Analysis of a Long-term Experiment with Repeated-measurement Models

Long‐term experiments are a classical case of repeated measurements. Traits are measured on the same experimental unit over many years so that correlations arise between the observations made on the same plot in consecutive years. This paper describes the analysis of a three‐crop‐rotation long‐term experiment. We analysed the yields of the crops and the organic carbon content in the topsoil over 30 consecutive years. Several variance–covariance approaches are discussed and the trait‐specific best fit is interpreted. Mixed models are used to describe the structure of the experiment. Both yields and soil organic carbon show a more or less pronounced variance heterogeneity. Especially for yields, the heterogeneity of cycles and years is dominant. The consideration of correlations results in a better model fit in all cases.     

旱地(土娄)土长期定位施肥土壤剖面硝态氮分布与累积研究

通过12a大田长期定位试验研究了在自然降水条件、冬小麦—大豆轮作(或休闲)种植制度下,0～400cm土娄土剖面硝态氮分布与积累的特点。结果表明,长期单施氮肥,氮的表观利用率特别低,仅0.51%,氮肥配施钾、磷肥,氮的表观利用率为25%～35%,氮磷钾平衡施肥及配施有机肥,氮的表观利用率达到50%;施N肥方式显著影响土壤硝态氮积累和淋移,旱地土娄土长期单施化学氮肥或氮钾、氮磷、氮磷钾肥使土壤NO-3-N大量积累和淋移;氮磷钾与有机肥的配合施用能有效地缓解土壤对硝态氮的积累,提高氮肥利用率。     

高寒区轮作模式对当归田土壤特性及药材产量的影响

连作重茬造成当归产量逐年下降。采用药用植物秦艽(QJ)、羌活(QH)轮作当归(DG),以当归连作为对照,通过测定土壤和药材产量指标,利用主成分分析确定各指标权重,并结合隶属综合因子分析和聚类分析,旨在揭示不同药用作物轮作当归对土壤环境与药材产量的影响,为筛选适宜当归栽培的轮作模式提供科学依据。结果表明,不同作物轮作对当归田土壤特性和药材产量均具有显著影响,秦艽轮作当归可有效改善土壤特性,使当归成药期土壤磷和钾含量处于较低水平,而有机质维持在较高水平,对土壤水分的季节调控作用更为显著,与当归连作相比较,当归成药率提高94.10%,药材单根鲜重和药材鲜产量分别提高53.46%和125.56%,而羌活轮作当归土壤pH最高,有机质含量最低,当归连作土壤有机质含量虽高,但土壤富集磷和钾,对土壤水分季节性调控作用最小,当归成药率和药材产量均低。不同轮作模式当归成药率和药材产量依次为秦艽-当归>当归-当归>羌活-当归,综合指数大小依次为秦艽-当归(0.8132)>羌活-当归(0.3315)>当归连作(0.2051)。聚类分析将3种轮作模式分为三大类,重复小区亚类间距离均小,说明不同作物轮作对土壤的调控作用不同,高寒产区秦艽轮作当归是优化调控土壤环境,提高当归产出性能的有效轮作模式。     

江苏省沿海地区棉花-水稻轮作研究

针对江苏沿海地区连作障碍现状,进行了棉花-水稻轮作耕作模式研究。结果表明棉花-水稻轮作可以改善土壤理化性状,大幅度地提高土地产出率,旱改水第一茬水稻比连作水稻增产17．5％,1hm^2农田纯收益增加2736元;同时减少农药使用,减轻农业面源污染,具有明显的经济和生态效益。     

土壤有机碳作用及转化机制研究进展

对土壤有机碳作用的综述研究显示:直至20世纪末,对于土壤有机碳的研究主要集中于阐明具不同化学结构有机物质在土壤中的功能,如胡敏酸、富里酸、黄腐酸的化学结构特征及在土壤肥力中的作用。中欧近年的研究则更关注按照有机碳在土壤中的转化特征进行分组,尝试建立这一分组与土壤有机碳功能的关联。按照转化特征,土壤有机碳可分为稳定性有机碳和营养性有机碳两大类型。前者主要指封存于土壤黏粒中的有机碳,很难被土壤微生物分解和矿化。后者主要指通过作物收获后地表及根系残留物、还田秸秆、有机肥施肥进入土壤的有机碳,是土壤有机碳中易于转化的、活跃的组分,也是形成土壤腐殖质和团聚体的主要前体物质。对土壤肥力具有重要意义。多点长期定位试验研究结果显示:土壤有机碳含量实际上表达了土壤中有机碳输入与分解两个过程的动态平衡。当输入量小于矿化量,将导致土壤有机碳含量和土壤肥力下降。当每年输入的有机碳量大于矿化量,土壤有机碳含量会持续上升;直至每年输入量与矿化量相等,土壤有机碳含量不再增加,此时,土壤有机碳含量达到平衡点。在一般农业生产条件下,达到平衡点的时间周期为20—30年。在营养性有机碳投入量过高情况下,这一动态平衡系统也会...     

花生除草地膜对田间杂草防除及花生产量的影响研究

通过在广东省花生主产区进行花生除草地膜覆盖栽培试验,探讨了该地膜对不同土壤类型和不同耕作制度的花生田间杂草的防除效果。结果表明:花生除草地膜适用于广东省各花生主产区,且产量平均增加28.93%;花生除草地膜对水旱轮作田和旱地的杂草防除效果略有不同,其中对水旱轮作田杂草的防除效果达80%以上,对旱地杂草的防除效果高达90%以上且防效稳定;在前茬作物为水稻或蔬菜的花生地,花生除草地膜对田间的防除效果均达到80%以上,但要注意控制多年生杂草。     

不同复种油菜-轮作模式对马铃薯耗水特征及产量的影响

为探讨马铃薯不同轮作系统复种饲用油菜对马铃薯耗水特征及产量的影响,2017年在长期大田定位试验基础上选取4个处理,即马铃薯连作（CK）、马铃薯-小麦复种油菜-马铃薯（WPRP）、马铃薯-豌豆复种油菜-马铃薯（PPRP）、小麦-豌豆复种油菜-马铃薯（WPPR）,研究不同复种轮作模式对马铃薯耗水特性、水分利用效率和产量的影响。结果表明：马铃薯块茎增长期到收获期,CK 160~200 cm土壤水分含量和播前无差异,而WPRP、PPRP、WPPR 0~200 cm土壤各层含水量均大于播前,其中,块茎增长期到淀粉积累期,各层土壤平均含水量分别提高了43.02%、38.58%、24.63%,淀粉积累期到收获期,分别提高36.47%、33.63%和21.43%; 120~200 cm土壤各层含水量表现为：WPRP＞PPRP＞WPPR＞CK。WPRP、PPRP、WPPR耗水深度和贮水量均大于CK,其中,块茎增长期到淀粉积累期,耗水深度较CK分别增加42.86%、42.86%、42.86%,土壤贮水量较CK分别增加10.36%、12.91%和8.49%;淀粉积累期到收获期,耗水深度较CK分别增加了25.00%、12.50%、12.50%,土壤贮水量分别增加了12.56%、6.78%和2.95%,且WPRP贮水量较CK显著提高12.56%。块茎形成期、块茎增长期和淀粉积累期,WPRP耗水量较CK分别减少了16.2%、25.2%和5.1%。WPRP、PPRP、WPPR较CK产量分别增加33.51%、40.05%、14.47%,WUE分别提高54.83%、52.32%、19.78%。综上,马铃薯轮作系统复种油菜增加了降雨入渗深度、土壤贮水量和耗水深度,降低了阶段性耗水量,提高了马铃薯产量和WUE。且马铃薯-小麦复种油菜-马铃薯为该地区较佳的轮作模式。     

陕西省水土保持率远期目标值与分阶段目标值的确定与探讨

[目的] 探讨和明确陕西省水土保持率远期目标值与分阶段目标值,为准确评价该区水土保持工作成效和科学推进水土流失综合防治工作提供科学支撑。 [方法] 综合考虑陕西省社会经济条件与自然条件,分析对应年度水土流失面积变化情况及水土保持率变化情况,结合各年度水利年鉴和全国水土保持规划实施情况考核评估结果,结合土壤侵蚀分类分级、土地利用、海拔地形、植被覆盖、地理空间数据,研判现状条件下陕西省水土流失治理形势,确定陕西省2050年水土保持率远期目标值,及2025,2030和2035年分阶段目标值,并结合目标责任考核,提出陕西省水土保持率的实现途径。 [结果] ①自2011年以来陕西省水土流失面积年均减少量不断降低,治理难度不断加大,陕西省水土流失面积由72 686.00 km²降低至2022年的62 637.02 km²; ②至2050年,水土流失治理措施全部实施后,预计削减水土流失面积21 607.05 km²,水土保持率远期目标值为79.02%; ③2025,2030和2035年分阶段目标值分别为71.42%,73.97%和75.62%。 [结论] 科学合理地确定陕西省水土保持率目标值,可以满足陕西省落实生态文明建设目标评价考核与水土保持目标责任考核等工作的需求。     

土壤秸秆注孔对土壤含水量及作物生长的影响

[目的] 研究土壤秸秆注孔对土壤含水量及作物生长的影响,为旱作农田增加雨水蓄集能力及提高水分利用效率提供理论依据。[方法] 开展玉米-小麦轮作田间试验,设置常规种植(CK)、土壤秸秆注孔2孔/m²(T₁),4孔/m²(T₂),8孔/m²(T₃)4个处理。[结果] 秸秆注孔所有处理均提高了整个试验期表层土壤含水量。T₂,T₃处理提高了收获期深层土壤含水量,试验结束时两者底层土壤(60-80 cm)含水量较CK分别提高了29.19 %和28.18 %。秸秆注孔处理提高了作物株高、经济产量和生物量,以及降水利用效率和水分利用效率,T₂,T₃处理的提高效果最明显,且彼此差异不显著。[结论] 秸秆注孔具有保水性能和增产能力,根据成本和效果综合考虑,推荐秸秆注孔4孔/m²(T₂)作为优选处理。     

目标规划与轮伐公式确定森林收获的比较分析

利用中国林科院热带林业实验研究中心2009年森林资源二类调查数据,分别利用目标线性规划与传统森林轮伐公式计算热林中心马尾松纯林和杉木纯林用材林年采伐量,比较分析同一个经理期（2009—2019年）两种计算方法的不同;结果表明：轮伐公式计算的采伐量一般偏大,且目标规划单位面积年经济收益是轮伐公式获得经济效益的10 20倍。利用目标规划法在同时实现材积收获量最大、出材量最大、净现值收益最大的目标前提下,对森林结构进行调整,使资源分布满足可持续经营的要求,即尽可能达到法正状态。