林火干扰对土壤性质及温室气体通量的影响

林火干扰是森林生态系统重要的干扰因子。林火的发生烧毁大量的森林资源,释放温室气体到大气当中,同时林火对土壤物理、化学性质以及土壤微生物都会产生一定的影响,进而影响到地-气主要温室气体的释放。本文综述了不同强度的森林火灾对土壤物理、化学性质以及土壤微生物的影响;森林火灾发生后的不同时间序列上地-气主要温室气体CO2、CH4、N2O通量的变异;尤其是在全球气候变暖背景下,冻土区森林火灾发生后,随冻土的融化,温室气体排放;林火发生时高温缺氧环境下往往会形成燃烧程度不同的木炭;本文还综述了火烧迹地木炭的不同管理方式如火场清理或就地掩埋,及其对火烧迹地土壤性质以及温室气体通量的影响。最后,提出今后应该注意的几个问题,并指出未来可能的研究拓展方向。     

南美斑潜蝇在温室蔬菜上种群动态的初步观察

系统观察结果表明,南美斑潜蝇Liriomyza huidobrensis(Blanchard)在平凉市日光温室蔬菜全生产期内的种群消长明显呈“两头高中间低”的态势,成虫发生量以春夏生产期最大,可达2.1头/叶;深冬生产期最小,仅为0.1~0.2头/叶;秋冬生产期较大,保持在1.0~1.2头/叶之间。温室内温、湿度条件的变化是引起该虫种群数量波动的主要原因。根据有效积温计算结果,该虫在平凉市日光温室蔬菜全生产期发生9.1代,世代平均发育速率0.030,不同生产期的发生代数和发育速率差异较大。生产上宜采取“前控后治中间松”的防治策略。     

济南地区日光温室土壤养分的分布状况和累积规律

对济南地区不同种植年限日光温室内外及不同蔬菜作物的土壤养分差异和频数分布进行比较,分析了日光温室土壤养分随种植年限的累积特征,并对不同蔬菜温室土壤养分与种植年限进行曲线拟合,研究了引起土壤盐渍化和酸化的原因.结果表明:济南地区日光温室土壤碱解氮、速效磷、速效钾、有机质、电导率显著高于棚外土壤,增幅分别为135.3％、475.2％、290.1％、97.7％、188.7％,pH值较棚外土壤降低0.31;各土壤养分的频数分布曲线均呈正态分布.不同蔬菜温室土壤养分含量各有差别,其中,碱解氮和电导率为番茄＞甜椒＞黄瓜,有机质和pH为黄瓜＞甜椒＞番茄,速效磷为黄瓜＞番茄＞甜椒,速效钾为番茄＞黄瓜＞甜椒.日光温室土壤有酸化的趋势,但不明显.温室土壤盐渍化程度加重主要由碱解氮和速效钾的累积所致.pH的降低与碱解氮的累积关系密切.日光温室各土壤养分随种植年限的累积规律基本一致,1～2年为养分的快速累积期,3～4年的累积速率变缓,以后处于一个稳定水平,整体上表现为土壤系统的动态平衡.除pH的累积为负向外,其他均为正向累积.不同蔬菜温室土壤养分与种植年限呈极显著相关,且可用2次或3次曲线进行拟合.     

土地利用变化对土壤温室气体排放通量影响研究进展

土壤是大气中主要温室气体(如CO2、CH4和N2O)重要的源或汇,土地利用方式的改变将会导致土壤相关微环境及其生理生化过程发生改变,从而显著影响土壤中温室气体的产生与排放。在全球变化和土地利用大幅度改变的背景下,国际上已逐步开展了关于土地利用变化对土壤温室气体通量的研究。本文在简要介绍土地利用变化与土壤温室气体通量研究的基础上,重点论述了农田、草地和森林互换、湿地向农田转变、不同土地利用类型(森林、草地、湿地和农田)内部变化对3种土壤温室气体排放的影响,并从3种土壤温室气体产生的关键过程简单阐述其主要影响机理。根据目前研究中存在的不足,提出了今后需要加强的领域,以期更好地揭示土地利用变化对土壤温室气体通量的影响及作用机理,为今后深入开展相关研究提供参考。     

设施栽培下土壤中硝化、反硝化作用的研究

利用温室、大棚等园艺设施栽种蔬菜,是当今蔬菜生产的有效措施之一,但由于温室,大棚是一个特殊的环境,加上连作,致使温度室、大棚的土壤逐渐产生障碍,导致作物产量逐渐下降,本文着重从温室、大棚土壤中硝化、反硝化作用进行深入一步探讨,其结果为：温室、大棚中有强烈的硝化作用和较多的ＮＯ２＾－、ＮＯ３＾－盐积累,这是温室、大棚作物产量下降的重要原因之一;温室,大棚中反硝化作用强度与土壤中的ＮＯ３＾－盐含量有关     

不同轮作模式下土壤氮磷淋移和蔬菜硝酸盐、亚硝酸盐积累

2009年以沈阳市蔬菜生产示范基地为平台,研究不同轮作模式对消减设施菜地土壤氮、磷淋移和蔬菜硝酸盐、亚硝酸盐积累的作用.结果表明:经过一年的蔬菜种植后,设施菜地土壤pH呈下降趋势,下降了0.09～0.47单位;与本底相比,菜地土壤表层的全磷含量明显升高,速效磷含量(86.80～161.04 mg·kg-1)明显高于60 mg·kg-1的警戒指标,设施菜地土壤硝态氮(NO3--N)含量较高,并发生明显的淋移;除菠菜中亚硝酸盐含量超标外,3种轮作模式下的蔬菜硝酸盐和亚硝酸盐含量都符合国家无公害蔬菜安全标准;针对保护地土壤酸化、磷素累积和NO3--N淋移现状,应采取相应措施予以恢复;从3种轮作模式的结果看,在油菜一黄瓜-豇豆轮作模式下,土壤对pH的变化幅度最小,且土壤NO3--N的淋移现象较弱,氮、磷的回收率也较高,但在消减土壤磷淋移以及蔬菜硝酸盐和亚硝酸盐积累方面效果不明显.     

日光温室连作黄瓜根区微生物区系及酶活性的变化

以日光温室黄瓜连作土壤为研究对象,研究不同连作年限根区土壤微生物数量、种类及酶活性的变化,并运用通径分析方法阐明其与土壤主要理化性状的关系,结果表时,土壤微生物数量、酶活性表现明显的温室连作将就;伴随连作年限的增加,土壤微生物总量、细菌、放线菌数均呈倒“马鞍”形变化,真菌数量则呈线性增长、微生物由“细菌型”向“真菌型”过渡,其中氨化细菌和尖孢镰刀菌分别为温室黄瓜连作土壤的优势细菌和真菌生理群;多数土壤酶活性的变化也呈现倒“马鞍”形,通径分析表明,佩量元素（Cu、Mn、Fe)、有机质、速效N、容重为温室连作土壤微生物区系及酶活性的主要影响因素。     

灰葡萄孢产孢新基因的功能分析

灰葡萄孢是一种重要的植物病原真菌,其寄主范围广泛,能危害世界上230多种双子叶植物,常给农业生产造成重大的经济损失[1-3].由灰葡萄孢引起的灰霉病是目前我国温室蔬菜生产中最主要的病害之一,一般造成全年减产20％-25％,严重时达到40％以上[4].因此,研究该病菌的致病机理对该病防治具有重要意义,并且随着灰葡萄孢基因组测序的完成,灰葡萄孢已成为发育生物学、分子植物病理学研究的模式生物之一.     

营养基质对连作栽培下温室黄瓜生长及土壤微环境的影响

分别利用营养基质(稻草+田园土壤+膨化鸡粪)及土壤在同一温室内进行黄瓜的槽式连作栽培,研究其对黄瓜生长及土壤微环境的影响.结果表明:随着连作茬次的增加,两种栽培方式均出现了不同程度的连作效应.同一连作茬次间比较,营养基质的养分含量、蔗糖酶和脲酶活性、细菌/真菌均明显高于土壤,而真菌数量低于土壤,营养基质栽培改变了细菌种群结构,促进了黄瓜植株生长及产量提高.相关分析表明,连作栽培条件下土壤细菌数量与黄瓜株高、根干质量呈显著正相关,与地上部干质量及产量呈极显著正相关;土壤脲酶活性与产量呈极显著正相关.综上,与土壤栽培相比,营养基质栽培能够明显改善根区微环境,有效延缓连作障碍的发生.     

寿光市不同棚龄温室土壤动物群落结构

为研究不同棚龄温室与土壤动物群落生态分布之间的关系,对寿光市不同棚龄温室内土壤动物群落结构进行了研究.通过手拣法、Tullgren法和Baermann 法对获得的土壤动物进行分离、分类,共获得20 966个土壤动物标本,分别隶属于3门12纲.调查结果显示,弹尾目、线虫纲、真螨目和甲螨目动物为温室土壤动物的优势类群,占总个体数的82.3%,构成了该地区温室土壤动物的主体.温室土壤动物群落的垂直分布规律明显,具有一定的表聚性,0～5 cm、5～10 cm土层分别占土壤动物总数量的75.4%和14.6%.该地区温室内,土壤动物数量的高峰期出现在3—5月和10—12月,8月土壤动物的数量最低,与露地土壤动物的季节分布规律不同.露地中土壤动物的数量变化具有明显的季节性变化规律,7—9月是土壤动物数量的高峰期,1月土壤动物的数量最少.该地区温室土壤动物群落的多样性较高,但随着温室利用年限的增加,土壤动物优势种的密度显著增加,多样性指数降低.     

集约化生产对农田土壤碳氮含量及δ13C和δ15N同位素丰度的影响

集约化生产下农田土壤碳、氮含量变化是衡量土壤肥力持久性的重要指标.对常规水稻-蚕豆轮作地、露地蔬菜地、3年塑料大棚地和10年以上塑料大棚地的土壤pH、电导率(EC)、土壤有机碳(SOC)和总氮(TN)含量及δ13C和δ15N同位素丰度进行测定,研究了集约化生产程度对土壤特性的影响.结果表明:与水稻-蚕豆轮作地相比,露地蔬菜地、3年塑料大棚地和10年以上塑料大棚地0 ～20 cm耕层土壤pH分别降低1.1、0.8和0.7,而土壤EC分别是水稻-蚕豆轮作地的4.2、4.9和5.2倍;土壤碳、氮含量随塑料大棚地生产年限的增加总体上呈先增大后减小的趋势.与水稻-蚕豆轮作地相比,10年以上塑料大棚地0～20、20～40、40 ～60、60 ～ 80、80 ～ 100 cm土层的土壤SOC含量分别下降了54％、46％、60％、63％和59％,土壤TN含量分别下降了53％、53％、71％、82％和85％.农田集约化生产程度显著影响土壤SOC、TN含量和δ13C、δ15N丰度,土壤δ13C丰度与SOC含量呈显著负相关.土壤δ13C丰度可作为评价农田土壤碳循环受人为干扰强度的指标.     

集约化生产对农田土壤碳氮含量及δ13C和δ15N同位素丰度的影响

集约化生产下农田土壤碳、氮含量变化是衡量土壤肥力持久性的重要指标.对常规水稻-蚕豆轮作地、露地蔬菜地、3年塑料大棚地和10年以上塑料大棚地的土壤pH、电导率(EC)、土壤有机碳(SOC)和总氮(TN)含量及δ13C和δ15N同位素丰度进行测定,研究了集约化生产程度对土壤特性的影响.结果表明： 与水稻-蚕豆轮作地相比,露地蔬菜地、3年塑料大棚地和10年以上塑料大棚地0～20 cm耕层土壤pH分别降低1.1、0.8和0.7,而土壤EC分别是水稻-蚕豆轮作地的4.2、4.9和5.2倍;土壤碳、氮含量随塑料大棚地生产年限的增加总体上呈先增大后减小的趋势.与水稻-蚕豆轮作地相比,10年以上塑料大棚地0～20、20～40、40～60、60～80、80～100 cm土层的土壤SOC含量分别下降了54%、46%、60%、63%和59%,土壤TN含量分别下降了53%、53%、71%、82%和85%.农田集约化生产程度显著影响土壤SOC、TN含量和δ13C、δ15N丰度,土壤δ13C丰度与SOC含量呈显著负相关.土壤δ13C丰度可作为评价农田土壤碳循环受人为干扰强度的指标.     

设施菜地重金属的剖面分布特征

以山东省寿光市种植1～12年的蔬菜大棚及相邻的小麦地为对象,研究了设施菜地中As、Cd、Cu、Zn、Cr、Ni 6种重金属在土壤剖面中的分布特征.结果表明：在0～150 cm土层内,随着土层深度的增加,设施菜地与小麦地中6种重金属含量均呈下降趋势;与小麦地相比,相同土层设施菜地中6种重金属的含量均明显较高,设施菜地0～20 cm土层中As、Cd、Cu、Zn、Cr、Ni的含量分别比小麦地相同土层高出35.0%、146.2%、65.6%、36.4%、21.5%和14.0%,120～150 cm土层分别高出10.6%、.5%、19.4%、20.2%、15.2%和9.3%,20～120 cm各土层中的含量亦高于小麦地.设施菜地0～20 cm土层中,Cd、Cu、Zn含量与种植年限呈显著正相关,随着种植年限的增加,其累积速率分别为0.027、1.153和2.830 mg·kg^-1·a^-1;设施菜地中6种重金属的含量与土壤有机碳、全氮含量呈正相关,除Ni和As外的4种重金属含量亦与土壤全磷含量呈极显著相关,有机肥等的施用可能在一定程度上导致设施菜地中重金属的累积.     

长期不同施肥模式对双季稻田土壤酸解有机氮组分的影响

为明确南方双季稻区长期不同施肥模式对稻田不同耕层(0～10和10～20 cm)土壤酸解有机氮组分及其含量的影响,本研究以长期(36年)定位施肥试验田为平台,系统分析了单独施用化肥(CF)、秸秆还田+化肥(RF)、30%有机肥+70%化肥(OM)和不施肥对照(CK)下双季稻田0～10和10～20 cm土壤酸解有机氮及其组分氨基酸氮、氨基糖氮、铵态氮和酸解未知氮含量的变化特征及其与土壤全氮、有机碳含量的关系。结果表明: 与CK相比,OM和RF处理均显著增加了双季稻田0～10和10～20 cm土壤全氮、碱解氮和有机碳含量。OM、RF和CF处理双季稻田0～10和10～20 cm土壤酸解有机氮含量均显著高于CK,分别比CK增加10.7%～42.6%和12.2%～51.5%。与CF和CK相比,OM和RF处理显著提高了双季稻田0～10和10～20 cm土壤氨基酸氮、铵态氮、酸解未知氮和氨基糖氮含量。不同施肥处理稻田0～10和10～20 cm土壤酸解有机氮和非酸解性氮含量大小顺序均表现为OM>RF>CF>CK。各施肥处理稻田0～10 cm土壤氨基酸氮、铵态氮、氨基糖氮和非酸解性氮含量均高于10～20 cm土壤。土壤酸解有机氮含量与土壤全氮、有机碳含量均存在极显著的正相关关系。综上,RF和OM处理有利于增加双季稻田0～10和10～20 cm土壤有机氮含量,增强稻田土壤供氮能力,提高土壤肥力。     

不同蔬菜种植方式对土壤固碳速率的影响

近年来蔬菜地面积快速增加已成为我国农田土壤碳库变化的重要驱动因素,研究蔬菜种植方式对农田土壤固碳影响,对于揭示我国农田土壤碳库变化具有重要意义。通过实地调查与采样分析,研究了山东省苍山县3种蔬菜种植方式(大田种植、季节性大棚和长年性大棚种植)对农田土壤固碳速率影响及其随种植时间的变化规律。结果表明,3种种植方式下蔬菜地土壤有机碳含量均随种植时间的增加而增加;长年性大棚、季节性大棚和大田种植方式下0—100 cm土层土壤平均固碳速率分别达到1.44、2.73、1.60 Mg.hm-2.a-1;表层土壤(0—20 cm)平均固碳速率依次为0.64 Mg.hm-2.a-1、0.36 Mg.hm-2.a-1、0.20Mg.hm-2.a-1,3种蔬菜种植方式的土壤固碳速率存在显著差异。同样为蔬菜地,选择合理种植方式是提高农田土壤固碳速率的重要途径。     

不同年限旱砂田土壤团聚体及其有机碳分布特征

以长期定位试验5、10、15、20、30年旱砂田为研究对象,研究了不同年限旱砂田土壤团聚体及其有机碳的分布特征.结果表明:旱砂田土壤团聚体含量随粒级减小表现出“降-升-降”的变化趋势,10年以内旱砂田以>5 mm粒级团聚体为主,15年以上旱砂田以0.05～0.25 mm粒级团聚体为主,>0.25 mm团聚体含量(R_0.25)和团聚体平均质量直径(MWD)均随着覆砂年限的延长而减小.不同年限旱砂田土壤团聚体有机碳含量随团聚体粒级减小而增加,各粒级土壤团聚体有机碳含量、团聚体对有机碳的贡献率及团聚体有机碳储量均随着覆砂年限的延长和土层的加深而降低,>1 mm粒级团聚体有机碳对长期旱砂田有机碳变化响应敏感.10、15、20、30年较5 年旱砂田团聚体有机碳储量在0～10 cm土层分别降低了8.0%、24.4%、27.5%和31.4%,10～20 cm土层分别降低了1.4%、15.8%、19.4%和21.8%.综上所述,旱砂田土壤固碳能力随种植年限延长而降低,需加强15年以上旱砂田的土壤培肥工作.     

深圳市不同土地利用类型土壤有机碳与密度特征

土壤碳库变化对于全球温室效应、全球碳循环有重大的影响.城市土壤是全球碳循环的重要环节,城市化对城市土壤有机碳库的影响不容忽视.在野外调查和样品分析的基础上,对深圳市0～10、11～20、21～30cm深度不同土地利用类型土壤有机碳碳含量、密度及分布特征进行实测统计分析.结果表明:(1)深圳市不同土地利用类型0～30cm土壤有机碳含量均值介于0.72～40.52g·kg^-1.土壤有机碳密度均值介于0.27～13.36kg·m^-2.(2)土壤有机碳含量与密度随土层深度的增加而降低.0～10cm土壤有机碳含量均值介于1.56～71.88g·kg^-1,有机碳密度均值介于0.18～7.05kg·m^-2之间;11～20cm土壤有机碳含量均值介于0.59～36.79g·kg^-1,土壤有机碳密度均值介于0.09～4.5kg·m^-2,21～30cm土壤有机碳含量均值介于0～12.90g·kg^-1,土壤有机碳密度均值介于0～1.78kg·m^-2.(3)林地土壤有机碳含量和密度随着海拔高度的升高而降低,城市建设用地与闲置土地土壤有机碳含量与密度很低.(4)土地利用方式的变化可以改变有机碳在土壤中的贮存与分布.     

飞播马尾松林土壤有机碳空间分布及其影响因子

以飞播马尾松林为研究对象,通过典型样地调查和样品测定,采用简单相关分析和增强回归树分析(Boosted regression tree analysis:BRT)相结合的方法分析地形、林分、土壤以及林下植被条件对飞播马尾松林土壤有机碳的影响。结果表明:飞播马尾松林0—10 cm、10—20 cm土层有机碳含量的平均值分别为10.22 g/kg和6.64 g/kg,土壤有机碳含量随土层的加深而降低,两土层有机碳含量的变异系数分别为59.5%和60.1%,均属于中等程度变异。土壤有机碳含量主要受土壤条件的影响,其次为林分条件、地形条件和林下植被条件,土壤、林分、地形和林下植被条件对0—10 cm土层有机碳含量的相对影响力分别为63.4%,19.3%,10.9%和6.4%,对10—20 cm土层的相对影响力分别为60.4%,21.9%,10.6%和7.1%。全氮和全磷是影响土壤有机碳含量的主要因子,对0—10 cm土层有机碳含量影响最大的因子是全氮,其相对影响力为40.2%,对10—20 cm土层有机碳含量影响最大的因子是全磷,相对影响力为31.2%;全氮、全磷和平均胸径与两土层有机碳含量均呈显著正相关,林分密度和土壤容重与0—10 cm土层有机碳含量呈显著负相关,坡向与0—10 cm土层有机碳含量则表现为越向阳坡有机碳含量越高的规律,其他影响因子与土壤有机碳的相关性不显著。     

三种集约化种植体系氮素平衡及其对地下水硝酸盐含量的影响

选取中国北方3种重要的集约化种植体系小麦玉米轮作、大棚蔬菜和果园,研究了3种体系年度氮素输入输出关系、土壤硝酸盐的累积、不同体系地下水硝态氮含量的动态变化.结果表明,大棚蔬菜年度化肥氮、有机肥氮、灌水带入的氮和总氮输入量分别为135.8、1881、402和36.56kg·hm^-2,分别为小麦玉米田的25、37.5、83.8和5.8倍,为果园的2.1、10.4、6.82和4.2倍.不同系统降水输入的氮在142～189kg·hm^-2之间.3个体系氮输出量分别为280、329和121kg·hm^-2.氮素年度盈余分别为349、332.7和74.6kg·hm^-2.0～90cm土层硝态氮累积量分别为22.1～2.75、1173和613kg·hm^-2,90～180cm土层硝态氮累积量分别为2.13～2.42、10.32和976kg·hm^-2.在0～180cm剖面中,小麦玉米田各层土壤硝态氮处于相对均一分布,大棚蔬菜以表层最高,30cm以下各层也远高于大田,果园土壤硝态氮累积随土壤深度而增加.3种体系均表现出硝酸盐的明显淋洗.大棚蔬菜区浅井地下水硝态氮含量99%超过了10mg·L^-1.而大棚深井和果园浅井超标率均为5%,小麦玉米深井为1%.大棚蔬菜区地下水硝态氮含量与井深呈指数函数降低关系.     

Distribution characteristics of soil humus fractions stable carbon isotope natural abundance (delta 13C) in paddy field under long-term ridge culture

A 16-year field experiment was conducted in a ridge culture paddy field in the hilly region of Sichuan Basin, aimed to investigate the distribution characteristics of stable carbon isotope natural abundance (delta 13C) in soil humus fractions. The soil organic carbon (SOC) content in the paddy field under different cultivation modes ranked in the order of wide ridge culture > ridge culture > paddy and upland rotation. In soil humus substances (HS), humin (HU) was the main composition, occupying 21% - 30% of the total SOC. In the extracted soil carbon, humic acid (HA) dominated, occupying 17% - 21% of SOC and 38% - 65% of HS. The delta 13C value of SOC ranged from -27.9 per thousand to -25.6 per thousand, and the difference of the delta 13C value between 0-5 cm and 20-40 cm soil layers was about 1.9 per thousand. The delta 13C value of HA under different cultivation modes was 1 per thousand - 2 per thousand lower than that of SOC, and more approached to the delta 13C value of rapeseed and rice residues. As for fulvic acid (FA), its delta 13C value was about 2 per thousand and 4 per thousand higher than that of SOC and HA, respectively. The delta 13C value of HU in plough layer (0-20 cm) and plow layer (20-40 cm) ranged from -23.7 per thousand - -24.9 per thousand and -22.6 per thousand - -24.2 per thousand, respectively, reflecting the admixture of young and old HS. The delta 13C value in various organic carbon fractions was HU>FA>SOC>rapeseed and rice residues>HA. Long-term rice planting benefited the increase of SOC content, and cultivation mode played an important role in affecting the distribution patterns of soil humus delta 13C in plough layer and plow layer.