农田生态系统中磷循环及其模拟模型的研究现状

中国是世界上磷肥施用量较多的国家,各种作物的生产均需要磷肥,同时磷又是影响水体生态环境的主要营养物质。为了保持土壤肥力及水环境系统稳定,必须设计合理的施肥措施及土肥管理措施,了解磷素在植物—土壤的转移途径,以及磷素的变化通量对施肥措施及土肥管理措施优化的重要性。从磷循环的研究方法、磷的动态循环、以及磷循环模拟模型三个方面,综述了农田生态系统磷循环及模拟模型情况。     

海南雅星林场芒果园间作生态系统养分循环研究初报

对海南儋州雅星林场4龄芒果园的4种间作模式土壤中养分流失、养分淋失、氨挥发、养分输送循环等进行研究。结果表明:果园不同生态系统中,间作柱花草模式养分盈余最大,达到349.8kg/hm2,养分再循环量大,有利于果园不断的培肥;间作木薯模式养分盈余最少,只有7.64kg/hm2;而只有间作木薯模式的P,K和间作番薯—花生模式的N素才处于亏损状态,分别亏缺2.32kg/hm2 ,2.34kg/hm2 ,7.78kg/hm2。在果园生态系统中,不同养分损失量大小顺序为:有机质>速效钾>全氮>水解氮>速效磷。不同季节施肥(尿素),NH3挥发损失有明显的差异。随着N肥施用量的增加,N的淋失量呈现显著或极显著性增加。      

橡胶林养分循环数学模拟模型的构建

经过多年橡胶林养分循环的系统研究,综合考虑了全树各器官养分的需求、肥料的有效性及枯落物的归还量,采用SAS统计软件,对橡胶无性系PR107和RRIM600养分循环数据进行多元回归和相关性分析,建立了橡胶树各月生物量增量模型、叶片养分含量与树体平均养分含量模型以及生产诊断施肥模型,模型精度均达显著或极显著,可进一步完善叶片营养诊断施肥诊断理论。     

不同连栽代次桉树人工林的养分循环

研究结果表明,养分的归还量和吸收量均以１代林最大,其它依次为２代林＞３代林＞４代林。随代次增加,枯落物归还量在总归还量中的比例增加。从总吸收量看,Ｎ、Ｃａ两元素占比例较高,有随代次增加而增加的趋势。随代次增加,５种营养元素总生物循环率增高,代数越高养分的消耗率越低。从养分移出量估计,各代次林分干材部分所占的养分存留量为１／３。“全树利用”及其短轮伐期经营制度是导致林地养分衰竭和生产力下降的主要原因。     

茶园土壤养分动态特点及其调节

本文从土壤中养分形态的动态平衡，养分的季节变化及养分的迁移等三个方面，概述了茶园土壤中养分变化的动态特点，并提出了相应的调节利用途径，为茶园土壤管理及合理施肥提供了依据。     

茶园复合生态系统的模拟建立及调控方法

茶园复合生态系统是在同一块土地上既栽培茶树又种植其他作物,物种间协调发展,互相促进,充分利用地力,以取得最大经济效益和良好生态效益的一种土地经营方式。早在宋代,我国福建省的茶园中已有栽桐木的习惯,后称茶－桐间作。２０世纪初期后,现代生态学的知识逐渐引入茶树栽培之中,从而简单的间作发展成为茶园复合生态系统。模拟建立茶园复合生态系统,对缓和当前世界上人口、资源、环境矛盾,发展生态农业和茶业可持续发展有重要意义。 一、我国茶园间作的主要模式 我国茶园间作历史悠久,模式多样,归纳起来有以下几种。 １．茶－…     

森林生态系统水循环研究概述

森林是一个复杂的生态系统,森林水循环是陆地水循环的重要组成部分,也是历来森林水文研究的热点。基于近几年有关森林水循环的研究成果,简要介绍森林水文的发展历史,概述森林在大气层、林冠层、地被层、土壤层等不同界面层的水文现象及蒸散的主要研究成果,并初步探析我国森林水文研究的发展趋势。     

花生连作田土壤微生物群落动态与土壤养分关系研究

对不同连作年限花生田土壤中的微生物群落和养分进行了分析，结果表明，随着花生连作年限的增加，土壤及花生根际土壤中的真菌数量明显增加，细菌数量明显减少；根际与非根际土壤的R／S值随连作年限的增加而降低；连作1年后碱解氮含量变化达显著水平，土壤中速效磷和速效钾的含量与细茵数量呈极显著的正相关关系。     

作物生产动态模拟模型研究与应用

概要介绍了动态模拟技术在作物生产中的研究和应用简况、动态模拟的基本原理、模型的组建与验证，对有待进一步研究的问题进行了讨论，对其前景作了展望     

柴达木春小麦干物质积累动态模拟研究

本文对柴达木春小麦物质积累动态进行了定量数学模型。结果表明,柴达木春小麦干物质积累过程基本符合Ｌｏｇｉｓｔｉｃ生长函数,只是单产１１２５０ｋｇ／ｈｍ＾２以上的高额丰产田的春小麦干物质积累动态用库柏茨生长函数拟合的效果更好。     

海南橡胶林生态系统净碳交换物候特征

橡胶林是我国热区重要的森林生态系统,在区域碳循环中扮演着重要角色,其碳汇功能不能忽视。本研究中将海南儋州橡胶林作为研究对象,采用位于中国热带农业科学院试验农场三队的50 m微气象观测系统观测的2018—2020年数据,分析橡胶林净生态系统交换量（NEE）、生态系统呼吸（Re）和总生态系统光合生产力（GPP）的物候变化特征,并结合物候模型分析影响因子。结果表明：（1）橡胶林生态系统扮演着碳汇的角色且具有明显日变化特征,呈现“U”型,NEE白天为负值,夜间为正值,11：00—13：00达到峰值;（2）以年度为单位时,会发现明显的趋同物候变化。在橡胶的生长季（3—11月）时,Re及GPP明显大于非生长季,NEE（负值）小于非生长季,均呈现单峰,在8—9月的橡胶生长旺盛期均达到峰值;（3）橡胶林生态系统物候特征显示,在第Ⅱ期生产力上升,在第Ⅲ期达到顶峰,第Ⅳ期开始下降,第Ⅴ至翌年Ⅰ期落叶盛期生产力持续降低;（4）橡胶林生态系统生长季较长,NEE与Re均在生长季达到最大值,雨热同期导致橡胶树在第一、二蓬叶抽发时期,净生态系统碳交换增加迅速;（5）不同物候时期NEE与环境因子关系不同,海南儋州橡胶林的环境因子影响物候,物候影响NEE的变化。研究物候与生态系统碳交换的关系,同时结合环境因子综合讨论,可为后续橡胶林碳循环及对气候变化的响应研究提供理论支持,为橡胶林生态系统评价和经济社会可持续发展规划提供更多的依据和参考。     

表格

养分调控是芒果园生态系统研究的重要内容之一。在营养诊断、配方施肥研究的基础上，提出相应的施肥配比、施肥量、施肥期和施肥方法等具体的调控技术，推动了芒果园生态系统养分调控的研究进展。本文对芒果园生态系统养分调控的必要性、效用及配方施肥应用技术研究进行综述，并展望芒果园生态系统的系统性和整体性、技术成果推广等研究的方向。     

Nutrient Dynamics

Summary

Environmental concerns currently trigger the development of more sustainable soil fertility management strategies. It appears that effective sustainable practices are those that enhance natural soil processes. Soil processes include the decomposition of residues and mineralization of organic matter, nitrogen fixation, nitrification, nitrate leaching, denitrification and sulfur reduction. Natural soil processes also include less well-understood interactions, namely, those leading to the dissolution of minerals by organic acids, as well as rhizospheric and mycorrhizospheric interactions. Plants, associated with arbuscular mycorrhizal symbionts, supply and distribute carbon and energy, sustaining most of the biotic mechanisms responsible for nutrient release from soil, and maintaining organic pools of nutrients. Among these pools, the microbial biomass and fine roots pools, with their very fast turnover time, are particularly important as they can maintain large amounts of nutrients in very labile form and, therefore, increase soil fertility. Agricultural soil systems are very dynamic and are characterized by large spatial and temporal variations, which are largely driven by plant development. In addition, nutrient dynamics in agricultural soil systems seem particularly influenced by temperature, moisture, and nitrogen and phosphorus fertilization. Nitrogen losses from soil are reduced in systems where nitrogen release corresponds to plant demand. Biological nitrogen fixation is a sound way to input nitrogen in cropping systems. Phosphorus losses can be reduced through increased reliance on the arbuscular mycorrhizal symbiosis of crops. Soils are diverse and complex systems, which, furthermore, respond to increasingly unpredictable climatic variations. Optimal agricultural soil management is a moving target and, hence, a challenging goal that will never be totally reached.     

湿涝对花生矿质营养的影响及其营养调控

本研究针对南方花生产区春夏湿涝害,通过盆栽试验研究了湿涝及其营养调控对花生营养吸收的影响。结果表明,1)湿涝时花生对N、P、K和Ca、Mg的吸收和积累严重受抑。N、P、K、Ca总体以叶片下降最明显,其次是根系,茎秆相对下降较小。Mg以茎秆下降最多,其次是叶片,根系相对下降最小。湿涝对花269主要营养元素积累总量的影响大于豫花15号;2)几种营养调控措施对受湿涝后花生的N、P、K和Ca、Mg的吸收和积累几乎均有一定程度的提高。其中含有氮组分的调控处理效果明显,追施磷肥后期可较好的促进花生营养吸收,但效应较迟缓,其余调控处理提高幅度较小。花生叶片中N的积累量和幼果中Ca的积累量与产量之间显著正相关。     

海南岛橡胶林生态系统碳通量及其影响因子研究

以位于海南岛西北部儋州地区的橡胶林为研究对象,采用涡度相关技术进行长期CO2通量观测,获得海南岛橡胶林生态系统碳通量的动态特征,并分析其对各影响因子的响应情况。结果表明:(1)橡胶林生态系统净碳交换量(NEE)日动态均为"U"型曲线,白天均为碳吸收(NEE为负值),夜间均为碳排放(NEE为正值);全年各月除2月外,NEE月总值均为负值,吸收碳,雨季4~10月各月NEE值均较大,旱季1~3月、11~12月,各月NEE值均较小;橡胶林年固碳能力强大,超过11.0 t C/(hm2·a)。(2)橡胶林生态系统NEE与光合有效辐射(PAR)、冠层内大气平均温度(Ta)、地下5 cm土壤温度(T_-5 cm)和饱和水汽压差(VPD)及地下5 cm土壤含水量(VWC_-5 cm)等均负相关,但影响强度不同,其中PAR影响最为显著;另外NEE还与橡胶林本身林分状况及周围大气环境CO2浓度等相关。     

香水菠萝叶片氮磷钾含量动态变化及其对氮磷钾肥的响应

以香水菠萝为试验材料,研究缓慢生长期后期至成熟期菠萝叶片氮磷钾含量的动态变化规律,以及氮磷钾肥对菠萝叶片氮磷钾含量的影响。结果表明：当缓慢生长期后期叶片氮磷钾含量处于较高水平时,至快速生长期,叶片氮磷钾含量均呈下降趋势;而当缓慢生长期后期叶片氮磷钾含量处于较低水平时,至快速生长期,叶片氮含量仍呈缓慢下降趋势,但下降幅度较小,而磷钾含量则有所上升;快速生长期至中果期,叶片氮磷钾含量总体上均呈下降趋势,中果期至成熟期,则略有上升。适量增施氮、钾肥能显著提高菠萝叶片氮、钾含量,磷肥对菠萝叶片磷含量的影响则不明显。     

槟榔间作香露兜对土壤养分和养分吸收的影响

为了研究槟榔间作香露兜对土壤养分和养分吸收的影响,采用盆栽试验的方法,对槟榔单作、槟榔间作香露兜和香露兜单作3种种植模式的土壤理化性质和养分吸收进行比较研究。结果表明：槟榔间作香露兜后,相对于单作槟榔,土壤EC值和碱解氮含量显著降低47.15%和25.74%,土壤速效磷含量显著增加32.32%,其中碱解氮与过氧化氢酶和过氧化物酶极显著负相关,速效磷与总根长、根系总表面积、根体积、根数目、脲酶和酸性磷酸酶显著正相关,速效磷与过氧化氢酶和过氧化物酶极显著正相关;槟榔地上部N浓度以及香露兜地上部P和K浓度分别显著增加41.56%、26.56%和25.69%;而槟榔和香露兜根系以及地上部N、P和K养分含量均高于单作,其中根系槟榔P和K含量和香露兜K含量显著增加;同时,间作后槟榔和香露兜对N的吸收效率均高于单作,香露兜的P和K的吸收效率高于单作并略高于槟榔的吸收效率,其中P和K的吸收效率与总根长、总表面积、根体积、根数目均显著正相关,氮的吸收效率与根系形态无显著相关关系。综上所述,槟榔间作香露兜增加了土壤中速效磷含量,促进了槟榔和香露兜对氮、磷和钾养分的吸收,土壤速效磷含量的增加、养分吸收效率的提高均与根系形态显著正相关。     

稻鱼生态系统对水稻产量及其构成因素的影响

为研究不同生态综合系统对水稻产量及构成因素的影响,以稻鱼生态系统(RF)为例,选择稻鱼鸡和稻鳅两种模式,加入细绿萍,共设5个处理:稻鱼鸡(A)、稻鱼鸡萍(B)、稻鳅(C)、稻鳅萍(D)、常规稻作(CK),比较不同生态综合系统成熟期水稻干物质重的差异.结果表明,稻鱼生态系统显著提高了水稻产量,平均增产12.13%(6.93%~22.23%),且RF中含萍模式的增产量大于不含萍模式,平均增产4.55%;稻鳅模式的增产量大于稻鱼鸡模式,平均增产31.54%.单株实粒数、有效穗数和结实率呈现不同程度的增加;从成熟期的茎、叶、穗的干物质重来说,稻鱼生态系统高于常规处理,特别是穗重平均提高了13.76%,说明稻鱼生态系统有利于水稻增产增收.     

橡胶树养分亏缺与死皮病及其对策分析

死皮病(TPD)是危害天然橡胶生产的最严重的病害之一,给生产带来了巨大的损失。研究者从不同的角度开展研究,提出了各种致病机理假说。本文作者着重分析了国内外胶园和橡胶树养分亏缺与死皮病发生的关系,提出了开展橡胶树养分循环的动态模拟研究,对于明了橡胶树养分生理需求规律及内部物质循环机制,指导生产上科学合理、按时按需施肥,维持胶园土壤地力、防止土壤酸化具有重要作用。