干热河谷印楝和大叶相思人工林根系生物量及其分布特征

以元谋干热河谷10年生印楝和大叶相思为研究对象,采用分层挖掘法对印楝纯林、大叶相思纯林及印楝×大叶相思混交林根系生物量及其分布特征进行研究.结果表明:印楝×大叶相思混交林根系总生物量为2.707 t/hm2,介于印楝纯林(2.264t/hm2)和大叶相思纯林(3.405 t/hm2)之间.混交林内主根总生物量为1.057 t/hm2,为印楝纯林和大叶相思纯林的69.9％和69.7％,而除粗根外,混交林内其它径级的侧根(中根、小根和细根)生物量均介于印楝纯林和大叶相思纯林之间,分别为印楝纯林的228.7％、120.1％、450.0％,为大叶相思纯林的71.3％、65.8％和48.8％.干热河谷印楝和大叶相思人工林根系在土壤表层分布比例大,尤其足0-0.2 m土层内,其根系生物量占根系总生物量的63.6％-76.3％.根系垂直累积生物量与土壤深度可用二次方程拟合,拟合方程的二阶导数表明,垂直方向上,印楝纯林根系分布较混交林均匀,而混交林较大叶相思纯林均匀.     

干热河谷纯林和混交林下印楝养分特征

为了更好地指导干热河谷不同恢复模式下人工林经营过程中的养分管理以及造林树种和造林模式的筛选,以元谋干热河谷印楝(Azadirachta indica)纯林及印楝×大叶相思(Acacia auriculiformis)混交林为研究对象,对林地土壤、印楝各器官5种主要元素(N、P、K、Ca、Mg)养分质量分数进行了对比研究.结果表明:印楝混交林内土壤全N、全P、全K及其速效养分质量分数均显著高于纯林(P＜0.05);纯林和混交林内印楝各器官5种养分元素总量大小顺序发生了改变,纯林内为叶＞枝＞皮＞根＞干,混交林内为叶＞皮＞根＞枝＞干;纯林内印楝各器官(除干外)N、P质量分数均低于混交林,且叶内N/P比(8.0)较混交林(11.1)小,显示对N素的缺乏;元谋干热河谷印楝养分富集系数较高,印楝可能通过奢侈吸收提高植物体内养分含量来适应干热河谷土壤贫瘠环境.     

印楝在干热河谷的适应性

通过印楝Azadirachta indica在干热河谷地区造林试验,分别研究根际土壤水分动态、植物在雨季和旱季时的生长和光合生理特性,以探讨印楝对干热气候适应性的机制。研究表明,土壤含水量与吸力成幂函数关系。当土壤含水量下降到5.9%,土壤吸力上升到1.5MPa达3个月的条件下,印楝仍然能维持生存,表明该植物具有极强的耐旱性。在旱季时,印楝受到土壤和大气干旱胁迫,生长基本停止,顶芽枯死,大部分叶片脱落,以减少水分蒸腾,保持植物体内的水分平衡;在雨季时,印楝能迅速生长,整个生长周期呈现曲折性生长规律。印楝在旱季的气孔导度、净光合速率和蒸腾速率分别为雨季的23.8%, 47.1%和64.9%。在旱季时,水分利用率明显下降。在旱季时,印楝的光合生理明显下降,其主要原因是叶片的光合系统受到明显的破坏。通过生长和生理上的适应,在经过6个月旱季后,印楝的保存率达90%以上,表明印楝适应于干热河谷地区生长。图7表1参16     

印楝在干热河谷的适应性

通过印楝Azadirachta indica在干热河谷地区造林试验,分别研究根际土壤水分动态、植物在雨季和旱季时的生长和光合生理特性,以探讨印楝对干热气候适应性的机制。研究表明,土壤含水量与吸力成幂函数关系。当土壤含水量下降到5.9%,土壤吸力上升到1.5MPa达3个月的条件下,印楝仍然能维持生存,表明该植物具有极强的耐旱性。在旱季时,印楝受到土壤和大气干旱胁迫,生长基本停止,顶芽枯死,大部分叶片脱落,以减少水分蒸腾,保持植物体内的水分平衡;在雨季时,印楝能迅速生长,整个生长周期呈现曲折性生长规律。印楝在旱季的气孔导度、净光合速率和蒸腾速率分别为雨季的23.8%,47.1%和64.9%。在旱季时,水分利用率明显下降。在旱季时,印楝的光合生理明显下降,其主要原因是叶片的光合系统受到明显的破坏。通过生长和生理上的适应,在经过6个月旱季后,印楝的保存率达90%以上,表明印楝适应于干热河谷地区生长。图7表1参16     

不同密度下大叶相思幼林的生长和生物量分配格局

对密度为1 667、4 444和10 000株·hm-2的2年生大叶相思Acacia auriculiformis幼林的胸径、树高、冠幅生长进行了研究,并采伐标准木,用标准木的各器官干质量与胸径和树高的关系建立数学模型,估测林分的生物量和平均木干质量.结果表明:密度为1 667、4 444和10 000株.hm-2林分的平均胸径分别为3.35、3.31和3.88 cm,平均树高分别为4.26、4.02、4.10 m,平均冠幅分别为2.11、1.73、1.26 m.密度为4 444和10 000株·hm-2林分的平均单株干质量相近,显著小于1 667株·hm-2林分的平均单株干质量(P＜0.000 1);林分生物量则为10 000株·hm-2林分(27 600 kg·hm-2)＞4 444株·hm-2林分(12 266 kg·hm-2)＞1 667株·hm-2林分(6 701kg·hm-2).各器官生物量所占比率在密度为10 000和4 444株·hm-2的林分内为干＞根＞枝＞叶＞皮,在密度1 667株·hm-2的林分内为干＞根＞叶＞枝＞皮.     

干热河谷印楝树干液流密度动态变化特征研究

采用TDP技术对金沙江干热河谷元谋段主要造林树种印楝的树干液流密度动态变化进行了观测,得到3点主要结论:①无论干热季节或湿润季节,印楝树干液流密度昼夜变化的规律性较强,呈明显的单峰曲线;②由干热季节转向湿润季节时,印楝树干液流密度呈下降趋势,5年生印楝在5月、7月及10月的典型晴天里的树干液流密度日变化平均值分别为12.11、7.48及6.90cm3·cm-2·h-1;③在干热季节里印楝蒸腾耗水具有相当的被动性,而在湿润季节时其蒸腾耗水则表现出主动性和平氨性,反映了印楝在不同季节里的耗水机制差异.     

干热河谷不同滴灌模式对鲜食大豆生物量分配、产量及水分利用效率的影响

为了优化干热河谷鲜食大豆滴灌模式,以鲜食大豆(G1005)为试验材料,采用大田试验,研究了不覆膜充分滴灌(T1)、膜下充分滴灌(T2)和膜下控墒滴灌(T3)3种滴灌模式对鲜食大豆生物量及分配、产量和水分利用效率的影响。结果表明:(1)不同滴灌模式对鲜食大豆生物量及其分配比例产生显著影响,与T2相比,T1处理显著降低了鲜食大豆荚果生物量及其分配比例,T3处理显著增加鲜食大豆荚果生物量及其分配比例。(2)不同灌溉处理对鲜食大豆各部分生物量异速生长指数产生影响,与T2相比,T1处理荚果-根、荚果-茎、荚果-叶异速生长指数均增大,荚果生物量增长程度大于营养器官生物量增长量;T3处理叶-茎、叶-根、茎-根异速生长指数接近1,改变了根、茎和叶生长轨迹,促进鲜食大豆营养器官间生物量均衡分配。(3)不同灌溉处理对鲜食大豆产量产生影响,与T2相比,T1处理显著降低了鲜食大豆豆荚产量和灌溉水利用效率,T3处理豆荚产量变化不明显,但灌溉水利用效率明显提高。这表明T3处理通过增加生物量,平衡营养器官间生物量分配,增加了荚果生物量分配,进而提高荚果产量,提高灌溉水利用效率。     

干热河谷不同滴灌模式对鲜食大豆生物量分配、产量及水分利用效率的影响

为了优化干热河谷鲜食大豆滴灌模式,以鲜食大豆(G1005)为试验材料,采用大田试验,研究了不覆膜充分滴灌(T1)、膜下充分滴灌(T2)和膜下控墒滴灌(T3)3种滴灌模式对鲜食大豆生物量及分配、产量和水分利用效率的影响。结果表明:(1)不同滴灌模式对鲜食大豆生物量及其分配比例产生显著影响,与T2相比,T1处理显著降低了鲜食大豆荚果生物量及其分配比例,T3处理显著增加鲜食大豆荚果生物量及其分配比例。(2)不同灌溉处理对鲜食大豆各部分生物量异速生长指数产生影响,与T2相比,T1处理荚果-根、荚果-茎、荚果-叶异速生长指数均增大,荚果生物量增长程度大于营养器官生物量增长量;T3处理叶-茎、叶-根、茎-根异速生长指数接近1,改变了根、茎和叶生长轨迹,促进鲜食大豆营养器官间生物量均衡分配。(3)不同灌溉处理对鲜食大豆产量产生影响,与T2相比,T1处理显著降低了鲜食大豆豆荚产量和灌溉水利用效率,T3处理豆荚产量变化不明显,但灌溉水利用效率明显提高。这表明T3处理通过增加生物量,平衡营养器官间生物量分配,增加了荚果生物量分配,进而提高荚果产量,提高灌溉水利用效率。     

不同密度大叶相思幼林的土壤肥力

用环刀法测定不同密度的大叶相思幼林的土壤容重、毛管孔隙度、非毛管孔隙度、毛管持水量等物理性质,又以常规方法测定了其土壤化学性质.结果显示:各密度幼林的地径、树高、冠幅分别比一年前增加了1.5 cm、1.3 m和0.9 m以上;高密度幼林的地径、树高、冠幅生长快于中密度和低密度幼林;各密度幼林的土壤容重下降,毛管孔隙度增加;低密度和中密度幼林对土壤理化性质的改良作用优于高密度幼林;与一年前相比,高密度幼林的土壤有机质、有效N、有效P、有效K含量有所降低,交换性Ca和交换性Mg的含量有所增加,中密度幼林的土壤有机质和各种土壤养分含量均有大幅增加;低密度幼林的有效 P 略有增加,有机质和其他土壤养分含量大幅增加.     

不同水分下菌根育苗对大叶相思苗木造林成效的影响

以大叶相思为研究对象,针对干热河谷特殊的立地条件,采用Pt.(彩色豆马勃)菌根化育苗及干旱胁迫处理措施,研究不同处理下苗木的造林效果。结果表明,水分胁迫和接种Pt.菌剂的育苗技术能显著的提高大叶相思苗木的造林成效,大叶相思苗木的造林成活率、幼树树高和地径的增长量随着接种Pt.菌剂剂量的增加而提高,其提高的程度为干旱胁迫下的高于常规浇水的,表明水分胁迫和接种Pt.菌剂对该苗木质量的影响存在交互作用。大叶相思在干热河谷的最佳育苗措施为干旱胁迫处理下接种Pt.菌剂15 g,常规浇水下接种15 g,该树种出圃苗木质量评价指标为地径、根粗、侧根长、主根长和苗高。     

泰国甜罗望子斯里糖在元谋干热河谷适应性研究

引进泰国纯甜弯果罗望子斯里糖(译名)在云南元谋干热旱荒地上、天然雨养条件下试种表明:该品种适应性好,表现出具有适应干热区的生物学特性,并随干热气候变化产生相适应的物候,速生快长,树势壮旺,丰产性好,实生后代分离为鲜食纯甜型和鲜食加工兼用甜酸型。     

金沙江干热河谷区罗望子病虫害调查初报

【目的】明确金沙江干热河谷区罗望子主要病虫害种类及发生、危害现状,探求其防控技术,为罗望子规模化种植提供技术支持。【方法】采用面上调查、实地调查、数据收集和室内鉴定相结合的方法,于2009～2010年在金沙江干热河谷区对罗望子病虫害进行系统调查。【结果】金沙江干热河谷区危害罗望子的病害主要有白粉病、煤烟病、根腐病等,虫害主要有丝跳甲、吹绵蚧、蟋蟀、土垅大白蚁、铜绿丽金龟、毒蛾等。【结论】针对金沙江干热河谷区罗望子主要病虫害种类及发生流行特点,生产中应加强抚育管理提高罗望子抗病虫害能力,并采取农业防治、生物防治、物理防治和化学药剂防治等综合防治措施,以确保罗望子产业健康持续发展。     

干热河谷水电站路基边坡植被恢复技术研究

【目的】实现干热河谷水电站路基边坡弃渣场的植被恢复,开展保水保肥措施研究,并对其恢复效果进行监测。【方法】以膏桐为供试植物,对植被恢复试验小区土壤分别进行空白对照、保水剂、保水缓释肥、保水剂+保水缓释肥等4种处理,在相同管护条件下于4个月后观测膏桐生长状况,于12个月后观测膏桐的旱季成活率,比较4个处理的植被恢复效果。【结果】路基边坡弃渣场土壤采用保水剂、保水缓释肥、保水剂+保水缓释肥处理后,植被恢复效果均好于空白对照,其中保水剂+保水缓释肥处理的植被恢复效果最好。与其他处理相比,保水剂+保水缓释肥处理可以促进膏桐生长发育,提高旱季成活率。与空白处理相比,该处理的株高增长率、叶数增长率、最大叶面积增长率可分别达到43.50%,53.96%和17.60%×28.57%(长×宽),平均单株质量增加37.95%,叶绿素含量增加6.87%,旱季成活率可达96.38%。【结论】保水剂+保水缓释肥处理在干热河谷水电站路基边坡弃渣场植被恢复中具有一定应用价值。     

银杏生物量分配格局及异速生长模型

以苏北地区银杏人工林为研究对象,选取13株进行整株挖掘,分析不同器官生物量的分配格局,以及地上和地下生物量之间的关系;再分别以胸径(D)、树高(H)、D2H、DaHb为自变量建立银杏各器官生物量模型,选择调整决定系数(R_adj2)、残差平方和(SSE)、平均偏差(ME)、平均绝对偏差(MAE)和平均相对误差(MPE)作为选择最优模型的检验指标,根据检验结果筛选出各器官的最优模型。结果表明:13株银杏的整株生物量变化范围为28.50~320.27 kg,树干生物量占总生物量的49.4%~56.6%,树枝生物量占总生物量的12.1%~18.9%,树叶生物量占总生物量的3.8%~5.5%,根生物量占总生物量的26%;地上部分生物量与地下生物量线性方程的斜率为0.35,具有显著的线性相关性(P＜0.01);枝和叶生物量都集中于树冠中部,树冠上层和下层的枝、叶生物量明显低于树冠中层生物量(P＜0.05),上层和下层生物量之间差异不显著(P>0.05),70%根生物量集中0~1.0 m的土层;枝水平上,基于基径和枝长的枝生物量模型解释量超过95%;在各器官生物量最优模型选择上,以D为自变量的W=aDb的叶、枝、地上部分生物量模型要优于其他模型;树干、根和全株生物量则是以W=aDbHc模型最优。银杏各器官生物量表现为干>根>枝>叶,枝和叶生物量垂直分配上,中冠层占最大比例;基于树高和胸径的相对生长模型可以实现对银杏各器官生物量的准确拟合,银杏生物量及碳储量的有效估算。      

元谋干热河谷旱地玉米-小麦不同覆盖保水 栽培措施的水分效应

为了探究元谋干热河谷区旱地农田水分生产情况,在典型旱地布置玉米-小麦田间试验,比较不同覆盖保水栽培措施的水分效应。结果表明,秸秆和地膜覆盖都具有保水作用,且地膜秸秆两元覆盖方式的保水效果尤其明显,且0~30 cm土壤水分变化较为活跃,30~60 cm土壤水分变化相对稳定,60~100 cm土壤水分变化最为稳定;土壤贮水、蓄水情况为处理Ⅰ处理Ⅱ处理Ⅲ处理Ⅳ,全年耗水强度处理Ⅰ处理Ⅱ处理Ⅲ处理Ⅳ,综合分析不同覆盖措施保水增产效果,为西南干热河谷区旱作农业合理应用覆盖栽培技术提供理论参考和实践指导。     

干热河谷主要植被恢复树种水分利用效率动态分析

以元谋县金沙江干热河谷区14个树种为试材,探讨了干季(3月)、干热季(5月)和湿润季(10月)典型晴天里各树种水分利用效率日动态规律,以揭示极端干热生境条件下供试树种水分利用效率的动态特征,并展开比较分析,结合它们在当地的实际表现,讨论了其适应性和应用前景。结果表明:供试树种水分利用效率在不同季节均可划分为高、中、低3种类别,同一树种在不同季节所属的类别具有较大差别,在季节性干热胁迫鲜明的干热河谷,供试树种水分利用效率的日动态响应机制具有明显的季节效应。在干季转向干热季阶段,干热胁迫的加深明显促进了WUE日变化峰值的提前出现,亦使WUE更早地受到抑制而下降;在干热季转向湿润季阶段,供试树种水分利用效率日变化峰值延后,部分树种水分利用效率"午睡"现象消失,印楝、新银合欢、苏门答腊金合欢及木豆水分利用效率提高较大,在湿润季节里获得较高的光合生产力,从而增强树种在干热河谷区的存活能力。在干热季和湿润季同时具有较高或中等水分利用效率的树种有余甘子、山毛豆、车桑子、小桐子和山合欢等5个树种。     

紫花苜蓿种植模式对干热河谷咖啡园土壤质量的影响

为改善干热河谷地区咖啡园脆弱的生态环境,探讨不同的覆盖作物种植模式对咖啡园土壤质量的影响,本研究通过设置紫花苜蓿单播（A1）,紫花苜蓿×光叶紫花苕混播（A2）两个处理,以休闲处理（CK）为对照,分析了覆盖作物盛花期时对土壤酶活、理化性质、细菌群落结构和多样性的影响。结果表明：A1、A2处理都能显著提高咖啡园土壤有机质和氮素含量（P<0.05）,促进土壤pH从弱碱性恢复到中性,更利于咖啡树的生长;与CK相比,A1的土壤脲酶显著提高（P<0.05）,A1、A2、CK的土壤过氧化氢酶活性无显著差异（P>0.05）;A1的Sobs指数、Chao1指数显著低于A2、CK处理（P<0.05）,A1、A2的Shannon指数显著低于CK（P<0.05）,与休闲处理相比,单播/混播覆盖作物种植降低了土壤细菌多样性,但紫花苜蓿×光叶紫花苕混播的土壤细菌多样性比紫花苜蓿单播更丰富;酸杆菌门是A1的优势菌门,放线菌门是A2、CK组的优势菌门,酸杆菌门的RB41是3个处理的优势菌属;pH值对土壤细菌种群分布的影响最大;细菌群落的主要功能是碳水化合物代谢和氨基酸代谢。覆盖作物种植可以显著增加干热河谷地区咖啡园土壤营养,调整土壤酸碱度,影响土壤细菌群落结构和功能,土壤改良效果显著,紫花苜蓿和光叶紫花苕混播是干热河谷地区咖啡园覆盖作物种植的较优模式。     

干热河谷主要造林树种气体交换特性的坡位效应

植物光合与水分生理特征是植物逆境适应能力评价的重要参考指标.极端生境下,坡位的选择有时成为造林成败的关键.探讨了元谋金沙江干热河谷9个主要造林树种光合与蒸腾作用在不同坡位间的空间差异及干热季向湿润季转换的时序差异.结果表明,低的坡位有助于树种维持相对高的净光合速率,且树种不同,由坡位引起的光合增益效应亦具有较大差别;低坡位的光合增益效应在干热季更为明显,而在湿润季,干热胁迫解除,低坡位的光合增益效应具有较大程度的降低;在不同坡位间发生的光合限制主要受非气孔因素主导.无论在干热季或湿润季,与净光合速率的变化情形一致,低的坡位均促进了树种的蒸腾速率.水分利用效率受坡位的影响较为复杂,因树种、季节而异.