平衡施肥及雨强对紫色土养分流失的影响

利用人工降雨装置模拟3种不同强度的降雨,采用模拟径流小区,研究了四川紫色丘陵区玉米净作条件下雨强及平衡施肥对土壤养分损失量及载体的影响.结果表明:雨强是影响地表径流量、径流总量及土壤侵蚀量的最主要因素.在小雨强条件下,无地表径流及土壤侵蚀发生;随着雨强的增大,地表径流量、径流总量及土壤侵蚀量都急剧增加.磷素和钾素流失总量也随雨强的增加而增加,而雨强对氮素流失的影响不大.在3种雨强条件下,3种施肥处理的氮素流失总量表现为:高氮施肥>农户习惯施肥>平衡施肥,平衡施肥能减少氮素流失,而高氮施肥增加氮素的流失.农户习惯施肥处理的磷流失总量和钾流失总量均高于平衡施肥和高氮施肥两种施钾处理,在紫色土坡耕地增施钾肥能减少磷、钾养分的流失.     

地埂植物篱对大型土壤动物多样性的影响

为了解地埂植物篱作为农田边界对于大型土壤动物多样性的影响,2006年冬季和2007年春季对桑园、桑埂、橘园、橘埂和农田大型土壤动物群落结构进行了调查,共获得大型土壤动物 4533只,隶属于3门、9纲、24类.结果表明,不同土地利用方式大型土壤动物群落的个体密度、类群数和DG多样性指数均存在显著差异.无论在冬季还是在春季,地埂植物篱桑埂和橘埂的个体密度、类群数和DG多样性指数均显著高于农田;冬季桑园和橘园的个体密度、类群数和DG多样性指数也显著高于农田.大型土壤动物群落的个体密度和类群数在垂直分布上与土壤含水量、全N和有机质含量的垂直分布规律一致,均随着土层深度的增加而递减.主成分分析表明,桑埂、橘埂和橘园的大型土壤动物群落组成与桑园和农田存在显著差异,桑园与农田也存在显著差异.地埂植物篱的存在对于大型土壤动物多样性保护具有重要意义.     

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。     

不同耕作和覆盖方式对紫色丘陵区坡耕地水土及养分流失的影响

采用随机区组试验,研究了四川紫色丘陵区坡耕地不同耕作和覆盖方式对玉米生育期中水土及养分流失的影响。结果表明:秸秆覆盖对减少水土流失和增加玉米产量的效果均优于地膜覆盖。秸秆覆盖能显著减少地表径流(73.9%—86.2%),但增加了壤中流(15.4%—156.4%);使径流总量降低32.5%—66.6%,并极显著降低土壤侵蚀总量达96.4%—98.1%。地膜覆盖虽能在一定程度上减少壤中流和径流总深,但差异未达到显著水平。土壤N平均损失量达37.4kg/hm2,其中70.1%经由壤中流流失。秸秆覆盖虽然增加了一定的壤中流N损失,但能减少N流失总量达12.8%—65.1%。土壤P素损失量相对较小,仅为9.32kg/hm2,并主要随侵蚀泥沙迁移,占流失总量的92.1%。土壤K损失量达183.3kg/hm2,其流失载体也主要是侵蚀泥沙,占96.5%。因此,两种覆盖方式均能显著控制土壤P和K的损失。无论是秸秆还是地膜覆盖,与顺坡垄作相比,横坡垄作均能减少地表径流、地下径流、土壤侵蚀量及氮、磷、钾素总流失量,同时还能提高玉米产量。从简便、增产和防治面源污染的角度考虑,紫色土区坡耕地最适宜的种植方式为平作+秸秆覆盖。     

植物篱对紫色土区坡耕地水土流失及土壤肥力的影响

植物篱的水土保持效果已得到广泛的认可，并在世界很多地方推广应用，然而，到目前为止，植物篱对坡耕地土壤肥力的影响规律研究却很少。利用长期定位小区试验，研究了植物篱对坡耕地土壤肥力的影响规律，旨在弄清植物篱提高土壤肥力的作用与效果，不断完善植物篱技术。研究发现，坡耕地在建立植物篱后，土壤粘粒在篱前富积，篱下加剧侵蚀，粘粒的富积与侵蚀沿等高线成水平带状分布;土壤有机质、N、P等主要营养元素出现与土壤颗粒相同的分布规律;对K来说，其分布不受植物篱的影响，表现出较为均一分布的特点。从土壤养分的绝对数量来看，P呈高度富积，而有机质和K则是高度耗竭。因此，坡耕地施肥时可以适当减少P的施用量，增加有机物和K的施用量。针对植物篱带对坡耕地肥力影响的特点，即篱前肥力升高，篱下肥力下降，在坡耕地管理上应特别加强篱下土壤带的培肥，以提高坡面整体生产能力。     

三江平原不同群落小叶章氮素的累积与分配

2004年5—10月,对三江平原典型小叶章草甸和小叶章-苔草沼泽化草甸群落优势植物小叶章的氮素累积与分配特征进行了研究.结果表明：典型草甸和沼泽化草甸小叶章地上器官及枯落物的全氮含量在生长季均呈递减变化,符合指数衰减模型(T_N=Aexp(-t/B₁)+B₂,R²≥0.94),二者根的全氮含量波动较大,且在生长高峰期前的15～30 d存在一个明显的养分蓄积时期.不同器官和枯落物的氮累积量和累积速率(V_N)季节变化明显,且典型草甸小叶章地上部分的氮累积量和V_N明显高于沼泽化草甸,而地下部分则相反.两个群落小叶章不同部位的氮分配比差异明显,其中根分配比高达(59.38±12.86)%和(84.58±3.38)%,地上部分的氮分配比以叶最高,为(24.28±12.09)%和(8.18±3.32)%,其他部分较低.二者地上与地下部分的氮分配比呈相反规律变化,反映了其在氮供给方面的密切联系.典型草甸和沼泽化草甸小叶章氮的年吸收量和最大现存量分别为23.02、36.30 g·m^-2和28.18、51.43 g·m^-2,前者的氮吸收系数(0.017)和利用系数(0.634)明显高于后者(0.015和0.548),说明典型草甸在氮的吸收与利用方面强于沼泽化草甸.     

植物篱-农作坡地土壤团聚体组成和稳定性特征

基于植物篱控制水土流失的长期定位试验,研究植物篱-农作坡地土壤团聚体组成和稳定性特征.结果表明:与常规等高农作模式相比,植物篱-农作复合农业模式下土壤＞0.25mm机械稳定性和水稳性团聚体含量分别显著增加13.3％ ～ 16.1％和37.8％ ～ 55.6％,明显提高了各坡位粒级＞0.25 mm土壤水稳性团聚体含量,改善了粒级＞0.25 mm土壤水稳性团聚体在下坡位的相对富集和上坡位相对贫乏的状况.植物篱显著提高了土壤团聚体平均质量直径和几何平均直径,降低了土壤团聚体分形维数和＞0.25 mm土壤团聚体破坏率,进而增强了土壤团聚体的稳定性和抗蚀性.坡度与植物篱类型对土壤团聚体组成、稳定性和坡面变化无显著影响.     

四川间作地区作物高度、覆盖度和叶面积指数的动态变化

为研究间作系统的作物参数,于2005年在四川间作地区进行了作物高度、覆盖度和叶面积指数的时间变化研究.结果表明:作物的高度、覆盖度和叶面积指数随时间变化很大;玉米的最大高度是177 cm,最大覆盖度(86%)出现在花期,最大叶面积指数是1.96;红苕的最大和最小株高分别为22和12 cm,最大覆盖度(73%)出现在薯块膨大期,最大叶面积指数为1.79.与玉米间作时,红苕所有作物参数均受玉米影响.在玉米-红苕间作系统中,最危险的侵蚀期是玉米收获后至红苕覆盖度最大期.     

植物篱对小麦蚜虫及其天敌种群的影响

采用坡地种植蓑草、苜蓿、香根草和紫穗槐等植物篱的方法,研究了其对小麦蚜虫及其天敌种群的影响.结果表明:在20°坡度试验区,紫穗槐植物篱显著抑制了麦蚜种群的发生,且麦田拟寄生物的密度等于或显著低于香根草区.在12°坡度试验区,苜蓿和蓑草推迟了麦蚜种群发生的高峰期,蓑草作为植物篱可以显著抑制麦蚜种群数量;苜蓿区麦田拟寄生物密度显著高于对照,瓢虫种群密度等于或显著高于蓑草区.蓑草挥发物对麦长管蚜和禾谷缢管蚜均有驱避作用,而显著引诱猫蛛科1种蜘蛛;苜蓿挥发物对麦长管蚜具有引诱作用;苜蓿和蓑草挥发物对瓢虫的行为反应均无明显影响.紫穗槐和蓑草作为坡地植物篱,不仅能防护水土流失,而且有助于调控害虫及其天敌种群.     

水稻覆膜处理对稻田杂草多样性的影响

地膜水稻作为一种新的水稻种植方式, 在我国丘陵和山区水稻生产中具有明显的增产效果。地膜稻田中杂草作为重要的有害生物, 有关其群落组成及多样性的报道不多。为了明确地膜稻田杂草的种类、发生密度、优势种及群落多样性, 我们设计了地膜和常规种植两类不同种植模式稻田, 在田间杂草营养生长盛期, 抽样调查了两类稻田中杂草密度、发生程度及生物多样性指数等。结果表明: 地膜稻田和常规稻田杂草种类分别有8科12属12种和10科14属14种。其中常规稻田的马齿苋(Portulaca oleracea)、鸭舌草(Monochoria vaginalis)、拟金茅(Eulaliopsis binata) 和四叶萍(Marsilea quadrifolia) 等在地膜稻田不发生或仅偶有发生, 覆膜稻田中杂草总密度显著降低。异型莎草(Cyperus difformis)和酢浆草(Oxalis corniculata)在两种种植模式田均为优势种, 其相对密度分别为10.29–49.26%和11.91–45.59%, 且地膜稻田的密度均显著低于常规稻田; 而马唐(Digitaria sanguinalis)和水莎草(Juncellus serotinus)仅为地膜稻田的优势种, 其相对密度分别为18.01–30.46%和17.22–23.97%。除个别调查时间外, 两种种植模式稻田杂草群落的Shannon多样性指数和Margalef丰富度指数无显著差异; 而在整个调查期间, 地膜稻田的Pielou均匀度指数均显著高于常规稻田。由此可见, 地膜水稻种植模式不仅对稻田常见杂草和优势种杂草有一定的控制作用, 而且也使整个杂草群落处于一个稳定水平, 避免了一些杂草的暴发, 这对水稻生产过程中的草害控制具有重要的意义。