保护性耕作对旱作农田干湿交替过程中土壤呼吸速率的影响

【目的】探讨免耕及秸秆覆盖等保护性耕作措施对旱作农田干湿交替过程中土壤呼吸速率的影响。【方法】基于设在陇东黄土高原的长期草田轮作定位试验,试验开始于2001年,包括传统耕作(T,翻耕并移除秸秆)、耕作覆盖(TS,翻耕之后覆盖秸秆)、免耕移除秸秆(NT,不翻耕但除去秸秆)和免耕(NTS,不翻耕且保留秸秆)4个处理。2014年7—8月干湿交替阶段季采用LI-8150多通道土壤碳通量测量系统对农田土壤呼吸速率、土壤温度和含水量进行连续原位测定。【结果】T、TS、NT和NTS处理干旱阶段的平均土壤呼吸速率分别为2.16、3.56、2.26和2.45μmol·m~(-2)·s~(-1),湿润阶段分别为2.09、5.31、2.80和3.56μmol·m~(-2)·s~(-1)。降雨初期秸秆覆盖处理(TS和NTS)土壤呼吸速率动态变化与无秸秆覆盖处理(NT和T)具有显著差异。干湿交替过程中,干旱阶段土壤呼吸速率与土壤温度(19.1—28.2℃)呈负相关、与土壤含水量呈正相关关系;湿润阶段则相反,且土壤含水量对土壤呼吸速率的解释程度降低。土壤呼吸速率在湿润阶段日动态波动较大,其温度敏感性(Q10)在T、TS、NT和NTS处理下分别为1.37、1.24、1.31和1.25;干旱阶段土壤呼吸速率日动态平缓,Q10值低于1.0。【结论】长期保护性耕作提高了农田的土壤呼吸速率,且秸秆覆盖处理比免耕措施提高土壤呼吸速率的效应更加显著。秸秆覆盖能够有效平抑土壤水分和温度的变化,提高土壤呼吸速率,降低土壤呼吸的温度敏感性。论文明确了干湿条件下旱作农田土壤呼吸动态及其影响因素,对准确量化旱作农田碳通量具有积极意义。     

不同土地利用方式下土壤呼吸对极端降水脉冲的响应

为研究台风引起的降雨脉冲对土壤呼吸的响应,以2018年8月中旬台风"温比亚"带来的强降雨为契机,选取河南大学金明校区内玉米农田、果树林地和人工草地作为研究对象,利用LI-cor 8100土壤CO_2通量全自动测量系统对极端降水后第1天、第7天和第14天土壤呼速率进行检测,并结合土壤温度、含水量、根生物量,分析土壤呼吸脉冲的影响因子。结果表明:①极端降水改变了农田、林地和草地土壤温度和含水量,土壤含水量在不同生态系统间存在显著差异,从大到小依次为农田、草地、林地;②极端降水后各样地呼吸均迅速升高,但草地呼吸升高最明显,可达(14.45±3.19)μmol·m~(-2)·s~(-1),农田和林地分别为(8.89±2.14)和(8.67±1.80)μmol·m~(-2)·s~(-1)。农田和林地呼吸在1～7 d内脉冲下降明显,15 d后呼吸速率分别为(3.02±0.38)和(2.50±0.84)μmol·m~(-2)·s~(-1),而草地脉冲效应可以维持7～14 d,15 d后呼吸速率为(2.93±0.57)μmol·m~(-2)·s~(-1);③土壤呼吸和土壤温度呈指数相关,和土壤含水量呈线性相关。④强降雨之后在1～7 d内的呼吸脉冲不是由植物根系主导的。     

不同轮作方式对免耕农田土壤CO2排放的影响

【目的】研究免耕条件下不同轮作方式对土壤CO2排放的影响,以期为农田固碳减排提供参考。【方法】采用大田定位试验的方法,以冬小麦(Triticum aestivum L.)-夏闲、冬小麦-夏玉米(Zea mays L.)、冬小麦-夏大豆(Glycine max(Linn.)Merr.)和冬油菜(Brassica campestris L.)-夏玉米4种轮作方式为研究对象,在免耕条件下,分析2012年3-6月冬小麦和冬油菜生长季土壤CO2排放规律,以及其与土壤温度和湿度之间的关系。【结果】免耕条件下4种轮作方式土壤CO2排放通量具有明显的变化规律,整体呈先上升再下降的趋势;平均CO2排放通量表现为冬小麦-夏玉米(13.91μmol/(m2·s))冬小麦-夏大豆(9.09μmol/(m2·s))冬小麦-夏闲(6.43μmol/(m2·s))冬油菜-夏玉米(4.56μmol/(m2·s)),且不同处理间平均土壤CO2排放通量差异达极显著水平(P0.01);冬小麦-夏闲处理土壤温度最低,土壤湿度最大,平均土壤温度和湿度分别为14.49℃和13.28%,且与土壤CO2排放通量的相关性最小,说明土壤温湿度变化对冬小麦-夏闲处理土壤呼吸的影响较小。【结论】4种轮作方式中,冬油菜-夏玉米轮作最有利于减少农田温室气体排放,缓解全球气候变化。     

不同耕作方式对果园土壤养分和微生物活性的影响

【目的】本文研究了不同耕作方式(免耕、翻耕、旋耕)对果园土壤养分及微生物活性的影响。【方法】采用大田控制实验和室内分析相结合的方法研究不同耕作方式下土壤养分、微生物活性。【结果】不同耕作方式下土壤pH值略显酸性,土壤容重与pH值变化趋势相反,大致表现为免耕翻耕旋耕;不同耕作方式下土壤养分(有机碳、全氮含量)和有效养分(有效磷、有效氮和有效钾)均呈现出一致性规律,大致表现为翻耕旋耕免耕,不同耕作方式下土壤全磷含量差异均不显著(P0.05);与免耕相比,翻耕和旋耕条件下,土壤土壤微生物总数量均有明显的增加,大致表现为翻耕旋耕免耕;细菌、真菌和放线菌的变化趋势相一致,细菌数量处于绝对优势地位,土壤放线菌和细菌数量基本表现为翻耕旋耕免耕,其中不同耕作方式差异均显著(P0.05);土壤真菌数量和固氮菌数量基本表现为翻耕旋耕免耕;不同耕作方式脲酶活性、脱氢酶活性、蔗糖酶和酸性磷酸酶活性均表现为翻耕旋耕免耕,其中不同耕作方式脱氢酶活性差异均显著(P0.05);土壤微生物活度的变化范围在0.38～0.69,依次表现为翻耕旋耕免耕,不同耕作方式下土壤微生物活度差异均显著(P0.05)。【结论】不同耕作方式下土壤微生物量碳周转率高于氮周转率,说明微生物量碳更新比微生物量氮快,其中翻耕处理下土壤微生物量碳和氮更新较旋耕和免耕快。     

3种木兰科珍稀濒危树种的光合及固碳特性

【目的】阐明木兰科Magnoliaceae珍稀濒危树种光合及固碳特性,为其保护利用提供理论技术依据。【方法】以亮叶木莲Manglietia lucida、香木莲M.aromatica和开甫木莲M.kaifui为研究对象,采用LI-6400便携式光合仪对其光合参数特征进行测定分析,并对其固碳释氧量进行估算,综合评价其适应性及生态效应。【结果】3个树种的净光合速率日变化在7月份表现为双峰型,在10月份表现为单峰型。其光合效率在7月份为:开甫木莲(5.35μmol·m~(-2)·s~(-1))亮叶木莲(2.87μmol·m~(-2)·s~(-1))香木莲(2.78μmol·m~(-2)·s~(-1));在10月份为:香木莲(6.46μmol·m~(-2)·s~(-1))开甫木莲(6.24μmol·m~(-2)·s~(-1))亮叶木莲(5.74μmol·m~(-2)·s~(-1))。3个树种的固碳释氧量为:开甫木莲香木莲亮叶木莲。【结论】参试植物的生长在10月份比7月份更为旺盛;开甫木莲对强光的利用能力最佳,香木莲对弱光的利用能力最佳;固碳释氧能力最强的植物为开甫木莲。     

呼伦贝尔草原蘑菇圈对土壤呼吸作用的影响

【目的】蘑菇圈是草原上常见的生态学景观,蘑菇圈的真菌不仅会影响植物的生长,而且会极大地改变土壤理化性质和微生物群落,从而间接影响土壤呼吸。探究草原蘑菇圈的土壤呼吸作用,为精确估算草地土壤温室气体排放提供科学依据。【方法】采用Li-8100土壤呼吸监测系统,对呼伦贝尔草甸草原蘑菇圈不同位置(圈上、圈内、圈外)的土壤呼吸作用进行监测,并使用探针式电子温度计(CJTP-101)和手持式土壤水分仪测量土壤温度和土壤含水量,同时测定蘑菇圈土壤生物量和土壤养分,探讨它们之间的相关性。【结果】蘑菇圈上的地上生物量为246.2 g·m~(-2),显著高于圈内(153.1 g·m~(-2))和圈外(132.6 g·m~(-2)),圈上地上生物量分别为圈内和圈外的1.61倍和1.86倍;蘑菇圈上地下生物量为763.9 g·m~(-2),小于圈内(927.4 g·m~(-2))和圈外(824.8 g·m~(-2)),圈上、圈内、圈外地下生物量差异不显著(P0.05);蘑菇圈上枯落物量为17.9 g·m~(-2),大于圈内(13.1 g·m~(-2))和圈外(9.6 g·m~(-2)),但差异不显著(P0.05);圈上土壤速效氮和速效磷的含量分别为52.2和7.8 mg·kg~(-1),显著高于圈内和圈外(P0.05),速效氮的含量分别比圈内、外平均值高42%和40%,速效磷的含量分别比圈内、外平均值高53%和59%;蘑菇圈上土壤有机质和全氮含量分别为3 560.1和319.8 mg·kg~(-1),均低于圈内和圈外;而全磷含量为502.2 mg·kg~(-1),高于圈内和圈外,但均无显著差异(P0.05)。草原蘑菇圈上平均土壤呼吸速率为5.26μmol·m~(-2)·s-1,显著大于圈内(4.07μmol·m~(-2)·s~(-1))和圈外(4.17μmol·m~(-2)·s~(-1)),土壤呼吸速率与土壤温度和土壤含水量之间分别存在显著的指数和线性回归关系(P0.01)。【结论】土壤温度和水分不是造成蘑菇圈土壤呼吸速率差异性的主导要素,蘑菇圈上的土壤呼吸速率增强与圈上较高的速效养分和较强的微生物活性及酶活性有关。     

金银花新品种华金2号的光合特性研究

为了解金银花新品种华金2号的光合特性,以传统农家品种鸡爪花为对照,采用LI-6400XT便携式光合仪,测定二者的光合参数。结果表明:华金2号金银花净光合速率日变化呈双峰曲线,经相关性分析,净光合速率(Pn)与气孔导度(Cond)和光合有效辐射(PAR)极显著正相关,与空气温度(Ta)和蒸腾速率(Tr)显著正相关,与胞间CO_2浓度(Ci)显著负相关,和相对湿度(RH)相关性不显著。华金2号最大净光合速率(A_(max))和光饱和点(LSP)均值分别为13.91μmol·m~(-2)·s~(-1)和1 426.67μmol·m~(-2)·s~(-1),高于鸡爪花(13.06μmol·m~(-2)·s~(-1),1 065.33μmol·m~(-2)·s~(-1)),而光补偿点(LCP)均值为40μmol·m~(-2)·s~(-1),低于鸡爪花(56μmol·m~(-2)·s~(-1))。华金2号较传统农家品种鸡爪花的光适应范围更广,耐阴性更强,光合速率更高,而较高的光合速率又是植株高产的前提,本试验初步的光合特性研究,可为华金2号新品种的推广和栽培提供参考。     

不同坡度坡位下滇中烤烟地土壤呼吸的变化特征

以云南省玉溪市典型烤烟农田生态系统为研究对象,采用动态密闭气室红外CO2分析仪(LI-6400-09)对平地、15°上坡位、15°中坡位、15°下坡位、30°上坡位、30°中坡位、30°下坡位7种处理的烤烟地生长季的土壤呼吸速率及其影响因子进行了测定和分析.结果表明:(1)烤烟农田土壤呼吸具有明显的时间变化,呈双峰型变化趋势;坡度的增加显著降低了平均土壤呼吸速率(降低6.4μmol·m~(-2)·s~(-1)),且减缓了移栽后烤烟伸根期的土壤呼吸速率;(2)不同坡位的土壤湿度差异显著,坡位的升高显著降低了平均土壤呼吸速率(降低2.6~3.5μmol·m~(-2)·s~(-1));(3)土壤温度是引起土壤呼吸变化的关键因素,土壤呼吸温度敏感系数Q10在1.01~1.39之间,且随着坡度的升高而增大,坡度的升高还会导致土壤温度对土壤呼吸的高相关性由中、下坡位转变为上坡位;(4)在该研究区内土壤湿度对于土壤呼吸的作用大于土壤温度,下坡位土壤呼吸对湿度的敏感性大于中坡位和上坡位.综上,坡面类型的变化能显著改变土壤温度与水分状况,进而影响烤烟地土壤呼吸作用.     

不同砧木对‘绿岭’核桃叶片光合和叶绿素荧光特性的影响

为了解不同砧木对‘绿岭’核桃光合及叶绿素荧光特性的影响,以中宁强、中宁异、北加州黑核桃和核桃作砧木嫁接‘绿岭’核桃的2年生幼树为试验材料,研究了‘绿岭’核桃叶片光合特性及叶绿素荧光特性。结果表明,4种砧木‘绿岭’核桃的净光合速率日变化均呈双峰曲线,其最大净光合速率依次为核桃(17.92μmol·m~(-2)·s~(-1))中宁强(14.17μmol·m~(-2)·s~(-1))北加州黑核桃(13.02μmol·m~(-2)·s~(-1))中宁异(12.34μmol·m~(-2)·s~(-1));蒸腾速率和气孔导度日变化均呈现单峰曲线;最大蒸腾速率依次为中宁异(5.36mmol·m~(-2)·s~(-1))核桃(5.11mmol·m~(-2)·s~(-1))北加州黑核桃(4.90mmol·m~(-2)·s~(-1))中宁强(3.41mmol·m~(-2)·s~(-1));气孔导度最大值依次为中宁强(0.22mol·m~(-2)·s~(-1))中宁异(0.21mol·m~(-2)·s~(-1))北加州黑核桃(0.19mol·m~(-2)·s~(-1))核桃(0.17mol·m~(-2)·s~(-1));胞间CO_2浓度日变化规律较为一致,均呈倒抛物线型;水分利用效率日均值依次为核桃(5.19)中宁强(4.97)北加州黑核桃(3.63)中宁异(3.49)。4种砧木‘绿岭’核桃的Fv/Fm和ΦPSⅡ日变化曲线均呈倒抛物线型;中宁强、中宁异、北加州黑核桃砧木‘绿岭’核桃的Fm和ETR都呈不规则的双谷型,而核桃砧木‘绿岭’核桃呈单谷型。4种砧木‘绿岭’核桃的P_n与T_r、G_s均呈正相关,P_n与C_i、ΦPSⅡ、ETR均呈负相关,相关性因砧木品种不同而达到显著或不显著水平。通过主成分分析对4种砧木‘绿岭’核桃光合及叶绿素荧光特性进行综合评价,其综合评价值分别为0.66、-1.59、-1.83和2.75,表明在光合和叶绿素荧光特性方面,核桃作为‘绿岭’核桃的砧木优于其他3个品种,是适合‘绿岭’核桃的优良砧木。     

稻麦两熟制农田不同土壤耕作方式对稻季CH_4排放的影响

【目的】研究稻麦两熟制农田不同土壤耕作方式对水稻生长季CH4排放的影响,为长江下游稻麦两熟制农田温室气体减排提供对策。【方法】采用裂区设计,利用静态暗箱-气相色谱法研究麦季土壤耕作方式(免耕、旋耕和翻耕)和稻季土壤耕作方式(旋耕和翻耕)对水稻生长季CH4排放的影响。【结果】稻麦两熟制农田不同土壤耕作方式下水稻生长季CH4排放呈先升高后降低的变化趋势,移栽至有效分蘖临界叶龄期CH4累积排放量占全生育期排放总量的比例为64.73%—86.84%。水稻生长季CH4排放总量麦季免耕极显著高于麦季旋耕和麦季翻耕,平均增加53%和24%;稻季翻耕较稻季旋耕平均增加CH4排放量10%,差异达显著水平。不同土壤耕作处理稻季CH4排放总量为:麦季免耕+稻季翻耕麦季免耕+稻季旋耕麦季翻耕+稻季翻耕麦季翻耕+稻季旋耕麦季旋耕+稻季翻耕麦季旋耕+稻季旋耕,"单位产量的CH4排放量"表现趋势相同。水稻生长期内CH4排放通量的季节变化和土壤Eh呈极显著负相关,CH4排放总量与0—5cm耕层土壤有机质含量呈极显著正相关。【结论】麦季土壤耕作方式和稻季土壤耕作方式对水稻生长季CH4排放总量有显著或极显著影响,在长江下游稻麦两熟制农田采用周年旋耕措施能有效减少水稻生长季CH4的排放。     

热带山地雨林不同结构与功能幼树的叶片特征比较

植物的生理生态特征决定了植物在生态系统中的分布模式和物种的丰度。在样地调查的基础上,应用Li-6400光合测定系统,研究了海南热带山地雨林3个层次的6个优势种与10个伴生种的光合作用参数,并测定了相应叶片的比叶面积。结果表明:16个树种的比叶面积为71.16~139.90 cm2·g~(-1)、单位面积最大光合速率(A-area)为2.95~13.27μmol·m~(-2)·s~(-1)、单位干质量最大光合速率(A-mass)为22.7~126.5μmol·kg~(-1)·s~(-1),单位面积暗呼吸速率(Rd-area)为0.02~1.15μmol·m~(-2)·s~(-1)、单位干质量暗呼吸速率(Rd-mass)为0.19~12.61μmol·kg~(-1)·s~(-1),光补偿点(LCP)为2.5~32.2μmol·m~(-2)·s~(-1),表观量子效率(Ф)为0.006 6~0.042 8μmol·μmol~(-1)。幼树的比叶面积随物种成树所在层次降低而减少(上层种中层种下层种),与单位干质量最大光合速率的次序一致,而与光补偿点的次序相反,但差异均不显著(P0.05)。中层种的幼树具有较高的暗呼吸速率和表观量子效率。优势种的单位面积最大光合速率显著大于伴生种(P0.05);优势种的单位质量最大光合速率、暗呼吸速率(Rd)和表观量子效率也大于伴生种,但差异不显著(P0.05);优势种的比叶面积和光补偿点低于伴生种,但差异不显著(P0.05)。优势种的暗呼吸速率和比叶面积显著正相关(P0.05);伴生种的暗呼吸速率和比叶面积不相关(P0.05)。不同类型幼树的叶片结构与功能的生态位分化,从功能性状的角度,为热带雨林维持高生物多样性以及保持物种长期共存提供了一个可能的解释。     

滴灌对干旱区春小麦田土壤CO2、N2O排放及综合增温潜势的影响

对比新疆干旱区滴灌和传统灌溉对春小麦田土壤CO_2和N_2O排放通量及综合增温潜势的影响差异,旨在为该区有利于农田温室气体减排的农业管理措施的制定提供科学依据。在春小麦田中,设置滴灌和漫灌两种灌溉方式(其中滴灌包含滴灌管间和滴灌管上2个不同的空间处理),利用静态暗箱-气相色谱法对两种灌溉方式下不同处理的土壤CO_2及N_2O排放通量及影响因素进行了测定和分析。结果表明:在春小麦生长季,滴灌方式下土壤CO_2排放通量均值比漫灌减少了35.76%。滴灌管间和滴灌管上两个处理的土壤CO_2排放通量无显著差异,均值分别为906.28、838.25 mg·m~(-2)·h~(-1),但均与漫灌处理有显著性差异(P0.05)。滴灌方式下土壤N2O排放通量达74.81μg·m~(-2)·h~(-1),比漫灌增加25.87%。滴灌管间和滴灌管上处理土壤N_2O平均排放通量均高于漫灌,分别为85.76、63.62μg·m~(-2)·h~(-1),3个处理间均无显著性差异(P0.05)。滴灌和漫灌方式下土壤CO_2累积排放量分别为2 188.68、3180.91 g·m~(-2),土壤N2O累积排放量分别为188.62、160.60 mg·m~(-2),滴灌方式下春小麦田土壤CO_2和N_2O的综合增温潜势比漫灌减少983.55 g CO~(-2)·m~2。相关性分析表明,滴灌管间处理土壤CO_2排放通量与大气温度及5、10 cm地温的相关性均达显著水平(P0.05),与10~20 cm层土壤微生物量碳呈极显著相关(P0.01);漫灌方式下,0~10 cm和10~20 cm层土壤水分显著影响土壤N_2O排放通量(P0.05);滴灌方式下滴灌管上处理的0~10 cm层土壤水分与土壤N_2O排放通量显著相关(P0.05),滴灌管间处理的10~20cm层土壤NH_4~+-N含量是影响N2O排放通量的显著因素(P0.05)。     

郑州市15种常见园林树种固碳释氧能力分析研究

为了揭示园林绿化树种的大气环境效益,并为城市人工绿化生态工程体系的植物选择和配置提供一定的参考,对郑州市常见的15种乡土绿化树种的固碳释氧能力进行研究。结果表明,整株树种固碳量变化范围21.90~779.17g·d~(-1),释氧量变化范围16.56~583.03g·d~(-1)。其中供试树木中光合速率值乔木为6.16μmol·m~(-2)·s~(-1)、灌木为7.36μmol·m~(-2)·s~(-1),常绿树种为6.15μmol·m~(-2)·s~(-1)、落叶树种为6.64μmol·m~(-2)·s~(-1);整株固碳量乔木、灌木分别为386.45、110.55g·d~(-1),常绿、落叶树种分别为216.58、339.56g·d~(-1);整株释氧量乔木、灌木分别为283.55、89.83g·d~(-1),常绿、落叶树种分别为148.50、247.73g·d~(-1)。单位面积固碳释氧量灌木乔木、常绿树种落叶树种,而植物整株固碳释氧量乔木灌木、落叶树种常绿树种,固碳释氧量较高的树种为栾树、广玉兰和悬铃木,较低的为紫薇、紫叶李和碧桃。     

天名精光响应最适模型的选择及其光合参数相关性分析

以天名精(Carpesium abrotanoides L.)为材料,采用便携式光合仪LI-6400测定其光响应曲线,用5种常用模型对数据进行拟合,探讨天名精光响应的最适模型,并分析天名精光合速率与其他光合参数的相关性。结果表明:(1)直角双曲线改进模型拟合效果最好,拟合得到的决定系数(R~2)达0.999,得到的最大净光合速率(Pn_(max))为16.34μmol CO_2·m~(-2)·s~(-1)光饱和点(LSP)为1 793.65μmol·m~(-2)·s~(-1)、光补偿点(LCP)为39.43μmol·m~(-2)·s~(-1)、暗呼吸速率(R_d)为2.16μmol CO_2·m~(-2)·s;(2)天名精的净光合速率(Pn)与气孔导度(Gs)、光合有效辐射强度(I)、蒸腾速率(Tr)和CO_2浓度(CO_2R)呈极显著正相关,与胞间CO_2浓度(Ci)呈极显著负相关。     

不同强度的UV-A对两种叶色生菜生长及品质的影响

为促进紫外线在植物工厂生产中的应用,在人工光源的水培试验室中,以红边生菜和紫叶生菜为材料,在红蓝组合LED光源中加入不同强度的UV-A,测定生菜的生长量及品质。结果表明:与红蓝组合光质相比,添加UV-A后,两种生菜的株高降低,随着辐射强度的增加逐渐下降。两种生菜地上鲜重经UV-A照射后均比对照下降,红边生菜未表现出显著差异,紫叶生菜在UV-A强度为50μmol·m~(-2)·s~(-1)地上鲜重比对照显著降低。两种生菜的地下鲜重和地下干重随UV-A辐射强度逐渐增加,对叶片数无显著影响。添加UV-A增加了两种生菜的可溶性蛋白质含量,维生素含量随UV-A强度的增加而逐渐提高。两种生菜花青素含量经UV-A辐射处理后比对照均提高,红边生菜在UV-A强度为30μmol·m~(-2)·s~(-1)时花青素显著提高,紫叶生菜在UV-A强度为30μmol·m~(-2)·s~(-1),50μmol·m~(-2)·s~(-1)时花青素显著提高。     

耕作措施对长期免耕双季稻田土壤碳库的影响

针对南方稻田长期免耕存在的主要问题,本研究选择湖南省双季稻区连续7年免耕稻田,进行了不同耕作措施对土壤的总有机碳、活性有机碳的变化情况及其对土壤碳库影响的研究,以期为建立合理的轮耕周期提供理论依据。结果表明:0~20 cm平均总有机碳和活性有机碳含量均为旋耕>连续免耕>翻耕。与连续免耕相比,旋耕有利于提高土壤活性有机碳含量(比连续免耕提高了5.08%),翻耕则会促进土壤活性有机碳分解(比连续免耕降低了2.73%)。晚稻收获时0~20 cm平均碳库管理指数也表现为旋耕>连续免耕>翻耕,其中翻耕使碳库管理指数整体上显著降低(比连续免耕降低了21.7%);旋耕略有提高(比连续免耕提高了3.9%),但未达到显著水平(P<0.05)。总之,与连续免耕相比,翻耕可促进土壤活性有机碳分解,进而显著降低碳库管理指数;但旋耕差异不显著(P<0.05)。     

模拟酸雨对冬小麦-大豆轮作农田土壤呼吸、硝化和反硝化作用的影响

为研究模拟酸雨对冬小麦-大豆轮作农田土壤呼吸、硝化和反硝化作用的影响,在农田进行随机区组试验,布设4个区组,每块区组随机设置4个模拟酸雨处理,分别为去离子水A1(pH=6.7)、A2(pH=4.0)、A3(pH=3.0)、A4(pH=2.0).采用LI-8100开路式土壤碳通量测量系统对不同酸雨强度的冬小麦-大豆轮作农田进行土壤呼吸速率观测,并采用气压过程分离技术( BaPS)测定不同酸雨处理的土壤CO2产生速率、硝化速率和反硝化速率.试验结果表明,冬小麦田各处理间土壤呼吸速率无显著差异(P＞0.05);大豆田高强度模拟酸雨A4处理明显抑制了土壤呼吸作用(P＜0.05).就冬小麦-大豆轮作生长季而言,各处理土壤呼吸速率无显著差异(P＞0.05),其平均土壤呼吸速率分别为(2.26±0.11)、(2.31±0.20)、(1.91±0.09)、( 2.03±0.17) μmol·m-2·s-1.冬小麦田A1、A3、A4处理间土壤CO2产生速率、硝化速率和反硝化速率均无显著性差异(P＞0.05).高强度模拟酸雨抑制了大豆田土壤CO2产生速率;大豆田A1、A3、A4处理的硝化速率测定均值分别为(191.6±36.1)、(261.6±36.3)μg·kg-1·h-1和(255.2±45.1)μg·kg-1·h-1,这3个处理的反硝化速率均值分别为(172.8±19.8)、(216.0±45.7)μg·kg-1·h-1和(216.3±44.6)μg·kg-1·h-1.研究表明,模拟酸雨强度升高未显著影响冬小麦田土壤呼吸、硝化和反硝化作用;高强度模拟酸雨(pH=2.0)降低了大豆田土壤呼吸速率和CO2产生速率,但对土壤硝化和反硝化作用有促进作用.     

不同光质下杉木幼苗叶片光合作用的光响应

以2年生杉木幼苗为试验材料,采用便携式光合测定仪Li6400-XT测定了人工光源下白、红、蓝、黄和绿光5种光质下不同光强对杉木幼苗叶片光合光响应曲线、光合生理指标的影响,从而比较不同光质条件下杉木幼苗叶片光合作用的差异。结果表明:不同光质不同光强下杉木幼苗叶片的光合速率(Pn)间均差异极显著(P<0.01)。在弱光强下(≤200μmol·m~(-2)·s~(-1)),红光下杉木幼苗叶片的Pn和水分利用效率(WUE)显著高于其他光质,分别为5.743、6.783μmol·m~(-2)·s~(-1)。强光强下(≥1 500μmol·m~(-2)·s~(-1)),蓝、绿光下杉木幼苗叶片的Pn分别为13.158、13.400μmol·m~(-2)·s~(-1),高于其他光质,气孔导度(Gs)和胞间CO_2浓度(Ci)均有增大,且绿光增幅大于蓝光。在中等光强下(200~1 500μmol·m~(-2)·s~(-1)),白光下杉木幼苗叶片的Pn、Ci均处于较高水平,黄光下杉木幼苗叶片的WUE和Ci在光强为500μmol·m~(-2)·s~(-1)时达到最大值后持续下降。     

耕作方式对旱作农田土壤水热特性及夏玉米产量的影响

设置田间定位试验,研究免耕(NT)、深松耕(DT)和旋耕(RT)对旱作玉米田土壤体积质量、土壤水分、土壤温度及夏玉米产量等的影响。2a研究结果表明,采取耕作措施后,各处理土壤体积质量差异主要集中在0~40cm(P0.05),耕作前后40~60cm土壤体积质量差异不显著(P0.05)。耕作方式对土壤储水量有明显影响,其中,播种后0~50d,深松耕和免耕处理0~100cm土壤储水量均高于旋耕;播种后70~120d,3种耕作方式下土壤储水量差异不显著(P0.05)。各耕作措施对土壤温度的影响在作物生育前期(播种后0~30d)表现明显(P0.05),表现为旋耕玉米田土壤温度高于免耕和深松耕,播种后50~120d各处理间无显著差异(P0.05)。深松耕和旋耕处理玉米籽粒产量较免耕分别高3.35%和1.91%。结合经济效益分析,免耕和深松耕净收入较旋耕分别高138.48元/hm~2和259.38元/hm~2。因此,深松耕为旱作夏玉米田较适宜的耕作方式。     

太行山南麓优势树种不同坡向下的 叶功能及土壤养分差异

以太行山南麓地区4种优势树种植物为研究对象,采用固定样地采样分析方法,测定了植物的叶功能性状和土壤养分指标,分析了4种优势植物叶功能性状及土壤养分不同坡向下的含量变化差异。结果表明:1)酸枣的碱解氮含量显著高于其他植物(P0.05),北坡向上碱解氮含量高达53.95 mg·kg~(-1);而荆条的碱解氮含量较低,在东坡向上含量低至9.61mg·kg~(-1);2)侧柏和栓皮栎的叶厚度和比叶面积显著高于其他植物(P0.05),在北坡上比叶面积高达35.48 m~2·kg~(-1);北坡向下4种植物间的叶干物质含量无显著性差异,而在其他3个坡向下栓皮栎的叶干物质含量显著高于其他3中植物,南坡向下高达412.5 g·kg~(-1);3)酸枣和荆条的净光合速率和气孔导度显著高于侧柏和栓皮栎(P0.05),而侧柏的净光合速率和气孔导度则最小,分别低至9.75mmol·m~(-2)·s~(-1)和0.93μmol·m~(-2)·s~(-1);而胞间CO_2浓度变化却相反,侧柏却显著高于其他植物(P0.05),最大可达247.48μmol·mol~(-1)。植物叶功能性状和土壤养分的差异是植物自身生长需求对坡向适应性的体现,可以为太行山南麓生态植被恢复的合理布局提供参考。