不同植被恢复模式下中亚热带黄壤坡地土壤微量元素效应

以武陵山区女儿寨小流域为例，研究了中亚热带黄壤坡地7种典型植被恢复模式下土壤微量元素有效性及其与土壤有机质、pH值之间的关系．结果表明：0～20cm土层荒草灌丛的B、Mn含量、油桐人工林Mo、Cu含量、杜仲人工林Zn含量和毛竹-杉木混交林Fe含量最高；20-40cm土层润楠次生林B、Fe、Mn含量、荒草灌丛模式Mo含量、油桐人工林Zn含量和杜仲人工林Cu含量最高；毛竹-杉木混交林B、Mo、Cu、Mn含量在各层土壤均最低．各元素有效性指数以Mn最高，Cu最低，排序为Mn〉Zn〉Fe〉Mo〉B〉Cu；土壤微量元素有效性综合指数以荒草灌丛模式最高（12．28），毛竹-杉木混交林最低（2．95），排序为Ⅶ〉Ⅴ〉Ⅲ〉Ⅳ〉Ⅰ〉Ⅱ〉Ⅵ．土壤有机质含量与B、Zn有效态含量之间线性关系显著，二次多项式亦可较好地描述有机质与有效态Mn之间的关系，而有机质与Mo、Fe、Cu之间曲线回归关系不显著．土壤pH值与土壤Zn、Cu呈显著正相关，与Mn、Mo也有较好的相关性，而与B相关性较低，与Fe为弱负相关．

中亚热带侵蚀黄壤坡地润楠次生林的群落结构特征

为了探讨中亚热带侵蚀黄壤坡地植被恢复模式的群落结构,以武陵山区女儿寨小流域为例,运用群落生态学的研究方法对润楠次生林的垂直层次结构、种群水平分布格局、乔木层直径与树高分布结构进行了研究。结果表明:润楠次生林群落层次结构分化明显,可分为乔木层、灌木层、草本层及层外植物4个基本层次,物种数量排序为灌木层(23种)>草本层(19种)>乔木层(16种)。乔、灌、草重要值在10以上的主要种群有7个,其水平分布格局以聚集分布占绝对优势,占主要种群的71.43%。β分布和Γ分布能较好地模拟乔木层直径与树高分布结构,径阶与树高分布曲线反映乔木层中小径阶、矮小林木占多数。多数种群的聚集分布有利于促进黄壤坡地的植被恢复与重建过程,但润楠次生林林分质量较低,应辅之以积极的人工措施来改善群落结构,以充分发挥其坡地水土流失治理等功能。

模拟降雨条件下黄壤坡地的养分流失特征

为揭示降雨条件下土壤坡面的径流、泥沙流失规律以及径流、泥沙养分含量的特点,为防治农田坡面水土流失及减少径流泥沙的养分流失提供科学依据,模拟不同降雨强度和坡度条件,考察其对贵州坡地黄壤养分流失的影响。结果表明:总泥沙量和总径流量与雨强之间均呈显著正相关,随着降雨强度的增大,各坡度上径流养分流失量均随着降雨强度的增大逐渐增加,各坡面土壤养分流失量与泥沙量变化一致;在4个降雨强度下,硝态氮的流失量均大于铵态氮、钾、磷的流失总量。结论:硝态氮的流失是土壤养分流失的主要方式。土壤养分受降雨影响较大,各养分流失量与雨强有显著差异,雨强是影响径流、泥沙流失和土壤养分流失的重要因素。

黄壤坡地土壤水分入渗垂直变异特征分析

通过对土壤水分入渗垂直变异的分析来探讨贵州岩溶地区黄壤坡地的土壤水分特性。主要运用小波变换对各层土壤水分序列的突变点进行了检测,根据相干谱和互谱特征分析了各层土壤水分变化的响应关系,利用相频特征研究了各层土壤之间水分变化的时滞性。结果表明,试验区各层土壤水分变化近似平稳随机过程;土壤表层(0～20cm)的水分突变现象要明显多于下层(20～100cm);0～10cm土壤层与40～60cm的土壤层透水性较弱,而中间层和底层的持水性较差,大部土壤层的水分变化与其上层之间存在一定的时滞性。

优化施肥对黄壤坡地夏玉米产量及肥料利用率的影响

为黄壤旱坡地夏玉米合理施肥提供依据,2008—2012年在黔中夏玉米连作区进行田间定位施肥,分析不同施肥模式(农民习惯施肥与优化施肥)黄壤旱坡地玉米产量及肥料效益的差异。结果表明:2008—2012年期间,优化施肥较农民习惯施肥玉米平均增产23.8%,氮、磷、钾肥料利用率分别提高2.7%、4.7%和3.9%。结论:优化施肥提高黄壤坡地玉米产量,促进氮磷钾的吸收利用,具有增产增收效应,肥料利用效率较高,可作为黄壤旱坡地区夏玉米推荐施肥方法推广应用。

施氮对黄壤坡地玉/麦轮作体系氮素环境承受力的影响

为探索黄壤区小麦-玉米轮作体系作物高产稳产、环境友好的氮肥施用量,减轻农业施肥对环境造成的污染,通过田间小区试验,设置6个小麦氮肥用量（0,90,120,150,180和240 kg/hm2）和6个玉米氮肥用量（0,146,195,244,293和390 kg/hm2）,研究了土壤高残留氮条件下黄壤旱坡地小麦-玉米轮作体系对氮素的环境承受力及合适的氮肥投入量。结果表明：随着施氮量的增加,籽粒产量和植株氮素总积累量呈先增加后降低的趋势,当玉米季施氮量达210.9 kg/hm2、麦季施氮量达150.9 kg/hm2,玉米、小麦有减产风险;土壤中残留矿质氮以NO-3-N为主,其残留量、土壤氮素表观盈余率（SNASR）均与施氮量呈极显著相关;玉米季施氮量在102.2~120.0 kg/hm2,籽粒产量为4067.5~4131.9 kg/hm2,0~100 cm土壤中积累NO-3-N在146.9~151.3 kg/hm2,小麦季施氮量在93.0~113.2 kg/hm2,籽粒产量为1354.6~1395.7 kg/hm2,0~100 cm土壤中积累NO-3-N在141.1~153.4 kg/hm2,此时玉米、小麦分别达到最高产量的95.0%~96.5%和95.0%~97.9%。综合考虑产量、氮素利用和环境效应,土壤高残留氮条件下,黄壤坡地玉米季推荐施氮量为102.2~120.0 kg/hm2,麦季推荐施氮量在93.0~113.2 kg/hm2,可以在兼顾环境保护的基础上获得较高产量。

不同利用方式下黄壤旱坡地磷素状况及环境影响分析

通过对贵州黄壤进行采样以及采用无界径流小区法收集地表径流,探索不同利用方式下黄壤旱坡地磷素水平及其地表径流磷浓度的差异。结果表明,不同利用方式下黄壤旱坡地中全磷和有效磷(Olsen-P)含量的大小顺序为连作烟地>烤烟-玉米轮作地>连作玉米地>林地;CaCl_2浸提磷(土壤易解吸磷)和Na0H浸提磷(藻类可利用的土壤总磷)与土壤全磷和有效磷有显著的相关性;土壤富磷化的同时,其磷素的流失风险明显地提高。连作烟地地表径流总磷(TP)和磷酸根态磷(Ortho-P)浓度明显大于连作玉米地.而林地地表径流TP浓度明显小于旱地;黄壤旱坡地地表径流中TP和Ortho-P与土壤有效磷之间存在极显著的相关性(r为0.957、0.875),因而连作烟地磷素的环境影响潜能明显高于其它旱地以及林地。

贵州山区坡地黄壤水分特征研究

通过对贵州黄壤水分动态观测数据的统计分析,探讨了不同土地利用方式下黄壤水分在时间和土壤剖面垂直空间上的变异特征。结果表明,在6.5°坡耕地上,不同土地利用方式下土壤水分的变异极为显著,其中,玉-麦地轮作方式与菜-菜地、裸地的土壤水分差异极显著。在剖面垂直方面上,土壤水分含量都随深度的增加而增大,变异系数则随深度的增加而减少;根据变异系数将土壤水分变异分成0～10cm的活跃层和10～60cm的次活跃层。土壤水分随时间呈现出季节性动态变化,3月份开始,土壤水分贮量逐步增多,水分分布层上移;1月份,土壤水分贮量降低,水分分布层下移。玉-麦轮作方式下土壤水分贮量的变异最大。

坡地黄壤施用保水剂的效果研究

通过两年试验研究 ,在坡度 2 2°的幼黄砂泥土上种植玉米 ,用 6种不同保水剂拌种 ,结果是 :6种保水剂均有一定的保水保肥增产作用 ,增产为 1 0 .6～ 43.3kg/6 6 7m2 ,增幅为 5 .0 %～ 2 0 .6 % ;保水剂SAP 1 ,JP IS的增产方面甚至超过农业部推广的旱地龙 ,其中SAP 1的增产增幅位居榜首 ,稳定性较好 。

氮肥运筹对黄壤坡耕地作物产量和土壤无机氮累积量的影响

通过3年田间试验,探索贵州黄壤坡耕地玉米-小麦间套作体系作物增产、环境友好的适宜氮肥施用量。本研究设置6个小麦氮肥用量(N 0、90、120、150、180和240 kg/hm^2)和6个玉米氮肥用量(N 0、146、195、244、293和390 kg/hm^2),分别用N0、N1、N2、N3、N4、N5表示。结果表明:玉米在0～146.25 kg/hm^2的施氮量下,籽粒产量随着施氮量提高而增加,超过146.25 kg/hm^2施氮量,籽粒产量呈下降的趋势;玉米在0～243.25kg/hm^2的施氮量下,植株氮素累积量随着施氮量提高而增加,超过243.25 kg/hm^2的施氮量,植株氮素累积量呈下降的趋势。小麦在0～150 kg/hm^2的施氮量下,籽粒产量和植株氮素累积量随着施氮量提高而增加,超过150kg/hm^2施氮量,籽粒产量和植株氮素累积量呈下降的趋势。玉米-小麦间套作在0～236.25 kg/hm^2的施氮量下,籽粒产量随着施氮量提高而增加,超过236.25 kg/hm^2施氮量,籽粒产量呈下降的趋势;玉米-小麦间套作在0～315 kg/hm^2的施氮量下,植株氮素累积量随着施氮量提高而增加,超过315 kg/hm^2施氮量,植株氮素累积量呈下降的趋势。3年试验周期内氮素利用率较低,不超过25%;土壤中残留无机氮随着施肥量的增加而增加,并以NO3--N为主,100 cm土体累积的NO3--N与周年施氮量呈正相关(R2=0.746 3)。N0、N1、N2、N3、N4、N5处理的0～100 cm土体累积无机氮分别为275.5、301.5、292.1、366.5、431.2、616.9 kg/hm^2,N0、N1、N2、N3、N4、N5处理的耕层土壤无机氮占100 cm土体内土壤无机氮的比例分别为18.1%、19.0%、27.3%、26.2%、33.9%、22.1%。耕层无机氮表聚效应较弱,而土体累积无机氮含量较高。当每年施氮量为225.6～264.6 kg/hm^2时,籽粒产量为3 784.8～3 888.2 kg/hm^2,NO3--N积累量在217.5～228.9 kg/hm^2,增施氮肥,有利于籽粒增产,土壤NO3--N积累量平均增速为0.29 kg/kg,是贵州黄壤坡耕地麦-玉间套作体系氮肥适宜施用量,更有利于黄壤区农业的可持续发展。