Subjects: Agriculture, Forestry,Livestock & Aquatic Products Science >> Basic Disciplines of Agriculture submitted time 2017-11-08 Cooperative journals: 《中国生态农业学报》
Abstract：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。
Subjects: Agriculture, Forestry,Livestock & Aquatic Products Science >> Basic Disciplines of Agriculture submitted time 2017-11-07 Cooperative journals: 《中国生态农业学报》
Abstract：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。
Subjects: Agriculture, Forestry,Livestock & Aquatic Products Science >> Basic Disciplines of Agriculture submitted time 2017-11-07 Cooperative journals: 《中国生态农业学报》
Abstract：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。
Subjects: Agriculture, Forestry,Livestock & Aquatic Products Science >> Basic Disciplines of Agriculture submitted time 2017-11-06 Cooperative journals: 《中国生态农业学报》
Abstract：种间关系是间作高产和资源高效利用的重要生物学基础, 揭示种间关系对间作产量的影响, 对优化 间作技术具有重要理论指导意义。本研究通过盆栽试验, 设计根系完全分隔(地上互作)与不分隔(地上地下互作)2 种种间作用关系, 及2 个大麦种植密度(15 株·盆1、25 株·盆1), 探讨了根系相互作用与密植对大麦间作豌豆种间竞争互补关系及产量的影响, 以期为建立基于优化种间关系提高间作产量的管理技术提供理论依据。结果表明: 1)与单作相比, 间作可提高群体干物质积累量3.6%~11.3%, 其中地下作用的贡献率为53.9%~63.5%; 增加大麦种植密度, 使根系不分隔间作处理的群体干物质量提高12.5%~14.4%, 根系完全分隔间作处理提高3.3%~6.7%。同样, 与单作相比, 间作群体籽粒产量提高8.6%~38.8%, 地下作用的贡献率为2.4%~16.2%; 增加大麦种植密度, 不分隔与分隔间作处理的籽粒产量分别提高7.0%~10.9%与1.2%~2.6%, 说明地下根系相互作用是间作密植的重要基础。2)间作可提高大麦、豌豆的收获指数, 大麦提高8.7%~21.0%、豌豆提高3.3%~31.7%; 间作大麦收获指数随着大麦种植密度的增加而增大, 而间作豌豆收获指数随着大麦种植密度的增加而降低, 根系完全分隔处理降低作用更明显。3)根系不分隔地下作用可提高间作群体土地当量比(LER), 增加大麦种植密度降低了LER, 说明地下根系相互作用是产生间作优势的主要原因。4)地下作用明显增大了大麦相对于豌豆全生育期的平均竞争力, 增长率达40.1%~89.1%; 增加大麦种植密度, 平均竞争力提高11.0%~49.9%。5)间作群体籽粒产量与大麦相对于豌豆全生育期的平均竞争力呈二次相关关系, 当该竞争力在0.35、0.13 时利于间作大麦、豌豆获得高产。本研究表明, 通过增加大麦种植密度(如本研究的25 株盆1)来适度提高大麦的竞争优势, 特别是大麦灌浆期的竞争优势有利于间作群体整体产量的提高。
Subjects: Agriculture, Forestry,Livestock & Aquatic Products Science >> Basic Disciplines of Agriculture submitted time 2017-10-20 Cooperative journals: 《中国生态农业学报》
Abstract：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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