辽西北沙地苹果-花生间作系统土壤养分空间分布特征及间作效应

[目的] 研究辽西北沙地农林复合系统土壤养分的空间分布及其效应，从土壤养分角度探讨果农间作系统中果树和农作物对土壤养分的相互作用关系，为该区农林复合系统的可持续经营提供科学合理的依据。[方法] 以苹果与花生间作、花生单作、苹果单作为研究对象，对0-60 cm土层深度，0-300 cm水平距离范围内土壤养分含量进行测定和分析。[结果] 沙地间作系统中土壤有机质、速效钾极缺乏，全氮、碱解氮很缺乏，全磷缺乏，有效磷含量中等；间作系统在水平方向上，苹果树和花生植株对总养分有机质、氮、磷的竞争激烈位点位于果树带区，对有效养分氮、磷、钾的竞争激烈位点位于近果树作物区；在垂直方向上，各养分总体表现出了表聚性，间作系统对有机质、有效磷的竞争主要位于深土层，对全磷、速效钾的竞争主要位于表土层，对全氮、碱解氮表现为合作效应，表土层效应更高；与苹果单作、花生单作相比较，间作系统速效钾和有效磷含量呈现负效应。[结论] 沙地苹果-花生间作系统土壤养分贫瘠，应在果树带区施用有机肥、磷肥，作物区施入钾肥，以减轻养分竞争，提高养分效应。     

晋西黄土区果农间作光竞争研究

以晋西黄土区具有代表性的核桃(Juglans regia)、苹果(Malus pumila)、花生(Archis hypogaea)、大豆(Gly-cine max)所组成的四种果农间作模式为研究对象,对果农间作系统中透光率(TSY)、作物光合有效辐射(PAR)、净光合速率(Pn)和光效应(EL)进行分析,旨在为该地区间作系统光分布模型的建立,光生态特征分析等提供一定的基础资料.研究表明:(1)核桃间作模式的光照条件要优于苹果间作模式,苹果间作区域内的相对日照总量仅为33％.(2)果农间作模式中果树对作物产生的影响程度与二者的距离有关,离树体越近,作物的光合有效辐射和净光合速率越小.(3)光效应表明果树对作物存在光竞争,竞争程度从大到小依次是苹果—花生(-26.39％)、苹果—大豆(-21.89％)、核桃—大豆(-18.12％)和核桃—花生(-16.62％).研究结果可为该地区土地资源合理利用和农林复合经营的可持续发展提供科学依据.     

晋西苹果与大豆间作系统土壤养分分布特征

为了研究晋西黄土区果农间作系统中土壤养分分布特征,选取研究区具有典型代表性的4,6和8年生苹果(Malus pumila)+大豆(Glycine max)间作系统为研究对象,对间作系统土壤养分(速效钾、速效磷、有机质、全氮)含量进行了定位、定量监测。结果表明:(1)在垂直方向上,不同树龄苹果+大豆间作系统速效钾、速效磷和有机质含量均随着土层深度增加而减少,而全氮含量表现为先增加再减少;(2)在水平方向上,随着距树行距离的增加,4年生间作系统与6年生间作系统土壤养分总体上呈现"W"型分布,而在8年生间作系统中呈现"M"型分布(全氮除外),极值分别出现在距树行1.5,2.5,3.5m处,且极大值点养分含量与极小值点含量有显著差异(p0.05);(3)随着树龄增长,果树与农作物的养分竞争关系逐渐发生变化,且在8年生间作系统中养分竞争最激烈。基于间作系统土壤养分特征,建议在田间施肥管理时,应以施氮肥为主,且随着树龄的增长应该适时增大复合界面的距离或停止复合经营。     

黄河三角洲引黄灌区不同植被类型的蓄水保土功能研究

为探讨引黄灌区不同植被类型的防风固沙、蓄水保土及改良土壤效应,以黄河三角洲小开河引黄灌区沉沙池段内的杨树林、冬枣经济林、杨树+大豆农林间作和玉米农田作为研究对象,测定分析不同植被类型下的土壤水蚀量、风蚀量、土壤水文物理参数和土壤养分等指标。结果表明,(1)不同植被类型的土壤侵蚀深度和侵蚀模数均低于裸地。杨树+大豆农林间作抵抗风蚀能力最好,其次是杨树林;冬枣林和农林间作抵抗水蚀能力好于玉米地和杨树林。发生风蚀和水蚀的月份分别以3-4月和7-8月为主。(2)植被恢复措施明显改善土壤物理结构和蓄水性能,土壤表层的蓄水能力好于20-40cm土层。冬枣林蓄水能力较高,农林间作涵蓄有效水分较弱。土壤渗透性能表现为:玉米地杨树林冬枣林杨树+大豆间作。(3)植被恢复措施可显著提高土壤有机质及速效养分含量,土壤表层养分含量高于20-40cm土层。农林间作的土壤有机质和速效氮含量最高,其次为冬枣林和玉米地;冬枣林速效磷和速效钾含量最高,其次为玉米地和农林间作,杨树林在改善土壤养分效能方面较差。综合来看农林间作在引黄灌区沉沙池段具有较好的蓄水保土和改良土壤效应。     

晋西黄土区苹果—农作物间作土壤水分研究

以晋西黄土区具有代表性的苹果(Malus pumila)—花生、苹果—大豆两种果农间作模式为研究对象,对苹果—农作物间作系统中土壤水分的时空分布特征和水分效应(EM)情况进行分析,旨在为该地区间作系统水分分布模型的建立,水分生态特征的分析等提供一定的基础资料.研究表明:(1)苹果—农作物间作系统土壤含水量在不同物候期变化显著.(2)苹果—农作物间作系统中果树对作物产生的影响程度与二者之间的距离有关,离树体越近,土壤含水量越小.二维分布等值线图直观性强,对于描述间作系统土壤水分分布情况具有良好效果.(3)土壤水分效应表明果树对作物存在竞争.当土壤层次取0 40 cm时,苹果—花生和苹果—大豆间作的土壤水分效应分别为-10.54％和-12.81％;当土壤层次取0-100 cm时,其土壤水分效应分别为-11.20％和-16.83％.研究结果可为该地区土地资源合理利用和农林复合经营的可持续发展提供科学依据.     

晋西黄土区核桃花生复合土壤水分效应研究

以2008年晋西黄土区典型核桃花生复合系统为研究对象,利用土钻取样烘干称重法,取土深度为0-100 cm,对复合系统土壤水分效应进行了研究.研究结果表明,(1)核桃花生复合系统土壤含水量的季节变化极显著;(2)核桃花生复合系统在垂直方向上,土壤水分随着土壤深度的增加而增加,在0-40 cm土层内变化较为激烈;在水平方向上,距果树带越近,土壤水分含量越少,但随着带距的增加水分增加直至趋于稳定,变化曲线呈抛物线状分布;(3)与花生单作对比得出,复合系统花生土壤水分效应为正值,说明虽然核桃树和农作物根系的生态位有重叠,会产生对土壤水分的竞争利用,但竞争影响并不明显.     

玉米豆科覆盖作物间作对潮土酶活性和真菌群落特征的影响

黄淮海地区土地复种指数高，不具备休闲条件，致使土壤养分消耗严重，土壤微生物群落多样性下降。为改善土壤状况，本研究基于两年的玉米豆科覆盖作物（紫花苜蓿、大豆、花生）间作试验，探讨玉米豆科覆盖作物间作对土壤养分、酶活性以及真菌群落特征的影响，同时分析黄淮海平原潮土区玉米豆科覆盖作物间作的可行性。结果表明：间作条件下土壤碱解氮含量提高，土壤有机质含量无明显变化，玉米紫花苜蓿间作处理和玉米花生间作处理土壤有效磷含量表现上升趋势。所有间作处理土壤脲酶活性都高于单作玉米处理，间作花生处理和间作大豆处理的酸性磷酸酶活性较单作玉米处理分别增加了30.53%和18.70%；间作紫花苜蓿处理土壤碱性蛋白酶活性和蔗糖酶活性对比单作玉米处理有显著提高。间作紫花苜蓿处理和间作大豆处理对土壤优势菌门子囊菌门和被孢霉门的相对丰度有积极作用，其中间作紫花苜蓿处理子囊菌门的相对丰度提高了11.88%，间作大豆处理被孢霉门相对丰度增幅达45.39%，优势菌门丰度的提升有助于补充土壤氮源和碳源。玉米豆科覆盖作物间作可以补充土壤养分，改善土壤微生物群落结构，提高土壤酶活性，可能成为提高黄淮海平原潮土地区土壤质量、维持土壤稳定性的有效措施。     

黄土区果农复合系统种间水分关系研究

选择黄土区7种典型果农复合类型,进行野外实验布设。利用土钻取样和烘干称重法进行土壤含水量的测定,研究了不同果农复合类型土壤水分含量的水平方向变化与垂直剖面变化规律,分析了黄土区果农复合类型种间水分竞争关系。研究表明,在水平方向上,果农复合类型土壤水分含量的变化与林带的方位、距离有关,果农复合对水分竞争并不显著,树木对光遮蔽作用的强弱,才是影响土壤水分水平变化的主要因素。在垂直方向上,根系对土壤水分的竞争区域主要在0-60cm土层范围内。同单作作物土壤水分的比较得出,苹果和其它农作物的复合有助于土壤水分的保持;核桃、桃与其它农作物的复合,则表现为不同的影响,即对玉米的协助大于竞争,对花生的竞争大于协助。     

雾灵山低山区土地利用类型对土壤理化性质的影响

针对雾灵山低山区不同土地利用类型的土壤进行采样和分析,研究农田、果园、绿化林、果农间作和未利用地5种土地利用类型对土壤理化性质的影响,以期为雾灵山地区的土地合理利用和水土保持等提供科学依据.结果表明:5种土地利用类型中,绿化林的有机质、全氮、碱解氮、速效钾含量均为最高,而含水量最低;果农间作的有机质、全氮、碱解氮含量最低;未利用地的含水量和容重最高,而速效磷和速效钾含量最低.不同土地利用类型土壤有机质含量随土层深度的增加而减少,而其他土壤养分含量随土层深度的增加其减少量有明显差异.同全国第二次土壤普查养分分级标准相比,各土地利用类型的土壤速效磷和速效钾含量较为丰富,全氮和有机质含量较为缺乏,其中绿化林的各养分均较为丰富.     

晋西黄土区幼龄苹果+花生间作地土壤水分的时空分布特征

选取晋西黄土区具有典型代表性的幼龄苹果(Malus pumila)+花生(Arachis hypogaea)间作地作为研究对象,在花生生长季的不同时间对苹果+花生间作地和对照花生单作地的土壤水分进行定位监测,研究苹果+花生间作系统间作界面上土壤水分的时空分布特征和水分效应,及其对花生生长状况和产量的影响。结果表明:1)间作地土壤平均水分含量生长季逐月变化显著,水分耗用最大的时间为7月;2)在垂直方向上,土壤含水量随着土壤深度的增加而增加,在水平方向上,土壤含水量最低值出现在距离果树行最近的区域,并随着与树行距离的增加而增加;3)间作地种间土壤水分耗用量最大的区域为靠近苹果树的表层土壤;4)在当前树龄下,苹果+花生间作系统相对于花生单作土壤水分在整体上表现为负效应,对花生的产量产生了不利的影响,并限制了果农间作系统生态效益和经济效益的进一步提高。建议采取适当的调控和管理措施缓解种间水分竞争并提高花生的产量。     

晋西苹果-大豆间作土壤水分的时空分布特征

选取晋西黄土区典型的苹果(Malus pumila)-大豆(Glycine max)间作系统为研究对象,在大豆的关键物候期对间作系统和对照单作的土壤水分、大豆生长状况和产量进行了定位监测。研究结果表明:(1)不同物候期,间作系统土壤平均含水量变化显著,苹果树和大豆对土壤水分竞争的空间区域和强度也有明显差异,土壤水分耗用最大的时期为大豆开花期;(2)水平方向上,各个物候期间作系统土壤含水量均随着与树行距离的增加而增加,最低值出现在距离果树行最近的区域;(3)垂直方向上,在大豆的苗期和结荚期间作系统土壤含水量随土壤深度的增加而递增,在开花期,土壤含水量随着土壤深度的增加出现先减小后增加的趋势;(4)当前树龄下,苹果-大豆间作系统的水分效应相对于大豆单作,整体表现为负效应,并对间作大豆的生物量和产量有着一定的负面影响。基于苹果-大豆间作系统土壤水分在不同物候期的分布特征,建议采取适当的管理措施以缓解种间水分竞争并提高大豆的产量。     

不同滴灌带布设方式对苹果-大豆间作系统土壤化感物质与微生物的影响

为探究不同滴灌带布设方式对果农间作系统土壤酚酸类物质、酶活性和微生物分布特性影响，初步探明间作滴灌条件下，土壤酚酸类物质与土壤生物因子的相互关系。以晋西黄土区典型的苹果—大豆间作系统为研究对象，设置3种(L1、L2、L3)滴灌带间距，分析不同水分分布下土壤酚酸类物质、酶活性和微生物数量的空间分布变化，并在相关性基础上利用逐步回归模型，分析3个土壤因子之间的相互关系。结果表明：除苯甲酸和间苯三酚外，滴灌带间距对酚酸类物质分布影响显著(p<0.05),除过氧化氢酶外，滴灌带间距对酶活性、微生物数量分布有显著影响(p<0.05)。在垂直方向上，不同滴灌带布设方式使酚酸更多地分布在深层土壤，微生物数量和部分酶活性在L1、L2处理中随土层加深而先减后增；在水平方向上，不同滴灌带布设方式对土壤酚酸类物质、细菌和真菌分布影响与间作对照处理一致，随距树距离增加而增加。滴灌条件下，除对羟基苯甲酸外，酚酸类物质受脲酶、过氧化氢酶和放线菌的抑制作用显著，间作处理土壤酚酸总量较单作有所减少。L1处理土壤酶活性、微生物总量最高，L2处理土壤酚酸类物质累积量最低。其中L2处理在酚酸累积量最低的基础上，...     

伴矿景天和鹅掌柴间作系统中根系相互作用对植物生长和镉锌吸收的影响

为明确不同物种根系间的相互作用对植物生长和重金属元素吸收的影响,以Cd、Zn超积累植物伴矿景天与花卉植物鹅掌柴为材料,研究二者根系相互作用及对植物生长和Cd、Zn的影响。结果发现,二者根系具有相互抑制生长的作用。单作条件下伴矿景天的Cd、Zn吸收量最高,分别达0.812、19.6 mg/盆;较单作相比,无分隔间作条件下伴矿景天对土壤Cd、Zn吸收降低分别达30.0%和30.6%。两种植物根系改变了土壤养分性质,对土壤钾和磷的利用分别具有竞争和互补作用,但其有效态含量并未降低到亏缺水平,养分竞争可能不是两种植物根系相互作用的主要因素。水培试验表明鹅掌柴根系分泌物对伴矿景天的生长和Cd吸收具有抑制作用。     

Spatial patterns of nitrogen mineralization, fertilizer distribution and roots explain nitrate leaching from mature Amazonian oil palm plantation

Abstract. The African oil palm ( Elaeis guineensis ) is relatively well adapted to the pedoclimatic conditions of central Amazonia. The clayey upland soils of the region are well supplied with nitrogen, although they are deficient in most other nutrients. Under these conditions, oil palm does not respond to N fertilization with yield increases. In this research, the N status of a central Amazonian upland soil was evaluated after having supported a productive oil palm plantation for 15 years without N fertilization. Mineral N in the upper 2 m of soil showed pronounced spatial patterns, with very low concentrations close to the palms, indicative of efficient N uptake by the palms, and evidence for nitrate leaching into the subsoil in the inter-tree spaces despite the near-absence of a leguminous cover crop during the previous ten years. The pronounced increases of mineral N with increasing tree distance were explained by increases in N mineralization and a strong decrease in fine root length density of the palms, especially in the subsoil. Failure of the palms to fully occupy the available soil volume with their roots was apparently related to fertilizer placement close to the stem base, which over the years had led to steep fertility gradients between the soil under the trees and the inter-tree spaces. Broadcast fertilization would have presumably favoured a more extensive lateral root development of the palms, and consequently improved nutrient and water uptake from the inter-tree spaces. The incomplete soil occupation by the palm roots also suggests that young oil palms can be associated with shade tolerant crops without much risk of root competition. These conclusions may be valid also for other tree crops and may help to reduce nitrate leaching and consequently the need for N fertilization in Amazonian tree crop agriculture.     

不同水分调控对晋西黄土区苹果×大豆间作系统细根分布与耗水特性的影响

为探求适于晋西黄土区果农间作系统的水分调控措施,选取该地区典型的苹果×大豆间作系统为研究对象,结合覆盖与调亏灌溉2种节水措施,分析了不同水分调控措施对苹果和大豆根系空间分布、耗水量与水分利用等指标的影响。试验设置灌溉上限3个水平:田间持水量的55%(W1,低水),70%(W2,中水)和85%(W3,高水),2种覆盖材料:秸秆覆盖(M1)和地膜覆盖(M2)。结果表明:水分调控措施增加了苹果和大豆总根长密度,且扩大了苹果在水平和垂直方向上的根长分布。苹果根长密度与距树行距离呈负相关,而大豆则呈正相关,且均与垂直深度存在负相关关系。大豆鼓粒期土壤水分随距树行距离的增加先减后增,最小值为距树行1.5～2.0m,与清耕(CK0)和单一覆盖(CK1和CK2)相比,水分调控措施能显著提高0—60cm土层内的土壤水分。聚类分析表明水分调控下苹果和大豆主要水分竞争区域为距树行0.5～1.5m、垂直方向0—40cm土层范围内。M2W2处理苹果细根集中分布在20—40cm土层,大豆细根主要在0—20cm土层,根系错位分布缓解了种间水分竞争,其耗水量可较W3组减少40～50mm,且其产量和水分利用可分别较其他水分调控措施提高29.37%～41.92%,12.29%～53.35%,同时可使间作系统净收益最大,可达2 976.5元/hm~2。由此建议在未坐果的幼龄苹果树行间间作大豆时采用地膜覆盖措施,同时在分枝期灌水150m~3/hm~2,结荚期灌水400m~3/hm~2,鼓粒期灌水300m~3/hm~2,可显著提高间作系统水分利用水平和经济效益。