我国热带地区胶茶鸡农林复合系统氮循环研究

以海南省文昌市典型的胶茶鸡农林复合系统模式为研究对象,以单作胶园、胶茶间作园为对照,采用定量研究与定性分析相结合的方法,研究其N循环规律.结果表明,胶茶鸡农林复合系统N循环率为43%,N输出量为196.5kg·hm^-2,土壤N盈余量为237.6kg·hm^-2,均最高.鸡子系统N产投比为91%,转化率较高.系统外N投入率比另两系统明显减少,系统内N循环量最大,为824.1kg·hm^-2.该系统N循环活跃,具有较合理的N循环结构.     

我国热带地区胶茶鸡农林复合系统氮循环研究

以海南省文昌市典型的胶茶鸡农林复合系统模式为研究对象,以单作胶园、胶茶间作园为对照,采用定量研究与定性分析相结合的方法,研究其N循环规律.结果表明,胶茶鸡农林复合系统N循环率为43%,N输出量为196.5kg·hm^-2,土壤N盈余量为237.6kg·hm^-2,均最高.鸡子系统N产投比为91%,转化率较高.系统外N投入率比另两系统明显减少,系统内N循环量最大,为824.1kg·hm^-2.该系统N循环活跃,具有较合理的N循环结构.     

甘蔗-甜玉米间作对甘蔗产量、品质及经济效益的影响

通过甘蔗田间定位试验研究了种植模式(甘蔗单作、甘蔗-甜玉米间作(1∶1、2∶1)和施氮水平(300、525 kg·hm-2)对甘蔗群体经济效益、甘蔗产量、生物量积累动态变化及品质的影响。结果表明:低氮水平(300 kg·hm-2)下,甘蔗-甜玉米间作(1∶1、2∶1)的经济效益分别高于单作甘蔗52.67%和20.59%,土地当量比(LER)均大于1,且甘蔗-甜玉米1∶1间作模式的LER高于甘蔗-甜玉米2∶1间作31.50%;高氮水平(525 kg·hm-2)下,甘蔗-甜玉米1∶1间作的经济效益和土地利用率分别高于单作26.25%和36.00%,而甘蔗-甜玉米2∶1间作与甘蔗单作相比无间作优势;甘蔗-甜玉米间作中,因间作甘蔗最大生长速率(v m)减小,理论最大值(w m)、最快生长日(t m)等生物量动态累积特征参数的协调性劣于单作甘蔗,使间作甘蔗产量低于单作甘蔗9.72%~33.17%,而间作甜玉米产量比单作甜玉米高14.10%~24.43%;相比甘蔗单作,甘蔗-甜玉米间作对甘蔗品质无显著影响;甘蔗-甜玉米间作是实现甘蔗优质、高效种植的可行途径,其中甘蔗-甜玉米1∶1间作模式更为优化。     

燕麦-绿豆间作效应及氮素转移特性

为探究燕麦(Avena sativa)-绿豆(Phaseolus radiatus)间作效应及氮素转移特性, 在不施氮肥的大田试验条件下, 设置3种种植模式(燕麦单作、绿豆单作和燕麦-绿豆间作), 采用传统挖根法和¹⁵N同位素标记法进行研究。结果表明, 间作系统中燕麦侵袭力强于绿豆, 绿豆生长受到抑制。整个生育期, 间作燕麦地上部干物质积累量比单作增加14.9%-33.1%, 2年成熟期间作燕麦的氮素积累量比单作分别提高53.1%和44.8%; 间作减少了开花结荚期绿豆氮素积累量和根瘤重量, 降低了绿豆的固氮效率, 绿豆的固氮效率2年平均降低23.7%, 生物固氮量平均减少11.66%。间作绿豆向燕麦的氮素转移率2年平均值达31.7%, 氮素转移量为212.16 kg∙hm^-2。燕麦-绿豆间作降低了开花结荚期绿豆的根瘤固氮酶活性和固氮效率, 但绿豆体内氮素转移增加了燕麦对氮素的吸收利用, 实现了地上部与地下部生长的相互调节和促进, 优化了农田生态系统的氮素管理。     

玉米/花生间作对土壤微生物和土壤养分状况的影响

通过大田试验,研究了玉米/花生间作对玉米和花生根区土壤微生物和土壤养分状况的影响.结果表明：与单作相比,间作能显著提高玉米和花生根区的土壤细菌数量;间作花生根区土壤真菌和放线菌数量与单作无显著差异;间作玉米根区土壤真菌和放线菌数量比单作明显提高;间作作物根区微生物群落功能多样性和代谢活性比单作有所改善.玉米/花生间作不同程度提高了整个间作系统根区的土壤碱解氮、速效磷、有机质含量及EC值,其中,间作玉米根区土壤养分的增加更为明显,说明玉米/花生间作可以较明显地改善两种作物根区的微生物和养分状况,土壤微生态环境的改善又会促进作物地上部的生长.     

不同根系分隔方式对栗和茶幼苗生长的影响

研究不同根系分隔方式对栗(Castanea mollissima)/茶(Camellia sinensis)间作地下部分相互作用和植物种间互作动态的影响, 探究根系互作对植株株高、基径和根系生长的影响, 可为栗/茶复合经营模式的可持续发展提供科学指导。该研究以栗/茶间作和相应单作为研究对象, 运用盆栽实验的根系分隔技术(塑料膜分隔、尼龙网分隔和不分隔), 分别利用logistic生长模型模拟栗和茶株高与基径生长动态过程, 利用幂函数研究株高-基径的异速生长关系, 并从细根发育角度分析地下部分相互作用对植物生长发育的影响。结果显示: 与单作茶相比, 间作茶塑料膜分隔方式地上部分、地下部分和总的干生物量以及根长、根表面积、根体积、分形丰度和直径为0.2-1.0 mm根的根长分别显著增加了357.1%、281.8%和345.2%以及74.3%、273.9%、244.8%、42.0%和382.4%。间作茶塑料膜分隔方式的株高渐进值比单作茶显著增加了30.9%, 尼龙网分隔方式的间作栗株高渐进值和基径渐进值比单作栗分别显著增加了21.9%和28.2%; 塑料膜分隔方式下间作茶株高达到最大增长速率的时间和间作栗的基径达到最大增长速率的时间比相应单作模式分别显著延迟了14和15天。不同处理中栗和茶的株高-基径异速生长均呈显著线性正相关关系, 且不分隔方式下间作栗和间作茶的株高-基径异速生长模型的斜率均表现为最小, 且均<1。结果表明, 栗和茶间作时, 栗地上部分通过遮阴促进茶幼苗侧根分枝数、细根根长和株高的生长来增加其干生物量累积, 但地下部分则表现为竞争作用, 且随着地下部分竞争作用的强度增加会逐渐抵消地上部分的促进作用, 最终植物种间相互作用表现为中性作用。     

间作对桑树和谷子生长和光合日变化的影响

以桑树和谷子为研究材料,探讨了大田条件下,桑树-谷子间作对桑树和谷子的干物质生产、土地利用率和光合日变化的影响.结果表明：桑树-谷子间作条件下,间作桑树的株高、地茎、根长和枝条数分别比单作桑树增加了6.0%、13.7%、6.8%和14.8%,且间作桑树的产叶量比单作桑树增加了31.3%;间作谷子与单作比较,其株高和根长的变化不大.桑树-谷子间作增加了土地当量比,提高了土地利用率.单作、间作桑树和谷子叶片在12:00时均表现出明显的光合午休现象,且单作桑树的光合午休现象比间作桑树严重.桑树-谷子间作提高了中午时桑树叶片气孔导度和水分利用率,增加了桑树光合碳同化能力,抑制了桑树叶片实际光化学效率、电子传递速率和最大光化学效率的下降,从而减缓了桑树的“光合午休”现象.桑树 谷子间作能明显提高桑树叶片的光合生产能力.     

小麦间作大蒜或油菜对麦长管蚜及其主要天敌种群动态的影响

麦长管蚜是我国冬小麦产区的重要害虫.试验探索了不同间作方式对麦长管蚜及其主要天敌的影响.结果表明,在调查期内,麦-油(油菜)间作田和麦-蒜(大蒜)间作田中麦长管蚜无翅蚜的种群密度多显著低于单作田;麦-油间作田中有较高的瓢虫种群密度和瓢蚜比;5月2日前,麦-油间作田中蚜茧蜂的种群密度高于单作田和麦-蒜间作田;5月5日后,麦-油间作田的僵蚜率和蜂/蚜比也显著高于单作田和麦-蒜间作田;麦-蒜间作田有翅蚜的种群数量较高,但瓢虫和蚜茧蜂的种群数量无明显变化.麦-油间作和麦-蒜间作均能对麦田中麦长管蚜起到较好的控制作用.     

茶稻间作系统的生态结构特征及生理特性研究

茶稻间作系统叶面积指数高于单作茶园,且上、下２ 层空间分布合理,水稻生长前期形成上部茶冠和下部水稻的生态边界层,生长后期则形成上部水稻和下部茶冠的生态边界层,有利于系统对光、热、水、气资源的充分利用．比之于单作茶园,茶稻间作系统内盛夏期相对光强减弱３５７ ％ ,午后温度降低０９ ～１９ ℃,相对湿度增加７ ％ ,为茶树生长提供了较适宜的生态环境条件,新梢生长速率有所提高．茶稻间作系统中的水稻比水田水稻水分利用率高,边际效应显著,有效穗数增加,结实率提高     

间作大蒜或油菜麦田中麦蚜主要天敌群落的时间动态

运用物种丰富度S、种群优势度D、群落多样性指数H'和均匀度指数E作为综合指标,分析了不同间作方式下麦田麦蚜Aphidius avenae主要寄生性和捕食性天敌群落的时间动态.结果表明,麦-油间作田天敌物种丰富度多高于单作田和麦-蒜间作田,麦-蒜间作田和单作田天敌物种丰富度基本相同;不同间作处理天敌群落优势种在调查初期有所不同,而中后期皆为燕麦蚜茧蜂;麦-油间作田天敌群落多样性指数一直高于单作田和麦-蒜间作田;调查后期(5月8日后)麦-油间作田的寄生性天敌的优势度指数显著低于单作田和麦-蒜间作田,均匀度指数则显著高于单作田和麦-蒜间作田.说明麦-油间作,麦蚜天敌物种丰富度较高,群落较稳定性,在小麦灌浆初期即可对麦蚜为害起一定控制作用;麦-蒜问作对麦蚜天敌群落的结构特点及时间动态无明显影响.     

Human adaptation and energetic efficiency

A lack of consensus on the general adaptive significance of energetic efficiency can be shown to exist in ecology and anthropology. After briefly reviewing key studies in optimal foraging theory and ecological anthropology, a model is presented which includes the following elements: (1) an equation of adaptive success with reproductive fitness, within an optimality framework; (2) a definition of energy limitation consistent with this framework; (3) a distinction between efficiency of energy capture and efficiency of energy use in achieving other goals; (4) a multiple definition of energetic efficiency that distinguishes purely energetic measures (output/input) from rate measures (energy captured per unit time); (5) the inclusion of time budgeting as a primary adaptive constraint; (6) a quantitative demonstration that increased output/input ratios do not consistently predict an increase in net energy captured, and are poor measures where time is a constraint. The general conclusion is that where energy is limiting, increased efficiency in the rate of energy capture will be adaptive because more net energy will be made available; where energy is not limiting, an increased net capture rate may still confer increased adaptive success, since time and labor energy are freed from energy-capture activities and can be devoted to achieving other adaptive goals. But while energetic efficiency, properly defined, is shown to have general adaptive significance in all cases where time or energy are constraints, considerations of adaptive optimality preclude the general equation of energetic efficiency and adaptive success.     

西双版纳不同林茶复合生态系统碳储量

为了探明上层遮荫树种对茶园碳储量的影响,根据所建立的茶园上层树种及茶树的生物量模型估算了不同林茶复合生态系统的生物量,结合植物、土壤样品碳含量的实测值,对西双版纳州勐海县4种茶园组合模式及纯茶园的碳储量进行了分析。结果表明:樟树+茶、樟-杉+茶2种组合模式的碳储量分别比纯茶园碳储量(223.442t·hm-2)高22.701、3.871t·hm-2,而4种遮荫树种+茶、6种遮荫树种+茶2种组合模式的碳储量则分别比纯茶园低10.828、5.717t·hm-2。各茶园总碳储量以土壤的碳储量所占比例最大,达91.8%～96.0%,随上层树种数量的增加而降低,并在4种遮荫树种+茶组合模式达到最低;而植物体的碳储量仅占总碳储量的4.0%～8.2%,呈现随上层树种数量增加而先增加后降低的趋势。表明西双版纳的人工茶园复合态系统具有很强的碳储存能力。     

中国四川旱坡地植物篱农作系统能流特征

关于农业生态系统能流特征的研究很多,但关于植物篱农作系统能流特征的研究很少。在四川盆地雨养丘陵农区,2/3的耕地土壤侵蚀严重,为了控制土壤侵蚀和提高耕地生产力,该区域大量栽种了植物篱。该研究通过了解作物与植物篱之间的能流交付作用,通过系统能量投入水平提高与结构优化,建立环境友好的农作系统,最终实现坡地农业的可持续。通过两年田间小区试验,详细记录所有劳力投入、化肥投入、农药投入、农事管理活动以及落叶的数量并折算为标准能量单位。作物收获后所有生物产量的能量根据其各部分的转换值折算为标准能量。系统能流特征及效率通过统计分析完成。通过研究主要获得了以下3个结论:1)“作物-植物篱”系统产出能和输入能的数量和结构变化主要受植物篱子系统类型的影响。与大面积旱坡地传统农作物生产系统比较,植物篱农作系统能有效提高系统光能利用率、人工输入能效率,耕地单位面积总产出能也会增加,坡度越大,相对增幅亦越大;由于能极显著减少无机能施入量,这有利于降低化肥农药使用量,减少对环境的污染和破坏。2)“作物-果树类植物篱”系统输入能总量和有机能输入量大幅度增加,因此有利于优化输入能结构,促进坡地生态系统良性循环和集约高效农业发展。3)“作物-草本植物篱”系统人工辅助能的输入量大幅度下降,由于它所需投入能少,有机能耗和无机能耗均低,人工输入能效率很高而生物产量也较高,并且它们提高了与其间作的其它作物的能量产投比,因此提升了整个系统能量产投比率;由于保水固土的生态功能显著,使它能在四川广大山地、丘陵区退耕还林还草工程中发挥重要作用。     

山区茶园“生产-生态-生活”耦合及其技术对策

通过下乡调研,总结并分析福建省山区茶园成功的经验与面临的挑战;主要针对山地茶园存在水土流失与茶园经营单一及生产质量有待提高等突出问题,结合红壤山地生态复合茶园的研究成果,提出了新时期发展山区"生产-生态-生活"耦合茶园(简称"三生")的总体思路,阐述了"三生"耦合茶园的理论内涵,其是按照生态经济学的原理,通过茶园系统内部各结构要素的优化组合,促进其在时序有效链接、空间合理布局和生产生态匹配中产生正向联系和优势叠加作用,实现山区茶园生产、生态、生活功能的影响挖掘与充分利用,形成山区茶园整体性的耗散结构与有序性耦合链接的特定农业开发系统。从科学开垦与水肥调控工程、水土保持与立体种养工程、生态恢复与地力保育工程、水分涵养与茶园景观工程、绿化环节与茶旅结合工程、多样发展与康悦养生工程等6个方面总结提出了"三生"耦合茶园模式构建要素与技术实施要点。通过定位试验的能值分析表明,"三生"茶园能值自给率比常规茶园提高36.31%,可持续发展指数是传统茶园的2.68倍,说明在生产效率和和可持续发展方面"三生"茶园模式均优于常规茶园。结合福建茶业绿色振兴实际,提出了发展"三生"耦合茶园的技术与管理对策,以期为茶业企业与家庭农场在绿色发展过程提供参考及其借鉴。     

不同栽培模式对茶园生态环境及茶叶品质的影响

对陕南茶区的纯茶园、塑料大棚茶园、松茶间作茶园及林篱茶园4种常见栽培模式的茶园生态环境(包括小气候因子、土壤因子)和茶叶中各项生化指标(包括氨基酸、咖啡碱、茶多酚、酚氨比、茶水浸出物)进行了测定.结果表明:不同栽培模式茶园小气候因子有显著差异.相对于纯茶园,塑料大棚茶园、松茶间作茶园和林篱茶园能更有效地改善光照条件、降低环境温度、提高土壤水分和有机质含量、增强空气湿度,提高土壤养分状况.3种复合式茶园茶叶品质也较纯茶园显著提高,氨基酸和茶水浸出物含量显著高于纯茶园茶叶,而茶多酚含量却显著低于纯茶园茶叶.因此,林茶复合栽培模式和大棚模式茶园的生态环境更有利于茶树的生长和茶叶品质的提高.     

陕西省西坡村农果复合生态经济系统能量流特征

以陕西省淳化县西坡村农果复合系统为例,对比分析了2008和2010年农业、果业、畜牧业、人类子系统的能流路径、能流投入、产出结构和能量循环指数.结果表明： 2008-2010年间,研究区农果复合系统总投入下降了1.6%,总产出却增长了56.7%,产投比增加了594%.各子系统(农业子系统、果业子系统、畜牧业子系统和人类子系统)的能量产投比分别增长了36.6%、21.0%、10.0%和3.8%;西坡村仍需坚持“稳定农业、发展畜牧业和强化果业”的发展方针,以促进农果复合系统的发展和优化升级.     

农田合理投能区域与最优投能配比的研究

研究表明,农田代辅助能投入有一个合理的投区域,在该区域内增加水肥投能可增加产出能和产投比,总产出能的合理投能区域大于产投比的合理投能区域;低产农田的合理投区域大小高产农田,通过人工辅助能的增加,可能低产农田与高产农田一样达到作物的最高产量水。在合理投能区域内存在水分投 效线和肥料投入高效线,在两条线上相应的水分和肥料投入效益最高;也存在最优投能配比线和最优经济投入配比线,在两条线上的水肥投入,其能     

不同生境条件与管理方式对茶园蜘蛛群落结构及多样性的影响

蜘蛛在茶园的生态控制和生物防治中起到重要的作用,为了解不同生境条件和管理方式的茶园蜘蛛群落结构差异和多样性变化,于2011年3月份—2011年10月份,运用振落承接和过筛法对3种不同类型茶园的蜘蛛群落组成与多样性进行了调查。结果表明:(1)3种类型茶园蜘蛛群落组成:3种类型茶园蜘蛛群落在科、属、种的组成及个体数量上,均表现为有机茶园高,无公害茶园次之,普通茶园低,且在物种数和个体数存在显著差异。管巢蛛科和狼蛛科是3种类型茶园的优势类群,球蛛科、跳蛛科、狼蛛科、皿蛛科的物种优势度大于10%。(2)蜘蛛群落物种多样性的多重分析结果表明,有机茶园蜘蛛群落的个体数、物种数、物种多样性指数、物种丰富度指数和均匀度指数均高于无公害茶园和普通茶园,普通茶园最低,且达到显著水平(P0.05)。(3)多元数据分析结果表明,有机茶园蜘蛛群落组成与普通茶园差异较大,无公害茶园与普通茶园蜘蛛群落组成差异较小;3种类型茶园的茶丛蜘蛛群落个体数、物种数及物种多样性指数、丰富度指数和均匀度指数均高于地表,且表现为机茶园多,无公害茶园次之,普通茶园最少。蜘蛛的功能群采集发现,在3种茶园中结网蜘蛛少,而主要是游猎蜘蛛。(4)不使用化学农药的茶园,因其周边生境结构复杂(竹林、小灌木及杂草),植被丰富,形成植被缓冲带,改善了茶园小气候环境,增加了茶园土表覆盖度,可明显提高茶丛和地表游猎蜘蛛的物种数和个体数量。综合研究结果表明,在生态条件好、干扰少的有机茶园中的蜘蛛物种数量、群落多样性明显高于受损生态系统和人为干扰强的普通茶园。     

古茶园、台地茶园遗传多样性的AFLP分析

采用AFLP-毛细管电泳法对云南省西双版纳地区4个有代表性的古茶园和 2个台地茶园(阿萨姆茶Camellia sinensis var. assamica)进行遗传多样性分析。研究表明: 阿萨姆茶变种水平的遗传多样性为: P = 92.31%, 期望杂合度He = 0.1366, Shannon多样性指数Ho = 0.2323; 古茶园居群水平是45.55％, 勐腊居群最高P = 59.11％, 勐宋居群变异度最低P = 36.44％; 而台地茶中, 有性系勐海大叶群体种P = 35.02%, 无性系云抗10号则非常低P = 13.77%, 台地茶居群水平是24.2%; 古茶园和台地茶遗传多样性相差很大, 依次是古茶园>有性系台地茶>无性系台地茶。研究还发现古茶园与台地茶园之间, 南糯山居群、勐腊易武居群与其他居群间存在多条特异谱带, 可作为南糯山居群和勐腊易武居群的分子指纹图谱, 应用于这两个居群所产晒青毛茶的鉴别。     

不同海拔茶园害虫、天敌种群及其群落结构差异

为了明确不同海拔茶园之间害虫、天敌种群及其群落结构的差异,为茶园害虫综合防治提供科学依据,采用平行跳跃抽样调查方法分别对海拔698.6m,270m和46m的高、中、低海拔茶园进行调查,并进行方差分析,进而用新复极差法进行多重比较,结果表明,以样方为单位3种海拔中差异极显著的害虫是假眼小绿叶蝉、柑桔粉虱、茶短须螨、茶黄蓟马、琥珀广翅蜡蝉和绿螽蟖;差异极显著的天敌是八点球腹蛛、锥腹肖蛸、日本球服蛛和茶色新圆蛛。数量居于3种海拔第一位的物种：高海拔茶园主要害虫为假眼小绿叶蝉、柑橘粉虱、茶短须螨和绿螽蟖,天敌为锥腹肖蛸蛛和八点球腹蛛;中海拔茶园害虫为茶黄蓟马和红蜡蚧,天敌为粽管巢蛛;低海拔茶园天敌为茶色新园蛛和日本球腹蛛。高海拔的主要害虫还有茶黄蓟马和琥珀广翅蜡蝉,主要天敌还有草间小黑蛛、茶色新圆蛛和日本球腹蛛;中海拔的主要害虫还有假眼小绿叶蝉和茶短须螨,主要天敌还有八点球腹蛛、草间小黑蛛、锥腹肖蛸、拟环纹狼蛛、三突花蟹蛛;低海拔的主要害虫有假眼小绿叶蝉、茶黄蓟马、柑桔粉虱和红蜡蚧,主要天敌还有八点球腹蛛、锥腹肖蛸、草间小黑蛛、粽管巢蛛和异色瓢虫。3种海拔茶园之间节肢动物群落多样性指数、个体数和均匀度差异均极显著,物种数差异不显著,3种海拔茶园之间植食性昆虫亚群落的多样性和物种数差异均不显著,个体数和均匀度差异均极显著。3种海拔茶园之间天敌亚群落的多样性指数、物种数和个体数差异均极显著。总群落多样性指数和群落相对稳定性值均是低海拔茶园最大。