河西走廊盐渍化草地改良及利用

对兰州大学草地农业科技学院临泽生态实验站279 hm2盐渍化草地的发生发展过程及其中140 hm2盐渍化草地的改良做了系统的研究,提出了改良盐渍化草地的技术措施,该技术措施便于操作,实用可靠,成熟可行,适用于同类盐渍化草地的推广应用。

河西内陆盐渍化草地植物-环境系统的数值模拟

以系统仿真的方法对甘肃河西内陆盐渍化草地植物—环境系统进行了模拟。模型的系统变量包括：土壤表土层水、盐含量；地面植被覆盖度和叶面积指数；灌水、地下水位埋深；以及土壤有机质含量、气温等。模拟过程包括：土壤表土层水、盐含量的季节变化；土壤不同层深水、盐运动；以及土壤水、盐含量对植物萌发和生长的影响。模拟结果表明：（１）本系统模型能反映调查地土壤的水、盐季节变化及在不同层次的扩散动态；（２）灌水能降低表土层含盐量；（３）地上植物生物量的增加能有效地降低地表层盐分含量。

临泽盐渍化草地空间格局的可塑性面积单元问题

通过对临泽盐渍化草地群落取样资料的分析表明,草地空间格局的分布对样地尺度变化和划区方案选择均存在敏感性。样地面积在12500m2以下时,尺度增聚效应表现非常明显。在同一取样面积单元下不同的划区方案对草地的空间分布都有一定的影响,但随着取样面积的增大,区划方案的影响也是减少的。因此在研究草地空间分布格局时,要力求寻找一个最佳的区划方案和取样尺度,使得面积单元内的差异最小是非常有必要的。

短期不同水平氮添加对华北盐渍化草地土壤磷组分的影响

为了解氮添加对盐渍化草地土壤磷组分的影响,本研究以山西省右玉县盐渍化草地为研究对象,2017年开始添加不同水平氮素(0,1,2,4,8,16,24和32 g N·m^(-2)·a^(-1))后于2018-2020年每年8月份测定土壤全磷(Total phosphorus,TP)、有效磷(Available phosphorus,AP)以及微生物生物量磷(Microbial biomass phosphorus,MBP)含量,同时分析土壤磷组分与磷活化系数(Phosphorus activation coefficient,PAC)、pH值、微生物生物量碳(Microbial biomass carbon,MBC)含量、土壤含水量(Soil moisture content,SM)、土壤温度(Soil temperature,ST)以及CO_(3)^(2-),HCO_(3)^(-)和Cl^(-)含量之间的关系。结果表明:3年短期不同水平氮添加对土壤磷组分含量无显著影响;高氮添加(>16 g N·m^(-2)·a^(-1))显著降低土壤pH值,但对土壤微生物生物量碳及土壤阴离子含量无显著影响;土壤磷转化主要受土壤微生物生物量碳含量及土壤中阴离子含量的调控。综上,盐渍化草地土壤微生物较高的稳定性导致磷组分在氮添加处理下未发生显著改变。

盐渍化草地改良效果调查报告

重耙加补播禾本科、豆科牧草改良盐渍化草地,调查结果表明,改良后植被盖度提高55%;载畜量增加4.21倍。第一性生产纯产值和第二性生产产值分别是总投资2.81倍和1.74倍。是一项改善生态环境治理盐渍化草地的有效技术措施和手段。

短期氮添加对山西右玉黄土高原盐渍化草地氨挥发的影响

氨挥发是草地生态系统土壤氮素损失的主要途径。掌握氨挥发特征及其与环境要素之间的关系,能够为盐渍化草地养分管理策略制定等提供依据。试验采用间歇密闭室抽气法,测定黄土高原盐渍化草地短期添加氮(0,1,2,4,8,16,24和32 g N·m^(-2)·a^(-1))对盐渍化草地氨挥发的影响。结果表明:草地氨挥发速率与月累积量随氮添加水平的增加而增加;随着氮添加水平的增加,氨挥发的生长季净累积量呈幂函数上升趋势,而氨挥发氮损失率呈幂函数下降趋势。氨挥发速率与土壤湿度、硝态氮含量呈负相关关系(P<0.05),与土壤温度、pH值、铵态氮含量呈正相关关系(P<0.05),与土壤K^(+),Ca^(2+),Mg^(2+),Na^(+)含量无显著相关关系。当氮添加为16 g N·m^(-2)·a^(-1)时,盐渍化草地净初级生产力最高,且氨挥发损失率较小,有利于提高盐渍化草地氮素利用效率、减少环境污染和氮肥损失。

河西走廊盐渍化草地的生产模式

甘肃省草原生态研究所朱兴运等,多年在河西盐渍荒地及盐渍草地进行了生产模式试验。试验结果表明,河西走廊具有灌溉条件的盐渍 地先建植为抗盐牧草地,3年后0—45cm土层全盐降低到0.43％—0.13％时改种农作物(农作物产量达中产水平),并利用牧草和农副产品饲养草食家畜,再辅以农产品的加工,形成“盐渍草地—抗盐牧草—农作物—草食家畜—产品加工”,流通的盐渍

养分回收加剧了氮沉降背景下盐渍化草地优势植物内在氮磷的失衡

在落叶之前,从衰老组织中重新吸收养分被认为是植物适应养分缺乏的一种策略。然而,养分重吸收如何调节植物体内氮(N)和磷(P)的平衡仍不清楚,特别是在土壤氮有效性增加的情况下。本文研究了不同速率(0、1、2、4、8、16、24和32 g N m^(-2)yr^(-1))氮添加对中国北方盐渍化草地优势植物赖草(Leymus secalinus)叶片和茎秆养分回收的影响,以及养分回收在调控植物内部氮磷平衡的作用。研究结果表明:氮添加6年后,随着施氮量的增加,绿色和衰老组织(叶和茎)的N浓度和氮磷比均呈上升趋势。随着施氮量的增加,绿色组织中P浓度降低,而衰老组织中P浓度无显著变化。N重吸收效率(NRE)、P重吸收效率(PRE)和NRE:PRE比值沿N添加梯度显著降低。此外,我们发现衰老组织(叶和茎)氮磷比比绿色组织(叶和茎)氮磷比对氮素添加的响应更敏感,植物内在氮磷失衡的加剧主要是由于不成比例的减少养分重吸收,尤其是NRE。总的来说,我们的研究表明,NRE和PRE的差异进一步加剧了植物凋落物内部氮磷的失衡。

盐渍土壤环境对羊草生长与养分吸收的效应

通过室内模拟试验研究了不同盐度胁迫对羊草生长与营养吸收的影响 ,结果表明 :土壤总盐 0 .172 %～ 0 .6 90 %条件下 ,羊草植株生长受到抑制 ,生物量减少 10 .13%～ 33.2 0 %。蒸散量和净光合速率随土壤盐度的增加而降低 ,尤其是日最大净光合速率受盐胁迫的影响显著 ,高盐处理羊草的日最大净光合速率较对照约减少 1/ 3。盐分抑制羊草对N、P、K的吸收 ,尤其K的吸收受盐分抑制显著 ,不同盐度处理羊草植株茎叶与根系K含量均显著降低。

我国利用耐盐牧草恢复盐渍化草地的研究进展

盐渍化草地是我国重要土地资源的一部分,种植耐盐牧草改良盐渍化草地是一种有效、长期、经济的改良方法。文章通过对我国利用耐盐植物恢复盐渍化退化草地的研究进行总结,为盐渍土的改良利用提供有益的借鉴。

华北盐渍化草地土壤净氮矿化速率对不同水平氮添加的响应

对于养分贫瘠的盐渍化草地生态系统,大气氮沉降如何影响土壤氮循环过程是一个目前尚未解决的问题。该研究在位于华北地区山西省右玉县境内的盐渍化草地建立了一个模拟氮沉降的试验平台,设置8个氮添加水平,分别为0、1、2、4、8、16、24、32 g·m^(-2)·a^(-1) (N0、N1、N2、N4、N8、N16、N24、N32),生长季5–9月,每月月初以喷施的方式等量添加NH_(4)NO_(3)。从2017年5月到2019年10月,运用顶盖PVC管法每月一次进行净氮矿化速率的测定同时计算了净氮矿化速率对不同水平氮添加的敏感性。主要结果表明:(1)高水平氮添加(N16、N24、N32)显著增加土壤无机氮库;(2)该盐渍化草地土壤氮矿化以硝化作用为主,经过3年氮添加以后,高氮添加(N24、N32)显著促进了土壤净硝化速率,并且不同氮添加水平在不同的月份和年份中表现出差异性响应;(3)不同氮添加水平对土壤净氮矿化敏感性的影响在不同降水年份差异显著,短期低水平氮添加提高了土壤净氮矿化的敏感性,而高水平氮添加降低土壤净氮矿化敏感性;(4)盐渍化草地土壤净氮矿化速率与土壤温度和水分呈正相关关系,与土壤pH呈负相关关系。因此,在当前氮沉降增加的背景下,北方盐渍化草地土壤氮矿化速率对低氮添加的敏感性较高,结合氮沉降的特点,未来模型预测应该同时考虑氮沉降对盐渍化草地的可能影响。

不同水平氮添加对盐渍化草地土壤微生物特征的影响

氮是陆地生态系统生产力的主要限制性因素,土壤微生物是土壤氮转化的主要驱动因子,随着大气氮沉降的增加,盐渍化草地土壤微生物对不同水平氮输入的响应尚不清晰。在山西右玉黄土高原草地生态系统定位观测研究站不同水平氮添加平台(0、1、2、4、8、16、24和32 g·m^(–2)·a^(–1)),在实验处理的第4年(2020年)测定生长季(5–9月)氨氧化细菌(AOB)和氨氧化古菌(AOA)丰度,土壤真菌和细菌组成,以及土壤微生物生物量碳(MBC)、氮(MBN)含量,探讨土壤微生物特征对不同氮输入水平的响应机制。研究表明:(1)在2020年生长季的5–9月,由于土壤温度和水分的差异,取样日期显著影响氨氧化微生物、细菌和真菌的数量及MBC、MBN含量。(2)氮添加仅显著影响AOB丰度,对MBC、MBN含量及细菌和真菌丰度的影响均不显著。(3)氮添加对AOB丰度的影响与取样日期有关,在生长季早期和高峰期(5–8月), 24和32 g·m^(–2)·a^(–1)氮添加显著提高AOB丰度,在生长季后期(9月)氮添加对AOB丰度的影响不显著。(4)土壤阳离子浓度和土壤pH对AOB丰度的变异具有较高的解释度,分别解释了土壤微生物特征变异的21.8%和17.2%。由于不同水平氮添加并未显著改变土壤阳离子浓度和土壤pH,土壤MBC、MBN含量,细菌和真菌的丰度对氮输入的响应不敏感,仅在高氮处理显著提高了AOB的丰度,说明高氮添加可能会促进盐渍化草地土壤氮的转化速率。

氮磷添加对盐渍化草地土壤微生物特征的影响

盐渍化草地土壤养分含量低,自然条件差,尤其是大量元素氮和磷的含量低于天然非盐渍化草地.盐渍化草地中的土壤微生物由于长期受盐或碱的胁迫,群落组成与结构也区别于非盐渍化天然草地.盐渍化草地土壤微生物受养分限制叠加盐碱胁迫如何响应氮、磷添加的机制尚不清楚.本研究在山西省右玉县境内的盐渍化草地进行,2017年建立了氮磷添加实验平台,包括对照、氮添加、磷添加及氮和磷同时添加的4个处理,于实验处理的第3年(2020年)测定生长季5~9月氨氧化微生物(氨氧化细菌:AOB和氨氧化古菌:AOA)、土壤真菌(fungi,F)和细菌(bacteria,B)的组成以及土壤微生物生物量碳(MBC)和微生物生物量氮(MBN),结合土壤盐基阳离子及pH值的变化,探讨盐渍化草地土壤微生物特征对氮、磷添加的响应及其机制.结果表明:①2020年5~9月,采样时间显著影响土壤AOA和AOB的丰度、细菌真菌组成及微生物生物量;土壤微生物的季节动态是由土壤含水量,生长季降水分配及植物因素共同调控的.②与对照组相比,AOA/AOB的比值在氮添加处理下显著降低51%;磷添加对土壤微生物特征(氨氧化微生物、细菌真菌组成和微生物生物量)无显著影响;在氮和磷同时添加处理下,AOB的丰度显著提高了64.1%,AOA的丰度无显著改变,但AOA/AOB显著降低59.6%.③单独氮或磷添加对土壤pH值无显著影响,但氮和磷同时添加显著降低了土壤pH值;尽管氮、磷添加对土壤盐基阳离子无显著影响,结构方程模型结果显示,土壤盐基阳离子对土壤微生物(细菌和真菌组成)具有直接的调控作用.④土壤含水量对土壤微生物的变异具有较高的解释度.因此,本研究表明AOB对养分添加的响应比较敏感,短期氮和磷添加提高AOB的数量,促进氮的周转.

不同形态氮化合物添加对中国北方盐渍化草地土壤呼吸的影响

持续增加的氮沉降在提高陆地生态系统生产力的同时也会对土壤微生物产生显著影响:土壤呼吸由植物根系呼吸和土壤微生物呼吸组成,因此影响植物生产力和微生物的因子都会影响到土壤呼吸。以往氮富集对土壤呼吸的研究主要在土壤中性的草地生态系统开展,而对于盐渍化草地土壤呼吸是如何响应氮沉降的研究尚不多见,这限制了全球变化陆地生态系统土壤呼吸模型预测的准确性和完整性。本研究以中国北方农牧交错带盐渍化草地为研究对象,通过3年(2017-2019年)野外监测土壤呼吸及相关生物和非生物因子的变化,探讨了不同形态氮化合物添加(NH_(4)NO_(30、(NH_(4))_(2)SO_(4)和NH_(4)HCO_(3))对盐渍化草地土壤呼吸的影响及其调控机制。结果表明:(ⅰ)土壤呼吸受大气温度、土壤温度及降水的调控,呈现双峰的季节动态变化趋势和显著的年际差异。(ⅱ)与对照相比,经过3年的处理,土壤呼吸在NH_(4)NO_(3)、(NH_(4))_(2)SO_(4)和NH_(4)HCO_(3)添加处理下分别提高了19.9%、13.0%和16.6%。(ⅲ)NH_(4)NO_(3)添加对土壤呼吸较高的促进作用与较高的地上生物量、地下生物量以及土壤NO-含量有关。(ⅳ)在NH_(4)HCO_(3)添加处理下,土壤碳排放(土壤呼吸)显著增加而碳输入(净生产力)无显著改变,表明NHHCO,添加会降低土壤碳的固持。(ⅴ)净地下生产力(BNPP)是盐渍化草地土壤呼吸的最主要调控因子,并且土壤阳离子浓度和pH值通过影响土壤微生物间接影响土壤呼吸。上述研究结果表明,草地添加NHNO,的研究高估了氮沉降对土壤呼吸的影响,并且在碳循环预测模型中应充分考虑盐渍化草地土壤碳动态。

土壤脱湿过程中NaCl胁迫对羊草生长和矿质元素吸收的影响

用不同盐分浓度的NaCl中性盐对羊草进行胁迫,探讨在土壤脱湿过程中,NaCl胁迫对羊草生长和矿质元素吸收分配的影响。结果表明,当土壤溶液NaCl浓度小于125mmol/L(土壤总盐小于0.34%)时,盐分胁迫对羊草株高、根长、干物质积累量和相对生长率(RGR)无显著影响,且根系的钾钠吸收选择性和运输选择性随盐度处理水平的增加而增强。但当NaCl浓度超过225mmol/L(土壤总盐大于0.53%)后,其株高、根长、干物质积累量和相对生长率(RGR)随盐度增加而显著降低(P<0.05),根系的钾钠吸收选择性和运输选择性也随盐度处理水平的增加而逐渐减弱。NaCl胁迫条件下,羊草对K、Ca的比吸收率(SAR)降低,茎叶K、Ca含量随盐度的增加显著减少(P<0.05),Na、Cl含量则均随盐度的增加而显著提高,植株K/Na降低。羊草茎叶的盐分离子(Na+、Cl-)含量与相对生长率(RGR)之间呈显著的负相关关系。