• 2019年第33卷第1期文章目次
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    • 生物结皮土壤-水文-侵蚀效应研究进展

      2019, 33(1):1-8. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2019.01.001

      摘要 (2570) HTML (0) PDF 963.77 K (2261) 评论 (0) 收藏

      摘要:生物土壤结皮(简称生物结皮)是由隐花植物、微小生物和土壤表层颗粒胶结形成的一种特殊复合体,广泛分布于各类气候和生境条件。作为生态系统的重要组分,生物结皮在不同生物气候区土壤的生态过程、水文过程、生物过程、地球化学循环过程以及生态修复过程中发挥着重要作用。从生物结皮影响土壤物理、化学、生物学性质以及土壤水文与侵蚀过程等方面对其生态功能进行总结和概述,在此基础上,从研究区域和时空尺度、多过程耦合机制、生物结皮影响氮循环的过程及其对氮沉降的响应机制、生物结皮与维管植物空间分布及互动关系等方面,展望了该领域有待深化的问题及今后的发展方向,以期促进我国生物结皮相关研究工作,加深对生物结皮生态功能及地表过程的认识。

    • 退耕林地麻栎刺槐林壤中流及其磷素流失特征

      2019, 33(1):9-13,19. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2019.01.002

      摘要 (1764) HTML (0) PDF 766.97 K (1338) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究退耕还林后林地对壤中流磷素的调控效果,探究雨强对壤中流磷素流失的影响,选取鲁中南山区典型麻栎林、刺槐林和麻栎-刺槐混交林为研究对象,以荒草地为对照,采用模拟降雨试验方法,研究林地壤中流及磷素流失特征。结果表明:(1)林地壤中流占总产流的36.16%~46.93%,荒草地壤中流比例为18.58%,林地雨水下渗能力高于荒草地的,其中麻栎-刺槐混交林雨水下渗能力最好。随着雨强的增大,林地壤中流比例由54.34%减小到37.62%。(2)林地壤中流TP流失量低于荒草地的,为荒草地的45.88%~63.25%。林地TP总流失量比荒草地少55.32%~77.43%,与荒草地相比,林地对磷素的调控效果更优,其中麻栎-刺槐混交林的调控效果最好。随雨强的增大,林地壤中流TP流失量增加了0.68~1.33倍。(3)林地和荒草地的壤中流TP流失量占TP总流失量的12.12%~25.00%,壤中流TP流失在TP总流失中占据一定比例,在磷素流失中不容忽视。随着雨强增加,林地壤中流TP流失比例由30.66%下降到10.62%。研究成果对探究林地壤中流磷素流失规律和改善生态环境具有重要参考价值。

    • 东北薄层黑土区作物轮作防治坡面侵蚀的效果与C值研究

      2019, 33(1):14-19. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2019.01.003

      摘要 (1621) HTML (0) PDF 695.52 K (1470) 评论 (0) 收藏

      摘要:作物轮作通过影响通用土壤流失方程(USLE)中作物覆盖和管理因子C值的变化和改良土壤性质而减少坡面土壤侵蚀。基于东北薄层黑土区连续6年大豆-红小豆轮作和裸露休闲坡面小区的径流泥沙和降雨资料,分析了2011-2016年研究区侵蚀性降雨特征,探讨了作物轮作防治坡面土壤侵蚀的效果,研究了作物轮作C值的年内和年际动态变化。结果表明:研究区所有侵蚀性降雨皆发生在5-10月,其降雨量占全年降水量的32.5%~68.1%,且年内和年际分布不均。对于5°坡度的裸露小区,土壤侵蚀主要发生在6-8月,坡面径流量和土壤流失量分别为48.4 mm和1 388.2 t/(km2·a);对于5°坡度的作物轮作小区,土壤侵蚀主要发生在5-7月,坡面径流量和土壤流失量分别为19.5 mm和166.7 t/(km2·a)。与裸露休闲小区相比,作物轮作小区可使黑土坡面年径流量和土壤流失量减少59.7%和88.0%。大豆-红小豆轮作措施的多年平均C值为0.12,其中大豆作物的C值为0.04,变化范围0.007~0.080;红小豆作物的C值为0.38,变化范围0.28~0.46。大豆和红小豆作物的C值月变化分别为0.01~0.24和0.01~0.80,呈先减少后增加的变化趋势。大豆-红小豆轮作对东北薄层黑土区坡面土壤侵蚀防治有明显效果,研究结果可为薄层黑土区土壤侵蚀定量评价和预报模型的建立提供基础数据。

    • 复合指纹法分析红壤区强度开发小流域泥沙来源

      2019, 33(1):20-24. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2019.01.004

      摘要 (1435) HTML (0) PDF 769.10 K (1457) 评论 (0) 收藏

      摘要:南方红壤区人口密集,土地资源开发利用强度大,水土流失类型多样。为研究不同土地利用类型下红壤区强度开发小流域侵蚀泥沙来源,选取感德镇红壤强度开发小流域为研究区,分析了流域内潜在泥沙源地和泥沙的41个地球化学特征,利用Kruskal-Wallis H检验及逐步判别分析确认最佳指纹因子组合,并通过多元混合模型计算各泥沙源地泥沙贡献率。结果表明:共有速效P、Cu、P、Y、Ca、Ga、Sn、Nd 8种因子通过检验被确认为最佳指纹因子组合,累计贡献率达90%以上,拟合优度均大于0.80。多元混合模型结果显示,锋面雨季流域泥沙主要来源于林地、茶园与矿区,贡献率分别为28.59%,28.20%,27.59%;在台风雨季,4种土地利用类型泥沙相对贡献率为茶园 > 林地 > 矿区 > 耕地。通过对不同降雨特征下各土地利用类型泥沙贡献百分比数据进一步分析,结果显示矿区单位面积泥沙贡献百分比均值分别是耕地、林地与茶园单位面积泥沙贡献百分比均值的8,10,10倍,即单位面积下矿区土壤侵蚀强度最大。

    • 坡面薄层含沙水流水动力学参数提取的方法

      2019, 33(1):25-31,38. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2019.01.005

      摘要 (1283) HTML (0) PDF 1002.35 K (1941) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对坡面径流水深浅(1~5 mm)和水动力学参数(流速、水深等)提取困难,给坡面侵蚀径流水流结构、能量耗散及泥沙输移等的深入研究带来困难的问题,基于水动力学原理和相似性理论,通过"非常规比尺模型"将径流水深进行放大,来研究坡面薄层含沙水流的水流相似过程。结果表明:(1)当薄层含沙水流水深放大2.5倍,含沙量在10~320 kg/m3时,薄层含沙水流原型和模型的水面线(阻力)、流速、侵蚀地形的误差分别为0~0.1%,0.1%~5.3%,0.9%~4.9%,误差均在允许范围之内,原型和模型满足几何、运动等相似比尺转换关系;(2)水深在0.5~1.25 cm时,薄层含沙水流为紊流,原型和模型的流速垂向分布满足对数分布,可以用同一方程进行表达;(3)"非常规比尺模型"可以作为一种方法应用到薄层含沙水流的水动力学参数提取、水流结构、能量耗散、泥沙输移等的深入研究过程中。

    • 横坡垄作下雨型对褐土坡面细沟侵蚀过程的影响

      2019, 33(1):32-38. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2019.01.006

      摘要 (1573) HTML (0) PDF 993.25 K (1215) 评论 (0) 收藏

      摘要:雨型对细沟侵蚀过程起关键作用,而横垄坡面具有独特的细沟侵蚀特征。为定量研究雨型对横垄坡面细沟侵蚀过程的影响,以褐土横垄坡面为研究对象,设计了降雨动能、降雨量和平均雨强相同的4种雨型,采用可同时调节垄向和坡面坡度的土槽进行模拟降雨,分析了各雨型下细沟发育形态、产流产沙特征和细沟水流的水动力特性等。结果表明:雨型间细沟沟头溯源、沟壁崩塌和沟底下切侵蚀速率的不同导致细沟形态具有明显差异,增加-减弱型、减弱-增加型和减弱型的沟宽和沟深较增加型分别增加158.8%和38.9%,115.7%和-27.8%,21.6%和-33.3%,相应宽深比的增加率分别为14.9%,60.4%,82.6%。雨型间的细沟径流量和侵蚀量均差异显著,径流量为增加-减弱型 > 减弱-增加型 > 减弱型 > 增加型,而侵蚀量为增加-减弱型 > 减弱型 > 减弱-增加型 > 增加型。4种雨型下产沙率与径流率之间均符合幂函数关系,但增加-减弱型、减弱型和减弱-增加型方程中的指数较增加型(0.54)分别增加2.52,2.46,1.46倍。雨型间差异最大的水力学参数为雷诺数,侵蚀动力参数则为水流功率;增加-减弱型、减弱-增加型和减弱型的雷诺数和水流功率较增加型分别显著增加107.0%和106.8%,42.2%和41.9%,16.6%和16.7%。研究结果有助于深入理解横坡垄作对坡面细沟侵蚀过程的作用机制,并为横坡垄作措施的合理利用提供依据。

    • 石墨烯溶胶配施化肥对土壤中养分流失的影响

      2019, 33(1):39-44. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2019.01.007

      摘要 (1822) HTML (0) PDF 780.75 K (1156) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过土柱淋溶试验研究了石墨烯溶胶配施化肥后对土壤中养分流失的影响,以探究石墨烯溶胶的保肥作用。试验共设计5个石墨烯溶胶浓度,进行4次淋溶,测定每次淋溶液以及4次淋溶后的土壤的电导率、氮、磷、钾含量。结果表明:(1)石墨烯溶胶与化肥配施于土壤中后对淋溶液的电导率、氮、磷及钾的含量均有影响,且添加的石墨烯溶胶浓度越大影响越明显。添加石墨烯溶胶处理后的淋溶液中,硝态氮、总氮、磷的含量最大可分别降低88.2%,80.9%和84.7%。(2)4次淋溶后,添加石墨烯溶胶处理的土壤中氮、磷、钾的含量及电导率与对照相比均有增加,其中对总氮、总磷的持留效果最大可提高175.0%和59.3%,但对铵态氮的持留无明显效果。(3)石墨烯溶胶对淋洗液和土壤的pH影响不明显。石墨烯溶胶与肥料施入土壤中,可明显减少土壤中养分的淋溶损失,对土壤中的养分有明显的持留效果,具有保肥的作用。

    • 不同水土保持措施对闽西紫色土速效养分及可蚀性的影响

      2019, 33(1):45-50. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2019.01.008

      摘要 (1710) HTML (0) PDF 767.21 K (1147) 评论 (0) 收藏

      摘要:以福建省西部宁化县紫色土区梯田+杨梅+百喜草(C1)、山边沟+鱼鳞坑+金银花(C2)、隔坡梯田+鱼鳞坑+油茶(C3)、鱼鳞坑+油茶(C4)、竹节沟+乔灌草(C5)5种水土保持措施和无水土保持措施(CK)的紫色土坡地为研究对象,对比分析不同水土保持措施下闽西紫色土速效养分含量及可蚀性特征差异,并揭示土壤速效养分与可蚀性特征间的相互关系。结果表明:5种水土保持措施下紫色土速效养分含量除硝态氮外均高于CK,其中,铵态氮(NH4+-N)、硝态氮(NO3--N)、速效磷(AP)、速效钾(AK)含量分别呈现C2 > C3 > C4 > C1 > C5 > CK、C2 > CK > C4 > C3 > C5 > C1、C2 > C5 > C1 > C3 > C4 > CK、C2 > C1 > C3 > C5 > C4 > CK的变化规律;5种不同水土保持措施下土壤AN/AP、AN/AK均小于CK,而AP/AK则表现为C3 < CK < C4 < C1 < C5 < C2的变化规律,总体上5种水土保持措施均能有效促进土壤速效养分平衡。5种水土保持措施下土壤可蚀性K值均小于CK,土壤有机碳含量均高于CK,其中C2的土壤可蚀性K值最小,有机碳和砂粒含量最高。可见,在闽西紫色土坡地中布设水土保持措施能有效提高紫色土抗侵蚀能力,其中山边沟+鱼鳞坑+金银花的水土保持效果最好。紫色土速效养分与可蚀性特征联系密切,土壤可蚀性K值越大,速效养分流失越严重,速效养分含量越低。研究结果为紫色土坡地评价水土流失治理效果提供数据支撑,为水土保持措施的选择提供借鉴。

    • 土壤渗透性的区域变化规律及因子分析

      2019, 33(1):51-56. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2019.01.009

      摘要 (1889) HTML (0) PDF 863.01 K (1336) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过应用数据挖掘和数据整合方法,以建立我国土壤渗透性数据库,并对影响土壤渗透性的各因子综合分析,揭示土壤渗透性的区域变化规律。结果表明:(1)土壤渗透性呈现明显的区域性变化,表现为西南地区 < 华北地区 < 东北地区。西南地区土壤渗透力最差,稳渗速率对数值为-0.5~-2.0;华北、东北地区整体数值均在0.5以上,土壤渗透力较强。(2)在影响土壤渗透力的各因子中,气候类型及林龄通过影响植被来间接改善土壤渗透力;植被能有效提升土壤渗透力,但不同植被类型间土壤渗透力并无显著差异;随土层深度的增加,土壤渗透力有所下降。土壤有机质、土壤容重及非毛管孔隙度对土壤渗透力的影响均存在一个阀值,其值分别为30%,1.0 g/cm3,30%。当各因子值超过此阀值,其对土壤渗透力的影响减弱。为更好地探究土壤类型对土壤渗透力的影响作用,在今后的研究中应加强对土壤结构、团聚体等数据的分析。(3)海拔、土层深度及土壤容重对土壤渗透力的影响主要通过影响土壤中非毛管孔隙数量来起作用的。非毛管孔隙度是影响土壤渗透力的主导因子,通径系数为0.34。

    • 民勤绿洲区撂荒农耕地抗风蚀效果

      2019, 33(1):57-61,67. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2019.01.010

      摘要 (1318) HTML (0) PDF 770.28 K (1217) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过风洞试验,在5个风速下对民勤绿洲区5种不同撂荒年限农耕地的土壤风蚀速率、0-20 cm风沙流结构进行了模拟观测研究。结果表明:农耕地撂荒20年后土壤风蚀速率明显增加,撂荒30,40年土壤风蚀速率是其他处理的2.40~4.97倍。不同撂荒年限土壤风蚀速率均随风速的增大呈指数函数递增,但在撂荒30,40年条件下递增较快。风速为14 m/s是民勤绿洲农田土壤风蚀加剧的转折点,当风速>14 m/s时,农耕地撂荒20年后的土壤风蚀速率明显高于撂荒20年内。0-20 cm内,农耕地撂荒20年内和撂荒20年后输沙率与高度分别呈负线性和负指数关系,农耕地撂荒20年内0-4 cm输沙量和输沙量百分比(Q0-4/Q0-20)均低于撂荒30,40年。随着撂荒年限的延长,农田表层不可蚀性颗粒(粒径≥ 1 mm的团聚体及粗砂砾)的含量明显降低,且土壤风蚀速率随不可蚀性颗粒含量的增加呈非线性降低趋势。因此,增强民勤荒漠绿洲区撂荒农耕地抗风蚀能力需适当减少撂荒年限。

    • 赣南红壤丘陵区137Cs示踪土壤侵蚀对土壤养分元素的影响

      2019, 33(1):62-67. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2019.01.011

      摘要 (2087) HTML (0) PDF 815.35 K (1259) 评论 (0) 收藏

      摘要:赣南红壤丘陵区是我国土壤侵蚀与土地退化比较严重的地区,以南丰县为例,应用137Cs示踪技术探讨不同土地利用方式下土壤侵蚀与养分元素的关系。结果表明:(1)湿地松林、桔园、水田3种土地利用方式作用下土壤中137Cs与养分元素分布差异显著,在垂直剖面上,湿地松林137Cs含量呈指数递减分布,水田与桔园137Cs含量因人为干扰在耕层内均匀分布;有机质与137Cs有相似的分布特征;全氮、碱解氮、速效磷、速效钾含量均呈现一定表聚性。(2)位于坡地的2种土地利用方式中,湿地松林137Cs、全氮、碱解氮、速效磷、速效钾、有机质含量均表现为下坡 > 上坡 > 中坡;桔园137Cs活度表现为中坡 > 下坡 > 上坡,全氮、碱解氮、速效磷表现为下坡 > 中坡 > 上坡,而速效钾、有机质最大值均出现在上坡。(3)相关性分析表明,土壤137Cs与有机质、全氮、碱解氮显著正相关,表明小流域有机质、氮元素可能与137Cs有相同的物理运移方式,pH与137Cs显著负相关,速效磷、速效钾则与137Cs不相关。(4)3种土地利用方式中位于小流域谷地的水田137Cs、有机质、全氮、碱解氮含量最高,坡地上桔园坡面137Cs与土壤养分元素含量均高于湿地松林地,表明一定程度的坡改梯桔园种植模式能有效缓解土壤侵蚀与养分流失,改善区域生态环境。

    • 土壤团聚体和水分动态在3种植被覆盖下的关系

      2019, 33(1):68-74. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2019.01.012

      摘要 (1663) HTML (0) PDF 878.70 K (1868) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了探究不同植被覆盖下的土壤水分动态变化和团聚体稳定性的关系,选取桂花地、油菜地、杉树地3种植被下的土壤为研究对象,就团聚体和土壤水分之间的年变化关系、短期变化关系(在短期降雨前后)进行了研究。结果表明:在1年时间内、3种植被下的土壤中,杉树地土壤团聚体稳定性显著高于桂花地和油菜地,并以0.25~2 mm的水稳团聚体为主。土壤团聚体稳定性的年变化趋势和土壤水分呈显著负相关关系,在土壤水分含量降低的时候团聚体稳定性升高。在桂花地、油菜地中,土壤水分和<0.25 mm粒级团聚体呈显著正相关关系,和>0.25 mm粒级团聚体呈负相关趋势,表明水分会促进大团聚体破碎分解成微团聚体,从而改变团聚体稳定性。同时,在短期时间内,土壤团聚体平均重量直径(MWD)随着降雨的开始呈现下降趋势,随着降雨的停止,团聚体MWD会逐渐回升。这种变化与降雨以及降雨引起的土壤水分的迅速变化有关。综合长期和短期时间变化,种植杉树林可以有效调控土壤水分变化幅度,提高团聚体稳定性,对预防水土流失具有重要作用。

    • 不同秸秆还田模式对黑钙土团聚体特征的影响

      2019, 33(1):75-79. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2019.01.013

      摘要 (1934) HTML (0) PDF 610.13 K (1271) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过5年田间定位试验,研究了不同玉米秸秆还田方式对黑钙土土壤团聚体含量、稳定性和团聚体有机碳贡献率的影响。结果表明:与秸秆不还田(CK)比较,秸秆还田处理能显著提高土壤大团聚体(>250 μm)含量、团聚体平均重量直径(MWD)和几何平均直径(GMD)(P<0.05)。秸秆轮耕还田(SRT)比秸秆覆盖还田(SCR)能更有利于土壤大团聚体形成,但2个处理的土壤团聚体稳定性之间差异不显著。秸秆轮耕还田与秸秆不还田相比较能显著增加土壤各粒级团聚体有机碳含量和大团聚体有机碳贡献率,同时,秸秆轮耕还田比秸秆覆盖还田更有利于提高>2 000 μm粒径和<53 μm粒径团聚体有机碳含量,以及250~2 000 μm粒径团聚体有机碳贡献率。相关性分析表明,土壤有机碳含量与土壤团聚体稳定性及其碳库之间存在极显著的正相关关系。旋耕/深翻的轮耕还田模式促进了耕层土壤大团聚体形成和土壤结构稳定,显著提高土壤团聚体碳库和对土壤有机碳的贡献,为东北黑钙土区较适宜的玉米秸秆还田模式之一。

    • 亚热带红壤区自然恢复草地转换为人工林后对土壤团聚体有机碳周转的影响

      2019, 33(1):80-85. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2019.01.014

      摘要 (1863) HTML (0) PDF 771.85 K (1229) 评论 (0) 收藏

      摘要:选择江西泰和红壤退化区25年的自然恢复草地和2种恢复林地,测定了土壤团聚体有机碳的δ13C,探讨了森林恢复过程有机碳在团聚体中的分配和周转特征。结果表明:3种植被恢复模式土壤大团聚比例最高,微团聚体比例最低,木荷林0-20 cm土层大团聚体比例平均值高于马尾松林和草地;木荷林表层土各粒径团聚体有机碳含量均显著高于草地,表层土粉黏粒(<53 μm)有机碳含量最高,其有机碳δ13C最低;草地表层土团聚体中有机碳δ13C值比全土降低幅度最大,阔叶林中居中;3种植被恢复模式下土壤大团聚体总有机碳储量最大,其次是粉黏粒,最小的是微团聚体,来自人工林的新碳主要分布在土壤表层大团聚体中;马尾松林和木荷林表层土团聚体中有机碳的周转时间为41~53年,低于10-20 cm土层,2种林分粉黏粒中有机碳的周转时间最短,微团聚体中有机碳周转时间最长。研究表明以常绿阔叶树木荷直接进行植被恢复能够有效提升土壤地力,不仅提高了全土中的有机碳含量,也增加了团聚体中的有机碳含量;而以先锋树种马尾松进行的植被恢复效果弱于木荷林,应当采取一定营林措施促进马尾松林的恢复效果。

    • 容重对红壤条件下涌泉根灌水分入渗能力影响

      2019, 33(1):86-90,97. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2019.01.015

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      摘要:为研究红壤地区土壤容重对涌泉根灌水分入渗能力的影响,以江西红壤为例,采用室内试验,研究了不同容重条件下红壤涌泉根灌水分运移及其分布特性。结果表明:容重对土壤入渗能力有显著影响。随着容重的减小,湿润锋、累积入渗量、入渗率均呈增大趋势,且容重越小,减小的幅度越大。湿润锋、累积入渗量以及稳渗率与土壤容重均呈幂函数负相关关系;对于同一深度土层,土壤容重越大,对应的土壤含水率越小,在水分再分布过程中容重对含水率分布的影响逐渐减弱。通过Kostiakov入渗模型表明,土壤初始入渗速率随容重增大而减小,且容重越大,入渗能力的衰减速度也越快。研究结果可为涌泉根灌技术在红壤地区的推广应用提供理论依据。

    • 不同坡度下玉米生长期紫色土坡面径流及其

      2019, 33(1):91-97. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2019.01.016

      摘要 (1514) HTML (0) PDF 755.10 K (1217) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探明紫色土横垄坡面径流与可溶性有机碳流失对不同坡度的响应特征,通过径流小区和野外人工模拟降雨相结合的方法,探讨了不同坡度条件下玉米各生育期地表径流、壤中流及其可溶性有机碳(DOC)流失特征。结果表明:玉米各生育期同一降雨时间段地表径流量均表现为20° > 15° > 10°,壤中流径流量却表现为10° > 15° > 20°。不同坡度下,玉米生育期地表径流量大小总体表现为苗期 > 成熟期 > 拔节期 > 抽雄期,壤中流量整体表现为抽雄期 > 拔节期 > 苗期 > 成熟期。玉米各生育期地表径流DOC质量浓度均表现为20° > 15° > 10°,不同坡度下玉米生育期地表径流DOC质量浓度表现为苗期 > 拔节期 > 成熟期 > 抽雄期。苗期、拔节期和成熟期壤中流DOC质量浓度大小表现为10° > 15° > 20°,不同坡度下玉米生育期壤中流DOC质量浓度的总体表现为苗期最大,抽雄期最小。玉米各生育期地表径流DOC迁移通量大小均表现为20° > 15° > 10°,不同坡度地表径流DOC迁移通量均表现为苗期 > 成熟期 > 拔节期 > 抽雄期;玉米各生育期壤中流DOC迁移通量大小均表现为10° > 15° > 20°,不同坡度下壤中流DOC迁移通量与地表径流一致。研究结果可为不同坡度条件下玉米生长期坡面径流损失和有机碳流失调控提供理论依据。

    • 荒漠草原沙漠化对土壤无机碳和有机碳的影响

      2019, 33(1):98-103,110. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2019.01.017

      摘要 (2145) HTML (0) PDF 859.65 K (1373) 评论 (0) 收藏

      摘要:以空间代替时间的方法,通过对宁夏荒漠草原不同沙漠化阶段土壤有机碳(SOC)和无机碳(SIC)的研究,探讨荒漠草原沙漠化对土壤SIC、SOC及不同粒径组分土壤SIC、SOC分布特征的影响。结果表明:(1)随着荒漠草原沙漠化程度的加剧,0-10 cm土层各粒径组分土壤SIC和SOC含量呈下降趋势。半固定沙地和流动沙地各粒径组分土壤SIC含量均表现为黏粉粒无机碳(CSIC) > 细砂粒无机碳(FIC) > 粗砂粒无机碳(CIC),而SOC含量均表现为细砂粒有机碳(FOC) > 粗砂粒有机碳(COC) > 黏粉粒有机碳(CSOC)。(2)随着荒漠草原沙漠化程度的加剧,0-30 cm土层土壤无机碳(SICD)、土壤有机碳(SOCD)和土壤总碳(STCD)密度均表现为荒漠草原 > 固定沙地 > 半固定沙地 > 流动沙地。固定沙地、半固定沙地和流动沙地土壤SOCD、SICD分别比荒漠草原降低了18.5%,57.7%,60.5%和6.7%,35.9%,47.0%。(3)0-10 cm土层各粒径组分土壤SOC和SIC含量、全土SOC含量与0-30 cm土层SOC和SIC均呈显著正相关关系,其中土壤粗砂粒有机碳和粗砂粒无机碳对SOC影响最大,而土壤黏粉粒有机碳和黏粉粒无机碳与全土SIC含量呈显著负相关关系。因此,沙漠化防治对于减少荒漠草原土壤碳损失极为重要。

    • 坝上高原杨树人工林的枯落物及土壤水源涵养功能退化

      2019, 33(1):104-110. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2019.01.018

      摘要 (2175) HTML (0) PDF 876.15 K (1585) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探究坝上高原不同退化程度杨树人工林对枯落物及土壤水源涵养功能退化的影响,于2016年7-9月在张北县进行样地调查,对不同退化程度杨树人工林地枯落物及土壤水源涵养功能进行定量分析。结果表明:(1)林下枯落物储量表现为轻度退化(24.68 t/hm2) > 中度退化(13.43 t/hm2) > 重度退化(3.66 t/hm2),枯落物有效拦蓄量表现为轻度退化(29.28 t/hm2) > 中度退化(23.18 t/hm2) > 重度退化(3.30 t/hm2),最大持水量为轻度退化(34.90 t/hm2) > 中度退化(24.13 t/hm2) > 重度退化(3.86 t/hm2),最大持水率表现为轻度退化(228.80%) > 中度退化(228.70%) > 重度退化(119.94%),枯落物持水量、持水速率与浸水时间分别符合对数函数与指数函数;(2)不同退化程度土壤容重范围为1.65~1.80 g/cm3,毛管孔隙度为27.42%~33.64%,总孔隙度为29.97%~38.57%;(3)林地土壤入渗速率与入渗时间呈幂函数关系,稳渗速率表现为中度退化(3.32 mm/min) > 轻度退化(2.58 mm/min) > 重度退化(2.44 mm/min)。坝上高原退化杨树人工林的枯落物及土壤的水源涵养能力处在较低水平,随退化程度增大而显著下降。因此,在森林经营中应注意合理的树种选择,对退化较严重的林地通过补植其他树种或促进更新进行修复。研究结果可为当地杨树人工林退化评价及相关恢复重建提供一定的理论依据及参考。

    • 六盘山半干旱区华北落叶松林土壤水分时空变化与影响因素

      2019, 33(1):111-117. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2019.01.019

      摘要 (1822) HTML (0) PDF 843.47 K (1596) 评论 (0) 收藏

      摘要:分析森林土壤湿度时空变异规律,研究植被蒸腾、林地蒸散和气象因子对土壤湿度的影响,对干旱地区的植被恢复、林水协调管理和植被生态水文功能提升都有重要意义。在宁夏六盘山北侧半干旱的叠叠沟小流域,建立了华北落叶松人工林标准样地,利用气象站、热扩散探针、微型蒸渗仪、时域反射仪等设备,同步监测了2013年7-10月的气象条件、林木蒸腾、林地蒸散、土壤湿度的动态变化,并分层(0-20,20-40,40-60,60-80 cm)探讨了土壤湿度的主要影响因子。结果表明:(1)受随机降雨事件影响,土壤湿度呈现相应的脉冲性变化;整体而言,表层(0-20 cm)土壤湿度(32.69%)较低,以下各层较高(40.00%左右);土壤湿度的变异程度随土层加深和降雨增大而逐渐减弱。(2)影响土壤湿度的主要气象因子为温度、饱和水汽压差和气压;林木蒸腾和林地蒸散与整个研究期间主根系层(0-60 cm)土壤湿度的相关性显著。(3)土壤湿度与各因子的相关系数随土层加深而变小,在主根系层明显,在以下土层(60-80 cm)不明显。综上可知,森林土壤湿度同时受降水输入和蒸散输出影响,各土层湿度的时间变化规律相似;但表层土壤的湿度低、变幅大,土壤湿度对影响因子的响应敏感性和变幅随土层加深而逐步缩小。

    • 不同水分调控对晋西黄土区苹果×大豆间作系统细根分布与耗水特性的影响

      2019, 33(1):118-126. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2019.01.020

      摘要 (1497) HTML (0) PDF 2.27 M (1504) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探求适于晋西黄土区果农间作系统的水分调控措施,选取该地区典型的苹果×大豆间作系统为研究对象,结合覆盖与调亏灌溉2种节水措施,分析了不同水分调控措施对苹果和大豆根系空间分布、耗水量与水分利用等指标的影响。试验设置灌溉上限3个水平:田间持水量的55%(W1,低水),70%(W2,中水)和85%(W3,高水),2种覆盖材料:秸秆覆盖(M1)和地膜覆盖(M2)。结果表明:水分调控措施增加了苹果和大豆总根长密度,且扩大了苹果在水平和垂直方向上的根长分布。苹果根长密度与距树行距离呈负相关,而大豆则呈正相关,且均与垂直深度存在负相关关系。大豆鼓粒期土壤水分随距树行距离的增加先减后增,最小值为距树行1.5~2.0 m,与清耕(CK0)和单一覆盖(CK1和CK2)相比,水分调控措施能显著提高0-60 cm土层内的土壤水分。聚类分析表明水分调控下苹果和大豆主要水分竞争区域为距树行0.5~1.5 m、垂直方向0-40 cm土层范围内。M2W2处理苹果细根集中分布在20-40 cm土层,大豆细根主要在0-20 cm土层,根系错位分布缓解了种间水分竞争,其耗水量可较W3组减少40~50 mm,且其产量和水分利用可分别较其他水分调控措施提高29.37%~41.92%,12.29%~53.35%,同时可使间作系统净收益最大,可达2 976.5元/hm2。由此建议在未坐果的幼龄苹果树行间间作大豆时采用地膜覆盖措施,同时在分枝期灌水150 m3/hm2,结荚期灌水400 m3/hm2,鼓粒期灌水300 m3/hm2,可显著提高间作系统水分利用水平和经济效益。

    • 大伙房水库流域不同植被类型枯落物层和土壤层水文效应

      2019, 33(1):127-133. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2019.01.021

      摘要 (1479) HTML (0) PDF 846.78 K (1370) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了研究大伙房水库流域森林生态系统枯落物层和土壤层水文效应,以流域内3种不同植被类型为研究对象,采用浸泡法、环刀法对其枯落物层和土壤层水文功能进行定量研究。结果表明:(1)3种植被类型枯落物蓄积量为23.20~39.11 t/hm2,表现为刺槐天然次生林 > 油松人工林 > 落叶松人工林,且阔叶林枯落物半分解层蓄积量大于未分解层,而针叶林则相反。(2)枯落物层最大持水量为50.24~109.19 t/hm2,有效拦蓄量为41.70~90.71 t/hm2,均表现为刺槐天然次生林 > 油松人工林 > 落叶松人工林,刺槐天然次生林枯落物层持水功能较好。(3)枯落物未分解层、半分解层分别在浸水10,8 h基本达到饱和,持水量与浸水时间呈明显对数关系(R2>0.91);枯落物在浸水1 h内吸水速率变化最大,4 h左右吸水速率明显减缓,吸水速率与浸泡时间呈明显幂函数关系(R2>0.93)。(4)3种植被类型土壤容重均值变化范围为1.10~1.25 g/cm3,总孔隙度变化范围为27.96%~30.19%,土壤有效持水量变化范围为21.11~29.39 t/hm2,不同植被类型土壤层持水能力表现为刺槐天然次生林 > 油松人工林 > 落叶松人工林,土壤入渗速率与入渗时间呈明显幂函数关系(R2>0.90)。综合3种植被类型枯落物层及土壤层水文功能表明刺槐天然次生林的水源涵养功能较强,建议在该流域加强天然次生林的保护和恢复。

    • 滨海沙地不同固氮树种叶片氮、磷重吸收与生物固氮的耦合关系

      2019, 33(1):134-138,144. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2019.01.022

      摘要 (1413) HTML (0) PDF 754.97 K (1301) 评论 (0) 收藏

      摘要:福建滨海沙地氮磷养分匮乏,季节性干旱严重。养分重吸收可以减弱植物对土壤养分供应的依赖,从而增强植物适应逆境的能力。以福州市滨海后沿沙地人工营造的木麻黄、肯氏相思和纹荚相思人工林为研究对象,进行不同叶龄(成熟叶、衰老叶)叶片N、P浓度及稳定氮同位素丰度值(δ15N)的测定,通过统计手段研究叶片N、P重吸收效率(NRE、PRE)、重吸收度(NRP、PRP)及其与生物固氮率的关系。结果表明:(1)滨海沙地不同固氮树种叶片NRE表现为纹荚相思(52.80%) > 肯氏相思(28.27%) > 木麻黄(24.63%),纹荚相思叶片NRE显著高于肯氏相思和木麻黄,但后两者间无显著差异;PRE表现为肯氏相思(74.08%) > 纹荚相思(63.99%) > 木麻黄(40.47%),且相互之间差异显著。(2)滨海沙地不同固氮树种生物固氮率表现为肯氏相思(69.45%) > 纹荚相思(69.15%) > 木麻黄(34.59%),2种相思树种生物固氮率无显著差异,但显著高于木麻黄99.88%~100.77%。(3)滨海沙地不同固氮树种生物固氮率与NRE、PRE和NRP呈负相关关系,与叶片PRP呈正相关关系。因而,滨海沙地不同固氮树种生物固氮与叶片的氮、磷重吸收存在耦合关系,并显著影响氮、磷重吸收效率和重吸收度。研究结果为揭示滨海沙地不同固氮树种对贫瘠土壤和季节性干旱的适应机制提供依据,也为滨海沙地营林管理提供参考。

    • 青冈栎混交林生物量及碳储量分布特征

      2019, 33(1):139-144. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2019.01.023

      摘要 (1583) HTML (0) PDF 803.39 K (1261) 评论 (0) 收藏

      摘要:以湖南永顺43年生青冈栎混交林为研究对象,采用平均木法和样方收获法测定乔木层生物量和林下植被层生物量,采用重铬酸钾-水合加热法测定样品碳素含量,对林分各组分的生物量和碳储量分布特征进行研究。结果表明:青冈栎混交林单位面积生物量为320.03 t/hm2,各组分单位面积生物量由大到小的排列顺序为乔木层、枯落物层、灌木层和草本层。林分单位面积碳储量高达389.43 t/hm2,其中植被层和土壤层分别为249.02,140.41 t/hm2。林分内青冈栎、栲树和杉木单株平均蓄积分别为0.156 1,0.291 2,0.296 0 m3,单株平均碳储量分别为103.85,99.15,97.90 kg。青冈栎属于生长速度较慢但木材密度大的树种,单株平均蓄积仅有栲树和杉木的单株平均蓄积的1/2左右,但其单株平均生物量和碳储量却比栲树和杉木的单株平均生物量和碳储量要高,表明树种碳汇能力的高低并不完全取决于树种生长速度的快慢,这对今后生态公益林树种的选择提供了一个新的方向。

    • 等高反坡阶对滇中云南松林乔木层碳储量及碳增量分配格局的影响

      2019, 33(1):145-151. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2019.01.024

      摘要 (1402) HTML (0) PDF 868.47 K (1361) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过标准地调查和生物量实测相结合的方法,对布设等高反坡阶后滇中云南松林乔木层碳含量、生物量、碳储量及分配特征进行了估算,并分析了8年后各器官碳增量及分配格局特征。结果表明:布设等高反坡阶后云南松各器官碳含量变幅为41.01%~47.35%,平均碳含量高低排列依次为干 > 叶 > 枝 > 皮 > 粗根 > 中根 > 细根。10~15龄的云南松林在布设等高反坡阶后地上部分总生物量比对照高32.75%,等高反坡阶显著提高了10~15龄和15~30龄地下部分生物量(30.73%和35.71%),总生物量随着龄组的增加而显著增加。等高反坡阶显著提高了10~15龄云南松林地上部分碳储量(32.79%)和15~30龄地下部分碳储量(35.60%);布设等高反坡阶8年后显著增加了10~15龄、15~30龄地上部分碳增量(53.33%和20.45%)和地下部分碳增量(53.70%和73.43%)。综上,人工造林时应对等高反坡阶予以高度关注,适度发展等高反坡阶措施,在等高反坡阶基础上因地制宜地进行人工造林,增加山地造林面积和植被碳储量,从而保护当地生态环境。

    • 基于不同林分类型下土壤碳氮储量垂直分布

      2019, 33(1):152-157,164. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2019.01.025

      摘要 (1516) HTML (0) PDF 858.37 K (1216) 评论 (0) 收藏

      摘要:以辽东大伙房水库周边防护林典型林分针阔混交林(落叶松-油松-刺槐混交林)、油松林、落叶松林、刺槐林为研究对象,对其土壤养分含量进行测定,研究了不同林分土壤剖面上有机碳、全氮、有机碳储量的分布规律。结果表明:随着土层深度的增大,4种林分的土壤有机碳、全氮含量均逐渐降低;4种林分土壤剖面有机碳含量大小顺序为落叶松林(24.16 g/kg) > 刺槐林(23.07 g/kg) > 针阔混交林(16.06 g/kg) > 油松林(15.76 g/kg);全氮含量大小顺序为刺槐林(5.23 g/kg) > 落叶松林(4.57 g/kg) > 油松林(3.45 g/kg) > 针阔混交林(2.42 g/kg);C/N平均值大小顺序为落叶松林(7.36) > 针阔混交林(6.51) > 油松林(4.67) > 刺槐林(4.57);4个林分0-40 cm土层的有机碳储量大小为落叶松林(112.94 t/hm2) > 刺槐林(107.40 t/hm2) > 针阔混交林(105.42 t/hm2) > 油松林(89.89 t/hm2);4种林分土壤pH无明显差别,各土层土壤pH随土层深度增加而增大;4种林分土壤容重由高到低顺序依次为针阔混交林(1.73 g/cm3) > 油松(1.65 g/cm3) > 落叶松(1.64 g/cm3) > 刺槐(1.56 g/cm3)。4个林分土壤有机碳含量与土壤全氮含量互相间均存在极显著正相关关系,土壤有机碳、全氮含量与C/N之间则没有明显相关关系;在针阔混交林中,土壤容重、土壤全氮含量和土壤pH与土壤有机碳之间存在线性数量关系,而其他纯林则没有这种关系。

    • 油菜不同生长期稻田土壤无机氮形态及氮肥利用率对控释氮肥施用的响应

      2019, 33(1):158-164. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2019.01.026

      摘要 (1347) HTML (0) PDF 836.06 K (1225) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过盆栽土培试验研究了尿素、控释氮肥对南方稻田冬油菜生长、产量、土壤肥效和氮肥利用效率的影响,为控释氮肥在油菜生产上的推广应用提供参考。试验选用油菜品种"湘油15",参考油菜大田种植施氮量,共设4个处理,以不施氮肥(CK)为对照,在施氮量均为200 kg/hm2的水平下,设置了3种氮肥处理:尿素(Urea)、控释氮肥1(CRNF1)和控释氮肥2(CRNF2)。对油菜生物量和产量、不同生育期下土壤无机氮、油菜氮素吸收、油菜生理特性、土壤微生物氮以及土壤酶活性等相关指标进行测定及分析。结果表明:较常规Urea处理相比,控释氮肥处理显著提高了油菜花期、收获期生物量,增产11.2%~20.1%;CRNF1处理显著提高了油菜花期、收获期土壤NO3--N含量,相比尿素处理分别提高43.2%和61.8%,CRNF2处理显著提高了油菜花期、收获期土壤NH4+-N含量,相比尿素处理分别提高18.7%和64.1%,保证了油菜生育后期土壤氮素供应;与Urea处理相比,控释氮肥显著提高了油菜薹期及生殖生长期油菜总氮吸收,最终氮肥利用率(NUE)提高23.1%~60.2%,氮肥农学利用率(NAE)提高19.1%~30.5%;CRNF1处理显著提高了油菜生长后期SPDA值和总叶绿素含量,相比尿素处理分别提高6.5%,10.1%;CRNF1处理极显著提高了油菜生长后期土壤微生物氮,较尿素处理提高142.5%;此外,控释氮肥显著提高了油菜生长后期土壤脲酶、FDA水解酶活性,相比尿素处理分别提高8.4%~12.9%,24.5%~32.4%。在总氮施用量不变的前提下,施用控释氮肥可提高油菜生殖生长期土壤有效氮含量,改善光合作用,增强土壤微生物量和微生物活性,促进氮素的吸收,提高氮肥的利用效率,进而增加油菜干物质累积,最终提高产量。

    • 亚热带2种针叶林土壤碳氮磷储量及化学计量比对混交的响应

      2019, 33(1):165-170. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2019.01.027

      摘要 (12683) HTML (0) PDF 686.66 K (14071) 评论 (0) 收藏

      摘要:针叶林混交阔叶树是改善土壤肥力、增强林地养分循环的重要措施,而混交效应受到针叶树种自身特性的影响,马尾松(Pinus massoniana)和湿地松(P.elliottii)是亚热带地区广泛种植的针叶树种,但目前2种针叶林对阔叶树混交的响应特征还不清楚。选取马尾松、湿地松纯林以及木荷(Schima superba)补植后形成的马尾松-木荷和湿地松-木荷混交林为研究对象,采集剖面土壤样品,测定土壤容重、有机碳(OC)、全氮(TN)和全磷(TP)含量,计算碳氮磷储量及化学计量特征,比较不同森林类型间的异同。混交阔叶树显著增加了马尾松林0-60 cm各土层OC含量,而湿地松纯林与其混交林间OC含量无显著差异。同时,混交增加了2种针叶林土壤TN含量。马尾松林混交后0-60 cm土层碳储量显著增加95.8%,而混交阔叶树对湿地松林土壤碳储量无显著影响。混交阔叶树后马尾松和湿地松林0-60 cm土壤总氮储量分别增加了15.8%和28.4%,但混交对土壤磷储量无显著影响。混交显著增加了马尾松林0-40 cm各土层C/N,而降低了湿地松林0-10 cm土层C/N。混交阔叶树后马尾松林0-20 cm土层C/P和0-10 cm土层N/P显著增加,而混交仅增加湿地林0-10 cm土层N/P。混交阔叶树增加了针叶林土壤氮储量,但对磷储量无显著影响,同时混交改变了土壤碳氮磷生态化学计量特征。与湿地松林相比,马尾松林土壤养分含量、储量及其化学计量特征对混交的响应更敏感。

    • 闽江口湿地沉积物各形态磷分布特征及风险评价

      2019, 33(1):171-177,185. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2019.01.028

      摘要 (1820) HTML (0) PDF 1.05 M (1354) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探究湿地植被、理化性质等对沉积物磷的各赋存形态的影响,评价闽江口湿地污染程度和潜在环境风险。2017年在闽江河口湿地由陆向海选取4个采样点,用SMT法提取各形态磷,测定分析了闽江口湿地沉积物各形态磷变化规律并进行风险评价。结果表明:沉积物中有机磷含量为0.176~0.369 mg/g,约占总磷的32.03%;而无机磷含量为0.308~0.666 mg/g,占总磷66.49%;总磷含量为0.491~0.998 mg/g,其污染指数为0.819~1.618,总体上为轻度污染。各形态磷在不同植被类型沉积物中含量分布不同,其中沉积物有机磷含量芦苇最高,扁穗莎草最低;无机磷中的钙磷含量则是互花米草最少,短叶茳芏和扁穗莎草明显高于其他植被类型;而铁铝磷含量是互花米草远高于其他植物;因总磷受无机磷影响较大,以致无机磷含量与总磷含量分布相似,均是扁穗莎草最高,芦苇最低。沉积物中钙磷与容重呈极显著负相关,与含水率呈极显著正相关,有机磷含量与有机质呈极显著正相关;总磷与含水率呈极显著正相关,与电导率呈显著负相关。以上现象可能由植被类型与生长阶段、理化性质、陆源物质、水文环境、凋落物、人类生产活动等多个因素的综合作用所导致。

    • 中亚热带不同植被恢复阶段林地土壤磷库特征

      2019, 33(1):178-185. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2019.01.029

      摘要 (1167) HTML (0) PDF 836.59 K (1128) 评论 (0) 收藏

      摘要:以湘中丘陵区檵木-南烛-杜鹃灌草丛(LVR)、檵木-杉木-白栎灌木林(LCQ)、马尾松-柯(又名石栎)-檵木针阔混交林(PLL)、柯-红淡比-青冈常绿阔叶林(LAG)4种林地为对象,采用Tiessen和Moir修正后的Hedley磷(P)分级方法,研究不同植被恢复阶段林地土壤P各分级组分含量及其组成比例。结果表明:随着植被恢复,同一土层全磷(TP)、总无机磷(Pi)、总有机磷(Po)含量增加,NaHCO3-Pi、NaOH-Pi、HCl-Pi和NaHCO3-Po、NaOH-Po属于快速积累型,Residual-P属于缓慢积累型,Resin-Pi属于稳定型;不同植被恢复阶段林地土壤Pi以NaOH-Pi为主,Po以NaOH-Po为主,土壤P以Residual-P和Po为主;随着植被恢复,同一土层Po含量占TP的百分比增加,Pi先增加后减少,而Residual-P逐渐下降;不同林地土壤TP及P各分级组分含量均随着土壤深度增加而降低;随着植被恢复,群落植物多样性、群落生物量和凋落物层养分含量及质量的变化显著影响着土壤P各分级组分的含量及其组成比例。

    • 减氮配施有机物质对土壤氮素淋失的调控作用

      2019, 33(1):186-191. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2019.01.030

      摘要 (1486) HTML (0) PDF 732.29 K (1380) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用室内土柱模拟试验方法,研究不同氮肥施用下1 m土体中氮素的分布和移动特征,揭示土壤氮素动态变化规律。结果表明:FN(农民习惯施无机氮用量)、RN(根据土壤养分供应和作物需求确定的推荐无机氮用量)显著增加了土壤上层NH4+-N和NO3--N向下层淋失。RN+HA(与推荐无机氮纯养分相等的锌腐酸尿素)和RN40%+OMB(推荐无机氮肥减60%基础上配施自制有机调理物质)可延长上层土壤NH4+-N峰值出现时间,降低下层NH4+-N。淋溶结束后,等氮量下增施HA较RN降低60 cm以下NH4+-N残留29.7%~54.2%;降低60-80 cm NO3--N累积17.4%。RN40%+OMB处理无机氮肥用量最小,0-20 cm的NH4+-N最高,40-100 cm稳定在2.0 mg/kg左右;0-20,20-40 cm土层NO3--N较RN+HA增加12.3%和2.0%,显著降低40 cm以下NO3--N残留。RN+HA和RN40%+OMB较RN的土壤总无机氮残留分别减少7.4%和20.2%,降低表观淋失率。因此,RN40%+OMB可较好地抑制氮素下移,降低氮素淋失风险,为减少氮素淋失、明确合理氮肥施用方式提供科学依据。

    • 人工草地建设对甘南草原土壤理化特性和微生物数量特征的影响

      2019, 33(1):192-199. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2019.01.031

      摘要 (1789) HTML (0) PDF 940.26 K (1283) 评论 (0) 收藏

      摘要:研究甘南草原高寒草甸退化草地人工种草后土壤理化性质和微生物数量特征,为退化草地的修复与利用提供参考。于2017年5,7,10月分别采集播种燕麦、黑麦及其未播种的草地土壤,测定其理化特性及微生物数量特征。结果表明:人工种植的黑麦草地土壤水分均大于燕麦人工草地,5,7月人工草地土壤含水量均显著大于对照草地,但10月差异不显著(P>0.05);pH在各月份不同播种方式下差异均不显著(P>0.05);土壤全氮、全磷在不同月份间差异亦不显著(P>0.05),但黑麦人工草地5月10-20 cm层的有机碳、10月40-50 cm层的全氮含量均显著大于燕麦人工草地及对照样地(P<0.05),7月20-30 cm层燕麦人工草地的有机碳含量显著大于黑麦人工草地及对照草地;5月0-30 cm层燕麦人工草地和黑麦人工草地的细菌数量显著高于对照草地的细菌数量(P<0.05),7月0-10 cm层人工草地细菌数量显著高于对照草地(P<0.05),10月黑麦人工草地0-30 cm层细菌数量均显著高于对照草地(P<0.05);5,10月真菌数量在0-10 cm层人工草地显著高于对照草地(P<0.05),7月10-30 cm层人工草地的真菌数量、0-10 cm层的放线菌数量均显著高于对照草地(P<0.05);冗余分析发现,土壤细菌和真菌的变化具有联动性,且与土壤有机质、全氮、全磷等养分呈正相关。综上,人工种草后土壤养分的变化导致了土壤微生物数量的差异,这需要在草地管理中予以重视。

    • 不同有机物料对原生盐碱地土壤腐殖质结合形态及组成的影响

      2019, 33(1):200-205. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2019.01.032

      摘要 (1537) HTML (0) PDF 722.73 K (1227) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了探究不同种类有机物料及同种有机物料的不同形态对原生盐碱地土壤腐殖质结合形态及组成的影响。以吉林省西部地区原生盐碱地为研究对象,采用连续3年的大田试验,通过大田取样和室内分析相结合的方式对其进行研究。试验设颗粒秸秆(KL)、正常玉米秸秆(JG)、羊粪(YF)、牧草(MC)和对照(CK)5个处理,采用Anderson结合态腐殖质分组法提取土壤腐殖质,研究了不同有机物料对原生盐碱地土壤腐殖质结合形态及组成的影响。结果表明:(1)施加不同有机物料较CK处理均提高了原生盐碱地土壤腐殖质含量,促进土壤中各种结合形态腐殖质含量的增加,其中KL、MC、YF 3个处理间松结合态腐殖质含量差异不显著,但相比CK处理均差异显著。对联结合态腐殖质含量影响较大,各处理间均差异显著。KL处理与其他处理稳结合态腐殖质含量差异显著,其中JG、MC、YF 3个处理间差异不显著,但相比CK处理均差异显著。紧结合态腐殖质含量各处理同CK相比差异显著,KL处理同JG处理差异显著,其他处理间差异不显著。(2)不同有机物料均能提高松/紧比值和松/稳比值,有利于腐殖质的更新及土壤肥力的提高。(3)对胡富比(H/F)的影响则表现为各处理同CK处理相比差异显著,胡富比(H/F)的增加表征着富里酸的缩合转化,进一步形成结构复杂,芳香化程度高胡敏酸,增加了土壤胡敏酸含量,促进土壤腐殖质的聚合程度以及腐殖化度的提高。综合得出,有机物料能够增加原生盐碱地土壤腐殖质含量,提高各结合形态腐殖质含量。同种有机物料不同形态作用差异显著,中颗粒秸秆(正常玉米秸秆经过粉碎高温高压处理,长2 cm、直径0.5 cm的圆柱形颗粒)效果远好于其他处理。

    • 盐分对棉花光合特性及根际土壤CO2浓度的影响

      2019, 33(1):206-212. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2019.01.033

      摘要 (1161) HTML (0) PDF 871.31 K (1859) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了探寻不同盐分含量土壤棉花生长根际CO2浓度与光合指标之间的关系,通过桶栽试验,对4种盐分(CK:0%,F1:0.2%,F2:0.4%,F3:0.6%)处理下2种质地(砂土和壤土)土壤CO2浓度和棉花光合特征的变化规律进行了研究。结果表明:随着棉花生育期的推进,壤土和砂土的土壤CO2浓度均呈先升高后降低的"单峰"曲线变化趋势,峰值出现在花铃期,分别高达17 061.95,17 572.00 μmol/mol。在盐分处理下不同质地土壤CO2浓度随土层深度的增加而增加,50 cm处土壤CO2浓度均值为13 540.32 μmol/mol,是表层10 cm处的近2倍。随着盐分含量的增加,2种质地土壤CO2浓度差异显著,均呈下降趋势,且壤土CO2浓度明显高于砂土;盐分和土壤质地类型的相互作用对棉花净光合速率(Pn)达到极显著水平(P<0.01)。同一土壤质地类型条件下,各生育期棉花Pn随着盐分含量的增加而减小,均在F3处理下达到最小值,盐分含量较低时对棉花光合指标的影响不显著(P>0.05);同一盐分处理下,不同土壤质地棉花Pn差异显著,表现为壤土>砂土。不同盐分处理下2种质地土壤CO2浓度与棉花净光合速率之间密切相关,棉花Pn能够解释根际土壤CO2浓度变化的81.2%,说明盐分和土壤质地类型通过棉花净光合速率影响土壤CO2浓度的大小。研究结果可为作物生长环境提供理论参考。

    • 多重情景下半干旱地区人工杨树林光合生理特征

      2019, 33(1):213-220,226. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2019.01.034

      摘要 (1114) HTML (0) PDF 1.12 M (1368) 评论 (0) 收藏

      摘要:深刻剖析多重情景下主要防风固沙树种的光合生理特征,对半干旱地区生态系统的健康维持与恢复重建具有重要的指导意义。以半干旱典型区科尔沁沙地人工杨树为研究对象,采用Li-6400红外气体分析仪活体测量生长季不同月份、嫩叶与成熟叶、上午与下午以及不同CO2浓度和光强下杨树叶片的光响应和CO2响应曲线,进一步对比分析这些情景下净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)和水分利用率(WUE)的差异性。结果表明:在相同光强和CO2浓度下,生长旺盛期杨树叶片的Pn高于生长初期和生长末期;嫩叶与成熟叶的PnTr、WUE差异明显,嫩叶的蒸腾作用相对较强,成熟叶的光合作用相对较强。研究结果对开展半干旱地区人工杨树光合生理相关研究具有一定的参考价值。

    • 黄淮海北片麦田微喷灌水量对土壤贮水耗水及水分利用效率的影响

      2019, 33(1):221-226. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2019.01.035

      摘要 (1329) HTML (0) PDF 713.36 K (1281) 评论 (0) 收藏

      摘要:为有效应对灌溉水资源短缺,明确麦田微喷灌水量的土壤贮水耗水特征,在山西临汾盆地采用大区对比方法,开展了微喷灌水量对土壤贮水耗水及水分利用效率影响的研究。结果表明:返青期、拔节期、灌浆期及成熟期0-100,0-200,100-200 cm土层土壤贮水量基本呈现随微喷灌水量的增加而提高,微喷灌水量150 mm与75 mm、150 mm与0 mm、75 mm与0 mm处理间返青期至成熟期0-200 cm土层贮水量均存在显著性差异;播前至成熟期阶段0-100,0-200,100-200 cm土层的土壤耗水量呈现随灌水量的增加而减小,其中浅层(0-100 cm)耗水量所占0-200 cm耗水量比例各处理均大于深层(100-200 cm)耗水量所占0-200 cm耗水量比例,随灌水量的增加浅层(0-100 cm)耗水所占比例提高,而深层(100-200 cm)耗水所占比例则降低,不同微喷灌水量0-100,100-200 cm土层在不同生育阶段的耗水量与该阶段的初始贮水量均分别呈正相关和负相关;在微喷灌水量0~150 mm范围内,水分利用效率和产量均随微喷灌水量的增加而提高,当灌水量达525 mm时,产量虽有增加但水分利用效率下降,而灌溉水利用效率则表现为随灌水量的上升而下降。研究结果可为水资源短缺对小麦生产系统的影响提供理论依据和技术支撑。

    • 东祁连山不同退化草地植物群落特征与土壤养分特性

      2019, 33(1):227-233. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2019.01.036

      摘要 (1296) HTML (0) PDF 922.24 K (1221) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探究东祁连山不同退化草地植物群落特征、土壤养分特性及其相关性,以轻度退化草地、中度退化草地和重度退化草地为研究对象,采用野外调查、室内测定和数据统计分析相结合的方法,分析了不同退化草地植被特征、土壤养分特性及其之间的相关性。结果表明:(1)从轻度退化草地-重度退化草地,植物群落特征(地上生物量、高度、密度、频度和总盖度)整体呈现降低趋势,且差异显著(P<0.05),中度退化草地Margalef指数、Shannon指数和Evenness指数最高,Dominance指数最低;(2)研究区植物共有19科38属41种,生态适应性较强的植物主要集中在豆科、禾本科、菊科和蔷薇科,不同退化草地植被型分别为矮生嵩草(K.humilis)+赖草(Leymus secalinus)、矮生嵩草+高山唐松草(Thalictrum alpinum)、矮生嵩草+赖草,其中矮生嵩草是各退化草地的优势种,不同退化草地的功能群以杂类草占优势,其次是禾草类,毒草类所占的比例最少;(3)随草地退化程度加重,土壤速效氮、有效磷、有机碳和含水量呈降低的趋势,而pH整体呈现升高的趋势;(4)不同退化草地土壤因子对植被生长贡献率最高分别为速效氮、有效磷和含水量。综上,随着草地退化程度加重,植物群落结构向单一趋势过渡,土壤养分含量减少,且土壤因子对植物贡献率也相应发生变化。

    • 碳氮添加对雨养农田土壤物理性状的影响

      2019, 33(1):234-240. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2019.01.037

      摘要 (1248) HTML (0) PDF 799.90 K (1037) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探明添加不同碳源及不同量氮肥4年后对土壤物理性质、产量的影响,依托布设于甘肃省定西市安定区李家堡镇的不同碳源田间定位试验,设置2种碳源(生物质炭15 t/hm2,秸秆4.5 t/hm2),3个氮肥施用量(0,50,100 kg/hm2),共计9个处理。研究了生物质炭、秸秆配施氮肥对试区土壤容重、总孔隙度、土壤饱和导水率、土壤团聚体稳定性、产量的影响。结果表明:较之无碳添加处理,添加生物质炭或秸秆均可改善土壤物理性质,但生物质炭效果最好。秸秆输入对0-5 cm土层土壤容重的降低和总孔隙度、水稳性团聚体稳定性的提升具有显著效应,对土壤饱和导水率和0-30 cm各土层机械稳定性团聚体稳定性的提升具有显著效应,而生物质炭对0-30 cm各土层的土壤物理指标的改善均具有显著效应。氮素添加对土壤物理指标影响较小。生物质炭、秸秆、氮素均可促进作物增产,总体而言,生物质炭增产效果优于秸秆,尤其是生物质炭15 t/hm2+施纯氮100 kg/hm2处理。因此,添加生物质炭更有利于该区土壤物理性质的改善和产量的增加。

    • 小五台山不同海拔土壤理化性质垂直变化规律

      2019, 33(1):241-247. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2019.01.038

      摘要 (1736) HTML (0) PDF 838.01 K (1341) 评论 (0) 收藏

      摘要:以河北小五台山不同海拔18块样地土壤为研究对象,分析和比较了不同海拔下土壤物理性质、持水能力、养分特征等14项指标,研究小五台山不同海拔土壤理化性质的垂直变化规律。结果表明:(1)随海拔的升高小五台山土壤容重逐步降低,总孔隙度逐步升高,毛管孔隙度变化不明显;随土层深度增加土壤容重变大,总孔隙度降低。(2)土壤含水量、毛管持水量、最大持水量、田间持水量随海拔升高逐渐升高,随土层深度增加逐渐降低,这种降低趋势随海拔增加逐渐扩大。(3)土壤有机质、全氮、全磷、碱解氮含量随海拔升高而逐渐升高,随土层深度增加而降低;土壤全钾含量随海拔升高表现为"先升后降"的抛物线型,在2 100~2 200 m达到峰值。0-20 cm土层速效钾和速效磷含量随海拔升高没有明显变化趋势;20-60 cm土层速效钾含量随海拔升高而升高,40-60 cm速效磷含量随海拔升高而降低。(4)土壤有机质、全氮、碱解氮含量有明显的"表聚现象",且海拔越高越明显;土壤全磷和速效钾含量也有明显的"表聚现象",海拔越高越不明显;土壤速效磷含量存在一定的"表聚现象",但并不明显;土壤全钾含量没有"表聚现象"。

    • 施氮对盐碱土入渗及水盐运移的影响

      2019, 33(1):248-252. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2019.01.039

      摘要 (1183) HTML (0) PDF 631.64 K (1085) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究施氮对盐碱土入渗及水盐运移的影响,选用含盐量为0.3%,0.9%,1.2%盐碱土与4种不同氮肥浓度(0,300,600,900 mg/L)组合,进行室内一维垂直土柱积水入渗试验。结果表明:(1)施氮对盐碱土入渗具有减渗作用,同一施氮水平下,盐碱土的入渗性能随含盐量的升高而降低,脱盐深度也降低。(2)随着入渗时间的增加,下层根区土层的含水量均为不施氮时最大,此时土层保水性最好。(3)0.3%盐碱土上施氮较不施氮脱盐量大,施加氮肥对盐碱土脱盐有促进作用;而在0.9%和1.2%盐碱土上均为不施氮时脱盐量大,即施氮对盐碱土脱盐具有拮抗作用。研究结果为盐碱地土壤合理施氮提供了有效的机理性基础,为盐渍化地区的作物生长以及生态保护提供参考。

    • 海水养殖废水浇灌下不同盐生经济植物生理特征及其比较

      2019, 33(1):253-262. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2019.01.040

      摘要 (1608) HTML (0) PDF 1.17 M (1300) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用大田试验,研究了无施肥条件下海水浇灌(对照)、1:1海水养殖废水(1:1养殖废水处理)、全海水养殖废水(全养殖废水处理)处理以及施肥条件下海水浇灌(施肥处理)对海蓬子和碱蓬植株生长与生理特性的影响。结果表明:1:1养殖废水处理的植株地上部干重(DW)显著高于对照,但全养殖废水处理植株地上部DW低于对照;施肥处理植株地上部DW明显高于所有对照和其他处理,随着生育期的延长,上述效应愈加明显,尤其体现在碱蓬植株上。与施肥处理相比,两配比养殖废水灌溉抑制了2种植物生长,降低了植株地上部氮磷(NP)含量、叶绿素含量(CHL)含量和可溶性蛋白(SP)含量,并随养殖废水配比上升而降低越显著;相反,2种植物细胞相对电导率(REC)、丙二醛(MDA)含量却随着养殖废水配比的上升而升高,碱蓬的上升比海蓬子更为明显。与对照相比,1:1养殖废水不同程度提高了2种植物DW、CHL含量、植株地上部NP含量、内肽酶、羧肽酶、超氧化物歧化酶(SOD)及过氧化物酶(POD)活性以及SP和游离氨基酸(FAA)含量;并且,随着养殖废水配比的上升,2种植物以上各指标却不同程度地下降。综上所述,1:1养殖废水处理可有效促进2种植物叶绿素合成,提高SOD、POD活性,降低MDA积累量,减少细胞膜受损,进而加快植株生长,增加NP吸收。2种植物相比,碱蓬对海水养殖废水浓度的生理响应较海蓬子敏感。1:1养殖废水处理可很大程度上替代肥料的施用,从而降低环境污染。

    • 深松条件下滴灌频次对土壤理化指标及棉花产量的调节效应

      2019, 33(1):263-269,276. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2019.01.041

      摘要 (1378) HTML (0) PDF 1.11 M (1088) 评论 (0) 收藏

      摘要:研究深松条件下灌溉频次对土壤理化指标及棉花产量的调节效应,对优化新疆棉田滴灌制度提供理论依据。2016-2017年,在深松40 cm条件下,设置4,7,10 d/次3个滴灌频次,灌溉总量均为3 600 m3/hm2的田间试验,测定并分析了不同滴灌频次对棉田0-60 cm土层内土壤容重、紧实度、含水量、盐分含量及产量构成的调节效应。结果表明:棉花生育期内,不同处理0-40 cm土层内的土壤容重表现为10 d/次 > 4 d/次 > 7 d/次处理的变化趋势,40-60 cm土层则以4 d/次处理略高,7 d/次处理在0-60 cm土层深度土壤容重和紧实度均处在较低水平;不同土层深度下,各生育时期7 d/次处理土壤含水量可维持在较高水平,2年平均分别较4,10 d/次处理高出14.1%和18.0%;0-60 cm土层内,处理间各生育期土壤含盐量变化情况表现为4 d/次 > 7 d/次 > 10 d/次处理,随着灌水频次减少土壤盐分浓度峰值逐渐下移,不同处理在20-40 cm深度形成明显的积盐区;不同滴灌频次下,棉花单株结铃数、单铃重和籽棉产量均以7 d/次处理最高,4 d/次处理最低,与4,10 d/次处理相比,2年平均籽棉产量分别高出12.1%和10.0%。因此,适中的灌水频次(7 d/次)有利于维持作物生长的土壤耕作环境及适宜的水分盐分环境,可促成棉花产量的形成。

    • 盐碱胁迫对滴灌加工番茄生理生长和干物质积累的影响

      2019, 33(1):270-276. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2019.01.042

      摘要 (1351) HTML (0) PDF 938.09 K (1581) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探讨盐碱胁迫对加工番茄生理生长和和干物质积累的影响,采用桶栽试验方法,人工配制不同盐碱程度的土壤(CK:1.5 g/kg,S1:4 g/kg,S2:7 g/kg,S3:10 g/kg),研究滴灌条件盐碱胁迫下加工番茄生长指标、生理指标、干物质积累和产量的变化规律。结果表明:S1处理对加工番茄的生长指标、净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、叶片水分利用效率及叶绿素含量均有一定程度的促进作用,但与CK处理无显著性差异(P>0.05);S2与S3处理对以上指标均有一定的抑制性,最小值均出现在S3处理,但在生育后期,S2与S3这2个高盐碱处理下,加工番茄的气孔限制值降低,普遍低于S1与CK处理(P<0.01),说明在生育后期高盐碱胁迫下加工番茄光合能力的下降主要是由高盐碱胁迫导致叶片气孔关闭的非气孔限制因素造成的;S1处理使加工番茄增产2.1%,而S2与S3处理因抑制加工番茄生长,使其分别减产18.7%和65.4%;果实膨大一期是加工番茄生长发育的一个非常重要时期,此时,加工番茄长势迅速,干物质积累加快,达到全生育期的最大值。研究结果为新疆盐碱地加工番茄栽培管理技术提供理论依据。

    • γ-聚谷氨酸对土壤结构、养分平衡及菠菜产量的影响

      2019, 33(1):277-282,287. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2019.01.043

      摘要 (1610) HTML (0) PDF 940.77 K (1262) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过盆栽试验研究了土壤增施γ-PGA(0.1%,0.2%,0.3%,0.4%)对土壤团聚结构、土壤养分平衡、菠菜产量与经济效益的影响。结果表明:随γ-PGA施量增加,水稳性团聚体(WR0.25)、平均重量直径(MWD)和几何平均直径(GMD)均显著增大,而团聚体破坏率(PAD)与分形维数(D)均减小,说明γ-PGA对改善土壤团聚结构具有显著的效果;随γ-PGA施量的增加,菠菜对氮、磷、钾的吸收量减少,土壤养分残留量与盈余量增加,养分表观损失量减小;5组处理中,0.1%施量的土壤养分平衡状况最优,0.4%施量对作物养分吸收与土壤养分的平衡产生负效应;菠菜产量及经济效益均随γ-PGA施量增加而显著减小,0.4%施量时较未施γ-PGA减产42.98%;菠菜经济效益拟合结果表明γ-PGA在0~0.1%施量范围内菠菜获利高于不施加γ-PGA处理。综上,0.1%施量对改善土壤结构与养分状况、促进作物增产及作物养分吸收效果较优,这对进一步将γ-PGA应用于实际生产中提供了理论参考。

    • 东鱼河春季沉积物反硝化脱氮作用与N2O排放研究

      2019, 33(1):283-287. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2019.01.044

      摘要 (2887) HTML (0) PDF 694.01 K (6382) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究东鱼河春季沉积物的反硝化脱氮作用以及N2O产生速率,于2017年5月沿东鱼河采集沉积物和表层水样,分别采用乙炔抑制法和培养法分析测定了反硝化作用和N2O产生速率,利用顶空法提取水样中N2O结合双层扩散模型法估算水体N2O的排放通量,并结合水体理化性质探讨了主要影响因素。结果表明:东鱼河春季沉积物反硝化潜势为7 305.8~26 947.7 μmol/(m2·h),但从上游到下游沿程均呈先增高后波动降低的趋势;沉积物反硝化速率为86.6~694.2 μmol/(m2·h),显著低于对应点位的反硝化潜势(P<0.01),且二者的沿程变化规律不一致;反硝化速率仅与沉积物中NH4+含量呈显著正相关关系(P<0.05),表明其受沉积物和上覆水理化性质的综合影响,且可能存在硝化-反硝化的耦合作用。沉积物N2O产生速率在19.8~144.3 μmol/(m2·h);水体表现为大气N2O的排放源,排放通量为170.9~667.8 mol/(m2·h),显著高于对应点位沉积物N2O的产生速率(P<0.01),且与上覆水的DO和NO2-含量具有显著正相关关系(P<0.05),表明东鱼河在春季除沉积物产生N2O外,其上覆水中氮转化过程亦是向大气排放N2O的重要途径之一。

    • 保水剂结合豌豆翻压对季节性干旱区新垦植烟

      2019, 33(1):288-293,300. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2019.01.045

      摘要 (1246) HTML (0) PDF 1.00 M (1185) 评论 (0) 收藏

      摘要:研究了保水剂(Guilspare)施用量(0,2,4,6 L/m2)结合豌豆(Pisum sativum Linn)翻压对攀枝花平地镇新垦植烟土壤保水能力、土壤培肥和烤烟农艺性状、经济性状及化学成分的影响。结果表明:保水剂可使土壤的失水过程显著减慢,保水效果4 L/m2 > 6 L/m2 > 2 L/m2。保水剂结合豌豆翻压降低了土壤pH,提高了土壤有机质、总氮、总磷、有效氮、有效硼和速效钾含量,4 L/m2保水剂可增加土壤有机质含量6.1~28.3倍,保水剂主要通过增加翻压豌豆的生物量提高土壤肥力,进而影响烤烟农艺性状,4 L/m2保水剂结合豌豆翻压使烤烟叶厚度或叶质重增加,2 L/m2保水剂结合豌豆翻压使烤烟产量增加了10.30%,保水剂结合豌豆翻压提高了烤烟单叶质量和产量。在烤烟化学指标方面,6 L/m2保水剂结合豌豆翻压处理烤烟中部叶的总氮和钾含量分别为1.67%,2.24%,均达到优质烟水平(总氮含量1.5%~2.5%,钾含量>2.0%),保水剂结合豌豆翻压降低了烤烟糖碱比,提高了氯钾比,使烤烟内酸性物质和碱性物质之间趋于平衡,增加了化学成分的协调性。保水剂结合绿肥增加了烤烟下部叶的综合质量,降低了上部叶和中部叶的综合质量,可能与新垦植烟土壤中部叶和上部叶生长期靠后而得到的土壤水分和肥力供给不足有关。

    • 局部涂抹纳米碳与尿素溶液对桃树梢叶生长及氮素吸收、分配的影响

      2019, 33(1):294-300. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2019.01.046

      摘要 (1278) HTML (0) PDF 1.04 M (1326) 评论 (0) 收藏

      摘要:以7年生的鲁星油桃为试材,采用15N同位素示踪技术进行田间涂抹试验,研究不同浓度纳米碳与相同浓度尿素溶液(0 μg/mL+0.2%,50 μg/mL+0.2%,100 μg/mL+0.2%,200 μg/mL+0.2%,分别以CK、NC50、NC100、NC200表示)涂抹部分叶片对桃树局部梢叶生长、氮素吸收及分配的影响,以期为桃树栽培过程中施用碳纳米提供新的思路和有益的参考。结果表明:与对照相比,施用纳米碳后桃树涂抹叶片单叶面积明显增加,叶绿素含量显著提高,NC200处理下叶片的净光合速率、蒸腾速率和气孔导度比对照提高了15.8%,30.0%,12.4%;纳米碳的施用提高了桃树新梢的干物质积累量,NC100、NC200处理比对照增加了10.5%和12.9%,提高了新梢各部位的全氮含量;高浓度的纳米碳(NC200处理)提高了新生器官对氮素的吸收征调能力(Ndff值);随纳米碳浓度的增大氮素的利用效率显著提高,NC50、NC100、NC200处理的氮素利用率比对照提高了13.6%,29.5%,40.0%;此外,新生嫩叶部分以NC200处理的氮素分配率最高,达19.55%,NC50、NC100、NC200处理氮素分配率比对照提高了4.5%,16.2%,17.1%,差异显著。以上结果表明,纳米碳能够促进新梢叶片对氮素的吸收利用,有效提高叶绿素含量、光合作用效率及新梢局部氮素利用率,影响氮素在梢叶各部位间的分配,促进氮素向生长中心(新生嫩叶)的转移。

    • 东乌珠穆沁旗草原砂土对汞的吸附特征及其影响因素

      2019, 33(1):301-305. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2019.01.047

      摘要 (892) HTML (0) PDF 650.11 K (1073) 评论 (0) 收藏

      摘要:以东乌珠穆沁旗的草原砂土为研究对象,采用正交试验设计的方法,研究了土壤/溶液(固/液)、初始汞浓度、溶液pH、腐殖酸、硝酸钠浓度对东乌珠穆沁旗草原砂土吸附HgCl2的影响。结果表明:固/液越小,初始汞浓度越大,土壤吸附能力越强;土壤对汞的吸附量随溶液pH,外源腐殖酸浓度,硝酸钠浓度的增大而呈现先增大后减小的趋势,当溶液pH为7.5,外源腐殖酸浓度为0.6 mg/g,硝酸钠浓度为0.08 mg/L时,土壤对汞的吸附量分别达到最大。影响砂土吸附HgCl2的因素大小依次为初始汞浓度 > 固/液 > pH > 硝酸钠浓度 > 腐殖酸浓度。草原地区砂土对汞的吸附动力学过程与Lagergren准二级动力学模型拟合有较好的相关性,表明该吸附过程主要以化学吸附为主,且吸附过程不可逆。

    • 亚铁对水平潜流人工湿地污染物去除能力的分层效应影响

      2019, 33(1):306-314. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2019.01.048

      摘要 (1107) HTML (0) PDF 1.11 M (1195) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过模拟试验,考察并探讨不同浓度亚铁添加对水平潜流人工湿地中氮和COD去除能力的影响以及作用机理。结果表明:添加亚铁有利于水平潜流人工湿地各层中总氮、硝态氮和铵态氮的去除效果,而且添加亚铁浓度为50 mg/L的人工湿地系统优于其他各处理组,但是过高的亚铁添加又限制了氮的去除效果,尤其是对下层铵态氮的去除能力有抑制作用,但是均高于对照组,而且亚铁添加影响了湿地系统这3种无机形态的氮分层效应。亚铁的添加促进试验初期人工湿地对COD的去除能力,在一定程度上影响了各层COD的去除效果。亚铁离子进入人工湿地后,系统中各层铁元素浓度迅速下降,但是由于铁元素的变价结构及其易水解特性,使得各处理系统出水pH先增加后趋于平稳,且下层pH低于上层和中层,同时也使得系统各层氧化还原电位(ORP)发生变化。亚铁添加促进了湿地系统中ORP的分层,却减缓了ORP的下降。

    • 模拟干湿交替环境作用下狗牙根根系分泌物对消落带Pb的影响

      2019, 33(1):315-322. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2019.01.049

      摘要 (1351) HTML (0) PDF 1020.74 K (1152) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探究狗牙根根系分泌物对消落带Pb迁移能力和生物有效性的作用,通过模拟试验,选取三峡库区消落带优势植物狗牙根根系分泌的低分子量有机酸,研究在干湿交替环境作用下,根系分泌物对污染土壤及上覆水中Pb总量、土壤中Pb赋存形态的影响。结果表明:在干湿交替环境作用下,表层土壤中Pb含量不断减少,底层土壤中Pb含量不断增加;2次落干-淹水结束后,各处理表层土壤中Pb含量为混酸 > 柠檬酸 ≈ 乙酸 > 丙二酸 > 对照,底层土壤Pb含量为混酸 > 柠檬酸 ≈ 乙酸 > 丙二酸 > 对照。表层土壤中碳酸盐结合态、铁锰氧化态Pb是导致土壤总Pb含量减少的主要原因,最大减少幅度分别为24.89%和19.04%;但添加了低分子量有机酸的处理,表层土壤中铁锰氧化态、有机结合态Pb含量比对照高,可交换态Pb含量比对照低;且有机酸促进了底层土壤中碳酸盐结合态及铁锰氧化态Pb含量的增加。在2次淹水过程中,上覆水Pb含量均呈先增加后降低的趋势,低分子量有机酸抑制了土壤向上覆水释放Pb。总的来说,在干湿交替环境作用下,狗牙根根系分泌物降低了表层土壤中Pb环境风险。

    • 生物质炭对土壤-水稻系统中Cd迁移累积的影响

      2019, 33(1):323-327. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2019.01.050

      摘要 (1286) HTML (0) PDF 690.42 K (1216) 评论 (0) 收藏

      摘要:探究生物质炭添加对Cd污染土壤中Cd形态、植株对Cd的吸收分配及土壤肥力的影响,为污染稻田粮食安全提供科学依据。在湖南省长沙市Cd污染稻田进行田间定位试验,设置5个生物质炭添加量处理(0,10,20,30,40 t/hm2),分析生物质炭对Cd在土壤中形态转化和水稻器官中分配的影响。结果表明:生物质炭通过将土壤中酸溶态Cd钝化为可还原态Cd以减少在水稻器官中的累积,钝化量随着生物质炭增加而增加,土壤酸溶态Cd较CK降低3.83%~19.08%;且茎对根和糙米对茎的转运系数随生物质炭的添加分别降低4.23%~9.30%和1.39%~8.33%;土壤酸溶态Cd含量直接影响糙米中Cd含量,且受土壤pH和土壤有机碳的调控。Cd污染稻田添加生物质炭可以提高土壤肥力,降低土壤Cd生物有效性,20 t/hm2生物质炭添加量可以作为研究区周边Cd污染稻田修复的参考标准。

    • 不同钾肥对再生水灌溉条件下土壤-作物系统Cd的影响

      2019, 33(1):328-333,339. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2019.01.051

      摘要 (1169) HTML (0) PDF 829.79 K (1331) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了探明再生水灌溉条件下不同施钾肥处理对土壤-作物系统Cd的影响及差异性,通过田间微区试验研究了不同施钾肥处理对再生水灌溉番茄植株、果实以及根际土与非根际土Cd含量的影响。结果表明:再生水灌溉条件下,施钾肥处理可提高番茄果实产量,施加KCl较K2SO4增产效果明显,分别较不施肥处理可增产6.10%~24.00%和1.36%~13.16%;不施钾肥较不施肥处理番茄果实Cd含量降低,但降低幅度小于施加钾肥处理,施加KCl较K2SO4处理番茄果实Cd含量较低,Cd含量分别较不施钾肥处理分别减少58.33%和8.33%,且各处理均未超0.05 mg/kg的限值标准;不施钾肥处理较不施肥处理土壤pH、Cd含量有所降低,降低幅度小于施钾肥处理,有效态Cd有所增加,施加KCl和K2SO4较不施肥处理有效态Cd降低,施加KCl和K2SO4较不施钾肥处理根际土和非根际土pH、Cd含量和有效态Cd含量均有所降低,其中施加KCl根际土和非根际土Cd含量分别降低2.96%~3.11%和5.75%~14.22%,施加K2SO4分别降低4.14%~5.90%和8.10%~8.29%;施加KCl根际土和非根际土有效态Cd含量分别降低10.75%~16.19%和13.98%~28.74%,施加K2SO4分别降低15.97%~20.55%和19.91%~24.70%。因此,再生水灌溉条件下,可通过选择施加适宜的钾肥种类,调控重金属Cd在土壤-作物系统的分布及其生物有效性,施加K2SO4较KCl相比,可一定程度降低土壤Cd全量及有效态Cd含量。

    • 黑麦草与施肥对石油-铅-镉复合污染土壤微生物活性的影响

      2019, 33(1):334-339. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2019.01.052

      摘要 (1479) HTML (0) PDF 774.13 K (1147) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着工业和农业生产的发展,重金属、有毒有机物及其复合污染土壤日益增多,其修复问题在世界范围内是一项具有挑战性的任务。以砂质壤土为试验对象,模拟石油-铅-镉复合污染,共设置4个处理:(1)对照处理,复合污染土壤(CK);(2)不施肥处理,复合污染土壤+黑麦草(NF);(3)施氮肥处理,复合污染土壤+黑麦草+氮肥(F1);(4)施氮肥和磷肥处理,复合污染土壤+黑麦草+氮肥+磷肥(F2),研究种植黑麦草与施肥处理对石油-铅-镉复合污染土壤微生物活性的影响,以期为污染土壤修复及环境影响评价提供初步的理论基础。结果表明:黑麦草与施肥对复合污染土壤基础呼吸、微生物量碳均有促进作用,处理NF、F1和F2的土壤基础呼吸强度比对照处理CK最高分别增加约20.94%,24.41%,42.69%,其中施加氮、磷肥(F2)对土壤基础呼吸影响最显著;第10天时,处理NF、F1和F2土壤微生物量碳含量与对照相比分别增加约26.92%,127.43%,181.89%,施肥处理土壤微生物量碳含量显著高于不施肥处理;不同种类的酶活性对黑麦草与施肥的响应不尽相同,其中种植黑麦草与施肥均会抑制石油-铅-镉复合污染土壤中FDA水解酶活性,施加氮肥在一定时间内能较好地维持石油-铅-镉复合污染土壤内的脱氢酶活性,施肥能有效地提高并维持复合污染土壤中脲酶活性,而过氧化氢酶活性受黑麦草与施肥影响不显著。研究表明种植黑麦草配施氮、磷肥对土壤微生物基础呼吸、土壤微生物量碳及相关土壤酶活性均有增强作用,进而有利于促进土壤污染物的去除及土壤质量的改善。

    • 菌渣生物炭对镉污染土壤性质及小白菜吸收镉的影响

      2019, 33(1):340-344,352. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2019.01.053

      摘要 (1317) HTML (0) PDF 799.30 K (1404) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探讨以菌渣为原料制备的生物炭修复重金属镉污染土壤的可行性。采用盆栽试验,以香菇菌渣生物炭(SC)和平菇菌渣生物炭(PC)为研究对象,设置0.5%,1%,2%的生物炭施用量(w/w,%),研究其对镉污染土壤理化性质、土壤各形态镉分布、小白菜生长及镉吸收的影响。结果表明:施用SC和PC均能显著提高土壤pH和有机质(SOM)含量。与对照相比,2%的生物炭处理,土壤pH分别提高1.05和1.10个单位,SOM含量分别提高80.6%和61.2%。施用SC和PC使土壤可交换态镉降低,而提高残渣态镉含量。相关分析表明,土壤可交换态镉与pH、SOM和蔗糖酶呈显著负相关。与对照相比,2%处理下SC和PC显著降低小白菜镉含量,分别降低57.5%和54.1%;1%用量下小白菜产量分别提高53.4%和41.6%,表明高投加量菌渣生物炭对小白菜生长有不利影响。总体看来,SC和PC均有利于改善土壤性质,减轻镉对植物的毒害,促进小白菜生长。

    • 植物纤维毯道路边坡防护技术综合效益评价

      2019, 33(1):345-352. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2019.01.054

      摘要 (1493) HTML (0) PDF 985.13 K (1364) 评论 (0) 收藏

      摘要:为系统评价植物纤维毯水土保持作用对不同雨强的响应以及改良土壤的作用,开展了人工模拟降雨试验和野外小区监测,在模拟降雨试验中,设计4个雨强,测试3种植物纤维毯,降雨历时均为60 min。在降雨过程中以5 min为间隔收集径流泥沙,并测定径流量和侵蚀泥沙量。在野外小区监测中,通过2007,2010,2013年施工的稻草毯小区,以及2014年施工的椰丝毯、椰丝稻草混合毯和稻草毯小区,评价土壤理化性质对植物纤维毯铺设年限和类型的响应差异。结果表明:在47 mm/h及以上雨强下,椰丝毯、椰丝稻草混合毯和稻草毯均能有效减少侵蚀和产流,平均减蚀效益分别为94.92%,86.06%,83.42%,平均减流效益分别为31.59%,45.02%,52.44%,减蚀效益显著优于减流效益。3种植物纤维毯均在47 mm/h雨强下减蚀效益和减流效益达到最高,其中最高减蚀效益为椰丝毯(97.54%),最高减流效益为椰丝稻草混合毯(88.26%)。随着雨强增大,减蚀效益和减流效益均不同程度降低,且减流效益降低更快。随着植物纤维毯铺设年限延长,土壤理化性质逐渐改善;铺设1年后,椰丝稻草混合毯改土效果最佳。

    • 基于高光谱的夏玉米冠层SPAD值监测研究

      2019, 33(1):353-360. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2019.01.055

      摘要 (1169) HTML (0) PDF 863.74 K (1682) 评论 (0) 收藏

      摘要:开展夏玉米冠层SPAD值监测技术研究,建立叶绿素含量与敏感波段、光谱指数间的定量关系模型,以促进高光谱技术在玉米快速、无损长势监测及水肥精准管理的应用。以小型蒸渗仪夏玉米光谱反射率与植株冠层SPAD值的监测为基础,研究了夏玉米植株冠层光谱信息与SPAD值的响应关系,并优选出监测夏玉米冠层SPAD值的敏感波段与最优光谱指数。结果表明:夏玉米冠层光谱反射率在可见光波段随玉米冠层SPAD值增加而下降,在近红外波段却与之相反;采用原始光谱反射率、一阶微分光谱监测夏玉米冠层SPAD值的最敏感波段分别为700,690 nm,与SPAD值的相关性分别为-0.498(p<0.05)和-0.538(p<0.01);而根据多元逐步回归分析获得的最优波段组合由405,408,700 nm波段构成;从已报道的73个光谱指数中筛选出与夏玉米冠层SPAD值相关性较高的(SDr-SDb)/(SDr+SDb)、MCARI//OSAVI、TCARI/OSAVI、SDr/SDb和MTCI等5个光谱指数,光谱指数(SDr-SDb)/(SDr+SDb)与SPAD值的相关性在各生育期均达极显著正相关,且在全生育期相关系数高达0.697(p<0.01),进一步优选出监测夏玉米冠层SPAD值最适宜的光谱指数为(SDr-SDb)/(SDr+SDb);在基于敏感波段、光谱指数和最优波段组合建立的夏玉米SPAD值的回归模型中,按照模拟效果由高到低排序依次为最优波段组合、光谱指数、原始光谱反射率、一阶微分光谱,其决定系数分别为0.777,0.539,0.351,0.282;推荐以(SDr-SDb)/(SDr+SDb)指数构建的二次多项式模型与基于405,408,700 nm波段组合建立的线性回归监测模型作为夏玉米植株冠层SPAD值光谱监测适宜模型,且R2大于0.539,RMSE及MAE分别小于6.194和4.702。