苗期不同水分处理对菜心部分生理指标的影响

以油青60天为供试材料研究苗期不同水分处理对菜心相对含水量、叶绿素、脯氨酸、可溶性糖和丙二醛等生理指标的影响,以期为菜心土壤水分胁迫研究和提高菜心的抗旱能力提供参考。结果表明:在处理的第0～8天,各处理间菜心叶片的相对含水量、叶绿素、脯氨酸、可溶性糖和丙二醛的含量并无显著变化;随着胁迫时间的延长,叶片相对含水量迅速下降,与对照相比差异达显著或极显著水平;在处理第14天时,完全不浇水处理的叶绿素含量增加,与对照相比达显著水平;脯氨酸含量急剧增加,比对照增加了6.24倍,而可溶性糖含量和丙二醛含量与对照相比,分别增加了24.4%和49.6%。     

黄土丘陵区退耕植被土壤水分·可溶性碳氮的变化特征

[目的]研究黄土丘陵区植被恢复过程中土壤水分、可溶性碳氮的变化特征。[方法]选择刺槐(乔木)、柠条(灌木)、撂荒地(草地)3种退耕植被为研究对象,以坡耕地为对照,研究不同退耕植被下土壤水分、可溶性碳氮的季节和垂直分布。[结果]土壤水分、可溶性碳氮均受季节变化的影响,其中土壤水分表现为先降低后增加的趋势,可溶性碳氮的趋势相反;此外,与耕地相比,3种退耕植被土壤水分、可溶性碳氮均有较大的提高;随着土层的加深,土壤水分在表层(0~30 cm)整体表现为撂荒地较林地低,而30~200 cm土层,表现为撂荒地大于林地,深层土壤水分变化不显著。可溶性碳氮在0~30 cm土层也表现为随着土层的增加而递减趋势,且显著受土层变化的影响(P0.05)。另外,土壤水分、可溶性碳氮存在着显著相关性(P0.05)。[结论]该研究阐明了黄土丘陵区典型退耕植被的土壤水分、可溶性碳氮的动态变化规律,为进一步分析和评价黄土丘陵区土壤养分状况提供科学依据。     

青海高寒区5种典型林分土壤呼吸季节变化及其影响因素

土壤呼吸是陆地生态系统碳循环的重要环节,也是影响全球气候变化的重要因素。研究土壤呼吸及其对环境因素的响应,对准确估计全球碳循环系统的收支平衡有重要意义。高寒区是陆地生态系统的重要组成部分,研究该区域环境因素对土壤呼吸的影响有助于深刻了解高寒区的土壤碳循环过程。本研究采用动态密闭气室红外CO2分析法,以青海高寒区的5种典型林分(华北落叶松林、云杉林、云杉-华北落叶松混交林、云杉-白桦混交林、白桦林)为对象,研究不同林分类型生长季土壤呼吸的变化规律及其与环境因子的关系。结果表明:5种林型土壤呼吸速率的大小为云杉林白桦林云杉-华北落叶松混交林华北落叶松林云杉-白桦混交林。土壤呼吸具有明显的季节变化,并在7月份达到最大值。云杉-华北落叶松混交林的土壤呼吸季节间变化幅度最大,华北落叶松林的变化幅度最小,最大土壤呼吸分别是最小土壤呼吸的17.36和1.83倍。华北落叶松林的土壤呼吸与土壤温度没有相关关系,与大气温度正相关(R2=0.75)且呈幂函数模型,与土壤水分含量负相关,其他4种林型的土壤呼吸与大气温度和土壤温度均呈现很好的正相关关系(R2=0.80~0.94),且与大气温度和土壤温度均呈幂函数模型,与土壤水分含量不相关。土壤呼吸对凋落物量的增加产生正响应,且凋落物呼吸在混交林内所占的比重大于纯林。      

起垄覆膜方式对土壤水分及马铃薯产量的影响

在定西旱川地进行了马铃薯不同覆膜方式栽培试验,结果表明,保墒效果以单垄双行全膜覆土微沟垄侧栽培最好,苗期、现蕾期、薯块膨大期0~30 cm土层土壤平均含水量分别为106.8、97.5、87.9 g/kg,比对照露地垄侧栽培分别增加18.5、14.3、23.0 g/kg。折合产量以全膜双垄垄侧栽培最高,折合产量为32 366.67 kg/hm2,比对照露地垄侧栽培增产140.74%。综合考虑,全膜双垄垄侧栽培方式适宜在定西市安定区旱川地及同类地区马铃薯生产中应用。     

深松对陇东旱塬区土壤蓄水保墒及小麦和玉米产量的影响

在陇东旱塬区进行了小麦、玉米田机械化深松整地与当地传统耕作整地之间的对比试验,研究了机械深松对陇东旱塬区耕层土壤蓄水保墒性能及小麦、玉米生长和产量的影响.结果表明,小麦夏季深松整地后,较常规翻耕土壤平均含水量增加2.32百分点,蓄水量平均增加140.1 m3/hm2;土壤容重下降0.037 g/cm3,降低3.19%;折合产量5675.70 kg/hm2,较常规翻耕增产596.10 kg/hm2,增产率11.73%.玉米深松整地后,较常规翻耕耕层土壤平均含水量增加2.01百分点,土壤蓄水量增加80.85 m3/hm2;土壤容重降低0.065 g/cm3,降低5.40%;折合产量10971.9 kg/hm2,较常规翻耕增产1265.7 kg/hm2,增产率13.04%.说明小麦收获后夏季深松蓄水保墒和增产效果较好,玉米田深松整地适期为秋季玉米收获后覆膜前.     

不同覆盖措施对黄土高原旱作农田N2O通量的影响

为研究秸秆和地膜覆盖条件下旱作冬小麦田N_2O通量变化及水热状况,在中国科学院长武农业生态试验站采用静态箱-气相色谱法测定了冬小麦种植期间无覆盖处理(CK)、地膜覆盖处理(PM)、全年覆盖秸秆处理4 500 kg·hm~(-2)(M4500)和全年覆盖秸秆9 000 kg·hm~(-2)处理(M9000)土壤N_2O排放通量,并同步测定了土壤水分、土壤温度和气温。研究表明:CK、PM、M4500和M9000处理生育期内N_2O通量范围分别为17.24~321.86、19.03~388.00、21.57~344.53μg·m-2·h-1和24.77~348.42μg·m-2·h-1,生育期内N_2O平均排放通量分别为110.64、146.48、131.31μg·m-2·h-1和142.26μg·m-2·h-1,与CK相比,PM、M4500和M9000处理N_2O平均排放通量分别提高了32.29%、18.68%和28.57%,其中,PM和M9000处理与CK之间差异达极显著水平(P0.01)。PM处理N_2O累积排放量(7.25 kg·hm~(-2))较CK处理(5.18 kg·hm~(-2))提高了40%(P0.05),秸秆覆盖处理M4500(6.30kg·hm~(-2))和M9000(7.17 kg·hm~(-2))N_2O累积排放量较CK处理分别提高23%和38%(P0.05),PM和M9000处理N_2O累积排放量显著高于M4500,PM和M9000处理之间无显著差异。不同覆盖条件下生育期N_2O通量表现出明显的季节变化特征,小麦生长季始末期较高中期较低,N_2O排放受降水影响明显。生育期N_2O累积通量主要源于冬小麦拔节期至收获期,PM、M4500和M9000处理拔节期至收获期N_2O排放量分别占整个生育期的41%、40%和43%,均高于CK(38%)处理。土壤温度变化可以解释69%~76%土壤N_2O通量变化,土壤水分仅解释了37%~51%的土壤N_2O通量变化。回归分析表明无覆盖时,土壤水分是影响土壤N_2O排放的关键因子,秸秆覆盖和地膜覆盖条件下土壤温度是影响土壤N_2O排放的关键因子。覆盖秸秆4 500 kg·hm~(-2)是黄土旱塬区较为适宜的冬小麦栽培模式。     

旱地谷子渗水地膜覆盖栽培的土壤水温效应及其生长发育研究

为了给旱地谷子渗水地膜覆盖栽培技术的推广应用提供参考,在年降雨量400 mm的甘肃中部半干旱地区研究了旱地谷子渗水地膜覆盖种植的土壤水分、地温效应及对其生长发育的影响。试验设露地、普通地膜覆盖、渗水地膜覆盖3个处理,采用单因素随机区组设计,在谷子出苗期、抽穗期、成熟期分别测定各处理耕层含水量、温度,收获后记产。结果表明:渗水地膜的渗水作用使其比普通地膜能接纳更多的雨水(在抽穗期,渗水地膜下0~20、20~40、40~60 cm耕层的含水量分别为8.1%、10.3%、12.7%,而普通地膜为8.1%、9.3%、12.6%,在成熟期,渗水地膜覆盖0~20、20~40、40~60 cm耕层的含水量分别为7.4%、9.6%、10.7%,而普通地膜为5.8%、6.3%、9.1%,均是T1T2);渗水地膜和普通地膜都具有提高地温的作用,而且渗水地膜在温度较低时提高地温的效果更优于普通地膜(在谷子成熟期,当温度低于15℃时,T1T2),在温度较高时渗水地膜的微气孔张开,具有调温作用,使得在气温较高时渗水地膜覆盖下的地温明显低于普通地膜覆盖下的地温(在出苗期的12∶00和18∶00普通地膜下温度超过30℃时,T2、T1之间的差值明显增大);渗水地膜覆盖处理较普通地膜相比,具有改善谷子农艺性状的作用,且使谷子增产6.75%。     

耕作与施肥模式对渭北旱塬春玉米田蓄水保墒与玉米产量的影响

为揭示渭北旱塬春玉米田休闲期不同保护性耕作模式的蓄水保墒与增产增收效应,寻找适合渭北旱塬春玉米田水肥高效利用的耕作方式和施肥水平,于2013—2014年度在陕西省合阳县甘井镇春玉米田分别设置传统农户模式(翻耕+低肥,S1)、现有高效模式(免耕+高肥,S2)、创新高效模式(深松+平衡施肥,S3)等模式处理,研究各类耕作与施肥相结合保护性耕作模式下春玉米水分利用率、产量和经济效益差异。结果表明,创新模式S3和现有模式S2较农户模式S1播前增加了土壤贮水量;创新模式S3和现有模式S2处理在玉米主要生育期0~200 cm土层平均土壤贮水量分别比农户模式S1增加23.3 mm和18.1 mm,水分利用效率分别提高12.3%和10%,产量增加11.1%、9.2%。创新模式和现有模式均较农户模式能够增加土壤贮水量,提高水分利用效率,增加产量和经济效益,但创新模式蓄水保墒,增产增收优势明显,是适合渭北旱塬地区春玉米生产的水肥管理模式。     

小麦间作玉米农田耗水特性及产量变化对根系分隔的响应

通过田间试验,研究了小麦间作玉米塑料薄膜隔根(PW//C)、尼龙网隔根(NW//C)、不隔根(W//C)及单作玉米(C)和单作小麦(W)对土壤水分、棵间蒸发和水分利用效率的影响。结果表明,根系分隔显著影响作物的耗水特性,从而显著影响作物产量及水分利用效率的提高。小麦收获前,W//C、NW//C和PW//C处理玉米带土壤水分含量均高于小麦带,分别提高2.38%、3.82%和6.13%;小麦收获后,NW//C和PW//C处理玉米带土壤水分含量却均低于小麦带,分别降低5.41%和16.07%,而W//C处理玉米带和小麦带间水分差异不显著。根系分隔显著增大了间作模式的作物棵间蒸发量,NW//C和PW//C较W//C处理分别显著提高6.71%和20.13%。以单作小麦、单作玉米加权平均为对照,W//C、NW//C和PW//C处理分别显著提高经济产量33.60%、26.93%和24.69%,增大耗水量-0.2%、1.02%和6.69%,显著提高水分利用效率34.93%、26.67%和17.80%。W//C处理较NW//C和PW//C处理分别提高经济产量5.25%和7.14%,降低耗水量1.21%和6.64%,提高水分利用效率6.52%和14.54%。     

狭叶锦鸡儿灌丛沙堆土壤水分和肥力的时空分布

通过对内蒙古高原草原区、荒漠草原区和荒漠区狭叶锦鸡儿(Caragana stenophylla)不同发育阶段灌丛沙堆土壤有机质、全氮、全磷、速效磷和水分的空间分布研究。结果发现:3种生境中,灌丛土壤水肥含量表现为:草原区荒漠草原区荒漠区。在草原区和荒漠草原区,狭叶锦鸡儿灌丛沙堆土壤全氮和全磷随土层加深(0~10 cm、10~20 cm、20~40 cm)呈逐渐增加趋势,而速效磷和水分相反;草原区灌丛沙堆土壤有机质富集于0~10 cm土层,荒漠草原区富集于20~40 cm土层。在荒漠区,灌丛对水分和大部分养分(除速效磷)的层间分布影响不大,而20~40 cm土层的速效磷含量逐渐减少。3种生境中狭叶锦鸡儿灌丛内的养分含量均高于灌丛外相同土层,且随着灌丛增大,这种趋势越来越明显;在草原区,随着狭叶锦鸡儿冠幅增大,灌丛土壤水分含量呈显著下降趋势,在荒漠草原区和荒漠区,灌丛土壤水分含量随着灌幅增大而增加。这说明狭叶锦鸡儿灌丛改变了土壤水分和肥力的空间分布,这种效应是在灌丛沙堆的发育过程中逐渐形成,并体现出来的。