晋西幼龄苹果×大豆间作的土壤中水分、养分空间分布特征及对大豆的影响

为了研究幼龄苹果(Malus pumila)×大豆(Glycine max)间作系统中土壤水分、养分的空间分布特征及其对大豆生长和产量的影响,选取晋西黄土地区具有典型代表性的幼龄苹果×大豆间作模式作为研究对象,对苹果×大豆间作系统及大豆单作系统（对照）的土壤水分、养分含量进行了定位监测。结果表明：（1）在垂直方向上,土壤水分含量随着土壤深度的增加而逐渐增加,土壤养分含量随着土壤深度的增加而逐渐减小;（2）在水平方向上,随着与树行距离的增加,土壤水分含量呈现递增的分布特征,土壤养分含量呈现高低高的分布特征;（3）与大豆单作系统相比,间作系统的土壤水分、养分含量出现不同程度的降低,整体上均表现为负效应;（4）苹果×大豆间作系统中苹果树与大豆间的土壤水分、养分竞争对大豆植株生长发育造成了较大影响,土壤水分含量、速效磷含量和全氮含量是影响大豆产量的主要因素,影响的主要区域在苹果树行两侧1.5 m的范围内;（5）建议采取适当的调控和管理措施缓解种间水肥竞争提高大豆的产量,以获取更多的经济收益。     

苹果花生间作系统土壤水分动态及主要竞争区域

以晋西黄土区典型苹果-花生间作系统为研究对象,研究间作系统界面土壤水分动态变化以及土壤水分的主要竞争区域,旨在提高该地区果农间作系统降水生产力、土壤水分利用效率。采用烘干称重法对苹果树行(行距为5 m)距苹果树不同距离处0~60 cm土层的土壤水分含量进行监测,利用移动窗口法对土壤水分的主要竞争区域进行分析。研究表明:花生的苗期、开花期、结荚期和成熟期,土壤水分含量较低,均未超过20%,且各时期土壤水分含量差异显著,苗期和成熟期土壤水分含量高于开花期和结荚期,开花期土壤水分含量最低;以距苹果树南北两侧各2.5 m为分界线,距离果树越远,土壤水分含量先降低再升高,最低点在距树行1.2 m左右;在花生各生育期,与花生单作比较,间作系统土壤水分皆呈现出负效应,分别是-25.16%、-20.26%、~(-1)2.97%和~(-1)1.13%;苹果-花生间作系统苗期的主要竞争区域是距树南侧0.8~2 m和距树北侧0.8~1.8 m,竞争宽度2.2 m;花生开花期的主要竞争区域为距树南侧0.8~1.8 m和距树北侧1~2 m,结荚期和成熟期土壤水分的主要竞争宽度最小,为1.8 m,主要竞争区域分别是距树南侧0.8~1.8 m、距树北侧0.8~1.6 m和距树南侧0.8~1.6 m、距树北侧0.8~1.8 m。     

QYJY-503C人工模拟降雨装置降雨特性试验

为了使基于人工模拟降雨装置的水土保持试验更可靠,采用人工降雨试验方法,通过研究QYJY-503C人工模拟降雨装置的降雨特性,探讨该装置在水土保持科学试验中的适用性。结果表明:1)雨滴达到终速时雨滴-色斑直径的关系为d=0.383 9D0.709;2)QYJY-503C人工模拟降雨装置有效降雨均匀度超过80%;3)在试验范围内,雨滴直径随降雨强度增大而增大,雨滴中数直径与降雨强度呈d50=0.559 5I0.280 5的幂函数关系,相同降雨强度条件下的雨滴直径较天然雨滴偏小20%~70%;4)降雨动能与降雨强度呈E=0.004 2I-0.021的线性关系,可通过控制降雨强度实现降雨动能与天然降雨的相似性;5)QYJY-503C人工模拟降雨装置性能稳定、可控性强,可适用于室内土壤侵蚀的研究。     

晋西黄土区刺槐和油松林地土壤水分动态变化

以晋西黄土区蔡家川流域不同坡向的刺槐和油松林地为研究对象,在2005-2012年对刺槐和油松固定样地0 ～ 200 cm土层的土壤水分进行定位观测,采用有序样本最优分割法分析刺槐和油松林地土壤水分年内、年际变化规律,探讨降雨分配情况对年内、年际刺槐和油松林地土壤水分变化的影响.结果表明：1）研究区刺槐和油松林地土壤水分年内变化可分为平稳期、波动期、积累期和消退期4个时段,阳坡刺槐林地和油松林地土壤水分条件接近,阴坡刺槐林地土壤水分条件最好;2）在偏早年,油松林地土壤水分亏缺量比刺槐林地小,当偏旱年与正常年相间时,油松林地土壤水分恢复速度比刺槐林地快;3）年内降水分配均匀度与刺槐和油松林地土壤水分年内波动幅度成反比,刺槐和油松林地土壤含水量年际变化滞后于降雨的年际变化.建议在晋西黄土区阳坡种植油松,阴坡种植刺槐.     

北京市道路防护林带内外PM2.5质量浓度特征及与气象要素的相关性

以北京市奥林匹克森林公园北侧的北五环路防护林带为研究对象,通过在林带外及林带内布设5处PM2.5质量浓度监测点进行3个月的定位监测,分析北京市道路防护林带内外PM2.5质量浓度特征,并通过建立PM2.5质量浓度与风速、温度、相对湿度等气象要素的相关关系,分析气象要素对PM2.5质量浓度的相关性.结果表明：1）在时间变化规律上,林带内PM2.5质量浓度08：00和12：00相对较高,其他时间段相对较低,18：00后质量浓度又开始增加,林带内PM2.5质量浓度在日变化规律上呈单峰或双峰变化,林带内外PM2.5质量浓度的日变化规律基本一致;2）在空间变化规律上,林带内PM2.5质量浓度水平比林带外相对较高,距北五环路40 m处PM2.5质量浓度值相对其他布置点2、20、30和60m处都高;3）林带内PM2.5质量浓度与风速、温度呈负相关关系,与相对湿度、气压呈正相关关系;4）林带内PM2.5质量浓度与温度的关系可以用幂函数来描述.     

晋西黄土区果农间作系统根系生态位特征

为了进一步分析农林复合系统的土壤水肥效应,指导农林复合系统的物种选择和行间配置及其水肥管理等农艺措施,以晋西黄土区核桃—大豆间作系统为研究对象,采用分层挖掘根系法,研究核桃和大豆的根系生态位分布特征及地下种间竞争关系。结果表明,在1.0~3.0 m各区域,核桃根系生态位宽度均大于大豆根系生态位宽度,而在3.0~3.5 m区域,则反之;在垂直方向上,除1.5~2.0 m区域的大豆外,大豆和核桃的根系生态位均随土壤深度的增加而下降;距树行1.0~3.0 m各区域,核桃对大豆的生态位重叠指数均大于大豆对核桃的生态位重叠指数,而在距树行3.0~3.5 m区域,则反之。距树行1.0~2.5 m区域的核桃和大豆根系生态位相似性和地下种间竞争指数均较大,为种间土壤水肥竞争的主要区域。     

氮磷钾肥用量及基追比例对山药产量及养分利用的影响

  【目的】  本研究通过分析氮、磷、钾施用量及分次施用比例对冀中平原棒山药产量、养分累积特征和养分利用效率的影响，以明确棒山药的最佳养分管理方式。  【方法】  田间试验分别在河北保定随东村和西孟尝村进行，供试山药品种为当地主栽品种棒山药。在随东村进行了氮磷钾3因素4水平完全随机试验，4个施N水平为0、225、300、450 kg/hm2 (基追比均为3∶7)，4个施P₂O₅水平为0、75、150、300 kg/hm2 (均基施)，4个施K₂O水平为0、225、300、450 kg/hm2 (基追比均为4∶6)，分析山药产量及不同生长阶段地上、地下部氮磷钾累积量。在西孟尝村进行了基施不同氮、磷量和钾肥的基追比例试验，4个基施氮(N)水平为0、60、90、120 kg/hm2，除对照外追施量均为240 kg/hm2；4个基施P₂O₅水平为0、150、225、300 kg/hm2；4个钾肥基追 (追肥分别于根茎膨大初期和盛期) 比例为0∶0∶0、5∶2∶2、5∶4∶0、9∶0∶0，K₂O施用总量均为270 kg/hm2。收获期测定山药茎、叶、零余子和根茎的生物量和氮磷钾累积量。  【结果】  1) 氮肥基追比例相同时，总施N 300 kg/hm2的山药产量和氮累积量显著高于施N 225 kg/hm2，表观利用率、农学效率和偏生产力则显著高于N 450 kg/hm2处理；追施氮量相同时，基施纯N 90 kg/hm2的全株氮、钾累积量显著高于基施纯N 60 kg/hm2，但两者山药产量、地下部氮磷钾累积量及养分利用效率均无明显差异。2) 不同施磷水平下，P₂O₅ 150 kg/hm2处理的山药产量和氮磷钾累积量显著高于P₂O₅ 75 kg/hm2处理，增产7.9%；当施P₂O₅量超过150 kg/hm2时，山药产量不再增加；但施P₂O₅ 225 kg/hm2的地上部氮磷累积量以及全株氮累积量均显著高于施P₂O₅ 150 kg/hm2，两者的表观利用率也没有明显差异。3) 不同供钾水平下，总施K₂O 300 kg/hm2的山药产量和氮磷钾累积量显著高于K₂O 225 kg/hm2处理，表观利用率、农学效率和偏生产力则显著高于K₂O 450 kg/hm2处理；总施K₂O量为270 kg/hm2时，基追分施处理的山药产量、氮磷钾累积量和养分利用效率均优于一次性基施。  【结论】  适量增施氮磷钾肥有利于山药增产和养分吸收，但过量施肥并不会增加产量且降低养分利用效率。结合适种山药的土壤性质和山药养分需求特性，从保证山药产量、实现养分累积和利用效率最大化，同时兼顾维持土壤肥力角度考虑，传统水肥管理方式下最佳氮磷钾养分管理的推荐模式为:基施纯N 60～90 kg/hm2，追施N 210～270 kg/hm2，追肥分别于甩条发棵期、根茎膨大初期和盛期进行；一次性基施P₂O₅ 150～225 kg/hm2；总施K₂O 270～300 kg/hm2，基肥K₂O 120～150 kg/hm2，其余在根茎膨大初期追施一次或者于根茎膨大初期和盛期等量各追施一次。     

基于质量法的土壤水溶性盐总量测定方法改进

  目的  利用现有常规测定方法批量测定土壤水溶性盐总量时存在浸提液用水质量不统一、浸提液获取慢、浸提液吸液量大、蒸干时间长导致测试效率低等突出问题。因此,探究基于质量法对土壤水溶性盐总量的测定方法进行改进。  方法  试验利用不同盐分水平的土壤对现有常规土壤盐分含量测定方法中的浸提方式、浸提液用量及试验用水质量进行改进研究。  结果  在中度及以下盐化土壤条件下,将浸提方式由抽滤改为离心,并将离心参数设置为转速4000 r min?1,离心8 min即可保证测试结果准确度,提高测试效率;无论浸提液盐分含量高低,当浸提液的吸液量由50 ml或100 ml降为20 ml时均可保证盐分测定结果的精密度和准确度,有效缩短蒸干时间;蒸馏水可以替代去CO₂的蒸馏水或超纯水作为土壤水溶性盐测定用水,既避免了进一步制水的时间消耗,又可以进一步降低测试成本。  结论  试验所得中度盐化及以下土壤含盐量测定方法可在保证改良方法合理性及应用效果条件下,从试验准确度、效率和成本等方面对现有方法进行了有效改进。     

水肥调控下苹果-玉米间作系统作物生长及经济效益分析

为了探求适用于晋西黄土区果粮间作系统的水肥管理制度,以当地典型的苹果-玉米间作系统为研究对象,通过设置二因素三水平水肥耦合试验,分析不同水肥调控下玉米灌浆期穗位叶叶绿素和叶水势相对含量及水平分布特征,从而建立灌水量、施肥量与各叶片生理指标及产量的回归关系,进一步分析各处理投入产出值及经济收益。试验设置灌水量上限三水平分别为:田间持水量(Fc)的50%(W1)、65%(W2)和85%(W3),施肥量分别为:N 289 kg·hm~(-2)+P_2O_5118 kg·hm~(-2)+K2O 118 kg·hm~(-2)(F1,70%经验施肥量)、N 412.4 kg·hm~(-2)+P_2O_5168.8 kg·hm~(-2)+K2O 168.8 kg·hm~(-2)(F2,100%经验施肥量)、N 537 kg·hm~(-2)+P_2O_5219 kg·hm~(-2)+K2O 219kg·hm~(-2)(F3,130%经验施肥量)。结果表明:水肥调控对植物叶绿素含量影响较小,对叶水势影响较大;随着施肥量的增加,植物叶水势、叶面积指数及产量均逐渐减小;不同水肥调控措施通过种间竞争对叶片生理参数产生的影响不同。玉米叶绿素随着距树行距离的增加而逐渐递增,不同灌溉水平对距树不同距离处玉米叶水势影响差异较大。多元回归分析结果显示:当全生育期氮肥施用量为289 kg·hm~(-2)、磷肥施用量为118 kg·hm~(-2)、钾肥施用量为118 kg·hm~(-2),间作系统可获得较高的产量,理论最大值分别为10 133.50 kg·hm~(-2)、10 205.90 kg·hm~(-2)。在本次试验设计范围内采用全生育期灌水上限设定值为田间持水量的50%,总施肥量为525 kg·hm~(-2)(F1,70%经验施肥量)的水肥管理制度可使间作系统净收益最高,可达10 470.38元·hm~(-2)。因此,低量灌水和施肥不仅可使系统净收益最大,还可避免盲目施肥和灌溉造成的环境污染和资源浪费,是最有利于晋西黄土区果粮间作系统的水肥管理制度。