2019, 33(5):1-7. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2019.05.001
摘要:高速公路建设等活动产生了大量的裸露岩质边坡。随着环保观念的逐渐普及和增强,人们对生态环境保护的要求越来越高,岩质边坡植被护坡技术已成为了工程建设技术的一个重要组成部分,并已取得了很多研究成果。首先分析了岩质边坡植被恢复的特点,然后从植被护坡技术应用、植物的选择和配置、生态基材的配比和特性、植被护坡机制和植被恢复效果评价5个方面对中国岩质边坡植被护坡技术的研究进行总结和概述,在此基础上,从特殊生境条件下的高陡岩质边坡植被护坡技术研发、岩质坡面-基材-根系的相互作用机理及整体力学稳定性、植被恢复效果评价长效机制和基于气候、地理环境等因子的岩质边坡植被护坡技术标准的编制4个方面,提出了该领域有待深入研究的问题及未来的发展趋势。
2019, 33(5):8-14. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2019.05.002
摘要:红壤坡耕地不同耕作深度对耕层质量和作物产量具有重要影响。以江西红壤坡耕地示范区耕层为研究对象,从土壤属性角度,对红壤坡耕地不同耕作深度处理下垂直深度土壤水分、容重、孔隙度、土壤紧实度、土壤抗剪强度、土壤有机质、有效磷和速效钾等进行分析。结果表明:(1)不同耕作深度对土壤孔隙度、饱和含水量和田间持水量的影响为免耕 < 翻耕20 cm < 翻耕10 cm < 常规耕作 < 翻耕30 cm,对容重的影响为翻耕30 cm < 常规耕作 < 翻耕10 cm < 免耕 < 翻耕20 cm;与常规耕作比较,翻耕30 cm使土壤饱和含水量、田间持水量和土壤孔隙度分别提高了18.17%,12.67%,5.94%,土壤容重降低6.90%。(2)不同耕作深度下土壤紧实度表现为翻耕30 cm < 翻耕10 cm < 翻耕20 cm < 免耕 < 常规耕作,土壤抗剪强度表现为翻耕30 cm < 常规耕作 < 翻耕10 cm < 免耕 < 翻耕20 cm;与常规耕作对照,翻耕30 cm使土壤紧实度和抗剪强度分别降低27.07%和24.82%。(3)土壤有机质含量以翻耕20 cm处理下最高(13.48 g/kg),免耕处理含量最低(9.39 g/kg),土壤速效养分主要集中分布在0-20 cm土层,但20-40 cm土层中翻耕处理较免耕处理有不同程度的增加,以翻耕20 cm和常规耕作表现显著。(4)主成分分析结果表明,翻耕30 cm处理对红壤坡耕地土壤的综合改善效果最好。研究结果可为红壤坡耕地耕层土壤改善和合理耕层构建提供技术参考。
2019, 33(5):15-20. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2019.05.003
摘要:为防治解冻期土壤侵蚀,以东北长白山地丘陵区典型小流域为研究对象,选取典型农耕地进行实测观测,分析不同坡位、局部坡度、坡向解冻期土壤侵蚀特征,量化土壤水分、温度、剪切力、反射辐射及局部坡度对土壤侵蚀的影响,构建解冻期农耕地土壤侵蚀预测模型。结果表明:解冻期土壤侵蚀从坡上、坡中到坡下依次增大,随局部坡度的增大而增大,但增长趋势减缓,南坡最大而北坡最小,不同坡位、局部坡度和坡向土壤侵蚀均存在显著差异(P<0.05);影响土壤侵蚀的因素从大到小依次为局部坡度、土壤含水率、土壤剪切力、土壤温度和土壤反射辐射;通过逐步回归,构建了基于局部坡度、土壤含水率、土壤剪切力3个因子的解冻期农耕地土壤侵蚀预测模型(R2=0.903)。研究结果可为解冻期土壤侵蚀防治提供科学依据。
李婷 , 张丽 , 李朝丽 , 张乃明 , 岳献荣 , 刀博福 , 夏运生
2019, 33(5):21-27. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2019.05.004
摘要:为了研究土著丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)与间作模式对坡耕地红壤径流氮形态变化的响应,通过自然降雨条件下的径流小区模拟试验,设置不同种植模式(单作玉米、玉米/大豆间作、单作大豆)和不同菌根处理(抑菌(喷施苯菌灵)、未抑菌)进行研究。根据2017年6-9月采集的6次径流水样,分析比较菌根与间作复合处理下径流氮形态变化迁移特征。结果表明:在6次取样时间内,地表径流总氮浓度呈先上升后下降的趋势,硝态氮浓度呈先上升后下降再上升的趋势,而铵态氮浓度则表现出整体下降的趋势,并趋于平缓。所有复合处理中,间作-未抑菌处理的径流总氮浓度最低,较单作玉米-抑菌与单作大豆-抑菌处理显著降低35.0%和42.1%。无论何种种植模式,未抑菌处理的径流硝态氮浓度均明显低于抑菌处理,其中间作-未抑菌处理的径流硝态氮浓度较抑菌处理下的单作玉米与单作大豆处理显著降低,降幅分别为26.2%和33.9%。无论是否抑菌,间作处理的径流铵态氮浓度均低于单作玉米与单作大豆处理,间作-未抑菌处理下其浓度最低,较单作玉米-抑菌与单作大豆-抑菌处理明显降低34.8%和28.2%。由此可见,土著AMF与玉米/大豆间作对径流氮流失具有一定的协同削减潜力。
2019, 33(5):28-33. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2019.05.005
摘要:为探究喀斯特裸坡坡面在不同降雨强度与坡度组合下径流过程及其径流总量特征。将表层岩溶带中孔(裂)隙视为可透水的"筛孔",设定地下"二元"结构中孔(裂)隙度(5%)一致的情况下,探索裸坡地在不同降雨强度与坡度组合下地表/地下径流过程与总径流量的特征,并以此为基础揭示降雨强度、坡度对喀斯特坡面水文特征的影响。结果表明:(1)在较小降雨强度条件下(≤ 30 mm/h),裸坡地表并未出现产流迹象,以地下所产生的径流为主。在中大雨强(≥ 50 mm/h)条件下,裸坡地地表产流,且在设计降雨30 min时长内其径流过程并未出现规律性变化,而地下径流过程则在不同坡度与雨强下均呈现出先增加后趋于平缓的趋势,且其转折点多居于9~12 min时段内。(2)30 min内裸坡地地下总径流量在15 mm/h降雨强度且坡度为5°,10°,15°,20°这4个坡度条件下变化并不显著(P>0.05),而其余降雨强度下地下/地表径流量均随着坡度增加差异显著(P<0.05);同时除地下径流量与坡度呈极显著负相关(P<0.01)外,其余地表/地下径流均与降雨强度与坡度均呈现出极显著正相关(P<0.01);(3)降雨强度为大雨强(90 mm/h)条件下首次出现了地下径流系数<0.5的情况,证明大雨强(90 mm/h)条件下存在着临界坡度使得地表与地下径流量相接近。研究成果能够为喀斯特坡地水土流失防治提供参考和合理意见。
孙丽丽 , 査轩 , 黄少燕 , 陈世发 , 白永会 , 刘川 , 常松涛
2019, 33(5):34-40,49. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2019.05.006
摘要:为探讨花岗岩红壤区不同治理模式下的土壤抗冲性特性,得出适用于花岗岩红壤区水土保持效果最优的植被恢复模式,选取红壤丘陵区不同治理模式下的土壤作为研究对象,运用湿筛法、原状土冲刷法,在3种冲刷流量(1.5,2.5,3.5 L/min)下,对不同治理模式的土壤抗冲性规律及其影响因素进行研究。结果表明:(1)不同治理模式土壤抗冲系数由大到小分别为条沟草灌带 > 风水林 > 全坡面播草 > 芒萁地 > 封禁 > 裸露地 > 开垦地。治理措施封禁、风水林、全坡面播草、芒萁地、条沟草灌带的冲刷产沙量处于低水平平衡状态,3种冲刷流量(1.5,2.5,3.5 L/min)下,其变化范围分别为0.01~1.12,0.02~1.53,0.02~2.57 g;CK1和CK2冲刷产沙量最大,其冲刷产沙量变化范围分别为0.08~65.20,0.07~60.56,0.24~80.60 g。(2)条沟草灌带和风水林的土壤总孔隙度、>0.25 mm水稳性团聚体含量、根系表面积、体积、根长和生物量分别占所有治理模式的37.08%,80.38%,44.15%,45.12%,52.11%,57.91%。(3)条沟草灌带和风水林的团聚体平均重量直径(MWD)、几何平均直径(GMD)、根长密度和根重密度均较大,分别占所有治理模式的55.76%,44.06%,52.18%,54.91%。说明条沟草灌带和风水林水土保持效果较优,研究结果为控制红壤区水土流失和揭示相关侵蚀机理提供参考。
2019, 33(5):41-49. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2019.05.007
摘要:针对花岗岩发育的崩岗土体崩壁失稳等问题,通过单轴抗拉试验,研究了湖北通城地区不同初始含水率的崩岗土体抗拉强度特性。结果表明:初始含水率对崩岗土壤抗拉强度影响明显。土壤抗拉强度特征曲线为单峰型,表土层、红土层和红砂过渡层抗拉特征曲线在含水率WC(24.4%)附近出现抗拉强度峰值,而砂土层在WC(25.8%)出现抗拉强度峰值。崩岗不同层次土壤轴向拉伸长和径向收缩长随初始含水率呈现正相关关系,且土壤轴向拉伸率和径向收缩率与初始含水率拟合出相关系数较高的线性函数关系(除砂土层的径向收缩率与初始含水率呈指数函数关系)。低(18%~22%)、中(22%~30%)、高(30%~饱和)3种初始含水率区间下崩岗土壤持水机制分别为土壤毛细管持水机制、团粒水桥联结持水机制与团粒持水机制。研究结果可为崩岗科学防治提供一定的科学依据。
2019, 33(5):50-57. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2019.05.008
摘要:为揭示滇中尖山河小流域不同土地利用类型的侵蚀特性,以滇中尖山河小流域4种不同土地利用类型(坡耕地、裸地、林地、园地)不同土层(0-10,10-20,20-30 cm)土壤为研究对象,通过对土壤抗蚀性15个指标的测定与分析,研究了不同土地利用类型对土壤抗蚀性的影响。结果表明:不同土地利用类型中坡耕地、裸地>5 mm土壤水稳性团聚体显著低于林地、园地,>5 mm水稳性团聚体含量表现为裸地(12.72%)大于坡耕地(8.93%),且坡耕地>0.25 mm团聚体随土层深度的增加而降低;土壤团聚体结构破坏率表现为裸地 > 坡耕地 > 林地 > 园地,土壤有机碳含量与>0.25 mm水稳性团聚体含量均达到极显著正相关。不同土地利用类型下园地和林地土壤的抗蚀指数、结构系数、团聚度、土壤结构和稳定性、抗分散强度和保水保肥能力最高,水稳性指数较大,分散系数最小,土壤抗蚀性能最强。不同土地利用类型综合抗蚀指数大小顺序为园地(0.823 6) > 林地(0.520 4) > 坡耕地(-0.382 2)>裸地(-0.961 8)。综上,实行人工造林能够显著提高原土结构稳定性,园地和林地在增加土壤抗蚀性方面有明显优势,加强人工林建设可作为研究区土壤改良的有效措施。
马素洁 , 周建伟 , 王福成 , 牛钰杰 , 楚彬 , 周延山 , 姬程鹏 , 王婷 , 花立民
2019, 33(5):58-63,71. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2019.05.009
摘要:高原鼢鼠是青藏高原的优势地下啮齿动物,掘洞造丘是其独特的行为之一。高原鼢鼠新生土丘属于次生裸地容易导致水土流失,研究高原鼢鼠新生土丘水土流失对于合理评价其对生态系统的影响具有重要意义。利用径流小区法和风蚀桥法,测定不同地形(平地和坡地)、不同直径大小(大土丘:直径>75 cm,中等土丘:直径50~75 cm,小土丘:直径<50 cm)单位面积新生土丘年土壤流失量和有机质流失量,并比较经过1年侵蚀后的土丘与无土丘草地表层(0-10 cm)土壤粒径组成、含水量和营养成分,旨在明确高原鼢鼠不同大小和不同分布的土丘的水土流失状况。结果表明:(1)研究区平地和坡地新生土丘单位面积年均土壤流失量分别为4 039.91,3 731.79 g/m2,单位面积年均土壤有机质流失量分别为266.83,252.76 mg/m2,土壤侵蚀级别为中度侵蚀;(2)土丘表层土壤粒径<0.25 mm和>5 mm的团聚体含量均显著小于无土丘草地(P<0.05),>0.25 mm的团聚体含量显著大于无土丘草地(P<0.05);(3)土丘表层土壤肥力和土壤含水量均显著小于无土丘草地表层土壤(P<0.05);(4)雨季坡地新生土丘单位面积泥沙流失量显著高于平地新生土丘(P<0.05)。风季平地风蚀厚度大于坡地风蚀厚度,分别为4.33,3.62 cm;(5)风季不同丘型土丘的侵蚀厚度表现为大土丘 > 小土丘 > 中土丘,分别为5.50,3.59,2.82 cm。研究认为高原鼢鼠新生土丘会导致高寒草甸风蚀和水蚀发生,且不同地形和不同大小的土丘水土流失情况各异。
朱梦阳 , 杨勤科 , 王春梅 , 张晓萍 , 刘宝元 , 魏欣 , 庞国伟 , 李玉茹 , 土祥
2019, 33(5):64-71. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2019.05.010
摘要:土壤侵蚀是全球性环境问题,土壤侵蚀调查是水土保持规划和生态文明建设的科学基础。为了完善土壤侵蚀抽样调查方法,快速、精准地估算土壤侵蚀实际速率,对基于高分辨率遥感影像进行目视解译,提取高精度土地利用和水土保持措施信息的方法进行了研究。基于现代地理信息科学,充分利用虚拟地球及其提供的公开高分辨率遥感数据资源,考虑土壤侵蚀及其治理的时空特征,采用分层不等概系统空间抽样方法布设抽样单元,通过对公开高分辨率遥感影像的目视解译,完成泛第三极地区土地利用和水保措施的遥感抽样调查。研究实现了2万个抽样调查单元的解译,提取了土地利用和水土保持措施信息;基于CSLE模型完成了典型抽样调查单元的土壤流失速率计算,并对解译结果进行了精度和实用性分析。结果表明:基于公开高分辨率遥感影像、利用分层不等概系统空间抽样方法,可快速提取土地利用和水土保持措施信息,完成区域土壤侵蚀抽样调查。
罗丽澎 , 王辉 , 朱晋斌 , 谭帅 , 胡传旺 , 陈潇岳 , 叶磊
2019, 33(5):72-78,84. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2019.05.011
摘要:为了研究温度变化对土壤水分特征曲线的影响,采用高速离心机法测定南方红壤和水稻土在4,12,20,28,36℃温度条件下土体脱湿过程的水分特征曲线,并运用VG模型进行参数提取,探讨了温度对土壤当量孔径分布、非饱和导水率及水分扩散度等参数的影响。结果表明:相同水势条件下红壤和水稻土的含水率随温度增加而显著减少(P<0.05),表现出4℃ > 12℃ > 20℃ > 28℃ > 36℃的关系,且同一温度下的红壤持水性能显著高于水稻土(P<0.05);不同温度处理下红壤和水稻土的非饱和导水率以及水分扩散度均表现出20℃最高、36℃最小的显著差异性(P<0.05),这表明土壤在20℃时的导水能力和入渗能力相对最佳,且同一温度下红壤的非饱和导水率和水分扩散度均低于水稻土;红壤和水稻土的饱和含水率θs、进气值相关参数α、形状系数n均随温度增加而缓慢减小,拟合参数随温度变化而差异显著(P<0.05),这说明土壤水分特征曲线参数对温度有一定的敏感性。研究结果可为进一步探讨温度对南方土壤持水性能和水分运移机制研究提供合理的参考依据。
刘姣 , 艾宁 , 宗巧鱼 , 郝宝宝 , 李阳 , 强大宏 , 刘长海
2019, 33(5):79-84. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2019.05.012
摘要:为对臭柏群落土壤水分空间分布特征进行初步研究,以毛乌素南缘神木大保当镇臭柏(Sabina vulgaris Ant.)群落为研究对象,选取10个样地利用环刀进行土壤取样,通过土壤烘干法测出土壤含水量与蓄水量并进行分析。结果表明:(1)在坡位影响下,各样地间的土壤含水量存在显著性差异(P<0.05),含水量和蓄水量整体分别表现为沙丘下部 > 沙丘中部 > 丘间低地 > 沙脊,沙丘中部 > 沙丘下部 > 丘间低地 > 沙脊;(2)在坡向影响下,各样地的土壤含水量存在显著性差异(P<0.05),含水量和蓄水量均表现为背风坡>迎风坡;(3)在林内外植被影响下,各样地的土壤含水量存在显著性差异(P<0.05),含水量和蓄水量均表现为草地 > 臭柏 > 沙地。表明臭柏群落对土壤水分空间分布有一定的影响。
2019, 33(5):85-90. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2019.05.013
摘要:以陕北黄土区吴起县合沟流域浅沟土壤水分为研究对象,通过对研究区不同深度、不同坡向、不同坡位的浅沟土壤水分空间分布特征进行研究。结果表明:(1)根据浅沟与原状坡油松生长量关系,将浅沟划分为深浅沟(40 cm ≤浅沟深度)和浅浅沟(20 cm ≤浅沟深度<40 cm);(2)研究区浅沟土壤水分高于原状坡;浅沟土壤水分在0-60 cm土层聚集,原状坡则在0-40 cm土层聚集;(3)浅沟不同土层土壤水分变异程度不同,阳坡土壤水分变异性较阴坡小;20-60 cm土层中,浅沟土壤水分变异系数较大,土壤水分较活跃,其他土层变异系数较小,土壤水分较稳定;(4)不同坡位、不同坡向和不同深度的浅沟土壤水分存在显著差异;在浅浅沟中,土壤水分表现为下坡位 > 上坡位 > 中坡位;深浅沟则为上坡位 > 下坡位 > 中坡位;在浅沟内,阴坡在中、下坡位土壤水分显著高于阳坡,阳坡上坡位土壤水分则高于阴坡;原状坡阴坡土壤水分显著高于阳坡。
2019, 33(5):91-98,113. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2019.05.014
摘要:以喀斯特地区典型的石灰土为研究对象,采用室内一维定水头法土柱模拟试验手段,以4种活性炭浓度(0,0.005,0.01,0.02 g/g)及2种混合施用方式(0-10,10-20 cm)、3种成层施用方式(6-8,10-12,16-18 cm)为变量,观测土壤湿润锋推移及累积入渗量的动态变化过程,利用线性关系式和van Genuchten经验公式分别模拟湿润锋推移情况及水分特征曲线经验公式,测量不同土层的质量含水量来研究活性碳粉对土壤入渗过程的影响。结果表明:(1)相同入渗时间内,较高浓度(0.02 g/g)和较浅层的施用方式(0-10 cm混施和6-8 cm层施)对比其他试验组,在土柱湿润锋推移速度的减缓方面表现最优;(2)在前期(t=80 min),入渗受活性炭粉末抑制的程度与其浓度呈正相关,但高浓度的碳粉同时会减缓湿润锋推移速度,故最终入渗量(t=340 min)受其浓度影响较小,同时土壤入渗受活性炭粉末理化性质的影响,层状铺设入渗后期呈现斜率增大的趋势;(3)van Genuchten经验公式及RETC软件对土壤入渗过程的模拟皆表明活性炭粉末施入土壤后,其浓度与土壤吸收水分的能力呈正相关,与土壤释水能力呈负相关;(4)活性炭粉末使得土壤田间持水量与凋萎系数均有所提升,活性炭粉末施用浓度越高,田间持水量越大。(5)层施状态下的活性炭粉末能增加所在土层的质量含水量,为对于其他深度土层的含水量则影响不大。
蒋美佳 , 刘晓林 , 冯钰梅 , 李凡 , 何秀琴 , 邓晓悦 , 李玉义 , 孔凡磊
2019, 33(5):99-104. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2019.05.015
摘要:以有机肥、保水剂(聚丙烯酰胺PAM、高分子吸水树脂SAP和沃特)为供试材料,通过室内土柱模拟试验,研究有机肥配施保水剂对紫色黏土水分入渗及氮素淋溶的影响。结果表明:有机肥配施保水剂可有效增加土壤的保水保肥能力,是控制土壤水分和养分淋失的有效措施。单施有机肥和有机肥配施保水剂均降低了湿润锋运移深度和入渗速率。与对照相比,单施有机肥和有机肥配施保水剂处理的湿润锋运移深度降低了33.33%~46.49%,入渗速率降低了22.73%~31.82%,累计淋溶液体积降低了1.25%~6.78%。施用有机肥有一定增肥保肥能力,但随淋洗次数增加保肥能力逐渐降低,与对照相比,在持续淋溶条件下单施有机肥的硝态氮和全氮累计损失率分别升高了12.00%,17.51%。有机肥配施保水剂可有效减少氮素淋失量,降低氮素淋失率,提高土壤保肥能力。与施用有机肥相比,有机肥配施保水剂硝态氮损失率降低了35.49%~78.46%,全氮损失率降低了35.53%~71.85%,其中有机肥配施PAM处理保水保肥效果最好。
2019, 33(5):105-113. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2019.05.016
摘要:植物根系是植物与土壤进行物质交换的通道,在土壤侵蚀严重、生态脆弱的黄土丘陵区,深入认识根系对土壤物理化学性质的影响具有重要意义。选取了白羊草(Bothriochloa ischaemum)、苔草(Carex lanceolata)、茭蒿(Artemisia leucophylla)、铁杆蒿(Artemisia sacrorum)、狼牙刺(Sophora viciifolia)、柠条(Caragana intermedia)6种植物作为研究对象,取0-10,10-20,20-30,30-40,40-50,50-60 cm土层根系和土样,分析不同土层各物种根长密度、根表面积密度、平均根直径、土壤有机质(SOM)、土壤容重以及各级水稳性团聚体重量百分含量。结果表明:所研究植物根系以细根为主。在0-20 cm土层中,白羊草、苔草根长密度显著大于其余植物(P<0.05),表现为苔草 > 白羊草 > 铁杆蒿 > 茭蒿 > 狼牙刺 > 柠条,平均根直径则相反。根系能不同程度地增加SOM含量,SOM含量与根系平均直径和根系表面积密度呈极显著的正相关关系(P<0.01)。在土壤剖面上,水稳性团聚体重量百分含量明显减少的是白羊草、苔草和铁杆蒿样地,水稳性团聚体重量百分含量随土层深度变化不明显的是茭蒿、狼牙刺和柠条样地。根表面积、根长密度能够显著增加0.5~2 mm水稳性团聚体重量百分含量(P<0.05),说明根系能够使小粒径团粒凝聚成更大粒径的土壤团粒。根系能够提高土壤有机质含量,增加中等粒径团聚体含量,改善土壤结构,提高土壤稳定性,对增加土壤抗蚀性起到重要作用。
2019, 33(5):114-120. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2019.05.017
摘要:以吉兰泰盐湖防风固沙林体系为对象,通过测定不同部位土壤理化性状,评估该防风固沙林体系防沙治沙效益,并可为干旱区植被恢复提供理论依据。结果表明:(1)吉兰泰盐湖防风固沙林带营建35年后,在林带拦截风蚀物质和植被改良共同作用下,原有流沙质地发生了明显改变。与流动沙垄相比,防护林带土壤细砂及粉粒含量显著增加,其增幅分别为30.55%,500.00%,粗砂含量与流动沙垄相比减少27.00%。(2)防护林带内土壤有机质、速效氮及全氮含量最高,分别是流动沙垄的252%,665%,1 466%;全磷各样地差异不明显,盐湖湖心土壤速效磷和速效钾含量最高,分别为流动沙垄的276%和202%;过渡带白刺灌丛样地土壤全钾含量最高,为流动沙垄的153%。总体上各养分含量与中砂、细砂、极细砂和粉粒呈现显著正相关关系。(3)土壤有机质、全氮和钾素能够综合反映防护林体系土壤质量改良效果,且防护林带土壤综合养分最高。在历经35年发展后,防护林带土壤速效氮、全氮和有机质含量分别增加204.20%,90.63%,94.11%,说明防风固沙林体系对土壤具有明显的改良作用。研究成果可为评价吉兰泰盐湖防风固沙林体系防护效益提供数据支撑。
李瑞燊 , 刘静 , 王博 , 张欣 , 胡晶华 , 苏慧敏 , 白潞翼 , 王多民
2019, 33(5):121-125. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2019.05.018
摘要:以1~5 mm小叶锦鸡儿(Caragana microphylla)直根为研究对象,采用TY 8000伺服式强力机研究50次加载(荷载为试验根极限抗拉剪组合力的70%)对其材料力学特性的影响。结果表明:承受50次加载后,试验根极限力-径向位移曲线斜率大于对照根;试验根极限抗拉剪组合力及其强度显著高于对照根(p<0.05)。反复加载后试验根抗拉剪组合力-根径的函数关系、抗拉剪组合强度-根径的函数关系均与对照根相似,仍分别呈幂函数正相关、幂函数负相关。随着根径由1~2 mm增至4~5 mm,试验根极限抗拉剪组合力由对照根的1.26倍增至1.34倍。随着加载次数的增加,试验根径向位移增量减小。
2019, 33(5):126-131. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2019.05.019
摘要:土壤团聚体作为土壤结构性状的重要指标,对土壤孔隙、持水、保水等状况都有重要影响;土壤团聚体有机碳除了反映土壤固碳状况外,还与团聚体的稳定性能密切相关,研究森林土壤团聚体及其有机碳状况,旨在为合理利用土壤、提高人工林水源涵养功能提供依据。为此,以福建省洋口国有林场不同林龄杉木人工林(幼龄林、中龄林、成熟林)土壤为研究对象,通过野外调查、采样和室内分析,研究不同林龄杉木人工林土壤团聚体及其有机碳变化特征。结果表明:不同林龄杉木人工林对土壤团聚体及其有机碳具有重要影响,成熟林土壤大团聚体含量、团聚体平均重量直径(MWD)、团聚体有机碳含量及贡献率均分别大于幼龄林、中龄林;不同林龄的土壤水稳性团聚体均以大团聚体(粒径>0.25 mm)为主,占59.57%~80.97%,粒径<0.053 mm的仅占0.80%;土壤团聚体有机碳贡献率也以大团聚为主,其中以2~0.25 mm粒级贡献率最高,达58.43%;另外,土壤有机碳含量与团聚体MWD呈显著正相关,且具有明显的垂直变化特征,即随土层加深而下降。因此,土壤有机碳对团聚体稳定性具有积极作用,不同林龄土壤团聚体稳定性及有机碳变化规律为成熟林 > 幼龄林 > 中龄林。
2019, 33(5):132-138. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2019.05.020
摘要:火干扰是影响森林土壤生态系统结构与功能的重要因素之一。探讨火干扰后森林土壤理化性质的动态特征,为火后植被恢复以及森林可持续经营提供重要的理论指导。2014-2016年在湖南省株洲市枫香次生林内设置16块20 m×20 m样地进行试验,研究4种火干扰强度(对照、低强度、中强度、高强度火烧)后不同时间节点(火烧后3,30,180,360,720天)的枫香次生林的土壤容重(BD)、土壤斥水性(SWR)、有机质(SOM)、pH、全氮(TN)、全磷(TP)和全钾(TK)等指标。通过描述性统计、单因素方差分析和Fisher LSD检验研究了土壤性质在同一时间节点不同火干扰强度之间以及同一火干扰强度下不同时间节点间的显著性差异(p<0.05)。结果表明:火干扰后各时间节点下,BD、SWR、pH、TK均随火强度增大而增加,而SOM和TP随火强度增大而降低,不同火干扰间TN均不存在显著性差异。同一时间节点内火干扰土壤与对照相比,低强度火干扰对BD、SWR、pH和SOM的影响不显著,中强度火对部分时间节点下的土壤理化性质有影响,而高强度火对其影响均比较显著。同一强度火干扰后,BD、SWR、pH在不同时间节点间存在显著性差异,BD、SWR、pH在火烧后3天显著增大,然后逐渐减少;BD在火后360天恢复到火烧前状态,而SWR、pH则需720天。SOM仅在高强度火烧后360,720天与其他时间节点间存在显著性差异;火干扰后,SOM与火烧前相比先减少,后逐渐上升,火后360天逐渐恢复到火烧前的水平并维持稳定。中、高强度火干扰后,时间节点跨度越大,TK的差异越显著,而TN和TP仅在高强度火烧后差异显著。研究发现火干扰强度和时间节点对7种土壤性质均有一定影响,其中高强度火干扰对土壤理化性质影响最大。火干扰后短期内引起地力衰退,影响林地土壤养分状况,对土壤生态系统产生重要影响,但随着时间推移,2年后土壤理化性质基本恢复到火烧前的水平。
2019, 33(5):139-150. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2019.05.021
摘要:喀斯特地区石漠化及其生态修复引起的土地利用变化,改变了地表植被覆盖等下垫面条件,进而对生态系统服务产生影响。为了探究石漠化治理工程以来生态系统服务变化情况,采用InVEST、CASA模型等多种模型和方法,研究了小江流域2005-2015年水服务、粮食服务和固碳服务的供需时空变化及对石漠化的响应。结果表明:(1)3种服务的供给水平整体都呈现递增趋势,增幅分别为14.34%,44.00%,40.11%,而需求方面,水服务和固碳服务呈现增加趋势,增幅为3.26%和61.54%,粮食服务呈现减小趋势,减幅为6.98%。(2)水服务和粮食服务的供需比均呈现增加趋势,且供给大于需求,而固碳服务的供需比呈现减小趋势,2015年供给小于需求。(3)石漠化面积越大的区域,粮食服务越低,随着石漠化程度的加重,水服务和固碳服务都呈现递减趋势,而随着石漠化面积减小,水服务和固碳服务变化不明显,粮食服务呈现一定程度的增加趋势,其中变化的面积越大,趋势越明显。流域内生态系统服务的供需状况及对石漠化的响应可在一定程度上反映石漠化治理对人类福祉的影响,能够为区域内生态系统的管理以及石漠化综合治理提供重要的参考。
刘一霖 , 温娅檬 , 李巧玉 , 陈娟 , 张小晶 , 吴福忠 , 杨万勤 , 谭波
2019, 33(5):151-156,162. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2019.05.022
摘要:川西高山峡谷区森林较高的地表枯落物储量可能具有较好的水文生态效益,但缺乏研究关注。以川西高山峡谷区6种森林为对象,在雨季调查了不同森林地表枯落物的持水和失水特性。结果表明:(1)川西高山峡谷区林地枯落物蓄积量与最大持水量和有效拦蓄量呈显著正相关,林地枯落物蓄积量为6.90~17.49 t/hm2,最大持水量为1.64~5.42 mm,最大持水率为138.18%~330.09%,有效拦蓄量为0.53~3.33 mm,有效拦蓄率为77.57%~203.02%。(2)相对其他森林,亮叶桦(Betula luminifera)-青麸杨(Rhus potaninii)林枯落物的持水性能最好,橿子栎(Quercus baronii)-白刺花(Sophora davidii)-黄栌(Cotinus coggygria)林枯落物的持水性能最差。(3)林地枯落物的累积持水量和累积失水量分别随浸泡时间和失水时间的增加呈对数形式变化,但枯落物吸水速率和失水速率分别与浸泡时间和失水时间呈显著的幂函数关系。川西高山峡谷区森林枯落物在雨季具有明显吸持拦蓄降雨的功能,且以亮叶桦-青麸杨林最好,研究结果为该区森林生态建设和生态效益评价提供了参考依据。
杜大俊 , 张秋霞 , 任丽红 , 严强 , 刘先 , 胡亚林 , 王玉哲
2019, 33(5):157-162. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2019.05.023
摘要:以中亚热带33年生马尾松人工林采伐迹地为研究对象,分析了炼山1年后移除黑炭(B0)、单倍黑炭(B1)、双倍黑炭(B2)处理和未炼山对照(UB)土壤可提取态常量(P、K、Ca、Na、Mg)和微量(Al、Fe、Mn、Cu、Zn)元素含量及其比值的变化特征。结果表明:(1)黑炭输入量对土壤常量元素的影响因土层而异,在0-10 cm土层,B2土壤K、Ca和Mg含量显著高于B0土壤(P<0.05),黑炭输入量对10-20 cm土壤常量元素含量没有影响(P>0.05)。在0-10,10-20 cm土层,B2土壤速效P含量均显著高于UB土壤(P<0.05)。不同黑炭输入量处理土壤速效P含量无显著差异(P>0.05);(2)不同黑炭输入量处理土壤微量元素含量无显著差异(P>0.05),但在10-20 cm土层,B2土壤Mn含量显著高于UB土壤(P<0.05);(3)炼山没有显著影响土壤钠钾吸附比(SPAR)、Ca/Mg和Ca/Al。黑炭输入量对土壤Ca/Mg的影响因土层而异,在10-20 cm土层,B2处理土壤Ca/Mg显著高于B0和B1处理土壤Ca/Mg(P>0.05),而在0-10 cm土层不同黑炭处理土壤Ca/Mg没有显著差异(P<0.05)。因此,炼山产生的黑炭在短期内有助于提高土壤常量养分元素含量,并对于维持土壤结构稳定性具有积极意义,今后应持续监测黑炭对土壤养分的长期影响,从而完善炼山黑炭在人工林经营管理中的应用。
朱栩辉 , 余新晓 , 李瀚之 , 贾国栋 , 郑鹏飞 , 王渝淞 , 孙乐乐
2019, 33(5):163-170,176. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2019.05.024
摘要:采用同位素光谱测定仪对北京山区侧柏人工林生长旺盛期夜间CO2浓度和δ13C进行原位观测。分析侧柏林生态系统不同组分夜间呼吸δ13C的差异,探究其对环境因子的响应。结果表明:在使用Keeling plot法拟合侧柏林7-9月夜间呼吸作用释放的δ13C时,利用大气稳定度作为筛选条件后,拟合精度从0.43增大到0.82,误差从0.54‰~0.99‰下降到0.50‰~0.82‰。δ13C变化范围为(-28.76±0.51)‰~(-25.18‰±0.59)‰,呈现先增大后减小的趋势;地上侧柏枝条δ13C地上变化范围(-33.16±1.08)‰~(-26.82±0.18)‰,呈增加趋势,在7月底达到最大值,9月变化趋于平稳;地下土壤δ13C地下变化范围(-28.55±0.17)‰~(-21.39±0.37)‰,呈增加趋势,7月底达到最大值,变化波动最大,9月变化趋于平稳,各月δ13C与时间呈二次函数关系;在生长旺盛期夜间土壤呼吸通量占生态系统呼吸通量的54.77%,δ13C地下比δ13C地上高2.06‰~7.03‰;逐步回归分析表明,夜间呼吸δ13C受大气湿度影响最显著,大气湿度对各组分碳同位素值变化的贡献率均在60%以上。δ13C地下不受土壤温度的影响,δ13C地上除大气湿度外,大气温度、土壤温湿度对其影响较为均衡。通过对夜间呼吸δ13C的研究,可以更全面地评估北京山区森林生态系统碳平衡,为区域森林生态系统经营提供科学依据。
马阳 , 吴敏 , 王艳群 , 周加森 , 张世卿 , 王继唯 , 彭正萍 , 郭丽果
2019, 33(5):171-176. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2019.05.025
摘要:合理的耕作与施肥方式是实现作物高产高效的重要措施,为研究不同耕作及施肥方式对夏玉米氮素利用、产量和土壤容重的影响,在2016年和2017年夏玉米生长时期分别设置免耕浅施肥(T1)、深松全层施肥(T2)、新型深松两肥异位分层施肥(T3)3种耕作施肥方式。结果表明:与T1比,2种深松处理的成熟期植株干物质积累量、全氮积累量平均分别提高9.68%,13.97%,夏玉米平均增产17.20%;深松耕作处理的氮肥生产效率和农学效率较T1平均分别增加14.74%和59.95%,氮肥表观利用率平均抬升14.15个百分点;0-40 cm土壤容重降低8.54%。深松耕作方式下,与T2比,T3的成熟期植株干物质积累量、全氮积累量平均分别提高9.41%,6.28%,夏玉米平均增产9.70%,氮肥生产效率和农学效率分别增加8.59%和32.32%,氮肥表观利用率抬升14.10个百分点。与T1比,2种深松施肥方式T2和T3均显著降低土壤容重,提高夏玉米产量,促进氮肥利用。控释氮肥与深松两肥异位分层施肥(T3)相结合的方式能够更加有效地降低土壤容重,提高作物产量和氮素利用效率,是黄淮海平原区夏玉米生产中值得推荐的一种新型耕作施肥方式。
滕秋梅 , 何斌 , 徐广平 , 杨俊松 , 张中峰 , 张德楠 , 周龙武 , 何文 , 黄科朝 , 孙英杰
2019, 33(5):177-184,189. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2019.05.026
摘要:为了研究广西西北部不同林龄光皮桦人工林的水源涵养功能,选择具有代表性的11,16年生光皮桦人工林、16年生杉木林,从林冠层、枯枝落叶层和土壤层3个层次及综合性的水源涵养能力进行了定量分析。结果表明:(1)11,16年生光皮桦人工林林冠层、灌木层、草本层持水量范围分别为12.54~21.06,2.15~3.05,1.27~1.52 t/hm2,凋落物总储量为4.54~7.42 t/hm2,最大持水量为12.55~16.00 t/hm2,16年生均显著大于11年生(P<0.05),凋落物吸水速率与浸水时间存在良好的线性关系(R2>0.86,P<0.05)。(2)土壤的孔隙状况表现为16年生光皮桦林>11年生光皮桦林,均大于对照的16年生杉木林,0-20 cm显著大于20-40,40-80 cm土层。(3)11年生光皮桦土壤最大持水量、毛管持水量、非毛管持水量的变化范围分别为28.97%~60.55%,25.35%~47.21%,3.71%~13.34%,16年生的为29.06%~63.45%,25.63%~48.70%,3.34%~14.75%,均随着土层的加深而减少;11,16年生光皮桦林0-80 cm土壤层自然含水量范围分别为27.46~30.16,28.12~30.22 g/cm3;总蓄水量分别为3 813.4,3 732.2 t/hm2,均大于16年生杉木林(3 659.2 t/hm2)。总体上,林龄较大的光皮桦人工林表现出较强的水源涵养功能,且优于同林龄的杉木人工林。研究结果可为该地区光皮桦人工林的经营管理提供科学依据。
2019, 33(5):185-189. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2019.05.027
摘要:利用基质栽培水肥一体化技术,设计不同钙素营养供给水平(0,1,3,6 mmol/L),研究钙对无限生长型番茄钙吸收利用及果实品质和产量的影响。结果表明:钙在番茄植物各部位中的分布极不均匀,且同一部位不同时期钙含量差异也很大,植物体内钙的分布和变化受钙素营养水平和气温的影响;随着钙水平的提高,番茄果实钙含量不断增加,缺钙将降低果实的产量和品质,虽然钙与K、Mg、P、N元素之间存在拮抗作用,但是高钙不会造成果实产量和品质的下降;高温会诱导植株缺钙症状及果实脐腐病的出现,严重影响番茄的产量和品质,高钙处理对高温胁迫具有一定的缓解作用。
2019, 33(5):190-196,204. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2019.05.028
摘要:土壤酶积极参与土壤系统的生物化学过程,是联系"植物-土壤酶-土壤养分"的关键纽带。为探讨植被类型对黄土高原丘陵区土壤养分及酶活性的影响,以黄土丘陵区4种典型植被(荒草地、文冠果林地、柠条灌丛、沙棘林地)为研究对象,通过采集0-10,10-20,20-40 cm层土壤样品,测定和分析土壤养分(碳、氮、磷)及土壤酶活性(蔗糖酶、脲酶、过氧化氢酶、淀粉酶)的变化特征。结果表明:文冠果林地0-40 cm层土壤有机碳和全氮含量比荒草地、柠条灌丛、沙棘林地高出了19.42%和35.15%、82.98%和40.49%、67.27%和24.12%,土壤全磷含量最大值(沙棘林地)比最小值(柠条灌丛)高出了12.45%。随着土层深度的增加,土壤有机碳、全氮、全磷含量在柠条灌丛中呈现"升-降"的变化规律,在其他3种植被类型中均呈逐渐减小的趋势。4种植被类型下土壤淀粉酶、脲酶和蔗糖酶活性差异显著(P<0.05),土壤酶活性随着土层深度的增加逐渐减弱。其中土壤淀粉酶最大值出现在荒草地,脲酶和蔗糖酶活性最大值为文冠果林地,3种酶的最小值均出现在柠条灌丛。相关分析表明,土壤有机碳与全氮、蔗糖酶、脲酶极显著正相关(P<0.01)。土壤全氮与脲酶在0.01水平上极显著正相关,与全磷、蔗糖酶在0.05水平上显著正相关。土壤全磷与硝态氮呈极显著的负相关(P<0.01),与蔗糖酶呈极显著的正相关(P<0.01),与淀粉酶呈显著正相关(P<0.05)。因此,植被类型是影响黄土高原土壤酶活性和养分变化的重要因素。
张宁 , 董先勤 , 周婷 , 郭雨浓 , 马小龙 , 周建斌 , 陈竹君
2019, 33(5):197-204. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2019.05.029
摘要:厌氧土壤灭菌(ASD)作为替代化学农药熏蒸灭菌技术在各地逐渐推广,但不同土壤类型、不同添加物厌氧土壤灭菌效果具有较大差异,田间条件下明确当地不同添加物厌氧灭菌对土壤性质及微生物群落效应,为日光温室绿色环保的土壤灭菌方法提供科学依据。结果表明:(1)除添加碳酸氢铵(AB)处理外,其他处理均可以显著降低0-20 cm土层电导率(EC),但仅灌水不添加物料(CK)处理20-40 cm土层NO3--N和EC显著增加,且AB处理显著增加0-20 cm土层NH4+-N及20-40 cm土层NO3--N;添加鸡粪(CM)处理0-20 cm土层NH4+-N极显著增加,NO3--N极显著降低,EC显著降低,土壤有机质、全氮和有效养分亦显著增加。(2)添加鸡粪(CM)显著降低细菌丰富度和均匀度,但土壤中植物促生菌(PGPR)芽孢杆菌属(Bacillus)及假单胞菌属(Pseudomonas)的相对丰度极显著增加。对真菌群落,不同处理真菌丰富度和均匀度与处理前差异均不显著,但添加碳酸氢铵(AB)、木醋液(PS)和鸡粪(CM)处理病原菌-镰刀菌属(Fusarium)的相对丰度均显著降低;同时,鸡粪(CM)处理有益属曲霉属(Aspergillus)丰度显著增加。(3)综合土壤理化性质、细菌和真菌群落变化,鸡粪作为有机碳源添加厌氧土壤灭菌效果较好,既可以厌氧灭菌同时也腐熟鸡粪,且各地原料来源方便,可同时实现化肥农药双减。
2019, 33(5):205-210. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2019.05.030
摘要:研究优化集成耕作模式对东北风沙土区玉米产量、肥料氮素利用率及去向的影响,探讨不同耕作模式下玉米产量及氮肥利用率之间的关系,为东北风沙土区玉米生产合理耕作模式的选择提供科学依据。在东北风沙土区传统耕作模式(CT)、优化集成耕作模式1(ITP1)和优化集成耕作模式2(ITP2)小区内设置15N标记微区框栽,以CT处理为对照,研究ITP1和ITP2耕作模式下玉米产量、氮肥利用率及肥料氮去向。结果表明:2种优化耕作模式玉米籽粒产量显著高于传统耕作模式,分别增产30.10%和15.53%。3种耕作模式氮肥利用率介于27.10%~35.46%,ITP1处理和ITP2处理氮肥利用率分别为35.46%和31.40%,比CT处理分别提高了30.85%和15.87%。与CT处理相比,IPT1处理氮肥残留量增加18.67%,损失量降低45.65%;IPT2处理肥料氮残留量介于IPT1和CT处理之间,差异不显著,IPT2氮肥损失率比CT处理降低24.36%,比IPT1增加39.17%。2种优化集成耕作模式增加玉米产量,提高氮肥利用率,减少氮肥污染,IPT1和IPT2两种优化耕作模式适合东北风沙土地区玉米种植。
王静 , 王允青 , 张凤芝 , 吴萍萍 , 叶寅 , 万水霞 , 吕国安 , 郭熙盛
2019, 33(5):211-216. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2019.05.031
摘要:添加氮素抑制剂是提高水稻氮肥利用率的有效途径之一。采用大田试验,探讨了氮素抑制剂(脲酶抑制剂N-丁基硫代磷酰三胺(NBPT)、硝化抑制剂3,4-二甲基吡唑磷酸盐(DMPP)及其组合)对沿淮平原水稻产量、氮肥利用率及稻田氮素的影响,旨在为优化沿淮稻田生态系统氮素养分管理,减少氮素损失提供科学依据。以"常糯1号"为供试材料,于2018年6-10月在安徽省怀远县(沿淮平原典型水稻种植区)进行试验。试验设5个处理:不施氮肥(CK);尿素(U);尿素+硝化抑制剂(U+DMPP);尿素+脲酶抑制剂(U+NBPT);尿素+硝化抑制剂+脲酶抑制剂(U+NBPT+DMPP)。结果表明:尿素配施NBPT或者DMPP均有利于提高水稻产量、植株吸氮量和氮素利用效率,NBPT效果优于DMPP,NBPT和DMPP联合施用表现出协同增效作用。尿素配施抑制剂的3个处理U+NBPT、U+DMPP和U+NBPT+DMPP较单独施用尿素U处理的产量分别增加6.8%,4.3%,8.6%,植物吸氮量分别增加9.6%,6.5%,12.2%,与U处理之间差异达显著水平(P<0.05)。尿素单独配施NBPT或者NBPT+DMPP组合均显著提高了氮肥吸收利用率(NRE)、氮肥农学利用率(NAE)、氮素吸收效率(NUP)和氮肥偏生产力(NPFP)(P<0.05),而尿素单独配施DMPP也有不同程度的提高,但差异未达到显著水平(P>0.05)。另外,尿素单独配施DMPP或者DMPP+NBPT组合均显著提高了水稻成熟期土壤铵态氮(NH4+-N)和微生物量氮(SMBN)的含量,降低了硝态氮(NO3--N)的含量,提高了土壤中铵/硝比,而尿素单独配施NBPT对水稻成熟期土壤NH4+-N、NO3--N和SMBN无显著影响。总体认为,在沿淮平原稻作种植体系中,尿素配施NBPT或者DMPP可以有效地增加水稻产量,促进水稻对氮素的吸收利用,提高氮素利用效率,NBPT和DMPP联合施用效果最理想。
李烨 , 张民 , 焦树英 , 李永强 , 贾继文 , 沈玉文 , 张子胥 , 孔柏舒
2019, 33(5):217-222. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2019.05.032
摘要:采用田间随机区组试验方法,对黄河三角洲盐碱垦殖区苜蓿草地进行施肥处理,以期获得肥料类型对苜蓿产量的影响效应和土壤养分变化情况,为黄河三角洲退化苜蓿草地恢复和延缓衰退提出科学依据,对维护黄河三角洲苜蓿草地功能和周边环境具有重要的生态学意义。结果表明:不同类型肥料的输入均能显著提高苜蓿产量,平均增产幅度为19%,对于不同类型肥料,速效肥短期内可以取得较好的苜蓿生物学产量;但从周年生产来看,控释肥I(AF)和控释肥Ⅱ(BF)均可以促进分枝数量、根系长度、体积和干重增加,而控释肥Ⅱ(BF)表现为增产效果最好,比对照增产22%,控释肥I(AF)与速效肥(HF)差异显著(P<0.05)。不同类型肥料对土壤营养特性作用效果不同,施肥区0-20 cm深度的速效磷和速效钾含量普遍比对照区高1.5~3.0倍,这也是施肥区域苜蓿总产量提高的物质基础,说明在黄河三角洲地区,合理的施肥措施可以促进苜蓿产量的提高和土壤养分的变化,牧草的增产为草地恢复和延缓衰退奠定了基础。
曹本福 , 陆引罡 , 刘丽 , 陈海念 , 刘晓云 , 祖庆学
2019, 33(5):223-229. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2019.05.033
摘要:针对烤烟种植氮素施用量过多、氮肥利用率不理想等问题,以聚天冬氨酸(PASP)为肥料增效剂、我国烤烟主要种植品种"云烟87"和贵州黄壤为供试材料,采用15N同位素示踪技术,探索了减施氮肥30%情况下PASP施用对烤烟生理特性和氮肥去向的影响,为PASP应用于烤烟生产提供参考。结果表明:减施氮肥和添加PASP均可有效提高烤烟氮肥利用率,前者提高效果在烤烟生育后期尤为明显,后者在前者的基础上可进一步增强提高效果。常规施肥减氮30%条件下,烤烟根系生理和叶片光合特性受到显著影响;在此基础上添加PASP其烤烟根系生理、叶片生理形态及氮肥利用率皆得到显著促进。低水平PASP(100 mg/plant)可在一定程度上提高氮肥利用率,但对烤烟根系、叶片光合特性促进效果不显著;相比较而言,较高水平PASP(400 mg/plant)更有利于烤烟根系和叶片的生理代谢及肥料利用率的提高。相关分析表明,PASP的添加量与氮肥利用率之间存在极显著正相关关系(p<0.01)。生育后期,各处理的15N分配率均表现为地上部大于地下部,且随着PASP添加量的增加,植株分配到地上部的15N的量相应增加;此外,施用PASP显著降低了氮肥损失率,提高了氮肥总回收率,表现为PASP用量越高效果越明显。综上可知,施用PASP促进了烤烟生理代谢和氮素的吸收,降低了氮肥损失,以施400 mg/plant PASP效果最佳。
杨修一 , 耿计彪 , 于起庆 , 闫早发 , 李慧 , 崔园超 , 杨皓
2019, 33(5):230-236. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2019.05.034
摘要:利用小麦田间试验,设置控释尿素(CRU)、有机肥(OF)替代30%,50%,70%控释尿素氮量处理,并以普通尿素(Urea)为对照,研究等氮条件下有机肥替代不同比例化肥氮素对土壤碳氮迁移特征及小麦产量的影响。结果表明:有机肥处理小麦总生物量较Urea显著增加13.83%~17.57%,籽粒产量增加1.6%~10.5%,随有机肥替代化肥氮素比例增加,籽粒增产效应降低,70% OF与Urea无显著差异,但显著低于CRU处理。CRU、30% OF和50% OF处理氮素农学效率较Urea显著提高90.2%~124.4%,70% OF与Urea相比差异不显著。有机肥比例增加,土壤总碳含量呈上升趋势,且高于CRU和Urea;全氮含量大致呈下降趋势,整个生育期先增加后降低,30% OF自灌浆期至成熟期含量高于其他施氮处理。随土层深度增加,硝态氮和铵态氮含量减少,有机肥比例增加,各层土壤硝态氮减少,铵态氮增加(尤以返青期最为显著);整个生育期土壤无机氮呈下降趋势,但与Urea相比,有机肥处理的硝态氮主要集中在0-40 cm土层,且0-100 cm土壤铵态氮含量高于Urea和CRU(苗期除外)。因此,用30%~50%有机肥替代化肥氮素,配合控释尿素施用,可显著增加土壤总碳和铵态氮含量,减少60-100 cm土壤硝态氮淋溶,提高小麦氮素利用率和籽粒产量。
王彦丽 , 范庭 , 王旭东 , 张育林 , 李利敏 , 郑洺钧 , 刘雅茜
2019, 33(5):237-242,250. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2019.05.035
摘要:由于科学施肥指导工作和生产实际的脱节,过量施用磷肥的现象普遍存在,进而造成大量磷素在土壤中累积。准确评价土壤中磷素的有效性是土壤磷素科学管理的基础。国际上梯度扩散薄膜技术(DGT)和传统方法相比可以更为准确地反映土壤中元素的生物有效性。以黄土高原具有代表性的60个土壤样品为研究对象,采用传统Olsen法和DGT技术评价多年磷肥投入不均条件下黄土高原地区土壤磷储量及其有效性现状,研究了DGT技术测定的DGT-P与全磷、Olsen-P之间的关系,并利用通径分析探究了土壤磷素有效性和土壤相关理化指标之间的关系。结果表明:黄土高原地区土壤磷素分布不均匀,缺磷与富磷现象并存,富磷土壤主要是耕地样品。磷素活化系数(Olsen-PAC)小于2.0%的土壤样品占76.67%,绝大部分土壤样品磷素有效性低。耕地磷肥投入量过高,活化土壤中的无效磷是黄土高原地区磷素科学管理的主要目标。土壤DGT-P与全磷、Olsen-P呈显著相关性(P<0.01)。黏粒对土壤磷素有效性的直接影响最大,对Olsen-PAC的影响为正效应,对DGT法测定的磷素活化系数(DGT-PAC)的影响为负效应。土壤黏粒含量越高,有效磷库越大,土壤中供植物吸收利用的磷反而越少。
李贞霞 , 孙涌栋 , 郑万通 , 王倩文 , 穆娟 , 柳维娟 , 王广印 , 李新峥
2019, 33(5):243-250. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2019.05.036
摘要:通过模拟试验,研究利用生物质炭改善邻苯二甲酸二丁酯(DBP)污染土壤对黄瓜幼苗生理特性的影响。试验设计4个生物质炭处理(CK、C 0.5%、C 1%、C 2%)和3个DBP浓度梯度(0,20,40 mg/kg)。结果表明:DBP污染土壤施入生物质炭,在低含量(C 0.5%)时黄瓜幼苗细胞膜稳定性增强,较高含量(C 1%和C 2%)时细胞膜稳定性与对照基本一致;生物质炭的施入显著增强了黄瓜幼苗SOD活性,降低了CAT活性和光合色素(叶绿素a、叶绿素b、叶绿素a+b和类胡萝卜素)含量,对APX活性影响规律性不显著,C 2%处理显著提高了POD活性。C 0.5%显著降低叶绿体荧光参数F0、Fm与Fv/Fm值;低含量(C 0.5%)时ΦPSⅡ降低,而在中高含量时(C 1%和C 2%)ΦPSⅡ与对照基本一致;C 0.5%且DBP含量0 mg/kg时,qP最大;施入生物质炭对NPQ的影响以C 1%最显著。灰色关联分析表明,生物质炭和DBP对黄瓜幼苗的影响首先从抗氧化酶活性上体现,然后叶绿素荧光系统做出相应的改变,最后影响到细胞膜的稳定性及光合色素含量的变化。研究结果为进一步研究生物质炭对设施作物生理特性影响、DBP污染治理及生物质炭的合理应用提供科学依据。
刘汝亮 , 王芳 , 张爱平 , 李友宏 , 洪瑜 , 杨世琦 , 杨正礼
2019, 33(5):251-256. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2019.05.037
摘要:利用田间小区试验研究了控释氮肥全量基施对宁夏水稻产量、氮素利用效率和淋洗损失的影响,为控释氮肥全量基施技术在宁夏引黄灌区应用提供技术依据。以"宁粳50号"水稻品种为研究对象,以不施氮肥(CK)为对照,参考农民常规施肥(FP)施氮量,设置了4个控释氮肥减量施用处理:控释氮肥135 kg/hm2(C-135)、控释氮肥180 kg/hm2(C-180)、控释氮肥225 kghm2(C-225)和控释氮肥270 kg/hm2(C-270)。对水稻产量、氮素吸收和利用效率、水稻生育期不同深度淋溶水浓度和淋失量进行测定和分析。结果表明:C-180处理和C-225处理在氮肥用量分别降低了25%和40%的条件下,水稻籽粒产量没有降低,原因在于提高了水稻的有效穗数和穗粒数。与FP比较,控释氮肥施氮量控制在270 kg/hm2以下时,控释氮肥全量施用各处理氮肥利用率显著提高,C-135、C-180、C-225处理氮肥利用率分别比FP处理提高了10.22,11.10,12.75个百分点。控释氮肥各处理水稻生育期内田面水和不同土体深度淋溶水中的TN浓度均低于FP处理,且延迟了田面水中TN浓度峰值出现的时间,减少了因稻田排水和径流导致的氮素损失。FP处理全生育期氮素淋洗损失总量为24.57 kg/hm2,控释氮肥各处理素淋洗损失总量在11.54~17.35 kg/hm2,其中C-180,C-225处理总氮淋失量分别比常规施肥降低了46.17%和49.40%。综合考虑水稻产量和氮素损失因素,宁夏水稻控释氮肥全量基施适宜施氮量在180~225 kg/hm2。
邓浩亮 , 张恒嘉 , 田建良 , 肖让 , 张永玲 , 李福强 , 王玉才
2019, 33(5):257-265. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2019.05.038
摘要:为探讨黄土高原半湿润易旱区不同种植方式对土壤水热环境及春玉米生长动态变化,于2017-2018年在甘肃华亭农技推广中心开展田间定位试验,设平地全膜覆盖(WM)、平地半膜覆盖(HM)、隔沟覆膜垄播(MRM)、全膜双垄沟播(WRF)、秸秆覆盖(SM)和露地平播(CK)6种种植方式,测定分析了春玉米各生育时期土层剖面水热状况、作物生长特征及收获期作物产量与构成因子。结果表明:覆盖种植方式对土壤温度的调节主要表现在苗期,地膜覆盖处理较CK具有增温效应,全生育期土壤平均增温1.44~2.62℃,而SM表现为降温效应,平均降温0.51℃;MRM、WRF、HM和SM在春玉米整个生育期内保墒效果显著,而WM不利于降水收集,仅在春玉米生长前期具有保墒效果,而在中后期随作物耗水增加,土壤含水率低于CK;地膜覆盖种植方式较CK均可提高春玉米产量和水分利用效率,其中以WRF和MRM效果最为显著,产量和水分利用效率较CK分别提高32.96%,17.12%和33.45%,18.66%,而SM表现出减产效应,较对照分别降低11.84%和9.93%。综合考虑土壤水热环境、春玉米生长特征、产量、水分利用效率等指标,黄土高原半湿润易旱区最佳种植方式为隔沟覆膜垄播种植方式。研究结果为黄土高原半湿润易旱区合理地选择覆盖耕作措施提供理论依据,同时对农田可持续性具有重要意义。
董飞 , 闫秋艳 , 李峰 , 鲁晋秀 , 贾亚琴 , 杨峰 , 王苗 , 张建诚 , 王小泰 , 阴东娟
2019, 33(5):266-271. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2019.05.039
摘要:探讨水地条件下种植模式对夏玉米产量及水分利用的影响,为夏玉米节水种植高产稳产栽培提供依据。以玉米品种"登海685"为试验材料,研究宽垄沟播和等行距平播模式下不同种植密度(6.00,6.75,7.50万株/hm2)对夏玉米生长发育、产量、养分吸收及水分利用率的影响。结果表明:沟播种植模式较平播增加玉米植株株高,使茎粗和单株干物质重降低。沟播模式的穗性状比平播处理较优,单穗重增加,且受种植密度影响较小,表现出明显的边行优势。沟播模式的玉米叶片叶绿素相对含量始终高于平播处理,生育期延长,为后期籽粒形成提供了物质保障。在种植密度为7.50万株/hm2时,沟播模式夏玉米产量最高。沟播模式下夏玉米灌水量较平播减少52.9%,灌水时间减少50.1%,日均蒸发量减少,且水分含量高于平播处理,使灌溉水利用效率提高139.5%,水分利用效率平均提高16.7%。可见,宽垄沟播是夏玉米增产增效的一种节水种植模式,明显提高玉米水分利用效率。
赵继浩 , 李颖 , 钱必长 , 李金融 , 刘兆新 , 高芳 , 杨坚群 , 甄晓宇 , 杨东清 , 李向东
2019, 33(5):272-280,287. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2019.05.040
摘要:小麦-花生一年两熟是解决粮油争地矛盾,实现粮油自给的重要途径,小麦收获后直播花生是麦油两熟的主要种植方式。试验在前茬小麦收获后设计秸秆还田与耕作方式2种处理因素,共6个处理:旋耕秸秆不还田(RT)、旋耕秸秆还田(RTS)、免耕秸秆不还田(NT)、免耕秸秆覆盖(NTS)、深耕秸秆不还田(DT)和深耕秸秆还田(DTS)。研究秸秆还田与耕作方式对土壤理化性质以及花生产量的影响。结果表明:不同耕作方式对土壤理化性质的影响不同,在0-10 cm土层中,与深耕处理和旋耕处理相比,免耕处理增加了大粒径团聚体的质量比例,提高了团聚体的稳定性,增加了土壤细菌、真菌、放线菌的数量。而深耕处理主要改善了10-20,20-30 cm土层土壤理化性质,深耕处理还增加了干物质积累量,提高了花生荚果产量和籽仁产量。在相同的耕作方式下,与秸秆不还田处理相比,秸秆还田处理降低了土壤容重,增加了土壤孔隙度,增加了粗大团聚体的质量比例以及土壤有机碳和全氮含量,提高了团聚体的稳定性,增加了土壤细菌、真菌、放线菌的数量,增加了干物质积累量,提高了花生荚果产量和籽仁产量。DTS处理荚果产量和籽仁产量比DT处理分别增加了10.89%和14.65%,RTS处理荚果产量和籽仁产量比RT处理分别增加了10.00%和11.77%,NTS处理荚果产量和籽仁产量比NT处理分别增加了16.31%和19.82%。处理间比较,与其他5个处理相比,DTS处理不仅改良了土壤理化性质,而且提高了花生荚果产量和籽仁产量。
2019, 33(5):281-287. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2019.05.041
摘要:研究不同有机替代减肥方式对玉米生长及土壤肥力的影响,为玉米生产中减肥增效提供经济可行的施肥方案和理论依据。通过大田试验,设置不施肥空白(CK)、常规施肥(CF)、腐植酸有机肥+氮肥减量10%+磷钾肥(HF)、肥料增效剂+氮肥减量10%+磷钾肥(BN)、商品有机肥+氮肥减量10%+磷钾肥(OF)5个处理。结果表明:较CF处理,HF、BN和OF处理促进了玉米的生长,增加不同生育期的玉米株高和茎粗;有效改善玉米穗部性状和产量构成,玉米产量分别增加了11.12%,6.47%,14.43%,净收益分别增加了217.24,564.99,-506.46元/hm2;提高玉米生育期内的土壤碱解氮、速效磷和速效钾的含量;提高了肥料利用率、养分偏生产力和养分农学利用效率,其中氮肥分别显著提高了8.15%,9.34%,14.08%(P<0.05),钾肥分别显著提高15.92%,21.13%,29.36%(P<0.05)。因此,HF和BN处理可以促进玉米生长,增产增效,提高肥料利用率和土壤肥力,为有玉米生产中减肥增效提供了经济可行的施肥方案和理论依据。
张若扬 , 郝鲜俊 , 吕鉴于 , 高文俊 , 张博凯 , 薛玉晨
2019, 33(5):288-293. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2019.05.042
摘要:采煤塌陷新复垦土壤有效氮含量低而有机无机培肥过程中氮有效性变化尚不明确,依托定位培肥试验基地(山西省孝义市水峪煤矿采煤塌陷复垦土壤),设置8个不同处理包括3个有机无机不同用量配施处理(鸡粪与化肥1:1氮量在100,150,200 kg/hm2配施,表示为MF100、MF150、MF200),与单施不同用量化肥氮(0,100,150,200 kg/hm2,表示为IF0、IF100、IF150、IF200)相比较,以不施肥为对照(CK)。通过测定玉米产量、植株吸氮量、氮肥利用率及作物收获后土壤剖面矿质氮含量,确定适合该矿区复垦土壤施肥处理和最佳氮肥用量,从而为高产高效培肥矿区复垦土壤提供科学理论依据。结果表明:(1)施氮量为150 kg/hm2的等养分条件下,MF150比IF150玉米籽粒产量提高了12.45%,差异显著(P<0.05);同时MF150处理与IF200、MF200处理间差异均不显著(P>0.05)。(2)玉米地上部吸氮量随施氮量的增加而增加,且等氮量条件下,鸡粪和化肥配施能显著提高玉米吸氮量(P<0.05),增幅为39.45%~41.46%。(3)等氮量条件下,鸡粪和化肥配施较单施化肥处理能显著提高氮肥回收率;不同施肥模式的氮肥偏生产力均随施氮量的增加呈现下降趋势;IF100处理氮肥农学利用率最高为24.08 kg/kg,并且该处理与MF150无显著差异,而等氮量下MF150较IF150处理的氮肥农学效率显著增加(提高了49.56%)。(4)作物收获后0-40 cm土壤剖面矿质氮含量随土层深度而增加,但是等氮量各施肥处理间无显著差异,40-60 cm剖面中单施化肥氮各处理矿质氮残留量较配施各处理提高了约18%。总之,MF150施肥处理不仅提高作物产量、吸氮量和氮肥利用率,而且土壤剖面矿质氮残留较少,可作为培肥该矿区复垦土壤或与本试验土壤类型相似的低产农田的推荐施肥量。
陈晓旋 , 安婉丽 , 陈优阳 , 刘旭阳 , 金强 , 林少颖 , 王维奇
2019, 33(5):294-302. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2019.05.043
摘要:为阐明酸雨对水稻田土壤有机碳组分含量以及土壤碳库的影响,以福州平原水稻田为研究对象,在不同生长期早稻和晚稻中,设置对照(CK)、模拟pH 2.5、pH 3.5、pH 4.5酸雨处理,对酸雨影响下福州平原水稻田土壤有机碳组分含量进行了测定与分析。结果表明:酸雨处理对土壤总有机碳(SOC)存在不同程度的影响,在早稻整个生长期,酸雨对土壤SOC含量的影响不显著(P>0.05),晚稻返青期和成熟期中,返青期依次高于CK处理24.70%,10.47%,9.97%,成熟期依次高于CK处理6.33%,8.75%,9.46%,酸雨显著提高土壤SOC含量(P<0.05)。早稻成熟期,对照组溶解性有机碳(DOC)含量显著高于pH 3.5酸雨处理组;整个晚稻生长期,酸雨对土壤DOC含量的综合影响不显著(P>0.05)。早晚稻酸雨的施加使土壤易氧化态碳(EOC)含量低于对照组(P<0.05);早晚稻土壤微生物量碳(MBC)含量表现出明显的随时间变化的规律,早稻对照组土壤MBC含量低于酸雨处理(P<0.05),晚稻则相反。早稻土壤SOC与TN、TP、电导和含水量存在极显著正相关关系(P<0.01),晚稻土壤SOC与TP存在极显著正相关关系(P<0.01)。将早晚稻的对照作参考土壤,早稻返青期以及晚稻拔节期和成熟期酸雨处理下碳库活度(A)及碳库活度指数(AI)低于对照处理,其他生长期差异性不大,且在一定范围内稻田土壤有机碳库维持一定的活跃度。早稻返青期、晚稻拔节期和成熟期酸雨处理下碳库指数(CPI)和碳库管理指数(CPMI)显著低于对照组(P<0.05)。酸雨处理降低了土壤碳库管理指数将不利于水稻生长。
向蕊 , 伊文博 , 赵薇 , 王顶 , 赵平 , 龙光强 , 汤利
2019, 33(5):303-308. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2019.05.044
摘要:基于5年的田间小区定位试验,采用干筛法对不同施氮水平下的玉米单作、马铃薯单作和玉米马铃薯间作土壤进行团聚体分级并测定各粒级团聚体有机碳含量,研究间作对土壤团聚体有机碳储量的影响及其氮调控效应。结果表明:92%以上的土壤有机碳储藏在土壤大颗粒团聚体(>2 mm)和小颗粒团聚体(2~0.25 mm)中。间作提高了土壤大颗粒团聚体(>2 mm)和小颗粒团聚体(2~0.25 mm)的比例,但对不同粒级团聚体有机碳含量的影响与施氮量相关。对比2种单作,间作在低氮(N1)和常规施氮(N2)下增加了土壤总有机碳储量,在不施氮(N0)和高氮(N3)下无显著影响或降低有机碳储量。其中,间作通过增加土壤大颗粒团聚体(>2 mm)的比例及其有机碳含量,在低氮(N1)时产生最强的间作固碳优势,土壤总有机碳储量分别较玉米单作和马铃薯单作提高24.8%和5.7%。因此,适量施用氮肥可以充分发挥间作效应,有效提高土壤有机碳储量。
张宇晨 , 红梅 , 赵巴音那木拉 , 常菲 , 李艳勤 , 温馨
2019, 33(5):309-315,322. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2019.05.045
摘要:为了探究不同灌溉模式施加不同改良剂对河套灌区重度盐渍土的改良效果,设置秸秆深埋(SL)、石膏+有机肥(SF)、对照(CK)3个处理,对河套灌区重度盐渍土土壤盐分在0-70 cm剖面上的分布特点进行研究。结果表明:不同灌溉模式,SL和SF处理在0-15 cm土层均有效降低土壤pH,随改良时间延长改良深度增加pH持续降低,有一定的长效性,滴灌SL与SF处理pH较CK分别下降0.35,0.49,黄灌下降0.42,1.33,对30-70 cm土层影响较小。SF处理碱化度第2年下降达43%,SL处理为40%,滴灌更利于碱化度降低。从抑制盐分积累来看,SL与SF处理能有效抑制盐分0-15 cm土层聚集,黄灌SL与SF处理较CK分别下降13.60%,7.70%,滴灌分别下降31.60%,6.90%,SL处理抑盐效果较显著。土壤盐基离子表明,不同灌溉模式,SL与SF处理均显著降低0-15 cm土层Na+与HCO3-的含量,滴灌降低比例高于黄灌,随着改良时间延长效果越显著,15-70 cm土层无明显变化。石膏加有机肥的施入提高0-70 cm土层SO42-、Ca2+及Cl-的含量。通过对比分析,对河套灌区重度盐渍土治理而言,秸秆深埋和石膏+有机肥均能有效抑制重度盐渍土土壤积盐,有效降低pH及碱化度。整体来看,滴灌模式下石膏+有机肥改良效果优于秸秆深埋。
胡敏 , 屈忠义 , 王丽萍 , 丁艳宏 , 张瑶 , 李哲 , 孙宇乐
2019, 33(5):316-322. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2019.05.046
摘要:为了评价不同改良剂对盐渍化土壤的改良效果,以葵花为研究对象,采用大田裂区试验方法,设置生物炭(DC,22.5 t/hm2)、脱硫石膏(DS,37.5 t/hm2)、脱硫石膏加有机肥(DSF,各37.5 t/hm2)、对照(DCK)4种处理。结果表明:施加改良剂均降低了土壤容重,增加了土壤孔隙度,生物炭效果最明显,在耕层(0-20 cm)收获后较播种前土壤容重降低6.11%,是DCK的4倍,孔隙度增加12.89%,是DCK的5倍;脱硫石膏降低土壤pH和电导率效果最优,最大降幅分别为10.09%和28.51%;3种改良剂对盐渍化土壤的肥力效应不同,与对照相比,在收获后生物炭处理显著提高土壤耕层有机质、碱解氮、速效磷含量,脱硫石膏显著提高速效钾含量;各改良剂处理能显著增加葵花株高、茎粗、干物质积累量和百粒重,且生物炭处理的葵花产量最高,为4 539.60 kg/hm2,较对照增产32.28%。综上所述,在河套灌区盐渍化土壤中施入不同改良剂后,土壤性状得到明显改善,促进葵花的正常生长,提高了产量。其中施入生物炭22.5 t/hm2对盐渍土壤改良效果最佳,其次是施入脱硫石膏37.5 t/hm2,能有效地提高土壤肥力和葵花产量。
2019, 33(5):323-328. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2019.05.047
摘要:生物结皮作为干旱和半干旱地区重要的生物组分,对该区域生态过程中的生物地球化学循环产生重要的影响。以陕北水蚀风蚀交错区的生物结皮为研究对象,调查该区域2种土壤(黄绵土和风沙土)和3种植被(长芒草、油蒿和小叶杨群落,以农田为对照)生境下生物结皮对土壤性质的影响。结果表明:(1)结皮层与结皮下层0-10 cm各土壤性质指标的变化存在显著差异(p<0.05);(2)3种植物群落生境下结皮层各土壤性质指标的变化差异不显著,表明结皮层内生物结皮生态功能作用是结皮层土壤性质的主导影响因素;(3)3种植物群落生境0-10 cm土层的土壤性质如C、N、C/N、Mg、Mn、δ13C和δ15N等指标变化存在显著差异(p<0.05),但风沙土油蒿和小叶杨群落生境下所有调查的土壤性质指标间均无显著差异,这表明样地间0-10 cm土层土壤性质差异的主要是受到土壤类型自身特性的影响;(4)不同植被和土壤生境下的结皮层和0-10 cm样品间的空间排序分异明显,表明土壤性质间的差异依赖于生境下多因素的综合作用,生物结皮、土壤类型和植被是预测该区域表层土壤空间异质性的重要因素。
2019, 33(5):329-333. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2019.05.048
摘要:为研究溶磷真菌菌群对土壤磷素有效性的影响,首先在室内对3株不同种类溶磷真菌(1株属于被孢霉属Z1,1株为青霉属Z2,1株为黑曲霉Z3)的组合效应进行了研究,确定了最佳的菌株组合Z1+Z2+Z3,试验选用Z1、Z2、Z3组成菌群作为试验菌株;然后通过盆栽油菜试验研究溶磷真菌配施难溶态磷(磷酸三钙和磷矿粉)对土壤磷素有效性的影响。结果表明:溶磷真菌处理土壤有效磷、有机质、碱性磷酸酶、蔗糖酶含量和油菜产量分别比基质处理显著增加了60.00%,20.21%,56.45%,53.81%,14.38%,溶磷真菌配施难溶态磷上述各指标都高于单施溶磷真菌处理;单施溶磷真菌对土壤最大吸磷量的影响与基质无差异,溶磷真菌配施难溶态磷可以显著降低土壤最大吸磷量,溶磷真菌+磷酸三钙和溶磷真菌+磷矿粉处理土壤最大吸磷量比溶磷真菌处理显著减少158.7,47.6 mg/kg,溶磷真菌各处理土壤吸附常数都低于对应的基质处理,溶磷真菌可以降低土壤对磷的吸附。在土壤上溶磷真菌应与难溶态磷配合施用,对提高土壤磷素有效性有积极的作用。
彭遥 , 周蓓蓓 , 张继红 , 唐湘伟 , 周英霞 , 陈晓鹏 , 王全九
2019, 33(5):334-342,357. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2019.05.049
摘要:通过田间小区磁化水滴灌试验,研究了磁化水膜下滴灌对土壤水盐分布特征、棉花生长特性及产量的影响。结果表明:磁化水灌溉可以提高土壤含水量,促进棉花根系对水分的吸收,0-100 cm土层内磁化强度为3 000 Gs时的土壤含水量最大,保水效果最好。磁化水灌溉可以有效降低土壤盐分含量,加快土壤盐分的淋洗,0-100 cm土层内各磁化水处理土壤平均含盐量表现为3 000 Gs < 4 000 Gs < 1 000 Gs < 5 000 Gs < 0 Gs,磁化淡水处理的土壤脱盐率为2.7%~28.2%,3 000 Gs磁化处理的土壤脱盐率最高;磁化微咸水处理的土壤积盐率为21.7%~33.9%。磁化水滴灌可以促进棉花生物量及产量的增长,淡水、微咸水磁化处理的产量较未磁化处理增加了8.98%~31.4%,3 000 Gs磁化处理下的棉花产量最高。从棉花生长特征、产量、水分利用效率等方面综合考虑,3 000 Gs为最佳磁化强度处理。
李晓娜 , 王超 , 张微微 , 赵春桥 , 史瑞双 , 薛瑞彬 , 樊冉冉
2019, 33(5):343-348,357. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2019.05.050
摘要:为了揭示京郊荒滩地植被恢复初期土壤理化性质与微生物群落结构的变化特征,以补播苜蓿(Medicago sativa L.)、补播无芒雀麦(Bromus inermis Leyss)为研究对象,自然撂荒地为对照,采用高通量测序方法研究不同植被恢复模式土壤细菌与真菌的群落结构。结果表明:(1)2种植被恢复方式下土壤全氮含量显著高于对照,补播无芒雀麦土壤全磷含量最高;(2)2种植被恢复方式短期内显著改善了土壤物理性质,土壤容重显著低于对照,补播无芒雀麦土壤田间持水量、毛管持水量与最大持水量最高,补播苜蓿土壤饱和导水率最高;(3)2种植被恢复方式短期内对土壤微生物群落结构产生影响,真菌中的子囊菌门、细菌中的蓝细菌门相对丰度增加,真菌与细菌的生物多样性降低;(4)相关性分析表明,土壤有机质含量与真菌中的子囊菌门、细菌中的变形菌门、蓝细菌门数量存在显著正相关关系。2种植被恢复方式短期内均不同程度的改善了土壤理化性质,增加了固氮及降解有机质的微生物的数量及活性。
韦小了 , 牟力 , 付天岭 , 李相楹 , 何腾兵 , 何季 , 曾庆庆
2019, 33(5):349-357. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2019.05.051
摘要:为了筛选出能有效抑制水稻各部位吸收积累Cr和Cu的有机和无机材料钝化剂组合,选取水稻土以盆栽试验研究了15种钝化剂组合对土壤Cr和Cu赋存形态及水稻各部位吸收积累Cr和Cu的影响。结果表明:15种钝化剂组合施用使土壤pH上升0.25~1.04,土壤阳离子交换量增加2.65%~50.96%,土壤有机质含量增加0.22%~17.20%,土壤可交换态Cr含量降低35.21%~55.63%;除生石灰+钝化剂4+鸡粪组合使土壤可还原态显著增加外,其他组合的土壤可还原态Cr无显著变化;土壤可氧化态和残渣态Cr均无明显变化;土壤可交换态Cu含量降低6.66%~33.42%;土壤可还原态和可氧化态Cu无明显变化;土壤残渣态Cu增加0.32%~5.04%,其中钝化剂3、生石灰+钝化剂1+鸡粪、生石灰+钝化剂4+鸡粪3个组合能显著增加土壤残渣态含量。根系对Cr和Cu的富集能力最大,15种钝化剂组合可使水稻根系、秸秆、稻壳和糙米中Cr含量分别下降4.59%~49.41%,39.84%~76.87%,7.14%~31.60%,17.32%~67.10%,水稻根系、秸秆、稻壳和糙米中Cu含量分别下降10.57%~48.41%,7.99%~52.53%,21.12%~45.11%,14.39%~66.92%。15种钝化剂组合均可降低糙米中Cr和Cu的含量,其中以生石灰+钝化剂2+鸡粪的效果最佳。
2019, 33(5):358-363. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2019.05.052
摘要:采用土培盆栽试验,研究了在铅污染土壤中添加叶绿醇对土壤酶活性和土壤铅离子有效态的影响,探讨了不同处理时间下叶绿醇对铅污染土壤的缓解作用。结果表明:短时间内在土壤中添加叶绿醇对土壤过氧化氢酶、蔗糖酶和碱性磷酸酶活性具有促进作用,对土壤脲酶活性具有抑制作用,且每种酶对叶绿醇的敏感程度不同,其中碱性磷酸酶最为敏感;随着处理时间延长土壤中过氧化氢酶活性、脲酶活性和铅离子有效态降低,蔗糖酶活性和碱性磷酸酶活性显著升高;土壤重金属铅浓度为600 mg/kg时,叶绿醇浓度为50 mg/kg蔗糖酶活性最强,比空白对照组高出122.28%;当土壤中叶绿醇浓度为250 mg/kg时,土壤碱性磷酸酶活性最高,是空白对照组的251.61%。总之,在铅污染的土壤中添加叶绿醇后能改变土壤酶活性,降低土壤中铅的有效态,并且随着培养时间的延长,叶绿醇对铅污染土壤的修复效果逐渐降低。
易镇邪 , 苏雨婷 , 谷子寒 , 王元元 , 屠乃美 , 周文新
2019, 33(5):364-368. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2019.05.053
摘要:为给镉污染稻区水稻合理灌溉提供理论与技术参考,通过盆栽试验研究了不同生育阶段间歇灌溉对双季稻产量构成与镉累积的影响。结果表明:(1)2季水稻总产以全生育期淹水灌溉处理最高,其次是全生育期间歇灌溉与齐穗至灌浆中期间歇灌溉处理,孕穗至齐穗期间歇灌溉处理产量显著降低;全生育期淹水灌溉处理有利于提高结实率,而全生育期间歇灌溉与分蘖至孕穗间歇灌溉处理有利于提高有效穗数。(2)灌水方式显著影响水稻各器官成熟期镉含量,其中全生育期间歇灌溉有显著提高效果,而全生育期淹水灌溉有降低效应。孕穗至齐穗、齐穗至灌浆中期间歇灌溉处理早、晚稻籽粒镉含量显著低于其他生育阶段间歇灌溉处理。(3)地上部镉累积量以全生育期淹水灌溉处理最低,全生育期间歇灌溉处理最高;各间歇灌溉处理中,孕穗至齐穗、齐穗至灌浆中期间歇灌溉处理地上部镉累积量相对较低。综上所述,为确保双季稻产量、降低稻米镉含量,镉污染稻区最佳灌溉方式为全生育期淹水灌溉,在水资源较紧张的情况下,齐穗至灌浆中期可采取间歇灌溉方式。