分类： 生物学 >> 生态学 提交时间： 2017-11-29 合作期刊: 《中国生态农业学报》
摘要： 氮素矿化是陆地生态系统氮循环的重要过程, 对其有效性有着重要影响。本文在黄土高原北部六道沟小流域选取退耕年限相近的油松和柠条坡地, 用原位培养法测定生长季节(4—10月)不同坡位冠层下和冠层外0~10 cm和10~20 cm土层土壤氮素矿化速率, 以确定该区氮素矿化的季节动态特征和主要影响因素。结果表明, 研究区生长季土壤矿质氮由铵态氮主导, 其含量在0~10 cm和10~20 cm土层分别占矿质氮总量的61%和70%, 并随生长季的推移而升高。油松林上坡位和中坡位土壤铵态氮显著高于下坡位土壤, 柠条林不同坡位铵态氮差异不显著。土壤硝态氮和矿质氮不受坡位的影响, 但与林型和采样位置有关, 冠层下土壤硝态氮在油松林与冠层外相近, 在柠条林则高于冠层外。生长季土壤氮素矿化在0~10 cm土层由硝化作用引起, 在10~20 cm土层则由硝化和铵化作用共同引起。铵化速率在生长季初期较高, 中期较低, 并受坡位、林型和采样位置的影响。冠层下土壤硝化和矿化速率, 在油松林与冠层外差异不显著, 在柠条林则高于冠层外土壤。硝化和矿化速率在冠层下以下坡位土壤最高, 在冠层外则以下坡位土壤最低。柠条林促进了冠层下土壤氮素的硝化和矿化过程, 有利于矿质氮的积累: 油松林对矿质氮和氮素矿化的影响不受采样位置影响。
分类： 生物学 >> 生态学 提交时间： 2017-11-29 合作期刊: 《中国生态农业学报》
摘要： 品种间作竞争具有优化作物个体形态特征和生物量分配的生态效应。综合干旱环境、密度和降雨年际变化影响下的品种间作生物量分配机制研究, 可为旱区作物增产增效栽培提供理论依据。试验于2011年(降雨量645.0 mm, 湿润年份)和2012年(降雨量497.1mm, 干旱年份)调查了两个玉米品种(‘郑单958’和‘沈单16号’)、两种密度(4.5万株·hm-2 和7.5万株·hm-2 )下隔行间作处理下, 地上部生物量和地下部根系形态特征, 并分析了品种间作下生物量分配策略、根系竞争机制与产量、水分利用效率的关系。结果显示: (1)干旱增加根系表面积(SA), 低密度间作下‘沈单16号’扬花期SA显著降低, 高密度间作‘郑单958’的SA显著下降30.5%, 间作下根系对于水资源的竞争随密度的增加而加剧; 两个密度和两个不同降雨年份, 混作系统0~20 cm土层根长密度(RLD)显著增加, 增加密度和雨水亏缺, 刺激根系向深层土壤生长, 造成30~40 cm土层RLD的增加, 且‘郑单958’的RLD增加幅度远高于‘沈单16号’。(2)间作竞争下生物量积累优势具有品种差异, ‘郑单958’集中在营养生长期, 而‘沈单16号’集中在生殖生长期; 且随密度的增加, 间作栽培下单株生物量显著降低。(3)群体收获指数(HI)在高密度混作下, 两个不同降雨年份出现平均6.0%的增加幅, 雨水充足促进群体HI的提升; 根冠比因降雨和密度而变, 雨水充足、低密度间作下根冠比较大; 干旱和高密度下资源竞争造成‘郑单958’根冠比显著下降; (4)干旱年份玉米品种间作增产优势显著, 高、低密度间作增产率分别为10.3%和21.4%, 水分利用效率(WUE)分别增加28.2%和42.0%; 且‘郑单958’增产和增效能力分别较‘沈单16号’高出17.6%和50.0%。综上所述, 品种间作栽培下‘郑单958’具有更合理的地上部生物量分配和响应机制, 其根系通过减少冗余生长, 降低资源消耗来应对土壤干旱, 高效的根系自我调节能力和生物量分配机制在间作系统产量形成和WUE提升中起到了关键作用。
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