陇中黄土高原不同草田轮作模式土壤碳组分的差异研究

通过田间定位试验,研究黄土高原西部旱农区多年生苜蓿草地(L-L)及苜蓿耕翻轮作处理苜蓿-休闲(L-F)、苜蓿-小麦(L-W)、苜蓿-玉米(L-C)、苜蓿-马铃薯(L-P)、苜蓿-谷子(L-M)对土壤总有机碳(TOC)、易氧化有机碳(ROC)、轻组有机碳(LFOC)及重组有机碳(HFOC)的影响。结果表明,在0200 cm土层,不同轮作模式下土壤总有机碳含量及土壤各有机碳组分均表现为随土层加深呈波动下降趋势,其中TOC、ROC、HFOC含量最高值和最低值分别出现在苜蓿连作表层(05 cm) 和苜蓿轮作(小麦)中层(3050 cm) ,LFOC最高值和最低值分别出现在苜蓿轮作(马铃薯)表层(05 cm)和苜蓿轮作(玉米)底层(170200 cm)。与苜蓿连作模式相比,苜蓿轮作(小麦、玉米、马铃薯、谷子)会降低TOC、ROC、HFOC含量,增加LFOC含量,其中TOC含量分别降低17.44%,9.25%,18.40%和9.34%;ROC含量分别降低28.10%,8.52%,29.75%和23.17%;HFOC含量分别降低18.80%,10.06%,20.53%和12.50%;LFOC分别增加7.41%,5.56%,22.22%和57.41%。可见,苜蓿种植多年耕翻轮作粮食作物后降低了土壤总有机碳水平,且对有机碳各组分的影响存在显著差异。     

柑橘/大球盖菇间作对三峡库区紫色土活性有机碳库的影响

分析柑橘园间作大球盖菇模式对紫色土活性有机碳库的影响,以期为土壤碳循环及缓解气候变化的研究提供基础数据和理论依据。通过在紫色土柑橘园中间作大球盖菇,对比分析密植间作(HD)、正常间作(TC)、稀疏间作(SP)和裸地对照(BT)及辅料对照(ST)等5组处理对紫色土柑橘园上下层(0~10 cm,30~50 cm)土壤中总有机碳(TOC)、可溶性有机碳(DOC)、易氧化有机碳(ROC)、轻组有机碳(LFOC)及土壤微生物量碳(SMBC)等指标的影响。在大球盖菇整个生长期中,柑橘/大球盖菇间作密度显著影响上、下层土壤中活性有机碳(DOC、ROC、LFOC、SMBC)的含量,且上层(0~10 cm)土壤中总有机碳和活性有机碳的含量显著高于下层(30~50 cm)土壤。此外,各处理在不同土壤层次中对不同活性有机碳组分的影响存在显著性差异,其中在上层(0~10 cm)土壤中,密植间作(HD)处理中活性有机碳(DOC、ROC、LFOC及SMBC)含量显著高于其他处理(P<0.05),而在下层(30~50 cm)土壤中,稀疏间作(SP)处理中可溶性有机碳(DOC)、轻组有机碳(LFOC)及微生物量碳(SMBC)的含量均高于其他处理(P<0.05)。柑橘/大球盖菇间作系统中,间作密度与总有机碳(TOC)、易氧化有机碳(ROC)存在显著负相关关系,与可溶性有机碳(DOC)、轻组有机碳(LFOC)和土壤微生物量碳(SMBC)存在极显著负相关关系,且不同活性有机碳组分间存在显著或极显著正相关关系。柑橘/大球盖菇间作能够显著提高上层(0~10 cm)土壤中碳库管理指数,却不利于下层(30~50 cm)土壤碳的累积。柑橘/大球盖菇间作在一定程度上能够提高紫色土土壤中活性有机碳的形成和累积,增加紫色土土壤碳储量。     

外源氮素添加对高寒草甸植物-土壤养分月际变化的影响

为了探究氮素添加下植物及土壤养分随月际变化的关系。本研究以玉树州称多县高寒草甸为研究对象,设置0(N0),15 g·Nm^-2(N1),30 g·Nm^-2(N2),45 g·N m^-2(N3),60 g·Nm^-2(N4)5个氮素添加水平,测定土壤及植物中铵态氮、硝态氮、速效氮、有机碳、全氮、全钾、全磷等指标。结果表明：在氮素添加下随月际变化植物地上部分全钾含量、根系全磷、土壤有机碳含量呈增加的趋势;根系硝态氮、速效氮含量,土壤速效氮含量呈先增加后降低的趋势;根系全氮含量,土壤铵态氮、全氮含量呈先降低后增加的趋势;植物地上部分速效氮和全氮含量、根系铵态氮和有机碳含量呈降低的趋势。植物与土壤养分间存在显著正相关及负相关性(P<0.05),但随月际变化规律并不一致。以上结果说明氮素添加下植物养分利用策略及土壤养分供给能力会受到月际变化的影响,且在不同月份变化下植物及土壤养分间的关联性是不同的。     

高原鼠兔洞口密度对高山嵩草草甸土壤主要养分含量的影响

高原鼠兔(Ochotona curzoniae)干扰会引起高山嵩草(Kobresia pygmaea)草甸土壤养分含量的变化。本研究分析了高原鼠兔干扰对高山嵩草草甸土壤主要养分的影响,并同步分析了高原鼠兔有效洞口密度和总洞口密度与土壤主要养分含量的关系。结果表明,高原鼠兔干扰显著增加了土壤0-20cm土层有机碳、全氮、全磷、铵态氮、硝态氮含量(P0.01),但显著降低了土壤速效磷含量;随着高原鼠兔有效洞口密度和总洞口密度增加,土壤0-20cm土层全效养分(有机碳、全氮、全磷)含量先增加后降低,而速效养分(铵态氮、硝态氮、速效磷)含量先降低后增加,说明高原鼠兔总洞口密度和有效洞口密度与土壤养分含量的关系一致,因此当分析高原鼠兔干扰程度对土壤养分含量影响的趋势时,可采用总洞口密度代替有效洞口密度。     

生物炭与秸秆还田对风沙土壤-微生物-胞外酶化学计量特征的影响

以宁夏贺兰山东路风沙土壤为研究对象,分析等碳量秸秆、生物炭还田后土壤、微生物、胞外酶及其化学计量特征,为农田养分调控和土壤可持续利用提供科学依据.结果表明,随着秸秆和生物炭还田量的增加土壤有机碳(C)、全磷(P)、速效氮(AN)、速效磷(AP)浓度显著增加,且生物炭还田优于等碳量秸秆处理.而秸秆与生物炭还田对土壤全氮(N)浓度影响不显著.土壤C/N、C/P、N/P、AN/AP变化范围在10.1～10.9、7.4～8.2、0.7、2.7～3.4.且N/P、AN/AP随秸秆还田量的增加显著增加,随生物炭还田量的增加显著降低.生物炭还田后土壤微生物生物量碳(MBC)、微生物生物量氮(MBN)、微生物生物量磷(MBP)含量显著高于等碳量秸秆还田.而秸秆还田后土壤微生物与胞外酶化学计量比均显著高于等碳量生物炭还田.相关性分析表明,秸秆还田后土壤AN与碱性磷酸酶(AKP)极显著负相关,与β-葡糖苷酶(BG)、亮氨酸氨基肽酶(LAP)、β-乙酰葡糖胺糖苷酶(NAG)、MBC、(BG+CBH)/AKP、(NAG+LAP)/AKP、MBN/MBP极显著正相关.生物炭还田后土壤AP与BG、α-纤维素酶(CBH)、LAP、NAG、MBC、MBN、(BG+CBH)/AKP极显著正相关,与MNC/MBN极显著负相关.综上,生物炭还田有利于提高土壤养分浓度和微生物量,而秸秆还田更有利于维持土壤养分平衡.     

土壤团聚体稳定性及有机碳组分对苜蓿种植年限的响应

通过设置在陇中黄土高原半干旱区的长期定位试验,应用干筛法与湿筛法比较不同种植年限苜蓿地和农田土壤团聚体粒径分布、平均重量直径(mean weight diameter,MWD)以及团聚体破坏率(percentage of aggregate destruction,PAD)的差异,分析探讨了土壤团聚体稳定性与土壤有机碳组分之间的关系。结果表明,土壤机械稳定性团聚体粒径分布呈中间低两边高的“V”型,其中>5 mm和<0.25 mm的团聚体为优势粒径;土壤水稳性团聚体以<0.25 mm的团聚体为主,平均含量达90%以上。湿筛MWD仅在0~10 cm表层土中表现为不同种植年限苜蓿显著高于农田;PAD在0~30 cm土层表现为农田显著高于不同种植年限苜蓿,且随苜蓿种植年限的延长呈降低趋势。0~50 cm剖面不同深度土壤有机碳组分在处理间存在差异,其中总有机碳(total organic carbon,TOC)、重组有机碳(heavy fraction organic carbon,HFOC)和易氧化有机碳(readily oxidized organic carbon,ROOC)在0~10 cm土层均表现为12 a>10 a>农田>3 a,说明苜蓿对土壤表层有机碳组分的提高只有达到一定种植年限之后才产生效应。相关性分析表明,与土壤TOC相比,土壤轻组有机碳(light fraction organic carbon,LFOC)和ROOC与土壤水稳性团聚体粒级分布及稳定性指标之间的相关性更为显著,说明土壤活性有机碳组分对陇中黄土高原地区土壤团聚体稳定性的贡献率比土壤总有机碳更大。     

培肥措施对旱地农田产量可持续性及土壤有机碳库稳定性的影响

阐明黄土高原旱作雨养农业区长期不同培肥措施下产量可持续性和有机碳库稳定性对经济和环境友好兼顾的培肥模式筛选具有重要意义。基于2012年设置在陇中黄土高原旱作区的玉米农田长期定位试验,对比了不施肥(CK)、氮肥(NF)、有机肥(OM)、秸秆(ST)、有机肥结合无机肥(OMNF)处理下产量稳定性、可持续性和土壤有机碳、游离态颗粒有机碳、闭蓄态颗粒有机碳、颗粒态有机碳、矿质结合态有机碳及碳库稳定性。研究结果表明:1)不同培肥措施下2014-2018年平均产量和水分利用效率具有显著差异(P<0.05),OMNF处理具有最高的平均产量、水分利用效率,分别比CK增加了42.75%、108.73%,同时OMNF处理产量稳定性(0.34)和可持续性指数(0.43)最佳,具有高的增产潜力。2)不同培肥处理均能显著提高不同层次有机碳含量(P<0.05),0~30 cm土层有机碳提高幅度为6.80%~18.81%,ST、OM、OMNF等有机物料添加处理均能显著提高各土层土壤游离态颗粒有机碳、闭蓄态颗粒有机碳、颗粒态有机碳和矿质结合态有机碳(P<0.05),0~30 cm土层提高幅度分别为5.24%~57.05%、4.31%~20.69%、4.72%~25.17%、6.58%~7.95%。不同培肥处理土壤有机碳、游离态颗粒有机碳、闭蓄态颗粒有机碳、颗粒态有机碳的含量均随土层加深而降低,而矿质结合态有机碳含量则随土层加深而增加。3)不同培肥模式下土壤有机碳组分均以矿质结合态有机碳为优势组分(55.60%~67.51%),颗粒有机碳以闭蓄态颗粒有机碳为主要组分(19.14%~22.50%)。在0~10 cm各土层,OMNF、NF处理土壤碳库稳定性较高,ST、OM、OMNF处理能促进土壤碳库活性,其他土层变化规律不一致;随土层加深,ST、OM、OMNF处理的碳库稳定性提高。综合来看,OMNF措施可以增加作物产量,提升土壤活力,促进土壤固碳,是该区域玉米种植经济和环境友好兼顾的较好农业生产模式。     

秸秆和生物炭对油菜—玉米轮作下紫色土有机碳及碳库管理指数的影响

为揭示西南紫色土区有机碳库对秸秆还田和施用生物炭的响应,采用田间试验的方法,研究了油菜(Brassica napus)-玉米(Zea mays)轮作制度下,对照(CK)、秸秆还田(CS)、施用生物炭(BC)、秸秆+生物炭1∶1混施还田(CS+BC)、秸秆+速腐剂还田(CS+D)5种处理的紫色土各形态有机碳含量及碳库管理指数(CPMI)。结果表明,与CK相比,秸秆还田和施用生物炭各处理均能提高土壤有机碳、微生物生物量碳、颗粒有机碳、矿物结合态有机碳、活性有机碳含量及碳库管理指数,其中CS+D处理的微生物生物量碳、粗颗粒有机碳含量、土壤微生物熵最高,增幅分别为104.17%、248.57%和66.61%;其次为CS处理,增幅分别为75.25%、211.43%和51.38%;CS+D和CS处理的碳库管理指数分别比CK处理高87.42和70.95;BC处理下土壤矿物结合态有机碳含量最高,达到了13.14 g·kg-1。可见,秸秆还田、秸秆+速腐剂还田提高土壤有机碳活性和碳库管理指数的效果优于施用生物炭,有利于提升地力和改善土壤质量,而施用生物炭下土壤有机碳稳定性较高,有利于土壤有机碳长期稳定固持。     

天然草地土壤化学性质对氮磷添加响应的Meta分析

搜集2000～2020年国内外有关氮磷添加对天然草地土壤化学性质影响的73篇文献资料的1 960组数据,采用整合分析(Meta-analysis)方法分析了天然草地土壤化学性质对氮磷添加的响应,以及氮添加、磷添加和氮磷添加下天然草地土壤化学性质效应值与环境因子之间的相关关系.结果表明:在氮、磷和氮磷同时添加的条件下,土壤含水量和pH均显著降低,土壤全氮和速效磷均显著增加,而氮磷同时添加的条件下土壤全氮和速效磷的增加幅度要大于单独添加氮和磷的情况.在添加氮的条件下,土壤全氮、铵态氮、硝态氮和微生物生物量碳均显著增加,土壤有机碳、全磷和可溶性有机碳均显著减少.土壤pH的效应值与土壤有机碳、铵态氮、速效磷和可溶性有机氮的效应值表现显著的负相关关系(P＜0.05),土壤铵态氮的效应值和可溶性有机碳的效应值表现显著的负相关关系(P＜0.05).在添加磷的条件下,土壤全磷、可溶性有机氮和微生物生物量碳均显著增加,土壤硝态氮显著减少.土壤速效磷的效应值与土壤pH、有机碳和全磷的效应值表现显著的正相关关系(P＜0.05).在同时添加氮和磷的条件下,土壤全磷和可溶性有机碳均显著增加,土壤有机碳和微生物生物量碳均显著减少.土壤可溶性有机碳的效应值与全磷和硝态氮的效应值表现显著的正相关关系,与铵态氮的效应值表现显著的负相关关系(P＜0.05).在氮、磷单独添加和氮磷同时添加的条件下,年平均温度均会显著影响土壤微生物生物量碳.在氮和磷单独添加的情况下,年平均温度和年均降水量均会显著影响土壤可溶性有机氮.     

长期封育对内蒙古羊草草地土壤有机碳组分的影响

封育是当前恢复和改良内蒙古草地的重要措施,也是实现草地固碳效应最有效的途径之一。本文利用内蒙古封育32年和自由放牧的羊草草地,分析了其土壤有机碳组分、土壤团聚体和土壤腐殖质组分碳含量的变化,并运用¹³C核磁共振波普法对土壤腐殖质的有机碳组分进行波普分析,探讨了长期封育对羊草草地土壤有机碳组分和土壤有机质结构的影响,期望能为科学地评估长期封育状况下草地固碳效应及其稳定性提供理论依据。实验结果表明:长期封育显著提高了草地土壤有机碳含量;在土壤有机碳组分中,除土壤微生物碳(MBC)含量降低外,其碳组分含量都相应增加。其中,易氧化有机碳(EOC)含量增加最为明显,长期封育草地是自由放牧草地土壤的4.53倍;长期封育显著提高了草地土壤0.25~2 mm团聚体所占比例及其有机碳含量;长期封育提高了草地土壤腐殖质中的胡敏酸碳(HAC)、胡敏素碳(HUC)含量和胡敏酸/腐殖质碳,降低了富里酸碳(FAC)的含量,封育草地土壤的HAC/FAC是自由放牧草地土壤的5.66倍。此外,长期封育草地土壤的脂族碳含量显著增加,芳香度相应增加,疏水碳/亲水碳增大。总之,长期封育不仅提高了草地土壤有机碳贮量,还能改善草地土壤结构、增强土壤有机碳的稳定性。     

施氮量对饲用高粱干物质积累、分配及水分利用效率的影响

为探明陇东旱塬区饲用高粱的适宜氮肥用量,于2019-2020年研究了不同施氮水平（0、80、160、240、320 kg·hm^-2,分别用N₀、N₈₀、N₁₆₀、N₂₄₀、N₃₂₀表示）对饲用高粱‘F10’干物质积累、分配、耗水量及水分利用效率的影响。结果表明,随着施氮量的增加,饲用高粱拔节、抽穗、开花和灌浆期的干物质积累量均表现为增加趋势,至乳熟收获期,饲用高粱干物质积累量表现为先增后降的特点,其中N₁₆₀处理下干物质积累量最大,2019和2020年分别为22.3和18.0 t·hm^-2。随着生育时期的推进,饲用高粱叶片干物质分配比例逐渐降低,茎的干物质分配比例先增加后降低。乳熟收获期,茎的干物质分配比例最高,2019和2020年平均分配比例分别为70.8%和73.8%。2019年收获期,与N₀处理相比,施氮处理下穗的干物质分配比例显著增加,茎的干物质分配比例显著降低,但2020年整体差异不显著。2019年,不同施氮水平下饲用高粱耗水量和耗水强度均无显著差异。2020年,不同处理饲用高粱耗水量为483.4~505.8 mm,耗水强度为3.1~3.3 mm·d^-1,其中,N₈₀和N₃₂₀处理下饲用高粱耗水量较N₀处理分别显著增加4.6%和3.9%,耗水强度较N₀处理均显著增加6.5%。2019和2020年,N₁₆₀处理下饲用高粱水分利用效率均最高,分别为42.9和36.4 kg·hm^-2·mm^-1。回归分析显示,当施氮量为166.7 kg·hm^-2时（接近于160.0 kg·hm^-2）,饲用高粱收获期可获得最大干物质积累量（19.2 t·hm^-2）;当施氮量为150.0 kg·hm^-2时,饲用高粱可达最大水分利用效率（37.8 kg·hm^-2·mm^-1）。因此,综合干物质积累与水分利用效率,初步推荐陇东旱塬区饲用高粱适宜施氮量为150~160 kg·hm^-2。     

不同耕作方法和施氮量对旱作农田土壤CO2排放及碳平衡的影响

全膜双垄沟播技术是近年来黄土高原旱作玉米主要的生产技术之一,其采用的耕作方法包括深松耕、免耕、旋耕和翻耕,因此,研究不同耕作方法下旱作玉米农田土壤CO₂排放特征对农田生态系统固碳减排的综合评价和管理措施的选择具有一定的重要意义。本研究采用田间定位试验,研究4种耕作方式（深松耕、免耕、旋耕和翻耕）结合两种传统施氮量（300和200 kg·hm^-2）处理下旱作玉米农田土壤CO₂的排放规律及碳平衡。结果表明,土壤CO₂日排放速率最大值和最小值分别出现在12：00-14：00和4：00-6：00,趋势与大气温度变化一致;生育期内各处理土壤CO₂排放速率均随生育进程呈先增后降的变化趋势,各处理波动规律基本一致,峰值出现在拔节期、大喇叭期与花期交替期,谷值出现在成熟期,翻耕措施下土壤碳排放总量和作物碳排放效率均显著高于其他耕作方式（P<0.05）,其他耕作方式间差异不显著（P>0.05）;施肥量为300 kg·hm^-2时土壤CO₂排放总量显著高于200 kg·hm^-2（P<0.05）;农田净生态系统生产力、固碳潜力在耕作方式间差异显著,深松耕处理显著高于其他处理（P<0.05）,施氮量间差异不显著（P>0.05）。综上,从固碳减排的角度,深松耕措施和传统施氮量（200 kg·hm^-2）相结合是黄土高原旱区玉米较好的管理模式。     

沟垄集雨下密度和施氮对黄土高原青贮玉米叶片酶活性及水氮利用的影响

为探究沟垄集雨下青贮玉米叶片酶活性与水氮利用效率对种植密度和施氮量的响应,于2019和2020年在甘肃环县开展田间试验,设置4个种植密度（D₁：6.0万株·hm^-2;D₂：7.5万株·hm^-2;D₃：9.0万株·hm^-2;D₄：10.5万株·hm^-2）和4个施氮水平（N₀：0 kg·hm^-2;N₁：120 kg·hm^-2;N₂：240 kg·hm^-2;N₃：360 kg·hm^-2）。结果表明：1）在吐丝期和灌浆期,硝酸还原酶（nitrate reductase, NR）、超氧化物歧化酶（superoxide dismutase, SOD）、过氧化氢酶（catalase, CAT）活性随着密度的增加而降低,N₂、N₃处理的灌浆期NR、SOD和CAT活性显著高于N₀。2）饲草产量（干草和鲜草）随着密度升高而逐渐增加,N₃处理的平均饲草产量最高,但与N₂处理无显著差异。3）D₃、D₄处理的降水利用效率（precipitation utilization efficiency, PUE）和生物量水分利用效率（biomass water use efficiency, WUE_B）显著高于D₁和D₂,且D₃处理的籽粒产量水分利用效率（grain yield water use efficiency, WUE_G）最高。N₂、N₃处理的PUE、WUE_B、WUE_G均显著高于N₀和N₁,且N₂处理的WUE_B、WUE_G最高。4）D₃、D₄处理的植株氮含量小于D₁,而氮吸收量、氮肥农学效率（nitrogen agronomic efficiency, AEN）和氮肥利用效率（nitrogen use efficiency, NUE）显著高于D₁。随着施氮量的提高,氮含量与氮吸收量提高,而AEN和NUE则随施氮量增加呈先增高后降低的趋势。密度与施氮的交互作用对叶片酶活性和水氮利用效率影响不显著。所有处理中D₃-N₂的NUE、WUE_G和WUE_B最高,同时获得较高的饲草产量,该措施是一种适宜黄土高原地区青贮玉米种植的管理模式。     

化肥减量配施微生物肥料对垂穗披碱草生长的影响

为研究微生物肥料（MF）与化肥（CF）对垂穗披碱草的促生最佳施用配比,通过盆栽试验探究了化肥减量20%和40%分别配施5种剂量（60、90、120、150、180 kg·hm^-2）微生物肥料对垂穗披碱草农艺性状、根系和营养品质的影响。结果表明：第1茬,80%CF （240 kg·hm^-2）配施90 kg·hm^-2MF,垂穗披碱草株高、茎粗、干草产量较对照（CK）分别提高34.86%、44.83%、3.08%;80%CF配施120 kg·hm^-2MF,粗脂肪含量较CK提高22.97%,酸性洗涤纤维（ADF）含量较CK降低6.59%;80%CF配施150 kg·hm^-2MF,粗蛋白含量较CK提高36.09%,80%CF配施90 kg·hm^-2MF,中性洗涤纤维（NDF）含量降低15.64%。第2茬,80%CF配施60 kg·hm^-2MF,垂穗披碱草总根长较CK增加34.77%;80%CF配施90 kg·hm^-2MF,株高、茎粗、干草产量和总根表面积较CK分别提高80.43%、66.34%、13.08%和8.66%;80%CF配施120 kg·hm^-2MF,粗蛋白和粗脂肪含量、总根体积、地下部鲜重和干重分别较CK提高25.30%、14.61%、45.54%、19.39%和51.04%;80%CF配施180 kg·hm^-2MF,ADF和NDF含量分别较CK降低8.13%和8.88%。通过主成分分析,化肥减量20%（240 kg·hm^-2）与微生物肥料（90 kg·hm^-2）配施对垂穗披碱草促生效果最好。     

刈割后追肥对建植当年紫花苜蓿生长和生产性能的影响

施肥是苜蓿生产的重要管理措施之一,但苜蓿刈割后的追肥效应以及最佳追肥管理方案尚不明确。本研究旨在探讨追肥时间和不同氮、磷追施配比对苜蓿刈割后再生长的影响。以建植当年陇东苜蓿为试验材料,设置两个追肥时间（刈割当日和刈割后7 d,分别表示为T₀和T₁）、3个氮肥水平（0、25和50 kg·hm^-2 N,分别表示为N₀、N₂₅和N₅₀）和3个磷肥水平（0、30、60 kg·hm^-2 P₂O₅,分别表示为P₀、P₃₀和P₆₀）,并设3个重复,共54个小区。研究发现：1）建植当年苜蓿刈割后追肥促进了后茬苜蓿的生长,其中刈割后立即施用少量磷肥（T₀N₀P₃₀）处理下株高最高,比对照（T₀N₀P₀）增加了20.53%。刈割后追肥提高了苜蓿的叶茎比,在T₁时进行高氮低磷配施（N₅₀P₀和N₅₀P₃₀）中最为明显。2）第2茬苜蓿产量在不同处理间差异显著（P<0.05）,其中刈割后立即高磷高氮追施（T₀N₅₀P₆₀）下干物质和粗蛋白产量最高,分别为3.58和0.94 t·hm^-2,与T₁处理下的结果有显著差异。刈割后追肥对苜蓿酸性洗涤纤维、中性洗涤纤维含量和相对饲用价值均无显著影响（P>0.05）。3）氮磷肥配比追施对单位体积土壤中后茬苜蓿的根长、根表面积、根体积和根生物量影响显著（P<0.05）。最大根长密度（2.66 mm·cm^-3）和根表面积密度（7.75 mm²·cm^-3）出现在无肥（N₀P₀）、T₀N₂₅P₃₀处理中,根体积密度在T₁N₂₅P₃₀条件下最大。不同处理的根系生物量差异较大,但均高于不施肥处理（N₀P₀）。综上所述,在陇东黄土高原雨养农区,刈割后追施氮、磷肥促进了建植当年苜蓿的再生。在当地的生产实践中,建议在苜蓿刈割后立即追施少量磷肥（30 kg·hm^-2 P₂O₅）或每公顷配合追施50 kg N和60 kg P₂O₅。     

短期牦牛放牧对青藏高原高寒草地土壤真菌群落的影响

牦牛放牧是青藏高原重要的人为干扰形式,放牧管理方式以及放牧强度对维持草地健康具有重要作用。为了明晰牦牛短期放牧对高寒草甸土壤真菌群落的影响过程,本研究在川西北典型高寒草甸进行牦牛放牧强度试验,设置了对照（禁牧）、轻度放牧（1头牦牛·hm^-2）、中度放牧（2头牦牛·hm^-2）和重度放牧（3头牦牛·hm^-2）4种放牧强度。结果表明短期（2年）放牧处理通过增加土壤中子囊菌门的相对丰度、降低担子菌门的相对丰度从而改变土壤真菌群落结构;土壤真菌群落多样性与丰富度在各放牧强度间差异不显著,但放牧均有增加土壤真菌群落多样性与丰富度的趋势。通过对真菌群落结构变化进行方差分解,发现放牧强度通过改变土壤养分进而影响真菌群落结构;通过对真菌的共现网络进行模块化分析发现,短期的牦牛放牧对真菌相互作用主要模块的相对丰度影响不显著,而放牧强度通过影响土壤中的养分含量来影响模块相对丰度。     

不同苜蓿品种混播和播种量对牧草产量及品质的影响

以紫花苜蓿品种‘巨能7’、‘三得利’为供试材料,采用混播方式（‘巨能7’单播,‘巨能7’与‘三得利’同行混播,‘巨能7’与‘三得利’间行混播）和播种量（13.5、18.0、22.5 kg·hm^-2）二因素随机区组设计,探究了干旱地区滴灌条件下混播方式和播种量对2017-2019年紫花苜蓿产量及品质的影响,并利用主成分分析方法（principal component analysis, PCA）进行综合评价,以期得到紫花苜蓿适宜混播方式和播种量。结果表明,混播方式和播种量对2017-2019年苜蓿平均株高、一级分枝数、干草产量、粗灰分、中性洗涤纤维含量和相对饲喂价值影响显著（P<0.05）,而对鲜干比、叶茎比、酸性洗涤纤维和粗蛋白含量影响不显著。其中,‘巨能7’与‘三得利’同行混播、播种量为18.0 kg·hm^-2时苜蓿干草产量显著高于间行混播、播种量为22.5 kg·hm^-2组合,高达16.79 t·hm^-2;‘巨能7’与‘三得利’同行混播、播种量为18.0 kg·hm^-2时苜蓿相对饲喂价值为156.87,仅次于同行混播、播种量为13.5 kg·hm^-2组合。经PCA综合分析,‘巨能7’与‘三得利’同行混播、播种量为18.0 kg·hm^-2时苜蓿综合表现最好,可在宁夏引黄灌区推广应用。     

宁夏地区地下滴灌水肥耦合对紫花苜蓿种子产量及构成因素的影响

为了研究宁夏地区滴灌条件下紫花苜蓿种子生产的最适合的灌水及施肥量，以‘甘农4号’为试验材料，采用双因素裂区试验设计，主区为4个灌水梯度（900、1350、1800和2250 m³·hm^-2），副区为5个肥料梯度（N-P₂O₅-K₂O：0-0-0、9-45-60、18-90-120、27-135-180和36-180-240 kg·hm^-2），分别对不同处理的苜蓿种子产量构成因素及种子产量进行测定。研究结果表明适当的灌水和施肥可以提高苜蓿种子产量，随着灌水量和施肥量的增加，苜蓿种子产量呈先增高后降低的趋势。灌水对苜蓿的小花数、花序数、结荚数、种子数、结荚率和千粒重有显著影响，经通径分析得出，花序数、生殖枝数、千粒重和结荚率对苜蓿种子产量的影响起主导作用。在灌水量为900 m³·hm^-2、施肥量为27-135-180 kg·hm^-2时，苜蓿种子产量、灌溉水分利用效率最高。通过回归寻优模型，得出在宁夏引黄灌区苜蓿种子生产中滴灌的最佳灌水量为2250 m³·hm^-2，在当地的土壤条件下最佳施肥量为：氮肥34.44 kg·hm^-2，磷肥172.68 kg·hm^-2，钾肥230.28 kg·hm^-2。     

基于APSIM模型的黄土旱塬区苜蓿——小麦轮作系统深层土壤水分及水分利用效率研究

黄土高原地区降水较少且季节性分配不均,苜蓿连续种植所导致的深层土壤干燥化问题已经引起普遍关注,苜蓿与粮食作物轮作是恢复苜蓿草地土壤水分、提高粮草种植系统可持续性的有效方式。但是长期轮作对土壤水分环境和水分利用效率的影响仍然缺乏研究,农业生产系统模拟模型（APSIM）具有广泛的适应性,可准确模拟耕作管理对作物系统资源利用的影响。首先根据黄土旱塬区庆阳、长武、镇原3个试验区试验数据验证APSIM模型模拟苜蓿长期连作和苜蓿-小麦轮作系统深层土壤水分和苜蓿产量的可行性,然后设置历时38年的81组轮作情景,评估不同轮作模式对农田深层土壤水分、系统干物质产量、氮素吸收和水分利用效率的影响。结果表明：APSIM模型模拟苜蓿产量的精度较高,模拟结果的决定系数（R²）为0.65,均方误差（RMSE）和平均绝对误差（MAE）分别为0.23 t·hm^-2和0.17 t·hm^-2,归一化均方误差（NRMSE）为29.2%;模型能够精确模拟长期苜蓿连作和苜蓿轮作小麦农田0~1000 cm的土壤含水量,长期连作模拟结果的R²为0.73,RMSE、MAE及NRMSE分别为0.021 t·hm^-2、0.017 t·hm^-2和11.7%,轮作系统模拟结果的决定系数为0.83,RMSE、MAE及NRMSE分别为0.024 t·hm^-2、0.018 t·hm^-2和11.8%。情景模拟结果表明,随着苜蓿在系统中轮作年限的增加,0~1000 cm土壤剖面水分极度缺乏（含水量在0.10~0.15）的区域以400~600 cm土层为起点不断扩大,当苜蓿轮作年限大于12年时,所有轮作周期的处理土壤都出现了大范围水分缺乏。81个情景中12年苜蓿轮作14年小麦（L12W14）、L12W16和L8W16这3个处理的总产量最大;系统吸氮量随着苜蓿加入年限的增加而增加,小麦轮作年限大于10年以后系统吸氮量急剧下降;苜蓿轮作大于8年以后系统水分利用效率随着苜蓿年限的增加而降低。综合考虑土壤水分环境和水分利用效率,建议研究区苜蓿-小麦轮作系统中苜蓿轮作年限为4~6年,小麦轮作年限大于4年。研究结果可为黄土旱塬区苜蓿草地管理及草田轮作实践提供一定的参考。     

基于Landsat 8和随机森林的青海门源天然草地地上生物量遥感估算

草地地上生物量（above-ground biomass, AGB）的遥感监测可快速且客观地对草地生长现状进行评估,对生态环境评价和草地资源利用有重要意义。为了提高遥感估算草地AGB的准确性,基于青海省门源县的地面实测数据,利用Landsat-8 OLI遥感数据计算出的植被指数分别构建了单因素回归模型和随机森林模型（random forest, RF）,确定了AGB遥感估测最佳模型,并反演得到了研究区2019-2021年草地AGB空间分布。结果表明：1）在29个植被指数构建的单因素回归模型中,与草地AGB相关性较高的5个植被指数为NDVI、RBNDVI、TVI、GNDVI、MSR,R²均达0.49以上。其中,NDVI模型的精度最高,验证集R²为0.50,均方根误差（root mean square error, RMSE）为702.89 kg·hm^-2。2）在RF模型中,变量筛选前R²=0.61,RMSE=621.14 kg·hm^-2;经过变量筛选后模型精度有小幅度提升,R²达0.62,RMSE基本不变;二者精度均优于单因素模型,相比传统单因素最优回归模型,R²提高0.12,RMSE降低了80.95 kg·hm^-2。3）门源县AGB空间分布特征为西北部较高,东南部相对较低;大体呈中部高,四周低的分布状况。2019-2021年全县天然草地总产草量介于4.2827万~8.9776 万t,平均单产介于1063.49~1484.82 kg·hm^-2;草地类型以高寒草甸为主,2019-2021年产草量为4.0825万~5.6653 万t,平均地上AGB介于1060.38~1471.94 kg·hm^-2;山地草甸平均AGB为1036.81~1637.43 kg·hm^-2;温性草原平均AGB介于1198.72~1786.63 kg·hm^-2。