覆盖与间作对亚热带丘陵茶园地温时空变化的影响

研究了亚热带丘陵茶园连续4年进行稻草覆盖与白三叶草间作对茶园地温时空动态变化的影响.结果表明,茶园地温具有明显的时空动态变化特征和位相滞后现象,与茶树的年生长发育周期各阶段的最适温度非常吻合.稻草覆盖与白三叶草间作改变了土壤热量交换层（地表层）的性质,具有升温时降温和降温时增温、保温的双向动态调控作用,降低了日较差,增强了同一土层温度的稳定性,其调控效果为随着土壤深度增加而降低,13：00>19：00>7：00,降温大于增温和保温,降温幅度随气温的升高而增大,增温和保温随气温的下降而加强,间作白三叶草的降温效果大于稻草覆盖,保温效果则相反.茶园地温时空变化转换点得到调节,显著地降低了有害高温的出现次数,明显地降低了持续高温期的土壤温度,有效地缩短了极限高温时间.     

不同耕作方式对内蒙古旱作农田土壤水热状况的影响

为了研究免耕留茬覆盖和传统耕作土壤水热状况的差异,20052008年在内蒙古呼和浩特市清水河县进行定位试验,结果表明:(1)免耕留茬覆盖能有效的调节土壤温度,出现高温时抑制温度上升,低温时抑制温度降低的现象;土壤温度24h变化的振幅随着土壤深度的增加呈现逐渐减小的趋势,表层010cm的变化幅度最大,变化范围为17.634℃;不同耕作方式的土壤温度均从09:00开始升高,至15:00达到最高值,之后缓慢下降,到06:00达到最低值;土壤温度随季节动态变化的趋势,受制于气候。(2)测定期内免耕留高茬覆盖平均土壤含水量较传统耕作增加了7.37%,免耕留低茬覆盖较传统耕作增加了5.93%;燕麦苗期,不同耕作方式的土壤含水量随土层深度增加,呈增大的态势。分蘖期,不同耕作方土壤含水量在020cm呈下降趋势,之后逐渐升高。燕麦花期,不同耕作方土壤含水量在040cm呈下降趋势,之后逐渐上升,至80100cm土层深度达到最大值;土壤含水量主要受季节影响,随降雨量变化而变化。(3)免耕留茬覆盖耕作方式增加土壤有机质和土壤含水量,其热容量增大,因此能调节和保持温度变化平缓。     

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.     

遮荫对彩叶植物矾根夏季适应性表型的影响

以彩叶植物矾根(Heuchera micrantha)‘蜜桃’(‘Georgia Peach’)、‘小珍珠’(‘Petite pearl fairy’)、‘花毯’ (‘Tapestry’)为材料,研究不同遮荫处理对矾根观赏特征、高温半致死温度以及成活率的影响。结果表明,在遮荫条件下,三个矾根品种株高增加、叶面积变大、花序变长、开花推迟,‘蜜桃’和‘小珍珠’花期延长,‘花毯’花期缩短。遮荫引起‘蜜桃’和‘小珍珠’叶绿素含量、类胡萝卜素含量显著上升,花色素苷含量明显下降,叶色由红、紫色向灰绿色转变,叶片彩化度下降;‘花毯’的叶绿素、类胡萝卜素和花青素含量均随遮荫度增加显著上升,其叶色由浅绿转为深绿,叶脉紫红色加重,彩化度提高,观赏性增强。随着遮荫度提高,三个矾根品种的高温半致死温度明显升高,成活率显著上升。相关性分析表明,三个矾根品种的成活率与最高气温、最大光强、气温、光强分别存在极显著负相关关系,与相对湿度以及该品种的高温半致死温度分别存在极显著正相关关系。多元逐步回归分析表明,高光强是引起‘蜜桃’成活率下降的关键因素,‘小珍珠’的成活率主要取决于高温半致死温度,‘花毯’的成活率主要受极端高温的影响。     

多元统计分析方法在万寿菊品种抗旱性评价中的应用

利用主成分分析法、隶属函数法和聚类分析法,对9个万寿菊品种16个生理指标的抗旱性进行综合评价.结果表明： 不同品种万寿菊的16个生理指标变化程度不同,其中脯氨酸(Pro)、H₂O₂和抗坏血酸过氧化物酶(APX)对干旱胁迫的敏感性最大,而且部分抗旱系数之间显著相关;4个主因子代表16个生理指标抗旱性88.6%的数据信息,‘珍妮’和‘金门’、‘鸿运’、‘珍妮’、‘拳王’分别在4个主因子上的抗旱性最强;9个品种的抗旱性综合评价值大小为：‘珍妮’>‘金门’>‘鸿运’>‘拳王’>‘巨人’>‘大英雄’>‘小英雄’>‘迪阿哥’>‘发现’;聚类分析将9个品种分为3类,其中‘金门’、‘珍妮’、‘鸿运’和‘拳王’属于抗旱品种.     

华北平原麦田土壤呼吸特征

采用静态箱／气相色谱(GC)法测定了华北平原典型冬小麦田的土壤呼吸速率、结果表明,土壤呼吸速率日变化呈单峰曲线,最高峰出现在13：00左右,最低点在凌晨4：00左右;冬小麦生长季土壤呼吸速率平均冬季较低,夏季较高,与地温的季节变化趋势基本一致;随氮肥用量增加土壤呼吸增强,但增幅不大．秸秆还田处理的土壤呼吸作用明显高于秸秆不还田处理和氮肥处理;土壤呼吸同地温存在着显著的指数关系,其中5cm地温同土壤呼吸相关性最好．不同处理、不同深度土层具有不同的Q10值,Q10值随土壤的性状、地温测量的深度和微生物活动的土层深度变化而改变,其本身是温度的函数,随着温度的升高,Q10值呈下降趋势;土壤呼吸与土壤水分的关系较弱,未表现出明显的规律性;冬小麦平均净光合速率与土壤呼吸速率呈相似的变化趋势。从小麦返青到腊熟,冬小麦田表现为CO2的汇．     

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.     

辽宁省地表温度时空变化及影响因素

地温是评价气候变化的重要指标,对土壤的成分、结构以及形成和演化都具有很大影响。分析地温自身的时空变化规律以及与气候间的相互关系,对深入了解地气间相互作用的机理、明确气候变化的响应规律、预测未来地温的发展趋势等方面具有重要的科学意义。辽宁省位于内蒙古高原向渤海湾的过渡地带,地形地势复杂,此外辽宁省又处在季节性冻土区,地温的变化机制更具复杂性。利用辽宁省24个气象站点1960—2016年0cm地温(地表温度)数据和各气象要素(气温、日照时数、风速、降水量)数据资料,采用气候倾向率法、Mann-Kendall突变分析、小波周期分析等方法,系统的分析辽宁省地表温度的时空变化特征以及与气候要素间的关系。结果表明:辽宁省地表温度年际变化随时间向暖趋势发展,气候倾向率达0.36℃/10a,不同年代际存在不同的变化趋势,其中20世纪60—80年代低于多年平均地表温度,90年代至21世纪10年代高于多年平均地表温度,此外冬季地表温度增温幅度最大;突变分析显示在1995年发生突变,经检验其升高趋势显著;经周期分析显示辽宁省年地表温度具有30—46a和19—25a的两种时间尺度的周期变化;年地表温度呈西南向东北逐渐降低分布特征。相关分析表明,地表温度与气温的相关性最大,并且其大小在整个区域内呈西高东低的分布特点;在与降水的关系中,降水量高的年份地表温度均比较低,夏季受降水和日照时数的影响最显著,地表温度与风速均呈负相关,但夏季相关性较小,考虑夏季地表温度主要是受气温、日照和降水共同的作用,弱化了风速对地表温度的影响。     

NaCl胁迫下苯丙烯酸在黄瓜幼苗-土壤系统内的积累

采用盆栽试验,以耐盐黄瓜品种‘津绿5号’和盐敏感品种‘津优1号’为试材,研究了NaCl（585 mg·kg^-1土）胁迫下不同浓度苯丙烯酸对黄瓜幼苗-土壤系统内苯丙烯酸积累的影响.结果表明： 苯丙烯酸施用浓度是影响土壤和黄瓜植株中苯丙烯酸含量的主要因子;除最高浓度(200 mg·kg^-1土)外,其他处理的黄瓜植株苯丙烯酸含量均随处理浓度的增加而增加.盐分胁迫使苯丙烯酸的毒性作用增强,在中低浓度处理下,黄瓜植株中苯丙烯酸含量升高;在高浓度处理下,黄瓜幼苗生长量下降并导致植株中苯丙烯酸含量降低;‘津绿5号’在最高浓度(200 mg·kg^-1土)处理时苯丙烯酸含量下降,而‘津优1号’从100 mg·kg^-1土浓度就开始下降,反映出两个黄瓜品种的耐盐性差异.在黄瓜植株各部位中,苯丙烯酸主要在叶片中积累;而在黄瓜植株-土壤系统内,苯丙烯酸主要在土壤中积累.     

‘凤丹’生物量分配的季节动态及其受株龄和遮荫的影响

生物量分配动态研究对了解作物产量形成机制具有重要意义。‘凤丹’是以杨山牡丹（Paeonia ostii T.Hong et J.X.Zhang）为原种形成的新型木本油料作物,其产量形成机制尚不明确。本文采取破坏性取样策略,研究不同株龄‘凤丹’生物量分配的季节动态以及遮荫对产量的影响。结果显示,‘凤丹’生物量在果熟期达到最大值,总生物量随株龄增大而增加,但其增长速率趋势则相反。‘凤丹’根和茎的生物量分配在休眠期最大,而叶生物量分配最大值出现在果熟期;繁殖分配仅为3.24%~6.85%,但随株龄增大而增加（4年生果实生物量为（7.74 ±0.31）g/株,8年生果实生物量为（26.81 ±0.44）g/株）。‘凤丹’单株年同化总量为161.21~232.34 g,种子收获指数为2.71%~6.87%,收获指数与株龄呈正相关（R²=0.8178）。‘凤丹’营养生长和总生物量在遮荫条件下有所降低,但繁殖生物量和收获指数在30%遮阳处理中显著增加（种子增产3.66 g/株,产量提高389.36%）。本研究表明‘凤丹’年周期内的源与库结构呈动态变化,株龄对‘凤丹’的生物量分配及产量有明显效应,适度遮荫可提高‘凤丹’的产量。     

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, 5cm、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 5cm、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 5cm、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.     

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。     

生物覆盖对杨树人工林根际土壤微生物、酶活性及林木生长的影响

研究了不同覆盖材料和不同覆盖量对杨树人工林根际微生物和酶活性动态变化及杨树生长的影响.结果表明：采用4种材料对杨树林地表进行覆盖后,其根际细菌和真菌数量均高于对照,其中白茅和白栎的效果最佳,分别为对照的3.56和2.43倍.随覆盖量的增加,细菌、真菌数量增多,7.5 kg·m^-2处理的细菌平均数量分别比对照高49.58％,真菌数量是对照的6.14倍.生物覆盖后,细菌和真菌数量的年变化趋势相似,均与土壤温度的变化同步,且7月最大,12月最小.脲酶和磷酸酶的活性也随着覆盖量的增加而增强.不同覆盖材料间,脲酶、磷酸酶活性变化均为马桑＞蕨类＞白茅＞白栎＞CK.根际土壤脲酶和磷酸酶活性的年动态变化与细菌与真菌的年变化相似,且7月最高,12月最低.生物覆盖对杨树的树高、胸径和生物量具有显著的促进作用.     

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.     

地膜覆盖对土壤水温和春小麦产量形成的影响

通过大田试验研究了地膜覆盖对土壤水温状况及春小麦产量形成的影响．结果表明,地膜覆盖对土壤的增温作用在春小麦生育期内呈“U”型变化,地膜覆盖可以通过防止蒸发和提升土壤深层水分至作物可利用层来增加土壤中有效水含量,利于作物利用．地膜覆盖的增温保墒作用利于作物前期生长和水分利用,在生育后期覆膜,作物根系发育受到抑制,作物蒸散量和水分利用效率下降,影响产量的形成．对照(CK)、播前灌水(W)、全程覆膜(M)、播前灌水 覆膜30d(WM30)、播前灌水 覆膜60d（WM60)及播前灌水十全程覆膜(WMw)6个处理的产量分别为2554、2424、2750、3138、3305、3123kg·hm^-2,最佳覆膜时间在40—60d．     

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。     

宁南旱区耕作覆盖对马铃薯产量及土壤水热特征的影响

为探究耕作覆盖对土壤水热及旱作马铃薯产量的影响,连续2年在宁南旱区不同耕作深度结合覆盖模式下开展了研究工作。结果表明: 耕作深度、覆盖材料对马铃薯播种期0～100 cm土层土壤贮水量有极显著影响,而二者交互作用无显著影响;2019年土壤贮水量以深松30 cm覆盖地膜处理最高,2020年以深松40 cm覆盖秸秆处理较高,分别较翻耕15 cm不覆盖处理(对照)显著提高16.9%和33.4%;耕作深度、覆盖材料可显著影响马铃薯关键生育期土壤贮水量;同一耕作深度下土壤贮水量以秸秆、地膜覆盖处理效果较好,同一覆盖材料下以深松30～40 cm处理最佳。覆盖材料、耕作深度与覆盖材料二者交互作用对播种-现蕾期0～25 cm土层土壤有效积温影响显著;同一耕作深度下覆盖地膜处理土壤有效积温平均较不覆盖处理显著增加9.3%,而覆盖秸秆处理较不覆盖处理显著降低18.7%;2019和2020年各处理全生育期土壤有效积温分别以深松30 cm和深松40 cm覆盖地膜处理最高。2019年马铃薯总产量和经济效益以深松30 cm覆盖秸秆处理较高,分别较对照显著提高84.6%和107.9%;2020年以深松40 cm覆盖秸秆处理最佳,分别较对照显著提高81.7%和105.7%。耕作深度、覆盖材料对作物水热利用效率均有显著影响,水分利用效率以深松30～40 cm覆盖秸秆处理较高,而积温利用效率不同耕作深度结合秸秆覆盖各处理均较翻对照显著提高。相关分析表明,块茎形成期的土壤水分和有效积温对马铃薯总产量的形成至关重要,而全生育期土壤水分对总产量的影响高于土壤有效积温。可见,深松30～40 cm覆盖秸秆处理可改善土壤水热状况,实现马铃薯增产增收和水热资源的高效利用,在宁南半干旱区马铃薯生产中有一定的应用推广价值。     

种植碱蓬和秸秆覆盖对沿海滩涂极重度盐土盐分动态与脱盐效果的影响

为探明沿海滩涂极重度盐土盐分动态规律及其影响因子,并探讨盐生植被和秸秆覆盖下土壤的脱盐及控盐效果,2014年5月—2015年5月,在江苏沿海滩涂极重度盐土中进行田间试验,设置4种处理:对照(裸地,CK)、种植碱蓬(PS)、15 t·hm^-2秸秆覆盖(SM-A)和30t·hm^-2秸秆覆盖(SM-2A),监测气候因子和土壤盐分的动态变化.结果表明:(1)滩涂裸地表层土壤盐分具有显著的季节性变化特征,表现为在6—8月盐分降低至最低值(8.69g·kg^-1),9—12月呈现积盐作用,最大值为26.66 g·kg^-1;表层土壤盐分变化比亚表层更剧烈,而且亚表层盐分变化相对于表层具有一定的滞后性;(2)相关分析表明,滩涂裸地表层盐分变化与采样前15 d的累积降雨量及蒸降比具有显著的线性关系;多因子及互作逐步分析表明,降雨量增加可以显著促进脱盐作用,大气温度升高可加剧盐分积累,降雨量和大气温度的互作效应增加会对盐分累积产生正效应;(3)PS处理没有显著改变土壤盐分的季节性变化规律,但降低了表层土壤盐分;(4)SM-A和SM-2A条件下,土壤脱盐率与覆盖处理天数回归拟合符合Logistic曲线,且经过雨季覆盖处理90~100 d后表层土壤脱盐率均可达到95.0%以上,覆盖处理120 d后亚表层土壤脱盐率均可达到92.0%以上,之后表层和亚表层土壤盐分分别在0.60和1.00 g·kg^-1以下波动.综合考虑脱盐效果和经济投入,在梅雨季节前(4—5月)采用15 t·hm^-2秸秆覆盖,可能是未来滩涂极重度盐土进行快速脱盐和改良的重要措施.