陕北黄土区撂荒山地枣林土壤质量评价

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陕北黄土区山地枣林存在大量撂荒的现象,为明确不同撂荒年限下山地枣林土壤质量,从而为今后研究区山地低效枣林改造、撂荒枣林提质增效和高质量发展等方面提供科学依据与数据支撑。本研究通过对研究区撂荒1 a、3 a、6 a、10 a、15 a、20 a山地枣林及撂荒草地进行土壤质量评价,揭示不同撂荒年限山地枣林土壤理化性质、土壤微生物等指标对撂荒年限的响应,采用土壤质量指数法,对不同撂荒年限土壤质量进行综合得分,从而明确不同撂荒年限下山地枣林土壤质量。主要研究结论如下:(1)不同撂荒年限下枣林地土壤含水量随季节变化表现出层次性和波动性,其中0-100 cm土层土壤含水量受季节变化影响最为明显,深层土壤含水量变化较小,相对稳定。各林地0-340 cm土层土壤含水量平均值为8.13%,平均储水量为361.87 mm;夏季土壤含水量平均值达9.28%,土壤储水量平均为397.41 mm;秋季土壤含水量和土壤储水量分别介于4.24%-15.94%和282.12 mm-465.31 mm之间。不同撂荒年限下枣林地土壤储水亏缺度与储水亏缺补偿度存在差异。在0-100 cm土层各样地土壤储水亏缺度随着土层深度的增加,均呈先减小后增加的趋势;各样地夏季土壤储水补偿度在200-340 cm土层均为负值,即夏季降雨并未对深层土壤水进行补偿,且土壤水分亏缺加重。(2)不同撂荒年限下各林地在0-20 cm土层撂荒6 a粉粒含量最高,撂荒20 a最低;在20-40 cm土层,撂荒3 a黏粒含量最高,土壤砂砾含量撂荒20 a最高,撂荒6 a最低。随着土层深度的增加,各林地的土壤容重总体呈增加趋势;随着撂荒年限的增加,土壤容重总体呈先增大后减小的趋势。随着土层深度的增加土壤非毛管孔隙度呈现先减小后增大的趋势。在0-20 cm,土壤最大持水量撂荒20 a最大,1 a最小,最大持水量分别是46.70%和35.12%。不同撂荒年限下各林地毛管持水量存在显著差异(P<0.05)。(3)土壤有机碳含量具有明显的表聚性,随着土层深度的增加,土壤有机碳含量逐渐减小,0-10 cm土壤平均有机碳含量为10.05 g/kg,100-340 cm有机碳储量占整个土壤剖面的61%。不同撂荒年限下深层土壤有机碳随着撂荒年限的增加,土壤有机碳含量逐渐减小,且差异不显著,即撂荒年限对土壤深层有机碳的分布影响较小。其中0-20 cm土层,撂荒15 a土壤有机碳储量最多,为26.15t/hm2;撂荒1 a最少,为18.69 t/hm2。不同撂荒林地的土壤p H均大于8,土壤呈碱性。各林地土壤全量、速效养分含量及土壤酶活性随着土层深度的增加总体呈现降低趋势。其中土壤速效磷含量随着撂荒年限的增加呈增加的趋势;撂荒20 a土壤速效磷含量最高达30.01 mg/kg。随着土层深度的增加土壤C:N呈现上升的趋势。不同撂荒年限下各林地土壤C:P变化趋势存在差异,整体介于9.32-45.47。不同撂荒年限下各林地土壤N:P介于0.14-2.11之间。(4)不同撂荒年限下枣林地土壤共检测到细菌36门、101纲、208目、313科、504属。土壤细菌类群主要以放线菌门Actinobacteria(31.95%)、变形菌门Proteobacteria(29.93%)、酸杆菌门Acidobacteria(12.62%)为主,其次不同撂荒年限枣林地土壤细菌类群以芽单胞菌门Gemmatimonadetes(8.19%)、绿弯菌门Chloroflexi(7.53%)、拟杆菌门Bacteroidetes(2.63%)、疣微菌门Verrucomicrobia(1.14%)、浮霉菌门Planctomycetes(1.13%)和己科河菌门Rokubacteria(1.11%)居多。不同撂荒年限下枣林地土壤共检测到真菌10门、33纲、75目、162科、269属。土壤真菌门类群主要以子囊菌门(Ascomycota)和担子菌门(Basidiomycota)为主。(5)共选取21个土壤指标,进行主成分分析,筛选出了土壤黏粒、土壤p H、土壤含水量、土壤总孔隙度、有机碳、速效磷、全氮、过氧化氢酶、蔗糖酶和脲酶共计10个土壤指标进行土壤质量评价。基于土壤质量指数法对土壤质量评价总得分撂荒15 a最高(0.823),20 a次之(0.755),撂荒草地最小(0.300)。基于修正内梅罗指数法对土壤质量评价总得分撂荒15 a最高(0.601),10 a次之(0.582),撂荒草地最小(0.223)。
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