干热河谷冲沟系统土壤团聚体对优先路径的影响

[目的]为探究金沙江干热河谷冲沟系统土壤团聚体结构对优先路径形成的影响,深化对冲沟系统土壤水分和溶质运移的认识。[方法]选取金沙江干热河谷活跃和稳定冲沟不同部位(集水区、沟头、沟床和沟底)为研究对象,基于染色示踪和形态学图像解析技术,提取土壤水平剖面优先路径。采用RDA、灰色关联和耦合协调度等分析方法探究土壤团聚体结构与优先路径的关系。[结果](1)稳定冲沟土壤团聚体稳定性高于活跃冲沟。除个别土层外,活跃冲沟>0.25 mm机械稳定性团聚体(DR 0.25)、水稳定性团聚体(WR 0.25)、平均质量直径(MWD)含量均显著小于稳定冲沟(p<0.05),团聚体破坏率(PAD)和不稳定团粒指数(E LT)则呈相反趋势。冲沟系统由集水区向沟底延伸,土壤大团聚体占比减少,团聚体稳定性下降。(2)活跃冲沟优先路径数量和连通性优于稳定冲沟,冲沟系统由集水区向沟底延伸优先路径连通性变差。各部位以>10 mm优先路径为主要通道。活跃冲沟Simpson指数较稳定冲沟增加3.12%,不同径级的优先路径丰富度高于稳定冲沟。(3)优先路径的形成和分布受土壤团聚体稳定性的影响,MWD和WR 0.25与优先路径数量达到极强关联且影响最为显著(p<0.01)。(4)冲沟系统由集水区向沟底延伸,土壤团聚体结构与优先路径的耦合协调性降低,整体上表现为沟头>集水区>沟底>沟床。[结论]土壤团聚体结构是优先路径形成的重要驱动因素之一,优先路径的分布对干热河谷冲沟系统发育具有重要影响。

等高反坡台阶整地对不同耕作系统根土微生态的影响

[目的]为探究坡耕地等高反坡台阶整地对玉米连作和玉米-芸豆轮作系统根土微生态特征的影响。[方法]以玉米-芸豆轮作为研究对象,玉米连作为对照,采用野外原位监测采样和室内试验分析相结合的方法,通过GC-MS和高通量测序技术分析作物根系分泌物和土壤微生物群落组成、结构特征,揭示坡耕地等高反坡台阶整地对玉米连作和玉米-芸豆轮作根系分泌物种类、含量和土壤微生物群落组成及多样性的影响。[结果](1)根系分泌物相对含量变化在CRT措施上更为突出,在轮作模式中更为显著。(2)CRT2处理提高土壤微生物群落数量、丰富度和多样性效果更显著。(3)在根系分泌物与土壤微生物互作下,根系分泌物、土壤微生物、土壤环境因子的两两相关性在CRT2处理下更显著。[结论]坡耕地等高反坡台阶整地通过改变玉米连作和玉米-芸豆轮作的根系分泌物含量,使作物根土微生态环境发生变化,提高土壤微生物数量、多样性及丰富度,且该措施与玉米-芸豆轮作结合的提升效果更佳,对根土微生态的改善作用更显著。研究结果为坡耕地作物种植、耕作方式选择及改善土壤微环境和水土流失综合治理提供理论基础。

金沙江干热河谷冲沟形态发育特征及其侵蚀速率估算

冲沟侵蚀是金沙江干热河谷土壤流失的重要原因,造成严重的土地退化,威胁区域农业发展和粮食安全。探究冲沟的形态发育特征明确其侵蚀速率,对于冲沟侵蚀量化评估和土地保护等具有重要意义。为摸清冲沟发育演变规律,该研究选取元谋干热河谷金雷国家水土保持科技示范园区附近沟谷地貌流域为研究区,选择35条冲沟,通过无人机遥感影像提取冲沟形态参数,分析形态特征,并结合高分遥感影像计算冲沟侵蚀速率。结果表明:1)研究区冲沟直线长度、顶宽、底宽、深度的范围分别为25.21~180.43、10.76~51.76、3.56~26.85、1.22~11.92 m;面积、体积的范围分别为257.50~8987.88 m^(2)、142.64~19479.25 m^(3)。冲沟形态参数差异性较大,长度在发育过程中受坡面限制小于其他地区。2)冲沟底部宽度和顶部宽度比值(BW/TW)的范围为0.24~0.59,冲沟主要为“V型”和“V~U型”;冲沟顶部宽度和深度比值(TW/D)的范围为2.56~26.29,均值为6.04,横向侵蚀速率远大于下切侵蚀速率。3)2015—2022年间,35条冲沟中,19条长度明显增长,冲沟溯源侵蚀速率为0.02~1.10 m/a(均值0.34 m/a);27条宽度明显增长,冲沟横向侵蚀速率为0.07~1.10m/a(均值0.36 m/a);29条面积和体积明显增长,冲沟面积增长速率为1.64~105.40 m^(2)/a(均值23.44 m^(2)/a);冲沟体积侵蚀速率为1.26~339.42 m^(3)/a(均值51.21 m^(3)/a)。冲沟横向侵蚀速率大于溯源侵蚀速率,在面积和体积增长中贡献较大。研究结果可为金沙江干热河谷地区大尺度冲沟的发育演变规律和侵蚀定量评估提供方法和依据。

3种冷季型草坪草苗期对干旱胁迫的生理响应

为研究昆明地区广泛种植的黑麦草(Lolium perenne)、高羊茅(Festuca arundinacea)和早熟禾(Poa pratensis)幼苗的抗旱性,采用盆栽控水试验方法测定了不同时间干旱胁迫下的草坪外观质量(TQ)、叶片萎蔫系数(LWS)、叶片相对含水量(RWC)、地上部分和根系生物量(Bio)3种草坪草根冠比(RS)、叶片光合速率(Pn)、叶片暗呼吸速率(R)、脯氨酸含量(Pro)、细胞膜透性(RC)以及可溶性糖含量(Sol)等生理生态指标。结果表明:随着干旱胁迫时间的持续,高羊茅的TQ、LWC、RWC、Bio和Pn降低的比例显著低于黑麦草和早熟禾,而R、Pro、RC和Sol的增加量显著高于黑麦草和早熟禾。用隶属函数法对试验测定的9个生理生态指标进行综合评价,3种冷季型草坪草幼苗抗旱性表现为:高羊茅>黑麦草>早熟禾。

NaCl胁迫对3种冷季型草坪草种子萌发和幼苗生长的影响

以3种冷季型草坪草黑麦草(Lolium perenne)、高羊茅(Festuca arundinacea)和草地早熟禾(Poa pratensis)种子为材料,研究了6个NaCl浓度(0%、0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%)处理下的种子萌发和幼苗生长指标。结果表明:随着盐浓度的升高,3种冷季型草坪草种子发芽势、发芽率、相对发芽势、相对发芽率和发芽指数均受到不同程度的抑制,盐浓度越高抑制越明显。3种冷季型草坪草的相对发芽势、相对发芽率与盐浓度均呈抛物线趋势。黑麦草、高羊茅和早熟禾的临界耐盐浓度分别为1.09%,1.11%和1.10%。高羊茅种子萌发期的耐盐性最好,其次,早熟禾和黑麦草。早熟禾幼苗生物量的下降幅度较小,细胞膜透性和脯氨酸含量的增加幅度较大,幼苗耐盐性表现为早熟禾>高羊茅>黑麦草。从种子萌发和幼苗生长状况综合分析,3种草坪草中高羊茅的耐盐性较好,可用于盐渍土草坪建植,有利于更好地发挥其耐盐和改良作用。