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采煤扰动对土壤理化性状影响及微生物群落响应机制

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煤田地质与勘探 2023年第3期51卷 95-102页

作者：宋子恒刘刚孙丽平王菲郭俊廷煤炭开采水资源保护与利用国家重点实验室北京100011 神华神东煤炭集团有限责任公司内蒙古鄂尔多斯719315 国家能源集团技术经济研究院北京102211

采煤造成黄河流域一带生态环境问题日趋严重。为了探明采煤扰动对黄河流域一带土壤因子及微生物群落的扰动特征,阐明采煤沉陷边缘区域与未开采区域土壤微生物群落的差异性,以内蒙古上湾煤矿为研究区,选择以沉陷边缘区作为起始区域(HD),... 详细信息

采煤造成黄河流域一带生态环境问题日趋严重。为了探明采煤扰动对黄河流域一带土壤因子及微生物群落的扰动特征,阐明采煤沉陷边缘区域与未开采区域土壤微生物群落的差异性,以内蒙古上湾煤矿为研究区,选择以沉陷边缘区作为起始区域(HD),向未开采区进行等距取样。选择距沉陷边缘区150(D1)、300(D2)、450(D3)、600(D4)及750 m(D5)作为采样点,测定营养指标、土壤酶及土壤C∶N∶P化学计量特征3种土壤因子和微生物群落特征。结果表明,边缘沉陷区与未开采区土壤因子及微生物多样性的差异主要集中在距边缘沉陷区较近(小于300 m)的未开采区。在靠近边缘沉陷区,全氮、土壤有机质含量以及细菌丰度产生不同程度下降,速效钾、碳氮比(C/N)、蔗糖酶及磷酸酶活性有不同程度上升。群落组成方面,酸杆菌门(Acidobacteria)相对丰度在未开采区随距离呈现先增大后降低趋势,绿弯菌门(Chloroflexi)表现为边缘沉陷区高于未开采区;Phaeosphaeriaceae、毛壳菌科(Chaetomiaceae)相对丰度表现为边缘沉陷区显著高于未开采区。研究发现,边缘沉陷区对未开采区的影响主要集中在近边缘沉陷区域(小于300 m)。细菌及真菌多样性对土壤因子的变化较为敏感,关键种群与土壤因子有不同程度的相关性,在未来人工修复的工作中应重点关注边缘沉陷区及其对未开采区的影响,对重点影响区域介入人工手段,从而实现更好的修复效果。

关键词：采煤沉陷区土壤理化性状微生物群落高通量测序生态化学计量

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银川平原沟渠边坡土壤理化性状空间分异特征

干旱地区农业研究 2018年第1期36卷 43-49,60页

作者：乔斌何彤慧吴春燕苏芝屯宁夏大学西北退化生态系统恢复与重建教育部重点实验室西北土地退化与生态恢复国家重点实验室培育基地宁夏银川750021

基于银川平原沟渠边坡植物群落的生态序列更替,在沟渠边坡从堤坝顶部到坡底设置了A区、B区和C区3个样区,通过野外调查采样、实验室分析,结合经典统计学方法,对沟渠边坡土壤含水量、全盐、pH值、有机碳(SOC)、碱解氮(AN)、有效磷(AP)等... 详细信息

基于银川平原沟渠边坡植物群落的生态序列更替,在沟渠边坡从堤坝顶部到坡底设置了A区、B区和C区3个样区,通过野外调查采样、实验室分析,结合经典统计学方法,对沟渠边坡土壤含水量、全盐、pH值、有机碳(SOC)、碱解氮(AN)、有效磷(AP)等的空间分布特征及其与植被的相互反馈机制进行了探究。结果表明:银川平原沟渠边坡土壤理化性状具有明显的空间异质性;A区、B区、C区的土壤含水量依次呈现递增变化规律;A区、B区、C区的pH值分别介于8.18~10.37、8.29~9.79、8.08~9.75之间,盐碱化程度较高;土壤全盐表聚效应显著,其中以B区0~10 cm土层富集效应最显著(P土壤理化性状间的相互作用直接或间接地影响了土壤理化性状的空间差异,其中,土壤含水量的变化是植物群落更替效应的本源,进而影响了土壤理化性状。土壤资源的空间异质性和植物群落的生态序列梯度相伴而生、相互制约,共同维护着银川平原沟渠湿地的植物多样性和绿洲生态系统的稳定。

关键词：沟渠边坡植物群落土壤理化性状空间异质性银川平原

生物质炭对黄瓜连作土壤理化性状、酶活性及土壤质量的持续效应

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植物营养与肥料学报 2018年第5期24卷 1227-1236页

作者：韩召强陈效民曲成闯张晓玲张俊黄春燕刘云梅南京农业大学资源与环境科学学院江苏南京210095 如皋市农业科学研究所江苏如皋226500

【目的】探讨不同生物质炭施用量对连作黄瓜根区土壤环境的作用效果,为用生物质炭修复黄瓜连作土壤以及在农业中的推广应用提供科学依据。【方法】以如皋市农业科学研究所大棚示范区为试验基地,一次性向设施农田土壤中添加0 (CK)、5 (C1... 详细信息

【目的】探讨不同生物质炭施用量对连作黄瓜根区土壤环境的作用效果,为用生物质炭修复黄瓜连作土壤以及在农业中的推广应用提供科学依据。【方法】以如皋市农业科学研究所大棚示范区为试验基地,一次性向设施农田土壤中添加0 (CK)、5 (C1)、10 (C2)、20 (C3)、30 (C4)、40 (C5) t/hm^2的生物质炭,通过连续两年温室定位试验,测定生物质炭施用后黄瓜连作根区土壤的物理性状、养分含量及酶活性的变化状况,采用土壤质量指数(SQI)评价不同生物质炭施用量对黄瓜连作两季后土壤质量的影响。【结果】随着生物质炭施用量的增加,第一季与第二季黄瓜根区土壤的理化性状变化趋势一致,具体表现为容重不断降低,土壤孔隙度、饱和含水量、田间持水量、饱和导水率、有效磷及有机质含量不断升高,且当生物质炭施用量为30 t/hm^2(C4处理)时,土壤中全氮、硝态氮和铵态氮含量最高。与CK相比,生物质炭的施用可以减少黄瓜根区土壤 0.25 mm粒径的大团聚体含量,土壤中0.25~0.5 mm和0.5~1 mm粒径的团聚体含量都在高施用量(40 t/hm^2)处理中达到最大值。生物质炭施用后的连续两季,黄瓜根区土壤中脲酶与过氧化氢酶活性均随生物质炭施用量的增加呈先增加后降低的趋势,其活性分别在生物质炭施用量为30 t/hm^2和20t/hm^2时最大。当生物质炭施用量为30 t/hm^2时,两季黄瓜产量都达到最高,分别为3.24×10~4 kg/hm^2和6.18×10~4 kg/hm^2。通过土壤质量指数(SQI)对生物质炭施用后两季黄瓜土壤质量进行评价可知,不同生物质炭施用水平下土壤质量指数依次为C4> C5> C3> C2> C1> CK,相应的土壤质量指数分别为0.774、0.740、0.728、0.650、0.635、0.583。【结论】施用生物质炭对黄瓜连作田土壤的理化性状和酶活性均有显著影响,高施用量(40 t/hm^2)条件下对土壤物理性状改善效果最好,当生物质炭施用量为30 t/hm^2 (C4处理)时对黄瓜连作根区土壤的养分含量提升效果最佳。SQI可以客观定量地评价生物质炭施用对连作黄瓜根区土壤质量的影响,其分析结果表明改善黄瓜连作土壤环境的最佳生物质炭施用量为30 t/hm^2。

关键词：生物质炭土壤理化性状脲酶过氧化氢酶土壤质量指数

耕层重构对连作棉田土壤理化性状及棉花生长发育的影响

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作物学报 2017年第5期43卷 741-753页

作者：王树林祁虹王燕张谦冯国艺林永增河北省农林科学院棉花研究所/农业部黄淮海半干旱区棉花生物学与遗传育种重点实验室河北石家庄050051

针对黄河流域连作棉田常年旋耕导致犁底层变厚变硬,土壤蓄水保墒能力下降,养分在表层富集,病害加重等问题,探讨土壤耕层重构技术在黄河流域棉区生产上的可行性。试验于2014和2015年在河北省农林科学院棉花研究所威县试验站进行,在连作棉... 详细信息

针对黄河流域连作棉田常年旋耕导致犁底层变厚变硬,土壤蓄水保墒能力下降,养分在表层富集,病害加重等问题,探讨土壤耕层重构技术在黄河流域棉区生产上的可行性。试验于2014和2015年在河北省农林科学院棉花研究所威县试验站进行,在连作棉花20年的土壤条件下采用随机区组试验,设置了T1(0~15 cm与15~30 cm土壤互换)、T2(0~20 cm与20~40 cm土壤互换,同时松动40~55 cm土壤)、T3(0~20 cm与20~40 cm土壤互换,同时松动40~70 cm土壤)、CK(旋耕15 cm)4个处理,调查土壤理化性状、棉花生育性状、田间杂草与病衰指数等指标。结果表明,在20~40 cm土层T2处理容重两年较CK分别降低0.13 g cm–3与0.15 g cm–3;20~40 cm土层全氮、速效磷、速效钾含量T2与T3显著高于T1与CK;灌水(雨)后深层土壤蓄水量增加,播种后40~60 cm与60~80 cm土层蓄水量T2较CK 2014年增加3.5 mm、5.5 mm,2015年增加6.7 mm、3.4 mm,在蕾期干旱时0~20 cm与20~40 cm土层蓄水量T2较CK 2014年高6.6 mm、8.7 mm,2015年高4.2 mm、9.2 mm。耕层重构后棉花根系量显著增加,地上部干物质积累表现出开花期前低、开花期后高的趋势;耕层重构处理单株铃数、单铃重、皮棉产量较对照显著提高,T2皮棉产量两年较CK分别增加6.1%、10.2%。耕层重构对灭除田间杂草具有明显效果,T2处理病衰指数两年分别降低41.7与31.9个百分点。适宜的土壤耕层重构方式(T2)是解决连作棉田问题、提高棉花产量的有效措施。

关键词：耕层重构土壤理化性状棉花发育病衰指数

烤烟巨豆三烯酮含量与土壤理化性状的典型相关分析

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生态学报 2009年第8期29卷 4223-4230页

作者：叶协锋刘国顺凌爱芬史宏志李亚娟朱海滨李世清西北农林科技大学资源环境学院杨凌712100 河南农业大学烟草学院国家烟草栽培生理生化研究基地郑州450002 黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实实验室杨凌712100

采用典型相关分析方法研究了烤烟巨豆三烯酮4种同分异构体含量与土壤理化性状之间的关系。结果表明：随着土壤pH值的提高（5.15~8.30）,巨豆三烯酮2和巨豆三烯酮4含量呈现降低趋势;随着土壤有机质含量（0.54%~3.61%）的提高,巨豆三烯酮... 详细信息

采用典型相关分析方法研究了烤烟巨豆三烯酮4种同分异构体含量与土壤理化性状之间的关系。结果表明：随着土壤pH值的提高（5.15~8.30）,巨豆三烯酮2和巨豆三烯酮4含量呈现降低趋势;随着土壤有机质含量（0.54%~3.61%）的提高,巨豆三烯酮1呈现增加趋势,而巨豆三烯酮2含量呈现降低趋势;随着土壤粒径介于0.05mm和0.001mm之间的土壤颗粒百分含量（8.08%~92.93%）的提高,巨豆三烯酮2和巨豆三烯酮4含量呈现增加趋势;在一定范围内,随着土壤钙、镁、铁、铝含量的提高和钠含量的降低,巨豆三烯酮2和巨豆三烯酮4含量呈现降低趋势。

关键词：烤烟巨豆三烯酮土壤理化性状典型相关分析

免耕对农牧交错带农田休闲期土壤风蚀及其相关土壤理化性状的影响

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生态学报 2007年第9期27卷 3778-3784页

作者：秦红灵高旺盛马月存杨世琦赵沛义中国农业大学农学与生物技术学院北京100094 内蒙古农业科学院土化所呼和浩特010031

以北方农牧交错带为研究对象,分析了免耕对农田土壤风蚀的影响,评价了不同耕作方式下与土壤风蚀相关的土壤物理、化学和生物学特性的差异.研究结果表明：翻耕农田土壤风蚀量是免耕地的3～8倍,翻耕地和免耕地的地表粗糙度分别为0.032和 0... 详细信息

以北方农牧交错带为研究对象,分析了免耕对农田土壤风蚀的影响,评价了不同耕作方式下与土壤风蚀相关的土壤物理、化学和生物学特性的差异.研究结果表明：翻耕农田土壤风蚀量是免耕地的3～8倍,翻耕地和免耕地的地表粗糙度分别为0.032和 0.417;与翻耕地相比,免耕地表层0～10 cm土壤粘粒和粉粒含量较多;免耕地土层0～5 cm和5～10 cm的土壤容重、坚实度和土壤水分都大于翻耕地,其中0～5 cm、5～10 cm和10～20 cm土层土壤坚实度分别是翻耕地的4.7、 2.8倍和 3.8倍.经过3年的免耕,0～5 cm土层土壤全氮、有机质、有效磷和有效钾含量均高于翻耕土壤,有效钾含量比翻耕地增加了77%.所有测定土层的土壤有机质含量免耕地均高于翻耕地,在0～5 cm和5～10 cm土层达到5%显著水平.免耕地表层0～10 cm土壤微生物量碳是翻耕地的2.1倍.

关键词：免耕翻耕土壤理化性状风蚀

有机物料投入对滨海盐碱地土壤理化性状和夏玉米产量形成的影响

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作物学报 2024年第9期50卷 2323-2334页

作者：张贵芹王洪章郭新送朱福军高涵张吉旺赵斌任佰朝刘鹏任昊黄淮海区域玉米技术创新中心/山东农业大学农学院山东泰安271018 山东农大肥业科技股份有限公司山东肥城271600

探究不同有机物料投入对滨海盐碱地土壤理化性质及玉米生长发育的调控作用,为滨海盐碱地夏玉米生产提供理论依据。试验于2021-2022年夏玉米生长季在山东省滨州市无棣县滨海盐碱型农田进行。有机物料类型及用量分别为腐植酸(3000 kg hm^(... 详细信息

探究不同有机物料投入对滨海盐碱地土壤理化性质及玉米生长发育的调控作用,为滨海盐碱地夏玉米生产提供理论依据。试验于2021-2022年夏玉米生长季在山东省滨州市无棣县滨海盐碱型农田进行。有机物料类型及用量分别为腐植酸(3000 kg hm^(–2), HA)、生物炭(15,000 kg hm^(–2), BC)、生物有机肥(15,000 kg hm^(–2), BO),以不添加有机物料为对照(CK),探究0~40 cm土层土壤容重、总孔隙度、田间持水量、pH值、电导率及总有机碳含量的变化,分析不同有机物料投入对玉米地上部干物质积累和产量形成的影响。结果表明,腐植酸、生物炭和生物有机肥的施用均可在一定程度上改善盐碱土理化性质。3种有机物料连续处理能有效降低表层土壤容重,增加土壤总孔隙度和田间持水量;可显著降低0~10cm土层pH,分别平均降低0.17、0.08和0.20。连续施用2年后,腐植酸显著降低0~40cm土层电导率,平均降低32.74%;3种有机物料显著增加0~20 cm土层中总有机碳的含量,其中生物炭处理能显著增加57.99%。腐植酸和生物有机肥处理显著增加夏玉米地上部干物质积累量和产量;连续使用2年后腐植酸处理产量显著增加了11.01%,表现较好。综上所述,本试验条件下腐植酸施用后能改善土壤物理结构、降低0~10 cm土层pH、提高土壤中有机碳含量、显著降低土壤电导率,促进夏玉米地上部干物质积累、提高籽粒产量,且连续施用2年后较CK增加纯收益。故而腐植酸可作为改良滨海盐碱地土壤理化性状、促进夏玉米生长发育的有机物料。生物有机肥的施用可改善土壤理化性状,但仍需进行定位试验以验证其长期经济效应。

关键词：滨海盐碱地有机物料土壤理化性状产量

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不同膜上遮挡措施对旱地玉米土壤理化性状及产量的影响

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作物学报 2021年第2期47卷 359-367页

作者：王奇扶亚芳司雷勇金岩夏镇卿路海东西北农林科技大学农学院/农业农村部西北旱区玉米生物学与遗传育种重点实验室陕西杨凌712100

针对西北雨养旱作地区玉米长期地膜覆盖下出现的植株早衰现象,从不改变地膜保水功能的角度出发,采取地膜玉米膜上遮挡降温覆盖措施,研究不同膜上遮挡措施下土壤温度变化及对玉米产量形成的影响,分析不同膜上遮挡措施下玉米耕层土壤物理... 详细信息

针对西北雨养旱作地区玉米长期地膜覆盖下出现的植株早衰现象,从不改变地膜保水功能的角度出发,采取地膜玉米膜上遮挡降温覆盖措施,研究不同膜上遮挡措施下土壤温度变化及对玉米产量形成的影响,分析不同膜上遮挡措施下玉米耕层土壤物理化学性状变化,为解析普通地膜玉米生育后期早衰提供理论参考。试验以陕单609为材料,基于2年田间试验,对比分析普通地膜覆盖+膜上覆黑色遮阳网(A)、普通地膜覆盖+膜上覆盖秸秆(B)与普通地膜覆盖(C)3种模式对农田土壤温度、土壤养分及玉米干物质量积累、产量和水肥利用效率的影响。结果表明:(1)在普通地膜覆盖的基础上添加遮挡物(黑色遮阳网、秸秆)可以有效降低土壤温度和紧实度,其中玉米生育前期降温效果最为明显。(2)与对照处理C相比,膜上遮挡降温处理A和处理B玉米生长后期土壤的有机质和全氮、全钾含量均增加,玉米肥料偏生产力分别提高7.24%和6.97%。(3)降温处理能够延缓玉米生长后期绿叶面积的衰减速率,提高植株干物质量的积累,增加玉米粒重。与处理C相比,降温处理A和处理B的2年平均玉米产量分别较普通地膜覆盖处理提高6.39%和5.93%,平均水分利用效率分别提高8.17%和7.67%。在西北雨养旱作区,适当降低普通地膜玉米的膜下温度有助于改善土壤理化性状,促进玉米籽粒干物质积累和产量形成,提高肥水利用效率。

关键词：玉米降温措施地膜覆盖土壤理化性状产量

长期施肥对设施菜田土壤酶活性及土壤理化性状的影响

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应用生态学报 2010年第7期21卷 1766-1771页

作者：马宁宁李天来武春成张恩平沈阳农业大学园艺学院辽宁省设施园艺重点实验室沈阳110161 河北科技师范学院园艺园林系河北秦皇岛066600

利用沈阳农业大学蔬菜长期定位施肥试验田,研究了长期施肥对设施菜田土壤酶活性及土壤理化性状的影响.结果表明:长期施用有机肥或有机肥与氮肥配合施用可明显提高土壤有机质和氮、磷、钾养分含量,改善土壤物理性状,增强土壤转化酶、脲... 详细信息

利用沈阳农业大学蔬菜长期定位施肥试验田,研究了长期施肥对设施菜田土壤酶活性及土壤理化性状的影响.结果表明:长期施用有机肥或有机肥与氮肥配合施用可明显提高土壤有机质和氮、磷、钾养分含量,改善土壤物理性状,增强土壤转化酶、脲酶和中性磷酸酶的活性;而长期单施氮肥造成土壤pH值和土壤酶活性降低.土壤酶活性与土壤养分因子的相关分析表明,转化酶活性与土壤有机质、全磷含量呈显著正相关;脲酶活性与土壤有机质、全磷和速效钾含量呈极显著正相关,与碱解氮和速效磷含量呈显著正相关;中性磷酸酶活性与土壤有机质、全磷和速效钾含量呈显著正相关;脱氢酶活性与土壤各养分因子均无明显相关性.

关键词：长期施肥土壤酶活性土壤理化性状