生物有机肥对马铃薯根际土壤生物活性 及根系活力的影响

针对大量化肥长期施用对马铃薯田土壤造成的生物活性降低等问题,利用根际益生菌（PGPR）制成生物有机肥,通过盆栽试验,研究了不施肥（对照,CK）以及分别施化肥（CF）、普通有机肥（OF）和5种生物有机肥（BOF1,BOF2,BOF3,BOF4和BOF5）对马铃薯根际土壤生物活性和根系活力的影响。结果表明,在马铃薯的成熟期,5种生物有机肥处理的可培养细菌数量平均比CF及OF高52%和37%,微生物量碳比CF和OF处理平均增加了30%,其中以BOF3效果最明显,比其它生物有机肥处理的可培养细菌数量和微生物量碳增加达3%～7%和2%～7%;且土壤脲酶、蔗糖酶和磷酸酶活性显著提高(P<0.05),相比CF和OF,5种生物有机肥处理土壤酶活性的增幅为11%～114%;根系活力分别增加了265%和224%,块茎产量分别增加了16%和21%,根系活力和块茎产量的提高也以BOF3效果最明显,其根系活力比BOF5高出166%,其块茎产量比其它生物有机肥处理的增幅为5%～9%。说明生物有机肥有助于提高土壤的生物活性,改善马铃薯的根际环境,进而提高了马铃薯的根系活力,增加了马铃薯的块茎产量。     

降雨强度对农业耕作措施水土保持作用的影响

利用人工模拟降雨试验,研究不同降雨强度下,不同农业耕作措施坡地水土流失特征。试验设计的坡地坡度分别为5°和15°,降雨强度分别为60、90、120 mm·h^-1;耕作措施分别为等高耕作、人工掏挖和人工锄耕,以相同坡度的平整坡地作为对照。结果表明：（1）随着降雨强度的增大,各耕作措施坡地产流量显著增大1.51倍以上,最大增加幅度为等高耕作坡地的2.28倍。而坡地产沙量在降雨强度较小时增加不显著,当降雨强度增大到120 mm·h^-1时,坡地产沙量显著增大;（2）与平整坡地相比,等高耕作在3个降雨强度下都具有明显的减流效益,减流量均大于15%,而人工锄耕和人工掏挖却不明显;（3）在5°坡地上,等高耕作和人工掏挖在3个降雨强度的减沙效益均大于25%,而人工锄耕减沙效益不明显;在坡度为15°、降雨强度为60 mm·h^-1和90 mm·h^-1时,人工锄耕和人工掏挖减沙效益与降雨强度关系无明显规律,在降雨强度为120 mm·h^-1时,3个耕作措施都不能有效降低坡地产沙量。可见,水土保持农业耕作措施具有降低坡地产流量的作用,而对于坡地产沙的作用存在明显差异,在大坡度和大降雨强度下,不仅不能降低坡地产沙,反而加剧坡地土壤流失。     

基于"量-质-域-流"四维指标体系的水资源荷载状况评价——以黑河流域三地市为例

随着社会经济用水不断增加,水资源供需矛盾加剧,水资源系统出现荷载不均衡现象,制约了区域发展,危及生态环境良性循环。本文从水资源系统的负荷需求和承载能力出发,基于“量、质、域、流”四个维度构建水资源荷载均衡评价指标体系,采用指标规范化的正态云模型,评价2015年黑河流域张掖市、酒泉市、阿拉善盟水资源配置方案的荷载均衡状况,并依据负荷与承载能力评分二维坐标,分出低负荷-高承载能力、低负荷-低承载能力、高负荷-高承载能力和高负荷-低承载能力四个分区。评价结果表明：2015年三地水资源荷载状况均为Ⅳ级,张掖市综合评分为3.697,酒泉市为3.657,阿拉善盟为3.901,三地均处于高负荷-低承载能力区域;三地在水质维度上处于低负荷-高承载能力区间,水质维度评分均处于Ⅱ级,酒泉市水质评分优于张掖市,张掖市水质评分优于阿拉善盟;在水量、水域、水流维度上均处于高负荷-低承载能力区间,水量方面三地处于Ⅳ级,张掖市优于酒泉市,酒泉市优于阿拉善盟;水域方面张掖和阿拉善盟评分均处于Ⅴ级,酒泉评分处于Ⅳ级;水流方面三地均处于Ⅴ级。需要采取调控手段在水量、水域、水流方面上进行“增强承载”和“卸荷”。     

包气带土壤pH对灌溉施肥响应的变异过程

为了分析灌溉施肥活动引起的包气带土壤pH值变异特征及其对地球化学条件的响应,通过历时3 a的野外原位灌溉施肥试验,应用不同季节灌前、灌后6 m土层中不同深度的测定资料,系统分析了土壤pH对灌溉、施肥的响应过程,结果表明：各深度pH值呈弱变异性（CV=1.01%~2.28%）,与灌溉前相比,灌后土壤pH值的均值和变异系数均呈现明显的变化;灌前包气带各层pH具有强烈的空间自相关性,灌后受水分、基质等相互作用影响,pH的空间自相关性有所减弱,C₀/(C₀+C)和变程a分别由7.23 m和3.54 m(灌前0 d)减少到3.26 m和2.76 m(灌后第10天)。土壤基质是决定土壤酸碱性的主要因素,在灌溉施肥活动对pH的响应过程中,地球化学条件（土壤含水量、土壤温度、土壤有机质(SOM)、氧化还原电位（RP）等)、土壤基质组成和氮底物浓度（NH⁺₄-N）等的交互作用影响pH的动态。土壤含水量和温度单独对pH影响不显著,两者交互作用对pH有显著影响。引起土壤pH变化的主要变异源为Cl^-、土壤有机质(SOM)、NO^-₃-N、NH⁺₄-N等营养物质和不同空间深度土壤基质的差异,表明灌溉施肥改变了包气带pH地球化学动力场、营养物质和土壤基质的交互作用,引起各深度的生物地球化学反应,控制pH值的空间变异特性。当包气带介质土壤水分变化时,首先营养物氨态氮以分子态或水合态形式被介质吸附,H⁺得到释放,使得灌后第4天pH值下降。随着氨氧化过程中H⁺的释放,pH在灌前和灌后第10天和第30天有显著差异。氨的氧化引起硝酸盐含量不断增加,使得硝酸盐对pH值的影响在灌后不断增强,相关系数由0.24(0 d,P<0.05)增加到0.41(30 d,P<0.01),而氨态氮对pH值的影响逐步降低,相关系数由0.43(0 d,P<0.01)降低为0.19(30 d,P>0.05)。     

起垄沟播和常规平播下滴灌棉田土壤水盐的运移

为明确滴灌条件下植棉方式对土壤水盐运移的影响,采用田间调查与室内分析相结合的方法,在滨海重度盐碱地开展了起垄沟播和常规平播植棉方式下的水盐运移试验,调查了滴灌前后两种植棉方式不同点位及不同土壤深度的土壤水分、盐分和土壤溶液电导率等指标,分析不同植棉方式土壤水分、盐分和土壤溶液电导率的时空分布特征。结果表明：滴灌条件下起垄沟播的水分入渗深度和盐分淋洗深度均明显大于常规平播植棉方式,起垄沟播植棉膜下(0~20 cm)土壤溶液电导率明显低于常规平播植棉;滴灌对两种种植方式膜外土壤水分和盐分运移未产生明显影响。起垄沟播联合滴灌技术更有利于为棉花生长的水盐环境。研究结果可为盐碱地植棉提供理论参考和实践依据。     

“一带一路”沿线分区用水结构与产业结构的分析比较

“一带一路”沿线用水结构与产业结构的分析,对支撑沿线区域发展意义重大。基于“一带一路”主体水资源区分区及用水研究,采用赫芬达尔-赫希曼指数（HHI指数）分析了“一带一路”产业用水量和GDP的地理集中度,采取用水结构指数和产业结构指数分析了分区用水结构及产业结构的差异,应用洛伦茨曲线和基尼系数对“一带一路”全区用水量与GDP的匹配度进行研究,计算了“一带一路”分区基于数列的用水量与GDP匹配度。结果表明：① “一带一路”第一产业用水量和GDP产值的集中度在三大产业中均为最高,主要集中在东亚、西亚、南亚和东南亚;② 不同分区分产业用水量和GDP产值占各分区总量的比值,在空间分布差异上从大到小依次为第一、第三、第二产业;③ “一带一路”全区第三产业用水结构与GDP产值匹配度最差,南亚是第一产业和第三产业匹配度最差的分区。分析成果有助于系统了解“一带一路”区域用水和产业结构的基本情况,为深入分析分区水资源与经济社会关系提供指导。     

局部高浓度硝酸盐供应对玉米根系 形态及氮累积的影响

以郑单958和鲁单981为研究对象,进行水培分根试验,在正常供水和水分胁迫条件下,分别以均匀低浓度硝酸盐处理主根和种子根(LPR-LSR)、局部高浓度硝酸盐处理主根（HPR-LSR）和局部高浓度硝酸盐处理种子根（LPR-HSR）,测定分析根系形态、生物量以及氮含量。结果表明：与氮低效鲁单981相比,氮高效郑单958具有较高的主根根长、根表面积、根系生物量、地上部生物量和氮累积量。水分胁迫条件下,郑单958和鲁单981的主根的根长、根表面积、根体积、地上部生物量和氮累积量总体上均低于正常水分条件。玉米主根和种子根对局部高浓度硝酸盐的反应存在差异。与均匀低浓度硝酸盐处理相比,局部高浓度硝酸盐处理促进正常水分条件下主根和种子根根系的生长,尤其是根长和根系表面积;在正常水分条件下,主根根长和根系表面积增加幅度范围为6.8%~27.3%和1.9%~21.9%,除HPR-LSR处理条件下的郑单958外,种子根根长和根系表面积增加幅度范围为30.4%~92.7%和10.5%~135.1%;在水分胁迫条件下,主根根长和表面积增加幅度范围为24.6%~152.9%和62.1%~229.9%,然而种子根根长降低了10.0%~29.9%,表明水分胁迫会影响种子根对高浓度硝酸盐的响应。除水分胁迫条件下LPR-HSR处理外,局部高浓度处理可同时增加两侧根系的生物量和氮累积量。无论是正常供水还是水分胁迫,与LPR-LSR处理相比,局部高浓度硝酸盐供应均能够增加地上部生物量以及氮累积量,在LPR-HSR处理条件下,增加幅度范围分别在35.0% ~107.9%和162.9%~291.1%,在HPR-LSR处理条件下分别为56.7%~109.4%和204.1%~377.0%,HPR-LSR处理条件下增加幅度较大,表明在氮素非均匀分布环境中,当主根处于高浓度硝酸盐区域时将会更显著促进生物量的增加和氮累积。     

微咸水膜下滴灌对土壤水盐分布及加工番茄产量的影响

为探明微咸水膜下滴灌对土壤水盐分布及加工番茄生长和产量的影响,通过大田小区试验,设置灌水矿化度和灌水定额两个因素,其中3个灌溉水矿化度水平分别为S1:1 g·L~(-1)、S2:3 g·L~(-1)和S3:5 g·L~(-1),3个灌水定额分别为W1:305 m~3·hm~(-2)、W2:458 m~3·hm~(-2)和W3:611 m~3·hm~(-2),来进一步寻求适宜本地区加工番茄生长的微咸水膜下滴灌灌溉制度。结果表明:覆膜微咸水滴灌条件下土壤含水量垂直方向的变化趋势表现为0～20 cm土层随深度增加含水量逐渐降低、20～100 cm土层随深度增加含水量逐渐增大、60～100 cm范围内土层剖面含水量最大的分布规律;土壤含盐量随着灌水矿化度的增大而增加,且随着灌水量的增加土壤盐分逐渐向水平距滴灌带35 cm处聚集。灌水矿化度超过3 g·L~(-1)时加工番茄株高、茎粗均受到一定程度的抑制作用,但对产量影响不大。本文通过试验得出:灌水定额为611 m~3·hm~(-2)、矿化度为1 g·L~(-1)处理为本地区最佳微咸水膜下滴灌处理,加工番茄生长健壮且产量最高,达到127 613.2 kg·hm~(-2);同时认为,在我国淡水资源比较缺乏的新疆地区可以考虑采用灌水定额458 m~3·hm~(-2)和灌水矿化度3～5 g·L~(-1)的微咸水对盐分中等敏感的加工番茄进行灌溉。     

耕作方式及秸秆还田对土壤性质、微生物碳源代谢及小麦产量的影响

以小麦品种济麦22为试验材料,采用裂区试验设计,耕作方式为主区,分别设常规翻耕(C)、深松(S)、旋耕(R)处理,副区为秸秆还田量,分别设秸秆全还田(P)和秸秆不还田(A)处理,采用Biolog Eco技术测定土壤微生物碳源代谢功能,并分析土壤基本理化性质和作物产量。结果显示:深松与秸秆还田均有利于土壤含水量和有机碳含量的提高,0～15 cm土层分别提高了9.78%和24.00%,15～30 cm土层分别提高了7.08%和15.81%;深松提高了15～30 cm土层的pH值6.67%,秸秆还田提高了0～15 cm土层的pH值4.32%。深松和秸秆还田均有利于代谢多样性(丰富度指数、香浓多样性指数)、碳源代谢强度的提高,0～15 cm土层分别提高了26.84%、3.84%和38.02%,15～30 cm土层分别提高了11.87%、 3.63%和14.74%。主成分分析表明常规翻耕秸秆不还田和旋耕耕作秸秆不还田碳源代谢功能相近,15～30 cm层次内常规翻耕秸秆全还田碳源代谢功能和深松耕作秸秆全还田处理相近。深松和秸秆还田平均提高了小麦产量5.82%,微生物碳源代谢功能与小麦产量具有极显著的相关性。     

灌溉和生草对猕猴桃园土壤质量的影响

为探明灌溉和生草对猕猴桃园土壤质量的影响,于2016—2017年在陕西省眉县猕猴桃园试验地分别布设地面灌溉+除草(Ⅰ)、地面灌溉+自然生草(Ⅱ)、滴灌+除草(Ⅲ)和滴灌+自然生草(Ⅳ)4种处理,对试验地0～50 cm土层的土壤机械组成、物理和化学性质进行了统计分析,并利用土壤质量综合指数对土壤质量进行了评价,结果表明:与其他处理相比,Ⅲ处理使0～30 cm土层土壤容重和砂粒质量分数分别降低了0.02～0.24g·cm~(-3)和0.36%～5.25%,使土壤孔隙度、田间持水量、黏粒质量分数和土壤粒径分形维数分别增大了0.17%～7.17%、0.59%～2.53%、0.99%～7.15%和0.01～0.13;Ⅳ处理在0～30 cm土层中的速效磷和碱解氮与Ⅰ、Ⅱ处理无差异,显著高于Ⅲ处理10.75～109.55 mg·kg~(-1)和20.74～78.91 mg·kg~(-1)(P0.05),可使0～50 cm土层的速效钾、速效磷和碱解氮分别达到猕猴桃施肥标准的丰富、中等及中等水平;与其他处理相比,Ⅳ处理可使0～50 cm土层土壤黏粒质量分数增加了1.21%～2.66%,土壤粉粒质量分数减少了0.81%～1.41%,使土壤分形维数显著增加(P0.05),土壤质量综合指数最大,达0.619。因此,滴灌+自然生草(Ⅳ)的管理方式是猕猴桃园土地可持续性利用的有效措施。