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豆科作物-小麦轮作方式下旱地小麦花后干物质及养分累积、转移与产量的关系

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生态学报 2012年第15期32卷 4827-4835页

作者：杨宁赵护兵王朝辉张达斌高亚军西北农林科技大学资源环境学院农业部黄土高原农业资源与环境修复重点开放实验室杨凌712100

研究旱作条件下豆科绿肥轮作影响旱地小麦产量变化的作物营养生态机制,对优化旱地作物种植施肥制度,促进水分资源高效利用、土壤培肥、作物增产有重要意义。通过两年定位试验,分析了与不同豆科作物轮作引起的后茬小麦产量变化及其与干... 详细信息

研究旱作条件下豆科绿肥轮作影响旱地小麦产量变化的作物营养生态机制,对优化旱地作物种植施肥制度,促进水分资源高效利用、土壤培肥、作物增产有重要意义。通过两年定位试验,分析了与不同豆科作物轮作引起的后茬小麦产量变化及其与干物质、氮磷钾养分累积、转移的关系。结果表明:与秋豆轮作的第一季,小麦籽粒产量无显著变化,但第二季小麦产量提高23.4%;与绿豆轮作,两季产量分别降低19.2%和4.4%;与大豆轮作,产量无显著变化。与秋豆轮作增加了小麦花后干物质及氮、磷养分累积,和对照相比分别增加了35.1%,128.8%和14.0%,而与大豆和绿豆轮作花后干物质累积分别降低26.7%和17.0%,花后氮累积分别降低44.2%和24.4%,花后磷累积与对照相比无显著差异。与此对应,秋豆-小麦轮作,其后茬小麦花后干物质及养分累积对产量形成的贡献显著增加,茎叶花前累积氮、磷向籽粒的转移对产量的贡献明显小于大豆-小麦和绿豆-小麦轮作处理。与氮、磷不同,小麦茎叶花前累积钾素向籽粒转移的同时,花后植株钾素没有累积,反而明显损失,其中与秋豆轮作的小麦花后植株钾素损失量较小,为3.8 kg/hm2,籽粒钾素占转移钾的81.0%;休闲或与大豆、绿豆轮作的小麦花后植株钾素损失较多,分别为10.9,12.6和5.5kg/hm2,籽粒钾素占转移钾的52.9%,52.9%和66.8%。与秋豆-小麦轮作处理小麦增产的主要原因是花后植株能累积更多干物质和氮、磷养分,减少了花前累积于茎叶的钾素在花后的损失。

关键词：豆科作物轮作干物质累积养分转移产量

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农田不同肥力条件下玉米秸秆腐解效果

农业工程学报 2009年第10期25卷 252-257页

作者：王旭东陈鲜妮王彩霞田霄鸿吴发启西北农林科技大学资源环境学院杨凌712100 农业部黄土高原农业资源和生态修复重点开放实验室杨凌712100

为了探讨农田不同肥力对玉米秸秆腐解转化和能态变化的影响,该文采用砂滤管法在陕西关中高、中等、低3种肥力塿土上进行了480d的玉米秸秆腐解试验,研究了腐解进程中玉米秸秆的分解率以及有机碳组成和能态变化。结果显示,随着腐解进行,... 详细信息

为了探讨农田不同肥力对玉米秸秆腐解转化和能态变化的影响,该文采用砂滤管法在陕西关中高、中等、低3种肥力塿土上进行了480d的玉米秸秆腐解试验,研究了腐解进程中玉米秸秆的分解率以及有机碳组成和能态变化。结果显示,随着腐解进行,腐解产物中的苯–醇溶性、水溶性组分下降,半纤维素和纤维素含量先上升后下降,而木质素增加;腐解物的能态呈现上下起伏、下降和相对稳定3个阶段的变化,总体是一个放能过程。腐解产物的热值与其有机碳、苯–醇溶性组分、水溶性组分、半纤维素和纤维素呈显著正相关,但与其灰分、木质素、腐殖物质含量呈显著负相关。腐解480d,3种肥力间比较发现,玉米秸秆在中等肥力田块上矿化率最高,低肥力田块上的最低;中等肥力土壤能够促进玉米秸秆中的水溶性有机组分和木质素的分解,而高肥力土壤能够促进苯–醇溶性组分和半纤维素、纤维素分解,并有利于腐殖物质的形成,而且腐解物的能态最高。

关键词：作物能态分解土壤肥料玉米秸秆

pH对粘土矿物胶体在饱和多孔介质中运移的影响

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环境科学学报 2012年第2期32卷 419-424页

作者：孙慧敏殷宪强王益权西北农林科技大学资源环境学院杨凌712100 农业部黄土高原农业资源与环境修复重点开放实验室杨凌712100

环境pH值条件的变化是影响土壤胶体运移的重要因素之一.本文选取土壤体系中常见的两种不同结构类型的粘土矿物胶体高岭石和蒙脱石作为主要实验材料,通过室内模拟实验和数学模型分析的手段,分别研究了不同pH值条件下,两种无机胶体在多孔... 详细信息

环境pH值条件的变化是影响土壤胶体运移的重要因素之一.本文选取土壤体系中常见的两种不同结构类型的粘土矿物胶体高岭石和蒙脱石作为主要实验材料,通过室内模拟实验和数学模型分析的手段,分别研究了不同pH值条件下,两种无机胶体在多孔介质中的迁移规律.结果表明:高岭石胶体受溶液的pH条件影响强烈,随着pH的变化,ξ电位及颗粒粒径大小发生明显变化,不同的pH条件下的穿透曲线差异明显.在酸性条件下,高岭石胶体回收率显著降低,而蒙脱石胶体基本不受pH影响;利用HYDRUS-1D模型拟合结果与测定数据之间非常匹配,说明利用该模型模拟饱和条件下胶体在多孔介质中的迁移完全可靠.

关键词： pH 高岭石蒙脱石穿透曲线 HYDRUS-1D

关中平原农田作物秸秆还田对土壤有机碳和作物产量的影响

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华北农学报 2011年第5期26卷 222-229页

作者：南雄雄游东海田霄鸿李锦王淑娟崔娟刘廷西北农林科技大学资源环境学院农业部黄土高原农业资源与环境修复重点开放实验室陕西杨凌712100

结合关中平原农业生产现状,通过对不同秸秆还田模式组合下土壤有机碳、活性有机碳含量和作物产量变化趋势的研究,揭示秸秆还田效应,为研究区筛选合理的还田模式以及农田土壤培肥和农业可持续发展提供理论依据。结果表明,小麦秸秆还田后... 详细信息

结合关中平原农业生产现状,通过对不同秸秆还田模式组合下土壤有机碳、活性有机碳含量和作物产量变化趋势的研究,揭示秸秆还田效应,为研究区筛选合理的还田模式以及农田土壤培肥和农业可持续发展提供理论依据。结果表明,小麦秸秆还田后经过一季夏玉米生长,能使耕层土壤(0～40 cm)有机碳有所提升;高留茬还田使0～20 cm土层土壤活性有机碳和碳库管理指数呈现降低趋势,而粉碎直接还田使其有所提高,但差异均未达到显著水平。随后对玉米秸秆进行还田,再经过一季小麦生长后,使得耕层土壤有机碳含量有所提高,其中连续两季进行秸秆粉碎直接还田使有机碳含量提高幅度最大,0～20,20～40 cm土层有机碳分别提高1.86,1.69 g/kg;同时显著增加了耕层土壤活性有机碳含量,其中小麦秸秆进行粉碎直接还田增加趋势更为明显,0～20,20～40 cm土层中分别平均提高0.90,0.85 g/kg;且秸秆还田显著增加了碳库管理指数,秸秆粉碎还田条件下增加趋势更明显。在关中平原的雨热条件下,通过田块尺度上秸秆还田能有效改善土壤有机质状况,尤其使有机碳质量明显提升,就短期效果而言秸秆粉碎直接还田对土壤有机碳的调节作用更为明显;针对研究区域容易出现的季节性干旱现象,在小麦秸秆还田时采用高留茬还田能有效提高夏玉米生长期内水分利用率,保证其稳产高产;轮作期内实施小麦高留茬-玉米粉碎直接还田模式组合,是实现该区域水热资源高效利用,农业高效高产的最优耕作模式组合。

关键词：关中平原秸秆还田土壤有机碳碳库管理指数作物产量

黄土台塬不同土地利用土壤有机碳与颗粒有机碳

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自然资源学报 2010年第2期25卷 218-226页

作者：刘梦云常庆瑞齐雁冰孙宁西北农林科技大学资源环境学院农业部黄土高原农业资源与环境修复重点开放实验室陕西杨凌712100

为了探讨土地利用方式对土壤有机碳固定的影响，论文以乔木、灌木、草地和农田等不同植被类型，纯林和混交两种栽培模式的黄土台塬为研究对象，进行了土壤有机碳（SOC）和颗粒有机碳（POC）分析。结果表明：不同土地利用方式土壤SOC和PO... 详细信息

为了探讨土地利用方式对土壤有机碳固定的影响，论文以乔木、灌木、草地和农田等不同植被类型，纯林和混交两种栽培模式的黄土台塬为研究对象，进行了土壤有机碳（SOC）和颗粒有机碳（POC）分析。结果表明：不同土地利用方式土壤SOC和POC在0～100cm土体中均存在差异，尤以0～40cm深度突出，其中灌木林地和天然草地在整个剖面上可积累更多的SOC和POC：不同土地利用方式土壤细颗粒有机碳（FPOC）含量、分配比例及其在剖面上的分布变化均小于粗颗粒有机碳（CPOC），在0～100cm土体中，CPOC敏感性指标分别为SOC、FPOC和POC总量的2．66～13．56、3．75～5．99和2．58～4．17倍；不同土地利用方式土壤SOC与POC极显著相关，耕地SOC与POC相关性相对较小，乔灌混交林地和乔木林地最大。因此，CPOC和FPOC均可作为衡量土地利用方式转变对于土壤影响的评价指标之一。

关键词：黄土台塬土地利用方式有机碳粗颗粒有机碳细颗粒有机碳

基于GIS的黄土台塬区县域耕地生产潜力评价研究

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西北农林科技大学学报（自然科学版） 2013年第1期41卷 109-117页

作者：陈涛常庆瑞刘京刘梦云齐雁冰西北农林科技大学资源环境学院陕西杨凌712100 农业部黄土高原农业资源与环境修复重点开放实验室陕西杨凌712100

【目的】对黄土台塬区县域耕地生产潜力现状进行评价。【方法】针对陕西合阳县耕地资源现状,选取立地条件(地貌类型、坡度、海拔)、耕层土壤速效养分(碱解氮、速效磷、速效钾)、理化性质(土壤pH、有机质)、剖面性状(土壤剖面构型、土壤... 详细信息

【目的】对黄土台塬区县域耕地生产潜力现状进行评价。【方法】针对陕西合阳县耕地资源现状,选取立地条件(地貌类型、坡度、海拔)、耕层土壤速效养分(碱解氮、速效磷、速效钾)、理化性质(土壤pH、有机质)、剖面性状(土壤剖面构型、土壤结构)、农田管理(农田基础设施、灌溉能力、障碍类型)5个方面的13个因子,建立耕地生产潜力评价体系,利用层次分析法和模糊评价法对合阳县耕地生产潜力进行定量分析。【结果】在陕西合阳县87 316.93hm2耕地中,1～6级耕地面积分别为872.23,13 124.13,25 365.18,30 323.57,16 440.34,1 191.48hm2。其中1～3级耕地主要为水浇地,集中分布在沿黄滩区或低台塬区;4级耕地多为旱地,主要位于平缓高台塬区;而5级和6级耕地则主要分布在坡度较陡的高台塬区和山地坡脚,地形破碎,土层较薄,速效养分含量低,且常伴有土壤侵蚀作用。【结论】成功建立了基于GIS的黄土台塬区县域耕地生产潜力评价体系,这为该地区耕地资源可持续利用及农业结构调整提供了理论依据,同时也为我国西北黄土台塬区耕地生产潜力评价体系构建与评价方法进行了有益探索。

关键词：黄土高原台塬区耕地生产潜力地理信息系统

黄土残塬沟壑区利用阔叶树种枯落叶对针叶林土壤极化的防治效应

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土壤学报 2012年第3期49卷 445-453页

作者：刘增文时腾飞杨森浩潘岱立李卓青罗伟西北农林科技大学资源环境学院陕西杨凌712100 农业部黄土高原农业资源与环境修复重点开放实验室陕西杨凌712100

人工纯林的长期连续生长或连栽所引起的土壤极化是导致土壤退化和影响人工林生态系统稳定及可持续发展的重要原因,防治的根本途径是引入其他树种形成针阔混交林或者利用其他树种枯落叶进行根系附近的局部客置。针对在黄土残塬沟壑区的... 详细信息

人工纯林的长期连续生长或连栽所引起的土壤极化是导致土壤退化和影响人工林生态系统稳定及可持续发展的重要原因,防治的根本途径是引入其他树种形成针阔混交林或者利用其他树种枯落叶进行根系附近的局部客置。针对在黄土残塬沟壑区的针叶纯林,通过野外采集典型林地腐殖质层土壤和不同森林和城市道路绿化阔叶树种当年枯落叶后进行室内混合培养试验,研究表明:(1)油松枯落叶会引起土壤有机质、有效磷含量、微生物数量增加和脱氢酶、磷酸酶、多酚氧化酶等多种酶活性增强的正向极化,但同时却会引起土壤碱解氮含量和脲酶、蔗糖酶活性降低的负向极化。与小叶杨和沙棘混交或将其枯落叶客置可以明显改善油松林地土壤性质,而柠条、刺槐和辽东栎则反会恶化土壤性质。客置七叶树、紫叶李、泡桐枯落叶可以明显改善油松林地土壤性质,其次为银杏,而其他树种均不适宜。(2)侧柏枯落叶会引起土壤有效磷、速效钾含量、微生物数量增加和蔗糖酶、脱氢酶、磷酸酶、蛋白酶、多酚氧化酶活性增强的正向极化,但同时却会引起土壤碱解氮含量和脲酶活性降低的负向极化。与辽东栎、刺槐混交或将其枯落叶客置可以明显改善侧柏林地土壤性质,其次是沙棘和柠条,而小叶杨则反会恶化土壤性质。客置玉兰、七叶树、法桐枯落叶可以明显改善侧柏林地土壤性质,其次为杜仲、五角枫,而其他树种均不适宜。该研究结果将对于大面积人工纯林改造、混交林营建等方面具有重要的理论指导和实践意义。

关键词：人工林土壤退化土壤极化枯落叶

黄土高原半干旱丘陵区不同树种纯林土壤性质极化研究

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土壤学报 2009年第6期46卷 1110-1120页

作者：刘增文段而军刘卓玛姐冯顺煜西北农林科技大学资源环境学院陕西杨凌712100 农业部黄土高原农业资源与环境修复重点开放实验室陕西杨凌712100

人工或天然纯林土壤性质呈现偏离原平衡态并朝某个方向非平衡或极端化发展的现象被作者称为极化。作者提出了抗极化域(W)、抗极化度(R)、极化度(P)和极抗比(I)等土壤极化的表征指标,并采用多样地多样点混合采土法对黄土高原半干旱丘陵... 详细信息

人工或天然纯林土壤性质呈现偏离原平衡态并朝某个方向非平衡或极端化发展的现象被作者称为极化。作者提出了抗极化域(W)、抗极化度(R)、极化度(P)和极抗比(I)等土壤极化的表征指标,并采用多样地多样点混合采土法对黄土高原半干旱丘陵区进入成熟生长期的不同树种纯林和混交林土壤性质进行了广泛测定和极化分析。结果表明:(1)不同树种林地属于极强度极化(P>0.20)的土壤性质分别为:油松纯林的化学性质,侧柏、刺槐和沙棘纯林的化学和生物学性质,白榆纯林的化学、生物学性质和微量元素,白桦纯林的生物学性质,茶条槭纯林的生物学和物理性质。(2)总体而言,油松和刺槐纯林会引起土壤的严重贫养化;侧柏纯林会引起土壤的严重富养化;白榆纯林虽然会引起土壤的富养化,但却使得微量元素越来越缺乏;白桦纯林主要会引起土壤生物学性质的恶化;茶条槭纯林土壤有偏贫养化和生物学性质恶化的趋势;沙棘纯林会导致土壤严重贫养化和生物、物理性质的恶化;小叶杨纯林土壤性质尚未发生明显极化。(3)总体而言,小叶杨、油松的抗极化能力均较强,而白榆的抗极化能力最低;相对于林木抗极化能力,土壤的绝对综合极抗比属于中等以上(Ia>0.40)的性质分别为:油松纯林的化学、物理性质,侧柏、刺槐和白榆纯林的所有性质,白桦纯林的生物学、物理和化学性质。

关键词：纯林土壤退化土壤极化

长期污灌农田土壤重金属污染及潜在环境风险评价

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农业环境科学学报 2012年第11期31卷 2152-2159页

作者：陈涛常庆瑞刘京刘钊刘海飞西北农林科技大学资源环境学院陕西杨凌712100 农业部黄土高原农业资源与环境修复重点开放实验室陕西杨凌712100

以西安市某典型污灌区农田土壤为研究对象,分析长期污水灌溉对表层土壤重金属含量及富集状况的影响,采用内梅罗指数法和Hakanson潜在生态危害指数法对其污染现状及潜在环境风险进行评价。结果表明:长期污灌已导致农田土壤Cd、Cr、Cu、Hg... 详细信息

以西安市某典型污灌区农田土壤为研究对象,分析长期污水灌溉对表层土壤重金属含量及富集状况的影响,采用内梅罗指数法和Hakanson潜在生态危害指数法对其污染现状及潜在环境风险进行评价。结果表明:长期污灌已导致农田土壤Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn7种重金属相对自然背景有不同程度累积,其富集比例依次为100%、82.69%、100%、100%、80.77%、98.08%和100%,仅有土壤As平均含量低于其背景水平;以国家土壤环境质量标准二级限量值作为污染评价阈值,其中Cd和Hg污染表现突出,按其污染指数平均值排序为Cd>Hg>Ni>Cu>Zn>As>Cr>Pb;土壤重金属综合潜在环境风险为"强"等级,Hg、Cd的环境影响占据主导;随污灌年限增长,离灌渠越近,农田土壤重金属的污染水平和环境风险越高。鉴于该区土壤重金属已呈现较强生态危害性,应及时采取必要防治措施,调整土地利用结构,确保农田环境及农产品安全生产。

关键词：污水灌溉土壤重金属污染评价潜在环境风险评价