煤矸山复垦林地、草地土壤生态肥力差异分析

土壤生态肥力不仅能反映土壤为植物生长提供水、肥、气、热的能力,还可反映土壤健康状况和可持续利用的能力,故能够用于煤矸山复垦地土壤质量评价。以山西省长治市潞安矿区植被复垦后8年的煤矸山为研究对象,比较了复垦为林地和复垦为草地的0～10 cm和10～20 cm土层土壤生态肥力的差异,并分析其原因。结果表明:(1)复垦林地土壤碱解氮和有效磷含量,微生物量碳和氮含量,碱性磷酸酶活性,微生物群落PLFA总浓度和细菌、真菌、放线菌和革兰氏阳性菌群落PLFA浓度均明显高于复垦草地,而土壤微生物丰富度指数、Shannon-Weiner指数低于复垦草地。(2)土壤生态肥力评价结果表明,复垦林地土壤生态肥力水平优于复垦草地,这主要缘于复垦林地中较强的根系作用和较多的根系分泌物形成了有利于营养物质迁移转化以及微生物和酶生长的土壤微环境。本研究可为煤矸山复垦植被的选择和复垦地后期管理提供科学依据。     

激光粒度仪法与湿筛-沉降法测定火山碎屑物发育土壤颗粒组成的比较

为了比较湿筛-沉降法和激光粒度仪法测定玄武质火山碎屑物发育土壤的颗粒组成的结果,对供试土壤进行了比重值测定,并采用实测比重值和常用比重值(2.65)分别进行了湿筛-沉降法的土壤颗粒组成测定,同时又对样品进行了激光粒度仪法测定。结果表明:玄武质火山碎屑物发育土壤的比重值较土壤的常用比重值有一定的差异,进而导致了两种比重值条件下湿筛-沉降法测定的土壤颗粒组成的差异,但相差不大。激光粒度仪法测定的土壤颗粒组成与湿筛-沉降法比较,黏粒含量偏低,粉粒含量偏高,绝大多数砂粒含量偏高。导致这种差异的原因之一是两种方法的测定原理不同,分别测定的是同一颗粒的不同特征;其次是测定的粒径范围不同,湿筛-沉降法测定<2 mm的全部土粒,但激光粒度仪法对小于某粒径(MS3000激光粒度仪的测量范围是0.01～3500μm)的土粒不做测量;此外,还受黏土矿物的层状构造及土壤分散方法的影响。由于不同生产厂家、不同型号的激光粒度仪,其测量范围不同,对土壤颗粒组成的测定结果会产生一定的影响。所以,建议在应用激光粒度仪测定土壤颗粒组成时,标示仪器的生产厂家和型号。     

二郎山亚高山公路边坡土壤氮素与细菌群落组成的相关性研究

本文测定不同生长季节(3月、6月、10月)二郎山亚高山公路边坡的土壤氮素含量、微生物群落组成,探讨了两者间的相关性,旨在为该区域受损公路边坡植被恢复提供理论依据。结果表明:(1)与3月相比,4个样点土壤全氮含量呈现6月增加、10月减少;其中:铵态氮含量6月减少、10月增加的变化趋势;(2)3月、6月、10月各样点土壤细菌群落物种丰度指数的变化幅度分别为3530～3745、5018～6030、4121～5504,其中变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、厚壁菌门(Firmicutes)、酸杆菌门(Acidobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)为该区域公路边坡土壤中门分类水平下的优势菌群;马赛菌属(Massilia)、不动杆菌属(Acinetobacter)、假单胞菌属(Pseudomonas)和黄杆菌属(Flavobacterium)是该区域属分类水平下的优势菌群;(3)相关性分析结果表明,绿弯菌门(Chloroflexi)细菌丰富度与土壤总氮含量显著(P<0.05)正相关,与铵态氮含量极显著(P<0.01)负相关,厚壁菌门(Firmicutes)细菌丰富度与铵态氮含量极显著(P<0.01)正相关。     

不同氮水平下秸秆、生物质炭添加对旱作农田土壤酸解有机氮组分的影响

为探明不同氮水平下秸秆、生物质炭添加对陇中黄土高原旱作农田土壤酸解有机氮组分的影响,2014年在定西市安定区李家堡镇布设的不同氮水平下秸秆、生物质炭添加定位试验(共9个处理),利用Bremner分级法,对该试验2018年收获后的土壤有机氮组分进行测定与分析。结果表明:在0～30 cm土层(0～5、5～10、10～30 cm土层),各处理酸解总有机氮、酸解氨态氮、酸解氨基酸态氮、酸解未知态氮含量均随土层的加深而降低,酸解氨基糖态氮含量随土层的加深而增加;较之无炭处理(CN0、CN50、CN100处理的均值),生物质炭添加(BN0、BN50、BN100处理的均值)处理可提升酸解总有机氮含量10.12%、9.14%、7.61%(土层由上至下),提升酸解氨态氮含量15.02%、16.25%、17.19%(土层由上至下),提升酸解氨基酸态氮含量13.31%、11.84%、8.74%(土层由上至下),其中BN100处理下对其提升效应最显著;较之无炭处理(CN0、CN50、CN100处理的均值),秸秆添加处理(SN0、SN50、SN100处理的均值)可提升酸解氨基糖态氮含量26.46%、26.51%、25.78%(土层由上至下),其中SN100处理下对其提升效应最显著;不同处理下,有机氮各形态的分布趋势为酸解氨基酸态氮酸解氨态氮酸解未知态氮酸解氨基糖态氮。总之,BN100处理对酸解氨基酸态氮、酸解氨态氮提升效应最显著,进而增加土壤供氮潜力,可筛选为该区春小麦栽培的合理施肥方式。     

不同配料颗粒秸秆施用对土壤速效养分及小麦生长的影响

我国西北地区气温较低，秸秆直接还田腐解慢、养分循环慢、当季利用率低、影响作物出苗，导致秸秆还田率不高。针对以上问题，本研究以小麦秸秆为原料，以硫磺粉（养分活化剂）和麦秸生物炭（养分吸附剂）为外源添加材料，制成秸秆颗粒。硫磺粉的添加质量比为3%（WS3）、5%（WS5）、10%（WS10），生物质炭的添加质量比为5%（WC5）、10%（WC10）、15%（WC15），以秸秆颗粒（WK）、剪碎秸秆（W，W6）及无秸秆（CK）为对照，通过盆栽试验探究了秸秆颗粒对土壤速效养分及小麦生长的影响。结果表明：秸秆颗粒较剪碎秸秆处理相比，能显著提高土壤速效养分及小麦生物量和植株全量氮、磷、钾含量，添加硫磺或生物炭的秸秆颗粒提升效果更明显。各处理土壤硝态氮含量以WS3处理最高，较W处理提高14.44%；铵态氮含量以WC5处理最高，较W处理提高40.93%；速效磷含量以WS10处理最高，较W处理提高23.42%；速效钾含量以WC5处理最高，较W处理提高9.05%；差异均达显著水平（P<0.05）。小麦生物量以WS5处理最高，较WK处理提高29.61%；全氮含量以WS10最高，较WK处理提高11.44%；全磷含量以WS10处理最高，较WK处理提高21.82%；全钾含量以WC15最高，较WK处理提高12.53%；差异均达显著水平（P<0.05）。综上可知，秸秆颗粒在西北地区实现秸秆还田和养分循环，维持土壤肥力等方面具有很大应用前景。     

基于InVEST模型的祁连山国家级自然保护区土壤保持现状与功能

运用InVEST模型,对甘肃祁连山自然保护区土壤保持现状与功能进行了定量评估,分析了不同土地利用、海拔高度、坡度以及土壤类型下的保土状况。结果表明:2015年甘肃祁连山自然保护区土壤侵蚀量与土壤保持量分别为1. 67×10^8t、4.21×10^8t。从侵蚀面积来看,保护区以微度和轻度侵蚀为主,占总面积的63.95%;虽草地的土壤保持能力弱于其他自然植被类型,但草地是土壤保持总量最高的土地利用类型;不同海拔梯度下的土壤保持总量随海拔增加呈现先增后减的趋势,保护区内海拔2 500~3 500 m的土壤保持功能最好;栗钙土的土壤保持量最高,黑毡土在草原土壤类型中土壤保持强度较低;坡度为15°~25°的区域土壤保持量最大,占土壤保持总量的31.93%;甘肃祁连山保护区生态系统减少泥沙淤积和减少土地废弃的价值分别为5. 76×10^8元和1. 44×10^8元,保护区内林草地保肥价值为9. 03×10^10元。     

氮添加对天山高寒草原土壤酶活性和酶化学计量特征的影响

为探究氮添加对高寒草原生态系统土壤酶活性的影响,于2018年在中国科学院巴音布鲁克草原生态系统研究站,选择4个氮添加水平(对照,N0,0 kg·hm^-2·a^-1;低氮,N1,10 kg·hm^-2·a^-1;中氮,N3,30 kg·hm^-2·a^-1;高氮,N9,90 kg·hm^-2·a^-1),开展土壤酶活性对氮添加响应的研究,分析土壤酶活性对氮添加的响应特点,土壤酶化学计量比以及土壤酶活性与土壤环境因子的关系。结果表明:与对照相比,氮添加在N3水平显著增加β-1,4葡萄糖苷酶(βG)、β-D-纤维二糖水解酶(CBH)和β-1,4木糖苷酶(βX)酶活性(P<0.05),N1和N3水平显著增加碱性磷酸酶(AKP)活性(P<0.05),N3水平显著降低多酚氧化酶(PPO)活性(P<0.05),氮添加对亮氨酸氨基肽酶(LAP)活性影响不显著,N3水平下显著增加N-乙酰-β-D氨基葡萄糖苷酶(NAG)活性(P<0.05)。相关分析表明,8种土壤酶活性均与土壤有机碳(SOC、NAG除外)和总磷(TP)显著相关,与土壤总氮(TN)不相关。研究区土壤酶活性C∶N∶P化学计量比为1∶1∶1.2,与全球生态系统的土壤酶活性C∶N∶P的比值1∶1∶1相偏离,表明该研究区土壤微生物生长受磷素限制。冗余分析(RDA)进一步揭示出土壤有机碳和土壤全磷含量是影响土壤酶活性的主要因子。     

添加芽孢杆菌对草鱼池塘中真核微生物的影响

为了研究添加芽孢杆菌对池塘中真核微生物群落结构和理化因子的影响,采用高通量测序技术分析了实验组(添加芽孢杆菌池塘)与对照组(普通池塘)水体真核微生物群落结构,同时分析了两组池塘的水体理化指标。结果表明:8、9月实验组池塘水体中TN、NH_4~+-N、NO_3~--N含量显著低于对照组(P0.05)。水体中梅尼小环藻(Cyclotella meneghiniana)、红囊藻(Hedriocystis)、蓝隐藻(Chroomonas)、丝孢酵母属(Trichosporon)和小环藻属(Cyclotella)真核微生物丰度显著高于对照组(P0.05)。实验组池塘水体真核微生物Chao1指数和Shannon指数显著高于对照组(P0.05)。实验结果证实:通过向池塘添加芽孢杆菌,可以改变水体中真核微生物群落的结构,从而实现对池塘理化因子的调节。研究结果对于降低水产养殖尾水对水域环境的污染具有一定的意义。     

长期增温对荒漠草原短花针茅群落组成和土壤养分及酶活性特征的影响

【目的】为了揭示长期增温对荒漠草原短花针茅群落组成和土壤养分及酶活性特征的影响.【方法】采用远红外线辐射器模拟开顶式生长室(OTCs)增温的方法,连续6年(2014～2019)对比和研究了荒漠草原短花针茅群落组成和土壤养分及酶活性对增温的响应.【结果】增温样地0～10、10～20、20～30、30～40 cm土壤平均温度均高于对照样地,在表层OTC和CK土壤平均温度相差较大,在30～40 cm,OTC和CK土壤平均温度基本一致;而平均含水量与土壤温度变化趋势相反,说明荒漠草原增温试验能够显著改变土壤温度和含水量,主要集中在表层土壤.增温样地和对照样地群落物种组成基本相同,说明增温作用没有明显的改变试验样地内植物群落组成.增温样地内Margalef丰富度指数、Shnnon-Winener指数、Sinpson指数均高于对照样地,而Pielou指数差异并不显著(P>0.05),说明温度升高使荒漠草原植物群落的均匀度增加,但并没有提高草地植物的物种多样性.增温样地内0～10、10～20、20～30、30～40 cm土壤养分含量和酶活性均高于对照样地,OTC和CK样地土壤养分含量和酶活性随着土壤深度的增加而逐渐降低趋势,在表层OTC和CK相差较大,在30～40 cm,OTC和CK基本一致.【结论】长期增温并未改变荒漠草原短花针茅的群落组成,而提高了群落丰富度指数和多样性指数,同时增加了土壤养分和酶活性,而并未改变其垂直变化规律.     

环境水体中病原微生物与指示微生物的相关性研究

对夏、冬两季温瑞塘河水体中病原微生物与常用指示微生物粪大肠杆菌和大肠埃希菌的关系进行了研究,针对水环境中伤寒沙门氏菌建立了环介导等温扩增技术的快速检测方法。结果显示,温瑞塘河水体中微生物污染较严重,粪大肠菌群数量高达1.10×103~1.40×107m L-1,超过60%的站位微生物污染程度超过地表水V类水质标准。大肠埃希菌浓度为1.00×104~5.08×106m L-1,且这2种常用的指示微生物间表现出较高的相关性。不同污染程度的水体中伤寒沙门氏菌的检出率差异显著,且夏季的检出率要高于冬季。在粪大肠杆菌浓度低于104m L-1的水样中,未能检出伤寒沙门氏菌;但水样中粪大肠杆菌浓度高于104m L-1时,伤寒沙门氏菌的检出率随粪大肠杆菌浓度上升而上升;当水体中粪大肠杆菌浓度超过106m L-1时,伤寒沙门氏菌的检出率达100%。本研究结果表明,常用的水环境指示微生物能够在一定程度上反映水体病原微生物的污染情况,但在具体应用中需考虑到污染源及水体理化条件等差异。