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。     

山药田土壤微生物群落分布特征及间作豆科植物的改良效果

为解析山药田连作后的土壤微生态环境变化,探寻连作障碍产生的微生物学机理,采用田间小区试验和室内检测分析相结合的方法,以粮田土壤为对照,在分析山药田土壤微生物群落分布特征的基础上,探究间作苜蓿、三叶草和大豆3种豆科植物对土壤微生态环境的改良效果。结果表明:在0～100 cm土层中,山药田和粮田土壤细菌、真菌和放线菌三大微生物种群的数量基本表现为随土层加深而降低的趋势。与粮田相比,山药苗期0～100 cm土层土壤细菌和真菌数量均表现为山药田土壤高于粮田土壤,特别是真菌数量,高于粮田土壤1.86～4.48倍。而固氮菌和放线菌数量则表现为粮田土壤高于山药田土壤的趋势,特别是0～20 cm土层,分别比山药田土壤提高了1.51和0.75倍。山药收获期,0～20和20～40 cm土层山药田土壤细菌、固氮菌和放线菌数量均呈现出低于粮田土壤,而真菌数量高于粮田土壤的趋势,且0～100 cm土层土壤细菌与真菌数量的比值均降低。间作苜蓿、三叶草和大豆后可显著提高0～40 cm土层土壤中的固氮菌、解磷细菌及放线菌的数量。说明山药连作会明显影响土壤三大微生物群落的组成结构,而间作豆科植物对土壤微生物群落分布有一定的改良效果。     

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。     

晋西黄土区苹果花生间作系统小气候效应

苹果花生间作是晋西黄土区主要的农林复合配置模式,但常常因为间作系统结构设计不合理而导致间作系统内作物生长和产量受到影响。为了定量解析果农间作系统对小气候,进而对其间作作物生长发育和产量的影响,本文深入研究果农间作系统的小气候状况,为优化当地果农间作系统结构提供理论支持。以晋西黄土区吉县7年生苹果(Maluspumila)+花生(Arachis hypogaea)间作系统及花生单作系统(对照)为研究对象,首先在果树与作物间布设根障,以消除果树地下部分对作物的影响。在此基础上,对距树行不同距离处作物行的小气候因子(光合有效辐射(PAR)、大气温度、空气相对湿度和风速)及作物生长进行监测,经数学模拟分析得出:(1)苹果+花生间作系统的光合有效辐射相对指数为49.39%~88.07%,大气温度相对指数为92.74%~97.32%,空气相对湿度相对指数为112.36%~123.72%,风速相对指数为70.58%~74.22%,且距树行越近小气候效应越显著;(2)果农间作系统对小气候的影响进而造成对间作系统中花生生长发育及产量的负面影响,间作系统内花生的净光合速率和产量均低于对照的单作花生,且表现为距树行越近下降越多;(3)各小气候因子对花生生长的影响程度不同,光合有效辐射、大气温度和空气相对湿度对花生净光合速率和产量的贡献率分别为62.48%、20.71%、16.45%和53.48%、16.45%、30.07%。     

河北省主栽山药品种矿质养分累积及矿质营养品质差异

  【目的】  比较河北省主栽山药品种的矿质养分累积特性及营养品质的差异,以期为山药生产提质增效制定科学的养分管理措施。  【方法】  田间试验在河北省蠡县进行,供试山药(Dioscorea oppositifolia L.)品种包括棒药、大和白玉、紫药和小白嘴,山药4个品种的施肥量和施肥方法均一致。在成熟期,取样测定了山药地上部、根茎生物量,以及9种矿质元素(氮、磷、钾、钙、镁、铁、锰、铜和锌)含量和累积量。  【结果】  4个主栽山药品种根茎的鲜生物量表现为大和白玉>棒药>紫药>小白嘴,而干生物量表现为紫药>大和白玉>小白嘴>棒药。大和白玉根茎的氮、钙、镁、锰、铜、锌累积量最高,且钾、钙、镁、锰、铜、锌分配系数最高,紫药根茎的磷、钾累积量最高,且氮分配系数较高,磷分配系数最高,棒药根茎的铁累积量及分配系数均为最高。4个山药品种形成1000 kg产量对大量营养元素的需求量均表现为钾>氮>磷,对中量营养元素的需求量均表现为镁>钙,对微量营养元素的需求量均表现为铁>锌>锰>铜。以《中国食物成分表》(标准版)中山药的9种矿质营养品质指标作为参比,对4个供试山药品种的9个矿质营养品质指标进行主成分分析,提取出特征值大于1的主成分3个,累计贡献率为96.77%。其中,第1主成分贡献率为56.45%,主要受钾、锌的影响;第2主成分的贡献率为29.09%,主要受镁、锰的影响;第3主成分的贡献率仅为11.22%,主要受铁的影响。矿质营养品质综合评价结果为大和白玉最优,其次是棒药,小白嘴和紫药分列第3和第4位,但4个品种矿质营养品质均优于《中国食物成分表》(标准版)中的山药品质。  【结论】  大和白玉为矿质营养品质最优品种,且为高锌品种,棒药为高钙、铁品种,土壤中钾、镁、铁、锰和锌含量是影响山药根茎矿质营养品质差异的主要元素。山药生产中,矿质肥料的施用要考虑土壤中矿质元素含量与不同品种的矿质元素需求,进行科学的养分管理,以进一步提升山药矿质营养品质。     

晋西黄土区水肥调控对苹果玉米间作系统土壤含水量及分布的影响

为探求适用于晋西黄土区果农间作系统的水肥管理制度,研究灌水施肥对土壤含水量的影响,避免盲目施肥和灌溉造成环境污染、资源浪费以及水土流失.以晋西黄土区典型的苹果+玉米间作系统为研究对象,设置双因素3水平水肥耦合试验,分析不同水肥调控下,玉米灌浆期和成熟期土壤水分空间分布及土壤水分效应.试验设置灌水量3水平分别为:田间持水量的50％、65％和85％,追肥量3水平分别为:N 289 kg/hm2+P2O5118 kg/hm2+K2O 118 kg/hm2(F1,70％经验施肥量)、N 412.4 kg/hm2+P2O5168.8 kg/hm2+K2O 168.8 kg/hm2(F2,100％经验施肥量)、N 537 kg/hm2+ P2O219 kg/hm2+ K2O 219 kg/hm2(F3,130％经验施肥量).结果显示:灌浆期试验组较对照组土壤含水量最高提高7.6％,成熟期最高可提高10.9％,试验组较对照组土壤含水量水平分布差异变小;灌溉和施肥对土壤水分的垂直分布影响较大,可显著提高作物生育后期30 ～ 60 cm土层土壤含水量,可以缓解间作系统种间的水分竞争;试验组W3F1在玉米灌浆期土壤含水量最高,所以,推测其为最利于间作系统增产的水肥调控模式.本研究可为晋西黄土区果农间作系统灌溉和施肥管理,提供理论基础和技术支撑.     

基于GIS的柳沟流域场降雨产流模拟

黄土高原土壤侵蚀问题举世瞩目,巳成为黄土高原经济社会发展的主要障碍和主要的生态环境问题,其中以水力侵蚀最为严重,水力侵蚀面积已超过总面积的一半.掌握降雨产流原理及发展规律对从根本上防治水土流失提供科学依据,本文以西北黄土区蔡家川流域柳沟嵌套小流域为研究对象,在GIS平台下进行了水文地形因子的提取,通过改进前人分布式水文...     

晋西黄土区苹果 + 大豆间作系统小气候及其对作物生产力的影响

为了评价果农间作系统的生态效益和经济效益,指导果农间作系统的物种选择和行间配置等农艺措施的生产实践,以晋西黄土区山西省吉县3年生苹果＋大豆间作系统（T1）、5年生苹果＋大豆间作系统（T2）、7年生苹果＋大豆间作系统（T3）和大豆单作系统（CK）为对比试验材料,通过布设根障,在分析苹果＋大豆间作系统小气候各因子特征的基础上,利用灰色关联法,研究不同树龄间作系统的小气候综合效应,并评价小气候对作物生产力的影响.结果表明：1）与大豆单作系统相比,苹果＋大豆间作系统光合有效辐射强度降低了30.3％ ～ 59.0％,气温下降了5.9％～17.9％,表层土壤温度下降了14.6％～42.7％,空气相对湿度增加了7.0％ ～ 17.9％;2）随着树龄的增加,苹果＋大豆间作系统对大豆单作系统的小气候关联系数逐渐降低,其中,小气候各因子中,空气相对湿度和光合有效辐射强度与大豆单作系统的关联度最小;3）各树龄苹果＋大豆间作系统的大豆根茎叶生物量和产量均低于大豆单作系统.树龄越大,苹果＋大豆间作系统的光拦截作用和降温增湿作用越明显,小气候综合效应也越强,但各树龄苹果＋大豆间作系统的小气候均会对间作大豆生产力水平产生负面效应.     

北京地区下凹式绿地土壤渗透能力及蓄水对土壤物理性质的影响

采用自制的模拟下凹式绿地,通过模拟不同设计暴雨强度条件下下凹式绿地的进水负荷,动态监测下凹式绿地在蓄水过程中土壤水分的渗透量和平均入渗速率,研究北京地区下凹式绿地在蓄积周边外来雨水径流过程中土壤水分的渗透规律以及蓄积雨水径流后对土壤孔隙及土壤密度的影响。结果表明:1)在土壤含水率基本相同的条件下,下凹式绿地土壤渗透性能在1、3、5年一遇暴雨情况下会随着暴雨强度的增加而增大;2)在设计暴雨强度一致时,土壤水分的渗透量和平均入渗速率没有明显差异,土壤密度小、总孔隙度大的渗透量和平均入渗速率更大;3)随着绿地蓄水次数的增多,土壤密度和总孔隙度变化较大,蓄水试验后,土壤密度由最初的1.33 g/cm3变为1.65g/cm3、总孔隙度由原来的50.06%变为39.18%。     

黄土高原清水河流域土地类型利用变化及生态系统服务价值分析

为探讨人为干预下黄土高原清水河流域土地利用类型变化及其对生态系统服务的影响,以清水河流域1959,1986和2007年3个时期的土地利用类型为对象,对该流域的生态系统服务价值进行了研究,结果表明:三个时期清水河流域总面积的97%以上为林地、草地和农田;从1959—2007年土地利用表现为林地面积的增加,草地和农田面积的减少;3种生态系统的综合服务价值除废物处理和食物生产外,其他各项服务价值从1959—2007年均表现为递增,增幅由大到小依次为气体调节>原材料>水源涵养>生物多样性保护>土壤形成和保护>气候调节和娱乐文化。由此可见,在追求总生态服务价值的基础上,在该流域不能只追求林地面积的增加,在进行生态环境建设时应充分考虑当地的水资源和经济发展的需要。