亚热带丘陵茶园间作白三叶草的生态效应

在亚热带丘陵区1a生幼龄茶园通过连续4a的大田对比试验,研究了茶园间作白三叶草的生态效应,结果发现：茶园间作白三叶草降低了土壤容重,提高了土壤孔隙度、有机质、全N、水解N的含量、K的活性、蚯蚓的数量和生物量,消耗了部分有效P;增加了土壤关键层次（0—20cm）和关键时期（4～6月）的水分含量,延缓和缩短了夏季高温干旱与秋季持续干旱时间;获得了土壤降温时增温、保温与升温时降温的双向动态调控效果,增加了同一层次土壤温度的稳定性,延缓了高温和低温的出现时间,缩短了过度高温时间,减少了高温对茶树生长产生的影响;抑制了杂草生长,增加了天敌的种类和种群数量,减少了虫害发生率。从而形成了立地环境．茶树．伴生生物群落系统自我调节的动态平衡,促进了茶树生长,改善了茶叶品质,显著增加了茶叶产量。与清耕茶园相比,茶园间作白三叶草后,春秋茶的酚氨比分别下降了17．10％和30．90％,产量提高了32．65％。     

稻草覆盖对云南高原魔芋地温时空变化的影响

连续三年研究稻草覆盖对云南高原山地栽培‘花魔芋’地温时空变化的影响。结果表明:地温具有明显的时空变化特征,与‘花魔芋’的年生长周期各发育阶段的最适温度相吻合。稻草覆盖改变土壤热量交换层(地表层)的性质,具有延缓地温上升和下降的双向动态调控作用,调控幅度随气温升高而增大,随气温下降而加强;增强了同一土层温度的稳定性,其调控幅度随着土壤深度增加而降低,不同观察时间表现出13:00>19:00>7:00的规律。     

稻草覆盖与间作三叶草对丘陵茶园土壤微生物群落功能的影响

不同的土壤管理方式对土壤的质量有重要影响,而土壤微生物群落功能多样性是反映土壤质量变化的重要指标之一。本研究旨在利用Biolog微孔板鉴定系统研究不同培肥措施下茶园土壤微生物群落功能多样性的变化。比较6种处理的结果发现,与NPK肥＋清耕（CK）相比,平均吸光值（average well color development,AWCD）的变化速度（斜率）和最大值顺序为：饼肥＋PK＋间作三叶草〉NPK肥＋稻草覆盖〉饼肥＋PK＋稻草覆盖〉饼肥＋PK＋清耕〉NPK肥＋间作三叶草〉CK。可见间作三叶草与稻草覆盖不同程度地提高了微生物整体活性和丰富度,其中饼肥＋PK＋间作三叶草处理处理效果最好。分析多样性指数发现,虽然稻草覆盖与间作三叶草对土壤常见微生物种类影响并不大,但微生物群落均匀度有所降低。对碳源利用主成分起分异作用的主要是糖类和羧酸类物质。     

亚热带丘陵茶园间作白三叶的土壤环境调控效果

在亚热带丘陵区1年生幼龄茶园通过连续4年间作白三叶大田试验,研究了其对茶园土壤环境及茶叶品质、产量的影响,结果表明,茶园间作白三叶降低了土壤容重,提高了土壤孔隙度、有机质、全氮、水解氮的含量及钾的活性,消耗了部分有效磷;增加了土壤关键层次（0～20cm）和关键时期（4～6月）的水分含量,延缓和缩短了夏季高温干旱与秋季持续干旱时间;获得了土壤降温时增温、保温与升温时降温的双向动态调控效果．增加了同一层次土壤温度的稳定性,延缓了高温和低温的出现时间,缩短了过度高温时间。从而促进了茶树生长,改善了茶叶品质,显著增加了茶叶产量。与清耕茶园相比,茶园间作白三叶后,春秋茶的酚氨比分别下降了17．10％和30．90％,产量提高了32.65％。     

稻草覆盖、间作三叶草茶园土壤酶活性与养分的关系

通过小区实验,分析了稻草覆盖与间作三叶草后的丘陵茶园土壤过氧化氢酶、脲酶、蔗糖酶、磷酸酶活性变化,并采用相关分析、通径分析、主成分分析探讨了酶活性和土壤养分的关系。结果表明：稻草覆盖与间作三叶草能显著提高丘陵茶园土壤有机质、全N及速效P、速效K含量,间作三叶草明显增加土壤过氧化氢酶、转化酶含量,而稻草覆盖明显增加磷酸酶和脲酶活性。相关分析表明,土壤过氧化氢酶、脲酶、蔗糖酶、磷酸酶均与全氮、有机质、速效N呈极显著或显著正相关。通径分析表明,与4种酶关系最直接的是有机质或全N。主成分分析表明,土壤过氧化氢酶、脲酶、蔗糖酶、磷酸酶活性在第1主成分内的权重分别为0.842、0.937、0.873和0.847,可见,过氧化氢酶、脲酶、蔗糖酶、磷酸酶活性可用于评价丘陵茶园土壤C、N肥力。     

不同培肥措施对红壤茶园土壤微生物量碳的影响

研究了经过4年不同培肥措施后红壤茶园土壤微生物量碳变化.结果表明:稻草覆盖后不同比例有机无机肥配施、间作三叶草以及全施化肥处理对土壤微生物量碳均有明显提高;全年土壤微生物量碳年变化都呈现"低-高-低-高"的趋势,且在不同时期对微生物量碳的影响不同;与对照(CK)相比,稻草覆盖 100%有机肥(T1)、稻草覆盖 75%有机肥 25%化肥(T2)、稻草覆盖 50%有机肥 50%化肥(T3)、稻草覆盖 25%有机肥 75%化肥(T4)、100%化肥(T5)和间作三叶草 不施肥(T6)土壤微生物量碳全年平均值分别高出17.05%、32.38%、32.05%、24.30%、26.23%和24.63%,且差异均达到显著水平(P＜0.05);土壤微生物量碳与活性有机质、土壤全氮、微生物量氮、微生物量磷呈显著正相关,与速效氮、土壤全磷、土壤全钾、土壤含水量之间关系不显著;与单施化肥和全量投入有机物料相比,有机物和化肥配合施用更有利于提高土壤肥力.     

1961-2010年桂林气温和地温的变化特征

关于气温变化特征已有大量研究,但是关于地温变化及其与气温的关系研究还较少.以亚热带湿润地区的广西桂林气象站为研究对象,分析了1961-2010年桂林气温和0-80 cm各层地温的年代和季节变化趋势、地气温差变化、气候突变和异常年份以及气温和地温关系.结果表明:气温与各层地温有很好的相关性.各年、季平均气温和各层平均地温大部分呈显著的升高趋势,但气温和地温的增温速率不一致,即升温存在非对称性;年均气温低于各层地温1.3-2.1℃,气温的增温速率和增温幅度分别为0.184℃/10 a和0.8℃,高于除0 cm外其它各层地温的变化;气温、5-40 cm地温在冬季的增温最多,0 em和80cm地温分别在秋季和夏季的增温最多;春、夏季,随着土壤深度的增加,地温呈减小趋势,春季气温小于0-15 em而大于20-80 cm地温,夏季气温小于0-40 cm而大于80 em地温;秋、冬季,随着土壤深度的增加,地温呈增加趋势,秋、冬季气温小于各层地温;气候变暖背景下,年平均、四季气温比除0 em外其它各层地温的响应更快.近50年来,各层地温和气温的温差减小了0.1-0.4℃(0 em地温和气温温差除外),这主要是因为气温的增加幅度要大于地温,且随着土壤深度的增加,地气温差的减小幅度加大.桂林年均地温和四季气温、地温大多无气候突变现象,仅有年均气温和夏季80 em地温分别在1997和1977年出现气候突变.春季气温和5-80 cm各层地温的异常偏低年较一致;秋季气温和40、80 cm地温的异常偏低年相同;夏、冬季气温和地温的异常年份对应性较差;而年均气温和各层地温的异常偏高年较一致.     

稻草覆盖对红壤丘陵茶园的生态调控效应

在红壤丘陵区幼龄茶园通过连续4年稻草覆盖的大田试验,研究了稻草覆盖对茶园的生态综合调控效应。结果表明,稻草覆盖改良了土壤理化性状,提高了茶树生长时期(3~10月)的土壤水分含量,特别是土壤表层(0~20 cm)的水分含量;缓冲了茶园土壤温度变化;抑制了茶园杂草的生长;增加了蜘蛛等天敌的数量,有效地控制了假眼小绿叶蝉和茶蚜虫等害虫数量,但茶尺蠖显著增加;有利于蚯蚓的生长,改善了茶园生态环境。     

日光温室地面覆盖对嫁接与未嫁接黄瓜生长发育、产量及土壤环境的影响

研究了秸秆、地膜和秸秆+地膜覆盖对日光温室嫁接与未嫁接黄瓜生长发育、产量及土壤环境的影响.结果表明,地面覆盖不仅能促进雌花分化、缩短成瓜时间、增加单瓜重、提高黄瓜产量,而且能降低畸形瓜比例,提高产品的商品性.其中以覆盖秸秆+地膜作用最明显、增产幅度最大,覆盖秸秆和覆盖地膜次之;嫁接黄瓜的处理效果优于未嫁接黄瓜.此外,地面覆盖对土壤环境也具有重要影响,但不同处理之间差异较大.地温日变化呈单峰曲线,5 cm、10 cm地温的波峰出现在14：30,随着土层的加深而波峰推迟出现,峰值也逐渐减小.秸秆覆盖具有降低最高地温和提高最低地温的作用,使土壤温度保持相对稳定;地膜覆盖对最高地温的增幅最大、对最低地温的增幅最小,从而使地温变幅最大;秸秆+地膜覆盖既增温又保温.地面覆盖的土壤呼吸速率均显著高于对照（P＜0.01）,并以秸秆+地膜覆盖的土壤呼吸速率最高,地膜覆盖与秸秆覆盖次之,土壤呼吸速率日变化也呈单峰曲线,与5 cm、10 cm地温日变化趋势一致,峰值出现在14：30左右,土壤呼吸速率与5 cm、10 cm地温达显著或极显著相关.秸秆覆盖与秸秆+地膜覆盖的0～20 cm土层土壤容重显著小于地膜覆盖与对照（P＜0.01）,地膜覆盖的土壤容重略小于对照,随着土层的加深,各处理间土壤容重差异渐小.     

鼎湖山针阔叶混交林小气候调节效应

森林小气候监测对于评价森林对全球气候变化的响应与反馈有重要意义。选取2010年鼎湖山针阔叶混交林通量塔林内气象资料及其附近气象站空旷地同时段内气象资料,对两站点的气温、湿度、地温等小气候因子的日变化及月变化进行分析和对比。结果表明:(1)混交林年均气温、大气相对湿度和地表温度分别为19.8℃、86.5%、20℃,空旷地分别为22.1℃、79.1%、24℃。混交林内年均气温与地温分别比空旷地低2.3℃、4℃,年均相对湿度比空旷地高7.4%,土壤各层湿度明显高于空旷地,表现出良好的降温、增湿、涵养水源的小气候效应。(2)二者气温、大气湿度、土壤温度的差值均为白天大于晚上,在10:00—17:00差异明显,表明针阔叶混交林的降温和增湿作用白天大于夜晚。气温和土壤温度差值在湿季大于干季,而相对湿度差值在干季大于湿季,表明针阔叶混交林的降温作用湿季大于干季,增湿作用干季大于湿季。这种小气候调节作用是由南亚热带特殊的气候条件及植被类型决定的。     

长期免耕秸秆覆盖对寒地草甸土土壤物理性质的影响

黑龙江地处中温带地区,农田秸秆量大,不同秸秆还田技术与耕作制度结合对土壤物理性质的影响尚不明确.通过2010-2017年连续8年的田间定位试验,研究免耕条件下秸秆覆盖对草甸土土壤物理性质的影响.试验设秸秆无覆盖区(0%)、30%覆盖量(30%)、60%覆盖量(60%)、100%覆盖量(100%)4个处理.结果表明: 免耕条件下,秸秆覆盖可使土壤容重增加0.10～0.20 g·cm^-3,差异达到显著水平,并随覆盖量增加呈递增趋势;秸秆覆盖使土壤固相率比无覆盖增加2.5%～7.8%;土壤温度随秸秆覆盖量增加降幅增大,表层尤为明显,0～5 cm土层温度降幅1.87～2.90 ℃;土壤含水量随秸秆覆盖量增加呈增加趋势,与无覆盖相比差异显著,0～5 cm土层增加幅度为6.4%～10.2%;秸秆覆盖使土壤总孔隙和直径>0.05 mm通气孔隙减少,0.05～0.002 mm有效孔隙增加,覆盖量越大增加越明显,对土壤无效孔隙的影响不规律.长期秸秆覆盖增加了土壤紧实度和土壤水分,降低了土壤温度和土壤总孔隙,增加了0～5 cm土层土壤有效孔隙.     

免耕条件下秸秆覆盖对旱地小麦田土壤团聚体的影响

设2个秸秆覆盖时期(全程覆盖、生育期覆盖)和3个覆盖量(3000、6000和9000kg·hm-2),以全程不覆盖为对照,研究陕西渭北旱塬免耕条件下秸秆覆盖对小麦田土壤团聚体的影响.结果表明:在0～40 cm土层,随土层的加深,＞5 mm径级的土壤团聚体含量逐渐增加,＜5 mm径级的土壤团聚体含量逐渐减小;各覆盖处理中,＞0.25 mm径级的机械稳定性团聚体和水稳性团聚体的含量均显著大于对照,分别增加13.0％～26.4％和18.6％～45.6％,其中,6000 kg·hm-2秸秆覆盖处理的增幅最大;秸秆覆盖提高了土壤有机质含量,土壤有机质含量与＞0.25 mm径级的土壤水稳性团聚体含量呈显著正相关;各秸秆覆盖量处理均降低了土壤不稳定团粒指数,以6000 kg·hm-2秸秆覆盖处理的土壤不稳定团粒指数最小.表明秸秆覆盖可显著增加0 ～40 cm土层＞0.25 mm径级的土壤团聚体和有机质含量,提高土壤结构稳定性,并且以6000 kg·hm-2覆盖量的处理效果最佳,该覆盖量可以作为渭北旱塬小麦田合理的秸秆覆盖模式应用于农业生产中.     

秸秆带状覆盖对半干旱雨养区冬小麦田地温和产量的影响

为了明确秸秆带状覆盖对西北半干旱雨养区冬小麦田地温和产量形成的影响,于2013-2015年连续进行2年定位试验,设不覆盖露地(CK)、全膜覆土穴播(PM)、秸秆带状覆盖(覆盖带和种植带各30 cm,播种3行,SM₁)、(覆盖带和种植带各40 cm,播种4行,SM₂)、(覆盖带和种植带各50 cm,播种5行,SM₃)5个处理.结果表明: 各处理在不同生育时期、不同土层土壤温度存在显著差异.与CK相比,SM₁、SM₂和SM₃处理全生育期0～25 cm土层土壤温度分别比CK显著降低1.0～1.3 ℃、0.7～0.9 ℃和0.7～1.1 ℃.不同时期比较,覆盖处理存在增温和降温的双重效应,秸秆覆盖在苗期-越冬期具有提高地温的作用,返青期-成熟期具有降温效应,增温效应覆膜>秸秆覆盖,而降温效应秸秆覆盖>覆膜.同时,秸秆覆盖降低了全生育期土壤有效积温和日变化幅度,全生育期有效积温较CK降低3.4～33.5 ℃·d,土壤温差较CK降低0.6～2.0 ℃;秸秆覆盖在越冬期平均温度比CK高0.2～0.3 ℃、负积温比CK高0.4～17.0 ℃·d.秸秆覆盖较CK增产11.9％～19.5％,处理间单位面积穗数的差异是引起产量差异的主要结构因素.因此,秸秆带状覆盖适宜在西北雨养区旱地冬小麦产区推广应用.     

稻草覆盖对冬闲稻田二氧化碳通量的影响

通过研究稻草覆盖对土壤含水量、土壤温度及田间杂草生长的影响,探讨了亚热带红壤性稻田生态系统冬闲期稻草覆盖对CO2通量的影响及其机理.结果表明:稻草覆盖主要通过两个途径影响冬闲稻田的CO2通量:一是稻草覆盖对土壤温度有正效应,使稻田生态系统CO2排放量显著增加,试验期间覆盖处理平均净排放1.99 g CO2·m-2·d-1,而对照处理平均净吸收2.68 g CO2·m-2·d-1,两者差异达极显著水平(P《0.01);二是稻草覆盖使田间杂草的生物量及其吸收的光合有效辐射显著减少, 导致覆盖处理白天CO2排放量提高.稻草覆盖处理土壤表层(0～15 cm)相对含水量比无覆盖处理提高了9%以上,但未对CO2通量的变化产生显著影响.     

耕作和覆盖对黄土高原果园土壤水分和温度的影响

研究了几种不同耕作方式（免耕、旋耕和翻耕）和覆盖措施（覆草、生草和覆膜）对黄土高原果园土壤水分和温度的影响.结果表明：5月不同耕作方式下0～1 m土层土壤水分差异极显著,表现为免耕（14.28%）>旋耕（14.13%）>翻耕（13.57%）,9月差异不明显;不同覆盖措施中,覆草处理的土壤水分最高,且与生草、覆膜、裸地处理间差异极显著;不同耕作方式和覆盖组合处理中以免耕覆草保水效果最好.不同覆盖处理白天土壤平均温度表现为覆膜>裸地>生草>覆草,土壤温度变幅表现为裸地>覆膜>生草>覆草.各覆盖处理的蓄水量与其土壤温度并不都呈负相关,而是由不同覆盖物的保水效果和保温性质共同决定.综上所述,黄土高原果园的保护性耕作体系应以免耕覆草为主.     

Straw mulching improved yield of field buckwheat (Fagopyrum) by increasing water-temperature use and soil carbon in rain-fed farmland

Understanding the effect of straw mulching on buckwheat was useful to improve buckwheat yield in arid and semi-arid areas, and this study aimed to clarify the significance of straw mulching practices in buckwheat yield, water-temperature use, and soil traits. Agronomic traits, yield, water– temperature use, and soil parameters were measured and analyzed among straw mulching treatments (NM: 0%, HM: 50%, AM: 100%) in a buckwheat field in 2011–2012. Positive correlation of significant difference were found between straw mulching and yield (P <0.05), soil temperature (P <0.05), plant height (P <0.01), chlorophyll (P <0.01), accumulated temperature (AT) (P <0.01), temperature use efficiency (TUE) (P <0.05), and water use efficiency (WUE) (P <0.01). Soil urease activity, soil invertase activity, and soil acid phosphatase activity increased 0.96, 0.97, and 0.88 units, respectively when straw mulching increased 1 unit. Soil organic carbon (SOC) increased 1.81 units when soil urease increased 1 unit and decreased 0.92 units when soil invertase activity increased 1 unit. Buckwheat yield increased 0.82, 0.72, 0.99, and 0.81 units respectively when accumulated temperature (AT), temperature use efficiency (TUE), water use efficiency (WUE), and soil organic carbon (SOC) increased 1 unit. Straw mulching increased buckwheat yield due to the improvement of soil organic carbon and water- temperature use efficiency, about 80% surface of straw mulching could be used for buckwheat production in arid and semi-arid areas.     

不同覆盖方式下旱作玉米田土壤呼吸对温度变化的响应

为探明不同农田管理措施下增温对土壤呼吸及其温度敏感性的影响,基于9年田间定位试验,对秸秆覆盖(SM)、地膜覆盖(FM)和无覆盖对照(CK)3种管理方式下的土壤样品进行了为期60 d的室内恒温培养,培养温度分别为15、25和35 ℃,对土壤呼吸速率进行动态监测。结果表明: 在整个培养期间,土壤呼吸速率呈单峰型变化,土壤呼吸累积释放量则呈“S”型增长趋势,其中培养前30 d土壤呼吸累积释放量约占整个培养期的75%～85%。与CK相比,SM土壤呼吸累积释放量显著增加了19.4%,而FM差异不显著。与15 ℃相比,25和35 ℃条件下土壤平均呼吸速率分别增加了17.0%和36.8%,土壤呼吸累积释放量分别增加了13.1%和33.6%。覆盖方式与温度二者无交互作用。土壤呼吸变异的97.7%～99.9%可以由温度变化解释,且土壤呼吸与有机碳和全氮含量均呈显著正相关。与无覆盖对照和地膜覆盖相比,秸秆覆盖可通过增加土壤中有机质的输入促进土壤呼吸,但同时会降低土壤呼吸温度敏感性,表明在未来气候变暖背景下,黄土高原旱作农业区进行秸秆覆盖较地膜覆盖能更有效地减少土壤CO₂排放。     

黄土旱塬区不同覆盖措施对冬小麦农田土壤呼吸的影响

采用田间试验研究了黄土旱塬区不同覆盖措施下的冬小麦农田土壤呼吸日变化和季节变化特征.试验包括4个处理:作物生育期秸秆覆盖600kg·hm-2(M600)、秸秆覆盖300kg·hm-2(M300)、地膜覆盖(PM)和无覆盖处理(CK).结果表明:冬小麦农田土壤呼吸速率从播种至返青之前呈下降趋势,处理间没有显著差异;越冬后土壤呼吸速率迅速提高,至拔节期最高.与CK相比,3个覆盖处理在越冬至成熟期间均显著促进了土壤CO2的释放,其中PM与其他处理间的差异达到极显著水平.全生育期M600和M300处理土壤呼吸速率平均分别为1.47和1.52 μmol CO2·m-2·s-1,较CK(1.38 μmol CO2·m-2·s-1)分别提高了6.6%和10.2%;PM处理土壤呼吸速率平均为3.63 μmol CO2·m-2·s-1,较CK提高了163%.CK处理土壤呼吸日变化呈单峰曲线,峰值出现在12:00左右,秸秆覆盖后峰值时间推迟到14:00左右;PM处理土壤呼吸日变化特征在拔节期与对照相似,在成熟期则呈双峰曲线,峰值分别出现在12:00和16:00左右.土壤呼吸速率与土壤温度和土壤水分分别呈指数和抛物线式相关.