陕西神木弃耕1-49年的苜蓿地土壤理化特性和植物物种多样性数据集

在半干旱地区,弃耕苜蓿地的面积在持续增加。明确长期弃耕苜蓿地的土壤含水量、土壤容重、土壤孔隙度、土壤饱和导水率、土壤pH值、土壤氨态氮、土壤硝态氮、土壤有效磷、土壤有机碳、土壤全氮、Margalef指数、Pielou指数、Simpson指数和Shannon-Wiener指数的变化,对半干旱地区植被恢复具有重要意义。本数据集收集于陕西神木侵蚀与环境国家野外科学观测研究站(简称“神木站”),分别于2003年(1-30年)、2014年(12-41年)和2022年(20-49年)对不同弃耕时间的紫花苜蓿地进行了调查,调查获得土壤理化特性和植物物种多样性数据。本数据集在野外调查、室内测定、数据计算、数据入库、质量控制方面均严格按照国际观测技术标准进行,所获取数据质量高,数据可为半干旱地区苜蓿地演替过程等方面研究提供数据基础。

栗子坪自然保护区不同植被类型土壤理化特性对土壤微生物群落多样性的影响

在四川省栗子坪国家级自然保护区,选取青冈(Quercus glauca Thunb.)-川杨(Populus szechuanica C.K.Schneid.in Sargent)阔叶混交林、栓皮栎(Quercus variabilis Blume)落叶阔叶林、冷杉(Abies fabri(Mast.)Craib)-云杉(Picea asperata Mast.)针叶混交林、石棉玉山竹(Yushania lineolata T.P.Yi)竹林4个不同植被类型为研究样地,根据海拔高度、坡度、地形变化和样地大小等,在样地内设置1 m×1 m小样地,采集土壤样品,用于测定土壤含水率、测定土壤理化性质、土壤微生物群落构成;采用高通量测序法、单因素方差分析法、冗余分析(RDA)法、曼特尔(Mantel)检验,分析土壤微生物组成与土壤环境因子、土壤理化特性的相关性。结果表明:①4种林型土壤细菌Chao l指数和香农(Shannon)多样性指数均高于真菌,仅真菌的香农多样性指数差异显著。②门水平——细菌优势群落,主要为酸杆菌门(Acidobacteria,25.02%~41.81%)、变形菌门(Proteobacteria,28.68%~36.92%);真菌优势群落,主要为子囊菌门(Ascomycota,45.43%~57.37%)、担子菌门(Basidiomycota,19.61%~28.30%)、被孢霉门(Mortierellomycota,4.47%~16.96%)。③主坐标分析表明,4种林型土壤细菌的组内差异大于组间差异,真菌群落组间差异远大于组内差异。④曼特尔检验结果表明,土壤含水率、总有机碳质量分数、全氮质量分数、碳氮比(土壤碳质量分数(w(C))∶土壤氮质量分数(w(N)))对土壤真菌群落有显著影响,细菌群落受环境因子影响不大。⑤冗余分析结果表明,土壤含水率和非优势真菌球囊菌门(Glomeromycota)呈显著相关,土壤全氮质量分数、全磷质量分数均与优势菌担子菌门(Basidiomycota)呈显著正相关。不同植被类型的土壤微生物群落结构存在显著差异。

设施番茄废弃物原位厌氧还田对土壤理化特性的影响

为解决环保低成本处理生产环节中设施蔬菜废弃物处理不当引发的农业面源污染问题,以设施番茄废弃物为外源碳,设置大样本量的番茄废弃物全量原位厌氧还田(TRR)与不还田(CK)处理,分析其对还田前期、还田结束期和果实成熟期3个时期土壤pH、电导率及有机质、速效磷、速效钾、碱解氮含量的影响。结果表明,与CK相比,TRR处理对土壤速效磷含量影响不显著,但使果实成熟期的土壤电导率及有机质、速效钾、碱解氮含量分别显著提高15.47%、21.80%、25.63%、18.54%。在TRR处理中,番茄废弃物全量原位厌氧还田处理前期、处理结束期和果实成熟期3个时期土壤pH先上升后下降,速效磷含量变化不显著;与番茄废弃物全量原位厌氧还田处理前期相比,果实成熟期土壤有机质、速效钾、碱解氮含量以及电导率分别显著提高25.88%、47.86%、23.70%、12.90%。以上结果表明,番茄废弃物全量原位厌氧还田可提高土壤有机质和速效养分含量,对土壤理化特性具有正向效应,是一种环境友好型的处理措施。

围封对荒漠草原土壤理化特性的影响

围封不仅有助于恢复草地物种多样性、提升生产力,并且有利于土壤结构与功能的维持。本研究以内蒙古苏尼特荒漠草原为研究对象,分析围封10 a对内蒙古苏尼特荒漠草原土壤理化特性的影响。结果表明:和对照样地相比,围封10 a土壤0~20 cm土层中砂粒含量降低4.7%,粉粒和黏粒含量分别增加14.4%和27.2%;围封10 a可以促进荒漠草原土壤表层0~5 cm的持水情况,但5~20 cm土层土壤持水能力降低;围封10 a土壤有机质、全碳、全氮、全钾含量分别增加22.8%、26.3%、16.6%、2.2%。研究结果可为荒漠草原制定合理的围封政策、制度提供科学依据。

土壤理化特性对麦田N_2O排放影响的研究

为了研究土壤理化特性对农田N2 O排放的影响 ,室外盆栽试验于 2 0 0 0年冬小麦生长季在南京农业大学实施 ,1 8个供试土壤分别取自江苏宜兴、江宁、六合、仪征及宝应等地的水稻土 .所有供试土壤的季节性N2 O平均排放通量为 1 94 8± 80 1μg (m2 ·h) ,最低和最高值分别为 61 0 μg (m2 ·h)和 393 6μg (m2 ·h) ,两者相差约 6 5倍 .单因子相关分析表明 :季节性N2 O平均排放通量与土壤有机碳含量、全N含量及C N比成显著负相关 ,相关系数 (r2 )分别为 0 541 6(p <0 0 0 1 )、0 450 8(p<0 0 1 )及 0 370 5 (p <0 0 1 ) ;排放通量与土壤pH成正相关 ,r2 为 0 4535 (p <0 0 1 ) .本研究未发现N2 O排放与土壤质地、磷。

沼液配施钾肥对果园土壤理化特性和微生物及果实品质影响

【目的】研究沼液和钾肥配合施用对苹果园土壤理化特性和微生物数量及果实品质的影响,为沼液在陕西渭北旱塬合理使用提供理论依据。【方法】以10年生礼泉短枝富士为试材,研究施用沼液和沼液与钾肥配施对苹果园土壤理化特性、微生物数量、果实品质的影响,筛选单施沼液和沼液配施钾肥的施用剂量。【结果】追施沼液可使土壤容重降低、孔隙度增加、碱解氮和速效钾的含量升高。其中沼液100kg/株处理的土壤容重比对照降低了10.6%,土壤孔隙度增加了7.6%;沼液50kg/株+钾肥1kg/株配施处理的土壤速效钾含量比对照增加了20.5%。沼液配施钾肥均可增加土壤细菌、真菌、放线菌的数量,其中沼液100kg/株处理的细菌、真菌、放线菌数量分别比对照增加了132.7%、38.3%和58.2%。各施肥处理均能不同程度改善果实品质,沼液配施钾肥可使果实着色率、单果重、硬度、可溶性固形物以及花青苷含量均有不同程度的提高。其中50kg/株+钾肥0.5kg/株处理的花青苷比对照提高了48%;着色面积比对照提高了29.9%。【结论】沼液100kg/株和沼液50kg/株+钾肥0.5kg/株在果园应用效果较好,可在生产上推广。

黔中喀斯特山区村域稻田土壤理化特性的空间变异特征及空间自相关性

以贵州省安顺市西秀区旧州镇文星村为研究区域,采用地统计学方法,研究了黔中喀斯特山区土壤容重、总孔隙度、毛管持水量、毛管孔隙度、通气孔隙度等物理特性与土壤p H、有机质、速效养分(S、Si、N、P、K、Fe、Zn、Cu、Mn)、全量养分(N、P、K)、交换性盐(Ca、Mg)及阳离子交换量等化学特性的空间变异特征及自相关性。在土壤各特征值中,p H、毛管孔隙度变异系数分别为4.59%、8.28%、9.83%,为弱变异;其他变异系数在10%—100%之间,为中等程度变异。半方差分析表明,土壤毛管持水量、通气孔隙度、毛管孔隙度、速效养分(S、Si、Cu、Mn)、全量养分(N、P、K)、交换性盐(Ca、Mg)及阳离子交换量的C0/(C0+C)<25%,表现为强烈的空间自相关性;容重、p H、速效养分(N、P、K、Fe、Zn)及有机质的C0/(C0+C)在25%—75%之间,表现为中等空间自相关性,而Moran's I指数分析表明,除毛管孔隙度、有效S、速效P及有效Mn的空间自相关性较弱外,其他均呈正的显著空间自相关性。根据克里金插值图,在研究区域内土壤毛管孔隙度及毛管持水量与p H、速效养分(S、Si、Zn、Cu、)全P、全N、有机质、交换性Ca、Mg及阳离子交换量在东北方向和西北角分布较低,在西南角方向土壤容重及通气孔隙度分布较低,而p H、速效K、有效Cu、全P、全K、有机质、阳离子交换量分布较高,且速效养分(N、K、S、Cu)、全P、有机质的含量及阳离子交换量均存在从西南向东北方向递减的趋势。

呼伦贝尔沙质草地土壤理化特性的沙漠化演变规律及机制

为了了解呼伦贝尔沙质草地沙漠化过程中土壤理化特性的变化规律,于2009年在呼伦贝尔沙地的陈巴尔虎旗设置样地,调查分析了不同类型沙漠化草地土壤理化特性的差异和变化特征,探讨了土壤理化特性沙漠化演变规律和机制,得到如下结果,1)随着沙漠化的发展,草地土壤细颗粒(黏粉粒)含量明显下降,沙粒含量明显增加,土壤质地发生粗化,其中以中度和严重沙漠化阶段土壤粘粉粒损失最为严重;2)沙漠化过程中,土壤容重和土壤温度变化不显著,土壤紧实度显著下降,土壤含水量略有增加;3)土壤有机碳和土壤氮、磷含量明显下降,同时土壤C/N大幅度下降,表层土壤pH明显下降;4)土壤有机碳和养分含量的变化与土壤黏粉粒含量,土壤硬度的变化与土壤黏粉粒和有机质含量均呈显著正相关,土壤容重、土壤温度和土壤含水量的变化与土壤机械组成的相关性均未达到显著水平;5)沙漠化过程中,土壤黏粉粒的损失是导致土壤粗化,致使土壤紧实度、土壤有机碳和养分含量下降的主要原因,而土壤容重、土壤水分和温度状况的变化受沙漠化影响较小。

不同覆盖方式对苹果树体生长及土壤理化特性的影响

以2a生‘红富士’苹果园为研究对象,设置白色地膜覆盖、黑色地膜覆盖、地布覆盖、麦草覆盖和清耕5个处理,研究不同覆盖方式对苹果树体生长及土壤理化特性的影响。结果表明：覆盖调节温度的变化主要在浅层土壤,随土层深度增加调节作用减小;不同材料覆盖间存在差异,白色地膜覆盖土温变幅最大,黑膜和地布覆盖次之,麦草覆盖变幅最小;以地布覆盖对土壤温度的影响效果最佳,四季温度分别达到23.72℃、29.73℃、14.49℃和2.01℃,具有春季和秋季增温、夏季降温、冬季保温的优点。不同覆盖处理对土壤水分均有不同程度的提高作用,以地布覆盖最高,比清耕高出2.14%;覆盖处理对0~80cm各土层含水量都有很好的保墒作用。不同覆盖处理能不同程度增加果园土壤呼吸作用强度,其中以黑色地膜和地布效果最好;地温越高,土壤呼吸作用强度越高。不同覆盖处理对幼树生长和果树的光合作用均有良好的促进作用。综合考虑,地布是适合千阳地区的最佳覆盖材料。

煤矸石山的植物种群生长及其对土壤理化特性的影响

通过实地观测,对煤矸石山人工植物群落的生长规律、生产力水平和土壤理化特性的影响及其制约因素进行了研究.结果表明:矸石山植被经过9a的自然演替和生长过程,其种类及数量发生了较大变化,已形成了由15个乔木树种、12个灌木树种和18种草本组成的人工植物群落,混交林中木本植物(乔、灌木)种群密度达到11220株/hm^2,植被具有明显减小矸石山渗透速率、提高保水和持水能力的作用,刺槐林分还能防止矸石山酸化和增加矸石山全氮量并促进氮素的有效化。

根际注射施肥对渭北苹果园土壤理化特性、土壤酶、果实产量及品质的影响

【目的】为探索根际注射施肥在苹果生产中应用。【方法】以10 a生红富士/M26/基砧为试材,利用施肥枪注射施肥,研究了不同浓度注射液对注肥点0～60 cm土层土壤理化特性、土壤酶、果实产量及品质的影响。【结果】随注射液浓度增加,各土层土壤pH值减小,电导率、碱解氮、速效磷和速效钾含量增加,各养分含量均为中层(20～40 cm)>表层(0～20 cm)>底层(40～60 cm);转化酶逐渐增大,过氧化氢酶和脲酶活性以10%浓度最高,磷酸酶活性以5%浓度最高。注射液浓度与中层土壤转化酶活性和碱解氮、速效磷、速效钾及电导率呈正相关。果实产量和单果质量分别以15%和10%浓度最高(2者无差异),硬度、可溶性固形物分别在0～10%和0～15%内逐渐增加,可滴定酸含量在0～10%内逐渐减小。【结论】综合分析以10%注射液浓度较适宜。

不同年限草原撂荒地土壤理化特性研究

对内蒙古锡林郭勒盟典型草原不同撂荒年限草原撂荒地土壤理化特性进行了研究。结果表明,随撂荒年限的增加,土壤有机质、全氮、碱解氮等主要养分均表现出先降低后增加的趋势,撂荒地有机碳的损失平均达到59.4%;在撂荒地表面0～20cm土层范围内,0.25～0.05mm粒径的砂粒含量逐渐增加,各撂荒地砂粒平均含量达76.84%,粉粒和粘粒含量逐渐降低,土壤机械组成出现粗化现象,保水能力降低,表层土壤容重增加而含水量低于天然草地。

菠萝茎叶还田对土壤理化特性及下茬菠萝生长的调控效应

在大田条件下研究菠萝茎叶粉碎后直接还田(简称茎叶还田)对土壤理化特性以及下茬菠萝植株生长等的影响。结果表明,茎叶还田后土壤容重显著降低;土壤有机质、有效P、速效K含量等较对照有不同程度的提高,但土壤有效N含量降低。土壤中的脲酶、过氧化氢酶、酸性磷酸酶以及转化酶活性增强,其中酸性磷酸酶和转化酶显著提高。菠萝茎叶还田后土壤中的细菌、放线菌数量增多,真菌数量减少。菠萝茎叶还田促进了下茬菠萝植株生长,株高、叶长、叶宽、青叶数、根条数、根长以及地上部和地下部鲜质量等指标都高于对照。茎叶还田提高了下茬菠萝叶片的叶绿素、可溶性糖及可溶性蛋白含量,植株根系活力增强。茎叶还田后菠萝果实纵、横径增加,单果重、产量提高。

天台山不同林型土壤酶活性与土壤微生物、呼吸速率以及土壤理化特性关系研究

天台山8种不同林型土壤环境酶活性的模糊数学分析表明,不同土壤环境总体酶活性水平的相似优先比顺序为:云锦杜鹃土壤>黄山松林土壤>茶园土壤>竹林土壤>金钱松林土壤>日本花柏林土壤>柳杉林土壤>七子花林土壤。不同酶之间以及酶与土壤环境因子之间存在着不同程度的相关关系。因子分析揭示了控制天台山不同土壤因素综合作用的主要因子为:土壤7种酶、土壤微生物数量、土壤呼吸速率和土壤总有机质。

生态沃土机械化耕作对两熟区土壤理化特性的短期影响

以4年为一周期,设计一种生态沃土机械化耕作模式(MET),周期内将翻耕、苗带旋耕、免耕、深松4种不同的耕作措施组合,对土壤进行适度耕作,并以连续免耕(CNT)和传统翻耕(CCT)为对照,研究MET对小麦玉米两熟区不同耕层土壤理化特性的短期影响。结果表明:MET能够显著提高土壤结构质量,增加土壤肥力,避免土壤板结,生态效应和沃土效果显著。显著增加0～30 cm土层土壤大团聚体含量,提高土壤结构稳定性,平均水稳性团聚体含量分别比CNT和CCT高8. 2%和30. 4%;有效降低0～30 cm土层土壤容重,平均容重分别比CNT和CCT小0. 089、0. 125 g/cm3;增加0～30 cm土层全氮、速效磷和速效钾含量,对碱解氮含量影响不显著;增加土壤有机碳含量,平均有机碳含量分别比CNT和CCT高0. 36、0. 61 g/kg,并且各层之间有机碳含量分布较均衡,CNT只增加0～10 cm土层有机碳含量,CCT只增加10～20 cm土层有机碳含量。MET显著增加小麦的平均单株分蘖数、有效穗粒数和千粒质量,从而显著增加小麦产量,分别比CNT和CCT增产14%和14. 9%;小麦播前进行的耕作有一定的后效,对玉米产量有影响,MET与CNT通过增加玉米的有效穗粒数和千粒质量,增加玉米产量,两者产量的差异不显著,但均显著高于CCT,分别高7. 4%和3. 7%。

生物耕作对土壤理化特性、酶活性及青花菜生长和品质的影响

通过田间试验,研究生物耕作(接种蚯蚓)对土壤理化性质、酶活性及青花菜生长和产量品质的影响。试验设置了传统机械旋耕(CK)、免耕(T1)以及生物耕作(T2)3个处理。研究结果表明:(1)生物耕作能有效提高耕层不同部位的土壤养分含量和含水量,其中尤以5～20 cm土层较为明显,生物耕作处理土壤有机质、全氮、有效磷含量以及含水量依次比传统机械旋耕(CK)增长58.33%、68.93%、67.06%和16.19%;与传统机械旋耕(CK)相比,生物耕作处理大大提升了土壤过氧化氢酶、脲酶以及蔗糖酶的活性,其中脲酶、蔗糖酶与CK之间差异显著(P<0.05)。(2)生物耕作处理下青花菜的株高、开展度、叶长、叶宽等指标与CK和T1之间差异显著(P<0.05);各处理间青花菜的叶绿素相对含量差异不大,生物耕作处理增强了青花菜在各生长期的净光合速率。(3)生物耕作处理大幅提高了青花菜品质,生物耕作处理下的青花菜Vc含量是CK的1.2倍,硫代葡萄糖苷含量分别比T1处理和CK高1.05 mol·g-1和3.29 mol·g-1,差异均达到显著水平;各处理间可溶性糖含量差异不显著。因此,在传统的农业生态系统中,培育土壤有益动物的生物数量(生物耕作)可提高土壤养分和酶活性,对改善农田土壤肥力有着重要意义。

放牧对草地土壤理化特性影响的研究进展

综述了放牧对草地土壤物理特性(容重、渗透率)和化学特性(有机质、全氮、全磷等)的影响。由于草地土壤生态系统本身的复杂性和弹性,放牧对草地土壤特性的影响并没有一致的结论。一般而言,随着放牧强度的增加,牲畜的践踏作用变强,土壤容重逐渐增加,土壤的渗透性降低,导致土壤的含水量下降,随着土壤深度增加其影响减弱。但在有机质含量很低的沙质土壤中,超载过牧造成有机质含量降低,土壤的团粒结构减少,稳定性团聚体减少,土壤结构遭到破坏,使得土壤容重降低。放牧对土壤有机质的影响受多种因素的影响,如温度、降水、植被、土壤和管理措施(持续放牧、轮牧、围栏等),所以有机质的动态转化过程十分复杂,已有的文献放牧管理对土壤有机质的影响有3类结论:无影响、增加和降低。放牧家畜通过采食、践踏、排泄等行为直接或间接地影响土壤中氮的含量,随放牧强度增加,土壤全氮含量呈现出降低、不变和增加等。土壤磷对放牧的响应也有不同的研究报道,有的认为随放牧强度的增加,土壤全磷下降,而速效磷增加,也有研究认为长期放牧对草地的全磷和速效磷变化不大。不合理的放牧是造成土壤退化的最普遍原因,故认识不合理放牧导致草原土壤退化的过程和机制,对遏止草原退化、实现草地畜牧业的可持续发展具有重要的意义。

中耕方式对土壤理化特性及玉米生长发育影响研究——Ⅱ.中耕方式对土壤理化特性的影响

在0～3次中耕条件下研究了中耕方式对土壤理化特性和玉米产量形成的影响。结果表明,多次中耕降低了0～20cm耕层土壤水分含量,玉米生育后期0～10cm土层土壤容重差异不显著,免中耕处理平均值高于其它处理;收获期10～20cm土壤容重处理间差异显著,在子粒形成期、乳熟期土壤容重差异不显著,其中各时期免中耕土壤容重最大。中耕对土壤孔隙度数量、比例有一定的调节作用。中耕降低了脲酶、中性磷酸酶、过氧化氢酶及转化酶的活性。少中耕有增产的趋势,并且可以降低生产成本、增加经济效益。

茶园土壤动物群落特征及其与土壤理化特性的关系

为了解荒地植茶后土壤质量变化趋势及科学评价其生态效益,以四川省名山县生态茶园为例,采用手捡法和干、湿漏斗法,并以相邻人工林地为对照,研究茶园土壤动物群落结构特征及其与土壤理化性质的关系.结果表明:研究区共获取土壤动物11 720只,隶属于5门15纲32目36类;蜱螨目、线虫纲和弹尾目为2种土地利用方式下土壤动物共有的优势类群;茶园土壤动物群落类群数、Shannon-Wiener指数、均匀度、密度-类群指数和群落复杂性指数均小于人工林,而群落个体数和优势度大于人工林;茶园土壤动物群落的季节波动大于人工林;土壤动物密度、类群数、群落多样性及均匀性在土层中分布均呈现一定的表聚性;茶园土壤动物群落仅类群数和Shannon-Wiener指数表现出层次间的显著差异,而人工林群落的类群数、密度、多样性和均匀度均表现出层次间的显著或极显著差异;茶园土壤有机质、自然含水量、速效氮和全氮与土壤动物群落特征呈显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)偏相关关系,而土壤容重、田间持水量、pH、阳离子交换量、速效钾和速效磷与群落特征无显著偏相关性(P>0.05).

土壤理化特性对土壤剖面水分传感器性能的影响

针对土壤理化特性变异影响土壤剖面多点水分传感器测量误差的问题,面向土壤剖面水分测量,设计了一种高频电容式水分传感器,通过试验分析了土壤温度、电导率、容重等土壤理化特性变异对传感器输出电压的影响,采用统计回归处理方法,建立了基于温度影响下的土壤水分修正模型,并对传感器的性能进行了检验。试验结果表明:在5～45℃范围内,传感器输出电压随土壤温度升高而线性递增;电导率大于2 mS/cm时,传感器输出电压随电导率增大而逐渐减小;容重增加使得传感器输出电压呈减小趋势;在常温下此水分传感器测量值与传统干燥法测量值对比,两者决定系数R2=0.967 9,最大测量绝对误差4.70%,均方根误差为0.025 24。