分类： 农、林、牧、渔 >> 农业基础学科 提交时间： 2017-11-08 合作期刊: 《中国生态农业学报》
摘要： 针对禾豆间作密植机理研究薄弱问题, 以大麦间作豌豆为研究对象, 设施氮[不施氮: 0 mg(N)·kg1(土); 施氮: 100 mg(N)·kg1(土)]、隔根(不隔根、隔根)和密度[低密度: 15 株(大麦)·盆1; 高密度: 25 株(大麦)·盆1]3 个参试因子, 通过盆栽试验探讨了施氮和根系分隔对密植间作群体氮素竞争互补关系和利用效率的影响, 以期为禾豆间作密植和氮素高效利用提供调控依据。结果表明: 1)施氮、根间互作和增加大麦密度均可提高大麦||豌豆间作群体的吸氮量, 其中施氮较不施氮处理提高33.8%, 不隔根处理较隔根处理提高81.1%, 高密度较低密度处理提高4.2%; 根间互作在低氮条件下对间作吸氮量的贡献相对较高, 不施氮和施氮条件下, 根间互作提高间作吸氮量的比例分别为92.4%和11.0%; 根间互作条件下增大大麦种植密度可显著提高间作群体吸氮量。2)大麦为氮素竞争优势种, 密植使大麦氮素竞争比率显著提高, 施氮能弱化大麦氮素竞争比率, 抽穗期大麦相对于豌豆的氮素竞争优势达到最大值。3)根间互作使大麦、豌豆籽粒氮含量在施氮条件下分别提高126.7%、26.9%, 不施氮时分别提高188.5%、46.5%, 且施氮水平和根间作用方式对间作籽粒氮含量有显著的交互作用。4)高密度大麦和根间互作可显著提高间作群体的氮肥利用率, 根间互作条件下增加大麦密度使间作群体氮肥利用率提高59.8%; 大麦相对于豌豆的氮素竞争比率与间作群体氮肥利用率呈显著正相关关系。本研究表明,施氮、根间作用与大麦密度对大麦||豌豆间作氮素利用呈显著的交互作用, 适宜的施氮量和充分的根间作用是支撑间作密植、优化种间对氮素的竞争关系, 最终提高群体吸氮量和氮肥利用率的重要途径。
分类： 农、林、牧、渔 >> 农业基础学科 提交时间： 2017-11-07 合作期刊: 《中国生态农业学报》
摘要： 西部黄土高原丘陵沟壑区是中国乃至世界上水土流失最严重的区域, 以禾谷类作物单播为主的传统农业生产系统和过度耕作是引致水土流失的最主要原因。紫花苜蓿作为优良豆科牧草, 在区域生态环境建设 和产业结构调整中发挥着重要作用。因此, 本研究通过设置在陇中黄土高原半干旱区的长期定位试验, 以苜蓿草地(3 a、10 a、12 a)和农田(马铃薯地)为主要研究对象, 探讨了土壤物理性质对于苜蓿种植年限的响应, 为黄土高原雨养农业系统紫花苜蓿适宜种植年限的选择及苜蓿草地的可持续利用提供科学依据。结果表明, 随着紫花苜蓿种植年限的加长, 土壤表层呈容重降低、孔隙度增加的变化趋势, 而下部土层变化不明显。苜蓿种植可以提高耕层0~30 cm 土壤0.25 mm 水稳性团聚体含量、平均重量直径(MWD)和几何平均直径(GMD), 同时降低团聚体破坏率(PAD), 且随种植年限的延长效果愈加明显。苜蓿种植一定年限后土壤总有机碳(TOC)和易氧化有机碳(ROOC)与农田差异明显, 其中种植苜蓿土壤易氧化有机碳占总有机碳的比例为44%~57%, 农田土壤易氧化有机碳比例占52%~68%, 表明种植苜蓿不仅提高了土壤总有机碳含量, 且改变了土壤有机碳的组成比例。与农田相比, 苜蓿种植可改善土壤水分入渗性能, 表现为随种植年限的延长呈现先增加后降低的趋势。黄土高原沟壑区种植苜蓿可以改善土壤有机质形态和物理结构, 提高土壤渗透能力, 但苜蓿种植年限以10 a 为宜, 10 a 之后应该进行轮作换茬以维持雨养农业系统的可持续发展。
分类： 农、林、牧、渔 >> 农业基础学科 提交时间： 2017-11-07 合作期刊: 《中国生态农业学报》
摘要： 在陇中黄土高原干旱半干旱区, 采用小区定位试验, 对不同生物质炭水平(0 t·hm2、10 t·hm2、20 t·hm2、30 t·hm2、40 t·hm2、50 t·hm2)下农田土壤温室气体(CO2、N2O 和CH4)的日排放通量及其影响因子进行连续观测, 并确定1 d 中不同生物质炭处理水平下的最佳观测时间。结果表明: 6 个生物质炭输入水平处理下, 春小麦地土壤CH4、N2O 和CO2 通量变化趋势与气温日变化轨迹大体一致, 均表现为白天排放量大于夜间, 并在4:00—5:00 时, 出现对CH4 通量的吸收峰, 以及N2O 与CO2 的排放低谷; 全天内各处理CH4 平均排放通量依次为: 10.14 g·m2·h1、7.82 g·m2·h1、6.57g·m2·h1、0.10 g·m2·h1、1.05 g·m2·h1 和2.89 g·m2·h1,N2O 平均排放通量依次为: 288.79 g·m2·h1、201.78 g·m2·h1、157.14 g·m2·h1、112.06 g·m2·h1、154.60 g·m2·h1 和164.02 g·m2·h1, CO2 平均排放通量依次为: 85.44 mg·m2·h1、80.91 mg·m2·h1、76.49 mg·m2·h1、65.29 mg·m2·h1、67.19 mg·m2·h1 和69.10 mg·m2·h1; 当生物质炭输入量小于30 t·hm2 时,土壤CH4、N2O、CO2 排放通量随其输入量增加而显著减小, 但当其输入量超过30 t·hm2 时, 3 种温室气体排放通量则呈显著增大趋势; 当生物质炭输入水平为30 t·hm2 时, 春小麦土壤全天表现为CH4 的吸收汇, 其余各水平处理下的土壤表现为CH4 的弱排放源; 6 种处理水平下, 全天春小麦地土壤表现为N2O、CO2 的排放源。0~5 cm 的土壤温度及水分(y)与生物质炭输入量(x)回归方程分别为y=0.017 6x+16.585 (R²=0.302 6, r=0.55,P<0.05)和y=0.056 5x+13.626 (R2=0.815 1, r=0.903, P<0.05), 生物质炭输入量与0~5 cm 的土壤水分呈显著正相关关系; 无生物质炭输入处理下3 种温室气体的吸收或排放通量与地表温度及5 cm 地温均呈显著正相关关系,其他各处理也表现出不同程度的正相关关系。因此, 当生物质炭输入水平为30 t·hm2 时, 更有利于CH4、N2O和CO2 3 种温室气体的增汇减排; 生物质炭输入水平差异引起的土壤温度及水分差异可能是不同生物质炭处理CH4、N2O 和CO2 日排放通量产生差异的主要原因; 由矫正系数及最佳时段温室气体排放量与累积排放量回归分析可得, 3 种温室气体的最佳同期观测时间为8:00—9:00。
分类： 农、林、牧、渔 >> 农业基础学科 提交时间： 2017-11-06 合作期刊: 《中国生态农业学报》
摘要： 在大田条件下以甜瓜和向日葵为试材, 研究两种作物单作和向日葵间作播期(甜瓜伸蔓期、开花坐果期、果实膨大期)、间作密度[高(24 975 株·hm-2)、中(22 200 株·hm-2)和低(19 980 株·hm-2)]对间作系统和两种作物单作的氮素积累量、氮素利用效率和光能利用效率的影响。结果表明, 间作显著提高了间作系统甜瓜的氮素累积和利用效率, 却降低了向日葵的氮素累积和利用效率。间作甜瓜植株地上部的氮素累积量平均为195.08 kg·hm-2, 较单作甜瓜(172.61 kg·hm-2)提高13.0%, 氮素利用效率和氮肥偏生产力均显著高于单作(分别提高40.5%和55.4%)。间作系统向日葵氮素利用效率和氮肥偏生产力较单作降低8.2%和58.4%, 而氮素收获指数较单作提高4.9%。在甜瓜伸蔓期、开花坐果期和果实膨大期间作向日葵, 间作系统的氮素利用效率较同播期的单作向日葵分别提高43.5%、12.5%和59.8%; 果实膨大期间作向日葵, 间作系统的氮素利用效率较单作甜瓜提高6.7%。在甜瓜伸蔓期、开花坐果期和果实膨大期间作向日葵, 间作系统的氮肥偏生产力较同播期的单作向日葵提高6.5%、32.1%和40.4%, 较单作甜瓜分别降低22.5%、10.1%和34.3%; 在甜瓜伸蔓期、开花坐果期和果实膨大期间作向日葵, 间作系统的氮素收获指数较同播期的单作向日葵分别降低7.2%、7.7%和12.5%。高、中和低3 个间作密度下, 间作系统的氮素利用效率较同密度甜瓜单作分别降低14.2%、20.4%和13.9%, 较向日葵单作分别提高25.2%、20.0%和9.5%, 氮肥偏生产力较同密度甜瓜单作降低29.6%、15.6%和21.1%; 高密度和低密度间作处理的间作系统氮素收获指数较向日葵单作提高2.7%和1.4%, 而中密度间作降低7.6%。间作系统甜瓜的光能利用效率与氮素利用效率呈显著正相关关系, 向日葵的光能利用效率与氮素利用效率无显著相关。在河西绿洲灌溉条件下, 氮素利用率较高的适宜向日葵间作播期为甜瓜果实膨大期, 适宜间作株距为40 cm(密度为24 975 株·hm-2)。
分类： 农、林、牧、渔 >> 农业基础学科 提交时间： 2017-11-06 合作期刊: 《中国生态农业学报》
摘要： 本研究以苜蓿-作物轮作试验为研究对象, 探讨了苜蓿-苜蓿(L-L)、苜蓿-休闲(L-F)、苜蓿-小麦(L-W)、苜蓿-玉米(L-C)、苜蓿-马铃薯(L-P)和苜蓿-谷子(L-M)6 种轮作模式对陇中黄土高原雨养农田苜蓿土壤团聚体稳 定性以及土壤总有机碳含量的影响。结果表明: 不同轮作模式下土壤机械稳定性团聚体以≥0.25 mm 团聚体为优势团聚体, 均占72.17%以上, 而土壤水稳性团聚体以<0.25 mm 团聚体为优势团聚体, 均占95.18%以上。随着土层深度的增加, 各处理≥0.25 mm 的团聚体数量及平均重量直径(MWD)均随之增加, 而水稳性大团聚体数量及MWD 值无明显规律性。与L-L 处理相比, L-C 和L-P 处理0~30 cm 耕层土壤≥0.25 mm 的团聚体含量分别增加5.94%和1.12%, L-C 处理的MWD 表现为最高, 而其他轮作处理则不同程度降低了≥0.25 mm 团聚体含量及MWD; 随着土层深度的增加, 6 种不同轮作模式的土壤有机碳含量均呈现逐渐降低的趋势, 在0~30 cm 的耕层土壤, 较之L-L 处理, L-W、L-C、L-P 和L-M 处理均从不同程度上降低了土壤有机碳含量, 其中L-P 处理有机碳含量最低, 降低了18.68%。相关性分析表明, 土壤总有机碳分别与2~5mm、1~2 mm、0.5~1 mm 和0.25~0.5 mm粒径的水稳性团聚体比例以及MWD 表现出极显著正相关, 而与<0.25 mm 粒径的水稳性团聚体呈极显著负相关。综上所述, 苜蓿-玉米轮作模式能明显增加土壤团聚体机械稳定性, 而不同苜蓿-作物轮作模式对土壤团聚体的水稳性影响较小, 土壤有机碳含量在很大程度上影响着土壤水稳性团粒结构的形成与稳定性, 二者密切相关。
分类： 农、林、牧、渔 >> 农业基础学科 提交时间： 2017-10-20 合作期刊: 《中国生态农业学报》
摘要： 在陇中黄土高原干旱半干旱区, 采用小区定位试验, 对不同生物质炭输入水平下春小麦农田土壤温室气体(CO2、N2O 和CH4)的排放通量进行全生育期连续观测, 并分析其影响因子。结果表明: 6 个生物质炭输 入水平处理下[0 t·hm2 (CK)、10 t·hm2、20 t·hm2、30 t·hm2、40 t·hm2、50 t·hm2], 旱作农田土壤在春小麦全生育期内均表现为CH4 弱源、N2O 源和CO2 源。全生育期各处理CH4 平均排放通量依次为: 0.005 7 mg·m2·h1、0.004 7 mg·m2·h1、0.003 6 mg·m2·h1、0.003 3 mg·m2·h1、0.002 7 mg·m2·h1 和0.000 4 mg·m2·h1, N2O 平均排放通量依次为: 0.230 5 mg·m2·h1、0.144 1 mg·m2·h1、0.135 3 mg·m2·h1、0.098 9 mg·m2·h1、0.125 0 mg·m2·h1 和0.151 3 mg·m2·h1, CO2 平均排放通量依次为: 0.449 2 μmol·m2·s1、0.447 0 μmol·m2·s1、0.430 3 μmol·m2·s1、0.391 4 μmol·m2·s1、0.408 0 μmol·m2·s1 和0.416 4 μmol·m2·s1。土壤CH4 排放通量随生物质炭输入量的增加而减小; 当生物质炭输入量小于30 t·hm2 时, 土壤N2O、CO2 排放通量随其输入量增加而显著减小, 但当其输入量超过30 t·hm2 时, N2O、CO2 排放通量则呈显著增大趋势。各处理在5~15 cm 土层平均土壤温度差异显著(P<0.05), 在5~10 cm 土层平均土壤含水量差异显著(P<0.05), 土壤温度及含水量受生物质炭影响明显; 且CK 处理不同土层的土壤温度及含水量波动最大, 生物质炭输入可在一定程度上降低不同土层土壤的水热变化幅度; N2O、CO2 排放通量与10~15 cm 土层土壤温度呈显著性负相关, 与20~25 cm 土壤温度呈显著性正相关; CH4 平均排放通量与5~10 cm 土层土壤温度呈显著性负相关, 与其含水量呈显著性正相关; N2O 平均排放 通量与15~20 cm 土层土壤温度呈显著性正相关; CH4、N2O、CO2 平均排放通量与0~5 cm 土层土壤水分呈显著性负相关。生物质炭的输入能够减小温室气体的排放, 且会因其输入量的不同而异, 因此适量应用生物质炭有利于旱作农田生育期内增汇减排。
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