长期秸秆还田和有机肥施用对双季稻田冬春季杂草群落的影响

借助双季稻田长期秸秆还田和有机肥施用的定位试验,于2007年对稻田冬季、春季杂草群落进行监测。结果发现,农田管理方式对双季稻田冬春季杂草群落影响显著,长期秸秆还田和有机肥施用显著降低杂草多样性。秸秆冬季覆盖还田显著降低稻田杂草密度和生物量,而长期施用猪粪则显著提高稻田冬春杂草密度和生物量。有机肥晚稻时期施用对杂草的促进效应显著高于早稻时期施用的,秸秆冬季覆盖还田对杂草的抑制效应显著高于夏季旋耕还田的。不同处理下冬春季稻田杂草均以日本看麦娘为优势种群,田间相对密度平均达90%以上,其次为稻槎菜和水竹叶等杂草。上述结果说明,秸秆还田和有机肥施用对冬闲田冬春季杂草群落的调控效应显著。     

青海省不同地区燕麦田杂草组成及群落特征

为明确青海省不同地区燕麦田杂草的组成和群落结构,采用倒置“W”取样法对青海省不同地区燕麦田杂草进行了调查和物种多样性分析。结果表明,青海省燕麦田常见杂草有25种,隶属17科23属,其中以菊科、蓼科、十字花科和苋科为主,优势杂草有5种,分别是野胡萝卜、香薷、节裂角茴香、灰绿藜、猪殃殃。从杂草的分布区域来看,青海省4个区域中,平安区燕麦田杂草群落的物种丰富度最高,有21种杂草,而湟中县的Simpson优势度指数最高。经聚类分析,青海省4个区域燕麦田杂草群落可以分为3组,互助县和平安县杂草群落聚为一组,湟中县和海晏县燕麦田杂草群落结构各有特点,分别单独成一组。     

青海省不同地区燕麦田杂草组成及群落特征北大核心CSCD

为明确青海省不同地区燕麦田杂草的组成和群落结构,采用倒置"W"取样法对青海省不同地区燕麦田杂草进行了调查和物种多样性分析。结果表明,青海省燕麦田常见杂草有25种,隶属17科23属,其中以菊科、蓼科、十字花科和苋科为主,优势杂草有5种,分别是野胡萝卜、香薷、节裂角茴香、灰绿藜、猪殃殃。从杂草的分布区域来看,青海省4个区域中,平安区燕麦田杂草群落的物种丰富度最高,有21种杂草,而湟中县的Simpson优势度指数最高。经聚类分析,青海省4个区域燕麦田杂草群落可以分为3组,互助县和平安县杂草群落聚为一组,湟中县和海晏县燕麦田杂草群落结构各有特点,分别单独成一组。     

不同耕作措施对西北绿洲灌区冬小麦农田土壤呼吸的影响

在西北绿洲灌区多年田间定位试验基础上,研究了免耕秸秆覆盖(NTS)、免耕不覆盖(NT)和传统耕作(T)3种耕作措施下冬小麦农田土壤呼吸变化特征及其对土壤温湿度的敏感性。结果表明,3种耕作措施土壤呼吸速率日变化和生育期变化呈单峰曲线。免耕秸秆覆盖处理土壤呼吸速率日峰值出现在15:00,免耕不覆盖和传统耕作处理出现在14:00。3种耕作措施土壤呼吸速率生育期峰值出现在冬小麦开花期。从冬小麦返青至成熟,免耕秸秆覆盖和传统翻耕处理土壤呼吸平均速率分别较免耕不覆盖处理高43.01%和33.33%。3种耕作措施下土壤呼吸对土壤温度的敏感性(Q₁₀)依次为NT＞NTS＞T,敏感性为1.93~3.00;3种耕作措施下土壤呼吸对土壤含水量不敏感。说明在西北绿洲灌区,不同耕作措施下冬小麦农田土壤呼吸主要受耕层土壤温度的控制。     

西藏东南缘农牧复合系统—玉米田放牧鹅的生物多样性和经济效益分析

对玉米（Zea mays）田养鹅和传统玉米种植（CK）下的田间杂草进行调查,统计分析各杂草群落中杂草的密度、生物多样性指数以及群落的相似度系数,并对比2种处理的经济效益。结果表明：玉米田养鹅处理的物种丰富度指数、优势度指数和多样性指数分别比对照处理高11.4,0.07和 0.2,而Pielou均匀度指数比对照处理低0.01,不同处理下杂草群落的相似性系数为0.77;玉米田养鹅处理每hm²的净收入为13984元,比对照增加7063元。玉米田养鹅处理方式不仅维持了较高的生物多样性,并且经济收益更高。     

Meta分析中国保护性耕作对土壤微生物多样性的影响

为了探明中国不同气候类型、土壤肥力和试验年限下,保护性耕作[免耕秸秆不还田(NT)、传统耕作+秸秆还田(TS)和免耕秸秆还田(NTS)]对土壤微生物多样性的影响,对42项已发表的相关研究进行了Meta分析,以检验土壤微生物多样性对保护性耕作的响应,同时评估了土壤微生物多样性的影响因素.结果表明:与传统耕作相比,保护性耕作显著提高了土壤微生物Shannon和Simpson指数(P ＜ 0.05),其中免耕秸秆还田效果最好,增幅分别为8.4％和3.7％;保护性耕作土壤中细菌的Shannon和Simpson多样性指数均高于传统耕作,真菌的Shannon和Simpson多样性指数仅在免耕秸秆不还田下显著增加4.4％和5.3％(P＜ 0.05);土壤微生物多样性在传统耕作+秸秆还田处理下受年均气温和种植作物影响明显,在土壤环境质量较好的非中性土壤中进行免耕处理显著增加土壤微生物多样性(P＜0.05),并且在我国北方区域施行免耕对土壤微生物多样性的增加效果较其他区域好.因此,建议在中国北方构建以免耕为核心的保护性耕作技术体系,在不同区域因地制宜的选择秸秆还田管理措施,且进一步对保护性耕作处理下的土壤真菌多样性及更多土壤微生物多样性指数进行相关研究.     

紫花苜蓿田间杂草危害评价

采用Thomas倒置“W”多点取样点及目测相结合的方法,调查得出鄂尔多斯地区的紫花苜蓿（Medicago sativa）田共有19种杂草分属8科,以禾本科、藜科的杂草危害为主,其次分别是苋科、菊科和紫草科的杂草。头茬刈割后的主要杂草群落为猪毛菜(Salsola collina)+虎尾草(Chloris virgata)+灰绿藜(Chenopodium glaucum)+反枝苋(Amaranthus retrofexus)+稗草(Echinochloa crusgalli)+麦家公(Lithospermum arvense)+狗尾草(Setaria viridis)+苍耳(Xanthium sibiricum),其中前4种杂草对苜蓿的危害率较高,危害级高达2级。而第2茬刈割后的主要杂草群落却是以虎尾草+猪毛菜+麦家公+灰绿藜+反枝苋+狗尾草为主的群落,前3种杂草的危害级较高。采用模糊数学综合评判法,以“草害程度”为评价指标,综合评价了头茬刈割后不同杂草组分对苜蓿田的危害程度,结果表明,各杂草危害程度由大到小为猪毛菜>稗草>虎尾草>反枝苋>灰绿藜>麦家公>狗尾草>苍耳。综合相对多度、株高、危害率、杂草品质和杂草毛、刺对适口性的影响这5个指标,才能全面、系统地反映出各杂草组分对苜蓿的相对危害性。     

放牧强度对青藏高原东部高寒草甸植物群落特征的影响

通过对青藏高原东部玛曲高寒嵩草草甸植物群落在3个放牧梯度下的特征比较,分析了该类草甸主要群落特征对放牧强度差异的响应。结果表明,随着放牧强度的增加,草甸群落的高度、盖度和地上生物量都呈现显著降低的趋势;草甸群落中优势种群的莎草科和禾本科物种的优势度逐渐降低,被一些杂草类物种(黄帚橐吾和火绒草)所取代。放牧强度的增加,导致了禾草类和莎草类功能群生物量比例的显著降低,及豆科类、毒草类和杂草类功能群生物量比例的显著增加。中度放牧下的草甸群落表现出了最高的物种丰富度指数、多样性指数和均匀度指数,排序为中牧草甸>重牧草甸>禁牧草甸。随着放牧干扰强度的增加,高寒草甸群落将经历一个由上层的莎禾草类为主的草甸群落→上层莎禾草类＋中层杂草类共存的草甸群落→中下层杂草类为主的草甸群落的演替过程。     

山东省小麦田杂草组成及群落特征

采用倒置“W”型九点取样法对山东省小麦田杂草进行了调查,明确了山东省小麦田田间杂草的种类组成及群落结构。调查结果表明:山东省小麦田杂草共有 69种,隶属于21科,54属,其中禾本科、菊科和十字花科杂草种类最多,禾本科杂草为15种,菊科杂草11种,十字花科杂草8种,优势杂草有播娘蒿、荠菜、猪殃殃、雀麦、麦瓶草、小花糖芥、麦家公、看麦娘、节节麦和打碗花等10种,这10种杂草是构成山东省各地区小麦田杂草群落的优势种,此外区域性优势杂草有15种,一般性杂草有44种。从杂草区域分布来看:山东省7个区域中鲁西南平洼区的物种丰富度、物种多样性和均匀度指数均最高,其次是鲁南山区和鲁中山区,而鲁西北平原区和鲁北滨海区的辛普森指数最高。经聚类分析,山东省小麦田杂草群落分为4组:鲁西南平洼区和鲁南山区群落结构类似为一组,此组杂草种类和数量均多,发生重;胶东丘陵区、胶潍河谷平原区和鲁中山区群落结构类似为一组,此组杂草种类和数量介于中等,发生较重;鲁西北平原区和鲁北滨海区与其他地区差异较大,单独划为两组,这两组杂草发生种类和数量均少,跟其他组差异均较大。     

保护性耕作对黄土高原塬区作物轮作系统磷动态的影响

在黄土高原塬区,对保护性耕作下小麦-大豆轮作系统的土壤全磷(total phosphorus)、速效磷(available phosphorus)和作物吸磷量进行了动态观测。保护性耕作处理为传统耕作+秸秆覆盖(ts),免耕(nt),免耕+秸秆覆盖(nts),以传统耕作(t)为对照,结果表明,实施保护性耕作10年对轮作系统冬小麦产量没有显著影响,夏播大豆产量对秸秆覆盖有积极响应;免耕处理提高了土壤全磷和速效磷含量,使土壤磷在0～5 cm层次表聚化,土壤磷含量随着保护性耕作时间的延长呈增加趋势, nts和ts 处理下大豆籽粒吸磷量比对照显著提高111%和82%,秸秆覆盖提高了作物对磷的吸收;小麦-大豆轮作有助于提高土壤速效磷含量。结果揭示了黄土高原雨养农业区保护性耕作对土壤-作物系统磷动态的影响,为该系统的磷管理提供了一定的理论指导。     

不同耕作方式下春小麦生育期土壤酶时空变化研究

通过设置在陇中黄土高原的保护性耕作长期定位试验,研究了不同耕作方式下土壤过氧化氢酶、脲酶、碱性磷酸酶和蔗糖酶活性在春小麦不同生育时期和不同土层深度的动态变化。4种耕作方式包括:传统耕作(T)、免耕(NT)、传统耕作秸秆还田(TS)、免耕秸秆覆盖(NTS)。结果表明,NTS可以显著提高耕层0~30 cm土壤过氧化氢酶、脲酶、碱性磷酸酶和蔗糖酶活性,春小麦整个生育期分别比T 增加了4.02%,8.74%,20.51%和31.45%;而NT和TS对土壤过氧化氢酶和蔗糖酶活性的效应有一定的阶段性。在空间分布上,NT和NTS 处理条件下4种土壤酶活性随着土层加深均呈下降趋势;T处理条件下4种土壤酶活性和TS处理条件下土壤脲酶和碱性磷酸酶活性随土层加深呈先增后减趋势,而TS处理条件下土壤过氧化氢酶和蔗糖酶活性随土层加深呈递减趋势。进一步研究发现,不同因子对土壤酶活性的影响效应各异,其中生育时期对脲酶影响最大,耕作方式和覆盖材料对蔗糖酶影响最大,交互作用对过氧化氢酶影响最大。     

保护性耕作下陇东春玉米-冬小麦-夏大豆轮作系统土壤水分动态及水分利用效率

在黄土高原西部连续5年定位观测了4种耕作措施[传统耕作(T);传统耕作 秸秆覆盖(TS);免耕(NT)和免耕 秸秆覆盖(NTS)]下春玉米-冬小麦-夏大豆轮作系统中的水分动态及其水分利用效率,结果表明:土壤含水量受降水的影响较大,年内和年际的变率大,200 cm内土壤含水量在350～600 mm变动;土壤贮水量5-7月上旬因作物利用迅速下降,在雨季得到补充,到冬季缓慢下降;水保耕作措施对玉米Zeamnys、小麦Triticum aestivum和大豆Glycine max生育期200 cm土体耗水量影响不大,但秸秆覆盖能有效增加玉米-小麦-大豆轮作系统的水分利用效率;与传统耕作相比,免耕没有造成轮作系统的减产和水分利用效率的降低,免耕、秸秆覆盖可增加农民收入;在土地利用强度极高的玉米-小麦-大豆轮作系统,改大豆为利用营养体的豆科牧草,可提高系统的水分和光能利用率.     

长期保护性耕作对黄土高原旱地土壤物理质量的影响

本研究通过设置在陇中黄土高原半干旱区的小麦→豌豆和豌豆→小麦轮作系统的长期定位试验,探讨了不同耕作方式对耕层土壤物理质量的影响。6种耕作方式包括:传统耕作(T)、免耕(NT)、传统耕作秸秆还田(TS)、免耕秸秆覆盖(NTS)、传统耕作地膜覆盖(TP)和免耕地膜覆盖(NTP)。结果表明,不同耕作方式下耕层土壤容重、孔隙度、坚实度和饱和含水量差异显著,团粒结构、有效水分、水分利用率和饱和导水率差异极显著,耕作方式对土壤温度和田间持水量的影响不明显。通过加乘法则和加权综合法2种模型评价了不同耕作方式下土壤物理质量,P→W(豌豆→小麦)轮作序列下表现为NTS>NTP>NT>TS>T(TP)>TP(T),W→P(小麦→豌豆)轮作序列下表现为NTS>NTP>TS>NT>TP>T,说明免耕的基础上进行秸秆覆盖,有助于形成良好的土壤结构,提高土壤入渗,减少土壤侵蚀,促进土壤物理质量提高。     

黄土丘陵区不同耕作措施下春小麦和豌豆轮作水肥协同效应

为探索水肥协同作用对不同耕作措施下作物产量影响规律,运用在黄土丘陵区率订和验证后的APSIM(agricultural production system simulator)模型,模拟研究区近35年传统耕作(T)、免耕(NT)和免耕覆盖(NTS)措施下轮作小麦/豌豆产量,并采用多元回归分析施氮量(X₁)、休闲期降水量(X₂)和生育期降水量(X₃)对小麦/豌豆模拟产量的水肥协同效应。结果表明,自然降水条件下3因素对不同耕作措施小麦和豌豆产量的贡献率均为:X₃＞X₂＞X₁。生育期降水量和休闲期降水量对产量的贡献率均为:NTS＞NT＞T。T、NT和NTS措施下小麦和豌豆的产量与施氮量均呈开口向下二次抛物线型变化,但小麦最佳施氮量分别为65.0,65.5和44.5 kg/hm²,豌豆的最佳施氮量分别为17.9,18.5和23.8 kg/hm²,并且施氮量对小麦产量的贡献率为:NT＞T＞NTS,而施氮量对豌豆产量的贡献率为:NTS＞NT＞T。在甘肃省定西黄土丘陵区,决定小麦和豌豆产量的关键因素是降水,降水量对免耕覆盖的增产效应最为显著,且3种耕作措施条件下小麦和豌豆对施氮效应有不同的表现。     

不同保护性耕作措施对三种土壤微生物氮素类群数量及其分布的影响

通过设置在陇中黄土高原丘陵沟壑区的长期定位试验,研究了不同保护性耕作措施下旱作春小麦-豌豆轮作系统中土壤氨化细菌、硝化细菌和自身固氮菌数量及其分布的差异。结果表明,无论是小麦地还是豌豆地,土壤氨化细菌、硝化细菌、自身固氮菌数量在0～5,5～10和10～30 cm土层中均呈现免耕秸秆覆盖＞秸秆还田＞免耕不覆盖＞传统耕作的趋势,且随着土层的加深,在小麦地中,免耕秸秆覆盖处理的氨化细菌数量比免耕不覆盖处理分别增加了76.21%,146.92%和67.82%, 且差异均达到5%的显著水平,在豌豆地中,各处理自身固氮菌数量逐渐减少,而硝化细菌数量呈先增加后减少的趋势,免耕秸秆覆盖、秸秆还田处理土壤氨化细菌数量逐渐下降,而免耕不覆盖、传统耕作处理的土壤氨化细菌数量先增加后减少。     

保护性耕作对黄土高原小麦田土壤微生物量碳的影响

用氯仿熏蒸提取法测定了不同耕作处理(传统耕作、传统耕作+秸秆覆盖、免耕、免耕+秸秆覆盖)下小麦田的土壤微生物量碳,并探讨了其与土壤有机碳、全氮、小麦产量之间的关系,结果表明,水土保持耕作第三年较传统耕作可以有效地增加小麦田土壤微生物量碳。较之土壤有机碳、全氮、小麦产量,土壤微生物量碳对土壤肥力变化反应迅速。     

不同耕作措施旱地小麦生产应对气候变化的效应分析

为探索气候变化对小麦产量影响的机制和规律,在田间试验的基础上通过调试APSIM模型参数,并对模型进行检验,然后用APSIM模型模拟温度和CO₂浓度两因素七水平小麦产量,分析了3种耕作措施下小麦产量对温度和CO₂浓度的响应及敏感性强度。结果表明,不同耕作措施条件下,小麦产量随CO₂浓度升高呈二次抛物线上升型变化,但会出现报酬递减,且免耕覆盖的增产效应大于传统耕作和免耕2种耕作措施;小麦产量随温度升高呈二次抛物线型变化,其中传统耕作和免耕呈二次抛物线递减型变化,并呈叠加递减效应,而免耕覆盖呈二次抛物线拐点型变化,拐点值为0.94℃时,小麦产量可达到2 818.3 kg/hm²。温度和CO₂浓度互作对小麦产量的敏感性分不敏感、正敏感和负敏感区域,且免耕覆盖的敏感性变化较小。在3种耕作措施中,免耕覆盖CO₂浓度升高小麦的增产效应可以补偿高温所导致的减产,并且温度和CO₂浓度具有更好的协同促进作用。免耕覆盖小麦生产具有较好应对温度和CO₂浓度变化的能力,可以缓减气候变化带来的负效应。     

不同措施下三江源区“黑土山”土壤治理效果分析

相对于“黑土滩”的研究，“黑土山”的研究尚处于初期。本研究以6种措施“微耕机翻耕一遍+人工撒播(MT1+MS)、微耕机翻耕两遍+人工撒播(MT2+MS)、旋耕机翻耕+撒播机播种(RT+SS)、挖掘机开沟+人工条播(ED+MS)、免耕播种(NT+S)、人工耙翻+人工撒播(MR+MS)”治理后的草地为研究对象，分析土壤的理化特征和微生物量的变化，以及6种措施对土壤的治理效果，为“黑土山”土壤快速治理提供理论依据。结果表明：土壤含水量、有机碳、全氮、全磷、微生物量碳氮磷含量随土层均呈下降趋势，并且0～20 cm土层土壤含水量和各土层土壤养分含量均在措施NT+S时最高；各土层的容重在措施ED+MS最大，且差异显著(P<0.05);0～10 cm土层，土壤水稳性团聚体质量百分数在措施NT+S最高且差异显著(P<0.05),10～20 cm、20～30 cm土层中各措施下差异不显著。因此，结合土壤理化性质和微生物量的变化，三江源区“黑土山”土壤的快速治理可选择免耕播种的措施。