基本信息
- 项目名称：
- 多年生豆科植物根系对深层土壤养分影响研究
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 生命科学
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 探究晋南地区两种豆科植物紫花苜蓿和小冠花对土壤垂直肥力的影响。评价特定种类作物对土壤质量的影响，阐明土壤生物类群特征及与环境因子关系，同时为黄土高原贫瘠少氮区域土壤改良研究提供基础资料。
- 详细介绍：
- 随着人口的不断增加和耕地面积的不断减少，保护耕地资源、提高土地利用率，特别是根据各地自然资源特点实现废弃地的复垦和人工造地，已成为增加粮食产量、保障粮食安全的重要措施。黄土高原面积大，部分地区土壤贫瘠少氮，因此，如何提高其土壤肥力，并使新形成的根土系统向着“有机生命化”的方向加速发展，是该地区农业生产上亟待研究的重要课题。豆科植物一般都具有发达的根系，而且其根瘤具有固定大气中游离氮素的作用，这些含氮的根部腐烂后可增加不同深度土壤中的氮素和腐殖质，提高土壤肥力。因此研究豆科植物根系的生长特性，探索其根系对土壤垂直肥力的影响，寻求尽快提高生土地土壤肥力的生物调控措施，具有重要的实用价值。 主要内容： 1、临汾市周边地区主要豆科植物种类的调查； 2、不同豆科植物根系的生长特性的研究； 3、不同豆科植物根系对土壤垂直肥力的影响研究
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作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 本文以自然生长有不同豆科植物和无豆科植物的生土为研究对象，测定其养分在不同深度的分布规律，探索豆科植物对土壤垂直肥力的影响，试图为提高土壤肥力的生物调控措施提供理论支持和示范样板。
科学性、先进性及独特之处
- 豆科植物是黄土高原生态系统中有效氮的主要供应者，在改良土壤，保护生态系统方面有重要作用，对其作用机制、效果评价等也有不少研究。但在晋南地区豆科植物对增加土壤养分，尤其是提高土壤深层肥力的研究尚属空白。本作品寻找本地区豆科植物立地土壤养分的垂直变异特征，寻求尽快提高生土地土壤肥力的生物调控措施。
应用价值和现实意义
- 从学科发展角度，本作品所研究的对象属于未来中国自然地理学的优先领域[1]。评价特定种类作物对土壤质量的影响，对阐明土壤生物类群特征及与环境因子关系有积极的作用，对促进学科发展有积极的意义。 从生产实践角度，本作品研究豆科植物根系的生长特性，探索其根系对土壤垂直肥力的影响，寻求尽快提高生土地土壤肥力的生物调控措施，为黄土高原贫瘠少氮区域土壤改良研究提供基础资料，具有重要的实用价值。
学术论文摘要
- 自然生长的小冠花（Coronilla varia）和紫花苜蓿（Alfalfa）对深层土壤中有机质、氮素、磷素、钾素等养分影响研究结果表明：生长有不同植物的土壤均表现为有机质、全氮、有效磷和速效钾等含量随着土层深度的增加呈逐渐减少的趋势，但不同植物对其影响程度不同；豆科植物对于提高土壤有机质和全氮含量效果明显，其中提高深层(45～60cm)土壤的有机质以及提高中深层(30～60cm)土壤全氮含量的效果达极显著水平，但对于提高深层土壤有效磷、速效钾以及改善土壤pH环境的作用不大。在晋南地区种植小冠花和紫花苜蓿可以提高土壤有机质含量，改善土壤氮素水平，但同时应增施磷钾肥以充分发挥其培肥地力、改良土壤的作用。
获奖情况
- 无
鉴定结果
- 无
参考文献
- [1]蔡运龙，宋长青，冷疏影．中国自然地理学的发展趋势与优先领域 [J] 地理科学，200 9,29(5)：619~626 [2]王卫卫. 陕、甘黄土高原根瘤菌、豆科植物共生体结构及固氮作用研究[D] 博士研究生学位论文. 西北大学. 2003. [3]孙本华, 高明霞, 吕家珑等. 苜蓿培肥对灰漠土养分及胡敏酸特性的影响[J]. 水土保持研究. 2007. 14(3): 338~340 [4]Coskun Gu¨lser. Effect of forage cropping treatments on soil structure and relationships with fractal dimensions [J]. Geoderma 131 (2006) : 33~44.
同类课题研究水平概述
- 豆科植物能与根瘤菌共生固氮，改良土壤结构，提高土壤肥力，尤其在干旱地区有些豆科植物还可作为先锋植物，是生态体系中提供有效氮的中心（Glasener et al，2002）。综合治理干早区，改善土壤状况，研究开发这部分植物是非常重要的。 有关在黄土高原地区豆科植物根瘤及其固氮作用的研究表明，豆科植物是黄土高原生态系统中有效氮的主要供应者，有利于黄土高原的土壤改良及生态系统的保护（王卫卫，2003）。 保护生态系统方面研究表明，豆科植物对风沙较强的抗性因而具有较高的改良土壤能力，可作为改良土壤的首选植物（杨晓晖，2005）。豆科植物改善土壤结构以及入渗、保墒等性状研究表明，其改良土壤原因可能与人工扰动、植被根系活动和覆盖程度有关（O. Yildiz et al，2007）。添加豆科植物后土壤质量变化规律的研究表明，在弃耕地添加豆科植物后土壤理化性质明显改善（秦燕燕，2009）。 不少前人已研究过有关豆科植物对土壤理化性质影响的作用机制及效果评价（Glasener et al，2002；王卫卫，2003；O. Yildiz et al，2007；秦燕燕，2009；Coskun Gu¨lser，2006；牛书丽等，2004；郭晔红等，2004；邱爱军，2005；胡发成，2005；孙本华，2007；O. Yildiz, M. Sarginci, D. Esen, et al，2007），但在晋南地区豆科植物对增加生土土壤养分，提高土壤深层肥力，尤其是增加深层土壤有机质和全氮含量等方面的研究尚未见报道。本文以自然生长有不同豆科植物和无豆科植物的生土为研究对象，测定其养分在不同深度的分布规律，探索豆科植物对土壤垂直肥力的影响，试图为提高土壤肥力的生物调控措施提供理论支持和示范样板。
