种植花椒对喀斯特石漠化地区土壤有机碳矿化及活性有机碳的影响

以贵州西南部典型石漠化治理示范区内5年、17年、30年生花椒林和乔木林(约60年)土壤为对象,采用室内模拟培养方法研究了0~15、15~30、30~50 cm这3个剖面土壤有机碳的矿化特征及活性有机碳的含量变化.结果表明,30年生花椒林土壤有机碳累计矿化量在各层土壤中均高于对应的乔木林土壤,而5年、17年生花椒林地各层土壤则均低于对应的乔木林土壤,3种花椒林土壤有机碳累计矿化量分配比在各层均高于对应的乔木林土壤.长期种植花椒增加了土壤有机碳的矿化量,降低了土壤有机碳的稳定性.乔木林土壤易氧化有机碳和颗粒有机碳在各层均显著高于对应的3种花椒林土壤(P0.05).随花椒种植年限增加,土壤易氧化有机碳和颗粒有机碳含量在0~15 cm和15~30 cm土层先增加后减少,在30~50cm土层则为先减少后增加.短期花椒种植有利于土壤活性有机碳的增加,长期则降低了0~15 cm和15~30 cm层土壤活性有机碳含量,花椒种植有利于深层(30~50 cm)土壤活性有机碳的积累.     

生草果园土壤微生物群落的碳源利用特征

传统的清耕果园土壤肥力持续下降,而果园生草作为一种新兴的果园管理模式,对改善果园土壤状况具有重要的作用.本试验利用Biolog微平板技术,对苹果园清耕、苹果∕白三叶间作、苹果∕小冠花间作、苹果/鸡脚草间作这4种管理模式下土壤微生物群落功能多样性进行了研究,探讨了果园不同生草条件下土壤微生物群落的碳源利用特征,为揭示生草果园土壤生态学过程的驱动机制提供参考.结果表明,不同处理的微生物群落功能多样性差异显著,总体趋势为白三叶小冠花鸡脚草清耕.相关性分析表明,4个处理土壤微生物的平均颜色变化率(average well color development,AWCD)、Shannon指数、丰富度指数、Mc Intosh指数与土壤有机碳、全氮、微生物量碳呈极显著正相关,Shannon指数与p H呈显著正相关.主成分分析与碳代谢图谱分析表明:生草处理提高了土壤微生物对碳源的利用能力,其中豆科牧草白三叶与小冠花土壤微生物对糖类(N-乙酰-D-葡萄糖胺、D-甘露醇、β-甲基-D-葡萄糖苷)、氨基酸类(甘氨酰-L-谷氨酸、L-丝氨酸、L-苏氨酸)、多聚物类(吐温40、肝糖)的利用代谢能力显著高于清耕处理.可见,生草处理与清耕处理土壤微生物群落形成了各自独特的群落结构与特点.     

土壤改良剂及其组合原位钝化果园土壤中的Pb、Cd

采用土壤改良剂及其组合,研究了重庆市金果园2个园区土壤中Pb、Cd的原位钝化效果.实验包括8种处理:对照、生石灰、过磷酸钙、有机肥、生石灰+过磷酸钙、生石灰+有机肥、过磷酸钙+有机肥、生石灰+过磷酸钙+有机肥.结果表明,除单施过磷酸钙外,其它改良剂处理都能降低枇杷园和桃园土壤酸度.与对照比较,单施生石灰可显著提高枇杷园和桃园土壤pH,处理120 d时土壤pH分别提高0.93和0.79个单位.改良剂处理均能降低土壤中Pb、Cd的生物有效性,进而降低果品中的Pb、Cd含量.配施生石灰和过磷酸钙可显著降低枇杷园和桃园土壤有效态Pb含量,处理150 d时分别下降3.46%和3.56%,枇杷和桃子中Pb含量分别下降18.3%和14.44%.单施生石灰可显著降低枇杷园土壤有效态Cd含量,处理150 d时下降10.95%;配施生石灰、过磷酸钙和有机肥能显著降低桃园土壤有效态Cd含量,处理150 d时下降7.09%.施加改良剂可进一步降低枇杷中的Cd含量,单施生石灰使枇杷和桃子中的Cd含量分别下降30.91%和24.62%.     

An evaluation of heavy metals contamination in soils from Ganzhou navel orange orchards by geoaccumulation indexes and statistical analysis

Heavy metal pollution in orchard soils is of increasing concern owing to the potential health risk via the food chain. The evaluations of the degree of heavy metal contamination and the potential sources in soils from navel orange orchards in the Ganzhou district were investigated in the present study with the geoaccumulation index and hierarchical cluster analysis. The soil samples were collected from 280 navel orange orchards located in the 18 counties of the Ganzhou district. The concentrations of heavy metals in the samples were determined using atomic fluorescence spectrometry and inductively coupled plasma atomic emission spectrometry with sample preparation by microwave digestion system. The results of the geoaccumulation index showed that the Ganzhou navel orange orchards were practically uncontaminated with Hg, As, Pb, Cd, Cr, Zn, and Cu, while uncontaminated to moderately contaminated with Ni. The results of cluster analysis indicated that four distinct clusters emerged for 18 sampling counties, and the considerable differences between clusters were derived from the different kinds of polluted substances. Results of the assessment of geoaccumulation index of heavy metals in soils will be helpful for the formulation of strategic sustainable agriculture in Ganzhou navel orchards and improvement of the navel orange yield and quality.     

生草栽培下果园土壤固碳潜力研究

果园是我国南方红壤丘陵区重要的土地利用类型之一,但目前丘陵区果园中存在一些不合理开发、传统粗放式的经营、水土保持技术缺乏等因素,导致水土流失严重,土壤退化严重。寻求合理的土壤管理措施,减少果园水土流失,增加红壤的碳汇功能一直是学术界和生产实践面临的重要问题。本研究以福建尤溪长期定位试验为研究平台,研究顺坡开垦＋清耕、梯台开垦＋清耕、梯台开垦＋套种平托花生Arachis pintoi这3种垦殖方式对红壤果园有机C含量的影响,并利用Jenny模型对不同处理的土壤有机碳动态进行模拟。结果表明,经过14年的垦殖,清耕模式导致土壤容重增大,而梯台生草处理土壤容重比开垦前降低了1.8%;生草栽培不但提高了果园土壤有机碳含量,且生草栽培处理的土壤有机碳储量比清耕处理提高了13.9%～34.7%,其与清耕处理间的差异达到显著性水平;本试验条件下果园土壤有机碳平衡值为16.607~25.608 g/kg,并以此估算得到生草栽培处理0~20 cm土层有机碳储量平衡值为54.801 t/hm2,其固碳潜力为24.6951 t/hm2,分别是顺坡清耕和梯台清耕处理的4.2倍和1.5倍。因此可以认为生草栽培有利于提高土壤的碳汇功能。     

干湿交替对福寿螺摄食和生长的影响

福寿螺（Pomacea canaliculata）被世界自然保护联盟列入世界100种恶性外来入侵物种黑名单,在我国南方已对水稻生产造成严重危害。为了探索通过水分调控来防治福寿螺的方法,本研究模拟福寿螺野外生存条件,探讨不同干湿交替条件下福寿螺摄食和生长的情况,来分析干旱胁迫对其体重增长率(Weight growth rate,WGR)、摄食率（Feeding rate,FR）、食物转化率(Food conversion ratio,FCR)、特定生长率（Specific growth rate,SGR）等的影响。结果表明：福寿螺在干湿交替条件下,其WGR、FR、FCR、SGR均受到明显抑制,甚至出现负值的情况;福寿螺的壳高随着有水时长的延长而增加,出现干旱时间越长,壳高增长越缓慢的现象;福寿螺在短时期干湿交替条件下发生部分补偿生长现象,这种补偿生长效应可能主要是通过饥饿后摄食水平提高而实现的,但超出一定限度时则不能补偿生长。根据上述结果,可以认为福寿螺在缺水条件下无法正常生长,且影响程度随着干旱时间的增加而增大。此外,福寿螺普遍会在旱后复水180min内钻出土壤,因此,可利用此时机防治福寿螺,及时避免其损伤水生作物。本研究结果可为稻田福寿螺的综合防治和水资源利用管理提供理论参考。     

苹果和土壤中丙森锌的消解动态及残留规律

研究了苹果和土壤中丙森锌残留的气相色谱分析方法,及其代谢物乙撑硫脲的高效液相色谱分析方法,并在天津、山东烟台和陕西咸阳进行了苹果和土壤中丙森锌及其代谢物乙撑硫脲残留消解动态和残留规律田间试验研究.结果表明,在0.05—2 mg.kg-1的加标水平下,苹果和土壤中丙森锌的加标回收率分别为77.12%—92.85%和9.24%—94.68%,变异系数分别为3.30%—6.56%和3.29%—5.29%;在0.05—1 mg.kg-1的加标水平下,苹果和土壤中乙撑硫脲的加标回收率分别为80.91%—97.47%和84.11%—99.97%,变异系数分别为3.23%—3.82%和2.80%—3.40%.苹果和土壤中丙森锌和乙撑硫脲的最小检出量分别为5.0×10-10g和1.0×10-10g,其中苹果和土壤中丙森锌的最低检出浓度为0.025 mg.kg-1,乙撑硫脲的最低检出浓度为0.005 mg.kg-1.按1.5倍推荐剂量600倍稀释液在苹果上施用65%戊唑醇.丙森锌可湿性粉剂1次,丙森锌在苹果和土壤中的残留消解半衰期分别为6.0—6.8 d和8.7—10.1 d.按推荐剂量和1.5倍推荐剂量在苹果上各施用65%戊唑醇.丙森锌可湿性粉剂3—4次,2次施药间隔为10 d,距最后一次施药21 d时,丙森锌在苹果中的最高残留量低于我国农业行业标准规定的最大残留限量2 mg.kg-1.     

基于RS和GIS的陕西省洛川县土地利用类型和植被覆盖变化特征

明确土地利用类型转变和植被覆盖度变化的范围、幅度和归因是评估生态工程环境效应的前提。然而,在黄土高原塬区县域尺度类似的研究鲜有报道。基于长时间序列NDVI数据和Landsat系列卫星数据,探究了黄土高原洛川县土地利用和植被覆盖度的变化状况。结果表明：退耕还林（草）工程实施以来,洛川县植被覆盖度从0.6（2000年）增至0.9（2020年）,耕地面积减少了481.8 km²,其中212.8 km²为坡度＜15°的适耕区转为苹果园,耕地改种苹果后植被覆盖度从0.5增至0.8。由于坡耕地还林草的面积在洛川县土地变化总面积中仅占1.5%,远小于其他地类改种苹果的面积（占20.0%）,因此,洛川县植被覆盖度的提升主要是政府大力推广苹果树种植的结果。本研究可为黄土高原经济林建设提供基础数据和科学参考。     

赤红壤坡地幼龄果园间种不同牧草的生态环境效应

在赤红壤坡地幼龄果园间种６种牧草,对其生态环境效应进行了试验观测。结果发现,果园间种牧草可明显增大地面覆盖,增加土壤的保水能力,减少水土流失,提高了土壤肥力和土地生产力。然而,由于有些牧草生长旺盛、生物量大,高度和覆盖度大,不可避免地与果树争肥、争水、争光,特别是在贫瘠的坡地上或在干旱季节里。文章指出,幼龄果园间种牧草是一种较好的坡地可持续利用模式,但在牧草品种的适应性选择应加以深入研究。     

黄土区果园和刺槐林生态系统土壤有机碳变化及影响因素

果园和刺槐是黄土区小流域综合治理中两种典型土地利用方式,对比分析二者土壤固碳功能变化有助于深入了解小流域综合治理条件下陆地生态系统土壤碳循环过程及其影响因素.在中国科学院长武黄土高原农业生态试验站,针对20世纪80年代以来综合治理的王东沟小流域,选取坡地上不同生长年限苹果园和刺槐林群落,测定表层(0~20 cm)土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)以及根系生物量和地表凋落物含量,研究不同治理措施下SOC的变化特征及其影响因素.结果表明:1随生长年限的增加,苹果园中SOC、TN含量呈降低趋势,而刺槐林中呈增加趋势.与农地(对照)相比,3年、8年、12年、18年苹果园SOC、TN含量分别降低了3.26%、10.54%、18.08%、22.55%和-8.08%、-0.48%、4.97%、16.91%,12年、18年、25年刺槐林SOC、TN含量分别增加了5.31%、32.36%、44.13%和2.49%、15.75%、24.22%;23年、8年、12年、18年苹果园细根生物量,分别为农地(对照)的25.97%、66.23%、85.71%和96.10%,凋落物量均为0 g·m-2,而12年、18年、25年刺槐林细根生物量相较农地(对照),分别增加了23.53%、79.41%、157.35%,凋落物输入量分别为194、298、433g·(m2·a)-1;3有机物输入差异是导致果园和刺槐生态系统土壤固碳功能差异化的重要原因.