黄土高原北部典型灌丛枝条生物量估算模型

于2015年8月末在陕西神木县六道沟小流域采集200个柠条和210个沙柳枝条,测定枝条的基径(D)、长度(H)、含水量(W₀)、鲜质量(W_F)和干质量(W),选用指数函数和异速生长方程建立了4种由枝条形态指标估算枝条生物量的简易模型,并对模型的拟合效果进行验证. 结果表明: 对于柠条和沙柳灌丛,基于D、H二者组合变量(D²H)的异速生长方程是估算枝条生物量的最优模型,该模型经线性转化后可以消除生物量数据的异方差性,且拟合效果最优,决定系数(R²)最大,平均误差(ME)、平均绝对误差(MAE)、总相对误差(TRE)、平均系统误差(MSE)和平均绝对百分误差(MPSE)整体上最小,基本满足生态学研究的精度要求.     

黄土高原不同土壤质地农田土壤碳、氮、磷及团聚体分布特征

结合野外观测和室内分析,研究了黄土高原不同土壤质地农田土壤碳、氮、磷含量及其生态计量学特征,以及土壤团聚体分布状况,以揭示土壤质地对区域农田土壤肥力的影响,以及土壤团聚体对肥力的调控作用.结果表明: 黄土高原农田土壤大团聚体含量、主要养分含量及其生态计量比值均随土壤质地由细变粗(壤质黏土→黏壤土→砂质壤土)逐渐降低;土壤pH值和微团聚体含量则呈现出相反的变化趋势. 随土壤黏粒含量增加,大团聚体含量、有机碳、全氮和全磷含量,以及C/P和N/P显著增加,土壤pH和微团聚体含量显著降低. 土壤有机碳、全氮和全磷含量,以及C/P和N/P随大团聚体含量的增加显著增加.表明区域尺度上农田土壤肥力状况取决于土壤质地,并受土壤大团聚体的调节.     

陇东旱作果园生草对土壤细菌群落组成的影响

以陇东旱塬13年生秦冠苹果园为对象,采用高通量测序技术分析鸭茅(Dactylis glomerata)、白三叶(Trifolium repens)和紫花苜蓿(Medicago sativa)生草模式下0~10 cm土壤细菌群落及特异菌属组成特征,明晰生草覆盖后土壤细菌群落多样性变化规律,为陇东旱作果园建立最优生草管理方式提供依据。结果表明:3种生草模式下,土壤细菌群落中相对丰度前3位的菌门为变形菌门(Proteobacteria)(48%~52%)、拟杆菌门(Bacteroidetes)(14%~19%)和酸杆菌门(Acidobacteria)(10%~17%);与对照相比,鸭茅、白三叶和紫花苜蓿处理土壤细菌β-变形菌纲(Betaproteobacteria)相对丰度分别增加19%~38%,黄杆菌纲(Flavobacteriia)相对丰度分别增加31%~65%,土壤溶杆菌属(Lysobacter)相对丰度分别增加37%~93%,苯基杆菌属(Phenylobacterium)相对丰度分别增加45%~52%;不同生草模式下土壤均发现特异菌属,梭菌属(Clostridium)出现在鸭茅模式中,该菌属促进土壤氮素积累;侏囊菌属(Nannocystis)存在于白三叶模式中,该菌属分布在有机质丰富环境中;芽孢杆菌属(Bacillus)主要出现在种植白三叶和紫花苜蓿的土壤中,该菌属与植物固氮有较强关联性;果园生草后土壤细菌多样性有增加趋势,可以促进土壤有益特异菌属产生,从而起到调节土壤微环境的作用。     

陕西关中小麦-玉米轮作区协调作物产量和环境效应的农田适宜氮肥用量

为了确定陕西关中小麦-玉米轮作区兼顾作物产量和环境效应的农田适宜氮肥用量,通过玉米-小麦-玉米连续3季田间试验研究了作物产量、氮肥利用效率、氮肥表观损失和土壤氮素平衡等对施氮量的响应。结果表明,随着氮肥用量的增加,不同年份作物产量和3季作物累计产量均表现为先增加后降低的趋势,而累计氮肥农学效率、氮肥表观利用率、氮肥吸收效率和氮肥偏生产力均表现为显著的降低趋势。土壤氮素平衡结果表明,随着施氮量的增加,低量施氮时(小麦施N150 kg/hm2,玉米施N180 kg/hm2),氮肥残留显著增加,表观损失和损失率变化不明显,而高量施氮时(小麦施N150 kg/hm2,玉米施N180 kg/hm2),氮肥残留变化不明显,表观损失和损失率却显著增加。回归和相关分析显示,矿质氮在土壤较深层次(100—200cm土层)大量累积是氮肥表观损失的重要途径之一。小麦施N 150 kg/hm2、玉米施N 180 kg/hm2时,作物即可获得相对较高的产量和氮肥利用率,且能保持作物收获前后土壤无机氮库的基本稳定,同时也可将氮肥表观损失降至较低水平。     

农田氮肥利用率计算方法研究进展

氮肥利用率是农学和环境科学等领域普遍关注的焦点,合理计算氮肥利用率是实现农田氮素优化管理的重要前提和基础. 近年来,鉴于我国农田氮肥利用率测定值偏低,且存在很大变幅的事实,国内学者针对传统氮肥利用率的概念和计算方法进行了深入的思考和探讨,并提出了一些改进的尝试. 本文首先综述了传统氮肥利用率在概念和计算方法上存在的种种缺陷,然后较为系统地介绍了目前学者提出的计算农田氮肥利用率的几种常见的替代方法,并对今后的研究方向进行了展望.建议在正确理解氮肥用量、作物产量、氮肥利用和损失之间辩证关系的基础上,逐步建立起符合现阶段我国农业生产现状的农田氮肥利用状况评价体系.     

不同施钾时期对红富士苹果产量和品质的影响

通过大田试验研究了钾肥不同施用时期对红富士苹果产量、品质、钾肥利用效率及叶片和果实养分含量的影响.结果表明:与对照(不施钾)相比,增施钾肥显著提高了苹果产量4.3%~33.2%,且具有明显改善果品质量的作用.与100%钾基施相比,膨大期施钾处理(50%基施+50%膨大期施、50%花后施+50%膨大期施、100%膨大期施)苹果产量显著增加20.5%~27.7%,果品质量亦有所改善.50%基施+50%膨大期施和50%花后施+50%膨大期施钾处理在苹果增产和改善品质的基础上,明显提高了果园的钾肥利用效率,并维持了果实生长周期中叶片钾含量的相对稳定,为树体钾素的持续供应提供了保障.然而,50%花后施+50%膨大期施钾处理果实钙含量显著下降,不利于果实后期贮藏.综合考虑,50%基施+50%膨大期施为果园钾肥施用的最佳时期.     

陕西省不同生态区大气氮素干湿沉降的时空变异

为研究陕西省不同生态区大气氮素干湿沉降的时空变化规律,于2009年11月至2010年10月对4个生态区5个监测点的干湿沉降输入量进行为期1a的观测。结果表明:监测期内,榆林、洛川、西安、杨凌和安康地区总N沉降量分别为4.7、11.9、25.8、31.9和19.2 kg/hm2,其中N湿沉降量分别为2.9、10.4、24.8、27.7和16.3 kg/hm2,占总沉降的62%—96%,N干沉降量分别为1.8、1.5、1.0、4.1和2.9 kg/hm2,占4%—38%,且湿沉降与降雨量之间呈正相关关系,干沉降与之相反;各地区NH+4-N沉降量分别为2.0、6.4、17.0、17.2和11.9 kg/hm2,占总沉降的44%—66%,NO-3-N沉降量分别为2.6、5.5、8.8、14.7和7.3 kg/hm2,占34%—56%,除榆林地区外,其他地区以NH+4-N沉降为主。     

关中地区小麦/玉米轮作农田硝态氮淋溶特点

通过田间原位淋溶装置研究了不同施氮量和秸秆覆盖对关中地区小麦/玉米轮作农田90cm深处硝态氮(NO3--N)淋溶量、0～1m土层硝态氮累积及作物产量和氮平衡的影响.试验设不施氮(N1,0kg·hm-2·a-1)、常规施氮(N2,471kg·hm-2·a-1)、推荐施氮(N3,330kg·hm-2·a-1)、减量施氮(N4,165kg·hm-2·a-1)、增量施氮(N5,495kg·hm-2·a-1)和推荐施氮+秸秆覆盖(N3+S)6个不同施肥处理.结果表明:NO3--N淋溶量随施氮量的增加而增大,氮肥的过量施用及秸秆覆盖易造成NO3--N淋溶.N3+S处理90cm处年NO3--N流失量最大,为22.32kg·hm-2,施肥造成的氮流失量为16.44kg·hm-2,比相同施氮量不覆盖处理(N3)高158.9%.NO3--N主要累积在20～60cm土层,年施氮量330kg·hm-2(N3)时,秸秆覆盖与否不影响NO3--N的剖面分布.各施肥处理对作物产量没有显著影响,但减量施氮处理(N4)有减少作物产量的趋势.在本试验条件下,推荐施肥量(小麦施氮150kg·hm-2,玉米施氮180kg·hm-2)在保证作物产量的同时,可减少土壤NO3--N的淋溶和累积.     

青藏高原东北缘不同土地利用类型土壤质量综合评价

土壤质量评价是合理利用土壤资源的重要前提。通过采集青藏高原东北缘甘肃省天祝县境内林地(n=9)、草地(n=18)和耕地(n=38)土壤样品,并测定土壤容重、田间持水量和有机质等13项土壤理化性质指标,采用主成分分析和相关性分析构建最小数据集(MDS),建立土壤质量评价指标体系,对3个不同土地利用类型的土壤质量进行综合评价。结果表明: 林地的总孔隙度、毛管孔隙度、田间持水量、毛管持水量、饱和含水量、有机质、全氮和速效钾含量显著高于草地和耕地。林地土壤质量评价指标体系包括田间持水量、有机质、全氮、速效氮和速效钾,土壤质量指数(SQI)介于0.329～0.678,平均值为0.481;草地土壤质量评价指标体系包括田间持水量和速效氮,SQI介于0.302～0.703,平均值为0.469;耕地土壤质量评价指标体系包括毛管持水量、非毛管孔隙度、速效氮、速效磷和速效钾,SQI介于0.337～0.616,平均值为0.462。影响林地、草地和耕地土壤质量的最大障碍指标分别为速效钾、田间持水量和毛管持水量。基于MDS的土壤质量指数能够实现研究区不同土地利用类型土壤质量的准确评价,土壤质量整体上表现为林地>草地>耕地,评价结果对该区域土壤可持续管理具有重要参考价值。     

小麦-玉米轮作体系多年定位试验中作物氮肥利用率计算方法探讨

近年来,国内学者针对氮肥利用率的概念、内涵和计算方法进行了深入的思考与探讨,在提出质疑的同时也给出了一些改进的计算方法.本文结合5年试验数据,以小麦-玉米轮作体系多年定位试验为研究对象,初步探讨了这些改进方法在农田氮肥利用状况评价中的适用性.结果表明: 利用常规差减法分两季作物分别计算当季氮肥利用率时存在小区土壤肥力不均一的弊端,且计算值逐年增大,已不能很好地反映田间实际情况;将小麦 玉米轮作体系作为整体计算体系累计氮肥利用率,可以确保计算建立在小区土壤肥力均一的基础上,且计算值较低,变异较小;基于比值法计算的体系氮肥利用率较累计计算法数值偏大,年际间变异最小,数值最稳定;土壤氮素平衡法计算体系氮肥利用率时,考虑了土壤养分在作物种植前后的盈亏和环境养分的输入,计算值最大,年际间变异也最大.