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。

紫花苜蓿地下滴灌灌水均匀性与适宜灌溉定额研究

研究主要探究不同灌溉方式紫花苜蓿地下滴灌灌水均匀性差距,并提出适宜的灌水定额。采用田间试验,设3个地下滴灌灌水定额(20、25、30 mm),2个埋设深度(10、20 cm)和2个滴头流量(1.38、2.0 L/h),研究了滴灌带流量、埋深在不同紫花苜蓿生育期内的灌水均匀度差异,同时进一步探究了不同灌水处理对紫花苜蓿株高、产量等参数的影响。滴灌带滴头流量对滴灌灌水均匀性的影响相对较大。在相同的滴灌带滴头流量下,滴灌带埋设深度10 cm与20 cm对滴灌灌水均匀系数影响不显著。当耗水量为456.69 mm时,紫花苜蓿干草产量最大,为12847.78 kg/hm-2。基于节水效果、产量和高效等多生产因素的综合考虑,建议鄂尔多斯鄂托克前旗地区紫花苜蓿地下滴灌灌水定额为25 mm,灌水12~14次。

不同种植年限苜蓿地球囊霉素相关土壤蛋白含量及其影响因素

球囊霉素相关土壤蛋白(GRSP)是丛枝菌根真菌(AMF)分泌的一种糖蛋白,有利于土壤团聚体形成。本研究借助于黄土高原半干旱区的长期定位试验,以不同建植年限(L2019、L2012、L2003)紫花苜蓿(Medicago sativa)草地为研究对象,玉米(Zea mays)田为对照,研究GRSP含量的主要调控因子及其与土壤有机碳和团聚体结构特征的关系。结果表明,随苜蓿种植年限增加,AMF丰度(侵染率、菌丝密度)和GRSP含量显著提高(P<0.05),线性回归分析结果表明,总提取球囊霉素相关土壤蛋白(T-GRSP)含量与土壤有机碳和微生物生物量碳之间显著正相关(P<0.05),而易提取球囊霉素相关土壤蛋白(EE-GRSP)和总提取球囊霉素土壤蛋白含量均与水稳性团粒特征平均重量直径(MWD)和大于0.25 mm的团聚体含量(R0.25)之间显著正相关(P<0.05),冗余分析(RDA)结果表明,影响土壤AMF丰度和GRSP含量的主要环境因子是土壤速效磷(P=0.002)和微生物量碳(P=0.002)。与农田相比,T-GRSP含量在土壤有机碳中的比例随苜蓿种植年限的增加而提高,说明持续多年种植苜蓿引起GRSP含量增加,促进GRSP含量在土壤有机碳中的积累,提高了GRSP含量对土壤团聚体稳定性和有机碳的贡献。该研究结果可为黄绵土GRSP研究及紫花苜蓿栽培草地可持续利用提供理论依据。

新疆喀什地区苜蓿地甜菜夜蛾综合防控技术

为更好的研究推广新疆喀什地区苜蓿产业种植及甜菜夜蛾防控技术,技术人员在疏附县吾库萨克镇1村3组的喀什地区中心苗圃基地内,进行了苜蓿地甜菜夜蛾不同方式,不同苜蓿品种的防治试验。通过多种方式对苜蓿地甜菜夜蛾的防控效果,防效排序为:大棚种植>性诱器>品种选择>黑光灯引诱>化学防治>大水漫灌。但结合苜蓿生长,农田实际情况,资金人力投入等,综合排序为:性诱器>化学防治>黑光灯引诱>品种选择>大水漫灌>大棚种植。在实际应用中,可以结合以上不同方式达到综合治理甜菜夜蛾对苜蓿地的危害。

基于最小数据集的黄土高原半干旱区苜蓿地土壤质量评价

通过评价不同种植年限苜蓿地土壤质量变化,可为紫花苜蓿人工草地的可持续利用和适宜种植年限的确定提供理论依据。本文以黄土高原半干旱区不同种植年限的苜蓿地为研究对象,农田为对照,测定了耕层土壤物理、化学和生物学性质的21个指标,作为全数据集(Total data set,TDS)进行描述性特征分析,并通过主成分分析、相关性分析和Norm值计算构建了土壤质量评价最小数据集(Minimum data set,MDS),运用加权综合指数法开展土壤质量评价。结果表明,长期种植苜蓿会提高土壤有机碳、全氮和可溶性碳含量,但降低了土壤水分和速效磷含量。构建的MDS包括土壤容重、全氮、速效磷、脲酶、真菌Shannon指数和真菌Chao指数;全数据集土壤质量指数(TDS-Soil quality index,TDS-SQI)与最小数据集土壤质量指数(MDS-Soil quality index,MDS-SQI)均表现为L2012>L2003>农田>L2019,且两种评价体系结果呈显著正相关(R^(2)=0.599,P<0.05),表明采用最小数据集评价苜蓿地土壤质量是可行的。土壤速效磷和全氮是影响黄土高原半干旱区苜蓿地土壤质量的主要障碍因子,可通过适当施用氮、磷肥及轮作促进区域紫花苜蓿人工草地的可持续利用。

黄土高原紫花苜蓿地土壤AMF群落结构及其组装机制

为揭示多年种植紫花苜蓿对土壤丛枝菌根真菌(AMF)群落结构和多样性的影响,本研究通过布设在黄土高原半干旱区的田间试验,基于2019年(L_(2019))、2012年(L_(2012))和2003年(L_(2003))建植的紫花苜蓿田,以农田玉米为对照,采用高通量测序和PCR技术,结合分子生态网络研究不同种植年限紫花苜蓿地土壤AMF群落组成和丰度,并基于零模型揭示了土壤AMF群落的组装过程。结果表明:黄绵土区AMF属于球囊菌门的1纲4目7科7属,球囊霉属、类球囊霉属和多孢囊霉属为紫花苜蓿地和农田土壤共有类群,且均以球囊霉属(65.15%~99.12%)为优势属,其主要贡献了不同处理分组中土壤AMF群落结构的改变。长期种植紫花苜蓿使和平囊霉属和无梗囊霉属消亡,但促生了双型囊霉属和盾巨孢囊霉属,其中双型囊霉属相对丰度表现为L2019处理显著高于其他处理(P<0.05)。网络关联分析发现,高丰度的球囊霉属和类球囊霉属之间呈现负相关,而低丰度的和平囊霉属和无梗囊霉属之间呈现正相关。基于零模型的AMF群落组装结果表明,农田与L_(2019)处理由确定性过程主导(66.67%),L_(2012)和L_(2003)处理由随机性过程主导(100%),这表明长期种植紫花苜蓿形成稳定的土壤环境使其随机性过程增加,利于维持人工草地生态系统功能的可持续性和稳定性。

菌磷互作对紫花苜蓿地上生物量及营养品质的影响

旨在探究不同梯度施磷下接种丛枝菌根真菌对紫花苜蓿地上生物量及其营养品质的影响,筛选出紫花苜蓿最佳施磷接菌模式。试验采用两因素完全随机设计,设置4个施磷(P_(2)O_(5))处理:分别为0 mg/kg(P_(0))、50 mg/kg(P_(1))、100 mg/kg(P_(2))及150 mg/kg(P_(3)),在施磷处理下设置4个施菌处理,分别为:单一接种摩西管柄囊霉、单一接种幼套球囊霉、混合接种和以不接菌为对照处理。结果表明:相同施菌处理,随施磷量的增加紫花苜蓿地上部生物量、株高、茎粗、生长速度、粗蛋白含量、相对饲喂价值及可溶性糖含量均呈先增加后降低的趋势,均在P2处理达到最大值,且P_(1)、P_(2)及P_(3)显著优于P_(0)(P<0.05)。相同施磷处理,同时接种摩西管柄囊霉和幼套球囊霉处理及单接摩西管柄囊霉或幼套球囊霉处理紫花苜蓿的地上部生物量、株高、茎粗、生长速度、粗蛋白含量、相对饲喂价值及可溶性糖含量均显著大于不接菌处理(P<0.05);紫花苜蓿的中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维含量与以上指标均呈相反趋势。施磷量为100 mg/kg条件下,同时接种摩西管柄囊霉、幼套球囊霉,能够显著增加紫花苜蓿的地上部生物量及提高紫花苜蓿的营养品质。

苜蓿地撂荒过程中土壤-微生物-胞外酶及化学计量的变化

紫花苜蓿(Medicago sativa L.)作为优良修复草种在黄土高原广泛种植,然而随着农村人口迁移及土地利用变化,苜蓿人工草地大量弃置的问题已引起广泛关注。为研究苜蓿弃置草地土壤质量变化规律,本研究分析了不同弃置年限(0年、5年和10年)苜蓿草地土壤养分、微生物量、参与土壤碳氮磷(C,N,P)循环的胞外酶活性及其化学计量变化。结果表明:总体上,土壤和微生物C,N含量随弃置年限呈增加趋势,而C,N相关胞外酶活性和化学计量变化幅度较小;土壤和微生物P含量随弃置年限增加而显著降低,但P相关胞外酶活性及化学计量均有不同程度的增加。进一步分析发现:相较于其他土层,表层(0~20 cm)土壤C,N,P含量及其酶活性较高,其变化趋势与总体结果相似;亚表层土壤(20~40 cm)和(80~100 cm)深层土壤C,N,P含量及其酶活性呈先增后减趋势,且各指标较于表层土壤均降低40%~80%。相关分析表明弃置草地土壤由于P匮乏而逐步退化,可通过补施磷肥改善。

黄土丘陵区苜蓿地土壤线虫群落结构和代谢足迹对磷素的响应

【目的】线虫是指示土壤健康的典型生物之一,探讨黄土高原半干旱区不同供磷(P)水平下苜蓿根围土壤线虫群落结构和代谢足迹,为黄土高原苜蓿人工草地的可持续利用提供理论支撑。【方法】基于甘肃定西2014年开始的苜蓿长期定位试验,在每3年施用磷(P2O5)0、60、120、180 kg/hm^(2)的小区内采集苜蓿根系附近土样,采用浅盘法分离提取土壤线虫,鉴定土壤线虫类群,计算生态功能指数和代谢足迹,并明确了指示物种。【结果】本研究共分离鉴定出土壤线虫4575条,隶属于19科27属,包括食细菌性线虫和植物寄生性线虫各9属,食真菌性线虫4属,捕食/杂食性线虫5属,以植物寄生性线虫占比最高(43.00%~57.33%),在各处理间占据优势地位,螺旋属为各处理共有优势属(20.67%~39.33%)。此外,CK处理优势属还有拟丽突属、艾普鲁斯属和丝尾垫刃属(10.33%、11.00%和10.00%);P60处理有拟丽突属(11.00%);P120处理有艾普鲁斯属(10.00%),P180处理有中杆属(10.00%)。长期磷素添加对土壤线虫多度无明显影响,但显著影响线虫多样性、丰富度和群落组成,因为磷素添加改变了土壤理化性质使得土壤线虫群落具有物种选择性,食细菌类、杂食/捕食类、植物寄生类和c-p类线虫表现为P60处理正选择性物种比例最大,P60处理指示物种包括了管咽属、板唇属、真头叶属、茎属、剑线属和Laimydorus,P120处理指示物种只有盆咽属、短体属和Campydora,CK和P180处理无指示物种。随着磷素添加量增加,植物寄生性线虫成熟度指数(PPI)在P120处理达到峰值,线虫多样性指数(H′)、线虫通路指数(NCR)和自由生活线虫成熟度指数(MI)在P60处理下达到峰值,而植物寄生性线虫与自由生活线虫成熟度指数比(PPI/MI)和优势度指数(λ)在P60处理下跌至低谷。区系分析显示,CK处理土壤线虫分布在A、B、C三象限,P60、P120和P180处理均处于B象限,土壤线虫功能足迹表现为P60>CK>P180>P120,土壤线虫富集指数随磷素添加量增加而提高,说明P60处理土壤线虫群落受干扰程度显著降低,其线虫群落结构成熟稳定,这与其较高的杂食/捕食性线虫丰度有关。【结论】磷素营养水平导致土壤线虫群落改变了其代谢足迹,致使土壤食物网结构发生显著性变化。适宜的磷素添加促进食物网向复杂稳定方向发展,对于苜蓿人工草地的可持续利用具有积极意义。

额济纳地区苜蓿地光合有效辐射(PAR)的基本特征

利用额济纳地区查干毛道饲草料基地(主要种植苜蓿)内2001年6～9月的辐射观测资料,对该荒漠绿洲的光合有效辐射(PAR)的月变化、日变化、极值及其所占太阳短波辐射比例ηQ的一些基本特征作了分析和讨论,并与张掖、临泽、太湖地区及美国Texas站作了比较,发现该地区PAR的夏季总量、月平均日总量及各项极值都大于前述其它站点,辐射资源十分丰富;晴天日和阴天日PAR的变化有明显的区别;对于ηQ,云和水汽、太阳辐射强度、光周期对它都有影响.

宁南黄土丘陵区坡向、坡位对苜蓿地土壤含水量时空变异的影响

为了探讨坡向、坡位对苜蓿地土壤含水量的影响程度,在宁南黄土丘陵区,采用时域反射仪TDR对不同坡向、坡位种植的7a生苜蓿地土壤体积含水量进行了分层动态监测,分析结果表明:(1)种植苜蓿7a后,土壤旱化显现,土壤水分明显分为补水期与耗水期,3-7月属于耗水期,8-10月为补水期;(2)各坡向苜蓿地旱化最为严重的土层深度也不同,西坡(阴坡)为40-60cm,南坡苜蓿地旱化最为严重的土层为80-100cm,东坡(阳坡)为100-120cm;西坡(阴坡)0-180cm土壤平均含水量最高(13.8%),其次为南坡苜蓿地,东坡(阳坡)最低(12.8%)。(3)受降水再分配影响,上、中、下坡0-180cm平均土壤含水量变化趋势为:下坡(13.69%)>中坡(13.61%)>上坡(12.29%);土壤含水量最为活跃的0-100cm范围内,相同层土壤含水量相比,CK>下坡>上坡>中坡。这说明种植苜蓿多年后土壤出现旱化现象,且坡位越高,土壤旱化越严重。

几种除草剂防除苜蓿地杂草的试验

苜蓿地中以马唐、狗尾草等禾本科杂草为主 ,其鲜重占整个杂草鲜重的 90 .0 4 %～ 97.84 %。每单位重量的干草中 ,杂草所占的比例为 6 6 .5 7%～ 76 .3%。盖草能、金豆和普施特 3种除草剂在不同剂量下对上述杂草防除结果表明 :各处理均比对照有不同程度的增收。 5 %普施特水剂增收较为明显的是水平 4 (用药量为 2 4 0 0ml hm2 ) ,比对照增加收入的比例为 171.2 %～ 174 .9% ;4 %金豆增收较为明显的为水平 3(用药量为 15 0 0ml hm2 ) ,比对照增加收入的比例为 193.9%～ 198.1% ;12 .5 %盖草能增收较为明显的为水平 2 (10 5 0ml hm2 )、水平3(135 0ml hm2 ) ,比对照增加收入的比例分别为 2 0 0 .9%～ 2 0 2 .4 %和 196 .6 %～ 198.5 %。

宁南山区苜蓿地土壤水分和养分变异规律研究

以宁南半干旱黄土丘陵区3年生、7年生、11年生、19年生,以及7年生上坡、中坡、下坡苜蓿地为研究对象,分析了苜蓿地0—5m土壤干层及土壤养分的消长规律。研究结果表明:(1)坡位与种植年限均对土壤水分产生影响,上坡苜蓿地0—5m土壤平均含水量为6.34%,显著小于中坡和下坡;不同旱作年限苜蓿地0—5m土壤含水量排序为:3年生>7年生>19年生>11年生;土壤干燥化指数SDI排序为:上坡>中坡>下坡;3年生>7年生>19年生>11年生,土壤干燥化程度随着土层深度的增加而减弱。待苜蓿老化后土壤水分可以得到恢复,土壤干燥化程度降低,但这一过程需要较长的时间。(2)在土壤旱化过程中,随着坡位的下降,苜蓿地0—100cm层土壤平均有机质、全氮、速效氮、全磷、速效磷、速效钾含量增加;随着土层深度的增加,土壤有机质、全氮、速效氮、全磷、速效磷下降。随着苜蓿旱作时间的延长,土壤有机质、全氮、速效氮、速效磷、全磷、速效磷含量呈下降的趋势;待苜蓿老化严重时,土壤有机质、全氮开始逐渐积累,但仍然处于低水平状态。

荒漠灌区不同种植年限苜蓿地土壤酶活性的变化研究

在干旱荒漠绿洲区大田试验条件下,研究了不同种植年限（0,3,4,5,7,10 a）苜蓿地土壤脲酶、碱性磷酸酶、蔗糖酶、淀粉酶、纤维素酶及过氧化氢酶活性的季节性动态变化,旨在探讨种植不同年限苜蓿对土壤生物化学性状的影响,为粮草合理轮作周期的制订提供科学依据。结果表明：种植苜蓿与撂荒地相比,土壤酶活性得到不同程度的提高,且各年限间土壤酶活性差异显著。其中土壤脲酶、蔗糖酶及纤维素酶活性均随生长年限增加呈先增高后降低再增加的变化趋势,而淀粉酶、碱性磷酸酶及过氧化氢酶活性均随种植年限增加呈先升高后降低的变化趋势,种植苜蓿5a土壤酶活性增加最明显,0∽60 cm土层依次较CK分别增加了80.56%、69.91%、46.75%、533.33%、110.71%、11.81%;土壤6种酶的活性均随着土层深度的增加而减小,在表层0∽20 cm土层,土壤酶活性最强。脲酶和淀粉酶活性在夏季最高,蔗糖酶、纤维素酶、过氧化氢酶及碱性磷酸酶活性均在春季达到最高。对6种酶之间的相关性进行分析,研究发现除蔗糖酶外,其余5种酶间呈显著或极显著相关。

黄土高原区多年生苜蓿地土壤干层恢复的适宜后茬筛选

采用大田试验方法研究换茬种植、休闲对9年生苜蓿地土壤水分的恢复作用及产量效应。结果表明:连续种植9年的苜蓿地0-300cm土层整体出现干燥化现象,随着苜蓿生长季的延长和土层加深,干燥化现象加剧,连续2个丰水年,降雨对连续生长11年苜蓿地30-50cm表现出恢复作用,对80-140cm表现出加剧作用,0-30cm和140-300cm缓解作用。在雨养条件下换茬种植玉米、谷子、休闲3种处理的水分恢复效果最好,马铃薯与春小麦次之,要使0-300cm土层土壤水分得到完全恢复,换茬种植玉米、谷子、马铃薯、春小麦分别需要净恢复土壤水分3.85,13.55,16.50,20.40mm,休闲需16.17mm;生长9年苜蓿地挖除苜蓿休闲1年后采用全膜双垄沟播技术种植玉米既能恢复土壤水分又能提高毫米水产能。从土壤水分恢复和提高生产力两方面综合分析,玉米是试验区多年生苜蓿地土壤水分恢复适宜后茬。

不同种植年限苜蓿地土壤理化特性研究

通过比较不同种植年限苜蓿地土壤理化性质,分析了不同种植年限苜蓿地土壤质量的变化,并分析了各苜蓿地土壤理化性质在耕层垂直分布上的变化。结果表明,苜蓿种植时间的长短对土壤理化性质影响程度不同,总体表现是苜蓿种植时间越长,对土壤理化性质影响越大。不同种植年限苜蓿地有机质和全量养分在耕层垂直分布均无差异,而速效养分和容重等特性随苜蓿种植时间的增长。

宁南黄土丘陵区旱作苜蓿地土壤肥力特征分析

为了阐明宁南黄土丘陵区旱作苜蓿地土壤肥力的变化特征,采用算术均数赋值法将因子分析法、相关分析法、灰色关联法、变异系数法4种赋权方法相结合,对宁南半干旱黄土丘陵区旱作苜蓿地土壤肥力因子的权重进行计算。土壤肥力因子权重计算结果表明:研究区苜蓿地土壤肥力因子权重排序为有机质>速效氮>全量氮>土壤pH>速效磷≈全量磷>速效钾,土壤有机质、速效氮、全量氮、土壤pH的权重值相对较高,是该区旱作苜蓿地最为关键的肥力指标。利用改进的内梅罗综合指数法得到的苜蓿地土壤综合肥力指数在0.549～0.873之间,土壤肥力水平一般。退耕还林还草旱作苜蓿后,研究区水土流失明显得到控制,不同坡位苜蓿地土壤肥力指数差异逐渐减小;不同旱作年限苜蓿地土壤综合肥力指数排序为:7年生>3年生>19年生。

药剂处理对苜蓿地害虫-天敌群落的影响

研究了4种生物农药、2种化学农药对宁夏南部山区苜蓿斑蚜(Therioaphis trifolii)及苜蓿地害虫-天敌群落的影响.结果表明,所有药剂处理对苜蓿斑蚜种群增长均有较好的控制作用,对照处理区的昆虫物种一直比较稳定,昆虫多样性指数最高;供试生物药剂Bt对天敌的安全性前期表现较好,植物源农药藜芦碱、鱼藤酮、苦参碱药后昆虫平均丰富度均较高,对天敌瓢虫的安全性也较好;化学药剂吡虫啉、啶虫脒对斑蚜的防治效果也较好,但对天敌杀伤力较大,且药后昆虫平均丰富度和生物多样性较低.因此,在防治苜蓿斑蚜时应尽量减少使用化学药剂,选用对天敌敏感性较低的生物药剂,如苦参碱、鱼藤酮、藜芦碱、Bt,并轮换使用不同类型的药剂,以免因害虫产生抗药性而加大使用量和增加施用次数导致对天敌最大的伤害.

绿洲灌溉区与旱作区多龄苜蓿地土壤有机碳、氮及物理特性分析

以甘肃灌区和旱作区苜蓿(Medicago sativa)地土壤为研究对象,对不同地域的苜蓿地土壤全氮(TSN)、有机碳(SOC)、容重、含水量进行测定,结果表明:灌区SOC含量均高于旱作区,在90~100cm土层其含量与旱作区差值最大,达3.41g/kg。在0~100cm灌区SOC含量为6.81~12.49g/kg,均值为9.25g/kg,比旱作区高22%。旱作区TSN含量随土壤深度的增加而减小,含量在(1.03±0.01)^(0.44±0.04)g/kg。在0~30cm灌区TSN含量相对较稳定,差异不显著(P>0.05),在30~60cm剖面全氮含量急剧下降,70~100cm含量变化较为稳定,TSN含量维持在(0.66±0.01)g/kg。旱作苜蓿地土壤含水量在0~60cm变化不显著(P<0.05),0~100cm土壤含水量均值为(14.437±1.124)%,灌区苜蓿地土壤含水量均值为(16.025±2.029)%。随着土壤深度的增加,旱作区和灌区苜蓿地土壤容重均呈现依次增大的分布规律,旱作区最大值为(1.421±0.034)g/cm,比最小值高出17.5%,灌区最大值(1.332±0.017)g/cm,比最小值高出11.3%.

宁南山区苜蓿地土壤养分的变化规律

对宁南半干旱黄土丘陵区不同坡位及不同种植年限苜蓿地土壤养分的变化规律分析表明:(1)宁南黄土丘陵区苜蓿地土壤养分含量随着土层深度的增加而降低;(2)随着坡位的下降,苜蓿地0~100 cm层土壤有机质、全氮、速效氮、全磷、速效磷含量明显增加,土壤速效钾受坡位影响不大,苜蓿地土壤综合肥力指数呈下坡>中坡>上坡的趋势;(3)不同旱作年限苜蓿地土壤肥力指数在0.539~0.847之间,均小于坡耕地,且随苜蓿种植时间的延长,呈现先增大、再减小的趋势。