黄河中上游半干旱区典型盐渍土中细菌耐盐性及产酶特性研究
基于CNKI和WOS数据库的盐碱地研究进展文献计量分析
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基于CNKI和WOS数据库的盐碱地研究进展文献计量分析目录一、内容概要 (2)二、数据库介绍及数据来源 (3)1. CNKI数据库介绍 (4)2. WOS数据库介绍 (5)3. 数据来源及筛选标准 (5)三、文献计量分析方法和指标 (6)1. 文献数量统计 (8)2. 发表年份分析 (9)3. 作者及研究机构分析 (10)4. 研究方向和热点分析 (11)四、盐碱地研究进展的文献计量分析 (13)1. 总体趋势分析 (14)2. 研究热点和重点领域 (15)3. 研究方法和技术手段 (17)4. 存在的问题和挑战 (17)五、基于CNKI数据库的盐碱地研究进展分析 (19)1. 文献数量及时间分布 (20)2. 研究领域和热点 (21)3. 研究团队和合作情况 (22)六、基于WOS数据库的盐碱地研究进展分析 (24)1. 文献计量及质量评估 (25)2. 国际研究动态和趋势 (26)一、内容概要本篇论文立足于CNKI(中国知网)与WOS(Web of Science)数据库,对近年来盐碱地的研究进展进行了全面的文献计量分析。
CNKI 数据库作为国内权威的学术文献数据库,涵盖了广泛的学科领域,其收录的中文文献数量庞大,能够较好地反映国内盐碱地研究的现状。
而WOS数据库则涵盖了全球范围内的学术文献,具有国际视野,有助于我们了解国际上盐碱地研究的最新动态和趋势。
在文献筛选方面,本研究采用了严格的筛选标准,确保所选取的文献具有代表性和可靠性。
通过对CNKI和WOS数据库中相关文献的梳理和分析,我们发现盐碱地研究涉及了多个学科领域,如农业科学、生态学、土壤学等。
这些研究不仅关注盐碱地的改良和利用,还深入探讨了盐碱地形成的原因、过程及其对生态环境的影响等方面。
在文献计量分析过程中,本研究运用了多种方法和技术,如文献数量统计、关键词频次分析、主题演变分析等,以揭示盐碱地研究的发展规律和趋势。
通过这些分析,我们发现近几年来盐碱地研究呈现出不断深入和多样化的态势,不仅研究方法不断创新,研究内容也日益丰富。
不同生境中半红树植物盐离子积累与光合特性的研究
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收稿 日期 : 1 0 — 8 2 卜 9 0 0
基金项 目: 海南省 自然科 学基金 资助项 目( 1 14 ; 3 00 ) 海南师 范大学植 物学重点学科资助项 目( 一 - 0 1 0 10 ) 国 HS 1 2 1 — 7 0 1 ; 家 自然科 学基金 资助项 目( 16 1 0 3 10 5 )
zn . h sl dct : ) h cu lt no , a C , , 1 a pcl i e t t a zn ae f o e T er ut i iae 1T eacmuai f N , a Mg C sy i l hg r tne i lo ei l vs e sn d o K w t a y h a i rd ne o
黄土区不同类型土壤微生物量碳、氮和可溶性有机碳、氮的含量及其关系
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第20卷第6期2006年12月水土保持学报JournalofSoilandWaterConservationV01.20No.6Dec..2006黄土区不同类型土壤微生物量碳、氮和可溶性有机碳、氮的含量及其关系汪文霞1,周建斌h2一,严德翼1,马勤安3(1.西北农林科技大学资源环境学院,陕西杨陵7121002.黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室,陕西杨陵712100;3.永寿县土肥站,陕西永寿713400)摘要:研究了黄土高原南部地区不同土壤类型及不同利用方式下土壤微生物量碳、氮和可溶性有机碳、氮的含量。
结果表明:不同土地利用方式下.土壤微生物量碳、氮和可溶性有机碳、氮含量均为林地>农田,其中林地枯枝落叶层>林地o~20cm土层。
农田土壤微生物量碳、氮的含量均为红油土>黑垆土>淋溶褐土;农田土壤中可溶性有机碳含量为淋溶褐土>红油土>黑垆土,而可溶性有机氮含量则为黑垆土>红油土>淋溶褐土。
方差分析表明,不同土壤类型土壤微生物量氮含量之间的差异达显著水平,而不同土壤类型间土壤微生物量碳、可溶性有机碳、氮含量之间的差异未达显著水平。
土壤微生物量碳、氮占土壤有机碳和全氮的比例明显高于可溶性有机碳、氮占土壤有机碳和全氮的比例。
相关分析发现,土壤微生物量碳与可溶性有机碳之间以及土壤微生物量氮与可溶性有机氮之间的相关性达显著或极显著水平,说明土壤微生物量碳、氮和土壤可溶性有机碳、氮之间有密切联系。
美键词:黄土高原;土壤类型}土壤微生物量碳、氮;可溶性有机碳、氮中闰分类号:S153.6;s154.3文献标识码:A文章编号:1009-2242(2006)06-0103-04ContentsofSoiIMicrobialBiomassC,NandKzS04-extractableOrganicC,NandTheirRelationsinDifferentSoilTypesonLoessPlateauofChinaWANGWen—xial,ZHOUJian—binl’2一,YANDe—yil,MAQin—an3(1.CollegeofResource&EnvironmentSciences,NorthwestA&FUniversity,Yangling,Shaanxi712100;2.StateKeyLab.ofSoilE,‘osionandDrylandFarmingLoessPlateau,Yanglmg,Shaanxi712100;3.YongshouSoilandFertilizo‘Station,Yongshou,Shaanxi713400)Abstract:Thisstudywasconductedtodeterminethecontentsofsoilmicrobialbiomasscarbon(BC),andnitro—gen(BN),K2S04一extractableorganiccarbon(DOC),andnitrogen(SON)inthreedifferentsoiltypesandundertwodifferentusepatternsinthesouthpartofI。
植物耐盐性的信号转导途径及相关基因研究进展
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WUJ n , O GB oa , e u A G Sn ( t e e L brt yBe i aeo r nPsc e i ‘ S N a —r HU D — ,Y N og Sa y a o o r dn B s fGe eid a t y tK ar e g e ti
山 地 农 业 生 物 学 报
关 的信 号转 导途径 及 其相关 基 因进行 综述 , 对 其发 展前 景作进 一 步展望 。 并
21正 01
1 盐 超敏 感 (a vr esi , O ) 号转 导 途径 及 相 关 基 因 s t e ysniv S S 信 lo l te
在 SS O 信号途径及相关基 因的研究 中,h Z u等 一 以模式植物拟南芥为研究对象 , 用快 中子轰击 采 (a et nbm a m n) T—D A诱变及化学 突变 ( E S f t u o o br et 、 sn r d N 如 M 诱导 ) 等遗传 突变 的分析手段 , 获得 5组 S S突变 体 , O 并从 中鉴定 出 了 5个 相 关 的耐 盐基 因 ( O 1S S 、O 3S S S S 、O 2 S S 、O 4和 S S ) O 5 。其 中 ,O 1是 S S SS O
液 泡 的过程 J u 等人 的报 道称 , 。R s 在拟南 芥 中 , S S 一 O 3和 HK T双 突变 体植 株 与 S S 突变 体 相 比, O 3单 其
o d ctn Cnefr e ac n e l r m Fn hmcl, u h uU i rt,G i n u hu fE ua , et o Rs r a D v o n o i C e i s G i o n e i o i r e h d ep e f e a z v sy u ag G  ̄ o y
甘肃省农业科学院土壤肥料与节水农业研究所农业资源高效利用研究室简介
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到甘 肃省农业科学 院T作 。
李伟绮
女 ,研究实 习员 ,硕士。2 0 1 0年毕业于 兰州大学 草地农业科技学 院作 物栽培与耕作专业 ,获农学硕士学位 ,同
年分配到甘肃省农业科学院工作 。
L I . . ・ — 。 - . I I . . . I
公益性行业 专项 、国家科技支撑计 划等项 目中的部分任务 ,开展实验研 究 ,培养博 士研 究生和硕士研 究生多名 。
研 究 室 主任 .
孙建好
男 ,副研究员 ,农学硕 士 .1 9 9 6 年毕业于 甘肃农 业大学农化 系 ,获农学 士学位 ,同
年分配 到甘 肃农业科 学 院_ _ [作 ;2 0 0 7毕 业 于 中 国 农 业 大 学 资 环 学 院 , 获 农 学 硕 士 学 位 。 1 9 9 6 — 2 0 0 1 年被聘 任研 实员 ,2 0 0 2 — 2 0 0 6年 聘任 为助 理研究 员 ,2 0 0 7年至 今被 聘任 为副研究 员 。 现任甘肃省农科 院土壤肥 料 与节水农业研究 所农业 资源高效利用研 究室 主任 ,甘肃省农 科院张掖 节水试验站站长 。先后参 加 “ 间作作物 种间磷营养促进 作用机理研究 ” ( 国家 自然基 金项 目,第 1 参 加 人 ,1 9 9 7—1 9 9 9年 )、 “ 甘 肃 扬 黄 灌 区作 物 “ 两 高 一 优 ”施 肥 技 术研 究 与推 广 “ 项目 ( 1 9 9 7 -1 9 9 9年 ) 、 “ 问作作 物种 间氮营养 竞争 与互惠作 用机 理研 究” ( 国家 自然基 金项 目,第 一参加 人 ,2 0 0 0 — 2 0 0 2年 ) 、 “ 间套作系统作物 优质丰产持续 发展施肥结构 优化模式研究 ” ( 甘肃 省事业 费项 目,第二 主持 人 ,2 0 0 3 — 2 0 0 5 ) 、 “ 最佳养分管 理技 术研究与应用 ” ( 国家农业 公益性行业专项 ,第一 参加人 ,2 0 0 8 — 2 0 1 0 ) 、国家科技 支撑计划 “ 农 田复合生物 共生循环模 式 与技 术研究” ( 国家科技支撑计划 ,第一参加人 ,2 0 0 8 — 2 0 1 0 ) 、 “ 扬黄边缘灌 区高产 高效立体种植技术试 验示 范与推广 ” 、 “ 河西一熟 制灌 区粮经饲 三元结构研究 与示 范”等科研项 目。 赵建华 男 ,助理研究员 ,硕 士。2 0 0 8年毕业于甘 肃农业 大学资源与环境学 院土壤学专业 ,获农学硕 士学位 ,同年分 配
耕作和秸秆还田对球囊霉素和土壤生态化学计量特征的影响
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㊀山东农业科学㊀2024ꎬ56(2):118~123ShandongAgriculturalSciences㊀DOI:10.14083/j.issn.1001-4942.2024.02.016收稿日期:2023-04-16基金项目:国家自然科学基金项目(31670499)ꎻ河南省科技攻关项目(232102111005)作者简介:李扬(1997 )ꎬ女ꎬ河南南阳人ꎬ硕士研究生ꎬ主要从事土壤微生物方面的研究ꎮE-mail:ly732196@163.com通信作者:石兆勇(1975 )ꎬ男ꎬ山东章丘人ꎬ教授ꎬ博士生导师ꎬ主要从事土壤微生物多样性方面的研究ꎮE-mail:shizy1116@126.com耕作和秸秆还田对球囊霉素和土壤生态化学计量特征的影响李扬ꎬ张梦歌ꎬ王震ꎬ石兆勇(河南科技大学农学院/河南省乡村人居环境工程中心/洛阳市共生微生物与绿色发展重点实验室ꎬ河南洛阳㊀471000)㊀㊀摘要:为探究耕作与秸秆还田对土壤球囊霉素相关蛋白含量㊁生态化学计量特征以及两者之间关系的影响ꎬ本研究选择长期进行作物生产的农场土壤ꎬ采集免耕㊁耕作和耕作秸秆还田三种处理下的0~20cm土层土壤样品进行分析ꎮ结果表明ꎬ免耕土壤总球囊霉素含量为4.1mg/gꎬ较耕作土壤显著提高5.1%ꎬ耕作秸秆还田土壤较耕作土壤提高3.6%ꎬ免耕和耕作秸秆还田土壤易提取球囊霉素含量分别较耕作土壤提高4.8%和6.1%ꎮ免耕和耕作秸秆还田土壤有机碳含量分别为17.58㊁17.89mg/gꎬ较耕作土壤显著提高14.1%㊁16.1%ꎻ免耕土壤全氮含量为1.49mg/gꎬ较耕作和耕作秸秆还田土壤分别显著提高26.3%㊁17.3%ꎮ耕作秸秆还田土壤碳氮比达到14.47ꎬ显著高出免耕土壤33.2%ꎮ方差分解分析及线性相关分析表明ꎬ土壤有机碳㊁全氮含量影响球囊霉素的分泌和释放ꎬ免耕和耕作秸秆还田有利于提高土壤有机碳㊁全氮含量ꎬ从而促进球囊霉素的分泌ꎬ而长期耕作对丛枝菌根真菌分泌土壤球囊霉素具有限制作用ꎮ关键词:耕作ꎻ秸秆还田ꎻ球囊霉素ꎻ土壤有机碳ꎻ全氮ꎻ全磷中图分类号:S154.1㊀㊀文献标识号:A㊀㊀文章编号:1001-4942(2024)02-0118-06EffectsofTillageandStrawReturningonGlomalinandSoilEcologicalStoichiometricCharacteristicsLiYangꎬZhangMenggeꎬWangZhenꎬShiZhaoyong(CollegeofAgricultureꎬHenanUniversityofScienceandTechnology/HenanRuralHumanSettlementEnvironmentEngineeringCenter/LuoyangKeyLaboratoryofSymbioticMicroorganismandGreenDevelopmentꎬLuoyang471000ꎬChina)Abstract㊀Theeffectsoftillageandstrawreturningonglomalin ̄relatedsoilprotein(GRSP)ꎬecologicalstoichiometriccharacteristicsandtheirrelationshipswereexploredusingfarmsoilforlong ̄termcropproduc ̄tion.Thesoilsamplesof0~20 ̄cmlayerunderthreetreatmentsofnotillageꎬonlytillageandtillagewithstrawreturningwerecollectedandanalyzed.Theresultsshowedthattotalglomalin(TG)contentinno ̄tillagesoilwas4.1mg/gꎬwhichwas5.1%higherthanthatintillagesoilatsignificantlevel.TheTGcontentintillagewithstrawreturningsoilwasincreasedby3.6%comparedtothatintillagesoil.Theeasilyextractedglomalin(EEG)inno ̄tillageandtillagewithstrawreturningsoilswereincreasedby4.8%and6.1%comparedwiththatintillagesoil.Thesoilorganiccarboncontentofno ̄tillageandtillagewithstrawreturningtreatmentswere17.58mg/gand17.89mg/grespectivelyꎬwhichwere14.1%and16.1%higherthanthatoftillagetreatmentandreachedsignificantlevel.ThetotalNcontentinno ̄tillagesoilwas1.49mg/gꎬwhichwassignificantlyhigherthanthatintillagesoilandtillagewithstrawreturningsoilwiththeincreaseamplitudesas26.3%and17.3%respectively.ThesoilC/Nvalueintillagewithstrawreturningsoilwas14.47ꎬwhichwas33.2%signif ̄icantlyhigherthanthatinno ̄tillagesoil.Thesoilorganiccarbonandtotalnitrogencontentsaffectedthesecre ̄tionandreleaseofGRSP.No ̄tillageandtillagewithstrawreturningwerebenefittoincreasingsoilorganiccar ̄bonandtotalnitrogencontentsꎬsoastopromotethesecretionofGRSP.Butlong ̄termtillagecouldlimitthesecretionofsoilGRSPbyarbuscularmycorrhizalfungi.Keywords㊀TillageꎻStrawreturningtothefieldꎻGlomalinꎻSoilorganiccarbonꎻTotalnitrogenꎻTotalphosphorus㊀㊀近年来ꎬ全球气候变化严重影响农田生态系统ꎬ氮肥的不合理利用带来了严重的土壤环境问题[1]ꎬ除草剂的大量施用及耕地沙化㊁酸化现象导致农田土壤环境污染㊁耕作层变薄㊁渗透性降低㊁保水保墒能力变差ꎬ造成土壤养分流失和耕地质量下降ꎬ严重影响耕地土壤的可持续生产[2]ꎮ耕作与秸秆还田都会影响土壤结构和土壤养分ꎬ进而影响到土壤肥力状况以及农田生态环境[3-4]ꎮ因此研究耕作和秸秆还田对土壤养分特征的影响尤为重要ꎮ生态化学计量学是研究土壤养分平衡㊁循环㊁限制的一门学科ꎮ土壤碳㊁氮㊁磷的含量和分布等是揭示土壤养分状况㊁土壤质量的重要指标ꎬ即土壤生态化学计量特征是以碳㊁氮㊁磷为主要研究指标[5]ꎮ开展生态化学计量学研究有助于探明土壤养分的有效性及其对土壤环境变化的响应ꎮ耕作与秸秆还田影响土壤碳㊁氮㊁磷化学计量特征的研究已经成为了近几年的热点[6-7]ꎮ传统作物生产中广泛采用旋耕㊁翻耕和深松等方式ꎬ秸秆还田主要是直接还田或秸秆覆盖ꎬ国内外学者对耕作和秸秆还田对土壤理化特征及作物生长发育的影响已有大量研究[8-12]ꎮ而关于耕作和秸秆还田条件下土壤丛枝菌根真菌(arbuscularmycorrhizalfungiꎬAMF)分泌物 球囊霉素相关土壤蛋白(glomalin ̄relatedsoilproteinꎬGRSP)与生态化学计量特性的关系则知之甚微ꎮ球囊霉素相关蛋白是由土壤微生物丛枝菌根真菌分泌的一种土壤蛋白ꎬ广泛分布在陆地生态系统中[13]ꎮ根据提取GRSP的难易程度可将其分为易提取球囊霉素(easilyextractedglomalinꎬEEG)与总球囊霉素(totalglomalinꎬTG)[14]ꎮ曹梦等[15]研究表明ꎬGRSP在土壤中性质稳定ꎬ可以改善土壤结构ꎬ是土壤氮库和碳库的主要来源ꎮ相关研究表明ꎬ不同生态环境中土壤GRSP含量存在差异ꎬ同样位于黄土高原林区的灌木地㊁撂荒地和油松幼林地中ꎬ灌木林土壤团聚体中GRSP浓度要显著高于撂荒地和油松幼林地[16]ꎮ进一步的研究表明ꎬ在不同的生态系统中ꎬGRSP对土壤化学计量特征的响应是不同的[17]ꎬ张亚娟等[18]关于塞北荒漠生态系统的研究表明ꎬTG和EEG含量与土壤氮㊁磷含量均呈显著正相关ꎬ而马洁怡等[19]关于盐碱地生态系统的研究则表明ꎬTG和EEG与土壤中的氮含量无显著相关关系ꎬEEG与土壤磷含量呈显著负相关ꎬ而TG与土壤有机碳含量呈显著正相关ꎮ然而关于耕作与秸秆还田对GRSP含量的影响ꎬ以及耕作和秸秆还田条件下的土壤化学计量特征对GRSP的影响却鲜见报道ꎮ因此ꎬ本试验选取常年免耕㊁耕作㊁耕作秸秆还田的农场土壤进行研究ꎬ试图阐明土壤GRSP和生态化学计量特征变化规律及其两者之间的关系ꎬ以期为耕地土壤可持续利用和作物高产㊁优质生产提供理论基础和科学依据ꎮ1㊀材料与方法1.1㊀采样地概况及供试材料试验地位于河南省洛阳市河南科技大学试验场(112.25ʎEꎬ34.36ʎN)ꎬ土壤为壤质土ꎮ本研究于2022年6月在始于2009年10月的3个麦豆轮作栽培模式试验田中进行采样ꎬ分别为免耕㊁耕作和耕作秸秆还田ꎬ其中免耕处理是在作物播前及播后不用农具进行土地管理ꎻ耕作处理是将前茬作物秸秆清出ꎬ对土地采取传统的机械化翻耕㊁旋耕技术ꎻ耕作秸秆还田处理的耕作播种作业程序与耕作处理相同ꎬ在耕作播种前将前茬作物残体进行全量均匀还田ꎮ2009年试验开始前0~20cm土层土壤pH值8.0ꎬ有机质含量30.4mg/g㊁全911㊀第2期㊀㊀㊀㊀李扬ꎬ等:耕作和秸秆还田对球囊霉素和土壤生态化学计量特征的影响氮0.9mg/g㊁速效磷15.2mg/kg㊁速效钾270.5mg/kgꎮ每季所有小区的施肥㊁播种均相同ꎮ供试小麦品种为洛旱6号ꎬ2021年10月中旬播种ꎬ2022年6月初收获ꎮ1.2㊀样品采集于2022年6月在试验区作物收获后ꎬ把每个处理的60mˑ3m大样区划分为3个20mˑ3m的小样区ꎬ用土钻在每个小样区中用五点法进行取样(图1)ꎬ采样时先去除土壤表层的废弃物ꎬ取土深度为0~20cmꎬ把每个小样区同一土层采集的5个点的土壤合成一份土壤样品ꎬ混匀后装入袋中进行编号ꎬ带回实验室ꎬ风干处理后备用ꎮ图1㊀五点采样法示意图1.3㊀测定项目与方法总球囊霉素(TG)和易提取球囊霉素(EEG)含量根据Wright[13]㊁David[20]等的方法测定ꎬ土壤有机碳(SOC)含量用重铬酸钾外加热氧化法[21]测定ꎬ土壤全氮(TN)含量用凯氏定氮法测定ꎬ土壤全磷(TP)含量采用高氯酸-浓硫酸消煮-钼锑抗比色法[22]测定ꎮ1.4㊀数据处理与分析使用SPSS21.0软件对不同耕作方式和秸秆还田土壤TG㊁EEG含量和SOC㊁TN㊁TP含量分别进行单因素方差分析ꎬ土壤SOC㊁TN㊁TP含量对TG㊁EEG含量变化的贡献ꎬ则采用方差分解分析(variancepartitioninganalysisꎬVPA)的方法用RStudio3.6.3软件进行分析ꎬ用线性回归模拟TG㊁EEG与土壤SOC㊁TN㊁TP的相关关系ꎮ2㊀结果与分析2.1㊀耕作和秸秆还田对土壤球囊霉素含量的影响总体来看ꎬ研究区土壤中TG含量表现为免耕>耕作秸秆还田>耕作ꎻEEG含量表现为耕作秸秆还田>免耕>耕作(图2)ꎮ其中ꎬ与耕作土壤相比ꎬ免耕土壤TG含量显著提高5.1%ꎬ耕作秸秆还田土壤提高3.6%ꎮEEG含量在三种处理间无显著差异ꎬ免耕和耕作秸秆还田处理较耕作处理EEG含量高4.8%和6.1%ꎮ无论TG还是EEGꎬ在耕作土壤中含量均最低ꎬ分别为3.9mg/g和0.4mg/gꎮ柱上不同小写字母表示处理间在0.05水平上差异显著ꎮ图2㊀耕作和秸秆还田对土壤球囊霉素含量的影响2.2㊀耕作和秸秆还田对土壤有机碳㊁全氮㊁全磷含量的影响由表1看出ꎬ耕作和秸秆还田显著影响土壤有机碳㊁全氮含量和碳氮比ꎮ免耕和耕作秸秆还田处理较耕作土壤有机碳含量分别提高14.1%和16.1%ꎮ与耕作和耕作秸秆还田相比ꎬ免耕土壤的全氮含量显著提高26.3%和17.3%ꎬ但耕作秸秆还田及耕作处理均明显提高土壤碳氮比ꎬ分别较免耕处理提高33.2%(P<0.05)和20.0%ꎮ免耕处理较耕作和耕作秸秆还田处理土壤全磷含量增加5.1%和8.8%ꎬ氮磷比提高9.8%和10.8%ꎬ但土壤全磷含量以及氮磷比在三种处理间均无显著差异ꎮ㊀㊀表1㊀㊀㊀耕作和秸秆还田对土壤有机碳㊁全氮㊁全磷的影响处理SOC/(mg/g)TN/(mg/g)TP/(mg/g)C/NN/P免耕17.58ʃ0.94a1.49ʃ0.08a1.24ʃ0.01a10.86ʃ2.80b1.23ʃ0.08a耕作15.41ʃ1.05b1.18ʃ0.04b1.18ʃ0.37a13.03ʃ0.64ab1.12ʃ0.38a耕作秸秆还田17.89ʃ3.05a1.27ʃ0.18b1.14ʃ0.13a14.47ʃ3.02a1.11ʃ0.25a㊀㊀注:数据为平均值ʃ标准差ꎬ同列数据后不同小写字母表示处理间在0.05水平上差异显著ꎮ2.3㊀耕作和秸秆还田土壤有机碳㊁全氮㊁全磷含量与球囊霉素的关系分析对耕作和秸秆还田土壤有机碳㊁全氮㊁全磷含量与土壤GRSP关系的研究发现ꎬ免耕土壤有机碳㊁全氮㊁全磷对土壤TG变化的解释率为74.5%ꎬ021山东农业科学㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第56卷㊀耕作秸秆还田为19.5%(图3)ꎮ其中ꎬ免耕土壤TG受土壤有机碳和全氮的影响ꎬ解释率分别为68.9%㊁86.4%ꎬ共同作用的解释率为104.1%ꎻ耕作土壤TG主要受全氮的影响ꎬ解释率为9.2%ꎬ与土壤有机碳共同作用的解释率为9.7%ꎻ耕作秸秆还田主要受土壤有机碳和全氮的影响ꎬ解释率分别为17.3%㊁26.0%ꎬ共同作用的解释率为6.0%ꎮ图中数值单位均为%ꎬ下同ꎮ图3㊀耕作和秸秆还田土壤有机碳㊁全氮㊁全磷含量与总球囊霉素含量的关系㊀㊀由图4看出ꎬ免耕土壤有机碳㊁全氮㊁全磷对土壤EEG含量变化的解释率为20.1%ꎬ耕作为17.3%ꎬ耕作秸秆还田为16.6%ꎮ其中ꎬ土壤全氮含量在免耕处理中对土壤EEG含量的贡献最大ꎬ解释率为37.5%ꎻ土壤有机碳对耕作处理土壤EEG含量影响最大ꎬ解释率为27.2%ꎻ土壤全磷对耕作秸秆还田处理土壤EEG含量影响最大ꎬ解释率为23.9%ꎮ免耕㊁耕作㊁耕作秸秆还田土壤有机碳㊁全氮㊁全磷共同作用对土壤EEG的解释率分别为17.6%㊁6.7%㊁3.8%ꎮ图4㊀耕作和秸秆还田土壤有机碳㊁全氮㊁全磷含量与易提取球囊霉素的关系㊀㊀进一步分析耕作和秸秆还田土壤有机碳㊁全氮㊁全磷含量与球囊霉素的线性相关性发现ꎬ免耕土壤有机碳和全氮含量与TG含量呈显著正相关ꎬ耕作土壤有机碳含量与EEG含量呈显著正相关ꎬ耕作和耕作秸秆还田土壤TG㊁EEG含量与全氮㊁全磷含量均呈线性正相关ꎬ但未达到显著水平(表2)ꎮ㊀㊀表2㊀耕作和秸秆还田土壤有机碳㊁全氮㊁全磷含量与球囊霉素的线性相关性处理GRSPSOCTNTP免耕TGy=-0.0214x+4.4186㊀P=0.026y=0.8259x+2.8446㊀P=0.005y=0.0625x+4.0011㊀P=0.830EEGy=-0.0014x+0.4626㊀P=0.213y=0.0598x+0.3507㊀P=0.116y=-0.0075x+0.4494㊀P=0.788耕作TGy=0.0174x+3.6106㊀P=0.455y=0.4045x+3.3997㊀P=0.177y=0.0029x+3.8755㊀P=0.965EEGy=0.0101x+0.2640㊀P=0.047y=0.1175x+0.2805㊀P=0.090y=0.0203x+0.3957㊀P=0.168耕作秸秆还田TGy=0.0464x+3.1896㊀P=0.100y=0.6101x+3.2466㊀P=0.052y=0.6929x+3.2263㊀P=0.167EEGy=-0.0020x+0.4822㊀P=0.424y=-0.0114x+0.4601㊀P=0.700y=-0.0778x+0.5347㊀P=0.061121㊀第2期㊀㊀㊀㊀李扬ꎬ等:耕作和秸秆还田对球囊霉素和土壤生态化学计量特征的影响3㊀讨论土壤碳㊁氮㊁磷生态化学计量特征指示土壤养分平衡与循环ꎬ它会受到耕作模式的影响[23-24]ꎮ本研究中ꎬ免耕土壤有机碳平均含量为17.58mg/gꎬ土壤全氮㊁全磷平均含量分别为1.49mg/g和1.24mg/gꎬ高于全国第二次土壤普查养分分级标准[25]的第三级标准和第二级标准ꎮ因此ꎬ研究区土壤全氮含量属于一般水平ꎬ全磷含量属于较丰富水平ꎬ这可能是由本研究中免耕土壤处于常年免耕状态造成的ꎬ免耕土壤氮素矿化分解速率较高ꎬ大量的有机氮转为无机氮ꎬ造成氮含量较低[23]ꎮ本研究发现耕作土壤有机碳㊁全氮含量显著低于免耕土壤ꎬ而全磷含量在免耕和耕作土壤中无显著差异ꎬ这表明长期耕作主要造成了土壤碳㊁氮的分解和流失ꎮ耕作秸秆还田土壤有机碳平均含量为17.89mg/gꎬ显著高于耕作土壤ꎬ与以往的研究结果一致[2]ꎮ这可能是因为在该模式下ꎬ土壤结构得到改善[26]ꎬ土壤有机质输入量提高ꎬ从而增加了土壤有机碳含量ꎮ土壤碳氮比和氮磷比与土壤团聚体养分的矿化速率[27]和土壤养分及作物营养吸收的限制性元素有关[28]ꎮ本研究中ꎬ耕作秸秆还田土壤碳氮比显著高于免耕土壤ꎬ且高于耕作土壤ꎮ免耕土壤碳氮比低的原因可能是土壤有机质矿化分解速率高[29]ꎬ同时加速氮素的矿化作用ꎬ增加了有机碳㊁全氮含量ꎮ本研究还发现ꎬ耕作秸秆还田土壤碳氮比为14.47ꎬ接近全球范围土壤碳氮比平均值14.3和全国土壤碳氮比平均值14.4[17ꎬ30]ꎮ这表明ꎬ经过长期的耕作和秸秆还田ꎬ改善了土壤结构ꎬ补充了流失的土壤养分和水分ꎬ提高了蓄水保墒能力ꎬ土壤碳氮比已经处于比较平衡的状态ꎮ本研究中ꎬ三种处理土壤氮磷比均小于14ꎬ这表明作物生长过程表现为氮限制ꎬ因此研究区在进行后续的土壤耕作和作物生产过程中应加大氮素的施用ꎬ尤其是无机氮的供应ꎬ改善植物的缺氮状态ꎮ已有研究表明ꎬ有机物料[31]㊁耕作施肥[32]㊁氮沉降[33]㊁钼矿开采[17]等影响土壤球囊霉素含量ꎮ本研究发现ꎬ长期耕作降低了土壤GRSP含量ꎬ免耕和耕作秸秆还田较耕作土壤TG含量提高5.1%㊁3.6%ꎬEEG提高4.8%㊁6.1%ꎮ出现这种现象的原因可能是:耕作造成了土壤有机碳㊁全氮的大量分解和消耗ꎬAMF赖以生存的碳㊁氮营养物质减少ꎬ最终降低了土壤GRSP含量[18]ꎮVPA分析中耕作土壤有机碳㊁全氮共同作用对TG和EEG的解释率分别为9.7%和15.8%ꎬ也证明了上述观点ꎮ已有相关研究发现ꎬ土壤GRSP与土壤有机碳㊁全氮有一定的相关性[19ꎬ34]ꎮ本研究中ꎬTG占土壤有机碳的比例为23.4%ꎬ这表明GRSP对土壤碳库有重要的贡献ꎮVPA分析结果表明ꎬ免耕土壤有机碳㊁全氮㊁全磷对GRSP的贡献率更高ꎬ且线性相关分析表明ꎬ免耕土壤有机碳㊁全氮对GRSP的影响达到显著水平ꎬ这可能是因为免耕土壤人为扰动较少ꎬAMF群落组成和丰度主要受到土壤理化性质的影响[35-36]ꎮ张贵云[35]研究发现ꎬ免耕降低土壤容重ꎬ提高土壤养分含量ꎬ促进AMF的形成ꎮ汪志琴等[36]研究也发现ꎬ免耕影响AMF多样性指数和丰富度ꎮAMF的动态变化进一步影响GRSP的分泌和累积[37]ꎮ本研究还发现ꎬ三种处理土壤全磷含量对GRSP均没有显著影响ꎬ这可能是因为磷素在土壤中以沉积的形式存在ꎬ性质比较稳定[38]ꎬ而GRSP在土壤中易受到耕作和土壤有机碳㊁全氮等因素的影响[17]ꎬ导致在不同的耕作和还田处理中ꎬ土壤全磷与GRSP的相关关系较弱ꎮ4㊀结论与耕作相比ꎬ免耕和耕作秸秆还田提高了土壤有机碳㊁全氮含量ꎬ长期耕作秸秆还田使土壤碳氮比处于平衡状态ꎮ另外ꎬ长期耕作降低了土壤TG和EEG含量ꎬ不利于丛枝菌根真菌分泌物GRSP的产生和累积ꎮ参㊀考㊀文㊀献:[1]㊀薛建福ꎬ赵鑫ꎬDikgwatlheSBꎬ等.保护性耕作对农田碳㊁氮效应的影响研究进展[J].生态学报ꎬ2013ꎬ33(19):6006-6013.[2]㊀汤文光ꎬ肖小平ꎬ唐海明ꎬ等.长期不同耕作与秸秆还田对土壤养分库容及重金属Cd的影响[J].应用生态学报ꎬ2015ꎬ26(1):168-176.[3]㊀齐翔鲲ꎬ安思危ꎬ侯楠ꎬ等.耕作和秸秆还田方式对半干旱区黑土玉米养分积累分配与产量的影响[J].植物营养与肥料学报ꎬ2022ꎬ28(12):2214-2226.[4]㊀陈婉华ꎬ袁伟ꎬ王子阳ꎬ等.不同耕作方式与秸秆还田对土壤酶活性及水稻产量的影响[J].中国土壤与肥料ꎬ2022221山东农业科学㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第56卷㊀(7):162-169.[5]㊀贺金生ꎬ韩兴国.生态化学计量学:探索从个体到生态系统的统一化理论[J].植物生态学报ꎬ2010ꎬ34(1):2-6. 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甘肃沿黄灌区盐渍化土壤理化性质分析及改良方法初探
![甘肃沿黄灌区盐渍化土壤理化性质分析及改良方法初探](https://img.taocdn.com/s3/m/12a1417186c24028915f804d2b160b4e767f8121.png)
甘肃沿黄灌区盐渍化土壤理化性质分析及改良方法初探【摘要】甘肃沿黄灌区是我国重要的农业地区之一,但盐渍化土壤问题严重影响着农作物的生长和产量。
本文通过对该地区盐渍化土壤现状的调查和分析,探讨了土壤的理化性质以及可能的改良方法。
在改良方法实验验证中,我们进行了一系列实验,验证了不同方法对盐渍化土壤的改良效果。
结论部分指出了甘肃沿黄灌区盐渍化土壤改良的可行性,并提出了未来研究的方向。
通过本文的研究,可以为该地区土壤改良提供参考,提高农作物产量,促进当地农业经济的发展。
【关键词】甘肃沿黄灌区、盐渍化土壤、理化性质、改良方法、研究、现状调查、实验验证、改良效果评价、可行性、未来研究方向、结论、总结。
1. 引言1.1 研究背景甘肃沿黄灌区位于中国西部,是我国重要的农业生产区之一。
由于长期不合理的耕作和灌溉方式,部分地区的土壤出现了盐渍化问题,严重影响了农作物的生长和产量。
盐渍化土壤的存在不仅限制了当地农民的收入,也对生态环境造成了一定的破坏。
近年来,随着相关科研技术的不断发展,对盐渍化土壤的治理和改良工作逐渐引起了人们的重视。
针对甘肃沿黄灌区盐渍化土壤的问题,急需开展深入的研究,探索有效的改良方法,提高土壤质量,恢复农田的生产力。
本文旨在对甘肃沿黄灌区盐渍化土壤进行理化性质的分析,并探讨和验证相应的改良方法,以期为当地农田的可持续发展提供理论和实践支持。
通过本文的研究,希望为该地区的土壤改良工作提供一些有益的启示和参考,为解决盐渍化土壤问题贡献力量。
1.2 研究目的研究目的:本文旨在探讨甘肃沿黄灌区盐渍化土壤的理化性质,分析其现状及特点,进一步研究盐渍化土壤的改良方法,并通过实验验证不同改良方法的效果。
通过对盐渍化土壤的细致分析和改良实践,旨在提出可行的改良方案,为农田土壤修复和农作物生长提供科学依据。
本研究也将探讨盐碱土壤改良对土地可持续利用的意义,促进当地农业生产的可持续发展,为解决盐碱土壤导致的农业生产问题提供参考。
高粱抗旱性研究进展
![高粱抗旱性研究进展](https://img.taocdn.com/s3/m/0dcd704e6ad97f192279168884868762cbaebb4b.png)
高粱抗旱性研究进展作者:王晓东李俊志窦爽肖继兵辛宗绪吴宏生朱晓东来源:《山东农业科学》2024年第01期摘要:干旱是限制植物生产力和威胁粮食安全的重要因素之一。
高粱(SorghumbicolorL. Moench)是全球主粮和饲料作物,因其具有较强的抗旱性和能够在恶劣的环境条件下生存而广泛种植于干旱半干旱地区,在作物抗旱领域中具有重要的研究价值。
深入解析干旱胁迫下高粱的形态和生理特性、鉴定和筛选抗旱品种、挖掘相关抗旱基因,对推动高粱抗旱育种进程、提高品种抗旱性、提高产量具有重要意义。
本文从干旱胁迫对高粱生长的影响、高粱对干旱胁迫的生理响应、高粱耐旱性鉴定方法和鉴定指标、高粱抗旱性分子生物学和提高高粱抗旱性方法5个方面对高粱抗旱性研究进展进行综述,并对高粱抗旱性研究方向进行展望,以期为进一步研究高粱抗旱的形态、生理特性及分子机制奠定基础。
关键词:高粱;干旱胁迫;生理响应;分子生物学;鉴定;抗旱性中图分类号:S514文献标识号:A文章编号:1001-4942(2024)01-0164-10干旱是限制作物生产发展的最重要因素之一,有发生范围广、频次高、持续时间长等特点[1-2] 。
目前,世界上有三分之一以上总陆地面积的干旱和半干旱地区,我国现有干旱、半干旱和亚湿润干旱区近300万km2,占国土总面积近四成[3] 。
其中,绝大部分是因为缺乏灌溉条件而以雨养农业为主,其作物产量占全国总产量的比重较小。
选育耐旱性强的作物品种是保证干旱地区高产稳产的重要举措。
干旱可能会发生在作物生长发育的各个阶段。
然而,在干旱和半干旱地区,作物生长季开始和结束时发生干旱的可能性较高。
生长季节开始时的干旱胁迫严重影响植物的生长发育。
如果干旱发生在作物开花期或灌浆期,可能会导致产量严重下降或歉收[4] 。
高粱(SorghumbicolorL. Moench)是禾本科一年生草本植物,主要种植于热带、亚热带和温带的干旱半干旱区,也是我国主要的杂粮作物之一,是重要的酿用、食用、饲用、帚用作物,同时也是全球仅次于水稻、玉米、小麦、大豆种植面积的第五大粮食作物。
盐胁迫及外源物质对植物抗盐性影响的研究进展
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盐胁迫及外源物质对植物抗盐性影响的研究进展李海萍【摘要】从植物种子萌发和生长、渗透调节物质、质膜透性和抗氧化酶活性以及光合作用等方面阐述了盐胁迫对植物的影响作用的研究进展,并论述了外源物质对盐胁迫的调控作用的国内外研究状况.【期刊名称】《青海农技推广》【年(卷),期】2018(000)004【总页数】3页(P48-50)【关键词】盐胁迫;渗透调节物质;质膜透性;抗氧化酶;外源物质【作者】李海萍【作者单位】青海师范大学,青海西宁810000【正文语种】中文【中图分类】S6植物生长在大自然中,受到各个方面的逆境胁迫,比如干旱、盐碱、高温、冻害、洪涝、酸雨等等。
盐渍土和土壤次生盐渍化问题已成为制约人类社会发展和进步的一个世界性的资源与环境问题,受到了社会越来越普遍的关注。
我国盐渍土地资源面积之大、分布之广,是世界之最。
但是从另一个角度来看,盐渍土是一种十分具有潜力的特殊的土地资源。
了解盐胁迫对植物的影响并研究如何通过外源物质减少盐胁迫对植物的伤害意义重大。
1 关于盐胁迫对植物影响的研究1.1 对植物种子萌发和生长的影响据统计,非生物逆境会影响作物常量的正常发挥,其中盐化引起的伤害是限制作物生长和产量提高的重要因子。
对盐胁迫下玉米(Zea maysL.)种子萌发的研究发现玉米种子的胚芽长度和胚芽重都被显著抑制[1]。
朱义等[2]报道,高羊茅(Festuca arundinacea)在盐胁迫下,其生长量、株高、干重等降低且随着浓度的升高趋势更加明显,而且盐胁迫对植物不同部位生长的抑制作用也不同,地上部分较根部受抑制明显[2][3]。
对黄瓜的研究得出了相同的结论,即盐胁迫致使黄瓜(Cucumis sativus Linn.)叶面积减少,生长缓慢,根系吸收能力下降,水分代谢失衡,继而导致产量降低[3]。
杨科等[4]的研究结果也都表明,随着盐碱胁迫浓度的增强,燕麦(Avena Sativa L.)种子的发芽率、发芽指数、活力指数和幼苗生长与对照相比都呈下降趋势。
内生菌在提高植物耐盐研究中的应用
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内生菌在提高植物耐盐研究中的应用作者:李畅来源:《中国科技博览》2019年第10期[摘要]土壤盐渍化是限制植物生长和分布的关键因素之一,消除或缓解盐胁迫是当务之急。
植物内生菌存在于植物内部,在增强植物抗病、抗虫、抗盐、抗旱等胁迫能力方面具有一定作用。
内生菌与植物共生关系对植物的显著影响这一现象已引起了国内外学者的广泛关注。
本文就内生菌在提高植物耐盐方面进行综述。
[关键词]植物;内生菌;盐胁迫中图分类号:TP177 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)10-0236-01植物内生菌具有丰富的生物多样性,目前地球上预计可能有多达100万种不同的植物内生菌存在[1]。
但如此庞大的微生物类群,至今被研究过的种类不到巧15%[2]。
在大多数情况下,内生菌与植物之间是互惠共生的,一方面内生菌通过植物体获得营养物质、庇护和传播;另一方面寄生的内生菌可能通过产生大量的生物活性物质或借助于信号转导对宿主植物提供保护,增强植物抗病、抗虫、抗干旱胁迫等能力[1]。
内生菌与植物共生关系对植物的显著影响这一现象引起了国内外学者的广泛关注。
土壤盐渍化是世界性的资源和生态问题[3-4]。
据报道,全球大约有10X108hm2的土地正遭受盐渍化侵害,盐渍土占陆地总而积的7%[5],盐胁迫己成为限制作物生产和农业发展的主要障碍因子之一。
如何增强农作物的抗盐碱特性,已成为我国农业持续高效发展的重大课题,对植物内生菌的研究有望为提高植物的抗盐碱特性提供新的思路,因此人们在内生菌对宿主植物抗盐碱特性的增益方面日益关注[6]。
盐胁迫对植物生长的影响盐分胁迫对植物最普遍和最显著的影响即为抑制生长。
Grieve等[7-9]报道了盐胁迫使小麦主茎的发育缩短了18d,降低了叶原基的发生率,减少了叶片数:在生殖期,盐胁迫缩短了小穗原基的分化时间,减少了小穗数,推迟了小麦分蘖的发育,因而极大影响了小麦的产量。
许兴等[10]的研究也表明,在NaCl胁迫下,小麦幼苗地上部分生长受到不同程度的抑制。
黄河三角洲盐碱地作物生态高效生产策略与技术
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㊀山东农业科学㊀2023ꎬ55(3):38~41ShandongAgriculturalSciences㊀DOI:10.14083/j.issn.1001-4942.2023.03.006收稿日期:2022-12-11基金项目:国家现代农业产业技术体系项目(CARS-15-15)ꎻ国家自然科学基金项目(32101844)ꎻ山东省自然科学基金项目(ZR2022MC103)作者简介:董合忠(1965 )ꎬ男ꎬ研究员ꎬ博士生导师ꎬ主要从事棉花栽培生理与育种研究ꎮE-mail:donghezhong@163.com黄河三角洲盐碱地作物生态高效生产策略与技术董合忠1ꎬ迟宝杰1ꎬ2ꎬ代建龙1ꎬ张艳军1ꎬ崔正鹏1ꎬ张冬梅1(1.山东省农业科学院经济作物研究所ꎬ山东济南㊀250100ꎻ2.山东农业工程学院ꎬ山东济南㊀250100)㊀㊀摘要:针对黄河三角洲盐碱地作物生产存在的熟制单一㊁生态脆弱㊁农田周期性返盐和面源污染严重等突出问题ꎬ本文提出了盐碱地 分类施策㊁用养结合 的管理策略和作物生态高效生产技术ꎮ轻度盐碱地以发展粮油作物为主ꎬ坚持 种轮防返 策略ꎬ利用粮油作物与耐盐作物周期性轮作㊁粮油作物宽幅间作轮作ꎬ防止返盐ꎬ保持地力ꎻ中度盐碱地坚持 用养结合 策略ꎬ合理布局棉花㊁高粱㊁油葵㊁饲草㊁绿肥等耐盐作物ꎬ科学配置一熟㊁两熟及单作㊁间作㊁轮作等种植模式ꎬ采用轻简化机械化生态高效生产技术ꎬ实现用养结合ꎻ重度盐碱地立足 生态保护 ꎬ发展碱蓬㊁柽柳等盐生植物复合种植模式ꎬ覆盖地表㊁抑制返盐㊁保护生态ꎮ通过分类施策㊁用养结合ꎬ实现生态效益和经济效益协同提高ꎬ引领黄河三角洲盐碱地高效生态农业高质量发展ꎮ关键词:黄河三角洲ꎻ盐碱地ꎻ耐盐经济作物ꎻ生态高效中图分类号:S156.4:S343.4㊀㊀文献标识号:A㊀㊀文章编号:1001-4942(2023)03-0038-04StrategiesandTechniquesforEco ̄EfficientCropProductioninSaline ̄AlkaliLandoftheYellowRiverDeltaDongHezhong1ꎬChiBaojie1ꎬ2ꎬDaiJianlong1ꎬZhangYanjun1ꎬCuiZhengpeng1ꎬZhangDongmei1(1.InstituteofIndustrialCropsꎬShandongAcademyofAgriculturalSciencesꎬJinan250100ꎬChinaꎻ2.ShandongUniversityofAgricultureandEngineeringꎬJinan250100ꎬChina)Abstract㊀Inviewoftheobviousproblemsincropproductioninthesaline ̄alkalilandoftheYellowRiv ̄erDeltaꎬsuchassinglecroppingꎬfragileecologyꎬperiodicsaltaccumulationintopsoilandseriousnon ̄pointsourcepollutionꎬweputforwardthemanagementstrategyof classifiedapplicationofpoliciesandcombinationofutilizationandcultivation andtheeco ̄efficientproductiontechnologyofcropsinsaline ̄alkaliland.Thelightsaline ̄alkalilandwasmainlygrownwithgrainandoilcropsꎬandadheredtothestrategyof plantingro ̄tationtopreventreturning .Periodicrotationofgrainandoilcropsandsalttolerantcropsꎬandwideintercrop ̄pingofgrainandoilcropscouldbeusedtopreventsaltaccumulationintopsoilandmaintainsoilfertility.Themoderatesaline ̄alkalilandshouldbemainlydistributedwithsalttolerantcropssuchascottonꎬsorghumꎬoilsunflowerꎬforagegrassandgreenmanure.Doublecroppingꎬsinglecroppingꎬintercroppingꎬrotationandotherplantingmodesaswellaslightandsimplifiedormechanizedecologicalandefficientproductiontechnologycouldbecomprehensivelyusedtoachievethecombinationofutilizationandconservation.Thehigh ̄alkalisa ̄linelandcouldbeconservedwithcompoundplantingmodeofhalophytessuchasSuaedasalsaandTamarixtamarixtocoverthegroundtoprotectthetopsoilfromsaltaccumulationforecologicalpurpose.Throughthemanagementstrategyꎬtheecologicalandeconomicbenefitscouldbeimprovedtogetherꎬsoitwouldleadthehigh ̄qualitydevelopmentofefficientecologicalagricultureinsaline ̄alkalilandoftheYellowRiverDelta.Keywords㊀YellowRiverDeltaꎻSaline ̄alkalilandꎻSalt ̄tolerantcashcropꎻEcologicalefficiency㊀㊀黄河三角洲盐碱地是我国重要的粮棉作物生产基地ꎬ也是实施黄河流域生态保护和高质量发展战略的重要区域[1-3]ꎮ但长期以来ꎬ该区盐碱地 重改良㊁轻适应 重开发㊁轻保护 重经济㊁轻生态 ꎬ不合理的作物布局和开发利用导致熟制单一㊁生态脆弱ꎬ农田周期性返盐和面源污染严重ꎬ极大地影响了该区生态保护和作物生产的可持续发展[2ꎬ4]ꎮ研究和实践皆已证明ꎬ黄河三角洲盐碱地开发利用要实现经济效益和生态效益的双丰收ꎬ首先ꎬ必须转变思路ꎬ从治理盐碱地适应作物ꎬ转变为选择耐盐作物适应盐碱地ꎻ其次ꎬ必须坚持 分类施策㊁用养结合 原则ꎬ依据土壤盐碱程度选种与之相适应的耐盐作物ꎻ在此基础上ꎬ综合运用农艺措施㊁农机装备以及智能化㊁信息化技术等手段ꎬ发展基于轻简化㊁机械化的作物生态高效生产技术[5ꎬ6]ꎬ促进黄河三角洲盐碱地生态高效农业的发展ꎬ为黄河流域生态保护和高质量发展提供示范样板ꎮ1㊀黄河三角洲盐碱地作物生产现状黄河三角洲土地总面积215万公顷ꎬ耕地面积78.6万公顷ꎬ目前仍有荒地资源约70万公顷ꎬ其荒地自然资源丰富㊁生态环境独特㊁气候条件良好ꎬ是我国东部沿海少有的待开发的资源宝地[3]ꎮ该区土壤为黄河冲积形成的潮土和滨海盐化潮土ꎬ由于盐碱化程度较高ꎬ很多作物无法良好或正常生长ꎬ只能发展耐盐作物ꎮ其中ꎬ棉花种植曾十分普遍ꎬ是黄河三角洲地区农村经济的传统支柱产业[7]ꎮ二十世纪九十年代前后ꎬ全区19个县(市)中的18个县(市)的种植业以棉花种植为主ꎬ植棉收入占当地农民总收入的30%以上ꎮ 十二五 以来ꎬ山东省棉花种植面积连续下滑ꎬ黄河三角洲的棉花种植规模也在迅速萎缩ꎮ究其原因ꎬ一方面是因为传统植棉方式工序多㊁用工多㊁机械化程度低ꎬ植棉效益低ꎻ另一方面是受政策层面影响ꎬ国家在新疆实行的诸多植棉鼓励政策未能惠及内地棉农ꎮ而且ꎬ自2013年 渤海粮仓 项目实施以来ꎬ黄河三角洲地区大量棉田改种粮食作物ꎮ但在含盐量0.2%以上又缺乏水浇条件的盐碱地种粮ꎬ产量和效益远低于正常水平ꎮ以滨州无棣县为例ꎬ盐碱地棉田改种小麦后ꎬ很多地块小麦公顷产量仅3000kg左右ꎬ有约1/4面积的小麦公顷产量甚至低于1500kgꎬ纯经济效益为负值ꎮ而应特别注意的是ꎬ部分缺水地块连续种植小麦㊁玉米多年后已经出现严重的返盐现象ꎮ受此影响ꎬ伴随黄河三角洲地区棉花种植面积的严重下滑ꎬ粮食低产田比比皆是ꎬ有些地方还出现大片土地撂荒的情况[2]ꎮ黄河三角洲地区发展棉花等耐盐作物种植不仅是一个经济问题ꎬ还是一个生态问题ꎮ黄河三角洲地区土壤盐渍化程度高ꎬ生态系统较为脆弱ꎬ农业灌溉以外来的黄河客水为主ꎬ水资源较为紧缺ꎮ而棉花抗旱耐盐性好ꎬ有改良盐碱地 先锋作物 之称ꎮ与冬小麦-夏玉米粮食作物相比ꎬ棉花公顷耗水量低2200.5m3ꎬ种植棉花还能有效改良耕层土壤结构ꎬ降低土壤耕层含盐量ꎬ显著抑制由于水分蒸发造成的土壤返盐ꎬ棉花秸秆还田后还能够对土壤起到一定的保水抑盐作用[8-10]ꎮ一般中度以下盐碱地连续种植棉花3年后ꎬ土壤条件可以达到种植小麦㊁玉米等粮食作物的要求ꎮ因此ꎬ发展棉花种植是黄河三角洲地区盐碱地综合治理㊁发展节水灌溉㊁改善生态环境的一项重要举措ꎮ针对目前黄河三角洲盐碱地熟制单一㊁生态脆弱㊁农田周期性返盐和面源污染严重等突出问题ꎬ必须因地制宜ꎬ合理布局棉花等耐盐作物ꎬ改革优化其传统种植模式ꎮ2㊀黄河三角洲盐碱地作物生产的基本思路黄河三角洲盐碱地作物生产必须从力争使盐碱地适应作物的传统思路ꎬ转变到选种耐盐作物适应盐碱地的现代思路ꎮ黄河三角洲有一套特色鲜明的滨海盐碱地生态系统ꎮ近十多年来ꎬ为在盐碱地上多产粮食ꎬ大力开垦和利用盐碱地ꎬ特别是通过大水漫灌洗盐降低土壤盐分后种粮的生产方式尤为普遍ꎮ但是ꎬ这种方法既浪费淡水ꎬ又依赖淡水ꎬ一旦水源短缺而停止大水漫灌ꎬ连续种植几季小麦等粮食作物后ꎬ盐碱地就会严重返盐ꎮ因此ꎬ必须转变观念㊁调整思路ꎬ选种耐盐作物以适应盐碱地ꎮ不同的植物(作物)种类耐盐性不同ꎮ最耐盐的植物当属碱蓬㊁柽柳等盐生植物ꎬ在含盐量0.5%以上的重度盐碱地上也能够正常生长[3]ꎮ其中ꎬ碱蓬是细小的肉质植物ꎬ耐盐性极强ꎬ一般丛生于潮湿海滩或粘性盐渍土上ꎬ能够有效地降低土壤表层含盐量ꎬ增加土壤有机质含量ꎬ且其植株呈紫色或红紫色ꎬ在海滩上特别显眼ꎬ构成一道93㊀第3期㊀㊀㊀㊀㊀㊀董合忠ꎬ等:黄河三角洲盐碱地作物生态高效生产策略与技术亮丽的风景线ꎬ具有很强的生态修复和观赏价值ꎮ除了以上盐生植物ꎬ作物大家族比较耐盐的有棉花㊁甜菜㊁向日葵㊁蓖麻㊁高粱㊁饲用油菜㊁饲用小黑麦等[3]ꎮ其中ꎬ棉花是大宗作物中最耐盐的:苗期ꎬ棉花可以在含盐量0.3%~0.35%的土壤中正常生长ꎻ伴随萌枝展叶㊁开花结果ꎬ到了生育盛期ꎬ即使在含盐量0.5%左右的土壤中ꎬ棉花也能正常生长发育㊁成熟吐絮ꎮ而冬小麦㊁花生㊁大豆㊁玉米等作物虽有一定耐盐性ꎬ但其耐盐性显著低于棉花㊁高粱等耐盐作物ꎮ这些作物只有在耕层土壤含盐量低于0.2%的轻度盐碱地种植才能获得较高的产量和效益ꎮ多年生产实践还证明ꎬ种植棉花是改良盐碱地最为经济有效的技术途径ꎮ植棉能改良耕层土壤结构ꎬ降低土壤耕层含盐量ꎬ显著抑制由于水分蒸发造成的土壤返盐ꎻ棉花秸秆还田可进一步起到帮助土壤保水抑盐的作用ꎮ中度盐碱地ꎬ连续种植棉花3年之后ꎬ便可种植小麦㊁玉米㊁大豆等粮油作物ꎮ棉花还可与其它作物间作㊁轮作和套种ꎬ进一步改良盐碱地ꎮ由此可见ꎬ棉花是盐碱地农业生产系统中的标志性作物ꎬ堪称耐盐碱作物之 王 ꎮ在中度盐碱地发展棉花生产对于实施黄河流域生态保护和高质量发展的国家战略具有重要意义ꎮ3㊀黄河三角洲盐碱地作物生产的技术路线黄河三角洲盐碱地作物生产要采取 分类施策㊁依盐择种㊁因地施技㊁用养结合 技术路线ꎬ其中 分类施策㊁用养结合 是关键ꎮ黄河三角洲盐碱地是黄河流域生态系统的重要组成部分ꎬ但长期以来不合理的过度开发利用导致周期性返盐日益明显㊁面源污染加重㊁生态系统脆弱ꎬ严重制约了该区域的生态可持续发展ꎮ因此ꎬ必须从原来改变盐碱地以适应作物向选种耐盐碱作物以适应盐碱地转变ꎮ为此ꎬ我们提出了 分类管理㊁依盐择种㊁因地施技㊁用养结合 的黄三角盐碱地作物生产技术路线ꎮ在轻度盐碱地上ꎬ可以选种小麦㊁玉米㊁大豆㊁花生等粮油作物ꎬ并通过发展与棉花㊁高粱㊁饲草等耐盐作物的周期性轮作ꎬ粮油作物宽幅间作㊁轮作等技术模式ꎬ防止返盐ꎬ保持地力㊁保护生态[1]ꎮ在中度盐碱地上ꎬ要合理布局棉花㊁高粱㊁油葵㊁药用植物㊁饲草㊁绿肥等耐盐作物ꎬ科学配置一熟㊁两熟种植制度ꎬ采用单作㊁间作㊁轮作等种植模式ꎬ推广应用基于轻简化机械化的耐盐作物生态高效生产模式ꎬ特别是通过种植田菁㊁柽麻㊁二月兰㊁饲用油菜等绿肥作物ꎬ实现地表周年覆盖ꎮ在盐碱地经济作物高效生产的同时ꎬ做到用养结合[9]ꎮ对于重度盐碱地ꎬ要以生态保护为主ꎬ通过发展碱蓬㊁柽柳等盐生植物复合种植模式ꎬ实现地表覆盖ꎬ抑制返盐㊁保护生态ꎬ打造景观㊁提升生态效益[11]ꎮ对黄河三角洲盐碱地的管理ꎬ要树立大农业㊁大生态的观念ꎬ通过分类管理㊁用养结合ꎬ实现生态效益和经济效益双提升ꎬ引领黄河三角洲盐碱地高效生态农业高质量可持续发展ꎮ4㊀中度盐碱地耐盐经济作物生产关键技术黄河三角洲盐碱地作物生产要突出重点ꎬ其中中度盐碱地耐盐经济作物生产是黄河三角洲生态保护和高质量可持续发展的重点ꎮ在黄河三角洲盐碱地耐盐经济作物生产发展中ꎬ又以棉花产业的发展最为关键ꎮ以滨州㊁东营两市为主的黄河三角洲地区是我国传统的植棉区ꎬ常年棉花种植面积占山东省总面积的近30%ꎮ棉花种植曾经是这两个地区农业的支柱产业ꎬ植棉收入占当地农民总收入的30%以上ꎮ然而ꎬ 十二五 以来ꎬ山东省棉花种植面积连续下滑ꎬ已跌破国家提出的26.7万公顷棉花生产保护区的红线ꎬ黄河三角洲的棉花种植规模也迅速萎缩ꎮ究其原因ꎬ一是传统植棉工序复杂㊁用工多ꎬ机械化程度低ꎬ经济效益低ꎻ二是受政策影响ꎬ国家在新疆实行的诸多鼓励植棉的政策未能惠及内地棉农ꎮ黄河三角洲地区的棉花产业ꎬ要做到可持续发展ꎬ必须研究应用系列绿色轻简化植棉技术ꎬ增加植棉收益[10-12]ꎮ4.1㊀加快应用棉花轻简化机械化生产技术这是以集中成熟为目标ꎬ通过减少棉花生产管理环节㊁简化农艺管理技术㊁加快发展植棉机械化㊁减少物化投入ꎬ实现棉花轻简高效种植的技术ꎮ主要技术内容包括:适期晚播ꎬ减少烂铃ꎻ机械精量播种ꎬ合理密植ꎻ科学化控ꎬ简化整枝ꎻ科学施肥ꎬ提高肥效ꎻ集中成熟ꎬ机械收获等ꎮ该技术解决了传统植棉结铃分散㊁烂铃多ꎬ机械化程度04山东农业科学㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第55卷㊀低㊁用工多等问题ꎮ4.2㊀推广短季棉无膜轻简化绿色栽培技术黄河三角洲传统采用的棉花地膜覆盖栽培技术ꎬ伏前桃多㊁烂铃重ꎬ结铃分散㊁不利于集中采收ꎬ而且残膜污染严重ꎮ短季棉无膜轻简化绿色栽培技术选用短季棉品种ꎬ晚春播种㊁合理密植㊁无膜栽培㊁简化整枝㊁集中成铃ꎬ不仅较好地解决了传统栽培技术存在的烂铃㊁早衰等问题ꎬ也实现了集中成铃和采收ꎬ特别是避免了残膜污染ꎬ是绿色可持续发展的优良模式ꎮ4.3㊀推广 棉草两熟 种植制度黄河三角洲多年来都是一年只种一季棉花ꎬ复种指数低ꎬ综合效益差ꎮ采用 棉草两熟 种植ꎬ即在头年11月种植饲用小黑麦或者当年2月底种植燕麦ꎬ5月中下旬收获ꎬ之后经简单整地后直播短季棉品种ꎬ把单一的春棉种植改为牧草㊁棉花两茬种植ꎬ这样就使冬闲田和春闲田得到充分利用ꎬ土地利用率大大提高ꎬ不仅能改善土壤环境ꎬ还可使每公顷地平均增收6000~7500元ꎮ此外ꎬ 棉草两熟 还可以草带畜ꎬ促进当地畜牧业发展ꎬ大幅度提高农业综合效益ꎮ山东省农业科学院经济作物研究所(山东棉花研究中心)棉花栽培团队联合东营市农业科学院㊁山东绿风农业集团有限公司等创建了 棉草两熟 绿色种植新技术ꎬ自主育成了鲁棉532和鲁棉551等短季棉品种ꎬ筛选出一批与之配套的饲用小黑麦和燕麦品种ꎬ自2016年起在黄河三角洲地区试验示范ꎮ2021年6月5日ꎬ山东绿风农业集团有限公司在无棣县召开了 棉草两熟 绿色高效种植现场观摩会ꎬ全面展示了这一全新的绿色高效种植技术ꎬ特别是该技术的 三个突破 :一是熟制突破ꎬ首次在黄河三角洲棉田实现了两熟制ꎻ二是全程机械化突破ꎬ无论是饲草还是棉花ꎬ从种到收全部实现了轻简化机械化ꎬ用工减少80%以上ꎻ三是效益突破ꎬ经济效益较单作棉花翻了一番ꎬ而且由于免地膜及肥料㊁农药等投入大幅减少ꎬ生态效益显著提高ꎮ这次现场会标志着棉草两熟绿色高效种植技术业已成熟ꎬ迈入了推广应用的新阶段ꎮ总之ꎬ黄河三角洲盐碱地应当遵循宜粮则粮㊁宜棉则棉㊁宜草则草的原则ꎬ把中度盐碱地耐盐经济作物生产作为黄河三角洲生态保护和高质量发展的重点和抓手ꎬ实现经济效益㊁生态效益和社会效益 三提升 ꎮ未来要在此基础上关注以下方面的研究:一是在轻度盐碱地研究建立粮油作物宽幅间作㊁轮作种植模式和技术ꎻ二是在中度盐碱地突破抗盐防涝栽培㊁集中成熟机械收获等单项关键技术ꎬ研究耐盐经济作物(棉花与小黑麦㊁油菜等)两熟制绿色高效栽培技术ꎬ实现两熟无膜种植ꎻ研究耐盐作物宽幅间作或轮作并接茬绿肥种植技术ꎬ实现地表周年覆盖ꎬ在避免返盐的同时肥田养地ꎬ实现种养结合ꎻ三是在重度盐碱地研究盐生植物和高耐盐作物复合种植模式ꎬ提高地表覆盖ꎬ抑制返盐ꎬ实现生态保护ꎻ四是筛选适宜不同程度盐碱地的耐盐作物品种ꎬ研制配套机械ꎬ充分挖掘不同生产模式和技术的增产增效潜力ꎮ在以上研究的基础上ꎬ因地制宜ꎬ优化集成黄河三角洲不同程度盐碱地生态高效生产模式和技术ꎬ依托新型农业经营主体建立高标准的技术核心区和示范区ꎬ促进成果转化ꎮ参㊀考㊀文㊀献:[1]㊀孙文彦ꎬ尹红娟ꎬ温延臣ꎬ等.黄河三角洲地区现代农业粮经饲作物优化种植与利用[J].现代农业科技ꎬ2022(2):30-33.[2]㊀高静ꎬ许可军.科技视角下看滨州市盐碱地综合利用现状及对策建议[J].农业与技术ꎬ2022ꎬ42(4):36-39. 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渭北旱塬不同年限撂荒地土壤酶活性及其化学计量变化特征
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第31卷第1期2024年2月水土保持研究R e s e a r c ho f S o i l a n d W a t e rC o n s e r v a t i o nV o l .31,N o .1F e b .,2024收稿日期:2023-03-02 修回日期:2023-05-07资助项目:国家自然科学基金(41701606);陕西省自然科学基础研究计划(2021J M -093);中央高校基本科研业务费(2452020009)资助 第一作者:雷跻初(1998 ),女,陕西大荔人,硕士研究生,研究方向为草地生态学㊂E -m a i l :j c l j c 1998@163.c o m 通信作者:郭梁(1984 ),男,山东泰安人,博士,研究员,主要从事气候变化与林草生态响应㊂E -m a i l :g u o l i a n g2014@n w s u a f .e d u .c n h t t p :ʊs t b c y j .p a p e r o n c e .o r gD O I :10.13869/j.c n k i .r s w c .2024.01.041.雷跻初,刘小伟,邓军,等.渭北旱塬不同年限撂荒地土壤酶活性及其化学计量变化特征[J ].水土保持研究,2024,31(1):44-52.L e i J i c h u ,L i uX i a o w e i ,D e n g J u n ,e t a l .C h a r a c t e r i s t i c s o f C h a n g e s i nS o i l E n z ym eA c t i v i t i e s a n d S t o i c h i o m e t r i cU n d e rD i f f e r e n tA b a n d o n e dY e a r s i n t h eD r y Ar e ao fN o r t h e r n W e i h eR i v e rB a s i n [J ].R e s e a r c ho f S o i l a n d W a t e rC o n s e r v a t i o n ,2024,31(1):44-52.渭北旱塬不同年限撂荒地土壤酶活性及其化学计量变化特征雷跻初1,2,刘小伟3,邓军4,程杰5,程积民6,郭梁1,6,7(1.中国科学院教育部水土保持与生态环境研究中心,陕西杨凌712100;2.中国科学院大学,北京100049;3.西北农林科技大学草业与草原学院,陕西杨凌712100;4.宁夏云雾山国家级自然保护区管理局,宁夏固原756000;5.国家林业和草原局西北调查规划设计院,陕西西安710048;6.西北农林科技大学黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室,陕西杨凌712100;7.中国科学院水利部水土保持研究所,陕西杨凌712100)摘 要:[目的]探究渭北旱塬区不同年限撂荒地的土壤养分㊁胞外酶活性及其化学计量的变化特征及影响因素,以期为渭北旱塬区撂荒地的改善与管理提供一定的理论依据㊂[方法]以渭北旱塬不同年限(5a ,10a ,20a ,25a 和33a )的撂荒地为研究对象,测定了土壤养分和参与土壤碳(C )㊁氮(N )和磷(P )循环的5种胞外酶活性,随后利用单因素方差分析㊁土壤胞外酶化学计量学模型和主坐标分析(P C o A )研究不同撂荒年限下土壤养分和胞外酶活性及其生态化学计量的变化规律及影响因子㊂[结果]随着撂荒年限的增加,土壤C 和N 获取酶活性显著减小,而P 获取酶活性显著增加;土壤C ㊁N 和P 含量变化与酶活性变化趋势相反㊂随撂荒年限延长,土壤微生物的C 限制得到缓解,P 限制逐渐加强㊂P C o A 拟合环境因子分析结果显示:土壤可溶性有机碳(D O C )㊁总磷(T P )㊁速效氮(A N )和速效磷(A P )含量是驱动酶活性及其计量比变化的关键因子㊂[结论]撂荒对土壤养分状况具有显著改善作用,但随撂荒时间延长(20a 以上)会加剧微生物P 限制,因此对经过长年撂荒的土地应当适量施用磷肥,以改善其土壤状况㊂关键词:渭北旱塬;不同撂荒年限;土壤酶活性;生态化学计量中图分类号:X 144 文献标识码:A 文章编号:1005-3409(2024)01-0044-09C h a r a c t e r i s t i c s o fC h a n g e s i nS o i l E n z y m eA c t i v i t i e s a n dS t o i c h i o m e t r i cU n d e rD i f f e r e n tA b a n d o n e dY e a r s i n t h eD r y Ar e a o fN o r t h e r n W e i h eR i v e rB a s i n L e i J i c h u 1,2,L i uX i a o w e i 3,D e n g J u n 4,C h e n g J i e 5,C h e n g J i m i n 6,G u oL i a n g1,6,7(1.R e s e a r c hC e n t e r f o rS o i l a n d W a t e rC o n s e r v a t i o na n dE c o l o g i c a lE n v i r o n m e n t ,C h i n e s eA c a d e m y o fS c i e n c e s a n d M i n i s t r y o f E d u c a t i o n ,Y a n g l i n g ,S h a a n x i 712100,C h i n a ;2.U n i v e r s i t y o f C h i n e s eA c a d e m y o fS c i e n c e s ,B e i j i n g 100049,C h i n a ;3.C o l l e g e o f G r a s s l a n dA g r i c u l t u r e ,N o r t h w e s tA&F U n i v e r s i t y ,Y a n g l i n g ,S h a a n x i 712100,C h i n a ;4.A d m i n i s t r a t i o nB u r e a uo f N i n g x i aY u n w u s h a nN a t i o n a lN a t u r eR e s e r v e ,G u y u a n ,N i n g x i a 756000,C h i n a ;5.N o r t h w e s t S u r v e y i n g P l a n n i n g a n dD e s i g n i n g I n s t i t u t e o f N a t i o n a lF o r e s t r y an d G r a s s l a n dA d m i n i s t r a t i o n ,X i 'a n 710048,C h i n a ;6.S t a t eK e y L a b o r a t o r y o f S o i lE r o s i o na n dD r y l a n dF a r m i n g o n t h eL o e s sP l a t e a u ,N o r t h w e s tA&F U n i v e r s i t y ,Y a n g l i n g ,S h a a n x i 712100,C h i n a ;7.I n s t i t u t e o f So i l a n d W a t e rC o n s e r v a t i o n ,C h i n e s eA c a d e m y o f S c i e n c e s&M i n i s t r y o f W a t e rR e s o u r c e s ,Y a n g l i n g ,S h a a n x i 712100,C h i n a )A b s t r a c t :[O b j e c t i v e ]T h i s s t u d y a i m s t oe x p l o r e t h ev a r i a t i o n s a n dd r i v e r so f s o i l n u t r i e n t a n de x t r a c e l l u l a r e n z y m e a c t i v i t i e s a n d t h e i r s t o i c h i o m e t r i c c h a r a c t e r i s t i c s u n d e r t h e a b a n d o n e d l a n d i n t h e d r y ar e a o fN o r t h e r n W e i h eR i v e rB a s i n i no r d e r t o p r o v i d e a t h e o r e t i c a l b a s i s f o r t h e i m p r o v e m e n t a n dm a n a ge m e n t of a b a n d o n e dl a n d i nt h i sr e g i o n.[M e t h o d s]S o i ln u t r i e n t sa n de n z y m ea c t i v i t i e sa s s o c i a t e d w i t hc a r b o n(C),n i t r o g e n (N),a n d p h o s p h o r u s(P)c y c l e s i n t h e l a n d sw i t hd i f f e r e n t a b a n d o n e d y e a r s(5y e a r s,10y e a r s,20y e a r s,25 y e a r s a n d33y e a r s)i nd r y a r e ao fN o r t h e r n W e i h eR i v e rB a s i nw e r em e a s u r e d.S u b s e q u e n t l y,T h e c h a n g e s a n dd r i v e r f a c t o r s o f t h e ma n d t h e i r s t o i c h i o m e t r y w e r ed e t e r m i n e db y O n e-w a y A N O V A,e n z y m e s t o i c h i o-m e t r i cm o d e l,a n d p r i n c i p a l c o o r d i n a t ea n a l y s i s(P C o A).[R e s u l t s]W i t ht h e i n c r e a s eo f a b a n d o n e d y e a r s, t h e a c t i v i t i e so fC-a c q u i r i n g e n z y m e sa n d N-a c q u i r i n g e n z y m e sd e c r e a s e d,b u tt h ea c t i v i t y o fP-a c q u i r i n g e n z y m e s s i g n i f i c a n t l y i n c r e a s e d.T h e c h a n g e s o f s o i l C,Na n dP c o n t e n t s s h o w e d t h e o p p o s i t e t r e n d c o m p a r e d w i t h e n z y m e a c t i v i t i e s.M o r e o v e r,t h e C-l i m i t a t i o n o fs o i l m i c r o o r g a n i s m s a l l e v i a t e d b u t P-l i m i t a t i o n i n c r e a s e dw i t ht h e i n c r e a s eo fa b a n d o n e d y e a r s.F u r t h e r,t h er e s u l t so fP C o Af i t t i n g e n v i r o n m e n t a l f a c t o r a n a l y s i s s h o w e d t h a t s o i l d i s s o l v e do r g a n i c c a r b o n,t o t a l p h o s p h o r u s,a v a i l a b l en i t r o g e na n da v a i l a b l e p h o s-p h o r u sw e r e t h ek e y f a c t o r sd r i v i n g t h ec h a n g eo f e n z y m ea c t i v i t y a n d i t se c o n o m e t r i c r a t i o.[C o n c l u s i o n] A b a n d o n m e n t h a s a s i g n i f i c a n t i m p r o v e m e n t o n s o i l n u t r i e n t,b u tP-l i m i t e dw i l l b e a g g r a v a t e dw i t h i n c r e a s-i n g o f a b a n d o n e d y e a r s(m o r e t h a n20y e a r s).T h e r e f o r e,a p p r o p r i a t e p h o s p h a t e f e r t i l i z e r s h o u l d b e a p p l i e d t o a l o n g-t e r ma b a n d o n e d l a n d t o i m p r o v e i t s s o i l c o n d i t i o n.K e y w o r d s:a r i d a r e a o f n o r t h e r n W e i h eR i v e rB a s i n;d i f f e r e n t a b a n d o n e d y e a r s;s o i l e n z y m a t i c a c t i v i t y;e c o-l o g i c a l s t o i c h i o m e t r y黄土高原气候干旱㊁降水稀少㊁植被贫乏,加之不合理的土地利用加剧了土壤侵蚀,以致黄土高原成为我国乃至世界上水土流失最严重的地区之一,严重影响了当地的生态环境与社会经济㊂因此,我国于20世纪90年代在黄土高原开展了大量生态修复措施㊂其中,渭北旱塬坡耕地撂荒是该地区改善土壤条件和恢复退化环境的重要措施[1]㊂研究表明,耕地在撂荒后,地上植被盖度得到改善[2],水土流失情况有所缓解[3],土壤养分含量显著提高[4]㊂然而,长期撂荒在改变地上和地下生物群落的同时也会影响生态系统的养分平衡,加之植物与微生物对养分的竞争所导致的土壤微生物养分限制,又会对植被恢复造成负面影响[5],不利于土壤质量的改善和生态系统的稳定性维持㊂因此,监测撂荒地演替过程中土壤微生物养分限制,辨析其关键影响因素,具有重要研究价值㊂土壤胞外酶活性较土壤基本理化性质指标能够更灵敏地反映土壤环境变化,参与碳(C)㊁氮(N)和磷(P)循环的胞外酶活性的相对比例能体现微生物的养分需求,表征微生物的养分限制情况[6]㊂土壤微生物主要通过分泌胞外酶转化分解土壤有机质中的C㊁N和P等元素,这一过程对土壤养分循环和能量流动具有重要调控作用[7]㊂土壤胞外酶作为土壤养分循环的关键驱动力[8],其中,与C循环相关的酶主要有:β-葡萄糖苷酶(β-1,4-g l u c o s i d a s e,B G)㊁纤维二糖水解酶(C e l l o b i o h y d r o l a s e,C B H);与N循环相关的酶有:β-N-乙酰基氨基葡萄糖苷酶(β-1,4-N-a c e t y l-g l u c o s a m i n i d a s e,N A G)和亮氨酸氨基肽酶(L e u c i n e a m i n o p e p t i d a s e,L A P);碱性磷酸酶(A a l k a l i n e p h o s p h a t a s e,A K P)是与P循环相关的关键酶,它们的活性及化学计量特征能有效反映土壤微生物的能量和养分代谢情况[9]㊂土壤理化性质和养分分布在不同撂荒年限和不同土层间均具有差异[10],这些因素会对土壤酶活性及酶计量比造成直接或间接的影响[11],进而导致不同撂荒年限的土壤微生物养分限制状况有所不同,但具体影响因子及作用途径和机制尚不明确㊂为了探究渭北旱塬区不同撂荒年限土壤酶活性及其化学计量变化特征,本研究选取5个不同年限撂荒地为研究对象,通过分析土壤养分和胞外酶活性及生态化学计量随撂荒年限的变化,探究不同撂荒年限下土壤养分的变化及微生物养分限制情况及其驱动因素,旨在为渭北旱塬及黄土高原植被恢复和土地资源科学管理提供一定的理论依据㊂1材料与方法1.1研究区概况研究区位于陕西省彬州市永乐镇高辉村(108ʎ06'18ᵡE,35ʎ15'01ᵡN),地处黄土高原中部,属典型渭北旱塬残塬沟壑区㊂该地区平均海拔为1040m,在气候划分上属于温带半干旱气候,年平均温度约9.7ħ,平均无霜期180d,年均降水量561mm㊂土壤类型主要为黄绵土,极易受到侵蚀而造成水土流失㊂当地政府针对水土流失与生态退化进行了长期综合治理,自20世纪90年代开始实施退耕还林还草生态工程以来,大量坡耕地退耕后形成撂荒地,为本研究54第1期雷跻初等:渭北旱塬不同年限撂荒地土壤酶活性及其化学计量变化特征提供了良好的试验平台㊂1.2样地选择与样品采集本研究通过空间代替时间的方法来探究撂荒年限对土壤酶活性及其化学计量比的影响㊂在研究区内选择坡向一致㊁地形相似㊁位置相邻的已撂荒5a, 10a,20a,25a和33a的5个不同年限的撂荒地作为试验样地,每块样地大小为30mˑ30m,各样地之间间距超过50m,各样地的坡度坡向等情况见表1㊂样地植被类型多为以蒿类㊁禾草类为主的草本植物,主要优势种有:铁杆蒿(L e s p e d e z ac u n e a t a)㊁本氏针茅(S t i p ab u n g e a n a)㊁阿尔泰狗娃花(H e t e r o p a p p u s a l t a i c u s)㊁达乌里胡枝子(L e s p e d e z a d a u r i c a)等㊂2021年9月在所选样地内进行土壤样品的采集,每个样地随机选取3个间距超过10m的1mˑ1m的样方作为重复,用内径3.5c m的土钻分层采集土壤样品,取样深度分别为0 10c m,10 20c m和20 40c m共三层㊂去除土样中的石块㊁植物残体㊁根系和可见的土壤动物后过2mm筛,将过筛后的土样混合均匀后分为两份,一份储藏于4ħ冰箱内用于土壤微生物生物量及酶活性测定,另一份自然风干用于土壤理化性质的测定㊂表1样地概况T a b l e1G e n e r a l s i t u a t i o no f t h e s a m p l e p l o t s撂荒年限/a 样地类型坡向坡度/(ʎ)盖度/%5撂荒农田阳坡3438 10撂荒农田阳坡3545 20撂荒农田阳坡3255 25撂荒农田阳坡3070 33撂荒农田阳坡3160 1.3测定指标及方法用重铬酸钾外加热法测定样品中土壤有机碳(S o i lo r g a n i cc a r b o n,S O C)含量,可溶性有机碳(D i s s o l v e do r g a n i cc a r b o n,D O C)采用T O C法测定[12],采用凯式定氮仪测定总氮(T o t a ln i t r o g e n, T N)含量,总磷(T o t a l p h o s p h o r u s,T P)含量用浓硫酸 高氯酸钼锑抗比色法测定,用碱解扩散法和N a H C O3浸提 钼锑抗比色法分别测量土壤速效氮(A v a i l a b l e n i t r o g e n s,A N)和速效磷(A v a i l a b l e p h o s p h o r u s,A P),以上土壤指标测定具体过程参考‘土壤农化分析“[13]㊂4ħ保存的新鲜土样用于测定土壤中5种参与C㊁N和P循环的酶活性㊂其中β-葡萄糖苷酶(B G)和纤维二糖水解酶(C B H)是与C循环相关的酶;β-N-乙酰基氨基葡萄糖苷酶(N A G)和亮氨酸氨基肽酶(L A P)是与N循环相关的酶,碱性磷酸酶(A K P)是与P循环相关的酶;所有酶活性采用微孔板荧光法测定[14],详细的酶活性测定方法见参考文献[15]㊂1.4数据处理与分析通过酶计量矢量模型计算酶化学计量的向量长度(V e c t o r l e n g t h,V L)和向量角度(V e c t o r a n g l e,V A),量化土壤微生物C㊁N和P限制,计算公式如下:x=(B G+C B H)/(B G+C B H+A K P)(1) y=(B G+C B H)/(B G+C B H+L A P+N A G)(2)V L=x2+y2(3) V A=D E G R E E S A T A N2(x,y) (4)式中:x表示参与C和P循环酶的相对活性比;y表示参与C和N循环酶的相对活性比㊂向量长度(V L)越长,表明微生物受到的C限制越大;向量角度(V A)小于45ʎ表示微生物受土壤N限制,角度大于45ʎ表示微生物受到土壤P限制,微生物N限制随着角度减小而增大,P限制随着角度增大而增大[16]㊂采用R4.1.0软件对试验数据进行统计分析㊂运用单因素方差分析法(O n e-w a y A N O V A)分析不同撂荒年限土壤理化性质㊁胞外酶活性及其化学计量比差异,采用L S D法多重比较同一土层下各变量在不同撂荒年限间的差异㊂对酶活性㊁酶化学计量比与土壤理化性质进行主坐标(P C o A)分析,并利用v e g a n包中 e n v f i t 函数将土壤理化因子与P C o A轴得分做相关分析以探究影响微生物养分限制的关键土壤因子㊂2结果与分析2.1不同撂荒年限土壤养分含量及化学计量比特征不同撂荒年限下土壤养分含量及化学计量比的结果见表2,撂荒年限对土壤S O C,T N,T P,A N和A P等指标均有显著影响㊂在0 10c m土层间,土壤S O C和T N含量随撂荒年限的增加而显著增加,撂荒10a,20a,25a和33a土壤S O C含量分别较撂荒5a时增加了17.62%,32.47%,25.55%,2.90%;土壤T N含量分别增加了24.45%,40.42%,31.91%,5.32%㊂土壤S O C与T N含量均在撂荒20a达到峰值后有所下降,但总体仍呈现增加的趋势㊂T P含量则随撂荒年限的增加而显著减少(p<0.05)㊂土壤A N与A P 含量随撂荒年限的增加呈先增后减趋势,总量上仍较撂荒5a时有所增加㊂在10 20c m及20 40c m 土层间,土壤S O C,T N含量均随撂荒年限的增加呈不显著的下降趋势,T P则显著减少(p<0.05)㊂整体而言,撂荒显著增加了土壤S O C与T N含量,但T P含量会随撂荒年限的增加而减小㊂64水土保持研究第31卷随着撂荒年限的增加,土壤C ʒN 在各土层中未发生显著改变㊂土壤C ʒP 在0 10c m 土层间随撂荒年限的增加而显著增大,在10 20c m 土层间随撂荒年限的增加呈不显著的增加趋势,在20 40c m 土层中随年限的增加而显著降低㊂土壤NʒP 变化随撂荒年限变化并不显著㊂表2 不同撂荒年限下土壤养分及其化学计量比在不同土层间的变化特征T a b l e 2 C h a n g e s o f s o i l n u t r i e n t s a n d t h e i r s t o i c h i o m e t r i c r a t i o s i nd i f f e r e n t s o i l l a y e r sw i t hd i f f e r e n t a b a n d o n e d y e a r s 土壤理化性质土层深度/c m 撂荒年限/a 510202533S O C /(g ㊃k g -1)0 1016.91ʃ2.92B a19.89ʃ0.75A B a 22.40ʃ1.4A a21.23ʃ1.43A B a 17.4ʃ0.05B a10 2012.73ʃ0.59A a 11.69ʃ1.24A b 11.62ʃ1.7A b12.07ʃ1.78A b 10.21ʃ0.08A b 20 4011.74ʃ1.61A a 9.56ʃ0.7A B b 9.00ʃ0.72B b6.21ʃ0.57B C c 8.77ʃ0.88C c T N /(g ㊃k g -1)0 100.94ʃ0.17C a 1.17ʃ0.07A B C a 1.32ʃ0.12A a1.24ʃ0.07A B a0.99ʃ0.01B C a 10 200.70ʃ0.04A a 0.67ʃ0.05A a 0.66ʃ0.05A b 0.69ʃ0.11A b 0.58ʃ0.05A b 20 400.64ʃ0.09A a 0.55ʃ0.03A B b 0.49ʃ0.04A B c 0.34ʃ0.04C c 0.48ʃ0.07B C c T P /(g ㊃k g -1)0 100.71ʃ0.05A a 0.68ʃ0.01A a0.67ʃ0.01A a 0.60ʃ0.01B a0.52ʃ0.02C a 10 200.70ʃ0.03A a 0.66ʃ0.02A B a 0.61ʃ0.03B C b 0.58ʃ0.01C a0.50ʃ0.02D a 20 400.64ʃ0.02A a0.56ʃ0.01B C b0.59ʃ0.01B b0.52ʃ0.04C D b0.50ʃ0.01D aD O C /(m g ㊃k g -1)0 1031.68ʃ4.27A a 29.08ʃ1.36A B a 28.38ʃ0.62A B a 26.75ʃ4.48A B a 23.54ʃ0.98B a 10 2017.57ʃ1.29A B b 19.67ʃ1.13A b 19.69ʃ2.37A b 14.75ʃ0.85B b 17.38ʃ0.35A B b 20 4016.42ʃ1.43A b 12.00ʃ0.15B C c 12.72ʃ0.16B C c12.06ʃ0.65C b 15.01ʃ1.64A B c A N /(m g ㊃k g -1)0 108.98ʃ0.85A a 9.57ʃ0.17A a 7.66ʃ0.20A a 5.42ʃ0.30A B a 9.73ʃ1.98B a 10 207.09ʃ0.37B b 5.47ʃ0.04A a 4.87ʃ0.11B b 3.38ʃ0.16B b5.50ʃ0.47C b20 404.44ʃ0.88A b 4.20ʃ0.02A b3.61ʃ0.78A c 2.87ʃ0.027A b 3.88ʃ0.21A bA P /(m g ㊃k g -1)0 107.43ʃ0.59B a8.27ʃ0.48A B a 9.90ʃ0.3A a 10.10ʃ1.82A a8.97ʃ0.81A B a 10 206.73ʃ0.54D a 7.30ʃ0.46C D a b 8.93ʃ0.15A b 8.47ʃ0.06A B a 7.77ʃ0.06B C b 20 406.43ʃ0.38C a 6.63ʃ0.38C b8.67ʃ0.32A b 8.43ʃ0.15A B a 7.67ʃ0.15B b p H 0 108.23ʃ0.08A a 8.26ʃ0.05A a 8.24ʃ0.03A a 8.25ʃ0.07A a 8.26ʃ0.03A b 10 208.31ʃ0.07A a 8.28ʃ0.02A a 8.28ʃ0.06A a 8.32ʃ0.06A a 8.31ʃ0.04A a b 20 408.34ʃ0.01A a8.35ʃ0.01A a8.30ʃ0.04A a 8.35ʃ0.07A a8.35ʃ0.04A aC ʒN0 1017.97ʃ0.22A a 17.11ʃ0.47A a 16.97ʃ1.16A a 17.14ʃ0.17A a 17.43ʃ0.08A a 10 2018.12ʃ0.39A a 17.48ʃ0.94A a 17.48ʃ1.27A a 17.60ʃ1.5A a 17.57ʃ1.61A a 20 4018.31ʃ0.24A a 17.51ʃ0.41A a 18.25ʃ0.25A a 18.43ʃ0.8A a18.27ʃ1.04A a C ʒP0 1023.56ʃ2.83C a 29.43ʃ1.41B a 33.65ʃ2.09A B a 35.57ʃ2.48A a33.24ʃ1.41A B a 10 2018.28ʃ1.26A a 17.7ʃ1.28A b 18.97ʃ3.19A b 20.97ʃ3.34A b 20.51ʃ1.06A b 20 4018.15ʃ2.01A a 17.03ʃ1.01A b 15.16ʃ1.48A B b 12.00ʃ1.62B c 17.47ʃ1.72A c NʒP0 101.31ʃ0.17B a 1.73ʃ0.12A a 1.99ʃ0.19A a 2.07ʃ0.13A a 1.91ʃ0.09A a10 201.01ʃ0.09A a 1.01ʃ0.04A b 1.08ʃ0.13A b1.19ʃ0.19A b 1.17ʃ0.09A b 20 400.99ʃ0.1A a 0.97ʃ0.05A b0.83ʃ0.09A B b0.65ʃ0.1B c0.96ʃ0.13A b注:不同大写字母表示变量在相同土层不同撂荒年限间差异显著,不同小写字母表示变量在相同撂荒年限不同土层间差异显著(p <0.05),下同㊂2.2 不同撂荒年限的土壤酶活性变化撂荒年限和土层深度对C ㊁N 和P 获取的胞外酶活性均具有显著影响(图1)㊂对0 10c m 土层而言,表征C 循环的酶(B G+C B H )和N 循环的酶(N A G+L A P )活性在撂荒前期逐年增加,在撂荒20a 达到最大值后开始显著下降,总体呈现出显著的下降趋势㊂随着撂荒年限的增加,表征P 循环的酶(A K P )的活性则呈现升高趋势㊂在10 20c m 土层,随着撂荒年限的增加,土壤B G+C B H ,N A G+L A P 酶呈现出先增后减的变化趋势,与浅层(0 10c m )土壤酶活性变化趋势具有一致性,A K P 酶活性随着撂荒年限的增加而显著降低㊂在更深层土壤(20 40c m )间,各类土壤胞外酶活性均随着撂荒年限的增加而显著降低,相较于表层,深层土壤酶活性普遍偏低㊂2.3 不同撂荒年限土壤酶化学计量比变化对不同撂荒年限下的酶化学计量比进行分析,结果表明:撂荒年限对酶化学计量具有显著影响㊂整74第1期 雷跻初等:渭北旱塬不同年限撂荒地土壤酶活性及其化学计量变化特征体上,C和N酶活性比(CʒN E E A)㊁C和P酶活性比(CʒP E E A)和N和P酶活性比(NʒP E E A)在不同撂荒年限土壤中的变化范围分别为0.25~0.87,0.20~0.67,0.69~0.80(图2),且均随着撂荒年限的增加呈显著的降低趋势(p<0.05),这与土壤各类胞外酶活性变化趋势基本一致㊂注:不同大写字母表示变量在相同土层不同撂荒年限间差异显著,不同小写字母表示变量在相同撂荒年限不同土层间差异显著(p<0.05),下同㊂图1不同撂荒年限土壤酶活性在不同土层中的变化F i g.1C h a n g e s o f s o i l e n z y m e a c t i v i t i e s i nd i f f e r e n t s o i ll a y e r sw i t hd i f f e r e n t a b a n d o n e d y e a r s图2不同撂荒年限土壤酶计量在不同土层中的变化F i g.2C h a n g e s o f s o i l e n z y m e s t o i c h i o m e t r y i nd i f f e r e n ts o i l l a y e r sw i t hd i f f e r e n t a b a n d o n e d y e a r s撂荒年限显著影响土壤微生物养分限制特征(图3)㊂其中,向量长度(变化范围0.114~0.427)和夹角(变化范围63.27ʎ~75.23ʎ)在不同撂荒年限间差异显著(p<0.05),表明撂荒年限影响了土壤微生物养分限制㊂在不同土层间,随撂荒年限的增加,向量长度总体呈减小趋势(图3A),表明微生物受到C限制的程度随撂荒年限的增加而减弱㊂不同撂荒年限下的土壤酶化学计量在不同土层间的向量角度均大于45ʎ,且随撂荒年限的增加而增加,这表明微生物受到强烈的P限制,且其限制程度随撂荒年限增加呈现出增加趋势(图3B,C)㊂2.4不同撂荒年限土壤理化因子对土壤酶活性及其化学计量比的影响分别以土壤酶活性及酶计量比为响应变量,以土壤理化性质为解释变量进行主坐标(P C o A)分析后,将土壤理化因子与P C o A轴得分做相关分析,得到各土层间影响不同撂荒年限土壤微生物养分限制的关键因子,结果如图4所示㊂在0 10c m土层间,影响土壤酶活性及其化学计量比的土壤理化因子为D O C㊁A N和T P(图4A,D);在10 20c m土层间,影响土壤酶活性的主要土壤理化因子为T P㊁A N和A P(图4B),影响土壤酶化学计量比的主要土壤理化84水土保持研究第31卷因子为D O C和A N;在20 40c m土层间,影响土壤酶活性的主要土壤理化因子为T P,影响土壤酶化学计量比的主要土壤理化因子为A P ㊂图3不同撂荒年限土壤酶化学计量的向量长度(V L)和角度(V A)及其计量关系F i g.3V e c t o r l e n g t h(V L),a n g l e(V A)o f s o i l e n z y m es t o i c h i o m e t r y a n d t h e i r r e l a t i o n s h i p i nd i f f e r e n t s o i l l a y e r sd i f fe r e n tw i t hd if f e r e n t a b a n d o n e d y e a r s3讨论3.1不同撂荒年限对土壤养分的影响本研究选取了土壤S O C㊁T N和T P等指标来反映渭北旱塬地区不同年限撂荒地土壤养分的演变规律(表2),发现土壤养分含量在不同退耕年限之间存在显著差异(p<0.05)㊂在撂荒前期(5~20a),土壤S O C和T N含量显著增加,与前人研究结果基本一致[17]㊂这可能是由于撂荒前期,耕地刚刚停止施肥,土壤有机质及其他养分含量高,增加了地上植物物种多样性和植被覆盖度㊂同时地上植物凋落物的腐烂分解增加了土壤养分含量,故而土壤C和N含量呈上升趋势㊂但S O C和T N含量在撂荒20a达到峰值后又呈现下降趋势,这种动态变化可能是由地上群落在植被演替过程中的变化引起的,有研究表明地上物种多样性和地上生物量在撂荒中期时达到最高,而后下降[18],这与本研究中土壤S O C和T N的变化趋势一致,说明在撂荒后期地上生物量减少,导致土壤有机质输入量降低,造成土壤S O C和T N含量在撂荒20a后下降,但仍高于撂荒初期的土壤养分含量㊂土壤T P含量随着撂荒年限的增加而逐年降低,这可能是由于恢复过程植物的生长繁殖造成了土壤P含量的大量消耗,但凋落物分解过程中向土壤输入的P 含量较低,导致土壤T P含量下降㊂撂荒地土壤S O C㊁T N和T P等由表层到下层呈现逐层递减的趋势,且表层土壤养分含量显著高于下层,这与前人研究结果一致[19]㊂这是因为表层土壤受植被枯落物养分归还的影响,因此这些养分在土壤中存在表聚现象㊂综合来看,渭北旱塬坡耕地撂荒至33a,土壤C 和N含量随着撂荒年限的增加呈现先增后减但总体增加的趋势,而土壤P含量则显著减少㊂撂荒年限影响土壤养分变化,不同撂荒年限的土壤C㊁N和P化学计量比也反映了这种变化㊂但在本研究中,不同土层间的土壤CʒN变化并不显著,这与现有的研究结果基本一致[20-21]㊂结果表明,土壤C和N含量间存在内稳态[22],因此土壤CʒN在不同撂荒年限间的变化相对稳定㊂而土壤CʒP和NʒP总体上呈现增加趋势,意味着土壤P随着撂荒年限的增加而愈发匮乏,从侧面反映出土壤微生物受到了强烈的P限制㊂3.2不同撂荒年限对土壤酶活性及化学计量变化的影响与关键驱动因子胞外酶在有机质分解和养分循环中起着重要的作用,能在一定程度上反映微生物的生长和代谢过程中的能量(C)和养分限制(N和P)情况[7]㊂本研究中,在撂荒前期(前20a),随着撂荒年限的增加,参与土壤C㊁N和P循环的胞外酶活性显著增加,这与王兴等[23]对黄土高原农田撂荒过程中酶活性变化特征的研究结果一致㊂有研究表明,胞外酶活性与有机质的分解有关[24],因此耕地撂荒后进入自然恢复阶段转化为草地后,植物凋落物等有机质输入量增加,土壤有机质逐年累积,增加了土壤微生物的养分来源,进而刺激微生物分泌大量的胞外酶[25]㊂在撂荒20a 以后,群落演替至稳定阶段,地面植被及物种多样性开始降低,且随着撂荒年限的增加土壤养分含量下降,限制了土壤微生物的生长代谢,因此土壤胞外酶活性也随之降低㊂94第1期雷跻初等:渭北旱塬不同年限撂荒地土壤酶活性及其化学计量变化特征图4不同撂荒年限土壤酶活性及其化学计量比与土壤养分及其计量比的主坐标分析F i g.4P r i n c i p a l c o o r d i n a t e a n a l y s i s(P C o A)d i s p l a y i n g t h e r e l a t i o n s h i p s a m o n g t h e s o i l e n z y m e s a n d t h e i r s t o i c h i o m e t r i c r a t i o s,a n d s o i l n u t r i e n t s a n d t h e i r s t o i c h i o m e t r i c r a t i o s i nd i f f e r e n t a b a n d o n e d y e a r s土地利用的转变会改变植被盖度和土壤理化性质,微生物代谢受到生物和非生物因子的调节,进而对土壤酶活性及其化学计量比产生影响[26]㊂本研究发现T P㊁A N㊁A P和D O C显著影响土壤酶活性及其化学计量比,说明在不同撂荒年限间这4个因素在调节黄土丘陵区撂荒地土壤酶活性及酶计量比的变化中发挥了主要的驱动作用(图4)㊂在本研究中,酶化学计量的向量长度随撂荒年限的变化说明微生物受到C限制的程度随着撂荒年限的增加得到了一定程度的缓解,这说明表明耕地撂荒会显著提高土壤S O C含量,进而缓解了微生物C限制㊂酶化学计量的向量角度变化表明,随撂荒年限的增加,微生物受P限制的程度也随之增加㊂这是由于黄土高原生物生长对P元素吸收利用率不高[27],同时随撂荒年限的增加而增加的土壤CʒP和NʒP也说明了土壤P 含量较之C和N含量的相对不足,进一步加剧了微生物受到P限制的情况㊂X i a o等[28]的研究表明,在黄土高原次生演替过程中,土壤养分含量与微生物C 和P限制显著相关,这与本研究结果一致㊂研究发现,随着土层深度的加深,影响土壤酶活性的因子逐层减少㊂这主要与凋落物和细根残体在土壤中的垂直分布密切关联[29],因为表层土壤较深层土壤含有更多的微生物,会加速植物枯落物的分解,导致土壤中的D O C含量较高,故而D O C成为表层土壤(0 10c m,10 20c m土层)酶活性随撂荒年限变化的关键驱动因子,这与D O C在不同土层间的分布情况(表2)相符㊂同时,土壤D O C的含量会影响土壤微生物可利用C的供给情况[30],本研究中土壤D O C含量随着撂荒年限的增加而逐年减少(表2),促使微生物需要分泌更多的C获取酶来维持自身养分平衡,从而使C循环酶即(B G+C B H)活性在撂荒前期随着撂荒年限的增加而增加(图1A)㊂撂荒后土壤NʒP在各土层均随撂荒年限的增加而显著增加(表2),这表明在植被恢复期间P是该生态系统的主要限制因素[31],且土壤酶矢量模型结果也表明微生物受到了较为强烈的P限制,这也与土壤T P含量是限制酶活性和酶计量比的主要因子这一结果吻合㊂这可能是由于自然演替过程中,随着植被多样性的提高,植物群落对土壤养分的需求量变得更大,导致微生物可利用的养分不足[32],进而促使微生物分泌更多的胞外酶来缓解由于植物竞争引起的养分限制情况㊂P元素之所以会成为限制酶活性的关键因子,是因为在生态系统中,C和N都可以通过生物途径来进行外源补充,但P元素的含量主要05水土保持研究第31卷与成土母质有关[1],且其扩散到土壤中的速率较低,随撂荒年限的变化并不显著㊂但长时间的植被生长会消耗更多的P,这就导致微生物P限制随着撂荒年限的增加而不断加剧㊂4结论(1)撂荒能够显著提高土壤C和N含量,随撂荒年限增加土壤S O C和T N含量呈现先增后减的趋势,且二者均在撂荒20a时达到峰值后下降,但总体上仍显著增加;土壤P含量随撂荒年限的增加显著降低㊂(2)撂荒显著改变了土壤酶活性:随着撂荒年限的增加,土壤C获取(B G+C B H)㊁N获取酶(N A G+ L A P)活性显著降低,P获取酶(A K P)活性在0 10c m土层间显著增加,但在更深土层(10 20c m,20 40c m)间显著降低㊂(3)撂荒可以缓解土壤微生物受C限制的程度,但随着撂荒年限的增加,微生物受到P限制的程度反而加剧㊂土壤D O C㊁T P和A N含量是驱动酶活性及其计量比变化的关键因子㊂综上,本研究通过探究胞外酶活性及其化学计量比与撂荒年限的关系,揭示了自然撂荒条件下植被恢复过程中的微生物养分限制特征㊂研究表明,撂荒对土壤状况具有改善作用,且浅层土壤中的表现更为显著,但撂荒时间过久(20a以上)就会加剧微生物P 限制,因此对经过长年撂荒的土地应当适量施用磷肥,以期改善其土壤状况㊂参考文献:[1] C u iY,F a n g L,G u oX,e t a l.N a t u r a l g r a s s l a n da s t h eo p t i m a l p a t t e r n o fv e g e t a t i o n r e s t o r a t i o ni n a r i d a n ds e m i-a r i dr e g i o n s:E v i d e n c ef r o m n u t r i e n t l i m i t a t i o no fs o i 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一株耐盐促生菌对植物的促生机制探讨
![一株耐盐促生菌对植物的促生机制探讨](https://img.taocdn.com/s3/m/53879a457f21af45b307e87101f69e314332fabf.png)
素的生长在土壤里的菌类 。 [11] 有研究表明,接
国内外治理、改良土壤盐渍化的主要措施有: 种植物根际促生菌对植物有促进生长作用,还可
通过培育耐盐品种进行农作物种植、对盐碱地通 以提高植物对盐胁迫的耐受性。Mayak 等分离的
入大量水以降低盐碱地的盐含量、水旱两类土壤 轮番种植农作物、种植水稻降低含盐量、给土壤 施用土壤改良剂以改良土壤中的化学成分等 。 [6-8]
收稿日期:2020-11-10 基金项目:长治学院科研课题(zz201815);长治学院 2018 年生物科学与技术系大学生科技创新项目 作者简介:王 琦(1980- ),男,山西长治人,硕士,副教授,主要从事生物化学、环境生态工程教学与研究。
47
盐胁迫是荒漠地区影响作物生长及其产量的 环境因素。因此,利用植物根际促生菌来提高 盐碱地区作物耐盐性,对改善土壤生态环境具 有十分重要的意义。文章通过实验揭示了植物 根际促生菌的耐盐促生机制,从而为促进盐碱 地的植株生长,同时对促进生态、农业和经济 的发展提供理论基础。
盐浓度 Salinity 10% NaCl 12% NaCl 15% NaCl
3.29
2.90
1.09
1.47
0.41
0.34
2.20
2.68
1.01
1.46
2.55
0.35
6 mg/L 复硝酚钠
1.09
2.63
2.66
8 mg/L 复硝酚钠
1.46
1.06
0.67
加菌 Adding bacteria
48
不加菌 No
bacteria
加菌 叶绿素色素浓度(mg/L)
是否加菌
6 mg/L 复硝酚钠
嗜盐菌在盐碱地土壤改良中的应用研究
![嗜盐菌在盐碱地土壤改良中的应用研究](https://img.taocdn.com/s3/m/77a8bc25fd4ffe4733687e21af45b307e871f9ac.png)
嗜盐菌在盐碱地土壤改良中的应用研究盐碱地是一种土壤类型,其pH值大多数在8以上,同时还包含有高盐含量,草本植被覆盖率低等特点。
由于这些特点,使得盐碱地很难被开垦和利用。
因此,土壤改良是盐碱地开发利用的关键环节。
嗜盐菌是盐生生物中的一种微生物,它们能够在超高盐度的环境下生存和繁殖。
研究表明,嗜盐菌在盐碱地土壤改良中应用能够有效见效,本文将详细探讨嗜盐菌在盐碱地土壤改良中的应用研究。
一、嗜盐菌的生态学特点盐生微生物是生活在高盐环境中的微生物,由于半滴水活动范围的限制,这些微生物只能在海水、盐湖等含有较高盐度的特定环境中生存。
而嗜盐菌就是一种最常见的盐生菌,与另一种极端嗜盐菌(Haloferax volcanii)最为普及。
它们在自然界中广泛存在于印度洋、红海、地中海、死海、盐湖等环境中。
嗜盐菌以钝化铵为氮源,利用有机物质为碳源。
同时,这些微生物含有较高量的蛋白质,因此也是蛋白质的来源之一。
嗜盐菌存在于极端环境之中,因此它们具有抗逆性和生长速度较快的特点,可在高温、低温、较低pH值和较高盐度的环境中繁殖和生长。
二、嗜盐菌的应用前景盐碱地是我国农村土地的主要类型之一,其荒芜和退化给我国农业生产带来了极大的影响。
因此,寻找盐碱地治理的方法是一个迫切的问题。
当前,盐碱地的处理方法有两种:机械改良和化学改良。
机械改良是通过人工铲平土地使其更平整,降低其盐碱度,但是这种方法都涉及到较大的工程投资和技术高成本。
化学改良通过施用石灰、石膏等物质调整土壤的PH值,使其逐渐达到中性或弱碱性,同时改变其离子交换能力,但是这种方法同样存在着一定的短期或长期的环境风险。
因此,嗜盐菌在盐碱地治理中的应用成为一个新的思路。
嗜盐菌在盐碱地土壤改良中的应用主要有两方面。
首先,嗜盐菌具有优良的改良效果。
嗜盐菌通过根系分泌物质、调控土壤中的微生物,以及吸收并稳定土壤的盐分等多种方式改良土壤,减轻土壤盐碱化。
与化学改良或机械改良相比,嗜盐菌改良土壤的质量更好,且更能保持长期稳定性。
盐碱土现状及植物耐盐性研究的意义汇总
![盐碱土现状及植物耐盐性研究的意义汇总](https://img.taocdn.com/s3/m/8962870d7375a417866f8f71.png)
1 盐碱土现状及植物耐盐性研究的意义盐碱土是民间对盐土和碱土的统称。
土壤含盐量在0.1%-0.2%以上,或者土壤胶体吸附一定数量的交换性钠,碱化度在15%-20%以上,对作物的正常生长产生严重影响,这样的土属于盐碱土,盐碱土又称盐渍土。
在亚洲、非洲和北美西部地区有不同程度的分布,是一种重要的土地资源。
按照形成原因,盐碱土包括原生盐渍化土地和次生盐渍土。
据不完全统计,全世界大约有9.5亿公顷盐碱地[1-2]。
由于世界范围内环境问题日益加剧,未经处理的工业废水乱排,工业垃圾废料不规范的堆积,世界范围内乱砍滥伐普遍存在,原始森林和原始湿地破坏严重,全球气候日趋异常;在农业生产中,节水农业尚未普及,大水漫灌等浇灌方式依然流行,在许多发展中国家,为了增加片面增加土地的单位面积产量,不合理的使用化肥,诸多自然或人为因素,导致世界范围内的次生盐渍土地日益增多,农业的可持续发展受到严重抑制[3-6]。
中国的盐碱地主要分布在华北、东北和西北的内陆干旱、半干旱地区,东部沿海的滨海地区也有分布。
世界人口逐年增多,可供耕地则因人为的不合理利用以及自然灾害频发而日渐减少,人均可耕地面积更是呈直线下降。
然而,与此同时,世界范围内大面积的盐碱地仍未得到有效的利用。
对盐碱地的综合开发利用日益走入人们的视野,人们试图从农业、化学、生物等方向对盐碱土地进行开发利用。
依据改良措施的不同,对于盐碱地的开发利用可以取得不同的效果。
改良盐土可以通过排水、洗盐等措施,或用种植绿肥、施有机肥或种水稻等农作物对其盐进行改良。
这些方法对盐碱土的改良虽然有一定的效果,但是效果不稳定,并且在实践应用中,大量的人力、物力以及财力的投入无形中极大增加了该项措施的成本[7]。
这种方法治标却不能治本。
通过引种盐土植物,培育新的耐盐品种,利用盐生植物对盐碱土壤的改良作用,这种方式称为生物措施。
生物措施可以将盐碱土中的盐分、离子富集在植物体中,从而从根本上解决盐碱土上植物无法正常生长的现状,选择适当的经济作物,既可以获得可观的经济效益,还能绿化环境,获得生态效益。
盐碱土现状及植物耐盐性研究的意义
![盐碱土现状及植物耐盐性研究的意义](https://img.taocdn.com/s3/m/eaa4846af56527d3240c844769eae009581ba239.png)
盐碱土现状及植物耐盐性研究的意义1盐碱土现状及植物耐盐性研究的意义盐碱土是民间对盐土和碱土的统称。
土壤含盐量在0.1%-0.2%以上,或者土壤胶体吸附一定数量的交换性钠,碱化度在15%-20%以上,对作物的正常生长产生严重影响,这样的土属于盐碱土,盐碱土又称盐渍土。
在亚洲、非洲和北美西部地区有不同程度的分布,是一种重要的土地资源。
按照形成原因,盐碱土包括原生盐渍化土地和次生盐渍土。
据不完全统计,全世界大约有9.5亿公顷盐碱地[1-2]。
由于世界范围内环境问题日益加剧,未经处理的工业废水乱排,工业垃圾废料不规范的堆积,世界范围内乱砍滥伐普遍存在,原始森林和原始湿地破坏严重,全球气候日趋异常;在农业生产中,节水农业尚未普及,大水漫灌等浇灌方式依然流行,在许多发展中国家,为了增加片面增加土地的单位面积产量,不合理的使用化肥,诸多自然或人为因素,导致世界范围内的次生盐渍土地日益增多,农业的可持续发展受到严重抑制[3-6]。
中国的盐碱地主要分布在华北、东北和西北的内陆干旱、半干旱地区,东部沿海的滨海地区也有分布。
世界人口逐年增多,可供耕地则因人为的不合理利用以及自然灾害频发而日渐减少,人均可耕地面积更是呈直线下降。
然而,与此同时,世界范围内大面积的盐碱地仍未得到有效的利用。
对盐碱地的综合开发利用日益走入人们的视野,人们试图从农业、化学、生物等方向对盐碱土地进行开发利用。
依据改良措施的不同,对于盐碱地的开发利用可以取得不同的效果。
改良盐土可以通过排水、洗盐等措施,或用种植绿肥、施有机肥或种水稻等农作物对其盐进行改良。
这些方法对盐碱土的改良虽然有一定的效果,但是效果不稳定,并且在实践应用中,大量的人力、物力以及财力的投入无形中极大增加了该项措施的成本[7]。
这种方法治标却不能治本。
通过引种盐土植物,培育新的耐盐品种,利用盐生植物对盐碱土壤的改良作用,这种方式称为生物措施。
生物措施可以将盐碱土中的盐分、离子富集在植物体中,从而从根本上解决盐碱土上植物无法正常生长的现状,选择适当的经济作物,既可以获得可观的经济效益,还能绿化环境,获得生态效益。
丛枝菌根真菌提高植物耐盐性生理机制研究进展
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郭 娜,张 癑,刘贤雍,等.丛枝菌根真菌提高植物耐盐性生理机制研究进展[J].江苏农业科学,2023,51(4):16-23.doi:10.15889/j.issn.1002-1302.2023.04.003丛枝菌根真菌提高植物耐盐性生理机制研究进展郭 娜,张 癑,刘贤雍,乔 巍,接伟光(黑龙江东方学院,黑龙江哈尔滨150066) 摘要:随着经济的发展,诸多环境问题以及不良的农业生产活动方式使得土壤盐渍化程度加重,土壤盐渍化的改良成为全球性问题,盐碱地资源再度开发利用成为各地关注重点。
丛枝菌根真菌是一类可以与植物形成共生关系并为其改善多种抗逆特性的活体微生物,在协助宿主面对各类胁迫作用时,通过协助宿主在胁迫作用下的养分等物质吸收来减轻胁迫作用的负面影响,其在农业和生态环境方面的应用得到广泛关注。
本文从盐胁迫下丛枝菌根真菌对宿主植物的影响及对根际土壤的影响等2个角度综述了其提高植物耐盐性生理机制,初步总结了丛枝菌根真菌在促进植物应对盐胁迫时的基本策略,旨在为了解该研究领域的现状和发展提供参考,为丛枝菌根真菌提高盐渍土生产力、扩大耕地面积以及提高作物产量等实际意义提供科学依据,为增强植物耐盐性和盐碱地改良的研究提供新的思路。
关键词:丛枝菌根真菌;菌根共生体;耐盐性;生理机制;盐胁迫 中图分类号:S182;S184 文献标志码:A 文章编号:1002-1302(2023)04-0016-07收稿日期:2022-04-08基金项目:黑龙江省自然科学基金联合引导项目(编号:LH2021C076)。
作者简介:郭 娜(1983—),女,辽宁昌图人,博士,副教授,硕士生导师,从事生物活性物质利用研究。
E-mail:guona0329@126.com。
通信作者:接伟光,博士,教授,硕士生导师,从事微生物生理生态研究。
E-mail:jieweiguang2007@126.com。
丛枝菌根真菌(arbuscularmycorrhizalfungi,AMF)在自然界中分布广泛,是普遍存在于土壤中的一种微生物,它是根际土壤的主要成分之一。
研发新型农业绿色投入品,应对耕地盐渍化和次生盐渍化问题
![研发新型农业绿色投入品,应对耕地盐渍化和次生盐渍化问题](https://img.taocdn.com/s3/m/34cba1e0951ea76e58fafab069dc5022aaea461b.png)
研发新型农业绿色投入品,应对耕地盐渍化和次生盐渍化问题上一篇抛出了耕地盐渍化和次生盐渍化问题,引起很多朋友的共鸣,特结合自己的科研实践、工作体会以及相关资料作进一步分析,请大家批评指正。
1. 盐渍化带来的挑战近年来,全球气候变暖、淡水资源缺乏加剧、不合理施肥问题凸显,导致土壤盐渍化和土壤酸化问题,成为威胁我国生态安全和耕地质量的重要制约因子之一,严重制约了地区农业的可持续发展。
同时,随着人口数量的剧增和饮食结构的改善,人类对粮食需求量和品质的不断增加,如何采取合理评估土壤质量状况,明确影响地区农产品产量和品质的主导土壤问题,提出对应的解决土壤质量问题,提升农产品品质的综合措施,成为地区研究的热点、难点和重点。
我国土壤次生盐渍化地区分布(图片来自网络)但近年来,随着全球变暖、淡水资源缺乏的加剧以及化肥的不合理施用,加剧了土壤盐渍化和次生盐渍化程度,同时引起的土壤酸化问题也降低了土壤中营养元素有效性,威胁着粮食、蔬菜和水果产量及品质的提高。
土壤经过盐化和碱化过程盐化土和碱化土,因其含有较多的盐碱成分,导致土壤的物理化学性质发生显著改变,表现为土壤板结、结构差、土壤pH值增高和有效养分缺乏等现象,严重影响了土壤质量、土壤生态过程以及动植物的生长。
次生盐渍化成因之一-不合理灌溉大量使用化肥,随着种植时间的延长,土壤化学肥料蓄积过多,特别是磷钾元素蓄积过多土壤盐碱化障碍的危害越大。
主要是土壤有效磷和速效钾蓄积过多。
近半数大棚土壤有效磷高度蓄积,五分之二的土壤速效钾蓄积,养分蓄积程度,连作>轮作>露地>水田;连作中随着时间的延长,肥料蓄积程度加剧,尤其是种植3年以上的大棚。
磷钾元素蓄积多,即产生盐害,土壤中大量施入氮磷钾又抑制硼、钙、镁、锰、锌等中微量营养元素的吸收而出现生理缺素症状,氮磷钾养分过大是引起土壤营养元素之间不平衡而产生生理缺素的重要原因。
过量使用化肥大量的硫酸根离子、氯离子、磷酸根残留在土壤当中,与土壤中的钠离子结合,形成盐,导致土壤盐碱化,土壤失去活性。
新时代气象高层次科技创新
![新时代气象高层次科技创新](https://img.taocdn.com/s3/m/bf10c824f8c75fbfc77db2d2.png)
新时代气象高层次科技创新人才计划推荐表推荐类别:西部优秀气象人才推荐人选张凯专业领域:气象服务与应用气象工作单位:中国气象局兰州干旱气象研究所推荐单位:甘肃省气象局填报日期:2020年7月14日中国气象局制2020年7月推荐人选承诺本人在气象“十百千”人才计划推荐评审过程中诚实守信,表中所填写的内容及所提供的材料都是真实客观、准确有效的。
如有任何不实或隐瞒,本人愿意承担由此引起的相关责任,并按有关规定接受处理。
推荐人选签名:日期:年月日姓名张凯性别男民族汉族照片出生年月197606 政治面貌中共党员工作单位(填写法人单位)中国气象局兰州干旱气象研究所参加工作时间200407身份证号现职称(资格时间)副研究员(201112)岗位级别(聘任时间)专技五级(201907)现工作岗位科研手机近3年年度考核情况2017年:优秀2018年:优秀2019年:优秀是否为国家人才工程人选否入选年份是否为原“双百”计划人选否入选年份是否为原气象部门青年英才否入选年份是否为原气象部门西部优秀青年人才津贴获得者否入选年份主要学习经历教育类型起止时间校(院)、系及专业学历学位全日制19西北师范大学地环学院地理科学专业大学本科学士全日制20西北师范大学地环学院自然地理专业研究生硕士在职学习201909-至今西北师范大学地环学院自然地理专业研究生博士二、专业能力和业绩成果(仅填写科技、人才、业务技术个人奖励和荣誉,限填5项。
其中气象领军人才、首席气象专家推荐人选应填写省部级以上奖励和荣誉,青年气象英才和西部、东北优秀气象人才推荐(三)代表性成果情况(限填8项,不超过2页)论文论著等总体情况(推荐人既是第一作者又是通讯作者时,只统计1次):第一(通讯)作者在正式期刊上发表本专业相关论文共篇,其中第一作者论文29篇,包括:核心期刊论文26篇、SCI(E)收录篇、EI收录3篇;通讯作者论文篇,包括:核心期刊论文篇、SCI(E)收录篇、EI收录篇。
沿黄灌区盐碱地甜菜微生物菌肥施用量研究
![沿黄灌区盐碱地甜菜微生物菌肥施用量研究](https://img.taocdn.com/s3/m/29618885cf2f0066f5335a8102d276a200296091.png)
沿黄灌区盐碱地甜菜微生物菌肥施用量研究韩康;黄春燕;郭晓霞;李智;菅彩媛;田露;卫志刚;刘畅;宋剑君;任惠敏【期刊名称】《北方农业学报》【年(卷),期】2024(52)1【摘要】【目的】探究沿黄灌区盐碱地不同梯度微生物菌肥施用量对甜菜产量和品质的影响,明确甜菜微生物菌肥在盐碱地的最佳施用量。
【方法】2020—2021年于内蒙古巴彦淖尔市,在平作、垄作栽培模式的基础上,设置T1(0 kg/hm^(2))、T2(75 kg/hm^(2))、T3(150 kg/hm^(2))、T4(225 kg/hm^(2))和T5(300kg/hm^(2))5个微生物菌肥施用量处理,分析不同处理对甜菜产量、产糖量的影响,并基于甜菜产量、产糖量变化规律,建立与微生物菌肥施用量间的回归模型,计算最优微生物菌肥施用量;利用归一化均方根误差(NRMSE)、实测值与估测值之间1∶1的直方图检验模型的准确度。
【结果】在沿黄灌区盐碱地中施用微生物菌肥可以显著提高甜菜产量、产糖量,2020年T3处理平作、垄作栽培模式下甜菜产量均最高,分别为71454、73835 kg/hm^(2),较T1处理提高24.53%、20.37%;2021年T5处理甜菜产量最高,分别为67934、70863 kg/hm^(2),较T1处理提高14.55%、12.54%。
2020年T3处理平作、垄作栽培模式下产糖量最高,分别为11737、12314 kg/hm^(2),较T1处理提高30.93%、24.68%;2021年T5处理产糖量最高,分别为10836、11374 kg/hm^(2),较T1处理提高17.50%、13.06%。
在平作、垄作栽培模式下,甜菜产量与微生物菌肥施用量模型分别为y=-0.2246x^(2)+96.845x+58126,R^(2)=0.817**;y=-0.2078x^(2)+88.685x+62334,R^(2)=0.723**;产糖量与微生物菌肥施用量模型分别为y=-0.0498x^(2)+20.112x+9036.4,R^(2)=0.806**;y=-0.045x^(2)+18.215x+9929,R^(2)=0.714**。
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作为地球边缘生命现象 ,极端环境微生物具 有独特的基因类型 、特殊的生理机制及特殊的代 谢产物 。对这一环境进行微生物资源与利用研 究 ,是开发特殊环境微生物资源的一个重要方向 。 盐渍土系指土壤含有可溶盐类 ,钾 、钠 、镁的氯化 物 、硫酸盐 、重碳酸盐等 。我国盐碱土的分布地域
跨度较大 ,类型多样[1] 。全国各类盐碱土总面积 达 9 913 万 hm2 ,覆盖了热带 、温带 、滨海 、内陆 、 低地和 高原 地区 。据统 计 , 全 国约 有 3 693 万 hm2 现代 (活化) 盐渍土 ,而西北地区就占 60 %左 右[2] ,其盐碱土以独特的理化性质和形成条件成 为极端微生物分布的一个重要区域 。盐碱土中微
·66 ·
西 北 农 业 学 报 15 卷
生物资源也逐渐为微生物工作者所关注 ,刘德容 , 李晓红[3] 对山西运城盐湖放线菌区系进行了研 究 ,迪丽拜尔 ·托乎提等[4] 对新疆艾丁湖及邻近 地区嗜盐菌和耐盐菌的数量进行了研究 , 米琴 等[5] 对青海盐环境下革兰氏阳性中度嗜盐细菌进 行了分离及其生物学特性研究 。对陕西 、宁夏典 型盐碱土中耐盐微生物的分布及产酶特征的报道 不多 。本试验通过对黄河中上游半干旱区典型盐 碱土中细菌耐盐试验及产酶特性研究 ,对西北地 区盐渍土中微生物资源状况进行初步探索 ,为以 后该地区微生物资源开发利用提供理论依据 。
Ca2 +
0. 10 1. 01 0. 12 0. 18 0. 19 3. 56 2. 11 0. 97 1. 18 0. 19 0. 94 1. 17 1. 10 1. 94 1. 05 92. 16 2. 39 1. 61 1. 32 4. 31 0. 45 0. 85 0. 58 1. 64 82. 19 2. 89 2. 78 1. 57 0. 08 0. 12 0. 09 0. 31 0. 06 0. 06 0. 10 0. 81 144. 4 1. 11 102. 2
0 0. 01
0. 45 0. 51
CV %
4. 45 81. 49 139. 74 39. 71
内蒙 15 8. 42 190. 76
0
0. 78
Inner 16 8. 42 15. 11
0
0. 45
Mongolia 17 8. 81 23. 07
0
0. 40
18 8. 84 96. 42 0. 02 0. 86
7. 4 9. 99 2. 66 14. 67 122. 9 4. 19 9. 21 9. 73 0. 04 0. 08 0. 04 0. 56 0. 07 0. 64 0. 06 2. 46 158. 5 8. 07 153. 9
SO4 2 -
0. 16 7. 92 1. 40 1. 86 0. 59 9. 90 10. 42 4. 61 5. 35 0. 62 8. 71 20. 33 3. 71 8. 48 6. 00 91. 86 24. 45 5. 59 9. 97 19. 57 1. 30 2. 12 1. 87 9. 27 100. 5 6. 42 6. 90 5. 15 0. 18 0. 20 0. 19 0. 97 0. 17 0. 32 0. 14 2. 07 138. 8 5. 47 116. 1
( College of Resources and Environment , Nort hwest A & F Universit y , Yangling Shaanxi 712100 , China)
Abstract : This experiment tested bacterial salt tolerance of 180 bacteria isolated f ro m saline alkal soil in nort hwest of China at five NaCl co ncent ratio n , 15 % , 20 % , 25 % , 30 % ,32 % ; and detect t he abilit y of t hese st rains to p ro duce cellulase , p rotease , amylase and lipase inner plate. The result s showed : a2 bo ut 68. 9 % st rains can tolerant 15 % NaCl co ncent ratio n , t he growable st rains decreased significantly as t he salt co ncent ratio n increased ; t he st rains enzyme p roduce abilit y decreased as p rotease , cellu2 lase , amylase and lipase. Had a p reliminary examinatio n o n t he higher enzyme p roduce st rains , gener2 alit y are G+ , bacilli , t he colo ny is opacit y and had slick surface , all t hese st rains can tolerant 15 % NaCl co ncent ratio n. Key words : Saline alkal soil in nort hwest area ; Bacterial tolerance ; Enzymatic characteristic
Mg2 +
0. 04 0. 17 0. 04 0. 11 0. 05 2. 84 0. 33 0. 62 0. 77 0. 01 0. 36 1. 60 0. 13 0. 87 0. 57 139. 7 2. 24 0. 03 0. 04 0. 15 0. 29 0. 06 0. 02 0. 40 201. 6 0. 47 0. 96 1. 23 0. 02 0. 01 0. 02 0. 02 0. 03 0. 02 0. 01 0. 28 163. 8 0. 44 159. 0
西 北 农 业 学 报 2006 ,15 (3) :65~68 ,82 A ct a A g ricult urae B oreali2occi dent alis S i nica
黄河中上游半干旱区典型盐渍土中细菌
3
耐盐性及产酶特性研究
强郁荣 ,李 丽 ,封 晔 ,来航线 3 ,周金红
(西北农林科技大学资源与环境学院 ,陕西杨凌 712100)
1 材料与方法
表 1 不同地区土壤盐分水平分布状况( 0~20 cm)
Table 1 Soil salinity horizontal distribution ( 0~20cm)
地点 Sit e
宁夏
序号 No .lt
1 8. 32 1. 49 0. 005
CV % 5. 47 117. 8 287. 46 38. 52
Cl -
0. 32 47. 42 1. 79 0. 89 0. 63 9. 32 6. 34 8. 35 13. 54 0. 15 14. 77 9. 17 3. 76 6. 43 8. 78 136. 2 53. 15 5. 17 3. 59 20. 74
HCO3 2 0. 33
Ningxia 2 8. 62 105. 32 0. 02 0. 48
3 9. 43 6. 75
0. 04 0. 58
4 8. 21 66. 41 0. 03 0. 27
5 8. 43 63. 69
0
0. 39
6 8. 51 145. 54
0
0. 52
7 8. 56 23. 84
1. 1 供试土样 供试土壤采自黄河中上游半干旱区的宁夏 、
内蒙古 、陕西 3 个省份 ,共有 31 个采样点 。采样 时间为 2002 年 10 月 24~27 日 。各采样点及其 相关情况见表 1 。 1. 2 方 法 1. 2. 1 土样测定方法[11] 水溶盐总量采用残渣 烘干法 ;碳酸根和重碳酸根采用双指示剂2中和滴 定法 ;氯离子采用硝酸银滴定法 ;硫酸根采用 ED2 TA 间接络合滴定法 ;钙和镁采用 ED TA 滴定法 ; 钾和钠采用火焰光度法 。
0
0. 44
30 8. 66 4. 50
0
0. 30
31 8. 76 1. 64 平均值 Average 9. 12 10. 62
0
0. 21
0. 018 0. 40
CV % 7. 03 122. 37 306. 32 33. 29 总平均 Average 8. 86 39. 72 0. 011 0. 48
Study on Bacterial Salt Tolerance and Enzymatic Characteristic in Sal ine Alkal Soil of Shaanxi , Ningxia and Inner Mongol ia
Q IAN G Yu2ro ng , L I Li , F EN G Ye , L A I Hang2xian 3 and ZHOU J in2ho ng
0
0. 45
Shaanxi 23 8. 71 34. 55
0
0. 41
24 8. 95 27. 70
0
0. 34
25 8. 84 1. 74
0
0. 33
26 8. 77 0. 90 0. 005 0. 47
27 9. 01 1. 77
0
0. 31
28 10. 27 6. 68
0. 17 0. 69
29 10. 35 1. 88
3 收稿日期 :2005210217 修回日期 :2005212220 基金项目 :西北农林科技大学博士点基金资助 。 作者简介 :强郁荣 (1978 - ) ,女 ,陕西宝鸡人 ,在读硕士 ,主要从事微生物资源和利用方面的研究 。 3 通讯作者 :来航线 (1964 - ) ,男 ,陕西礼泉人 ,副教授 ,硕士生导师 ,主要从事微生物资源利用和微生物生态方面的研究 。