柠条秸秆和地膜覆盖对土壤水分和玉米产量的影响

为了探讨北方农牧交错带不同保墒措施下旱地玉米的土壤水分特征及其对产量的影响,以甘农118为试验材料,监测了单膜(SFP)、双膜(DFP)、柠条秸秆沟埋(CPDP)和裸地(CK)4种不同处理下0~100 cm土壤水分季节变化、垂直变化及年际变化,测定了玉米产量和水分利用效率。结果表明:SFP和DFP处理明显改善0~40 cm土层土壤体积含水率,较CK处理保墒效果提高35.65%~47.91%,但随着玉米生育期的推进,由于玉米生长耗水和土壤蒸发作用,建植后土壤体积含水率均接近或低于萎蔫系数(7.20%)。连续2 a种植玉米4种处理土壤贮水量均有不同程度的减少,CPDP和CK处理土壤贮水量分别减少了68.42和68.07 mm,其次为SFP(53.49 mm),DFP减少最小(48.98 mm),说明研究区内玉米生长需要消耗大量土壤水分。SFP和DFP能够增加玉米对降雨和土壤水的利用,不同年份产量水分利用效率较CK处理分别提高12.55%~35.71%和25.11%~54.70%。SFP和DFP耗水量、产量和水分利用效率均无显著差异(P0.05),因此建议在研究区种植玉米时可以采取SFP措施,而CPDP耗水量较高、产量和水分利用效率相对较低,不宜采取此种保墒措施。     

中间锦鸡儿不同器官水浸提液对苜蓿种子萌发的影响

以苜蓿为试材,研究了中间锦鸡儿根、茎、叶不同浓度水浸提液(0.5、1.0、5.0、10.0、25.0mg/mL)对苜蓿种子萌发及幼苗生长的化感作用。结果表明:中间锦鸡儿不同器官水浸提液均对苜蓿种子萌发表现出低促高抑的效应。中间锦鸡儿根、茎水浸提液对苜蓿胚根的生长表现为促进作用,且随水浸提液浓度的增大呈先增强后减弱的趋势;中间锦鸡儿根、茎水浸提液对苜蓿胚轴主要表现为抑制作用;中间锦鸡儿叶水浸提液对苜蓿胚根和胚轴的生长均表现出低促高抑的效应;中间锦鸡儿根、叶水浸提液对苜蓿幼苗干重的影响表现为低促高抑,而中间锦鸡儿茎水浸提液则以促进作用为主。总体来看,中间锦鸡儿各器官的水浸提液对苜蓿种子的萌发存在化感作用,建议今后在营造锦鸡儿-苜蓿人工复合系统时需考虑种间化感作用。     

柠条不同还田方式对旱地玉米光合特性及水分利用效率的影响

为寻求来源丰富的柠条资源多元化利用途径,在宁夏中部半干旱地区,以普通玉米品种(‘甘农118’)为试验材料,监测柠条不同还田方式[柠条粉(CP)、羊粪(SM)、菌料(FM)]及在配施钾肥[柠条粉+钾肥(CP+K)、羊粪+钾肥(SM+K)、菌料+钾肥(FM+K)]条件下旱地玉米的土壤水分、生长特性、光合特性,计算叶片水分利用效率和产量水分利用效率。结果表明:柠条不同还田方式下不同处理间各土层土壤体积含水率无显著差异,在玉米生长中后期(8月20日-9月27日)配施钾肥处理20~100cm土层的土壤体积含水率要高于未配施处理。不同处理玉米叶片净光合速率和气孔导度值随生育期的变化总体呈降低趋势,与胞间CO_2体积分数相反。在玉米生长一定时期后,配施钾肥处理的叶片水分利用效率分别显著高于与其对应的未配施钾肥处理(P0.05),但产量和产量水分利用效率未达到显著差异。CP和CP+K处理产量和产量水分利用效率均较低,因此建议不采取该种还田方式。     

不同林龄中间锦鸡儿枝叶生物量与粗蛋白含量研究

以16 年、25 年、37 年生3 种不同林龄的中间锦鸡儿为研究对象,测定其枝叶生物量和粗蛋白含量,并对16 年生中间锦鸡儿进行粗蛋白含量年内动态监测及不同径级枝条粗蛋白含量测定。结果表明：随着林龄的增大,中间锦鸡儿枝叶生物量呈下降趋势。3 种不同林龄中间锦鸡儿枝叶粗蛋白含量以16 年林龄最高。16 年生中间锦鸡儿叶粗蛋白含量随生长周期的推进逐渐减小;枝粗蛋白含量的年内动态基本处于稳定趋势。中间锦鸡儿枝、叶粗蛋白含量在一年的生长周期中均较高,可作为家畜优质的灌木饲料。随着中间锦鸡儿枝径级的增加,枝条生物量显著减小,而各径级枝粗蛋白含量则随径级的增加显著增大。锦鸡儿林的发展已显示出退化的倾向,较老林龄的中间锦鸡儿自我更新能力衰退。     

苜蓿不同器官水浸提液对中间锦鸡儿种子萌发的影响

为了探讨苜蓿不同器官水浸提液对中间锦鸡儿种子萌发的化感影响,采用生物测定法,研究了苜蓿根、茎叶不同浓度水浸提液（0.5,1.0,5.0,10.0,25.0 mg/ml）对中间锦鸡儿种子萌发及幼苗生长的化感作用。结果表明,苜蓿不同器官水浸提液对中间锦鸡儿种子萌发有明显的抑制作用,随着苜蓿各器官水浸提液浓度的增加,抑制作用增强。相同浓度下根水浸提液对中间锦鸡儿种子萌发的抑制作用大于茎叶水浸提液。当苜蓿各器官水浸提液为1.0 mg/ml浓度时,中间锦鸡儿幼苗的胚根长、胚轴长、苗高均高于对照;而在25.0 mg/ml浓度时,各器官水浸提液对幼苗则表现出显著的抑制作用（P < 0.05）。本文通过研究苜蓿和中间锦鸡儿的化感作用,以期为人工建置灌草间作提供理论基础。     

柠条秸秆和地膜覆盖措施对玉米生长光合特性和水分利用效率的影响

以甘农118玉米为试验材料,于2013年和2014年在宁夏盐池进行了大田试验,设置单膜平作(single film mulching and flat planting,SFP)、双膜平作(double film mulching and flat planting,DFP)、柠条粉沟覆平作(Caragana intermedia powder ditch mulching and flat planting,CPDP)和裸地(Uncovered and flat planting,CK)4个处理,比较了其对旱地玉米生长、光合特性及水分利用效率的影响。结果表明,在降雨量较多和玉米生长末期,各处理玉米的株高、茎粗和叶面积间无显著差异(P0.05);在降雨量较少时,覆膜处理(SFP和DFP)各生长特性间显著高于CK和CPDP处理(P0.05),而CPDP和CK处理间则无显著差异(P0.05)。在玉米建植后的中后期,覆膜处理(SFP和DFP)光合速率和蒸腾速率高于CPDP和CK处理处理。总体看来,CPDP处理的水分利用效率(叶片水平和产量水平)均低于SFP和DFP处理。因此,不建议在研究区采取CPDP处理措施。     

荒漠草原不同生长年限中间锦鸡儿灌丛枝系构型特征

基于分维数理论,对荒漠草原5个不同生长年限(未平茬16年、25年、37年生及平茬后1年、5年生)中间锦鸡儿(Caragana intermedia)灌丛的枝系构型变化进行分析,并探讨其生态适应策略。中间锦鸡儿灌丛的冠幅、株高、基径等指标基本随生长年限的增加呈先增大后降低趋势,未平茬中间锦鸡儿灌丛的地上生物量随林龄的增加呈下降趋势,老林龄(37年生)灌丛以自我更新的方式来抵制衰老的态势;平茬后1年与5年生中间锦鸡儿灌丛的枝径比(ratio of branch diameter,RBD)较未平茬16、25、37年林龄灌丛大,平茬后灌丛枝条间的承载力增大;中间锦鸡儿灌丛的总体分枝率(overall bifurcation ratio,OBR)以及低级枝的逐步分枝率(stepwise bifurcation ratio,SBR1∶2)随林龄增大而减小,平茬后1年生灌丛的OBR及SBR1∶2较未平茬3种年限林龄的灌丛大,但平茬后5年生灌丛的OBR和SBR1∶2急剧降低;未平茬灌丛的树冠分维数(crown fractal dimensions,CFD)较低,均小于1,且随林龄增大,树冠分维数降低。平茬后的灌丛CFD值大于1,尤以平茬后5年生灌丛为最大。未平茬灌丛的分枝分维数(bifurcation fractal dimensions,BFD)随林龄增大而减小,平茬后1年生灌丛BFD值大于未平茬灌丛,平茬后5年生灌丛BFD值最小。在构件水平上,16、25、37年生中间锦鸡儿灌丛出现衰退型发育的趋势。16年生中间锦鸡儿灌丛的枝系空间格局最为复杂,其占据空间的能力以及利用空间资源的潜能较高。但随着灌丛林龄的增加,中间锦鸡儿的枝系构型趋于简化,对空间资源的利用潜能和生态适应能力下降。平茬有利于刺激灌丛空间格局的发展,使灌丛枝系构型复杂化,但平茬后生长5年的灌丛,其构型发展主要以各级分枝枝长为主,分枝数对其贡献不大。     

不同林龄中间锦鸡儿枝叶生物量与粗蛋白含量研究

以16年、25年、37年生3种不同林龄的中间锦鸡儿为研究对象,测定其枝叶生物量和粗蛋白含量,并对16年生中间锦鸡儿进行粗蛋白含量年内动态监测及不同径级枝条粗蛋白含量测定.结果表明:随着林龄的增大,中间锦鸡儿枝叶生物量呈下降趋势.3种不同林龄中间锦鸡儿枝叶粗蛋白含量以16年林龄最高.16年生中间锦鸡儿叶粗蛋白含量随生长周期的推进逐渐减小;枝粗蛋白含量的年内动态基本处于稳定趋势.中间锦鸡儿枝、叶粗蛋白含量在一年的生长周期中均较高,可作为家畜优质的灌木饲料.随着中间锦鸡儿枝径级的增加,枝条生物量显著减小,而各径级枝粗蛋白含量则随径级的增加显著增大.锦鸡儿林的发展已显示出退化的倾向,较老林龄的中间锦鸡儿自我更新能力衰退.     

荒漠草原不同种植年限人工柠条林土壤碳氮磷化学计量特征

以荒漠草原不同林龄(9 a,17 a,27 a)人工柠条林为对象,研究不同土层深度以及柠条灌丛不同部位的土壤有机碳(soil organic carbon,SOC)、全氮(total nitrogen,TN)和全磷(total phosphorus,TP)含量及其生态化学计量特征变化规律.结果表明:不同林龄柠条灌丛各部位SOC和TN含量在垂直剖面上的分布具有统计学上的极显著差异(P0.01);灌丛各部位SOC、TN含量均随林龄增加逐渐增大,且随土层加深逐渐减小,具有明显的表聚性,灌丛各部位均表现为内部边缘外部;随着柠条林龄的增长,灌丛各部位土壤TP含量呈逐渐增加的趋势.随着林龄的增长,灌丛各部位土壤C/N均呈现逐渐降低的趋势;而土壤C/P在灌丛内部和边缘呈现先降低后增加的趋势,而在灌丛外部呈现逐渐增加的趋势;土壤N/P在灌丛内部和外部呈现逐渐增加的趋势,而在灌丛边缘呈现先降低后增加的趋势.随着土层深度的增加,土壤C/N呈逐渐增加的趋势,而C/P和N/P整体上呈先降低后增加的趋势.N/P与TP呈极显著负相关,而与TN和C/P呈极显著正相关.可见,人工柠条林在生长过程中土壤养分呈现明显的表聚性,柠条灌丛出现肥岛效应;由于柠条在生长过程中受到诸多因素的影响,还需加强植被与土壤生态系统N/P化学计量特征,土壤N、P养分限制和植被养分适应特征相互关系的研究.     

人工柠条灌丛行间距对荒漠草原土壤有机碳含量空间分布的影响

以天然荒漠草原(CK)为对照,在6m行间距(BD),3m行间距(MD),1.5m行间距(SD)人工柠条灌丛水平方向上按照灌丛根围、灌缘和灌丛间取样,垂直方向上按照0-10cm,10-20cm,20-40cm,40-60cm,60-80cm,80-100cm取样,系统开展土壤有机碳(SOC)空间分布格局研究,探讨不同行距人工柠条灌丛对荒漠草原SOC空间分布的影响。结果表明:4种样地SOC含量垂直方向分布格局均表现为先上升后下降,而且SOC含量在80-100cm土层最低,但是BD和MD人工柠条灌丛均以40-60cm土层SOC最高,而SD和对照样地在20-40cm土层最高,3种不同行间距柠条灌丛SOC主要存储于20-60cm土层中,天然荒漠草原SOC主要存储于0-40cm土层中,0-100cm土层SOC平均含量为SDMDBDCK,分别比对照高16.13%,14.64%和12.41%;水平方向分布格局为0-20cm土层3种柠条灌丛根围、灌缘、灌丛间的SOC含量低于对照,SD和MD柠条灌丛表层根围土SOC含量高于对照,20cm土层以下3种不同行间距柠条林根围、灌缘和灌丛间SOC均明显高于对照。上述结果说明,人工柠条灌丛能够增加荒漠草原SOC含量,随行间距的增大其增加效果减弱,垂直方向的增加效应集中在柠条灌丛20cm土层以下,同层相比水平方向增加效应表现为根围灌缘灌丛间,根围土增加效果最为显著,1.5m小行距柠条灌丛无论在水平方向还是在垂直方向上影响最大。