潮虫消耗木本植物凋落物的可选择性试验

近年来,越来越多的学者关注外来植物入侵对土壤生态功能的影响效应及其相应反馈机制的探索与研究,然而本地原生土壤生物群落对不同入侵程度下的外来植物种以及本地原生植物种之间是否存在消耗差异却尚不明了.通过等足目潮虫的选择性喂养试验来测试10个本地种、5个非入侵性外来种和5个强入侵性外来种之间的适口性差异,试图求证外来植物的入侵性是否与植物落叶被消耗率呈现必然联系.数据分析结果显示潮虫对本地种、非入侵性外来种和入侵性外来种的消耗并无显著差异;而潮虫对不同生活型下木本植物的取食却存在显著差异,即灌木消耗率显著高于乔木.其次,通过植物初始性状指标(包括木质素、纤维素、半纤维素、碳、氮含量)与相应消耗率的相关比较,消耗量总体上与植物凋落物的氮含量呈正相关关系(R2 =0.358).由此,研究结论强调植物落叶的降解速率并不一定与植物入侵性或入侵阶段呈绝对相互关连,但是氮含量,抑或各种形式的植物氮元素成分都可能在一定程度上参与并影响着外来植物的入侵进程.     

毛乌素沙地农牧生态系统能值分析与耦合关系

针对毛乌素沙地脆弱农业生态系统生产力实际,根据复合生态系统耦合理论,借助能值理论及分析方法,选择毛乌素沙地偏农区的榆阳区和偏牧区的乌审旗为比较研究对象,对两地近27a的农牧耦合系统初级生产力、次级生产力及系统耦合状况进行了对比分析,探讨性提出了区域农牧系统耦合程度的演变规律。结果表明,榆阳区是偏农型的农牧耦合产业发展模式,乌审旗是偏牧型的牧农耦合产业发展模式;榆阳区有以耗粮型生猪、禽类生产为主的势头,乌审旗有以节粮型草食动物生产为主的势头;榆阳区和乌审旗的初级生产力、次级生产力及A(有效能值利用率)、B(单位低质能产品转化成高质能产品率)、SCD(系统耦合度)值均沿时间序列增大,且SCD值有呈三阶段型增长的规律性。依据研究结果,最后提出了毛乌素沙地农牧生态系统耦合发展的途径,以期能为沙地农牧生态系统稳健发展提供可靠的理论支撑与政策导向。     

不同模拟雨量下耕作措施对夏玉米水分利用效率和产量的影响

基于西北夏玉米生产实际和降雨特征,用自制模拟降雨器,于2010年6-9月研究了250、350和450 mm模拟雨量下翻耕、免耕、免耕覆盖对夏玉米农田水分利用效率及产量的影响.结果表明： 在6-9月250 mm雨量下免耕水分利用效率比翻耕高26%,产量比翻耕高16.5%;350 mm雨量下免耕水分利用效率和产量分别比翻耕高17.6%和6.1%;在450 mm雨量下免耕的蓄水效应低于翻耕,水分利用效率比翻耕低1.1%,产量比翻耕低0.6%.免耕覆盖克服了免耕在雨量充沛时水分蓄积量低于翻耕的缺点,在3种雨量下均可有效抑制棵间蒸发,减少翻耕地表裸露造成的无效水分消耗,增加土层贮水量,增大蒸腾量占水分消耗的比例,250 mm雨量下免耕覆盖水分利用效率比翻耕高48.6%,产量比翻耕高32.9%;350 mm雨量下免耕覆盖水分利用效率比翻耕高51.6%,产量比翻耕高27.1%;450 mm雨量下免耕覆盖水分利用效率比翻耕高23.7%,产量比翻耕高13.1%.综上,免耕夏玉米在250和350 mm雨量下相对于翻耕有增产和提高水分利用效率的优势,免耕覆盖夏玉米在250、450 mm雨量下产量和水分利用效率显著高于翻耕.     

不同施氮措施对旱作玉米地土壤酶活性及CO2排放量的影响

对施用速效氮肥(尿素)和缓释氮肥的旱作夏玉米地土壤酶活性及CO2排放量进行分析。结果表明,与不施肥处理比较,不同氮肥种类和施用量均可显著提高土壤脲酶、蔗糖酶、过氧化氢酶活性和CO2的排放量。在整个生育期,尿素与缓释氮肥处理土壤酶活性和土壤CO2排放量表现出相同变化趋势,尿素和缓释氮肥处理土壤CO2平均排放量分别为459.12 mg·m-·2h-1和427.11 mg·m-·2h-1,两者达到显著差异水平(P<0.5)。相关分析表明,土壤脲酶、蔗糖酶和过氧化氢酶活性与土壤CO2排放量呈显著或极显著正相关,相关系数分别为0.79、0.64和0.80。说明相同施氮量缓释氮肥较尿素能有效提高土壤酶活性并降低土壤碳排放量。     

麦秸还田对隔茬冬小麦根系及叶片衰老的影响

对麦秸翻压还田后隔茬冬小麦根系活力、旗叶叶绿素含量、丙二醛(MDA)含量及光合速率等衰老指标进行了测定分析.结果显示,(1)小麦秸秆还田后可显著促进各时期根系的生长并显著提高小麦根系活力,且根系在30cm处土壤中的分布增加;(2)冬小麦生育后期叶片叶绿素以处理Ⅲ(6 000 kg/hm2)的降解速度(18%)最慢,旗叶光合速率在灌浆期和蜡熟期以处理Ⅲ为最高,旗叶丙二醛含量以处理Ⅲ最低,比对照(Ⅰ)低6.78 mmol·g-1FW,丙二醛含量与光合速率呈显著负相关.研究结果表明,适量秸秆还田对接茬玉米的产量影响不显著,但可显著延缓隔茬冬小麦的衰老并显著提高产量,在黄土高原有灌溉条件的地区以6 000 kg/hm2的小麦秸秆量还田较适宜.     

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.     

地表覆盖对渭北旱作苹果园土壤细菌群落结构及多样性的影响

摘要:【目的】以渭北旱作苹果园4种覆盖模式为研究对象,探索了不同覆盖措施对土壤细菌群落结构及多样性的影响。【方法】应用变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)技术结合克隆和测序的方法,分析和比较了不同地表覆盖措施及苹果生育期土壤细菌的群落结构及组成。【结果】不同覆盖模式下土壤细菌群落结构和多样性存在显著差异,细菌优势种群及其数量受覆盖措施和苹果生育期的共同影响:幼果期和膨大期,生草覆盖和秸秆覆盖显著提高了土壤细菌多样性和丰富度,地膜覆盖细菌多样性和丰富度较对照有所提高但未达到显著水平;成熟期对照的细菌多样性达到峰值(2.78)且与其他处理差异显著,这可能是因为土壤中r-策略生存的细菌在该时期得到迅速生长和繁殖的缘故。聚类分析和除趋势对应分析结果显示,细菌群落结构差异与苹果生育期相关,同时受覆盖措施影响,其中生草覆盖与秸秆覆盖土壤样品多聚为一簇,而地膜覆盖与对照相似度较高,说明生草和秸秆覆盖处理土壤细菌群落结构变化比较显著。代表性序列(共22条)测序分析显示,果园土壤细菌的优势菌群为Proteobacteria(10条)和Bacteroidetes(5条),另外Acidobacteria、Firmicutes、Actinobacteria 等也被检测出。其中有些条带只在特定时期某个处理中表现出优势,如Fusobacterium sp.只在幼果期秸秆覆盖处理出现,有些条带则为各处理共有只是亮度有所不同,如Flavobacterium sp.,然而这些共有或者特异性条带所代表的细菌类群在土壤中的生态功能及其生理生化特征有待进一步明确。【结论】植物地表覆盖(生草/秸秆)能够显著改变土壤细菌群落结构,提高土壤细菌多样性和丰富度,具有土壤优化效应,而地膜覆盖在本研究中与对照无显著差异。     

麦秸翻压还田对隔茬冬小麦旗叶抗性的生理效应

为了揭示秸秆翻压还田对冬小麦旗叶叶片衰老及抗性指标的变化规律,试验设置4个小麦秸秆翻压还田量(0、4500、6000、7500kg/hm2),测定分析了冬小麦旗叶叶绿素含量、光合速率、丙二醛(MDA)含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性及可溶性蛋白质含量等抗性指标。结果表明,秸秆还田可明显减缓冬小麦植株衰老过程中叶片叶绿素的降解和光合速率下降,并有效调节叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性下降、可溶性蛋白质含量下降和丙二醛(MDA)含量的增加,延缓了冬小麦生育后期叶片的衰老;通过对各抗性指标与光合速率的相关性分析表明,各抗性指标在抑制冬小麦衰老过程中的作用大小依次为:丙二醛>可溶性蛋白质>POD活性>SOD的活性(丙二醛-0.999**;可溶性蛋白质0.997**;POD活性0.976*;SOD活性0.954*)。综合各处理的抗性指标得出,处理Ⅲ(6000kg/hm2)在提高作物后期抗逆性能力方面表现较好,处理Ⅳ(7500kg/hm2)表现较差。     

低施肥条件下秸秆还田对冬小麦旗叶衰老的影响

通过田间小区试验,在低施肥常规田间管理条件下,研究了不同秸秆还田量下接茬冬小麦旗叶叶绿素(Chl)含量、净光合速率(Pn)、超氧化物岐化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性、丙二醛(MDA)含量和可溶性蛋白(SP)含量的变化特征及其之间的关系.结果表明,低施肥常规田间管理条件下,接茬冬小麦旗叶叶绿素含量、净光合速率、超氧化物岐化酶活性和可溶性蛋白的变化随秸秆还田量的增加呈单峰趋势,过氧化物酶和丙二醛的变化随秸秆还田量的增加呈单谷趋势.秸秆还田对冬小麦旗叶衰老的影响主要是通过影响保护酶的水平,尤其是POD作用更大.在本试验条件下,玉米秸秆还田量为9000kg/hm2的处理各抗衰老性指标最好,抗衰老隶属函数综合评价值最大,产量最高;玉米秸秆还田量为15000kg/hm2的处理各抗衰老性指标最差,抗衰老隶属函数综合评价值最小,产量最低.在本地区低施肥常规田间管理下,9000kg/hm2的玉米秸秆还田量对接茬冬小麦旗叶抗衰老性及增产较为适宜.     

毛乌素沙地县域典型农、牧户单元生态经济系统能值分析

农、牧户单元生态经济系统作为最基层的生产单位,关系着国家大政方针政策的落实和实施.运用能值理论及其分析方法,选择毛乌素沙地偏牧区的内蒙古自治区乌审旗苏力德苏木典型牧户生态经济系统和偏农区的陕西省榆阳区牛家梁镇典型农户生态经济系统作为研究对象,对两种不同产业偏重区产业模式的能值投入、产出结构状况进行对比分析,结合净能值产出率、能值投资率、环境负荷力、能值功率密度、单位面积生产力、人均能值用量、人均能值占有量、系统生产优势度、系统稳定性指数和系统可持续性指数共10项能值分析综合指标体系,全面系统地对农、牧户单元生态经济系统进行比较研究,定量描述典型农、牧户单元生态经济系统格局及其发展的总体特征.旨在为毛乌素沙地偏牧区和偏农区农、牧户经营层面的产业模式优化及发展提供策略选择.