增温对不同作物秸秆在土壤中分解速率的影响及模拟

  【目的】  研究增温对不同作物秸秆在土壤中分解速率的影响。  【方法】  于2019年11月至2020年10月进行两个生长季的田间填埋试验,观测增温和对照处理下玉米、红薯、大豆秸秆在夏熟作物生长季的分解率以及冬小麦、大蒜、油菜秸秆在秋熟作物生长季的分解率,并以秸秆初始碳含量、氮含量、碳氮比、木质素含量模拟不同处理下不同作物秸秆的分解速率系数。利用模型模拟得到的分解速率系数k值进一步模拟增温和对照处理下不同作物在填埋后不同天数的剩余秸秆质量,将剩余秸秆质量的模拟值与观测值进行回归分析以评估模型模拟效果。  【结果】  增温对玉米、红薯、冬小麦秸秆初期分解率具有显著(P < 0.05)促进作用,而对这3种作物秸秆在其他时间段的分解率无显著影响。增温对油菜秸秆在整个生长季的分解率具有显著(P = 0.029)促进作用。增温对大豆、大蒜秸秆在整个生长季的分解率无显著(P > 0.05)影响。增温对6种作物秸秆分解速率系数均无显著(P > 0.05)影响,而不同作物秸秆分解速率系数之间存在显著(P < 0.05)差异。无论是对照还是增温条件下大蒜秸秆分解速率系数均最高,而大豆秸秆分解速率系数最低,大蒜秸秆分解速率系数超过大豆秸秆2倍。以不同作物秸秆碳含量(C)、氮含量(N)、碳氮比(C/N)、木质素含量(L)为因变量,采用多元线性回归,可得不同处理下不同作物秸秆分解速率系数的模拟方程 (k = ?1.073C+7.315N+0.223C/N?0.004L+33.900),该方程可模拟92.1% (R2 = 0.921, P < 0.001)的秸秆分解速率变异,描述模拟值和观测值之间关系的线性回归方程斜率非常接近1∶1线。利用模拟得到的秸秆分解速率系数k值对本研究填埋试验中观测的不同填埋天数后的剩余秸秆质量进行验证分析,可见增温和对照处理下不同作物剩余秸秆质量模拟值和观测值具有非常好的一致性(R2 = 0.922,P < 0.001),表明该模拟方程可有效模拟秸秆分解动态。  【结论】  增温比对照显著增加了玉米、红薯和冬小麦秸秆在分解初期的分解率,并增加了油菜秸秆在整个生长季的分解率,但对大豆、大蒜秸秆在整个生长季的分解率没有显著影响。作物秸秆的分解速率系数可用秸秆碳氮含量、木质素含量以及碳氮比进行模拟,用分解速率系数的模拟方程可有效估算对照和增温处理下不同作物秸秆在填埋后不同天数的剩余秸秆质量。     

UV-B辐射增强对冬小麦生态系统呼吸速率和N2O排放日变化的影响

通过田间试验,应用静态箱-气相色谱法测定了土壤-冬小麦系统以及土壤的呼吸速率和N2O排放通量,研究了UV-B辐射增强对土壤-冬小麦系统、土壤的呼吸速率和N2O排放日变化的影响.结果表明,土壤-冬小麦系统和土壤的呼吸速率存在着明显的日变化规律,UV-B辐射增强处理并没有改变其日变化规律,但对呼吸速率有抑制作用.在日温差较大的晴天,土壤-冬小麦系统和土壤的N2O排放通量也呈规律性日变化,UV-B辐射增强处理没有改变其日变化规律.在拔节至抽穗期,UV-B辐射增强对土壤一冬小麦系统的日均呼吸速率、N2O排放通量和土壤的日均N2O排放通量均没有显著影响,但显著降低了土壤的日均呼吸速率;在开花期,UV-B辐射增强对土壤-冬小麦系统和土壤的日均呼吸速率、N2O排放通量均没有显著影响;在灌浆期,UV-B辐射增强显著降低了土壤-冬小麦系统的日均呼吸速率、N2O排放通量和土壤的日均N2O排放通量,但对土壤的日均呼吸速率没有显著影响.     

不同作物叶片和茎全磷含量与高光谱植被指数的关系

为研究不同作物叶片和茎全磷含量与不同高光谱植被指数的关系,于2020年11月至2021年10月进行田间试验,测定冬小麦、油菜、蚕豆、大豆、玉米、红薯6种作物不同生长阶段的叶片、茎全磷含量和高光谱冠层反射率,进而计算归一化植被指数（NDVI）、差值植被指数（DVI）、比值植被指数（RVI）、增强植被指数（EVI）、光化学植被指数（PRI）、红边叶绿素指数（RECI）6种高光谱植被指数。利用Pearson相关分析研究了不同作物叶片、茎全磷含量与高光谱植被指数的关系,并以多元非线性回归建立了基于高光谱植被指数的叶片、茎全磷含量模拟模型。结果表明,随着作物生长,冬小麦、油菜、蚕豆、大豆叶片全磷含量逐渐降低,玉米、红薯叶片全磷含量在生长季中期较高,6种作物茎全磷含量与叶片全磷含量的季节变化规律类似。6种作物叶片全磷含量季节平均值均高于茎全磷含量季节平均值。6种作物NDVI、DVI、RVI、EVI、PRI、RECI在生长中期相对较高。6种作物叶片全磷含量与不同高光谱植被指数之间的相关系数不同,且与叶片和茎全磷含量存在显著相关关系的高光谱植被指数也不同。基于6种植被指数NDVI、DVI、RVI、EV...     

河南省近50年气候变化特征

利用河南省13个观测站点1961～2010年逐日气象观测资料,研究了近50年河南省气候的变化趋势和变化周期。结果表明,近50年来河南省气温表现为增加趋势;年平均气温和年最低气温表现为中部和西部升幅较小,中北部较大;年最高气温以西部升温幅度最大,中部最小。降雨量总体呈增加趋势,中部、东部降雨量呈增加趋势,北部、豫西、豫南降雨量呈减少趋势;年日照时数总体呈减少趋势,东部减少最多,西部减少最少;相对湿度总体呈减少趋势,南部中北部减少较多,中部、东部、最北和最西部地区相对湿度呈增加趋势。气候变化显著周期分别为平均气温3～5年,降雨量5～6年。     

冬小麦冠层叶色变化节奏及其与栽培措施的关系

以美制光谱辐射计EXOTECH 100BX的光谱指标，定量地监测到冬小麦扬麦158冠层叶色“三黑三黄”的变化节奏：出苗至分蘖末期为“第一黑”，拔节期至孕穗期为“第二黑”，始穗期至灌浆初期为“第三黑”；分蘖末期至拔节期为“第一黄”，孕穗期至始穗期为“第二黄”，灌浆初期至成熟为“第三黄”。经过长期栽培试验，人们的栽培措施与冬小麦冠层叶色变化节奏已基本统一。     

石羊河流域气候变化及对作物生育期的影响

〗利用石羊河流域5个农业气象观测站1951—2009年气象资料和武威市作物（春小麦、玉米）生育期观测资料,采用线性对比分析、Mann-Kendall趋势检验和突变检验分析、Arcgis空间统计分析、Morlet小波分析、SPSS统计分析等方法,分析了该地区的气候变化特征,以及气候变化对作物（春小麦、玉米）生育期的影响。结果表明：近60年来石羊河流域不同地区的气温呈不同程度的上升趋势,月、季、年平均降水增量不同程度地增（减）,并且气候变化显著周期分别为：平均气温3～5 a,降雨量1～3 a。从气象因素对作物生育期的影响可以看出,降水是影响春小麦乳熟期长短的主要气象因素,而气温和降水与玉米关键生育期的相关性不显著。     

石羊河流域气候变化及对作物生育期的影响

〗利用石羊河流域5个农业气象观测站1951—2009年气象资料和武威市作物（春小麦、玉米）生育期观测资料,采用线性对比分析、Mann-Kendall趋势检验和突变检验分析、Arcgis空间统计分析、Morlet小波分析、SPSS统计分析等方法,分析了该地区的气候变化特征,以及气候变化对作物（春小麦、玉米）生育期的影响。结果表明：近60年来石羊河流域不同地区的气温呈不同程度的上升趋势,月、季、年平均降水增量不同程度地增（减）,并且气候变化显著周期分别为：平均气温3～5 a,降雨量1～3 a。从气象因素对作物生育期的影响可以看出,降水是影响春小麦乳熟期长短的主要气象因素,而气温和降水与玉米关键生育期的相关性不显著。     

气温及降水变化对江苏省典型农业区冬小麦、水稻生育期的影响

基于江苏省徐州、昆山、宜兴三地1992-2005年气温、降水资料,以及1992-2004年徐州、昆山两地冬小麦生育期和1993-2005年徐州、宜兴两地水稻生育期数据,分析了气温、降水的变异与冬小麦、水稻生育期的关系。结果表明：1992-2004年,江苏徐州、昆山两地冬小麦全生育期天数随气温上升而逐渐减少,冬小麦全生育期天数与生育期内总降水量的变异无显著相关性。1993-2005年,随着月平均温度升高,徐州、昆山两地冬小麦拔节、孕穗、开花期提前,而乳熟期随此阶段平均温度的升高而推迟。与冬小麦不同,徐州、宜兴两地水稻生育期天数与生育期内平均温度和总降水量无显著相关关系。并且,随着温度升高,徐州、宜兴两地拔节、孕穗、抽穗、乳熟期也无显著变化。这表明水、旱两种作物对气温的变化呈现出明显不同的变异规律,气温的年际间变化对冬小麦生育期的影响相对更大。     

古田山国家自然保护区马尾松林主要种群生态位研究

通过样方法进行群落调查,每个样地大小为20 m×20 m.采用生态位宽度、生态位相似性比例和生态位重叠值公式统计分析了古田山自然保护区马尾松林优势种群生态位特征.结果表明:马尾松、青冈、石栎和木荷等种群有较大的生态位宽度,其Bi、Ba值分别为0.9040、0.7818,0.8421、0.5853,0.8055、0.6292和0.7850、0.4572,而杨梅的生态位宽度最小,其Bi、Ba值分别为0.2505和0.0533.生态位较大的物种间生态位相似性比例较高,如马尾松与木荷为0.5670、甜槠与木荷为0.6775、马尾松与石栎为0.6144.马尾松林中物种间生态位重叠值小于0.1的比例达到89%,生态位重叠较小,表明马尾松林种间竞争不大,资源较为充分,能为更多物种的侵入和生存提供充足的空间与资源.     

不同品种对冬小麦秸秆分解系数的影响

选取6个品种的小麦秸秆,设置4个秸秆添加梯度,测定土壤添加秸秆后CO2－C的排放总量。结果表明,添加不同品种、不同量小麦秸秆的土壤C排放量明显高于未添加秸秆的处理（对照）,小麦秸秆的分解增加了土壤C的排放;不同品种冬小麦秸秆的分解系数存在较大差异,最高分解系数是最低分解系数的1．97倍;冬小麦秸秆的分解系数与土壤pH值存在极显著的一元线性回归关系,分解速度快的冬小麦秸秆其对应的土壤pH值越高。