过去30年气候变化对华北平原冬小麦物候的影响研究

全球变暖已成为全球共同关注的问题。作物物候对气候变化的响应是研究气候变化对农业生产影响的重要内容。本文选用1981—2009年华北平原16个农业气象观测站的冬小麦物候资料,利用统计方法分析了冬小麦物候的变化趋势。结果表明,过去30年华北平原冬小麦播种期、出苗期和越冬开始期推迟,而返青期、开花期和成熟期呈提前趋势。物候期的提前或推迟促使小麦不同生长发育阶段历时发生变化,出苗—越冬开始、越冬开始—返青、返青—开花等阶段呈缩短趋势,但开花—成熟阶段生育期却延长0.9 d.10a 1,整个生育期历时呈减少趋势,平均减少3.4 d.10a 1。本文采用作物模型(CERES-Wheat)模拟固定小麦品种在气候变化背景下的物候变化趋势,以探讨冬小麦物候变化的主要驱动因子。模拟结果表明,过去30年小麦开花期和成熟期提前的主要驱动因素为气候变化,品种变换在一定程度上可减缓气候变化对物候的影响。     

气候变化对安徽省两熟制粮食作物物候期及周年气候资源分配与利用的影响

为了进一步明确江淮区域气候变化对两熟制粮食作物物候期及周年光温水资源分配与利用的影响,以安徽省12个农业气象观察站1992—2013年气象数据、作物生长发育期数据与产量数据为基础,采用线性趋势、相关分析、回归分析等方法,分析不同区域不同熟制作物物侯期变化趋势,以及气候变化对积温、辐射和降水资源分配与利用的影响。结果表明,1992—2013年沿淮淮北冬小麦-大豆种植模式,冬小麦播种期提前趋势显著(P0.05),平均每10a提前3.03d,成熟期变化不显著,全生育期平均每10a增加3.54d;大豆播种期和开花期则显著推迟(P0.05),平均每10 a推迟3.06 d和0.86 d,全生育期平均每10 a减少3.65 d。江淮冬小麦-一季稻模式,水稻播种期、抽穗期和成熟期均显著提前(P0.05),平均每10 a分别提前5.12 d、3.87 d和2.92 d,全生育增加2.2 d;小麦有同样的变化趋势,全生育期表现为每10 a缩短0.8 d。沿江江南双季早稻物候期变化不明显,全生育期每10 a缩短0.6 d;晚稻平均每10 a播种期推迟1.14 d,抽穗期与成熟期分别提前0.71d和6.85 d,成熟期提前趋势显著(P0.01),全生育期每10 a缩短5.17 d。沿淮淮北冬小麦与江淮一季稻以及沿江早稻和晚稻生长季积温呈增加趋势,大豆与江淮冬小麦积温减少。沿淮淮北与江淮冬小麦及沿江早稻和晚稻生长季辐射呈增加趋势,大豆与一季稻则表现为减少。不同种植模式第1季作物冬小麦和早稻的降水均有减少趋势,而第2季作物大豆、一季稻和晚稻则呈增加趋势。冬小麦-一季稻种植模式周年光温水生产效率最高。线性回归分析表明,积温和辐射与沿淮淮北冬小麦和沿江双季稻的产量均呈显著线性正相关(P0.05),光温是提高其产量的主要限制因子。江淮一季稻积温过高和降水过多也限制产量提升。气候变化改变了两熟制粮食作物物侯期,进一步影响了光温水气候资源的分配与利用效率。通过改良品种、改变播栽时间、提高抗逆性等适应措施,可以在一定程度上抵消气候变化对作物生长的不利影响。     

主要生育期气候变化对河南省冬小麦生长及产量的影响

为分析不同生育期气候变化对冬小麦生长及产量的影响,本研究选择河南省30个农业气象观测站1961—2014年气象资料、1981—2014年冬小麦发育期及产量资料,采用数理统计与DSSAT-CERES Wheat模型模拟相结合的方法,分析了冬小麦播种—返青、返青—抽穗、抽穗—成熟3个时期的气候变化特征及其对生育期和产量的影响。结果表明:研究区气候变化的显著特征是播种—返青期日照时数按40.09 h·(10a)~(-1)的速率显著减少(P0.05),返青—抽穗期平均日最高气温和平均日最低气温同时大幅升高。冬小麦幼穗分化随着抽穗前日最低气温的升高按2.9 d·(10a)~(-1)的速率而提前结束,返青前气候变化对后续生育进程有持续影响,气象因子与播种—抽穗期、播种—成熟期持续日数以负相关关系为主。两种分析方法均表明:当前河南麦区播种—返青期气候变化对产量的影响不大,在一定范围内甚至有增产作用,气象因子贡献率平均为0.758;返青—抽穗期气候变化使穗密度和穗粒数平均减少2.74%和3.94%,大于抽穗—成熟期。不同生育期气候变化情景下,冬小麦高产和稳产均受影响,代表站点播种—返青、返青—抽穗、抽穗—成熟期分别平均减产1.6%、6.3%和4.8%,其中播种—返青、抽穗—成熟期影响产量的关键气象因子是日最高气温,而返青—抽穗期是日最低气温。     

河北省木本植物物候变化特征及其对气候变暖的响应

以1981-2006年河北省10个国家农业气象观测站的木本植物物候观测资料和47个气象站的地面观测资料为基础,运用线性倾向估计、Pearson相关系数、EOF和REOF等统计学方法,研究了河北省木本植物物候期的变化特征及其对气候变暖的响应。结果表明：河北省木本植物展叶始期总体呈提前趋势,其中东部沿海平原提前趋势最大,中南部平原次之,西北部山区最小;叶初变色期主要表现出推迟趋势,生长季长度以延长趋势为主;春季气温对展叶始期的影响最显著,河北省春季气温每上升1℃,木本植物展叶始期提前4.6d;各站点生长季倾向率与年均温倾向率呈显著正相关,即年均温升幅大的站点,生长季延长的幅度也较大。研究结果对丰富河北省物候与气候变化关系研究具有一定意义。     

晋南地区不同海拔高度典型木本植物物候特征及其对气候变化的响应

基于1983-2016年临汾市不同海拔高度上3个农业气象观测站(尧都区、隰县、安泽县)的6种典型木本植物物候期和温度的观测资料,统计分析其变化特征及相互影响。结果表明:(1)研究区年及四季气温整体呈上升趋势,尧都区增温幅度最大,春季增温极显著;月平均气温除隰县个别月份略有下降外,大多以增温趋势为主,其中3月增温极显著(P0.01),是年平均气温升高的主要因素。(2)研究区内木本植物物候期最早和最晚平均相差1～2个月,物候期变化呈现较强的区域性特征,尧都区和安泽的木本植物春季物候期提前,秋季物候期推迟,植物生长季延长;隰县木本植物春季物候期推迟,秋季物候期提前,植物生长季呈缩短趋势。(3)木本植物展叶始期对年、春季及展叶前1～2个月的平均气温响应显著,随着气温升高,木本植物展叶始期表现为一致提前趋势;木本植物落叶末期在尧都区和安泽县随着气温的升高表现为明显的推迟趋势,受年、秋季及落叶前1个月的平均气温影响显著,在隰县随气温的升高表现为普遍提前趋势,受年均气温变化影响显著;随着气温升高尧都区和安泽县的木本植物生长季延长,隰县木本植物生长季变化不明显。说明晋南地区不同海拔高度的气温及其变化趋势存在较大差异;各代表站典型木本植物的物候期和生长季对气候变化的响应不同。     

1961—2010年气候变化对西南冬小麦潜在和 雨养产量影响的模拟分析

利用农业气象试验站作物资料及土壤资料,评价 APSIM-Wheat 模型在西南地区的适应性,应用该模型分析该地区1961—2010年冬小麦潜在和雨养产量的时空变化特征,通过逐步回归分析揭示小麦生长季主要气象因子对潜在产量和雨养产量的影响及相对贡献率。研究结果表明： APSIM 模型对该区5个常用小麦品种的模拟效果较好,模拟与实测生育期的均方根误差(RMSE)在7.0 d 以内,地上部分生物量和产量模拟值与实测值的归一化均方根误差(NRMSE)均低于25%,模型在西南地区具有较好的适应性。1961—2010年研究区域36%的站点冬小麦生长季总辐射显著降低,其中北部、东南部和南部中区最显著;68%的站点生长季≥0℃有效积温显著增加,西部增温显著;30%的站点生长季平均气温日较差显著减小,南部中区最显著;全区生长季总降水大面积减少但不显著,减少区主要位于最南端和东南部。模拟的冬小麦潜在产量在65%的站点呈显著减产趋势,南部中区和北部变化最明显;雨养产量在25%的站点显著降低,北部地区较明显,全区减产趋势较弱。减产显著的站点中,生长季辐射降低、温度升高、气温日较差减小对潜在产量降低的贡献率分别为45%、36%和2%,对雨养产量降低的贡献率分别为36%、39%和－8%,而降水减少对雨养产量降低的贡献率为7%。西南冬小麦生长季辐射降低、温度升高及降水减少共同导致了冬小麦潜在和雨养产量的显著下降,而气温日较差的降低对冬小麦潜在和雨养产量的影响分别表现为负作用和正作用,整体上辐射和温度的影响程度最大。     

2000-2012年山西省不同植被类型物候变化及其对气候变化的响应

利用非对称高斯函数重建山西省2000—2012年MODIS-NDVI时间序列影像,通过动态阈值法提取植被生长季始期（SOG）、生长季末期（EOG）、生长季长度（LOG）信息,研究不同植被类型物候的时空变化及其与气候因子（气温、降水、日照时数）的相关关系。结果表明:（1）13 a来,山西省不同植被类型物候的年际变化均表现出SOG提前、EOG推迟、LOG延长的趋势。（2）山西植被物候存在明显的空间差异。植被平均物候由南向北表现为SOG逐渐推迟,EOG逐渐提前,LOG逐渐缩短。从变化趋势看,研究区大部分地区表现出植被SOG提前、EOG推迟、LOG延长的趋势。其中,SOG提前、EOG推迟、LOG延长的地区主要分布在昕水河以北的黄河干流、汾河上游、桑干河、滹沱河等地区;而SOG推迟、EOG提前、LOG缩短的地区主要分布在管涔山、恒山、五台山、吕梁山、太岳山南部等地区。（3）降水和日照时数可能是影响该区植被物候的主要因素,不同植被类型物候对气候变化的响应不同。春季降水增多和3月平均日照时间变短可能是植被（针叶林除外）SOG提前的主要原因,9月降水量增多和平均日照时间变短可能是植被（针叶林和草甸除外）EOG推迟的主要原因。     

西南喀斯特断陷盆地植被物候动态变化及其与气候因子的响应

为了解喀斯特断陷盆地植被物候格局以及植被物候变化的驱动机制,基于2001—2016年MOD13Q1的250 m产品,利用TIMESAT模型最大斜率法反演了西南喀斯特断陷盆地生长季始期(SOS)、生长季末期(EOS)和生长季的长度(LOS)及变化,并深入分析了影响物候变化的主要气候因素。结果表明:(1) 2001—2016年期间,西南喀斯特断陷盆地生长季初期物候指标推迟了7.7 d/10 a,生长季末期物候指标推迟了10 d/10 a,生长季长度指标延长了2.3 d/10 a。(2) SOS变化整体呈现西推迟东提前的变化趋势,提前趋势显著的地区集中分布于研究区东部云贵边境;大部分地区生长季结束日期推迟,但安宁河谷、木里低海拔山谷等少部分地区生长季结束日期显著提前。(3)物候指标对气温和降水的响应程度不同,总体来讲,SOS受气候因子的影响比EOS更强烈。春季气温和降水对植被SOS影响力普遍大于其他季节,SOS的推迟现象主要受到春季温度升高的影响。夏季降水对EOS的影响较大,表明植物生长受降水的影响存在一定的时滞作用。在增温增湿的气候背景下,断陷盆地物候指标在呈现出东早西晚的空间分异情况下随之发生推迟的响应关系。水分是限制植被生长的主要因素,且对植被的影响主要体现在春季和夏季。     

近40年中国东部木本植物秋季叶全变色期变化

根据中国物候观测网络17个站点的物候资料和气象资料,分析了近40a中国东部地区木本植物秋季叶全变色期变化及其对气候变化的响应。结果表明:近40a,中国东部地区木本植物秋季叶全变色期变化总体表现为推迟的趋势,推迟的幅度为3.7d.(10a)-1;从年代上看,20世纪80年代后木本植物叶全变色期的推迟趋势明显;最低气温每升高或降低1℃,植物叶全变色期平均推迟或提前约3d;气候增暖可能是导致植物叶变色期推迟的主要原因之一。结果对丰富物候与全球气候变化关系研究具有重要意义。     

近40年中国植物物候对气候变化的响应研究

根据中国科学院物候观测网络中26个观测网络中26个观测站点的物候资料，分析了近40年我国木本植物物候变化及其对气候变化的响应关系。并建立了不同年代物候期与地理位置之间的关系模式。分析了当前气候增暖背景下物候期地理分布规律变化对气候变化的响应关系。结果表明：温度上升，我国的木本植物春季物候期提前，20世纪80年代以后，东北，华北及长江下游等地区的物候期提前，西南东部，长江中游等地区的物候期推迟，同时物候期随纬度变化的幅度减小。     

废水灌溉下有机物料对重度盐渍土养分及芦苇生长的影响

在山东滨州含盐量为16.7 g.kg 1的重度退化滨海盐碱湿地,研究了造纸废水灌溉条件下添加有机物料对盐渍土养分和芦苇生长的影响,以期为重度退化滨海盐碱湿地的生物修复提供依据。试验从春季开始进行,共设4种处理:翻耕对照(CK)、翻耕+废水灌溉(FF)、翻耕+废水灌溉+秸秆(FFJ)以及翻耕+废水灌溉+污泥(FFW),测定了不同处理下土壤养分、呼吸强度、含盐量及芦苇株高和生物量的变化。结果表明,与对照相比,各处理土壤有机质显著提高,10月末时FFJ、FFW和FF处理土壤有机质含量分别是对照的1.34倍、1.29倍和1.22倍;碱解氮和有效磷含量也高于对照,依次为FFW>FFJ>FF>CK;各处理土壤呼吸强度高于对照,其中FFJ处理显著高于对照,比试验初期提高96%;各处理表层土壤含盐量均出现不同程度降低,以FFJ和FFW降低幅度最大,分别比对照降低22.6%和16.3%;FFW、FFJ和FF处理的芦苇株高显著高于对照,8月末分别是对照的3.1倍、2.7倍和2.2倍;FFJ和FFW处理的芦苇生物量、根冠比和平均叶面积都显著高于对照,而FF处理与对照没有显著差异;FF处理芦苇株高、生物量与土壤有效氮含量相关最为显著,FFJ和FFW处理与土壤有机质含量相关性最为显著。结果表明,废水灌溉为重度盐渍化土壤提供了充足的水分,有机物料能有效提高土壤养分含量,解决了重度盐碱化土壤水分胁迫和养分胁迫的问题,促进芦苇生长,但秸秆和污泥两种有机物料之间没有显著差异。     

秸秆还田和保护性耕作对砂姜黑土有机质和氮素养分的影响

通过田间试验,分别采集小麦成熟期、玉米成熟期和小麦播种期耕层土样,研究不同的秸秆还田方式(秸秆还田、焚烧还田和火粪还田)与保护性耕作(减耕和免耕)对砂姜黑土有机质和氮素养分的影响,以期得到培肥砂姜黑土的最佳方式。结果表明:作物秸秆还田可以增加砂姜黑土有机质和全氮的含量,但是对速效氮含量影响不大。在不同的秸秆还田和保护性耕作处理中,秸秆火粪还田和免耕条件下的秸秆还田对砂姜黑土有机质和全氮含量的增加效果最为明显。与对照相比,秸秆火粪还田后土壤有机质和全氮含量分别平均提高4.45 g/kg和0.131 g/kg;免耕条件下的秸秆还田其土壤有机质和全氮含量分别平均提高3.36 g/kg和0.095 g/kg;减耕条件下的秸秆还田和秸秆粉碎还田对增加砂姜黑土有机质和全氮含量的效果不显著;秸秆焚烧不能增加砂姜黑土有机质和全氮的含量。秸秆还田和保护性耕作不会大幅度提高砂姜黑土C/N进而影响土壤氮素养分的供应,同时秸秆还田能有效提高土壤微生物量碳氮,但微生物量的碳氮比却保持在适宜的范围内。     

基于木本泥炭快速构建红壤新垦耕地优质耕作层技术与效果

为了探究木本泥炭对红壤岗地新垦耕地优质耕作层构建的机理以及木本泥炭相对于其他有机物料对红壤新垦耕地的改良效果,采用田间小区试验的方法,研究添加不同有机物料对红壤新垦耕地0—20cm耕作层土壤理化性质和微生物生物量以及水稻产量的影响。试验共设6个不同处理:CK(不添加改良材料)、M30FS(木本泥炭30t/hm2+腐熟秸秆3t/hm2+石灰石粉3.75t/hm2)、M15FS(木本泥炭15t/hm2+腐熟秸秆3t/hm2+石灰石粉3.75t/hm2)、CFS(生物炭15t/hm2+腐熟秸秆3t/hm2+石灰石粉3.75t/hm2)、OFS(有机肥15t/hm2+腐熟秸秆3t/hm2+石灰石粉3.75t/hm2)和FS(腐熟秸秆3t/hm2+石灰石粉3.75t/hm2)。结果表明:(1)与对照相比,添加木本泥炭与有机物料处理显著降低了耕作层土壤容重,提高了土壤总孔隙度和pH,且添加木本泥炭与有机物料处理中土壤肥力均有不同程度提高,其中土壤有机质、全氮、全磷和全钾含量分别提高了36.41%～88.53%,2.22%～37.78%,6.25%～93.75%和27.57%～85.60%,土壤硝态氮、铵态氮、有效磷和有效钾含量分别提高了17.21%～134.85%,1.42%～72.76%,8.71%～156.79%和12.99%～332.39%。(2)添加木本泥炭与有机物料处理对耕作层土壤微生物生物量影响比较明显,与对照相比,各处理中土壤微生物量碳和氮含量分别显著增加了52.95%～219.00%和121.45%～548.73%。(3)添加木本泥炭与有机物料处理中水稻产量均明显提高,其中M30FS增产效果最明显,增幅为39.53%。(4)利用聚类分析方法将添加不同有机物料处理下新垦耕地耕作层土壤质量等级划分为3级,分别为:一级(M30FS)、二级(M15FS,OFS,CFS)、三级(FS,CK),其中经M30FS处理后土壤质量水平等级最高。添加木本泥炭与有机物料可显著降低新垦耕地耕作层土壤容重,提高土壤总孔隙度和pH,解决了红壤黏重和酸化的特征,且土壤养分和微生物量碳、氮含量均得到了提高,改善了土壤理化性状和生物学特征,提高了水稻产量,其中添加30t/hm2木本泥炭对红壤新垦耕地优质耕作层构建效果最明显。     

Influence of inorganic fertilizers and organic amendments on soil organic matter and soil microbial properties under tropical conditions

 Soil organic matter level, mineralizable C and N, microbial biomass C and dehydrogenase, urease and alkaline phosphatase activities were studied in soils from a field experiment under a pearl millet-wheat cropping sequence receiving inorganic fertilizers and a combination of inorganic fertilizers and organic amendments for the last 11 years. The amounts of soil organic matter and mineralizable C and N increased with the application of inorganic fertilizers. However, there were greater increases of these parameters when farmyard manure, wheat straw or Sesbania bispinosa green manure was applied along with inorganic fertilizers. Microbial biomass C increased from 147 mg kg^–1 soil in unfertilized soil to 423 mg kg^–1 soil in soil amended with wheat straw and inorganic fertilizers. The urease and alkaline phosphatase activities of soils increased significantly with a combination of inorganic fertilizers and organic amendments. The results indicate that soil organic matter level and soil microbial activities, vital for the nutrient turnover and long-term productivity of the soil, are enhanced by use of organic amendments along with inorganic fertilizers. Received: 6 May 1998     

冬季咸水结冰灌溉对河套重盐碱地改良效果研究

采用田间大区试验,连续3年在河套重盐碱区开展了冬季咸水结冰灌溉试验研究,设置冬季咸水结冰灌溉(FSWI)和无灌溉对照(CK)两个处理,其中FSWI处理的灌水量为180 mm,矿化度为6.79～7.97 g·L~(–1),种植作物为青贮玉米,以分析不同处理下土壤水盐和钠吸附比(SAR)的周年动态以及对作物生长的影响,探究冬季咸水结冰灌溉对河套重盐碱地的改良效果。结果表明:与CK相比,FSWI处理显著改变了春季土壤水盐和SAR动态。0～20 cm土层,春季FSWI处理的土壤含水量显著高于CK处理,玉米苗期, FSWI处理的土壤含水量平均为24.3%,显著高于CK的21.6%; FSWI处理的春季土壤含盐量和SAR显著低于CK处理,其中, FSWI处理的土壤含盐量由灌溉前的33.86 g·kg~(–1)降低至玉米苗期的5 g·kg~(–1)以下,而CK处理土壤含盐量逐渐升高至玉米苗期的34.2 g·kg~(–1); FSWI处理土壤SAR由灌溉前的21.9降低至玉米苗期的9.86, CK土壤SAR则逐渐升高至玉米苗期的25.00。后续地膜覆盖和夏季降雨使FSWI处理的土壤含水量维持在23.0%以上,土壤含盐量保持在5 g·kg~(–1)以下,土壤SAR保持在9左右。20～40 cm土层与0～20 cm土层的土壤水盐和SAR变化趋势与表层一致,但没有表层变化剧烈。此外,随着灌溉年限的延长,同时期土壤含盐量和SAR呈逐年降低的趋势。FSWI处理玉米出苗率在70%以上,干物质产量为9～12t·hm~(–2),而CK处理由于土壤含水量较低(21.0%),并且土壤含盐量和SAR均较高,造成玉米出苗率极低,进而导致绝收。因此冬季咸水结冰灌溉改变了土壤水盐动态过程,变春季积盐为脱盐,显著降低了土壤SAR,并补充了土壤水分,保证了饲用玉米的正常种植和生长,这为该地区盐碱地改良和饲料作物种植提供了技术支持。     

土壤改良剂对冷浸田土壤特性和水稻群体质量的影响

以南方典型冷浸田为研究对象, 在明沟排水的基础上, 通过田间定位试验, 以不施土壤改良剂为对照, 研究了施用不同土壤改良剂(自研的脱硫灰改良剂、生物活性炭, 市售的土壤改良剂石灰、硅钙肥、腐植酸)对冷浸田氧化还原电位、土壤呼吸强度、土壤微生物数量、水稻群体构建及产量构成因素的影响。结果表明, 施用改良剂能够改善土壤理化性状, 提升土壤速效养分和pH,但除脱硫灰处理外, 其他改良剂处理对土壤Eh未产生显著影响。施用不同土壤改良剂在水稻各生育期均能有效增强土壤微生物呼吸强度和放线菌数量, 并且放线菌数量达到差异性显著水平(P<0.05), 生物活性炭处理下土壤呼吸强度和放线菌数量分别较对照增加67.6%和127.6%。各土壤改良剂处理与CK相比较均有助于提高叶片SPAD、茎蘖数、水稻干物质积累量、成穗数、穗粒数、产量结实率和根系伤流速率。其中以脱硫灰和生物活性炭处理改良效果最佳, 抽穗后29 d时,根系伤流速率较CK分别提高45.4%和39.1%, 叶片SPAD分别增加27.4%和22.5%; 成熟期水稻成穗数较对照提高12.1%和10.7%,干物质积累量增加68.8%和50.5%,产量分别增加12.8%和10.3%。综上所述, 土壤改良剂可有效改善冷浸田土壤特性及水稻群体质量, 脱硫灰和生物活性炭处理的改良效果最明显, 增产幅度最大。     

生物质改良剂对川西北地区高寒草地沙化土壤有机碳特征的影响

川西北高寒草原特殊的地理环境、气候条件以及过度人为放牧导致草地沙化问题突出。为了探讨不同生物质改良剂对高寒草地沙化土壤有机碳特征的影响,采用随机区组试验设计方法,设置3种生物质改良剂[秸秆类(JG)、菌渣类(JZ)、生物炭类(SWT)], 2个施用水平(6 t·hm?2和18 t·hm?2),以空白处理(CK)为对照,研究高寒草地沙化土壤总有机碳、活性有机碳和呼吸特征的变化。结果表明:1)施用生物质改良剂显著提高了土壤有机碳(TOC)、微生物量碳(MBC)和易氧化有机碳(EOC)含量,且提高效果随改良剂施用量的增加而增强。与CK相比,JG、JZ、SWT处理0～10 cm TOC含量分别平均提高60.66%、39.22%、34.99%,且JG处理显著高于JZ和SWT处理; MBC含量在0～10 cm则表现为JZJGSWTCK,且处理间差异达显著水平; EOC含量表现为JG处理最高,在0～10 cm、10～20 cm土层处分别比对照提高108.82%、79.26%。2)不同生物质改良剂处理中, EOC/TOC表现为JGJZSWTCK,MBC/TOC表现为JZJGSWTCK,且不同处理间差异显著。3)施用不同改良剂均显著提高了土壤呼吸速率,且随改良剂施用量的增加,土壤呼吸速率显著增加。与CK相比,施用6 t·hm?2的JG、JZ、SWT的土壤呼吸速率平均提高103.42%、86.31%、18.83%, JZ和JG处理的土壤呼吸速率显著高于SWT和CK处理。相关性分析表明,土壤水分与土壤呼吸速率呈显著正相关关系, TOC、MBC以及EOC与土壤呼吸速率呈极显著正相关关系。4)施入不同改良剂均显著提高了土壤呼吸总量、土壤微生物呼吸总量和净生态系统生产力(NEP值),均表现出较强的碳汇潜力, JG处理的NEP值较JZ和SWT处理分别显著提高56.45%和122.12%,且各处理间差异显著,说明秸秆改良剂具有较高的碳汇强度。该研究可为川西北藏区补充完善高寒草地沙化土壤制定科学有效的土壤碳调控管理措施提供依据。     

保护性耕作对科尔沁沙地坨沼区土壤理化性质的影响

试验研究了科尔沁沙地坨沼区坨子地和甸子地在不同耕作方式(传统、防护林保护)、不同耕作年限下的土壤理化性质动态变化。结果表明:保护性耕作对土壤容重、土壤机械组成影响较大,与CK2相比,坨子地保护性耕作T4、T5的耕层土壤容重分别降低了0.16,0.21g/cm3;2～0.02mm的颗粒含量分别降低了27.99%,40.59%;与CK1相比,甸子地保护性耕作D3、D4的耕层土壤容重分别降低了0.21,0.29g/cm3;2～0.02mm的颗粒含量分别降低了42.85%,55.59%。且保护性耕作土壤容重和2～0.02mm的颗粒含量均低于传统耕作。保护性耕作能增加土壤养分含量,与CK2相比,坨子地保护性耕作T4、T5的耕层有机质含量分别增加了12.69,18.65g/kg;碱解氮含量分别增加了7.7,15.7mg/kg;速效磷含量分别增加了15.27,27.06mg/kg;速效钾含量分别增加了40.19,46.58mg/kg;与CK1相比,甸子地保护性耕作D3、D4的耕层有机质含量分别增加了19.77,22.83g/kg;碱解氮含量增加了28.35,25.55mg/kg;速效磷含量分别增加了27.36,38.22mg/kg;速效钾含量分别增加了19.3,81.5mg/kg。差异均达极显著水平。保护性耕作的有机质、碱解氮、速效磷、速效钾含量均高于传统耕作。     

不同耕作方式下玉米农田土壤养分及土壤微生物活性变化

通过连续3年的野外调查与室内分析试验,研究了不同耕作方式（翻耕、旋耕、免耕）对玉米农田土壤养分及土壤微生物活性的影响。结果表明,不同耕作方式下土壤pH值略显酸性,土壤容重与土壤总孔隙度变化趋势相反;土壤容重基本表现为:免耕 > 翻耕 > 旋耕;土壤总孔隙度TSP基本表现为:翻耕 > 旋耕 > 免耕,不同耕作方式差异均显著（p<0.05）。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、铵态氮和硝态氮）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（p > 0.05）;与免耕相比,土壤微生物量碳和氮、土壤微生物数量（细菌、真菌、放线菌、固氮菌和纤维素菌）均有明显的增加,大致表现为:翻耕 > 旋耕 > 免耕。土壤微生物活度的变化范围为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（p<0.05）。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。通径分析发现,不同土壤环境因子对土壤微生物活度产生直接和间接负作用,其中有机碳、全氮、硝态氮、铵态氮、细菌数量对土壤微生物活度产生直接效应;土壤微生物量碳、微生物量氮、真菌数量和固氮菌数量对土壤微生物活度产生间接效应。     

苏打盐碱水灌溉的土壤添加石膏肥和有机肥后水溶性碳和微生物碳研究

Microbial biomass carbon (MBC), a small fraction of soil organic matter, has a rapid turnover rate and is a reservoir of labile nutrients. The water-extractable carbon pools provide a fairly good estimate of labile C present in soil and can be easily quantified. Changes in soil MBC and water-extractable organic carbon pools were studied in a 14-year long-term experiment in plots of rice-wheat rotation irrigated with canal water (CW), sodic water (SW, 10-12.5 mmol c L-1 residual sodium carbonate), and SW amended with gypsum with or without application of organic amendments including farmyard manure (FYM), green manure (GM), and wheat straw (WS). Irrigation with SW increased soil exchangeable sodium percentage by more than 13 times compared to irrigation with CW. Sodic water irrigation significantly decreased hot water-extractable organic carbon (HWOC) from 330 to 286 mg kg-1 soil and cold water-extractable organic carbon (CWOC) from 53 to 22 mg kg-1 soil in the top 0-7.5 cm soil layer. In the lower soil layer (7.5-15 cm), reduction in HWOC was not significant. Application of gypsum alone resulted in a decrease in HWOC in the SW plots, whereas an increase was recorded in the SW plots with application of both gypsum and organic amendments in both the soil layers. Nevertheless, application of gypsum and organic amendments increased the mean CWOC as compared with application of gypsum alone. CWOC was significantly correlated with MBC but did not truly reflect the changes in MBC in the treatments with gypsum and organic amendments applied. For the treatments without organic amendments, HWOC was negatively correlated with MBC (r = 0.57*) in the 0-7.5 cm soil layer, whereas for the treatments with organic amendments, both were positively correlated. Irrigation with SW significantly reduced the rice yield by 3 t ha-1 and the yield of rice and wheat by 5 t ha-1 as compared to irrigation with canal water. Application of amendments significantly increased rice and wheat yields. Both the rice yield and the yield of rice and wheat were significantly correlated with MBC (r = 0.49**-0.56**, n = 60). HWOC did not exhibit any relation with the crop yields under the treatments without organic amendments; however, CWOC showed a positive but weak correlation with the crop yields. Therefore, we found that under sodic water irrigation, HWOC or CWOC in the soils was not related to MBC.