陇东旱塬地表覆盖方式对苹果生育后期叶片质量及根际土壤微环境的影响

为探明陇东旱塬区不同覆盖方式对苹果生育后期叶片质量、根际生态环境的影响，以16 a生，连续6 a覆盖的盛果期“长富2号”苹果树为试材，设清耕（CK)、覆膜、麦草覆盖、覆黑膜+麦草（膜+草）等4个处理，调查叶片养分、活性氧代谢功能，测定0～100 cm内不同深度土层土壤水分、容重、有机质等，对根际土壤微生物数量及土壤酶活性进行分析。结果表明：麦草覆盖处理可有效提高苹果叶片叶绿素与淀粉含量，增幅分别为CK的2.79%、29.09%；根系集中分布层（20～40 cm）土壤水分、有机质含量增高，分别为CK的102.93%,135.96%；土壤容重仅为CK的96.32%，并有效提高各土层土壤酶活性，特别提高土壤表层（0～20 cm）酶活性，脲酶、碱性磷酸酶、过氧化氢酶、蔗糖酶活性为CK的157.14%、218.5%、118.02%、193.21%，可有效提高土壤中微生物总量,为CK的134.19%，其中细菌与真菌的数量增高，放线菌的数量降低；根系活力与土壤水分、孔隙度、微生物含量及脲酶、蔗糖酶等呈极显著正相关，与土壤容重、过氧化氢酶呈极显著负相关。覆膜与膜+草处理对叶片及土壤环境改善效果较差。综合分析根际土壤理化性状及土壤酶、微生物空间分布特征等，认为麦草覆盖处理是陇东旱塬区苹果园适宜的地表覆盖方式。     

不同深耕方式对土壤三相比及玉米根系构型的影响

以先玉335为材料,采用条深旋(TS)35 cm、深松(SS)35 cm、深翻(SF)35 cm三种深耕方式,以浅旋耕作15 cm为对照,通过测定土壤三相比和玉米根系结构,进行比较研究,以探明不同深耕方式对土壤三相比及玉米根系构型的影响。结果表明:深耕通过提高土壤的气相比和液相比降低固相比,使得耕层土壤结构指数(GSSI)升高,土壤三相结构距离(STPSD)降低,使耕层土壤物理结构更加逼近理想状态;SF能够显著改善耕层20~60 cm土层的土壤物理结构,SS对40~60 cm土层土壤结构的改良效果较为明显,SS和SF的土壤改良作用效果好于TS;深耕条件下玉米的总根长和总根表面积均高于浅旋耕处理,土壤中下层根系的生物量明显增加,并且0~0.5 mm径级的细根生物量所占比例较大;在玉米根系根长的分布中0~0.2 mm径级的根系所占比例最大,在根表面积的分布中以0.1~0.3 mm径级的根系为主;土壤气相比与玉米根系的细根长和细根表面积呈极显著正相关关系,而液相比和固相比则与其呈显著负相关关系;深耕能够改良土壤物理结构,使土壤密度降低,含水量升高,同时增加了玉米根系的根干重、根长和根表面积,根系中细根所占比例增大。土壤三相比与玉米根系的细根长和细根表面积具有一定的相关性,在一定范围内较高的气相比会促进玉米细根的生长,较高的固相比和液相比会抑制细根的生长,土壤三相比共同影响玉米根系的生长。     

覆盖及玉米根系对半干旱黄土区土壤拮抗性放线菌生态分布的影响

采用常规分离培养和琼脂块拮抗性测定法,研究了西北旱作农业区不同覆盖条件和根系对玉米田土壤中拮抗性放线菌分布的影响。结果表明:(1)玉米田土壤拮抗性放线菌比率随覆盖方式而异。在GA培养基上,休闲和覆膜模式高于常规对照,覆草和补灌条件下较低;在SDSA培养基上,覆盖(覆膜和覆草)和休闲模式高于常规对照。(2)玉米根系生长和分泌物对拮抗性放线菌比率有显著影响。覆膜处理中,玉米根系可使抗细菌、抗真菌拮抗菌比率较根外分别降低59.7%、45.2%;覆草处理中,玉米根系可使抗细菌及抗真菌拮抗菌比率较根外分别提高84.5%及106.4%;种植玉米后,拮抗菌比率低于休闲土壤。(3)多重比较结果显示,玉米根系对拮抗性放线菌比率的影响大于栽培模式的影响。     

不同覆盖模式下土壤返盐及水盐运移规律

干旱地区地表蒸发引起土壤水分的散失是造成盐分表聚的重要原因之一,土壤表层进行覆盖处理可改变地表结构,从而影响土壤水分蒸发和盐分迁移过程,本研究旨在通过野外田间试验,研究不同覆盖模式下土壤返盐及水盐运移规律。结果表明:土壤表层进行不同覆盖处理均可有效抑制土壤水分蒸发,土壤保水效果为:覆砂+覆膜覆秸秆+覆砂覆砂覆秸秆+覆膜无覆盖(CK);随土层深度的增加,土壤含水率减小的趋势逐渐减缓。不同覆盖处理也可有效抑制土壤盐分表聚,缩小盐分在土壤中迁移的范围;覆盖处理的土壤盐分向上迁移主要发生在0~20 cm范围内,无覆盖处理在0~35 cm范围内,覆盖后可较好地抑制土壤返盐。综合考虑认为砂石覆盖模式是较适合该试验区的覆盖模式。     

行间覆盖方式对板栗园土壤及板栗产量品质的影响

试验于2019年在河北迁西地区展开,以8 a生板栗品种‘燕山早丰’(Castanea mollissima‘Yanshanzaofeng’)为研究对象,采用随机区组设计,在种植行间利用杂草、黑膜进行覆盖,共设置(Ⅰ)清耕(CK);(Ⅱ)覆膜;(Ⅲ)覆草;(Ⅳ)覆草+覆膜4个处理,研究行间覆盖对板栗园土壤理化性质、光合特性以及叶片生长发育和果实产量品质的影响,并从经济效益方面进行了分析比较。结果表明:行间覆草处理可以明显使土壤温度日较差变小,在0～20cm土层,夏季(6月30日)不同处理的温差日变化范围为Ⅱ(3.65℃)Ⅰ(2.82℃)Ⅲ(1.73℃)Ⅳ(1.62℃),秋季(10月30日)不同处理的温差日变化范围为Ⅱ(2.14℃)Ⅰ(2.01℃)Ⅲ(1.78℃)Ⅳ(1.69℃);对于20～40 cm土层的土壤温度日变化与0～20 cm土温变化趋势一致,但是没有明显的峰值,波动范围在0.5℃左右。在生长期内(4—10月),覆膜、覆草、覆草+覆膜处理的平均土壤含水量分别比CK高1.78%、3.34%和5.11%,可见覆草+覆膜处理的蓄水保湿效果最为显著,其贮水量在生育期末较生育期初增加39.56 mm,且土壤水分利用效率可达2.25 kg·hm~(-2)·mm~(-1)。不同覆盖处理均能显著降低0～20 cm土层的土壤容重,增加土壤总孔隙度,变化幅度为2%～8%,提高板栗园土壤有机质和速效养分含量,均以覆草和覆草+覆膜处理效果较好。而且覆草+覆膜处理可显著增加百叶干质量、叶面积和比叶质量,分别比CK高9.61%、2.39%、7.05%。覆草和覆草+覆膜处理下板栗叶片的水分利用效率(2.67μmol·mmol~(-1)和3.01μmol·mmol~(-1))显著高于CK(2.10μmol·mmol~(-1)),SPAD值分别比CK高4.62%和6.95%。杂草覆盖可以提高板栗单粒重、坐果率和出实率,降低空苞率,进而增加产量,其中覆草和覆草+覆膜处理的坐果率较大,分别可达75.68%、79.48%,其产量分别比CK高10.07%、15.00%,而且杂草覆盖还能有效改善板栗果实品质。从经济学角度分析,覆草处理的净收益(13 052.80元·hm~(-2))和产投比(5.08)最高,经济效益最大,可以在干旱半干旱山区板栗园应用。     

黄土丘陵区典型人工林的根系分布特征

根系是植物吸收水分和养分的主要器官,发育及分布情况对植物生长具有极其重要的影响。本研究以甘肃省定西市安定区龙滩流域的人工白杨林、油松林以及山杏林为研究对象,分析了3种人工林总根及不同径级的根长、根面积、根生物量密度的垂直分布特征及其与土壤理化性质之间的关系,旨在从根系分布角度比较黄土丘陵区典型人工林之间的生长差异,为该区域植被恢复与评价提供一定的科学依据。研究结果表明:(1)不同径级的根系分布中3种人工林均以细根为主,细根与总根的根长及根面积密度均表现为白杨林油松林山杏林,根生物量密度表现为油松林白杨林山杏林,而中根与粗根的根长及根面积密度均以油松林为最高。(2)垂直土壤剖面上,3种人工林总根与细根的根长、根面积及根生物量密度整体上呈现出随土壤深度的增加而减少的趋势,而中根与粗根的垂直分布规律并不明显。(3)细根和总根的根长密度、根面积密度、根生物量密度与土壤全碳、全氮、有机碳及含水量均呈极显著正相关关系,中根的根长及根面积密度与土壤全碳、全氮、全磷及有机碳含量呈显著相关关系,粗根的根长及根面积密度与土壤全碳呈显著相关关系,土壤碳氮含量以及含水量的增加与林木根系的生长在一定程度上存在协同效应。     

晋西黄土区林草复合系统刺槐根系分布特征

为了研究晋西黄土区林草复合系统树木根系分布特征,采用钻土芯法对刺槐×天然草复合系统0-100 cm土层中刺槐根系生物量、根长和根表面积进行了测定和分析。研究结果表明:同一坡向上刺槐根系生物量、根长和根表面积分布具有相似的特征,在垂直方向上,根系生物量、根长和根表面积均随土层深度的增加呈指数减少,且集中在0～60 cm的土层中;在水平方向上,离树行越近,刺槐根系生物量、根长和根表面积均越大。不同坡向刺槐根系差异显著,相同径级、相同位置阳坡刺槐根系生物量、根长和根表面积均小于阴坡,但根系消弱系数表明阳坡刺槐细根深层土壤生物量分布比例较阴坡多。     

地面覆盖的保水增产效应及其机理研究

通过两年的夏玉米微区试验(带遮雨棚)分析麦草覆盖和地膜覆盖的保水增产效果及其作用机理。结果表明:在排除降水影响的条件下,地面覆盖均能增加产量。地膜覆盖增产效果明显,水分利用率高;麦草覆盖保水效果显著,但增产效果较低。休闲时,麦草覆盖和地膜覆盖均明显增加了0~60 cm土层土壤的储水量,分别比不覆盖高10.2 mm和7.4 mm;在种植玉米的条件下,覆草处理的土壤储水量增加16.1 mm;而覆膜处理则减少了13.0 mm。对硝态氮而言,休闲状态下覆草处理的硝态氮在土壤表层的聚集较裸地少,而覆膜处理则相反;种植玉米时,覆草和覆膜处理均可减少硝态氮在表层土壤的聚集,且覆膜的效果大于覆草处理。     

刺槐和油松根系密度分布特征研究

通过分层挖掘法,对20龄刺槐、油松林根系密度的空间分布进行了研究.结果表明:油松主根和副主根粗壮发达,水平根系形成构架根;刺槐水平根极为发达,无明显主根.刺槐和油松根系重量、长度和体积密度的垂直分布趋势基本相同,随土层深度增加而降低.0～60 cm土层的根长和根重密度占总根量密度的70%以上,粗根(直径＞3 mm)在上层所占比例比下层略大,细根(直径＜1 mm)和较细根(直径1～3 mm)在各土层分布较为接近,总根量中粗根占较大比重.刺槐和油松林下土壤干密度随深度加深而增大,油松林下土壤含水量高于刺槐林,土壤干密度低于刺槐林.与刺槐林地相比,油松林地的土壤物理性质得到了明显改善,增强了土壤的抗旱、保墒能力.     

不同覆盖方式对旱作农田土壤碳氮含量及玉米产量的影响

设置垄膜沟播(R)、平作全覆膜(P)和平作秸秆覆盖(S)3种不同覆盖栽培模式,以传统平作(CK)为对照,通过3 a大田定位试验,研究不同覆盖方式对农田土壤碳氮及其组分变化、玉米干物质积累和籽粒产量的影响。结果表明:连续覆盖3 a后,R和P处理土壤有机碳和全氮含量及储量均呈逐渐下降趋势,而S处理则呈上升趋势且每年的增幅逐渐增大;各处理0～40 cm土层土壤有机碳储量均表现为S>R>P>CK,全氮储量表现为S>CK>R>P,S处理有机碳和全氮储量分别较CK提高3.4%和7.5%;与CK相比,R和P处理可提高土壤碳氮比,在0～20 cm土层平均分别提高7.9%和9.6%(P<0.05),而S处理0～20 cm土层土壤碳氮比平均降低了9.9%(P<0.05);各覆膜处理(R和P)均较CK显著降低了0～40 cm土层土壤可溶性有机碳(DOC)和土壤可溶性有机氮(DON)含量,而S处理较CK处理0～60 cm土层DOC和DON含量2 a平均均提高6.2%;各处理收获期硝态氮含量在0～100 cm剖面中的垂直分布与CK无明显差异;各处理土壤铵态氮含量均...     

地膜与秸秆双重覆盖对渭北苹果园土壤水分及产量的影响

针对渭北果园土壤干燥化、覆盖条件下夏季土壤高温抑制根系生长的问题,通过将具有高效保水效果的地膜与缓温效应显著的秸秆两种覆盖材料组合,从保墒、调温及对果树产量影响方面综合评价双重覆盖(地膜压长麦秆覆盖、长麦秆压地膜覆盖、地膜压短麦秆覆盖、地膜压玉米秆覆盖)模式。结果表明,地膜压短麦秆覆盖相对于其它处理能提高0~600 cm土壤剖面年平均贮水量(1 529.2 mm)及年平均含水量(25.71%),有利于果树对水分的利用;地膜压短麦秆覆盖在春季和秋季能提高土壤温度,夏季降低土壤温度,具有良好的缓温效应;不同覆盖 处理均能提高果树的产量、单果重和优果率,其中地膜压短麦秆覆盖单株产量(48 kg)和优果率(85%)最高,为最佳覆盖模式。     

不同覆草量苹果园土壤水温效应及对树体生长的影响

将麦草覆盖应用于果园,研究不同覆盖用量22 000 kg·hm-2(T1)、33 000 kg·hm-2(T2)、44 000 kg·hm-2(T3)和清耕(CK)在整个生长期对19年生长富2号苹果园0~100 cm土壤水分、5~25 cm土壤温度、树体生长量及果实品质的影响。结果表明:在旱情较重的4—7月,3种覆草处理的平均含水量随覆草量的增加而增大,其中T2和T3处理极显著(P0.01)高于CK,高出8.98%~27.09%;且3种覆草处理0~20、20~40 cm土层的含水量极显著(P0.01)高于CK,高出9.36%~73.77%;4—8月3种覆草处理的各深度地温低于CK,4—6月份极显著(P0.01)低于CK,低出2.11℃~8.02℃;相反,9—11月份高于CK。覆草处理5~20 cm深度土温日变幅极显著(P0.01)低于CK,低出0.39℃~3.63℃。果实单果重和产量以T2处理最高,3种覆草处理每公顷产量较CK极显著(P0.01)提高,高出10.70%~20.83%;产量水分利用效率覆草处理较CK极显著(P0.01)增高,高出9.87%~20.87%。覆草对树体生长量、枝类比例影响不大。综合各种效应及投入产出比,陇东黄土高原苹果园覆草量以22 000~33 000 kg·hm-2较经济适宜。     

科尔沁差巴嘎蒿根系分布规律与土壤水分关系的研究

以生长在科尔沁大青沟两侧台面上的差巴嘎蒿为研究对象,采用整株挖掘的方法,研究差巴嘎蒿根系分布的规律。结果表明:差巴嘎蒿根系垂直分布深度为0～90㎝,其中0～30㎝的土层中根系分布最多,占根系总长度的85.74%,水平方向上表现为近密远疏的趋势;整体上根系呈主根型分布,形态上呈"伞"型分布。差巴嘎蒿根系分布与土壤水分密切相关。随着深度的增加,土壤含水量逐渐增大,但根系长度、生物量及密度均逐渐降低,两者呈负相关关系,其中根长平均变化率-12.61%、根生物量平均变化率-29.07%,均大于土壤含水量平均变化率7.92%,但比根长却与土壤含水量呈正相关关系,且比根长平均变化率7.58%与土壤含水量平均变化率7.92%相差不大。     

地膜-秸秆双重覆盖模式下果园土壤养分含量研究

为了研究地膜-秸秆双重覆盖模式对渭北旱塬果园土壤养分含量的影响,对5个不同处理(地膜压玉米秆双重覆盖、地膜压短麦秆双重覆盖、长麦秆压地膜双重覆盖、地膜压长麦秆双重覆盖和无覆盖清耕对照)下果园0~100 cm土层深度范围内的土壤养分含量进行测定,并统计了苹果产量。结果表明:地膜-秸秆双重覆盖模式能显著提高果园土壤养分平均含量,并提升养分有效性;其中地膜压短麦秆双重覆盖处理综合效果最佳,土壤有机质、全氮、碱解氮、速效磷、速效钾含量均显著高于无覆盖对照(P0.05),提高比例分别为29.72%、8.82%、19.35%、51.87%、22.66%;碱解氮含量提高比例高于全氮,说明该模式能够提高氮肥有效性。与无覆盖对照相比,地膜-秸秆双重覆盖模式对土壤剖面养分垂直变异影响不明显,均呈现出随深度增加先降低后缓慢递增的趋势。从提高土壤养分含量和提升其养分有效性的角度出发,利用地膜压短麦秆双重覆盖模式进行果园土壤管理可以成为实现渭北旱塬果园高产、优产、稳产的有效途径之一。     

不同覆盖材料下土壤水温效应对玉米前期生长的影响

本研究旨在比较盆栽与大田试验条件下不同覆盖材料的土壤调温保湿效果,为选择农业环保型覆盖材料提供理论依据。2014和2015年分别设置盆栽试验和大田试验,覆盖塑料地膜(DM)、液体地膜(YM)、麻地膜(MM)及秸秆(JM)等4种材料,以不覆盖处理为对照(CK),分析了不同覆盖材料对土壤水温状况及玉米前期生长的影响。结果表明:麻地膜覆盖对玉米生育前期0~20 cm土层土壤的保水保墒效果最好,秸秆覆盖处理次之,麻地膜覆盖和秸秆覆盖处理玉米出苗至大喇叭口期平均土壤贮水量分别较对照显著提高29.0%和26.6%。覆盖不同材料的调温作用:2014年盆栽试验玉米拔节期各处理升温效果表现为MMDMJMYMCK,大喇叭口期其降温效果表现为MMJMCKDMYM;2015年大田试验玉米拔节期各处理升温效果表现为CKDMMMYMJM,大喇叭口期其降温效果表现为CKDMMMJMYM。麻地膜覆盖处理促进了玉米前期的生长,比不覆盖处理提前10~11 d进入大喇叭口期,玉米株高、茎粗、叶面积及生物量分别较对照显著提高48.3%、27.5%、158.2%和63.5%。     

干旱区绿洲核桃-冬小麦间作系统核桃吸收根空间分布

塔里木盆地人均耕地占有量小,在绿洲灌溉条件下核桃的大面积栽植多采用与农作物间作的模式。采用田间分层挖掘法和图像扫描分析法,对塔里木盆地绿洲灌溉条件下核桃-冬小麦间作系统中核桃吸收根（直径≤1 mm）的空间分布进行研究。结果表明：在垂直方向上,核桃吸收根集中分布在10～80 cm土层,约占采样吸收根总根长密度的65.9%,根长密度随土层深度的变化呈指数函数分布;在水平方向上,核桃吸收根根长密度随着与树干距离的增加呈明显的降低趋势,距离两侧核桃树干0～175 cm,核桃吸收根长密度占采样吸收根总根长密度的65.3%,间作巷道中央吸收根根长密度最低。在绿洲灌溉条件下,核桃-冬小麦间作系统中核桃吸收根水平和垂直分布决定了进入盛果期后,距离树干175 cm以内的10～60 cm土层是核桃与冬小麦的主要水肥竞争区域。     

覆膜条件下冬小麦根系生理特性及其空间分布变化

覆膜条件下测定了冬小麦的根系活力与吸收面积,研究其空间分布情况。结果表明,在水平方向上,TTC还原量和TTC还原强度均随着离主茎距离的增加而减少;在垂直方向上,TTC还原量随着土层深度的加深而递减,TTC还原强度,返青期由上而下递减,开花期则上下土层无差异。根系总吸收面积和活跃吸收面积,在水平方向和垂直方向的变化与TTC还原量相同。覆膜处理并没有改变以上各指标的空间分布状态。但返青期水平方向的比吸收面积和比活跃吸收面积的变化趋势随覆盖地膜与否而不同,不覆膜处理由近到远递减,覆膜处理则无差异。返青期比吸收面积和比活跃吸收面积的垂直方向变化以及开花期二者的水平和垂直方向变化均无明显差异。根系活力与根系总吸收面积、活跃吸收面积呈极显著正相关。