土壤处理方式

土壤处理方式（精选10篇）

土壤处理方式 篇1

1 引言

果树是经济作物最主要的品种, 随着果实栽培年限的增长, 土壤会出现退化现象。施肥是保持土壤养分的主要措施, 但是有研究表明, 在施肥基础上采用不同的耕作方式也会在此基础上提高土壤质量, 从而间接提高果实产量和品质[1]。通过采用果园常用的压草覆盖、人工除草和除草剂除草三种耕作方式来探讨对果园土壤质量变化的影响, 为果园增产技术提供理论基础。

2 材料与方法

2.1 试验材料与地点

试验地点设在辽宁省抚顺市周边一苹果园内, 选择长势良好的10年生富士苹果为试验材料

2.2 试验设计

试验设定三种耕作处理, 分别为压草覆盖 (草厚度为3~4cm) , 人工除草 (一个月2次) 和除草剂除草 (一个月一次) 三种方式。每种处理方式选择10株苹果树, 每个处理重复三次, 各处理间的其它土地管理方式一致。从五月初灌水后开始处理, 到九月中旬结束。在离果树主干30cm处, 用土钻去0~20cm和20~40cm两层各500g土, 带回实验室, 阴凉处风干, 挑出残渣, 用四分法取土过筛备用。

2.3 项目测定

土壤容重测定:环刀法;pH值:pH测定;有机质:重络酸钾法;全N:半微量凯氏法;全P:过氧化钠溶融- 银梯抗比色法;全K:过氧化钠溶融- 火焰光度法[2,3]。

2.4 数据处理

数据采用用Excel和Spss13.0统计软件处理。

3 结果与分析

3.1 不同耕作方式对苹果园土壤质量的影响

土壤容重是土壤质量的一个重要的物理指标, 它不仅能反映土壤的质地结构, 还能反映出矿质养分供应等情况。

由表1可知, 三种耕作方式对两个土层土壤pH变化为:0~20cm土壤层的pH值大于20~40cm土壤层的pH值, 并且每层土壤的三个处理之间土壤pH值差异不显著 (P<0.05) 。三种耕作方式对两个土层土壤容重变化, 在0~20cm土层土壤容重大小顺序为, 除草剂除草>人工除草>压草覆盖, 除草剂除草方式最大为1.46g/cm3。而在20~40cm土层, 人工除草>除草剂除草>压草覆盖, 人工除草方式最大为1.57g/cm3。两个土层处理土壤容重处理最大值与处理最小值间差异显著 (P<0.05) 。在两个土层中, 下层土壤的容重高于上层土壤, 三个处理中以压草覆盖处理土壤容重最低, 此种处理土壤质量较好。

3.2 不同耕作方式对苹果园土壤营养成分的影响

土壤有机质可以衡量土壤肥力高低, 是土壤肥力的一个重要指标[4]。由表2可知, 在0~20cm土层土壤有机质含量大小为, 压草覆盖> 除草剂除草> 人工除草, 但是各处理间的差异不显著 (P<0.05) 。在20~40cm土层土壤有机质含量大小顺序与0~20cm相同, 压草覆盖>除草剂除草>人工除草, 但是压草覆盖处理与其他两种耕作处理差异显著 (P<0.05) 。

土壤中氮磷钾是土壤中含量对多也是对重要的养分元素, 其含量多少是土壤养分的基础。由表2可知, 土壤全氮含量在0~20cm土层, 除草剂除草>人工除草>压草覆盖, 最高为1.31mg/kg。在20~40cm土层, 除草剂除草> 压草覆盖> 人工除草, 最高为1.34mg/kg, 此层各处理间差异显著 (P<0.05) 。

土壤中的全钾含量在0~20cm土层, 压草覆盖>除草剂除草>人工除草, 最高位24.34mg/kg, 在20~40cm土层, 除草剂除草> 压草覆盖> 人工除草, 最高为22.78mg/kg, 两个土层各处理间差异不显著 (P<0.05) 。

土壤中的全磷含量在0~20cm土层, 压草覆盖>除草剂除草>人工除草, 最高位0.73mg/kg, 在20~40cm土层, 除草剂除草> 人工除草> 压草覆盖, 最高为0.73mg/kg, 下层土层处理最高值与最低值处理差异显著 (P<0.05) 。

4 结语

压草覆盖处理能同时降低果园土壤两层土壤的土壤容重。土壤的pH值在6.53~6.58之间, 上层土壤略高于下层土壤, 但是各耕作处理间差异不显著。

土壤有机质含量以压草覆盖处理最高, 并且上层土壤有机质含量高于下层土, 说明有机质主要集中在上层土壤中, 随着土层深度的加深而下降。

土壤全N含量以除草剂除草处理最高, 两层土壤中除草剂除草处理土层全N含量变化不明显, 可能是由于化学试剂中化学物质利于N素迁移[5], 其余两个处理上层高于下层土壤。土壤的全K和全P含量, 在用除草剂除草处理时最高, 且两层土壤间变化不大。

参考文献

[1]李惠峰, 吕德国, 张兴路.几种果园土壤管理技术浅析[J].烟台果树, 2005, 11 (2) :21~22.

[2]中国科学院南京土壤研究所.土壤理化分析[M].上海:上海科学技术出版社, 1978:60~126.

[3]鲍士旦.土壤农化分析[M].北京:中国农业出版社, 2007:34~48.

[4]刘建新.覆草对果园土壤肥力及苹果产量与品质的影响[J].干旱地区农业研究, 2004, 22 (1) :102~105.

[5]徐雄, 四种土壤管理方式对李园土壤物理、化学、生物学性状影响的研究[D].雅安:四川农业大学, 2005, 15 (6) :24~28.

土壤处理方式 篇2

关键词：灌溉方式 果树 土壤墒情

随着国民经济的快速增长，我国可供农业水资源已呈零增长趋势，但是我国对农产品的需求是刚性增长趋势。据预测，到2030年，我国人口将达到16亿，粮食需求6200～690千克，农业灌溉用水需求量将增长到6650亿立方米。而根据水利发展规划，农业灌溉用水将实现零增长，挖掘农业节水技术潜力是缓解水资源紧缺的重要措施。近年来，农业种植结构快速调整，经济作物种植面积增长了4倍，已占到农作物种植面積的30%左右。果树种植面积达到9万平方千米。而微灌施肥技术的应用将是经济作物的种植技术的革命，国内外研究结果和应用效果均显示，微灌施肥技术使单位面积灌水、肥料施用量都大幅度减少，将是未来解决水资源匮乏的必不可少的技术。

对于我们河南省来说承担着国家主要粮食生产任务，同时蔬菜水果的面积也在1.2万平方千米以上。与粮食生产量相比我们的水资源却又极端匮乏，30年来黄淮海平原地下水累计超采1000亿立方米，而与此同时具有节水高效的微灌施肥技术的应用面积却不足总灌溉面积的2%，有的地方则更低。这样，我们面临的是保证粮食安全的节水生态安全。本试验旨在通过对漫灌和滴灌果树的土壤水分监测和节水效果示范，达到指导当地果农合理灌水施肥的目的。同时，也为规范土壤墒情与监测工作的内容、范围、方法、程序，为政府部门准确地指导、组织农民进行农业结构调整和生活布局的宏观决策等提供理论依据。

1.监测地基本情况

本监测设在郑州市惠济区邙岭，该区属黄土丘陵沟壑区第三副区，地貌类型与黄土高原相似，属黄土高原末端。地貌特征以梁峁为主，间有局部残塬地貌，梁峁起伏，地形破碎，气候属大陆性暖温带季风半干旱气候，多年平均气温15.6°C，极端最高温度43.0°C，极端最低气温-15.8°C，≥10°C的积温4663°C，多年平均日照时数为2366小时，年日照率54%，平均降水量640.9毫米，平均水面蒸发量为1221毫米，干旱指数为1.89，无霜期为215天。惠济区邙岭区域现有土地面积83平方千米，其中旱地50平方千米，占总耕地面积的60%；旱垣贫水地区面积为17平方千米，占总耕地面积的20%，且有逐年扩大的趋势。该区域已成为省会郑州的风沙源头。主要种植作物有苹果、杏、李、柿、石榴、核桃、小麦、玉米、红薯、花生、油菜等。项目示范区属于旱垣贫水地区，少量深井能够维持农村人畜饮水问题的同时，仅有部分土地可进行灌溉，大部分土地由于无灌溉水源或设施不完备而不能进行灌溉。常出现春旱、伏旱、卡脖旱等严重旱情，缺水十分严重；深井水位在0.2千米以下，水资源极度匮乏，6、7、8月份需水高峰期，用水矛盾极为突出，而且有机肥用量逐年减少，直接影响农作物产量和品质的稳定和提高，生产效益受到严重制约。本实验滴灌区设在2年龄幼桃区，漫灌区设在4年龄成桃区。

2.监测方法

2.1取样方法：每月10日、25日取样，一般降雨推后3天，大雨推后5天。滴灌区取样点选择行间、株间、根部（滴头）附近，漫灌区依照灌溉方向，取北、中、南三个点，其中每个点有代表性取三次重复，取样深度为0.0001千米、0.0002千米、0.0004千米、0.006千米。

2.2测定方法：

2.2.1土壤自然含水量（W）的测定：采用烘干法，105℃+2℃温度下烘至恒重（约6小时），用精确到0.01克天平称量。

2.2.2土壤田间持水量测定：采用环刀法，取相应不同深度土壤进行土壤田间持水量的测定，烘干、称量方法同上。

2.2.3土壤容重计算方法：Pb=m/V，式中：Pb为土壤容重（g·cm-3）；m为环刀内土样干重（g）；V为环刀容积（cm3）。

3.试验结果与分析

3.1土壤的基础性质

3.2滴灌区土壤墒情动态监测

从以上四个深度的土壤含水量动态变化来看，三个取样点的变化趋势基本一致呈波浪型变化。在初春时节即2月24日在深层0.0004千米和0.0006千米的深度的土壤的含水量18%～20%较浅层0.0001千米和0.0002千米深度含水量15%～18%大，说明冬季的冰雪融水在土壤深层得到了很好地保持，为果树越冬后萌发储备了充足的水分供应，而由于当地处于气候属大陆性暖温带季风半干旱气候区，表层土壤的水分损失较多。此后由于冰雪的继续融水，土壤含水量一度出现上升，随后进入春季干旱期，而此时又是桃树发枝萌芽长叶阶段需要大量的水分，由于大量的植株耗水，在3月25日出现了土壤含水量的波谷，降至15%甚至更低，由于两年的幼桃根系主要在0.0003千米～0.0005千米活动，在0.0006厘米的深度的土壤含水量达到了12%左右。于是，在3月25日采取了灌溉，水量为每667平方米/24.8立方米。进入4月度过了干旱期，两龄桃树也达到成龄。在5月和6月雨水开始丰沛，幼桃也开始进入生殖生长与营养生长并进阶段，虽然耗水较多，但降雨还可以基本维持植物对水分的需求。但此时也是气候进入多雨期前的，一段不正常时期，极有可能出现卡脖旱对产量和品质造成严重损失，我们从图中走势来看6月初确实出现了严重干旱，基本含水量都降至10%左右，表层0.0001千米甚至降到了5%，虽说本实验点是幼桃区当年并不收获，但对于其他同区域的收获桃区此时正处于成熟收获期，又由于桃树成熟是陆续成熟的若出现干旱，对果实的后熟、产量、品质影响极大。而且从图中可知株间点的土壤含水量总是最低，特别是在干旱时，这是由于植物根系对土壤中水分的吸收拉动作用，在株间点（离根0.001千米）与行间点（离根0.002千米）受到的拉力大，水分向根系流动。因此，我们能从土壤含水量变化走势可以清楚的了解土壤墒情变化，结合作物的具体生长发育情况进而指导合理灌水。

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3.3漫灌区土壤墒情动态监测

漫灌区为4年龄的成桃区，灌溉方式采用由北向南灌溉，从图中看各图各点起伏基本一致，在0.0001千米的深度的土壤含水量由于灌溉方式的原因，出现了较明显的梯度，很不均衡；在北边最先灌溉到的地方土壤含水量接近18%，中间则13%，南边则降到9%水分梯度十分明显。在根系活动的0.0002千米～0.0004千米深度，不同时期的变化基本一致但南边的土壤含水量相比始终处于最低。而3月25日的灌水，漫灌区为每667平方米/43立方米却仅在0.0001千米、0.0002千米深度的土壤含水量有明显的变化，0.0004千米、0.0006千米基本看不出迹象；而且我们发现灌水后在浅层即0.0002千米左右以上的深度，北边变化十分明显，中部、南部由于地势等多方面原因影响，基本没有得到灌溉，含水量值仍呈下降趋势。同样，5月10日的灌水，也只在0.0002千米左右以上的浅层土壤起到明显作用，0.0004千米～0.0006千米深度的土壤含水量并未受到灌溉的影响。从四个变化趋势图比较来看，0.0001千米和0.0002千米深度的变化随灌水变化较明显，在灌后土壤含水量有所上升；而从0.0004千米和0.0006千米深度的土壤含水量变化并看不出灌水的影响，可见在成龄桃树的根系主要活动层漫灌并没起到有效的灌溉作用。

3.4不同灌溉方式对不同深度的土壤含水量的影响

以上两图为滴灌和漫灌后不同深度土壤含水量的变化，从滴灌幼桃区看滴灌滴头处的含水量在0.0001千米、0.0002千米深度与行间和株间相比分别高出8%和5%以上，到0.0003千米深时与株间的含水量相近，但到0.0006千米时根部的含水量则低于行间、株间，原因主要是根部吸水拉力的作用。再来看漫灌成桃区的情况，南边在不同深度的含水量始终在北、中之下，浅层中部土壤含水量大于北部，是由于漫灌水流在中部滞留下渗造成，但北部是首先灌溉，受到浸润时间长，不同深度的含水量很一致，所以在0.0003千米之下仍有较高的土壤含水量较中、南部高出8%～10%。

3.5不同地点的土壤自然含水量与含水总量的比较

在滴灌区按离滴头的远近依次取四点，对其进行分析，同时以四个深度的土壤容重和含水量算出0.0001～0.0006千米深度的土壤体积总含水量。从下图中可知，0.0004千米左右的深度是水分主要的保持层，与各点总水量有很密切的相关性相关系数达到0.9468。而等距的行間1/4处与株间1/2处（果园行距4米，株距2米）各个深度含水量差别却很大，总含水量相差0.01千克每立方分米。如果土壤含水量能反应果树根系的走势，那么根系是由于竞争作用向垂直于行的方向生长，造成对行间1/4处的水分大量利用。株间1/2处相对水分较高，行间1/2处离植物最远其水分受植物影响最小。从而，我们可以知道滴灌使作物在有限的水源生长条件下，起到一定构型作用，使作物能更好的利用水分，提高抗旱节水的效果。

4.结论

通过对不同树龄、不同灌溉方式的桃区的土壤水分连续监测，我们可以从不同时期的土壤墒情的变化指导合适的灌溉时间：在干旱期，土壤含水量出现明显一致的下降；灌溉后，从土壤含水量能看出回升变化。通过滴灌与漫灌两种不同灌溉方式的比较，由于滴灌灌溉的小流量、长周期的特点，使各个深度的土层的土壤含水量变化均匀一致，得到很好的灌溉，而漫灌由于受地形、灌溉时间、灌溉方向、水流等影响，使土表的诸多因素发生改变，如：水流的冲洗形成表面泥浆层阻碍水的下渗，地形造成的灌溉的不均匀，受水的浸润时间不一致等，在漫灌区我们能从趋势图得知，在0.0004千米和0.0006千米深度，灌溉的对土壤含水量变化的影响已经很不明显，而这个深度正是果树的根系分布区。从灌溉量上来看，漫灌区每次的灌溉量是每667平方米/43立方米，滴灌是每667平方米/24.8立方米，漫灌区每次的灌溉量比滴灌多每667平方米/28.2立方米0.01千克每立方分米，滴灌节水率为42%，效果十分明显。

另外，对滴灌区离滴头处（果树根部）距离的不同地点的土壤水分含水量的分析估测可知，滴灌还能对植株根部进行有限灌溉，不仅节水、节肥，而且还能对根系起到构型作用，使其更有效的利用地下空间、水肥，从而提高作物的水分利用效率。

（作者单位：河南省农业厅机关服务中心）

土壤处理方式 篇3

已有研究表明,土壤微生物生物量碳(Microbial Biomass Carbon,MBC)、微生物生物量氮(Microbial Biomass Nitrogen,MBN)在土壤中的绝对含量不高, 但却是土壤有机养分的活性部分,可反映土壤有效养分状况和微生物活性,是评价土壤微生物数量和活性及土壤肥力的重要指标[14,15]。而土壤氮素(N)矿化是反映土壤供氮能力和土壤肥力状况的重要因素之一[16]。土壤氮素矿化不仅是生态系统中氮素循环与平衡研究的重要组成部分,也是确定农田土壤的供氮能力及拟定合理施用氮肥量的主要依据,同时对全球氮素循环和全球变化的研究也有重要意义[17]。 因此,本研究拟通过室内培养实验,研究生物质炭和秸秆添加对土壤微生物生物量碳、氮及氮素矿化的影响,从而为水稻秸秆还田的合理利用方式提供科学依据。

1材料与方法

1.1供试土壤

试验土样采自中国科学院亚热带农业生态研究所桃源农业生态站。该站处于111°27′E,28°55′N,年平均气温为16.5 ℃,年降水量为1 447.9 mm,年日照时数为1 531.4 h,土壤类型为第四纪红土发育的红壤。采集旱地土耕作层(0-20 cm)土壤和水稻土耕作层(0-20 cm)土壤,手选法去除可见的动植物残体及砾石等,过10目(孔径2 mm)筛,混匀并在室温下风干至土壤含水量约40%的土壤饱和持水量, 并置于25 ℃、100%空气湿度和黑暗条件下预培养10天,用于下述土壤培养试验。

1.2土壤培养实验

本实验共设置3个处理:对照(CK);添加水稻秸秆热解而成的生物质炭(B);添加水稻秸秆(R)。 每个处理设4次重复。生物质炭和秸秆的添加量分别为1.5%和0.15%,按照每1 g干土计。生物质炭的基本理化性质为:全氮5.8 g/kg;全磷0.58 g/kg;全钾9.2 g/kg;秸秆的基本理化性质为:全氮10.14 g/kg; 有机碳405.1 g/kg。

分别称取以上处理的旱地土和水稻土土壤样品每份150 g(干土计),按上述比例添加生物质炭和秸秆,混匀后置于1 000 m L广口密闭培养瓶中(每瓶可取样两次,每次取70 g),于25 ℃和黑暗条件下培养35 d。分别于1、3、7、14、21、35 d取土样测定。 培养过程中,每周称重以补充水分和开盖换气5 min以上。

1.3测定方法

1.3.1微生物生物量碳和微生物生物量氮的测定土壤微生物生物量碳测定采用熏蒸提取-碳自动分析仪法[18]。取经培养的土样2份(每份相当于烘干基重为25 g)。1份土壤用去乙醇氯仿熏蒸24 h,除去土壤中氯仿,加入0.5 mol/L K2SO4浸提剂(土水比1∶4,质量浓度),振荡浸提30 min(300 r/min),用中速定量滤纸过滤;另1份土壤不熏蒸,浸提方法同上。浸提液中有机碳含量采用Phoenix 8000碳-自动分析仪测定。

土壤微生物生物量氮测定采用熏蒸提取-流动注射分析仪法:取15 m L上述提取液于250 m L消化管中,加入0.3 m L 0.19 mol/L硫酸铜溶液、5 m L分析纯浓硫酸及少量防瀑沸的颗粒物,混合液消化变清后再回流3 h,定容到100 m L容量瓶中,使用FIAstar5000流动注射分析仪测定[21]。

1.3.2矿化氮取经培养的土壤(每份相当于烘干基重为25 g),加入0.5 mol/L K2SO4浸提剂,振荡浸提30 min(300 r/min),用中速定量滤纸过滤。最后使用FIAstar5000流动注射分析仪,测定其中的铵态氮 (NH4+-N)、硝态氮(NO3--N)的含量。铵态氮和硝态氮的总和即为矿化氮。土壤氮素矿化量为土壤培养后与培养前的矿质氮量之差,土壤氮素矿化速率为单位培养时间(d)的土壤氮素矿化量。

1.4数据处理与统计分析

土壤微生物生物量碳氮的计算方法为:

式中:EC和EN分别为熏蒸与未熏蒸土壤测得的有机碳和有机氮的差值;kEC和kEN分别为MBC和MBN的转换系数,均取值0.45[19,20]。

数据处理和统计分析采用Microsoft Excel 2003和SPSS 13.0。不同处理差异显著性用One-Way ANOVA (单因素方差分析) 检验,多重比较采用Duncan法。

2结果与分析

2.1不同处理对土壤微生物生物量碳的影响

培养期间,旱地土和水稻土的MBC含量均呈现先增加后降低的趋势(图1)。旱地土MBC变化为40.2-131.4 mg/kg,水稻土为870.0-1 553.8 mg/kg, 水稻土MBC明显高于旱地土。旱地土B处理在培养7 d达到峰值,MBC为92.9 mg/kg;而CK与R处理在培养14 d达到峰值,MBC分别为107.7 mg/kg和131.4 mg/kg,且旱地土在前21 d的各个培养时间里MBC变化趋势基本表现为B<CK<R。水稻土CK、B、R处理的MBC含量均在培养的7 d达到峰值,分别为1 487.9 mg/kg、1 513.6 mg/kg和1 553.8 mg/kg。与CK相比,B和R处理在培养的前21 d内,MBC含量差异不显著 (P>0.05),变幅分别为940.4-1 513.6 mg/kg和972.2-1 553.8 mg/kg。

培养结束时,即培养35 d后,与CK相比,旱地土B和R处理MBC含量有明显增加,分别增加了34.6%和90.4%,差异达到极显著水平(P<0.01);水稻土B处理的MBC与CK相比仍然没有明显差异 (P>0.05),但R处理的MBC含量差异性显著 (P< 0.05)且增加了13.4 %。从平均值来看,与CK相比, 旱地土只有R处理使土壤MBC含量增加,增加了26.6% ;水稻土B、R处理MBC平均值分 别为1 209.4 mg/kg和1 270.8 mg/kg,分别比CK增加了1.3%和6.5%。综合可见,R处理对旱地土和水稻土的MBC影响明显,在培养结束后能使土壤MBC维持在较高水平。

2.2不同处理对土壤微生物生物量氮的影响

与MBC相似,不同处理对旱地土和水稻土MBN的影响也存在差异(图2)。旱地土MBN介于6.831.0 mg/kg,明显低于水稻土(91.8-199.3 mg/kg)。在培养前3 d,旱地土MBN变化趋势基本表现为B<R<CK;但在培养7 d,B和R处理MBN明显大于CK(25.0 mg/kg),且到达峰值,分别为29.3 mg/kg和31.0 mg/kg;在培养7 d后,与CK相比,B和R处理一直使MBN影响增加。水稻土变化趋势均为先增加后减少,R处理MBN最高值出现在培养的3 d, 为199.3 mg/kg,CK和B处理MBN最高值则出现在培养的7 d,分别为166.5 mg/kg和192.9 mg/kg。在培养7 d之后,各时期MBN一直为:CK<R<B。

随着培养时间的延长,在培养结束时,旱地土B和R处理MBN有不同程度的增加,分别比CK增加了163.1%和203.8%;水稻土与CK相比,B和R处理分别增加了23.0%和19.9%。从平均值来看,旱地土B和R处理MBN与CK相比分别增加了13.3% 和35.9%;水稻土B和R处理MBN与CK比增加了14.8%和13.1%。

2.3不同处理对土壤氮素矿化作用的影响

2.3.1土壤矿化氮量经过培养,两种土各处理矿化氮量均比培养前有所升高(图3)。矿化氮含量曲线在培养初期较陡,随着平衡状态的接近曲线变化幅度减小,各处理土壤的矿化氮变化趋势基本一致。 培养初期,各处理土壤的氮矿化量比较接近,而随着培养时间的延续,各处理之间氮矿化量的差异增大。

旱地土壤矿化氮量变化在25.9-68.4 mg/kg,水稻土矿化氮量变化在85.2-209.2 mg/kg。旱地土CK、B、R处理土壤矿化氮量均在培养的7 d内出现第一个峰值,分别为57.2、67.3和50.1 mg/kg;培养7 d后矿化氮量有先降后升的缓慢波动,各处理矿化氮量大小顺序基本为R<CK<B;培养35 d后B处理矿化氮量与CK相比增加了6.4%。水稻土各处理矿化氮量大小顺序为CK<R<B,峰值均出现在培养7 d,分别为185.5、209.2和196.8 mg/kg。在培养结束后,B、R处理矿化氮量相比CK显著 (P<0.05)增加,分别增加了15.1%和7.3%。

2.3.2土壤氮素矿化速率特征就矿化速率而言,旱地土与水稻土B、R处理变化趋势,与CK相比基本一致,大约在第3 d达到矿化速率的最大值,旱地土CK、B、P处理分别为10.72、8.37和11.45 mg N/(kg·d); 水稻土CK、B、P处理分别为38.62、32.80和24.13 mg N/(kg·d),然后逐渐下降,但下降程度有所不同。 由于培养中后期土壤氮的矿化量出现先减后升的缓慢波动,导致有些处理的土壤氮矿化速率出现了负值(表1)。旱地土B处理在培养期间,日矿化速率均小于CK;R处理在3 d时矿化速率大于CK外,其他时间日矿化速率均小于CK。水稻土在培养3 d的日矿化速率大小为:R<B<CK,但在培养的7 d日矿化速率发生明显变化为:CK<B<R。

3讨论

3.1不同添加物对土壤微生物生物量碳、氮的影响

生物质炭对恢复土壤肥力、提高土壤生产力具有积极作用,可为土壤微生物的生长与繁殖提供良好的环境,从而促进土壤生态系统养分循环,对维系土壤质量健康具有重要作用[22]。秸秆作为一种有机物料还田提高了土壤的有机质含量,改善了土壤的理化性质,为土壤微生物的生长提供了丰富的碳源和氮源,极大地刺激了微生物的活性和群落[23],促进了微生物的生长和繁殖。以上理论同样适用于解释本研究中,两种土的B、R处理的MBC和MBN含量整体要大于空白对照(CK)。本试验旱地土各处理的MBC和MBN含量与其他报告者的报道值相近[24];水稻土各处理的MBC和MBN含量较高于其他同种土壤类型MBC和MBN含量的研究[25],这可能是因为本试验水稻土未淹水培养导致水稻土的微生物含量较高[26]。在培养初期,MBC和MBN基本呈上升趋势,随着培养时间的延长,MBC和MBN含量变化逐渐减小(图1和图2)。这是由于在培养初期,O2、水分和营养物质的含量丰富,微生物活跃,到了后期, 这些物质逐渐被消耗减少,微生物活动变得缓慢[27]。 另一个原因是微生物底物,在后期随着微生物底物被逐渐利用,培养系统中的营养受到限制,微生物活性稳定下来,变化过程趋于平稳[28]。

注:对同一土壤类型进行显著性差异分析,不同小写字母表示同一培养时间下不同处理之间的差异显著 P<0.05。

综上所述,生物质炭添加能为微生物的生长繁殖提供了良好的生存环境,进而使土壤MBC和MBN含量升高;秸秆还田不但为微生物生长繁殖提供了良好的环境,同时有利于微生物分解并利用同化物质构建微生物体,使微生物自身生长繁殖加快, 还可以加速秸秆的腐解速度使土壤有机质和养分增加,也使微生物量增加。综合本研究结果表明,添加秸秆比添加生物质碳对土壤MBC和MBN含量的提高效果更好。

3.2不同添加物对土壤氮素矿化的影响

土壤有机N的矿化作用是以土壤生物活动,特别是土壤异养微生物活动为主导的生物化学过程, 外加碳源、秸秆还田时,大量有机碳的介入,会使土壤N矿化/固持过程的强度和时间发生重大变化,从而影响土壤无机N的动态变化[29]。生物质炭对土壤养分具有一定的束缚和持留作用,能降低土壤养分向地下水或地表水的淋溶与冲刷流失,实现氮素缓释的效果,并有利于土壤结构和肥力的维持和提高。 生物质炭对土壤NH4+-N和NO3--N也具有相当强的吸附特性[30,31],可有效降低农田土壤氨的挥发和土壤氮素的向下迁移,显著减少土壤养分淋失[32]。添加秸秆的C/N比高,能源物质(碳素)丰富,直接施入土壤可以刺激微生物的迅猛活动和群体数量的迅速增加,导致有效氮被微生物大量固持[33],转化为微生物氮,进而降低无机氮在土壤中的积累。

本研究中,两种土壤B处理的矿化氮量在35 d培养期内高于CK,旱地土R处理的矿化氮量在35 d培养期内低于CK。而水稻土R处理的矿化氮量与CK差异不大,可能是由于水稻土本身的微生物较多,使秸秆对微生物的刺激减弱。两种土壤的矿化氮含量变化范围差异较大,但趋势基本相同。从矿化量和矿化速率两者结合考虑,在培养的7 d矿化氮含量达到最大值,之后有先降后升的缓慢波动,可能是因为外源添加生物质炭、秸秆,使土壤微生物活动的栖息环境发生了巨大变化,特别是在碳源供给方面, 扰动就更大。在这种情况下,土壤微生物区系结构发生变化,各功能组之间的营养关系不断调整,因此对N矿化的影响也不稳定[29]。

4结论

土壤处理方式 篇4

关键词 蔬菜；种植方式；农业经济；农田土壤碳库；土壤固碳速率

中图分类号：S63 文献标志码：B 文章编号：1673-890X（2015）21--02

1 资料与方法

1.1 资料

选取了2009年3月-2014年10月期间，同属于暖温带季风区的4 672 m2的土地进行试验，并分别采取不同的蔬菜种植方式的3组；第1组的土地面积为1 517 m2，采用大田种植的方式，露天种植，一年两季并以大蒜-玉米/大豆的方式进行轮种；第2组的土地面积为1 553 m2，采用季节性大棚蔬菜种植方式，大棚由竹条搭建而成，1 a可栽种2～3季，在秋冬季时，使用农业用膜为土壤增热保温；第3组的土地面积为1 602 m2，采用常年性大棚种植方式，大棚由土石方搭建而成，可不间断种植，并投入大量水肥。3组的土壤均为褐土，其他一般资料无显著差异（P>0.05），具有可比性。

1.2 采样与分析

在2009年3月-2014年10月期间，在每次收获之后，对3组采取不同蔬菜种植方式的土壤进行采样，并进行分析（见表1）。

1.3 计算

土壤的有机密度，需要采取土壤的深度数据、容量数据、以及有机碳含量数据带入公式进行乘积的计算。公式如下：

SODC=×pi×ci×ti/100 （1）

公式（1）中：n为土壤剖面的总层数；i为土壤剖面的第i层；ci为土壤有机碳含量（Cg/kg）；pi为土壤容量（g/cm3）；ti为土壤测量层厚度（cm）；θi为大于2 mm粗颗粒在土壤中的百分含量。

1.4 统计学分析

使用SPSS18.0、Origin8以及Excel2003软件，将文中的研究数据进行统计学分析。以t检验计量资料；以x2检验计数资料；显著性差异以P<0.05表示具有统计学意义[1]。

2 结果与分析

2.1 不同蔬菜种植方式土壤的有机剖面分析

通过对3组采取不同蔬菜种植方式的土壤进行有机剖面进行对比分析，在3组不同蔬菜种植方式中：一是采用大田种植的土壤的变化量大，有机碳的含量均在最高的土壤表层中（0～20 cm），且随着采样的深度加深，有机碳的含量呈下降趋势，但下降规律不统一；二是采用季节性大棚蔬菜种植方式的土壤的有机碳含量，也随采样深度的下降而减少，在60～80 cm时处于最低状态，而到了80～100 cm处又呈现出上升的趋势；三是采用常年性大棚种植的土壤的有机碳含量在土壤表层时较高，随着采样的深入，其有机碳含量无明显变化[2]。

因此，在3组土壤的有机碳含量中，采用大田种植与采用季节性大棚蔬菜种植的含量较低，并随着采样的深入而不断下降，而采用常年性大棚种植的土壤其有机碳含量较高，并且随着采样的深入没有明显的下降趋势。

2.2 不同蔬菜种植方式土壤的有机碳密度

通过对3组不同蔬菜种植方式土壤的有机碳密度进行对比分析，在3组不同种植方式的土壤中：大田种植的有机碳密度在20～50 a的土壤中无明显差异，但随着种植时间的增加而呈上升趋势，尤其是在超过50 a的土壤中，其有机碳密度出现较大波动，甚至达到饱和；季节性大棚土壤的有机碳密度，随着种植时间的增加有所上升，但上升速度不断放慢，于8 a时保持平衡状态；常年性大棚的土壤有机碳密度，在其表层与深层的有机碳密度都会随着时间的增加而呈上升趋势。

综上所述，在3组土壤的有机碳密度中，都随着时间的增加而呈上升趋势。其中，长年性大棚的增长值明显高于大田种植和季节性大棚地方式。其原因是，长年性大棚的管理方式较为统一，优于另外两种种植方式。

2.3 不同蔬菜种植方式土壤的土壤固碳

通过对三组不同蔬菜种植方式土壤的土壤固碳进行对比分析，在3组不同种植方式的土壤中：①大田种植的剖面土壤固碳速率为1.60 mg/（hm2/a），表层土壤固碳速率为0.20 mg/（hm2/a）；季节性大棚的剖面土壤固碳速率与表层土壤固碳速率类似，表面速率为剖面速率的13.2%，随着采样的加深呈明显的下降趋势；长年性大棚蔬菜种植的剖面土壤固碳速率为1.42 mg/（hm2/a），表層土壤固碳速率为0.64 mg/（hm2/a）；表层的土壤碳速率最高[3]。

在3组土壤的有机碳密度中，长年性大棚蔬菜种植的表层土壤固碳速率最高。其原因在于，长年性大棚蔬菜种植的土壤翻耕率非常低，导致其深层土壤较为固定。

3 结论与讨论

3组采用不同蔬菜种植方式土壤的有机碳库均得到了有效的提升。并随着时间的增加，不同程度的提升了土壤的有机碳密度。但采用长年性大棚蔬菜种植与采用季节性大棚蔬菜种植的土壤固碳速率集中于表面，对深度土壤的有机碳影响较小。而大田蔬菜种植对表层土壤固碳速率影响较小。通过对3种不同蔬菜种植方式的综合对比，在经济效益以及农田土壤固碳速率上，长年性大棚蔬菜种植与采用季节性大棚蔬菜种植的方式更具优势，值得推广应用。

参考文献

[1]刘杨，于东升，史学正，等.不同蔬菜种植方式对土壤固碳速率的影响[J].生态学报，2012（9）：2953-2959.

[2]黄山.基于碳组分分析的稻田土壤固碳优势及其保持途经研究[D].南京：南京农业大学，2011.

[3]张赛.不同耕作模式下“小麦/玉米/大豆”套作农田碳平衡特征研究[D].重庆：西南大学，2014.

对土壤地理学传统教学方式的思考 篇5

学校与社会层面不断出现的“就业压力增大”、“读书无用”等观点对当前的教育模式发起了挑战。早在1999年, 中共中央、国务院颁发《关于深化教育改革, 全面推进素质教育的决定》中已经明确指出:“智育工作要转变教育观念, 改革人才培养模式, 积极实行启发式和讨论式教学, 激发学生独立思考和创新的意识, 切实提高教学质量, 要让学生感受、理解知识的产生和发展过程, 培养学生的科学精神和创新思维习惯, 重视培养学生收集处理信息的能力、获取新知识的能力、分析解决问题的能力以及团结协作和社会生活的能力。”改革现有的教学模式, 找出其弊端, 明确改进的措施, 培养具有创新思维模式与具有竞争力的人才已成为体现以人为本, 推动社会可持续发展的必由之路。

一、土壤地理学传统教学模式存在问题分析

1. 与预期教学目标失衡。

土壤地理学作为高等师范院校地理专业的必修课程, 其教学目标是使学生掌握该领域的专业基础知识、基本原理与理论, 为学生学习和综合分析其他专业课奠定基础;提高学生认识土壤、分析土壤的能力, 使学生能够初步利用土壤地理学知识去解决实际生产中的土壤问题, 进一步利用、控制和改造土壤, 改善生态环境条件;并通过室内分析实验与野外调查培养学生的动手能力、分析问题、解决问题的能力。

传统的教师讲学生听的授课形式枯燥, 而土壤地理学在教学内容上存在着理论内容繁杂, 部分内容陈旧老化等问题[1], 仅配合PPT、黑板、挂图、模型等方式传播的信息比较抽象, 不利于学生接受。通过传统教学模式基本很难达到预期的目标, 加之高校的课程设置改革的影响, 土壤地理学课时缩短, 由于时间紧迫也难以激发学生学习的兴趣, 不利于达到教学效果与教学目标。

2. 实践教学不足。

高校师范类地理专业的实验课程可以培养学生的动手能力与分析问题的能力, 但是缺乏有效的时间安排, 在内容上减少、剥夺了学生实际操作的锻炼机会, 而传统的课堂教学模式仅仅强调知识的传授, 学生容易走神, 同时也制约了学生创新思维和想象力的发展。

另外, 由于本科扩招的影响, 学生人数增幅较大, 地理专业学生每个年级人数在80~100人之间, 受实验条件限制, 实验分组人数一般在4~6人左右, 有些同学并没有得到充分的动手锻炼, 因此学生的分析问题与解决问题的能力并不能得到很好的锻炼与培养, 学生普遍缺乏分析问题与解决问题的能力, 缺乏合作与科学态度, 缺乏信息收集与处理的能力。

3. 教学内容亟待更新。

土壤地理学目前常用教材为朱鹤健版[2]或李天杰版, 两种教材对理论知识都做了详细的阐述, 但是都缺乏一定的教学案例与研究案例。基本理论的解释或是推理应该结合具体的实例进行教学才能够让学生理解得更加充分与具体。特别是在土壤成土过程、土壤类型的讲解上, 如果能够把每一个土壤类型结合到某一个区域, 这个区域如果是当地就有, 则结合该地区的成土特点, 推导出成土过程与土壤类型, 再延伸一下该类型土壤性质与利用类型, 学生就很容易理解了。

土壤学科的发展是很快的, 目前这门学科在土壤遥感、土壤微生物学研究、土壤生态环境调控、污染土壤治理等方面的研究均处在科研前线, 如果能够在书本中穿插这些科学问题及其研究方法, 不仅可以培养学生的逻辑分析能力, 还可以增强科研素养。

二、土壤地理学传统教学方式的改进措施

1. 应用先进手段。

近年来, 各高校大多专业课程都能在多媒体教室开设, 但在软件资源建设方面还比较落后。教师的课件以平面、文本媒体为主, 多媒体设备只是黑板的替代品。教学资源的开发建设和网络资源的利用还没有成为教师的工作习惯。土壤地理学多媒体教学内容若仅仅表现为书本中文字信息的重演, 教学效果肯定受影响。与此相反, 积极利用声音、影像、FLA SH动画、三维模型等技术, 可以有效吸引学生兴趣与提高教学效果, 作者利用课余时间收集整理的几组关于成土过程的FLA SH动画, 穿插在教学过程中, 不仅补充了教材的不足, 也增加了学生的学习兴趣。

2. 重视实践教学。

(1) 野外实习。土壤地理学的学科性质决定了野外实习是土壤地理教学过程中的必不可少的重要环节, 历来被充分重视。但长期以来, 由于受教育观念、区域条件等因素的影响, 仅要求学生在野外验证所学的理论、知识和方法, 而没有探索性的研究问题与发现问题的能力引导和培养。另外由于实习经费不足、时间短暂和师资水平限制, 实习内容也在趋于减少和流于形式。作者所在高校近年来在教学改革思想指导下, 重视实习基地的建设, 加大对野外实习的重视力度, 每年输送骨干教师参加相关课程的培训, 已经取得了不错的实习效果。图1为庐山野外实习的流程示意图, 通过野外实习能够对书本知识有更加直观的理解, 提高了学生对理论知识的认识深度、动手能力与协作能力。 (2) 室内实验。土壤地理室内实验教学是土壤地理学教学内容的重要组成部分, 是学生深入理解课堂教学内容以及培养实际操作技能的重要教学环节。土壤地理学实验是揭示土壤学知识原理的过程, 通过实验设计、实验操作、实验记录、结果计算、分析结果等过程培养学生的观察能力、逻辑思维能力、综合分析能力、科学研究等多方面的能力。传统课堂教学可以提供给学生的实践锻炼、科学问题的训练少, 大多是基本理论的讲授与灌输, 有碍于学生科研能力的养成, 通过室内实验教学, 努力创设有利于人际沟通与合作的教育环境, 使学生学会交流和分享研究信息、创意及成果, 发展乐于合作的团队精神。 (3) 社会调查。学生面对一成不变的课堂教学, 只要完成教师布置的课后作业以及认真做书上的习题, 就可以在考试中取得不错的成绩, 而不需要进一步考虑问题是如何产生和如何解决。实践教学的缺乏使得学生对信息收集的兴趣缺失。包括社会问卷、资料收集、研究计划、请教科学家、撰写研究报告等各种丰富的实践教学模式的开展, 则使得学生对传统知识的学习不再大而化之, 激发出他们对课程深入的兴趣以及学习的热情, 也启发学生对科课程研究领域了解的动力, 积极主动去收集资料, 解决所遇到的现实问题。

表1中列出部分课程中安排的社会调查内容, 由学生根据自己的兴趣爱好选择适合自己的选题, 一个选题由5~6个学生合作完成。在土壤地理学教学中发现, 通过社会调查, 让学生自己动手参与到社会生活的各个领域中, 这种教学的放手, 学生普遍接受并欢迎, 他们对知识的理解也更加理性和深刻, 对所学知识在生活以及进一步深造的科研学习中的应用更加娴熟。

3. 增加科研案例。

教师科研能力的提高对教学是一个强有力的促进, 科学研究与教学工作是相互促进的, 同时教学质量的提升对科研人才的培养带来极大的优势。将土壤地理学的最新的研究成果充实到教学内容中, 不仅能够给学生带来对前沿科学的直观认识, 还可以提升他们对科学研究的兴趣。作者利用学院G IS技术资源将教学内容中关于本省土壤分布图、中国土壤图及其景观、土壤成土过程、土壤剖面等进行动态展示教学, 理论知识转换为学生可以直观认识的图像, 达到较好的教学效果。另外与教师或相关老师的科研项目结合, 组织有兴趣的同学参加教室的科研项目实验或采样、调研过程;将目前土壤地理学、土壤学学科研究的前沿问题介绍给学生, 很好地激发了学生进一步深造的兴趣与意愿。

参考文献

[1]华珞, 王学东.关于“土壤地理学”教学的几点思考[J].首都师范大学学报 (自然科学版) , 2009, 30 (3) 44-47.

土壤处理方式 篇6

随着科学技术的进步和人们对蔬菜需求量的加大, 设施农业得到了快速发展, 温室蔬菜的种植管理备受关注, 其中温室作物水分的供应是重点, 灌溉是解决这一问题的重要措施, 然而调查显示:温室灌溉采用的方式主要有沟灌、漫灌、喷灌等, 这些灌溉方式共同存在的问题是水资源利用率低, 浪费水现象严重, 针对我国是人均水资源量不到2100m3的贫水国家而言, 采用节水灌溉具有相当大的现实意义。国内外有关温室蔬菜的灌溉方式研究较多, 但主要集中在水分利用效率、灌水始点的研究上, 而且多局限于不同水分处理对蔬菜产量影响的研究上, 对不同灌溉方式下土壤湿度变化方面的研究报道较少。本文在温室条件下对黄瓜开花初期采用不同方式灌溉, 通过对土壤湿度变化的研究, 分析不同灌溉方式下水分渗透情况和土壤保湿情况, 为不同节水灌溉方式在温室内的推广应用提供参考依据。

1材料与方法

1.1 试验概况

试验地点位于N44°、E125°的吉林省农业机械研究院内, 试验温室东西走向, 坐北朝南, 长50m, 宽10m, 供试土壤为壤土, 耕种层土壤容重平均为1.32g/cm3, 经测定, 其基本理化性质如下:全氮为1.12g/kg, 速效磷为48.95 g/kg, 速效钾为120.35 g/kg, 有机质为10.32 g/kg, p H值为7.568。灌溉水源为自来水, 采用重力产压供水系统。

1.2 试验设计

试验设有渗灌、滴溅灌和地表滴灌3 种灌溉方式。每种灌溉方式灌溉面积均为9.6m2, 均设3 次重复。供试作物为吉林省蔬菜花卉研究院培育的黄瓜苗, 于2015 年5 月20 日定植于温室内, 8 月22 日收获, 种植方式为起垄种植, 垄宽35cm, 垄高12cm, 垄间距20cm, 种植规格为株距30 cm, 行距55 cm。3 种灌溉方式共用一条直径为40mm, 壁厚为2mm的PVC主管, 由主管分出3组支管, 垂直于主管并与黄瓜行向一致, 渗灌管外径为15mm, 滴溅灌支管采用直径32mm的PE管, 在支管上连接灌水器, 地表滴灌所用滴灌带孔间距为15mm。为防止土壤水分相互渗透影响试验效果, 各灌溉方式之间用埋深30cm的塑料布隔开。为保证对比试验研究的合理性, 各灌溉方式的灌水量及灌溉时间保持相同。

1.3 测量和分析方法

试验采用手持农业气象监测仪对各灌溉方式下的土壤湿度进行监测, 观测点分别布设在每个灌溉处理的蛇形地带, 每种灌溉方式分别取3 点, 再取其平均值, 测量深度依次为5、10、15cm。测量水平距离依次为5、10、15cm, 采集间隔为2 h。数据采用Microsoft Office Excel 2007 软件进行处理分析。

2结果与分析

2.1 不同节水灌溉方式下土壤湿度垂直日变化

由于灌溉方式不同, 出水形态和润湿土壤深度不同, 水分蒸发点不同, 导致灌溉水在土壤不同层的变化情况不同, 图1 ~ 3 表示各节水灌溉方式下土壤湿度变化垂直分布图。该图数据取自一次灌溉完成后第二天晴天的典型天气 (6 月16 日) 时温室内土壤湿度的3 点测量值的平均值。

从图1 ~ 3 和表1 可知: 随着土层深度的增加, 土壤湿度均逐渐增大, 3 种灌溉方式在同等灌水量下, 经过中午充足的阳光照射和植物根系水分吸收后, 对于渗灌而言, 表层 (5 ~ 10cm) 土壤的含水率变化最大, 随着土层深度的增加, 土壤含水率变化值逐渐减小。对于滴溅灌溉方式而言, 中层 (10 ~ 15cm) 土壤的含水率变化最大, 深层 (15 ~ 20 cm) 次之, 表层 (5 ~ 10cm) 最小。对于地表滴灌而言, 中层 (10 ~ 15cm) 土壤的土壤含水率变化最大, 表层 (5 ~ 10cm) 和深层 (15 ~ 20cm) 变化程度相差甚微。这是由于土壤水分蒸发和水分向地下渗透的开始点不同而造成的。

2.2 不同节水灌溉方式下土壤湿度水平日变化

各种灌溉方式下, 同深度层的土壤湿度变化情况也不一样, 图4 ~ 6 表示在不同土层不同节水灌溉方式下土壤含水率的水平分布图 (数据同垂直分布图) 。

由图4 ~ 6 可以看出:

在相同深度层, 采用不同灌溉方式土壤含水率变化趋势及程度不同。表层 (5 ~ 10cm) 土壤含水率的变化为渗灌逐渐下降, 值为3.38%;滴溅灌为先上升后下降, 最终值下降2.33%;地表滴灌为先下降后上升, 终值为上升0.87%。中层 (10 ~ 15cm) 土壤, 除滴溅灌的变化趋势是先上升后下降以外, 渗灌和地表滴灌的变化趋势基本一致。这是由于表层土壤中午时水分蒸发快, 傍晚时受空气湿度的影响, 而且渗灌致使土壤板结、表层易形成裂纹, 湿度降低快;滴溅灌将水分直接送移到5 ~ 10cm处, 蒸发小, 地表滴灌将水滴在土壤表面逐渐向下渗透并受空气湿度影响较大。深层 (15 ~ 20 cm) 土壤在1:00pm左右, 渗灌和滴溅灌出现上升趋势, 而地表滴灌基本保持不变, 这是由于黄瓜处于生长初期时, 其根系主要分布在5~8cm范围内并吸收该层的水分。

在土层深度为10 ~ 15 cm时, 各时刻土壤含水率变化不大, 这是由于水分逐渐湿润该层土壤, 而该层受蒸发和作物吸收水分影响小。

在不同深度层, 渗灌在表层和深层动态变化较明显;滴溅灌和地表滴灌在15cm以下变化较小, 这是由于滴灌的滴水特征所决定的, 符合在蒸发和被吸收的共同作用下, 深层土壤水分变化小的规律。

2.3 不同节水灌溉方式灌水前后土壤含水率变化

结合3 种灌溉方式特点, 以土层深度10cm, 株距10cm处为特征区测定土壤湿度分析灌水前后变化如表2, 从表2 可以看出, 3 种灌溉方式中, 渗灌灌水前后变化最大, 地表滴灌次之, 滴溅灌最小。由于渗灌是将水以向周围发散的形式直接渗透到渗灌支管所埋设的土层深度, 均匀性好。地表滴灌是将水流以点滴的形式滴入土壤表层, 再慢慢向下渗透。滴溅灌是将水以水滴的形式直接滴到作物根部附近, 土壤湿润并不均匀, 而且离作物较远处土壤湿度变化缓慢。可见, 灌溉方式的出水流态对土壤湿度的变化规律也产生一定的效应。

注: 测量时间为7 月9 日9:00~7 月9 日17:00 时, 取值为6 次试验值的平均值。

3结论

在温室内以黄瓜为供试作物, 采用渗灌、滴溅灌和地表滴灌3 种灌溉方式进行灌溉, 针对土壤湿度的影响进行试验研究, 通过对比分析得出以下结论:

3.1 在不同灌溉方式下

随着土层深度的增加, 土壤湿度逐渐升高。各土层渗灌日土壤含水率依次为10.58%、16.91%、21.84%;滴溅灌土壤含水率依次为10.42%、18.64%、24.62%;地表滴灌土壤含水率依次为13.63%、17.99%、24.69%, 其中滴溅灌升高最多, 渗灌次之, 地表滴灌最少。

3.2 表层土壤湿度渗灌的日变化幅度相对较大

变化值为3.29%, 滴溅灌和地表滴灌变化趋势呈相反状态, 中层土壤湿度受滴溅灌影响最大, 深层土壤湿度受地表滴灌影响最小。

3.3 对10cm深度、10cm株距土壤而言

等量灌溉条件下, 灌水前后土壤湿度变化情况是渗灌> 地表滴灌> 滴溅灌。

参考文献

[1]侯媛媛.我国蔬菜供需平衡研究[D].陕西:西北农林科技大学, 2012.

[2]王婧.中国北方地区节水农作制度研究[D].沈阳:沈阳农业大学, 2009.

[3]毛学森, 李登顺.日光温室黄瓜节水灌溉研究[J].灌溉排水, 2000 (2) :45-47.

[4]安向东.日光温室番茄不同灌溉方式节水效应研究[J].甘肃农业科技, 2006 (02) :3-5.

[5]李晶晶, 王铁良, 李波, 刘伽, 赵海玲.不同灌溉方式对日光温室青椒生长及量的影响[J].灌溉排水学报, 2009 (01) :110-112.

[6]王正义, 王玉平.不同灌溉方式对日光温室黄瓜生产效率和经济效益的影响[J].安徽农业科学, 2013 (34) :13128-13129.

土壤处理方式 篇7

关键词：农艺学,保护性耕作,试验,免耕,土壤温度

0 引言

保护性耕作的研究起源于20世纪30年代的美国的沙尘暴,其指导思想是在保护环境、减少污染和实现农业可持续发展的前提下,最有效地利用和节省资源,提高农作物产量,改善农产品的品质,保持农业在国际市场上的竞争力[1]。

土壤温度影响植物的生育、土壤的形成和性状,土壤空气和土壤水的运动也与土壤温度有密切关系[2]。通过覆盖可以改变土壤的温度状况,并将太阳能转化为热能汇集在土壤中,为作物生长创造更有利的环境;同时覆盖还有减少土壤水分蒸发、促进土壤微生物活动、提高肥料利用率、改善土壤物理性状等作用[3]。

本文主要通过测定土壤不同层次土壤地温来分析研究不同保护性耕作处理的节水效果和增产增收效果,探讨在寒地半干旱地区实行保护性耕作的可行性,为今后进行保护性耕作技术的示范和推广提供一定的理论依据和技术支持。

1 材料和方法

1.1 试验地概况

试验设在黑龙江省西部的安达牧场,土壤以碳小面积的盐碱斑分布;年平均气温2.5℃,全年有效积温2782℃。

1.2 试验设计

试验根据耕作与覆盖的影响设置4种处理,分别为传统翻耕、耙茬37%覆盖、免耕30%覆盖、免耕无覆盖。作物残茬为万寿菊,覆盖计算方法采用直线横断法。每个处理重复3次,小区面积为5m×10m。

1.3 测定方法

WQG-16.-21°~61℃型曲管地温表。每天8:00,14:00,20:00时记录距地表5cm,10cm,15cm和20cm处地温。

2 结果与分析

2.1 不同处理间地温的差异

土壤的温度直接影响着土壤中水、气的保持和运动,土壤温度对土壤中的许多物理过程都起一定的作用。温度直接影响水的粘滞度和表面张力。当含水量一定时,随着温度的升高,水的粘滞度和表面张力均降低,因而水的吸力值也降低,土水势升高,这种影响在含水量较低时更明显。因此,同一土壤含水量当温度较高时,水分对作物的有效性也增加。

通过测定不同处理土壤春季的温度,比较耕作和覆盖对土壤温度的影响,进而分析温度对产量的影响。数据为当日3次测量值的平均值。不同耕作措施不同土层温度比较,如表1所示。不同处理土层土壤温度变化曲线,如图1~图4所示。

从图1~图4和表1可知各处理随着时间的推移,土壤温度逐渐上升,随土层的加深,不同处理之间温度差变小。免耕覆盖处理地温在各层次均表现为最高值,引起这种现象的原因可能是由于免耕有助于保持土壤水分,地面秸秆覆盖和无土壤搅动导致的土壤含水量升高将增加土壤的热容量,缓解夜间和寒流影响下土壤温度的下降,使免耕土壤在这种情形下土温高于常规耕作土壤[4]。

℃

其中,5cm层免耕无覆盖平均温度最高,相对于其它处理增温0.12°~2.53℃,10cm层免耕覆盖相对于其它处理增加0.46°~2.24℃,15cm层免耕覆盖相对于其它处理增加1.09°~1.97℃,20m层免耕覆盖相对于其它处理增加1.33°~1.82℃。

2.2 不同处理方式对玉米生育进程及产量影响

2.2.1 不同耕作方式对出苗的影响

免耕覆盖处理玉米出苗时间较常规翻耕早2天,而免耕无覆盖和耙茬处理与传统耕作基本一致。这说明覆盖可以提高春季土壤地温,而土壤温度是制约作物生长的主要限制因素,因此有利于种子发芽。耕作措施对出苗时间影响不大;但是,有残茬地块出苗率相对比较低,免耕覆盖为84.8%,耙茬覆盖为87.0%,免耕无覆盖为89%,传统耕作由于土壤含水量低仅为80.5%。

2.2.2 不同处理方式产量及构成因素

不同耕作措施对产量及产量性状的影响,如表2所示。从表2中可以看出各产量性状免耕覆盖均高于其它处理。而百粒质重和产量耙茬处理高于免耕处理。造成不同耕作方式产量差异的原因,主要是不同耕作方式影响基本苗的高低。

3 结论

1)免耕覆盖有明显增加土壤温度作用,5cm层相对于传统耕作增温0.09~2.62℃,10cm层增加0.46~2.24℃,15cm层增加1.09~1.97℃,20m层增加1.33~1.82℃。随着土层的加深,免耕覆盖对土壤温度的调节作用越来越小;而表土层降低幅度大,沿深度方向幅度越来越小。

2)随着气温的上升,覆盖方式的土壤层温差逐渐减小,而伴随气温上升,覆盖处理温度有下降趋势,说明在气温低时覆盖有增温作用;而气温高时,无覆盖的处理可以得到太阳的直接辐射,而使土壤温度增加,而覆盖阻止了太阳的部分光照,使土壤温度略有下降[5]。

3)保护性耕作处理产量高于传统翻耕;免耕覆盖处理的产量最高,达8749.07kg/hm2;其次是耙茬处理,为8686.39kg/hm2。

参考文献

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土壤处理方式 篇8

关键词：宁南山区,灌溉方式,土壤湿润范围

宁夏南部山区的半干旱及同类地区作物灌溉主要采取补充灌溉, 常用的灌溉方式有滴灌、点灌、沟灌、喷灌等, 本研究的目的就是通过试验, 掌握在不同灌溉方式、灌溉量下的土壤湿润情况, 为实施作物精量控制灌溉提供设计、灌溉依据, 本研究对节水灌溉设计、作物精量控制灌溉, 具有非常重要的意义。

1试验方案设计

1.1试验地点、时间

试验地点:宁夏彭阳县王洼镇姬阳洼小流域、国家“863”项目“宁夏半干旱区现代节水农业技术研究与集成”课题研究基地。

试验时间:滴灌2007年4月18日;点灌2007年4月24日。

试验前对土壤含水率进行测定, 深度为0～40 cm, 分2层观测, 采用烘干法观测。

1.2滴灌方式试验设计

利用大田滴灌系统, 选择5条毛管, 进行滴灌方式下的土壤湿润范围试验。分别设计灌水量为0.5、0.75、1.0、1.5、2.0 kg/穴5种灌水量。灌后3 h, 选择每一毛管的前、中、后部3个滴头, 观测各滴头的表层湿润范围、不同深度时的湿润范围、湿润的总深度和表层土壤的湿润比。

1.3点灌方式试验设计

选择比较平坦、耕作后的农地, 利用农民种植用的打孔设备, 打5个深15 cm、直径3 cm的圆柱形灌水孔, 进行点灌。设计灌水量分别为0.5、0.75、1.0、1.5、2.0 kg/穴, 灌后3 h观测各穴的表层湿润范围、不同深度时的湿润范围、湿润的总深度等。

2试验结果

2.1试验前土壤含水率

试验结果见表1。

2.2滴灌方式下土壤湿润范围试验结果

滴灌结束3 h后, 开挖滴头灌水点处的土壤剖面。0～20 cm土层深度内, 可较清晰的判断出灌溉湿润范围;在深度20 cm以下, 存在犁底层, 由于犁底层土质密实、坚硬, 犁底层以下很难用肉眼分清湿润范围。因此, 只观测到土壤耕作层20 cm内的湿润情况, 20 cm以下土层依据湿润曲线的趋势进行判断。

滴灌方式下不同深度的湿润范围观测结果见表2。

2.3点灌方式下土壤湿润范围试验结果

点灌方式下不同深度的湿润范围观测结果见表3。

3试验结果分析

3.1滴灌方式下土壤的湿润范围及灌溉量与湿润范围关系

根据表2试验结果, 绘制不同滴灌量时土壤湿润范围剖面图1。

根据图1形状, 将湿润体上部简化为圆台, 下部简化为球冠, 利用圆台、球冠体积计算公式, 计算得到在不同滴灌量时土壤的湿润土体体积。

根据灌溉前土壤含水率、灌溉量, 计算得到不同灌溉量时湿润土体的平均含水率。结果见表4。

试验结果分析表明, 在设计灌溉量水平下, 灌溉后, 其湿润范围内土壤的含水率为21.59%～22.58%, 土壤的含水率达到土壤田间持水量 (该区域土壤田间持水量为22%) 。也就是说, 设计灌溉量条件下, 灌溉后在湿润范围内土壤的含水率达到田间持水量, 只是湿润的范围大小不同。

根据试验结果, 对相同灌前含水率下, 灌水量与土体体积湿润之间的关系进行数学关系分析, 见图2。

由图2可以看出, 滴灌情况下, 灌溉量与灌溉土壤体积湿润关系为线性关系, 其关系式为y=14.089X+4 429.4, 相关系数R2达到0.976 9。

3.2滴灌方式下湿润比

滴灌方式下土壤的湿润比与滴头的间距、毛管间距、灌水量有紧密的关系。滴头的间距越小、毛管间距越小、灌水量越大, 土壤湿润的范围越大, 湿润比越大。湿润比的计算有多种方法, 如20 cm深度面积湿润比、地表面积湿润比、土体体积湿润比等。

在实际应用中, 人们多采用湿润面积比。实际上, 采用湿润面积比会产生较大的误差。

本次试验的毛管间距60 cm, 滴头间距30 cm。根据试验结果, 采用体积湿润比、地表面积比、深度20 cm处湿润面积比分别计算滴灌的湿润比, 不同灌水量的湿润比见表5。

比较3种湿润比方法计算结果, 存在较大的差异。经与实际情况对照比较, 建议采用土体体积湿润比计算方法计算滴灌的湿润比。

3.3点灌方式下土壤湿润范围及灌溉量与湿润范围关系

根据表3试验结果, 绘制不同点灌灌水量时土壤的湿润剖面图, 见图3。

根据图3形状计算, 得到在不同点灌量时土壤的湿润土体体积;根据灌溉前土壤含水率、灌溉量, 可计算得到不同灌溉量时湿润土体的平均含水率。计算结果见表6。

根据试验结果, 对同一灌前含水率下, 灌水量与土体湿润体积之间的关系进行数学关系分析, 见图4。

由图4可以看出, 点灌情况下, 灌溉量与灌溉土壤体积湿润关系为线性关系, 其关系式为y=12.443X-2 584.6。相关系数R2达到0.994 4。

试验结果分析表明, 点灌后, 湿润土壤内的含水率为21.42%～22.97%, 平均为22.03%, 达到田间持水量。

4试验结论

根据试验结果分析, 可以得到如下结论。

(1) 在滴灌、点灌灌溉方式下, 土壤的体积湿润与灌溉量都存在一个线性关系, 且具有很好的相关关系。

(2) 在滴灌、点灌灌溉方式下, 灌溉技术参数可以参考表7。

(3) 所设计的5种灌溉量水平采取滴灌和点灌方式灌溉后, 湿润土体的含水率均达到田间持水量, 只是湿润土体体积不同。

参考文献

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[2]黎庆淮.土壤学与农作学[M].北京:水利电力出版社, 1986.

土壤处理方式 篇9

关键词：喀斯特地貌；暖性草地；土壤有机碳；管理方式

中图分类号：S153.6 文獻标志码：A

文章编号：1002-1302（2015）03-0330-04

土壤碳库研究及碳汇问题是近年来土壤碳循环与全球变化领域的研究热点，有机碳是土壤的重要组分[1]。土壤有机碳（soil organic carbon，SOC）作为土壤微生物的重要能源及最主要的营养元素，对土壤性质及养分供应能力产生重要影响，同时对土壤中C、N、S、P等养分的转化循环具有重要意义，土壤有机碳库储量巨大，在全球碳循环中占有重要地位[2-5]。土壤有机碳作为陆地生态系统碳循环的关键部分，其微小变化将对大气碳平衡产生巨大影响。我国草地碳库中土壤有机碳存在巨大的空间异质性，85%以上的土壤有机碳分布在温带、高寒带草地土壤中，所以开展温带暖性草丛土壤有机碳研究尤为重要。龙里草原灯芯草群落是典型的南方暖性草地，也是热带亚热带地区重要群落类型，我国暖性草地主要分布在贵州省、广西壮族自治区、云南省。随着我国退耕还草工程的开展，草地土壤有机碳的变化机制研究日益受到重视，国内学者对土壤有机碳分布特征开展了一些探索工作，但是主要集中在温性草地土壤、荒漠土壤方面，关于喀斯特地区暖性草地土壤有机碳分布特征研究不多。贵州省喀斯特暖性草地是西南喀斯特草地的重要组成部分。本研究探讨表层土壤有机碳含量、有机碳密度在不同管理方式下的空间分异以及随土层深度的垂直变化，旨在为典型暖性草地的有效管理提供依据。

1 研究地区与研究方法

1.1 研究区现状

研究区位于黔中腹地龙里县龙里草原乡（26°21′3.56″N，106°53′26.16″E），海拔1 596 m，境内中低山丘陵地貌，碳酸盐岩广布，以地带性黄壤、黄红壤为主，为黔中典型喀斯特高山台地草原，属于中亚热带湿润季风气候，年平均降水量为1 158.5 mm，最少年为859.3 mm，年均气温14.7 C，极端最高气温35 ℃，极端最低气温-3 ℃，积温4 274.0～4 574.6 ℃，立体气候明显，热量充足，干湿二季分明。该区地带性植被为亚热带暖性草丛草地，建群种为灯芯草（Juncus effusus）、水虱草（Fimbristylis miliacea）、酸模（Rumex acetosa）、鸡腿堇菜（Viola acuminata）、荩草（Arthraxon hispidus）、朝天罐（Osbecgia opipara）等[6-7]。群落类型在西南地区具有广泛代表性，是研究我国乃至世界暖性草丛土壤碳含量对碳源/碳汇功能影响的理想场地。

1.2 方法

2012年3月，在研究区内设置4块80 m×20 m长期性固定监测样地，3个围栏管理：典型草地（typical-grassland，TG）、割草（刈割）管理（mowing-management，MM）、灌丛管理（bush-administration，BA），1个不围栏（no-fence，NF）管理，其中典型草地、灌丛草地属于不同演替序列，典型草地、割草（刈割）、不围栏（放牧）采用不同的管理措施。2012年3—4月对样地进行试验布置，采样时间为8月底9月初，采用固定深度法，每个处理设置5个1 m×1 m小样方，用直径5 cm土钻取样，取样深度为20 cm，共分3层（0～5、5～10、10～20 cm），相同土层进行3次重复取样，混合均匀后装入自封袋。每处理挖1个150 cm×50 cm×100 cm（长×宽×深）的土壤剖面，采用环刀法，50 cm深度上每隔5 cm分5层取土测定土壤密度，每层5个重复采样。由于贵州地区特殊的喀斯特地貌，土层浅薄，石灰岩广布，采样深度受限，只能取样到 0～30 cm 土层。

1.2.1 样品分析方法

将土样带回实验室风干处理，用粉碎机打碎并保存，采用干烧法，使用元素分析仪（Elementar Analysensysteme GmbH）在CNSO模式下测定土壤有机碳含量；采用烘干法测定土壤密度，在100 ℃恒温箱中烘干至恒质量。

1.2.2 土壤有机碳密度计算方法

2 结果与分析

2.1 土壤有机碳含量

2.1.1 不同管理方式下土壤有机碳剖面垂直分布特征

单位质量土壤中有机碳含量即为土壤有机碳含量，代表有机碳在土壤中的比例，用g/kg表示。不同管理方式下草地会对土壤有机碳输入、输出产生影响，且土壤有机碳输入、输出变化又深刻影响土壤有机碳含量变化[11]。由图1可知，不同管理方式下土壤有机碳含量总体呈自上而下逐渐降低的趋势，不同管理方式下土壤有机碳含量随土层深度的增加而减少的程度不同。典型草地各土层土壤有机碳含量间均差异显著；不围栏管理、割草管理除10～20 cm与20～30 cm土层土壤有机碳含量差异不明显外，其他各层差异显著（P<0.05）。灌丛管理各土层有机碳含量均呈现显著差异（P<0.05）。4种管理方式下，0～10 cm表层土壤有机碳含量都显著高于其他土层。

如表1所示，典型草地、不围栏、灌丛管理土壤有机碳含量与土层深度之间呈直线关系，且显著负相关（P<0.05），说明随土壤深度的增加有机碳含量呈下降趋势，土壤有机碳含量在0～30 cm土层中的递减速率依次是典型草地>灌丛管理>不围栏。

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2.1.2 不同管理方式对土壤有机碳含量的影响

从图1可以看出，不同管理方式下土壤有机碳含量在同一土层分布也存在差异。0～10 cm土层有机碳含量为典型草地>不围栏>割草管理>灌木管理，20～30 cm土层有机碳含量为典型草地>割草管理>不围栏>灌木管理。0～10、10～20 cm土层4种管理方式下土壤有机碳含量均呈显著性差异（P<0.05）；20～30 cm土层仅典型草地呈差异显著（P<0.05），其他管理方式差异不明显。

2.2 土壤有机碳密度（SOCD）

2.2.1 不同管理方式土壤有机碳密度剖面垂直分布特征

土壤有机碳密度通常是指单位面积一定深度土体中土壤有机碳储量，由于排除了面积因素的影响而以土体体积为基础来计算，故土壤碳密度已成为评价、衡量土壤中有机碳储量的重要指标[12-15]。由图2可知，有机碳密度在土壤中的垂直变化趋势与有机碳相似，这是由于不同管理方式下土壤密度差异较小，即土壤有机碳密度随土层深度的增加而逐渐减小。4种管理方式下，0～10 cm表层土壤碳储量占0～30 cm土层总碳储量的40.43%，10～20 cm土层碳储量占总量的70.52%，20～30 cm土层碳储量占总量的29.50%。典型草地、不围栏、灌丛管理下土壤有机碳密度与土层深度呈线性负相关，土壤有机碳密度随土壤深度的递减速率为灌丛管理>典型草地>不围栏，割草管理下土壤有机碳密度同土壤深度呈二次幂函数相关。不围栏处理下0～10 cm 土壤有机碳密度与10～20、20～30 cm土层之间呈显著差异（P<0.05）。其他3种管理方式下各层土壤有机碳密度差异不显著。

2.2.2 不同管理方式对土壤有机碳密度的影响

为了对不同土类、地域进行比较，通常计算0～20、0～100 cm土层的土壤有机碳密度[16-17]。由于贵州省特殊的喀斯特地貌，土层浅薄，石灰岩广布，土层只能延深至30 cm，所以为了比较不同管理方式下土壤有机碳密度，本研究探讨4种管理方式下 0～10、0～30 cm土层的土壤有机碳密度。由图3可知，0～10 cm土层不同管理方式下的有机碳密度依次为：典型草地>灌丛管理>割草管理>不围栏，分别为7.33、692、652、5.99 kg/m2。典型草地、不围栏管理方式下有机碳密度之间存在显著差异，其他管理方式之间差异不显著。0～30 cm 土层有机碳密度依次为：典型草地>割草管理>不围栏>灌木管理，分别为20.68，18.88，14.63、13.62 kg/m2。典型草地同其他管理方式之间存在显著差异，割草与其他管理方式之间也存在显著差异，不围栏、灌丛管理之间不存在显著差异。本研究结果表明，对典型草地进行围栏保护可以提高0～10、0～30 cm土壤有机碳密度；不围栏下，由于放牧时牲畜践踏、人为破坏，导致土壤有机碳密度处于相對较低的水平；割草管理下，8月中下旬完成刈割，地上生物量、凋落物量减少，表层土壤有机碳密度相对较低，深层土壤有机碳密度相对较高。灌丛管理下由于土壤表层受灌木优势种、草本优势种的影响，地上生物量、凋落物量较大，土壤有机碳密度高于不围栏、割草管理。灌丛管理下土壤深层砾石较多，土层浅薄，不利于植物根系发育生长，造成土壤有机碳密度明显低于其他管理方式。

3 结论与讨论

3.1 贵州省典型暖性草地土壤有机碳含量随土壤深度的变化情况

贵州省典型暖性草地土壤有机碳含量随土层深度的增加而减少，4种管理方式下有机碳含量差异显著，主要表现在 0～20 cm 的表层土壤。因为土壤有机碳主要来源于植物根系及凋落物的分解，所以土壤有机碳含量分布规律与地上凋落物量、植物根系生物量、植物根系深度密切相关[18]。贵州省典型暖性草地凋落物主要集中在土壤表层，植被根系也主要分布在0～20 cm的表层土壤，随着土层深度的增加，土壤含水量、土壤温度、土壤质地条件变差，植物根系量随之减少，有机质来源也随之减少，因此有机碳含量随土层深度增加而降低[19-23]。不同管理方式下土壤有机碳含量随土壤深度降低的趋势不同，典型草地、不围栏、灌丛管理下土壤有机碳含量同土层深度呈显著负线性相关，割草管理下土壤有机碳含量同土层深度呈二次幂函数相关。由于刈割直接破坏草原植被，导致草地根系生物量及凋落物量明显减少，0～20 cm土层有机碳含量变化很大，说明植被的干扰破坏对有机碳含量的影响主要集中在表层。

3.2 围栏处理对典型草地土壤有机碳含量的影响

围栏处理下的典型草地相当于对其进行封育，通过自然力的作用使退化草地的植被与土壤得到恢复与重建[24]。围栏管理一方面避免了草地的人为刈割以及牲畜采食、践踏，使植被盖度、植物多样性得到较快恢复，随着凋落物的返还，增加了土壤碳贮量；另一方面，围栏后的植被盖度增加，植被对降尘、风吹蚀土壤细粒组分截获量增加[25-26]。本研究选用的是围栏2年的次生草地，物种多样性丰富，幼苗更新快，所以不管是土壤有机碳含量还是土壤有机碳密度均大于其他管理方式。

3.3 不围栏处理对典型草地土壤有机碳含量的影响

不围栏管理下草地受放牧影响严重，过度放牧是影响草地生态系统土壤有机碳含量的重要因素之一[27]。本研究表明，不围栏管理下0～10 cm表层土壤碳储量比典型草地、割草管理、灌丛管理低，可见不围栏管理下放牧对土壤碳储量的影响主要集中在表层土壤。由于牲畜对草地采食量增加，导致植被盖度、地上生物量下降，凋落物量减少，同时也造成植物根系得不到养分供应，地下生物量也随之减少，进而造成土壤有机碳含量减少。尤其是在春冬2个非生长季，草地植被低矮稀少，盖度小，加上风蚀作用，加剧了土壤有机质损失。

3.4 割草处理对典型草地土壤有机碳含量的影响

刈割是一种人为干扰栽培技术，也是草地利用管理的主要方式[28-30]。本试验刈割留茬3 cm，属于重刈割，土壤有机碳密度同土壤深度呈二次幂函数相关，有机碳密度随土层深度增加而缓慢减少，越往深层减少越慢，深层土壤根系相对不围栏、灌丛管理发达，土壤有机碳密度相对较高。今后笔者将对割草管理下不同刈割强度土壤有机碳含量、有机碳密度进行深入研究，揭示贵州省典型暖性草地土壤有机碳含量、土壤有机碳密度的变化规律。

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3.5 灌丛处理对典型草地土壤有机碳含量的影响

灌丛管理下土壤有机碳密度与土层深度呈线性负相关，灌丛管理下土壤表层有机碳密度受灌木优势种、草本优势种的影响，地上生物量、凋落物量较大，有机碳密度高于不围栏管理、割草管理。灌丛管理下深层土壤砾石较多，土层浅薄，不利于植物根系发育生长，造成土壤有机碳密度明显低于其他管理方式。

贵州省典型暖性草地在不同管理方式下土壤有机碳含量、密度都随着土层深度的增加而减少，管理方式不同其减少程度也不同。不围栏管理、灌丛管理、典型草地的土壤有机碳含量与土层深度呈显著负线性相关；割草管理下土壤有机碳含量与土层深度呈二次幂函数分布。0～30 cm各土层典型草地土壤有机碳含量均高于其他管理方式，0～20 cm土层不围栏管理下土壤有机碳含量最低，20～30 cm土层灌丛管理下由于地质原因，土层浅薄，砾石较多，土壤有机碳含量极低。不同管理方式下对土壤有机碳密度的影响集中在0～10、0～30 cm土层。由此可见，放牧导致土壤有机碳密度明显下降，同时地质地貌条件也对土壤有机碳产生影响。围栏管理下的典型草地有利于保持并提高土壤有机碳密度，特别是长期围封对土壤有机碳的恢复积累都将起到积极的作用，因此从提高碳储量角度看，应该禁止贵州省典型草原过度放牧，鼓励实行适当的草原管理措施。

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土壤处理方式 篇10

关键词：烤烟,移栽方式,根际微生物

移栽是烟草大田栽培的开始,不同移栽方式对烟草根系的生长发育有显著影响,烤烟根系发育好坏,直接影响到烟株的生长发育[1]。土壤是烟叶生产的基础,也是土壤生物的栖息场所[2]。不同的移栽方式能够影响土壤的理化性状,甚至能够引起土壤微生物的种类和数量变化,这种变化能敏感反映土壤质量及其健康状况。进而对土壤微生物的群落结构多样性产生作用。土壤微生物是土壤生态系统中最具活力的组成部分,其数量直接影响土壤的生物化学活性及土壤养分的组成与转化,是土壤肥力的重要指标之一。土壤微生物主要由细菌、放线菌和真菌三大类群构成其主要的生物量,它们的类群组成和数量变化通常能反应土壤生物活性水平,体现土壤中物质代谢的旺盛程度。一般来说,土壤越肥沃,微生物种类和数量越多[3]。而植物根际是植物和微生物交流比较活跃的土壤微区[4],根际微生物在植物的营养循环、根部环境的维持、有害污染物的降解以及植物的生长代谢方面发挥着重要的作用[5,6]。

目前,根际微生物种群丰富,研究和利用其资源,正不断受到人们的重视。在烟田土壤上,有关不同移栽方式及土壤根际微生物方面的研究较多[1,7,8]。针对龙江地区不同移栽方式下根际微生物变化关注较少。为此,研究了高茎壮苗深栽、井窖式移栽、常规地膜移栽、移栽机移栽4种烤烟移栽方式对土壤根际微生物的影响,旨在为选择龙江地区适宜的移栽方式,为龙江特色优质烤烟的栽培技术提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

试验于2014年在牡丹江烟草科学研究所宁安范家试验基地进行。试验土壤质地为粘壤土,土壤类型为河淤土,土壤的养分状况为:有机质1.83%,碱解氮99.75mg·kg-1,速效磷99.43mg·kg-1,速效钾266.76mg·kg-1,前茬作物为小麦。试验材料为烤烟品种龙江981。

1.2 方法

1.2.1试验设计

试验设4个移栽方式(见表1),于3月15日播种,井窖式移栽在5月9日移栽,其它处理在5月19日移栽。试验采用随机区组法,每个处理3次重复,每小区8行,行长9m,每小区面积88m2,行距110cm,株距50cm,种植密度18 180株·hm-2。试验地四周设置保护行。田间管理措施按照当地优质烟栽培技术进行。

1.2.2测定项目及方法

分别于烤烟的伸根期、团棵期、旺长期、现蕾期、采收期采集烤烟根际土壤,采集方法参考Riley等[9,10]的抖落法,即每小区选田间长势均匀一致有代表性的烟株3株,在土层0~50cm深度下,挖取具有完整根系土体取其根际土壤。轻轻抖动根系并去除黏附根系上的较大颗粒土,收集根系及黏附其上的土壤获得根际土,按处理分别混匀,用无菌塑封袋装好,置于保温箱中带回实验室,进行土壤根际微生物数量的分析。

根际微生物数量采用平板稀释法测定。培养菌落条件:细菌采用牛肉膏蛋白胨琼脂培养基、放线菌采用改良高氏一号培养基、真菌采用马丁—孟加拉红培养基。每个稀释度做3个平行样,细菌、放线菌、真菌在28℃下分别培养1~2、3~5、7~10d观察结果。

1.2.3数据处理

试验数据采用Microsoft Ex-cel 2013统计和绘图,利用软件SPSS 21.0进行相关性分析和方差分析,平均值之间的多重比较采用LSD测验,比较土壤根际微生物在烤烟生长不同时期的差异。

2 结果与分析

2.1 移栽方式对烤烟土壤根际细菌的影响

由表2看出,高茎壮苗深栽、井窖式移栽和移栽机移栽烤烟土壤的根际细菌数量高于常规地膜移栽,特别是在旺长期和现蕾期显著高于常规地膜移栽烤烟土壤的根际细菌数量。与常规地膜移栽相比,高茎壮苗深栽烤烟土壤在伸根期、团棵期、旺长期、现蕾期和采收期的根际细菌分别增加了48.7%、50.2%、139.5%、63.5%、42.9%,井窖式移栽烤烟土壤的根际细菌分别增加了19.7%、10.2%、319.2%、163.5%、71.7%,移栽机移栽烤烟土壤的根际细菌分别增加了3.9%、30.0%、159.3%、54.5%、57.5%。

表中数据为3次重复的平均值,同列不同小写字母表示P<0.05显著水平,不同大写字母表示P<0.01极显著水平。下同。Data in the tablemean the average values of three repeats.Data within the same column followed by different lowercases and capital letters mean significant difference at 5%and 1%level.The same below.

2.2 移栽方式对烤烟土壤根际放线菌的影响

从表3看出,高茎壮苗深栽、井窖式移栽和移栽机移栽烤烟土壤的根际放线菌数量高于常规地膜移栽,特别是在旺长期显著高于常规地膜移栽烤烟土壤的根际放线菌数量。与常规地膜移栽相比,高茎壮苗深栽烤烟土壤在伸根期、团棵期、旺长期、现蕾期、采收期的根际放线菌分别增加了40.2%、42.9%、110.2%、41.2%、27.1%,井窖式移栽烤烟土壤的根际放线菌分别增加了80.2%、23.6%、230.3%、35.3%、8.4%,移栽机移栽烤烟土壤的根际放线菌分别增加了50.2%、28.6%、90.1%、7.8%、11.8%。

2.3 移栽方式对烤烟土壤根际真菌的影响

由表4可见,随着作物的生长,在烤烟不同的发育时期,各处理根际土壤真菌均表现出逐渐升高后降低的趋势。结果表明,高茎壮苗深栽和井窖式移栽烤烟土壤在伸根期、团棵期、旺长期、现蕾期的根际真菌显著高于常规地膜移栽。与常规地膜移栽相比,高茎壮苗深栽烤烟土壤在伸根期、团棵期、旺长期、现蕾期的根际真菌分别增加了300.3%、214.6%、100.2%、230.2%,井窖式移栽烤烟土壤在伸根期、团棵期、旺长期、现蕾期的根际真菌分别增加了230.3%、157.5%、69.3%、212.9%。移栽机移栽烤烟土壤的根际真菌与常规地膜移栽相近。

由此可见不同移栽方式在整个烤烟生长阶段,根际土壤微生物总数量高茎壮苗深栽和井窖式移栽的微生物总数最高,且与其它2个处理差异显著。这表明土壤根际微生物的群落结构受到不同烤烟移栽方式的影响,且随着烤烟生育期而发生变化,采用高茎壮苗深栽和井窖式移栽方式能够增加土壤根际微生物的数量。

3 结论与讨论

微生物是土壤生态系统中最具有活力的组成部分。根际是植物与土壤环境接触的重要界面[4]。移栽方法的改变通过对烟株发育、土壤理化性状及微生物生境产生正面效应[11,12],从而改变土壤微生物的群落结构和功能,从试验结果可以看出,高茎壮苗深栽和井窖式移栽在微生物数量上高于常规地膜移栽,对烤烟根际微生物影响较大。烤烟土壤根际微生物数量以细菌总数量占绝对优势,放线菌次之,真菌最少,这与张艳玲[13]研究的结果基本一致。土壤根际微生物种类和数量越多,说明土壤生物活性越强,对植物的生长促进作用越明显,可以改善根系微环境,减轻土壤传播病害的发生,有利于提高作物的产量及品质[14,15]。不同移栽方式烟苗的移栽深度不同。井窖式移栽的井窖深度达20cm,烟苗移栽后根系与垄台的距离达15cm左右,根系生长发育空间大,高茎壮苗深栽和移栽机移栽烟苗根系与垄台的距离也达6~10cm。而常规地膜移栽烟苗根系与垄台的距离仅3~4cm,根系生长发育空间小。不同移栽方式烟苗的移栽深度不同,根系生长发育的空间不同,必然影响根际微生物数量。