保护性耕作对陇东黄土高原轮作田杂草的影响

以陇东黄土高原旱地连续12年保护性耕作为基础,通过田间取样调查,研究了4种耕作措施下冬小麦-箭筈豌豆-玉米轮作田中杂草的组成和群落特征.结果表明： 不同作物生长期的杂草种类、密度和群落特征各异.免耕使冬小麦生长期杂草密度显著增大,轮作箭筈豌豆后免耕处理的杂草密度变小;秸秆覆盖显著降低了玉米生长期的杂草密度,玉米生长期免耕+秸秆覆盖处理的杂草密度最低.冬小麦和箭筈豌豆轮作前后杂草的群落多样性特征完全相反,从冬小麦生长期到箭筈豌豆生长期,免耕处理杂草群落的多样性指数先高于常规耕作处理,后期低于常规耕作处理;玉米生长期免耕处理的多样性指数均大于其他3种处理.因此,免耕和秸秆覆盖在一些作物生长期能抑制杂草的发生和分布,3种作物轮作对杂草防治具有明显作用.     

黄土旱塬不同覆盖对春玉米产量及土壤环境影响

对黄土旱塬用不同覆盖对春玉米产量及土壤环境影响的研究表明,春玉米采用不同覆盖技术,均有显著的增产效果,能显著增加土壤贮水量,使土壤上层长期保持湿润状态,提高土壤温度(除秸秆覆盖外),降低昼夜温差,避免降雨直接冲击地面。保持良好的土壤结构,渗水地膜覆盖与秸秆覆盖、常规地膜覆盖和不覆盖相比,其产量分别增长6．4％、23．6％和29．1％,水分利用效率分别为21．5、20．2、17．4和16．7kg·mm^-1·hm^-2,秸秆覆盖还能提高土壤有机质,增加土壤肥力渗水地膜和常规地膜具有相同的增温效果,当气温达到35℃以上时,渗水地膜还具有降低极端温度的调节功能,但是,覆盖易造成有机质大量矿化和NO3^--N的淋失。     

免耕覆盖对不同质地土壤水分与作物产量的影响

采用空间位移法,将河北省吴桥县3种质地(砂土、砂质壤土、砂质粘壤土)的原状土转移到同一地点,研究了华北平原免耕覆盖下3种质地土壤的水分特征与作物产量。试验于2010—2013年开展,地点设在河北省吴桥县中国农业大学吴桥实验站。结果表明:相对传统翻耕,免耕覆盖可以增加土壤体积含水量,且在砂质壤土上的保水效果比其他2种土质更明显;砂质粘壤土免耕覆盖处理0~20 cm土层土壤体积含水量较传统翻耕处理低,不同于其他2种土壤;根据试验前2年结果,免耕覆盖并未显著提高作物的水分利用效率,小麦季趋势较为一致,砂土、砂质壤土和砂质粘壤土免耕覆盖的WUE比翻耕分别低13.95%、9.76%和8.61%;玉米季不同土质的趋势有差异,其中砂土免耕覆盖处理的WUE比翻耕低6.45%,而砂质粘壤土免耕覆盖处理的WUE比翻耕高4.89%,但差异均不显著;3种土质下,免耕覆盖相对传统翻耕没有表现出增产优势,小麦产量比传统翻耕分别降低7.09%、4.26%和0.39%,玉米产量分别减少9.81%、4.11%和10.19%。本试验条件下,免耕覆盖措施在3种土质均具有较好的保水效果,但短期内没有表现出增产趋势。     

秸秆覆盖免耕对土壤细菌群落区系的影响

多年连续秸秆覆盖免耕对土壤细菌群落影响很大,免耕可提高０－１０ｃｍ土层土壤细菌总数、放线菌数、棒状细菌数和贫营养细菌数量,特别是免耕土壤能使芽孢杆菌数量增多几倍。     

城市不同地表覆盖类型对土壤呼吸的影响

采用Licor-6400-09的土壤呼吸测量系统对北京市区3种不同覆盖类型地表(全硬地表、半透砖地表、草坪覆盖地表)的土壤呼吸速率及其影响因子进行了测定和分析。结果表明:(1)不同地表覆盖类型的土壤呼吸速率年均值分别为7.928 μmol·m^-2·s^-1(全硬地表),5.592 μmol·m^-2·s^-1(部分硬化地表)、2.625 μmol·m^-2·s^-1(草坪覆盖地表);土壤呼吸日均值最高均出现在夏季(14.785,10.296,5.143 μmol·m^-2·s^-1),最低为冬季(0.490,0.319,0.239 μmol·m^-2·s^-1);(2)3种地表类型的土壤呼吸速率有显著差异(P<0.05),大小排序为:草坪覆盖地表<部分硬化地表<全硬地表;(3)3种地表类型土壤呼吸速率均与土壤温度呈显著的指数相关,Q₁₀值排序为:草坪覆盖地表<部分硬化地表<全硬地表;(4)土壤含水率和土壤电导率与土壤呼吸均有一定的相关性,但关系较为复杂,有待于进一步研究。     

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。     

不同有机物覆盖对冷凉地区苹果园土壤水温环境及速效养分的影响

为了探究不同有机物覆盖对冷凉地区果园土壤理化性质的影响,在‘寒富’苹果园设置了杂草、稻草、玉米秸秆、粉碎枝条4个覆盖处理,对比分析了各处理果园土壤水分、养分等指标的变化.结果表明: 有机物覆盖增加了土壤含水量,以干旱季节最为明显;减缓了春季土壤温度上升速度,不利于果树前期生长,但降低了夏季土壤的最高温,提高了秋冬季土壤的最低温;提高了土壤的pH值,以玉米秸秆覆盖处理最为明显,减轻了土壤酸化,使土壤pH接近中性;不同程度提高了土壤有机质含量,以杂草覆盖处理最为明显.覆盖还增加了土壤碱解氮、速效磷、速效钾含量,但稻草覆盖处理碱解氮含量低于对照.     

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600 kg·hm^-2（M₆₀₀）、秸秆覆盖300 kg·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.     

长期免耕不同秸秆覆盖量对玉米产量及其稳定性的影响

阐明长期免耕不同秸秆覆盖量下玉米产量变化趋势及其稳定性差异,可为建立和评价长期保护性耕作模式、促进粮食持续生产提供理论支撑.本研究基于我国东北黑土区长期保护性耕作定位试验(始于2007年),以传统垄作(RT)为对照,分析了免耕无秸秆覆盖(NT0)、免耕33％秸秆覆盖(NT33)、免耕67％秸秆覆盖(NT67)和免耕10...     

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.     

果园生态系统生产力调控

以黄土沟壑区果园生态系统为研究对象,针对黄土高原果业生产波动性大,生态系统恶化等问题,通过调控果树的生殖生长量,研究了果园生态系统生产力调控及系统响应.结果表明:生产力水平高的处理对土壤深层的水分利用增强,但降低了土壤深层贮水量,从而进一步加重土壤干燥化程度;以生殖生长调控为手段的生产力调控能够显著改善果实的单果重、果实硬度、着色指数等外在品质,果品优果率可提高12.9%～23.5%;通过生产力调控,果业生产经济效益显著提高,果园生态系统健康状况得到维持,果树生产波动性缓解.确定挂果2.25×10~5个/hm~2的生产力水平为黄土沟壑区盛果期果园生态系统的适宜生产力水平.     

不同覆盖方式对旱地果园水热特征的影响

采用垄膜覆盖(T1)、覆草(T2)和免耕无覆盖(T3)等方法,测定分析陇东旱地果园水热状况,结果表明,0—60 cm土壤温度全年T1最高,萌芽开花期至果实膨大期T2温度最低,新梢停止生长期至落叶期T3温度最低。T1地表和20 cm土壤最高温度出现在6月上旬,40 cm和60 cm出现在8月上旬,表现为浅层(0—40 cm)最高温度出现提前,而T2和T3不同土层最高温度均在8月上旬。0—25 cm不同处理土壤温度表现为晴天最高,雨天最低。除7月至8月土壤温差以T1最大外,其余时期均以T3最大,全年T2温差最小。梨树生长前期(4—6月),T3土壤含水量最小,7月以后,T3最高。梨年生长周期中,T1土壤含水量变化最小,T3最大。不同土层T1土壤容重最小,孔隙度最大,T3土壤容重最大,孔隙度最小;0—120 cm土层T1和T3土壤容重均表现为先升后降,T2为先降后稳定变化的特点。不同处理土壤营养元素含量随时间变化而降低,T3降幅最大。地面覆盖减缓了土壤养分的流失,同时增加了土壤铁、锌、硼等元素含量。     

长期生草对柑橘园土壤化学及生物学性质的影响

以柑橘园清耕、自然生草和人工生草3种管理模式为研究对象,对其土壤化学及生物学性质进行测定,探明了长期生草对柑橘园不同土层土壤碳氮磷、微生物生物量碳氮磷、酶活性的影响及其相互关系。结果表明：生草类型和土层显著影响土壤碳氮磷养分含量、微生物生物量碳氮磷含量和相应的酶活性,但两者互作仅对β-葡萄糖苷酶、N-乙酰氨基葡萄糖苷酶和亮氨基酸氨基肽酶有显著影响(P<0.05)。总体上,土壤生物化学性质在生草类型间表现为人工生草>自然生草>清耕;在土层间表现为0—10 cm>10—20 cm>20—40 cm。冗余分析表明,前两轴土壤化学及生物学指标解释了80.2%土壤酶活性的变化,且主要表现为正效应。土壤化学及生物学指标对土壤酶活性的影响也因生草类型和土层而异,人工生草在各土层中对β-葡萄糖苷酶、纤维二糖水解酶、多酚氧化酶、N-乙酰氨基葡萄糖苷酶、亮氨基酸氨基肽酶和酸性磷酸酶6种土壤碳氮磷酶活性的影响均为正效应,而自然生草仅在0—20 cm土层中对β-葡萄糖苷酶和纤维二糖水解酶活性产生正效应,两种生草类型土壤酶活性均在0—10 cm土层受土壤碳氮磷等因子影响最为突出。因...     

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.     

Impact of floor management practices on the growth of groundcover species and soil properties in an apple orchard in northern China

Tillage and groundcover are the two mainly used management practices in orchard. Only small portion of orchard has been treated with groundcover in China, which would restrict our understanding of the scientific management of apple orchard. This study aimed to investigate the impact of different groundcover treatments on the plant growth of groundcover species and soil properties in an apple orchard near Beijing, northern China. Six commonly used groundcover species were chosen to grow underground. Our results showed that groundcover species had significant greater maximum photosynthesis rate (P_max) than weeds in control plots. Meanwhile, groundcover treatments could largely improve the microclimate of orchard compared with tillage treatment. Among all the groundcover species, alfalfa was proven to be the most appropriate species grown underground in apple orchard for its high P_max and high above-ground biomass. Groundcover treatments had little impact on soil bulk density, soil porosity and surface soil organic carbon (SOC) content. However, significantly greater deep soil organic carbon contents were found in two grass species, and significantly higher soil available nitrogen (N) contents were found in two leguminous species respectively. Our results indicated that groundcover treatment would be a sustainable management practice for apple orchard in northern China.     

鱼鳞坑与覆盖组合措施对陕北旱作枣园土壤水分的影响

土壤水分是制约陕北红枣林健康生长的关键因子.通过土壤水分定位观测,研究不同鱼鳞坑与覆盖措施组合对陕北黄土丘陵区旱作枣园土壤水分的影响.结果表明: 鱼鳞坑+树枝覆盖、鱼鳞坑+秸秆覆盖、鱼鳞坑无覆盖处理下0～180 cm平均土壤含水量较裸地分别提高14.2%、9.4%、4.8%.不同处理在红枣生育期均能显著增加土壤表层(0～20 cm)和主要根系层(20～100 cm)土壤水分含量,其中,以鱼鳞坑+树枝覆盖处理效果最为显著.不同组合措施条件下,次降雨量对土壤水分的影响深度主要集中在100 cm以内,对深层土壤水分影响不显著.无覆盖鱼鳞坑措施在高、中、低水分状况下,各土层土壤水分与裸地无显著差异.在陕北旱作枣园,利用修剪枣枝进行覆盖在节省材料减少成本的同时,实现了保墒蓄水目标.     

灌水定额对旱区苹果园土壤水盐再分布的影响

以甘肃省秦安县盐渍化苹果园土壤为研究对象,采用大田试验的方法在苹果花期研究了不同灌水定额(0、900、1800、2700、3600 m3.hm-2)对果园0～100 cm土层水盐再分布(10、20、30 d)的影响.结果表明:随着灌水定额的增大,Na+淋溶深度增加,且再分布的滞后效应明显;Ca2+的"零通量面"逐渐消失;Mg2+的"零通量面"面宽逐渐增加;Cl-淋溶迁移方式由波动式变为直线式,蒸发迁移方式由波动式变为阶梯式;SO42-再分布方式呈点穴式;HCO3-再分布累积层位逐渐上移.在地下水位埋藏较深的土壤剖面中部存在一个"盐分零通量面",在水分再分布过程中,"盐分零通量面"的位置逐渐向下移动,体现旱地土壤水分耗竭特征.灌水定额在2700～3600 m3.hm-2时,灌溉有利于土壤剖面0～100 cm土层盐分和水溶性Na+的淋洗;灌水定额在1800 m3.hm-2以下时,灌溉加速了土壤表层盐分的累积.从钠盐淋洗和节水两方面综合考虑,旱区盐渍化果园土壤春季适宜的灌水定额为1800～2700 m3·hm-2.     

黑色地膜覆盖对旱地玉米土壤环境和植株生长的影响

针对渭北旱塬地区使用普通白色地膜导致玉米生长出现的早衰、减产等问题,2012—2013年开展了黑色地膜覆盖、白色地膜覆盖和裸地玉米栽培试验,系统分析了黑色地膜对土壤温度、水分和玉米生长的影响。结果表明,黑色地膜与白色地膜的土壤保水效果相同,均使0—120cm土壤水分含量显著(P0.05)高于裸地对照。与白色地膜覆盖相比,黑色地膜覆盖能够有效降低0—15 cm土壤白天温度,可以使白天0—15cm土壤日地温平均降低0.8℃。黑色地膜覆盖后,玉米的籽粒灌浆期延长,吐丝后单株干物质积累量快速增加。玉米生殖生长期较裸地栽培延长2—3 d,成熟期单株干物质积累量增加18.11%;较普通白色地膜覆盖玉米生殖生长期延长2 d,成熟期单株干物质积累量提高7.31%。黑色地膜覆盖玉米产量和水分利用效率显著提高(P0.05),较白色地膜分别提高10.36%和10.40%,较裸地对照分别提高22.11%和25.28%。在旱地春玉米区,用黑色地膜代替普通白色地膜,对促进玉米增产具有一定的可行性。