不同林龄华北落叶松土壤养分及酶活性变化规律研究

研究选择5年、10年、20年林龄的华北落叶松林地为调查对象,确定其各个生育期林地土壤中养分含量及酶活性的变化趋势。结果表明:各生育期林地土壤中有机质和有效磷含量均随着土壤深度的增加而呈现显著下降趋势。而对于相同土层不同林龄间,土壤有效磷含量随着林龄的增加而下降。在40～60cm处,以20年林龄有机质含量在7月时最低,为4.17g·kg~(-1),显著低于其他土层。同时,5年的土壤有效磷含量在7月时达到最大,平均为4.44mg·kg~(-1),高于5月和9月时土壤中有效磷含量,但三者间差异不显著。不同林龄林地土壤铵态氮、硝态氮含量随土层深度而产生的变化趋势基本一致,表现为下降趋势。在落叶松林的新叶生长期内,5年落叶松林地在20～40cm和40～60cm处的铵态氮为13.47 mg·kg~(-1)和9.09 mg·kg~(-1),分别较0～20cm(25.36mg·kg~(-1))下降了46.9%和64.2%。而20年林龄的林地土壤硝态氮为19.24mg·kg~(-1),较10年的25.93mg·kg~(-1)下降了25.8%,且达到显著差异(P0.05)。土壤过氧化氢酶(CAT)、磷酸酶(ALP)和脲酶活性(Ure)随林龄的增加而下降,其中ALP下降趋势较缓,而CAT和Ure均显著下降。综合分析调查林龄范围内养分和酶活性的变化趋势,发现林地的地力随林龄的增加而衰退。     

砒砂岩与沙复配土体的植物营养保障措施研究

为探索适宜砒砂岩与沙复配土土体有机重构的植物营养保障措施,开展以生物炭为改良剂的不同梯度盆栽试验,得到适合复配土肥力提升的生物炭施用比例,为复配土的植物营养保障提供技术支撑。研究表明:生物炭能够有效提高土壤持水保肥能力,有利于提高土壤营养元素利用效率。其中投加30g·kg~(-1)生物炭,复配土中各养分含量最高,且作物长势较好;生物炭对复配土中速效钾、有效磷、铵态氮的提升可持续性较好,对复配土中硝态氮提升可持续性较差;在适当比例的生物炭作用影响下,会较好的提升复配土的肥力,若过量施用会抑制作物生长。     

砒砂岩与沙复配土的水土保持效应研究

毛乌素沙地的水土流失严重,是黄河下游泥沙和北方沙尘暴风沙的主要起源地之一。本文以水土保持为目标,以砒砂岩与沙复配成土为研究对象,采用小区试验、模拟土柱试验和风洞试验方法,设置砒砂岩与沙的质量比例分别为1∶5(S_1)、1∶2(S_2)、1∶1(S_3)的处理,以S_s(全沙)、S_(ss)(全砒砂岩)为对照,研究复配土的保水、保肥、保土能力。结果表明:复配土中随着砒砂岩的增加,土壤粘粒、粉粒含量逐渐增加,沙粒含量逐渐减少;S_3处理的复配土,土壤大团聚体含量最高,呈现出随着含沙量的增加,土壤大团聚体减少的趋势;不同处理的土壤含水量S_3S_2S_1,砒砂岩与沙复配比例为1∶1时,土壤蓄水条件较好;砒砂岩与沙复配比例为1∶1时土壤保肥效益最好,其中硝态氮含量分别比S_s(全沙)、S_(ss)(全砒砂岩)高24.64%、43.10%;S_1、S_2、S_3处理与S_s、S_(ss)相比,风蚀量均显著减少89%以上。其中在7 m·s-1的风洞模拟风速下,S_1处理的复配土风蚀量最小。砒砂岩与沙复配可以提高保水、保肥及保土效益,复配比例为1∶1时,水土保持效益最佳。试验结果在土地复垦和土壤改良等方面具有重要参考意义。     

不同改良材料作用下空心村复垦土壤氮素淋失研究

为探索空心村复垦后新增耕地土壤肥力提升,发展种植农业,并提供科学的田间管理措施,本文以熟化剂、粉煤灰、熟化剂+粉煤灰等为改良材料,采用了小区试验,开展了不同改良材料下空心村复垦土壤氮素淋失特性研究。结果表明:空心村复垦土壤中铵态氮在各处理及小麦各生育期均较低,为1.14～6.03 mg·kg~(-1),未出现累积情况。氮素淋失主要体现为硝态氮淋失,且在各处理下硝态氮淋失特性各异。空心村复垦土壤施入粉煤灰(TC处理)后,0～60 cm土层中氮素累积最多,利于小麦生长。建议在复垦空心村土地耕作层中施入适量粉煤灰。     

微生物土壤改良剂对复配土养分及作物产量的影响

以砒砂岩与沙复配土壤(简称"复配土")为研究对象,以微生物土壤改良剂为添加材料,通过盆栽试验,研究了不同施用量对玉米不同生育期内土壤养分含量以及作物产量的影响。结果表明:施用微生物改良剂对复配土具有解钾、释磷、固氮作用,能够显著提高复配土的土壤养分,尤其对铵态氮和速效磷的提升效果显著;从整个玉米生育期来看,施用微生物改良剂对土壤速效钾、速效磷、铵态氮和硝态氮的影响主要表现在生长前期(拔节期和大喇叭期),而对有机质的影响主要体现在成熟期;就不同施用量处理而言,M2处理(1.0 g·kg~(-1))的增产效果最佳,与对照相比,穗长、行粒数、单穗重、百粒重分别增加了13.8%、7.9%、26.4%、14.1%。本研究可为复配土培肥增产提供技术参考。     

不同秸秆还田方式对土壤有机质及速效养分的影响

为探明不同秸秆还田方式对大田表层(0~5cm)土壤有机质及速效养分的影响,设置4种不同秸秆还田方式:秸秆不还田(CK)、秸秆焚烧还田(SA)、秸秆粉碎还田(SC)、秸秆高留茬还田(SH)。结果表明:秸秆直接还田(SC、SH)显著提高了土壤有机质含量(P0.05),在玉米苗期、大喇叭口期、成熟期相比CK提高幅度分别为0.5%~5.3%、2.6%~9.5%、4.5%~18.9%;秸秆焚烧还田降低了土壤有机质含量,各时期分别比CK降低8.9%、14.7%、8.5%。对速效磷、速效钾的影响,各处理表现为SCSHSACK,经过玉米生育期,三种还田处理的速效磷、速效钾含量分别比CK提高了24.5%~53.9%、24.6%~70.9%。玉米生育期内,SA、SC、SH的速效氮(硝态氮、铵态氮)含量相比CK的增加幅度呈现先减小后增加的趋势。SC的硝态氮含量在玉米苗期和大喇叭口期高于其他处理,铵态氮含量在玉米成熟期高于其他处理;SA的硝态氮含量在玉米成熟期高于其他处理,铵态氮含量在玉米苗期和大喇叭口期高于其他处理;经过玉米生育期,三种还田处理的硝态氮、铵态氮分别比CK提高了9.4%~57.2%,10.5%~50.2%。综合各项指标,秸秆粉碎还田处理对土壤有机质和速效养分的积累有最明显的作用。     

秦岭北麓地区替代性成土材料的土壤养分对比研究

针对秦岭北侧山前冲积扇地区不适宜农业种植的条件,科学合理完成替代性成土材料试验,可为土体有机重构提供科学依据。设计出不同的替代性成土材料,如蛭石、页岩、珍珠岩、陶砾、沙、砒砂岩六种材料与土以0.5L·m~(-2)和1L·m-2的比例混合,在2m×3m的试验田里种植大豆,对种植大豆后的土壤养分进行试验分析。发现六种成土材料的养分整体含量较低,有机质及全氮含量在0~30cm土层中均随着深度的增加而减小;0.5L·m-2比1L·m-2养分含量高,更适宜大豆的生长,且在0.5L·m-2的配比条件下,页岩及蛭石最有利于大豆的生长。各土壤养分综合比较,全氮及有机质是导致秦岭北麓地区养分指标含量较低的主要原因,提高土壤中全氮及有机质含量是提高本地区土壤养分的最直接方式。     

治沟造地不同土地利用方式土壤有机碳和易氧化碳分析

治沟造地是我国黄土丘陵地区补充耕地,保障粮食安全,恢复生态环境的重要手段。以延安市南泥湾镇为试验地,测定分析了治沟造地区域水田、旱地、柳树林地、松树林地4种典型土地利用方式不同土层深度土壤中有机碳和易氧化碳的含量、分布规律以及易氧化态碳与有机碳的相关关系。结果表明:4种土地利用方式下土壤有机碳和易氧化碳含量均随土层深度的增加而呈现减小的趋势,且不同深度土层土壤有机碳和易氧化碳含量差异均达到显著水平(P0.05);0~60cm土层深度内,旱地在不同深度土层中的有机碳含量和易氧化碳均低于其它3种土地利用方式;土壤有机碳含量与易氧化碳含量之间的相关性达到显著水平,充分说明土壤易氧化碳含量在一定程度上取决于土壤有机碳的含量;治沟造地改变了区域生态系统,生态系统碳循环受到极大的影响,因此在研究全球碳循环中,治沟造地对生态系统碳循环的影响可作为下一步研究的方向。     

黄土高原治沟造地农田土壤养分分布特征

治沟造地是黄土高原丘陵沟壑区实施的一项重大土地整治工程,工程实施前后土壤养分状况的变化直接影响了工程质量及项目的可持续性,本研究以羊圈沟治沟造地工程为例,分析了沟道农田土壤养分的分布特征。结果表明,研究区域内有机质含量随土壤深度的增加呈现出先减小后增大的趋势,全氮、有效磷、速效钾含量则随土层深度的增加逐渐降低;沟道不同土层养分指标的变异性表现为全氮有机质有效磷速效钾;随着距沟头距离增加,0～30 cm土壤有机质含量先减小后增大,30 cm以下有机质含量逐渐减小,土壤全氮在各个深度范围内均呈现出先减小后增大的趋势,土壤有效磷及速效钾含量变化相对较小。     

不同改良材料对废弃宅基地复垦土壤养分提升的影响

针对废弃宅基地复垦土壤结构性不良、养分等营养物质含量较低等问题,本文以熟化剂、有机肥、熟化剂+有机肥等作为改良材料,并采用小区试验,开展了不同改良材料对提升废弃宅基地复垦土壤养分的效应研究。通过种植3季作物后,采集土壤样品,分析土壤养分含量,结果发现:(1)施入改良材料后,土壤养分含量均有显著提升,土体养分含量随着土层深度的增加而递减;(2)在0~60cm范围内土壤养分变化显著,60~105cm范围内土壤养分变化差异不大;(3)从耕作层来看,全氮含量在处理间变化规律为TFCTFTCTSFTSCTST0;有效磷含量的变化规律为TSFTFTSTFCTCTSCT0,土壤速效钾含量的变化规律为TSFTFTSTFCTSCTCT0、有机质含量变化为TFTFCTSFTSCTCTST0。由此得出,通过有机肥与粉煤灰配合使用以及耕作种植等技术措施,能显著改善新增耕地土壤养分状况;尽管仅经过3个生育季表层土壤的培肥与改良,却能够获得0~60cm土层养分状况不同程度地提升效果,体现了作物根系对土壤养分空间分配与提升的作用。     

宜君县核桃经济林地土壤氮素含量及分布特征

为了解核桃经济林地土壤氮素利用状况及分布特征,选取陕西省核桃主产区宜君县作为研究对象,分别采集4个不同树龄,5个不同种植模式下的土壤样品,分析其土壤全氮(TN)、硝态氮(NO_3~--N)、铵态氮(NH_4~+-N)以及无机态氮(IN)含量及分布特征。结果表明:随着核桃生长年限增加,核桃经济林地土壤氮素养分含量逐渐增加,变异程度逐渐减小,但其氮素养分含量整体偏低,大部分处于较低水平以下;核桃与其他作物间作也影响了土壤氮素养分含量,但间作可以调节和改善土壤氮素养分的平衡。建议在核桃生长初期制定相应的施肥方案,做到科学合理施肥;在间作模式下,将作物收获后的秸秆直接还田,并配施一定量的有机肥,用以补充土壤养分的损失,协调土壤养分的平衡。     

隔盐层处理对地下水浅埋区盐渍土盐分及养分变化的影响——以定边县白土岗子村土地开发项目区为例

针对定边县地下水浅埋区蒸降比高、盐分表聚明显、农作物产量差等问题,以定边县堆子梁镇白土岗子村土地开发项目为研究对象,设置秸秆隔层、砾石隔层和对照组三组试验,分析比较了1a时间内不同土层深度(0~10、10~20、20~40cm)条件下,土壤盐分(电导率、水溶性盐总量)和土壤养分(速效K、全N及有机质)含量的变化情况。结果显示:土壤盐分含量指标中,隔层处理较对照组均有显著减少;土壤养分含量指标中,隔层处理较对照组均有显著升高;土壤盐分含量随土层深度的增加呈逐层减少的趋势,土壤养分含量随土层深度的增加呈逐层递增的趋势。因此,采用秸秆隔层和砾石隔层进行根区隔盐处理能抑制盐分表聚,降低耕作层盐分含量,提高养分含量,可为地下水浅埋区盐渍化土地开发利用的机制探讨和技术路线制订提供理论依据和参考。     

渭河平原新建稻田不同土层土壤理化性质分布规律

耕地利用方式是影响土壤特性最直接的因素之一,严重影响土壤养分的分配和转化,任何耕作方式都会不同程度地影响土壤理化性质。为研究渭河平原新建稻田不同土层土壤理化性质分布规律,以西安市长安区王莽街道新建稻田为研究对象,采用野外采样调查和统计分析相结合的方法,系统分析新建稻田不同土层土壤理化性质差异。研究结果表明,渭河平原新建稻田9个土壤理化性质中8个指标(总碳、有机碳、全氮、铵态氮、硝态氮、速效磷、速效钾、电导率)在不同土层之间差异显著,且均随土层的加深而降低。主成分分析进一步表明,单一土壤理化因子的载荷均小于环境因子的平均贡献率,表明它们是决定渭河平原新建稻田不同土层土壤理化性质分布规律的关键环境因子。     

渭河平原新建稻田不同土层土壤理化性质分布规律

耕地利用方式是影响土壤特性最直接的因素之一,严重影响土壤养分的分配和转化,任何耕作方式都会不同程度地影响土壤理化性质。为研究渭河平原新建稻田不同土层土壤理化性质分布规律,以西安市长安区王莽街道新建稻田为研究对象,采用野外采样调查和统计分析相结合的方法,系统分析新建稻田不同土层土壤理化性质差异。研究结果表明,渭河平原新建稻田9个土壤理化性质中8个指标(总碳、有机碳、全氮、铵态氮、硝态氮、速效磷、速效钾、电导率)在不同土层之间差异显著,且均随土层的加深而降低。主成分分析进一步表明,单一土壤理化因子的载荷均小于环境因子的平均贡献率,表明它们是决定渭河平原新建稻田不同土层土壤理化性质分布规律的关键环境因子。     

黄土丘陵区沟道土壤养分含量分布特征

为了探明黄土丘陵区沟道土壤有机质、全氮和全磷含量分布特征及沟道含量与坡面的差异,本文在园则沟小流域沟道和坡面上分别采取了29个和58个样点,分析了土壤有机质、全氮和全磷含量。结果表明:0～60 cm土层,沟道土壤全氮、全磷和有机质含量范围分别为0.091～0.628、0.402～1.388、0.826～6.550 g·kg~(-1),根据全国第二次土壤普查结果可知,该沟道土壤全氮和有机质含量都处于6级较低水平,土壤全磷含量处于2级较高水平,变异系数范围为21.6%～33.4%,属于中等程度变化。皮尔逊相关分析表明,土壤全氮、全磷和有机质含量与坡向和海拔呈正相关,与坡度呈负相关,且关系较弱,与土壤含水量、粘粒含量和粉粒含量呈极显著或显著正相关(p0.05或0.01),与沙粒含量呈极显著负相关(p0.01)。0～20 cm土层,沟道有机质含量高于坡面有机质含量7.19%,20～40 cm和40～60 cm土层,沟道有机质含量分别低于坡面有机质含量4.66%和12.67%,但都无显著差异性。0～20 mm、20～40 cm、0～60 cm土层,土壤全氮和全磷沟道含量均高于坡面,全氮高出分别为24.31%、13.04%和8.70%,仅在0～20 cm有显著差异性(p0.05);全磷高出分别为15.68%,13.56%和15.11%,且都有显著差异性(p0.05)。     

基于田间试验的砒砂岩和沙复配成土特性研究

为研究砒砂岩和沙复配成土特性及对农业作物的影响,本文利用正交试验方法开展田间试验,采用不同的砒砂岩和沙混合比例,引入灌溉量、种植作物类型、农艺处理等变量参数,共设置10个试验小区。经过两季的作物种植,从复配土土壤质地、水稳定性大团聚体含量、有机质、作物生长水平及产量四个方面进行分析。结果表明,随着时间的推移,混合砒砂岩改良沙地,促使土壤宜耕层厚度增长,且土壤结构改良,肥力逐渐增加;作物对不同比例的复配土壤具有不同的敏感性,玉米、大豆在砒砂岩和沙1∶2混合比例下最适宜生长,小麦、马铃薯在砒砂岩和沙1∶5混合比例下最适宜生长。     

植被重建下排土场扰动及小流域自然土体土壤有机碳储量比较

比较黄土丘陵沟壑区排土场扰动土体和小流域自然土体植被重建下土壤剖面有机碳(SOC)储量的差异,有助于了解区域SOC源汇效应的变化机理;同时,可从土壤碳储量增减的角度为该区域露天矿区土壤修复措施的选择提供一定的参考依据。在黄土丘陵沟壑区,选取内蒙古准格尔旗黑岱沟露天煤矿排土场和五分地沟典型治理小流域,研究了排土场平台与小流域梁峁顶SOC含量的差异、排土场边坡与小流域坡地的SOC储量差异及其影响因素。结果表明:植被恢复与重建模式显著影响表层(0~20cm)SOC和全氮(TN)含量(P0.05),20cm及以下随土层加深,影响越来越小。1m土层深度的土壤碳(氮)密度及储量表现为经治理的小流域坡地大于排土场边坡,且差异显著,草地模式显著大于林地模式(P0.05)。1m土层SOC储量与凋落物生物量呈正相关关系(y=alnx+y0,R~2=0.43~0.83),与凋落物含碳量也呈正相关关系(y=ax+b,R~2=0.48~0.78),且草地SOC储量随凋落物生物量和含碳量增加而增大的速率也较林地大。植被重建15年后,排土场边坡林地、草地的SOC储量仍未达到治理小流域坡地的水平。若要通过植被恢复与重建达到此水平,每公顷排土场林地和草地1m土深SOC储量分别需要增加13.64t和11.15t;若每年SOC储量增长匀速,排土场林地和草地SOC储量分别需要25年、21年才能达到目前小流域坡地的水平。     

渭北台塬区废弃宅基地整治前后土壤总碳变化研究——以陕西省澄城县为例

通过对澄城县废弃宅基地整治前后(0～60cm)土壤总碳含量变化及整治后耕作近10年土壤总碳变化情况研究分析,探究废弃宅基地整治前后及多年耕种对土壤总碳变化的影响。结果表明:渭北台塬区废弃宅基地土壤总碳含量在0～20、20～40、40～60cm三个土层上依次为18.25、17.45、17.51g·k~(-1);经过10年的耕种,0～20cm土层土壤总碳含量最高,为23.44g·kg~(-1),各层土壤总碳含量总体呈现0～20cm40～60cm20～40cm,总碳含量增幅呈现20～40cm40～60cm0～20cm,其中0～20cm,相比5年前呈现出降低趋势;澄城县成熟耕地土壤总碳平均含量在三个土层上分别为20.74、28.60、15.18g·kg~(-1),相比成熟耕地,20～40cm土层土壤总碳含量增幅潜力最大。     

基于粒度组成分析的砒砂岩与沙复配固沙机理探析

砒砂岩与沙复配成土技术已经在毛乌素沙地得到了大规模的推广应用。为给该技术的固沙作用提供数据支撑,研究从粒度组成角度对砒砂岩与沙复配成土固沙机理进行了初探。通过设定7种比例砒砂岩与沙(1∶0、5∶1、2∶1、1∶1、1∶2、1∶5、0∶1)复配土,对二者和复配土的粒度组成特征进行了分析。研究结果表明,毛乌素沙地风沙土粒度组成主要集中在0.05~1mm之间,以粗颗粒占优的粒度组成决定了其抵抗风蚀的能力较弱。而砒砂岩粒度组成主要集中在0.01~0.05mm,其较细的粒度组成具有抵抗风蚀的潜力。砒砂岩与沙复配后其粒度组成向较细的方向转变,复配土抵御风蚀起主导作用的惯性力或内聚力发生了变化。     

生物炭和秸秆施用对复配土壤物理性状及团粒结构的影响

为了探明生物炭和秸秆施用对砒砂岩与沙复配土壤物理性状和团粒结构的影响,进而为复配土壤的结构改良提供理论依据。通过盆栽试验,选取砒砂岩与沙(1∶2)复配土壤作为研究材料,设置4个处理(CK:复配土;T1:复配土添加5%的生物炭;T2:复配土添加5%的秸秆;T3:复配土添加2.5%生物炭+2.5%秸秆),3个重复进行试验,对复配土壤的容重、田间持水量和团粒结构进行研究。结果表明:(1)各处理和空白对照CK相比,均显著降低了复配土壤容重,提高了复配土壤的田间持水量,其中T3对复配土壤容重和田间持水量的影响程度明显强于T1和T2;(2)各处理表层土壤R_(0.25)含量均优于空白对照CK,其中T3对复配土壤DR_(0.25)和WR_(0.25)含量影响显著,T1和T2仅对复配土壤WR_(0.25)含量影响显著;(3)干筛和湿筛下,各处理复配土壤平均重量直径(MWD)和平均几何直径(GMD)的大小顺序为:T3T2T1,T3处理对两者的影响程度均达到了显著水平。生物炭和秸秆还田混合施用更加有利于促进复配土壤结构的改善和团粒结构的增加。