覆盖与间作对亚热带丘陵幼龄茶园土壤环境和生产的影响

以常规管理茶园(清耕茶园)为对照，通过连续4a大田对比试验，研究了稻草覆盖与间作白三叶草对亚热带丘陵幼龄茶园土壤环境及茶叶品质、产量的影响。研究结果表明：两种生物措施均降低了土壤容重，增加了土壤有机质含量，影响了土壤养分的供应状况，提高了土壤关键层次(0～20 cm)和关键时期(4～6月)的水分含量，获得了不同观察时刻、不同深度土壤温度的多种调控效果，延缓和缩短了高温和干旱时间，促进了茶树生长，改善了茶叶品质，显著增加了茶叶产量，其名优绿茶酚氨比分别下降了0.68%和28.14%，产量提高了26.19%和32.65%，间作白三叶草的效果更好。     

亚热带丘陵区稻草覆盖对茶园土壤环境、茶叶品质改良及产量的影响

试验研究亚热带丘陵区稻草覆盖对茶园土壤环境、茶品质改良及产量的影响结果表明,稻草覆盖可改良土壤理化性状,促进蚯蚓生长,增加土壤关键层次(0～20cm)关键时期(4～6月份)水分含量,提高水分利用率,达到不同观察时刻、不同深度土壤温度低温时增温、高温时降温及降温时保温的综合动态调控效果,增加同一层次土壤温度的稳定性,有效缩短高温和干旱时间,改善茶叶品质,显著增加茶叶产量,增幅为39.04g/m2。     

3种典型生物措施对亚热带红壤丘陵茶园季节性干旱的防御效果

在采集湖南省长沙县1960～2001年气象资料的基础上．探讨了我国亚热带红壤丘陵茶园夏季高温干旱和秋季持续干旱的发生规律，并以常规管理茶园为对照，通过2001～2004年连续4年大田对比试验，分析了杉树高层间作、白三叶草低层间种和稻草覆盖3种典型生物措施对茶园季节性干旱的防御效果，结果发现，3种生物措施明显减少了茶园全年0～20cm土层土壤含水量≤15％，≤12％，≤10％的出现频率，在夏季高温干旱和秋季持续干旱时期均提高了茶园土壤含水量，有效地延缓和缩短了干旱时间，缓解了旱情，显著增加了夏秋茶产量，改善了夏秋茶品质。     

覆盖与间作对亚热带丘陵区茶园土壤微生物量的影响

在亚热带丘陵区红壤幼龄茶园经过4年稻草覆盖及间作三叶草田间小区试验，对土壤剖面分析结果表明．稻草覆盖及间作三叶草均能明显增加土壤表层有机C、碱解N、有效P．增加土壤微生物量C、N、P。剖面中土壤有机C、微生物量C、全N、碱解N、土壤微生物量N、全P、有效P、微生物量P随深度的增加而递减。稻草覆盖影响到40cm土层左右，阃作白三叶草影响到20cm左右。0～20cm土层微生物量C／有机CT2〉T3〉T1，3个处理微生物量N／全N在1．02～2．74之间，微生物量P和全P比值在2．27～13．1之间。亚热带丘陵区红壤幼龄茶园土壤微生物量碳与土壤有机碳C、碱解N、微生物量N、有效P、微生物量P具有极显著的正相关关系（P〈0．01），与全N、全P呈显著的正相关关系（P〈0．05）。     

湖南丘陵茶区绿茶生产优劣势及主要生态调控技术研究

湖南丘陵区具有茶叶知名品牌多,茶叶生产成本低、产量高等优势,丘陵区茶园在湖南省茶叶生产中占有山区茶园无可比拟的重要地位。但丘陵茶园存在土壤贫瘠、季节性干旱严重、生态组分简单等生态问题,造成茶叶品质下降,并影响茶叶的生产效益。小区试验表明:在丘陵茶园开展稻草覆盖可有效改善土壤肥力,显著提高茶树生长季节(3~10月)表层土壤的水分含量;夏秋高温季节进行遮阳网覆盖遮荫,可改善茶园光照、温度和水分条件,有利于新梢中氨基酸和叶绿素等内含物的积累,提高名优茶的产量;建立人工复合生态茶园和遮阳网覆盖遮荫同样有改善丘陵茶园生态环境的效果,还可增加天敌数量,抑制茶园主要害虫的发生和发展。建议在湖南丘陵茶区推广复合生态茶园技术,在茶树行间种植落叶乔木,全园覆盖稻草。     

长江流域丘陵茶园的生态问题研究

通过现场调研和样品测试，研究分析了长江流域丘陵茶园的生态问题及其应对措施。结果表明，长江流域丘陵茶园普遍面临土壤贫瘠、季节性干旱严重、高温和强光直射、外界环境污染、生态组分简单、生态环境恶化等生态问题，造成茶叶品质下降，农药等有害物质残留超标，茶叶生产效益低。试验表明，夏秋季高温时覆盖遮阳网可降低土壤温度，提高茶园环境湿度和土壤水分含量；茶园覆盖稻草和种植豆科绿肥在夏秋干旱季可增加土壤含水量，改善茶园土壤结构，增加土壤有机质，     

不同轮作制度下红壤旱地水分时空变化对稻草覆盖的响应

依托湖南桃源红壤旱地轮作施肥长期定位试验,研究了不同轮作制度下(甘薯-油菜,绿豆-蚕豆)两种类型旱地(平旱地、坡旱地)土壤水分时空变化对稻草覆盖的响应差异.结果表明,随着土层的加深,红壤旱地土壤水分含量增加,稳定性增强.其中坡旱地的含水量和变异幅度均高于平旱地(尤其在0-20 cm,20-40 cm土层);稻草覆盖后,同一轮作制度坡、平两种类型旱地0-20 cm表土层水分含量均有增加,平旱地效果更为明显,20-40 cm,40-60 cm土层土壤含水量则明显下降;同在坡旱地覆盖稻草,绿豆-蚕豆轮作地土壤绝对含水量明显增加(0-20 cm,40-60 cm效果更加明显),而甘薯-油菜轮作明显提高了0-20 cm表土层水分含量,吸收消耗了20-40 cm,40-60 cm深层相对丰裕的水分;夏季持续高温干旱时期各处理0-20 cm表土层水分含量均呈持续下降趋势,与休闲地相比,除平旱地甘薯-油菜+稻草覆盖外,其它处理土壤含水量均有不同程度的增加,表明稻草覆盖是亚热带红壤旱地季节性干旱防御的有效措施.     

连续5年施菜籽饼肥和稻草覆盖对茶园土壤生态系统的影响

在长沙县百里茶廊连续进行5年的定位试验,研究施菜籽饼肥结合稻草覆盖对丘陵茶园土壤生态系统的影响。结果表明,施菜籽饼肥加稻草覆盖处理(TI)茶园土壤pH、有机质含量、全氮含量、有效磷含量均显著高于纯施化肥处理(T3),0～40cm土层土壤容重显著低于T3处理,0～60cm土层土壤水分含量、0～20cm土层蚯蚓数量和生物量、氨基化细菌、好气性自生固氮菌、嫌气性自生固氮菌、放线菌、真菌和细菌等微生物数量均显著高于T3处理。施菜籽饼肥结合稻草覆盖可显著改善丘陵茶园土壤生态功能,菜籽饼化肥配施结合稻草覆盖(T2)也一定程度改善了土壤生态系统,长期不施肥使茶园土壤养分贮存量全面下降。     

白三叶草间作对亚热带丘陵茶园地温及生产的影响

利用亚热带丘陵区茶园白三叶草间作大田对比试验,研究其对茶园地温时空动态变化的影响。结果表明:茶园地温具有明显的时空变化特征和位相滞后现象,白三叶草间作改变了土壤热量交换层(地表层)的性质,对不同观察时刻、不同深度的土壤温度具有低温时增温、升温时降温、降温时保温及降低日较差、增强同一土层温度稳定性等综合动态调控作用,其调控效果表现出了0cm>5cm>10cm>15cm>20cm、13:00>19:00>7:00、降温>保温>增温、降温幅度随气温的升高而增大、增温和保温随气温的下降而加强的相同趋势,同时还降低了有害高温的出现次数,提高了茶园生态系统的自我调节能力,改善了茶叶品质,增加了茶叶产量。     

稻草还田对烟田土壤性状和烟草产量及品质的影响

在永州和浏阳进行的稻草还田田间试验结果表明，稻草还田无论是以覆盖还是翻埋方式还田，对烟田土壤性状和烟草产量、品质均有明显的影响。稻草覆盖能在烟草生长后期高温季节对土壤有一定的保湿作用，同时还能增加0～5cm土层土壤的微生物数量，提高烤烟的产量、产值、纯收入和内、外品质；稻草翻埋能增加15～20cm土层土壤的微生物数量，同样能提高烤烟的产量、产值、纯收入和内、外品质。为了避免稻草在腐解过程中产生不利影响，建议稻草还田时应定量（4500kg／hm^2），稻草翻埋还田的应尽量早翻埋，在晚稻收割以后就可以将稻草翻埋下去。     

中国华北地区近40年物候春季变化

根据华北地区7个观测站物候资料,分析了华北地区1963-1996年及北京1963-2005年物候春季的变化特征及其与气温的关系。结果表明:华北地区的物候春季有明显提早来临的趋势,而造成这一变化的主要因素是本地区近40 a来冬春季气温的明显上升。其中1963-1996年间华北地区1-3月及4月的平均气温分别上升了2.3℃与1.7℃,物候春季起止日期分别提前了9d和4d,因而使得春季长度也延长了5d;北京1963-2003年间1-3月及4月的平均气温分别上升了3.5℃与2.6℃,物候春季的起止日期分别提前了11d和10d,但春季长度没有明显变化。     

沈阳市城市表土中微生物区系变化的初步研究

在沈阳市远郊-近郊-市区等不同城市化水平区内选取林地、草地和路边土几种不同利用方式下的表层土壤,对土壤中的微生物状况进行了初步分析。结果表明,随着城市化水平的提高,土壤中微生物的数量表现为明显的减少趋势。其中变化较大的是细菌,而真菌和放线菌的变化不明显。     

Changes in proteolytic bacteria in paddy soils in response to organic management

Proteolytic bacterial communities, which mineralize organic nitrogen, play a key role in agricultural systems. In this study, alkaline metalloprotease (apr) gene fragments from proteolytic bacteria were investigated in bulk and rhizosphere paddy soil from four fields under organic management (for 2, 3, 5, and 9 years), and from one field under conventional management (for 2 years). We analyzed the abundance and structure of the proteolytic bacterial communities using real-time quantitative PCR and denaturing gradient gel electrophoresis. Our results showed that the abundance of proteolytic bacteria ranged from 1.57?×?10⁸ to 8.02?×?10⁸?copies/g of soil. In addition, the abundance of the proteolytic bacteria in the paddy soils under organic management was significantly higher than those in the paddy soil under conventional management. Moreover, the gene copy numbers in the rhizosphere soils were significantly higher than those in the bulk soils. The abundance of proteolytic bacteria tended to increase with the duration of organic management, with the highest abundance being found in the soil that had been under organic management for 5 years. However, the proteolytic bacteria communities in the paddy soils were not significantly affected by management practices. Phylogeny analysis showed that all gel bands obtained represented genes from Pseudomonas. Additionally, correlation analysis and canonical correspondence analysis showed that C/N, C, and N were important factors that influenced the abundance and community structure of the proteolytic bacteria. These results suggest that proteolytic bacteria are indicators in organic management systems, depolymerize organic N and hence maintain soil sustainability.

Abbreviations: CM: conventional management; OM: organic management; DGGE: denaturing gradient gel electrophoresis; qPCR: real-time quantitative PCR detecting system; COFCC: China organic food certification center; CCA: canonical correspondence analysis     

不同种植模式下菜地土壤腐殖质组分特性的动态变化

通过在南京普朗克有机农场开展的9年长期定位监测,研究了有机(露地和大棚)和常规种植模式下蔬菜地耕层土壤有机碳和土壤腐殖质组分特性的动态变化。结果表明,有机露地、有机大棚和常规露地种植土壤有机碳含量分别从11.41、9.29、9.00 g k g-1提高至15.35、20.90、10.00 g kg-1;胡敏酸碳(CHA)分别从1.79、1.23、1.14 g kg-1提高至2.11、3.11、1.31 g kg-1;富里酸碳(CFA)分别从2.19、1.88、1.73 g kg-1提高至2.44、2.68、1.91 g kg-1。两种有机种植模式的土壤有机碳及腐殖质组分含量增加达到显著水平,而常规种植模式下的变化不显著。两种有机种植模式下表征土壤腐殖质品质的胡/富比(CHA/CFA)、胡敏酸占总腐殖物质的比例(PQ值)均高于常规种植模式,土壤富里酸的E4/E6值、色调系数(ΔlogK)值随着种植时间增加的幅度较常规种植模式更大,土壤胡敏酸芳化度呈现先降低后增高的趋势,但在常规种植下变化不明显。说明土壤在长期有机种植模式下不仅更有利于土壤有机碳的积累,而且能促进土壤腐殖化进程。     

闽北不同土地利用方式径流量动态变化特征

采用定位研究方法和小集水区试验技术方法,通过两年的降雨量数据观测,对闽北地区木荷林地、杉木林地、封山育林地和对照等不同土地利用方式的小集水区进行坡面径流动态规律研究。研究结果表明:试验小区地表径流的产生主要是受降雨量的影响,而与降雨强度的关系不大,地表径流量与降雨量之间呈现出极显著的非线性二次抛物线关系(P<0.01)。4种不同土地利用方式的月平均径流量一般随月降雨量的增大而增大,并且在同1月份间其平均地表径流量的大小趋势为:对照>封山育林>杉木>木荷,均是在6月份达到最大值,9月份出现最小值。对照比木荷林地、杉木林地、封山育林地更容易产生地表径流,林地具有较好的涵养水源和保持水土作用。     

2013年我国种植业化肥施用状况分析

【目的】我国农用化肥消费量大,数据来源不同,统计口径各异,行业内大多引用国家统计局公布的数据,但该数据无法推算出氮肥、磷肥、钾肥分类消费量。我国区域间、季节间、作物间化肥消费情况的报道很少,在调节化肥供需、指导化肥行业健康发展时显得依据不足。调查种植业化肥施用状况可以为指导肥料生产、供应提供重要依据。【方法】以农业部339个国家级基层肥料信息网点为依托,根据我国农业生产习惯和我国政府部门统计习惯,将一年分为三个用肥季,1 5月份为春耕季,6 8月份为夏播季,9 12月份为秋冬种季。在三个季节,每个网点随机调查30个农户的主要种植作物施用氮肥、磷肥、钾肥、复合(混)肥(包括配合式)量,经两级土壤肥料部门审核后,采用省份、相似种植区域、全国三级逐级加权平均的方法,推算了不同区域、不同季节、不同作物单位面积施肥量;再用作物单位面积施肥量、该作物全国种植总面积、样本中施肥面积占该作物种植面积的比例推算了作物全年、不同季节化肥施用量。同时,分析了主要作物、不同季节化肥施用状况以及供需平衡情况,不同季节、不同区域供肥情况和农民的购肥习惯。【结果】2013年我国种植业化肥施用量5498万吨(折纯下同),其中,氮肥(实物量)3382万吨,磷肥1175万吨,钾肥941万吨。粮食作物化肥总用量为2782万吨,占种植业化肥总用量的50.6%;其次是果树和蔬菜,三类作物占种植业化肥施用总量的82.8%,经济、园艺作物单位面积化肥施用量大于粮食作物。春耕、夏播、秋冬种化肥施用量分别占全年化肥施用量的34.2%、35.6%、30.2%。复混肥料和尿素是农民最常购买的两种肥料,从全年来看,农民施用复混肥料和尿素的样本数分别占总样本数的72.5%和71.6%,春耕、夏播、秋冬种农民购买尿素和复合(混)肥的样本数分别占该阶段样本数的70.9%和62.9%、84.9%和78.1%、56.6%和83.9%。春耕和夏播时期农民多数选用尿素,秋冬种多数选用复混肥料,东北、西北、华中南地区农民多选用尿素,华北、西南、华东地区农民多选用复混肥料。另外,我国氮肥、磷肥供应分别过剩1080万吨、680万吨,钾肥缺口370万吨,供需矛盾突出。氮、磷、钾养分配合式为15-15-15的复混肥样本数占农民选购复混肥总样本数的33.3%,说明复混肥养分结构不尽合理。【结论】建议国家进一步遏制氮肥、磷肥过剩产能,优化产品结构,大力推广科学施肥技术。     

红壤区不同肥力水稻土根际硝化作用特征

通过根际培养箱(三室)——速冻切片技术研究了红壤地区高、低两种肥力下水稻苗期根表、根际和土体土壤矿质态氮含量和硝化强度,以及水稻生长、氮素积累的差异。结果表明,肥力水平对水稻根表和根际土壤铵态氮(NH4+-N)含量无显著影响,但高肥力显著提高土体土壤NH4+-N含量,以及根表、根际和土体土壤硝态氮(NO3--N)含量及硝化强度。两种肥力水稻土硝化强度最大值均出现在距根表2 mm处,分别为0.20和0.31μmol kg-1 h-1。土体土壤硝化强度随距根表距离增加而降低,低肥力土壤在距根表10～40mm处时硝化强度接近本底值,而高肥力土壤在距根表20～40 mm处时接近本底值。与不种水稻的CK相比,种植水稻显著提高根际土壤硝化强度。高肥力能显著改善水稻生长,增加植株氮素积累量,尤其显著促进根系生长及通气组织发育。由于红壤稻田肥力水平的差异造成水稻根际硝化强度以及水稻吸收NO3-的差异,导致高肥条件下水稻显示出更强的生长势和氮素吸收利用能力。因此,合理提高红壤稻田肥力水平对改善红壤区水稻根际土壤硝化作用及水稻氮素营养具有重要意义。     

我国泥石流防治进展

从20世纪50年代开始,我国先后在西部开展了交通沿线和典型区域的泥石流综合科学考察,进行了东川蒋家沟、波密古乡沟、武都火烧沟等10余处泥石流定点观测,在铁道科学研究院西南研究所和中国科学院成都山地灾害与环境研究所建立了大型模拟实验室。针对山区公路、铁路、航道、矿山、城镇、农田、水电工程、风景区等建设与保护中的防灾减灾需求,研发了一系列泥石流监测和预警仪器,建立了单沟和区域泥石流预测预报模型,实现了泥石流预报的气象业务作业;建立了泥石流危险度评价和风险评价模型,提出了泥石流风险分析和风险管理方法;发展了岩土工程措施与生态工程措施相结合的泥石流综合治理技术;开发出城镇、道路、农田、矿山、风景区等泥石流防治模式,构建了系统的泥石流防治理论与技术,实施了大量的泥石流治理工程,取得了较好的减灾实效。我国山区社会经济的发展带来了人口密度与经济密度的增加,使得泥石流防治任务愈加艰巨,对泥石流减灾提出了更高的要求。为了做好泥石流防治工作,应该加强泥石流基础理论研究;发展基于泥石流形成理论的机制预报模式,提高泥石流预报精度;改进泥石流防治工程设计参数确定方法,完善灾害防治技术规程;加强灾害风险管理理论与方法研究,注重地震区泥石流风险预测;同时,认识泥石流的资源化属性,开发资源利用技术。     

Variability in growth and nutrient accumulation in sorghum grown in waterlogged soils

Abstract

Sorghum [Sorghum bicolor (L.) Moench] is a potential crop for use in lowland paddy soils following rice in the Philippines. Little is known about the variability in sorghum germplasm with respect to yield potential in these soils, or the alterations in mineral uptake which might occur if late season rains resulted in waterlogging. Eight sorghum cultivars including the most widely used Philippine cultivar were grown after rice under flooded or non‐flooded conditions. Flooding was initiated 30 days after seeding and terminated when most cultivars were at or near the boot growth stage. Flooding markedly reduced dry matter production, and delayed bloom date on the average of 5.5 days. Grain yield was reduced about 57% over all cultivars. Early maturing cultivars were not reduced in days to bloom as much as the late maturing types, and there was a significant cultivar x treatment interaction for both bloom date and grain yield. Later maturing cultivars outyielded the other cultivars at physiological maturity in both flooded and non‐flooded conditions. Concentrations of the major nutrients N, P, K, Ca, Mg, and S were decreased in foliage at the boot stage due to flooding. The only nutrient to fall below published “critical” levels in leaf tissue, however, was N, and plants growing in these conditions showed classical N deficiency symptoms. Iron and Mn concentrations were significantly higher in foliage at the boot stage with flooding, but not high enough to be considered toxic. Most differences observed at boot still existed at maturity, but of less magnitude. Marked variability existed in the response among cultivars to waterlogging. It would appear that flooding tolerant genotypes could be selected which would improve existing cultivar choices for use in these difficult soils.     

Bacteria-grazing amoebae in situ in the rhizosphere

Summary An ultrastructural investigation of amoebae in situ in the rhizosphere showed that the protozoa are closely associated with soil aggregates and produce long pseudopodia that penetrate micropores. This could partly explain why bacteria are generally confined to the interiors of microaggregates. The presence of cytologically intact and partly digested bacteria in the food vacuoles indicates that rhizosphere bacteria are both ingested and digested by the amoebae. This digestion could lead to the recycling of P and N immobilized in rhizosphere microorganisms.