Effects of fertilization and irrigation on American sycamore and black locust planted on a reclaimed surface mine in Appalachia

Short rotation woody biofuel plantations on reclaimed surface mines in Appalachia can diversify domestic energy supplies and facilitate the reforestation of these disturbed lands. This study examined growth, survival, biomass accumulation and allocation, and nitrogen concentrations following two growing seasons in American sycamore (Platanus occidentalis L.) and black locust (Robinia pseudoacacia L.) seedlings receiving irrigation, granular fertilization, and irrigation + fertilization compared with untreated controls. Fertilization increased basal diameter, height, and stem mass of American sycamore following two growing seasons. Increased stem production was attributed to accelerated development and not shifts in biomass allocation due to treatment. Irrigation and irrigation + fertilization treatments did not enhance growth or biomass accumulation of American sycamore. Similarly, black locust basal diameter, height, and stem mass did not differ among the treatments. Browse surveys showed that more than 76% of black locust seedlings experienced arrested or retrogressed growth due to browse; less than 3% of American sycamores were browsed. This intensive browse by ungulates, likely including reintroduced elk, may have affected growth differences among species and confounded the effects of treatments on black locust. Survival was unaffected by treatment in both species, but mean survival was greatest in American sycamore (80%) compared to black locust (58%). Per tree total nitrogen uptake was highest in fertilized American sycamore (7.9 g) and lowest in irrigated American sycamore (0.9 g). The results of our study suggest that granular fertilizer applications can accelerate seedling growth on reclaimed surface mines in the Appalachian region.     

长期水旱轮作条件下紫色土养分供应能力的研究

通过10年稻—麦水旱轮作定位试验,研究了紫色土生产力以及N、P、K自然供应能力和变化。结果表明,在水旱轮作下,紫色土对稻、麦产量的地力贡献率平均为58%和51%,肥料的增产贡献率可达42%～49%。紫色土N、P、K养分自然供给力在小麦上分别为60%、70%、91%,在水稻上分别为70%、90%、92%,小麦对肥料的依赖性高于水稻;N、P、K养分的自然供应量在小麦上分别为37.1、5.4、45.9kg.hm2,在水稻上分别为81.8、13.6、103.0kg.hm2。随着试验年份的延长,旱作季节紫色土N、P、K养分的供应能力逐年降低,水作季节N、P、K供应力则相对稳定,旱作对地力的消耗比水作大。环境输入的养分在维持水田稳定供肥能力发挥了重要作用。紫色土这种基础养分供给力可维持每年生产小麦1.4t.hm2、稻谷3.5t.hm2左右。     

稻麦轮作条件下菌渣还田对土壤剖面养分分布的影响

[目的]揭示菌渣还田提升耕地土壤质量的机理,以期为种植业固体废弃物的资源化利用提供理论依据。[方法]以成都平原稻麦轮作区为研究对象,进行为期1a的田间小区试验。共设置常规化肥(CF)、等氮量还田(T_1)、1.5倍氮量还田(T2)、2倍氮量还田(T3)和2.5倍氮量还田(T_4)5个处理;分别在水稻种植期和小麦种植期采集0—15cm,15—30cm,30—50cm土层土样,对土壤样品的全量养分进行测定。[结果](1)化肥施用或菌渣还田后,0—15cm土层养分含量显著高于15—50cm土层(p0.05);(2)不同处理下土壤养分的变化与常规施肥(CF)相比,在水稻季土壤中,T_4处理下的土壤含有较高的全氮和全钾养分含量水平,T2,T3和T4能有效提高全磷养分含量;在小麦季土壤中,T4能有效提高土壤全氮、全磷含量,全钾在不同菌渣处理条件下的含量与常规施肥相比差异不显著(p0.05);(3)T_1、T_2、T_3和T_4处理下的土壤养分含量均大致呈现出随着还田量的增加而增加的变化趋势。[结论]高量菌渣还田能有效提高土壤全氮、全钾、全磷养分含量,中量菌渣还田能有效提高全磷含量。     

不同轮耕方式对渭北旱塬麦玉轮作田土壤物理性状与产量的影响

为研究不同轮作模式对渭北旱作冬小麦?春玉米一年1熟轮作田土壤物理性状和产量的影响,于2007—2014年在陕西省合阳县冬小麦?春玉米轮作田连续7年实施了保护性耕作定位试验,测定和分析了免耕/深松、深松/翻耕、翻耕/免耕、连续免耕、连续深松和连续翻耕6种轮耕模式下麦田0~60 cm土层物理性状、0~200 cm土层土壤湿度和小麦产量的变化。结果表明:1)不同轮耕模式0~40 cm土层土壤容重、孔隙度和田间持水量差异显著,其中以免耕/深松效果最显著;0~60 cm土层免耕/深松轮耕处理平均田间持水量较连续翻耕处理提高12.9%;2)轮耕对土壤团聚体特性影响明显,免耕/深松0.25 mm水稳性团聚体含量(R0.25)最高,结构体破碎率和不稳定团粒指数(ELT)最低,水稳性均重直径(WMWD)最高,水稳性和力稳性团聚体分形维数(D)均最低;3)小麦生育期间免耕/深松处理0~200 cm土层土壤蓄水量和小麦产量较连续翻耕分别增加17.7 mm和9.5%。综合可知,轮耕有利于耕层土壤物理结构改善,免耕/深松更有利于耕层土壤大团聚体形成和土壤结构稳定,利于土壤蓄水保墒和作物增产,为渭北旱塬区麦玉轮作田较适宜的轮耕模式。     

耕作及轮作对土壤氮素径流流失的影响

5年轮作和1年水平沟耕作试验表明:在不同的坡度上,与传统耕作法相比,水平沟减少产流7%,径流液铵态氮浓度提高19%,流失量达到13.01kg/(km²·a),比传统耕作多流失1.11kg/(km²·a);径流硝态氮浓度减少27%,比传统耕作减少7.68kg/(km²·a);径流硝态氮流失减少量和铵态氮增加量相差6倍,水平沟可减少6.57kg/(km²·a)矿质氮流失;水平沟拦截泥沙25%左右,泥沙中全氮富集率提高13%,土壤全氮流失457kg/(km²·a),平均减少18%;一季黑豆和一季黄豆及两季黑豆和一季黄豆参与的5年轮作周期,土壤侵蚀量仅为896t/(km²·a)和984t/(km²·a),不及糜子和土豆参与轮作周期的1/2.     

广西旱地分带间套轮作试验示范研究

于1986～1988年,在广西六个县、市进行了旱地分带种植试验、示范,已取得了预期效果。(1)经济产量比对照高187.9kg/亩,增产44.4%;(2)纯收入比对照高108.1元/亩,增收83.7%;(3)每个工日产粮、产值比对照分别高7.6 kg、2.7元/工,增54.7%、37.0%;每元投入产粮、产值比对照分别高1.2kg、0.7元,增33.3%、41.2%; (4)产/投能量效率高31%;每投一单位辅助能,产生物能,食物能比对照分剐高400kcal、120kcal;光能利用率及光能生产率此对照分别多0.17%,0.1%;(5)土地等量比率(L.E.R)为对照的4.4倍;(6)土壤肥力比对照有所提高。     

三峡库区生态农业产业化的模式与构建途径

生态农业产业化是现代农业发展的必由之路,是农业生产经营形式的突破。立足于三峡库区这一特定区域,分析了库区农业产业化发展的背景和现状,说明发展生态农业产业化是与库区生态环境与经济发展相适应的必然,在此基础上试图构建库区生态农业产业化模式,并提出保证该模式稳定高效运转的一系列措施,以协调库区人地关系,使山地生态农业系统得以可持续发展,农业产业化进程顺利进行。     

内蒙古阴山北麓干旱区不同种植模式对农田风蚀的影响

通过野外观测和室内试验，研究阴山北麓干旱区不同的种植模式对农田风蚀的影响，结果表明：（1）研究区具有发生风硅危害的潜在气候条件；（2）土壤不合理的翻耕是造成农田风蚀的重要因素，通过实行保护性的留茬免耕措施，可以有效抑制农田土壤风蚀。（3）不同作物种植条件下，条播作物农田风蚀量小于穴播作物。为了有效防治农田土壤风蚀，对作物进行高留茬处理和通过各种措施增加地表粗糙度，可以达到最大的防风蚀作用。（4）农事操作增大了土壤风蚀的潜在危险。     

不同施肥模式对稻田氮磷流失及产量的影响

通过在巢湖派河小流域进行田间小区试验,研究了T1(常规复合肥)、T2(生物有机肥替代30%氮肥)、T3(控失肥替代30%氮肥)、T4(生物有机肥和控失肥各替代15%氮肥)不同施肥模式下水稻田面水中氮磷浓度变化、径流氮磷流失以及水稻产量。结果表明:处理T1的田面水总氮、总磷平均浓度分别为10.30,0.45 mg/L,与T1相比,T2、T3、T4的田面水总氮平均浓度分别降低了12.2%,6.5%,5.3%,田面水总磷平均浓度分别降低了26.7%,15.6%,13.3%。T1的径流总氮、总磷累积流失量分别达17.68,1.60 kg/hm~2,处理T2、T3、T4的径流总氮累积流失量较T1分别降低了35.0%,30.8%,25.5%,径流总磷累积流失量较T1分别降低了16.3%,21.9%,22.5%。处理T1的籽粒产量为8.95 t/hm~2,处理T2、T4的产量较T1分别增加了7.8%,6.5%,差异显著,处理T3的产量较T1降低了2.2%,差异不显著。与施用常规复合肥(T1)相比,生物有机肥替代30%氮肥(T2)、生物有机肥与控失肥各替代15%氮肥(T4)这2种施肥模式既可显著提高作物产量,又能有效降低稻田氮磷流失风险。研究结果可为巢湖流域稻田面源污染的防治提供理论依据。     

经营因素对2代3年生杉木林生长的影响

通过建立固定标准地,研究福建南平峡阳国有林场一片29年生、20地位指数级的第1代杉木人工林采伐前的林分密度和采伐后的立地管理措施对第2代3年生杉木林分生长的影响。结果表明:第1代杉木人工林的林分密度对2代3年生杉木林分的生长有极显著影响。最高密度等级(1 500株·hm-2以上)的第1代杉木林在采伐后营造的第2代杉木林,其3年生的生长量为最低;采伐后的立地管理措施对2代3年生杉木林分生长的影响不显著;第1代杉木林较高的林分密度可能对人工林长期生产力的维持不利。