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  • 中华猕猴桃在中国潜在分布及其对气候变化响应的研究

    分类: 生物学 >> 生态学 提交时间: 2017-11-29 合作期刊: 《中国生态农业学报》

    摘要:中华猕猴桃为中国特有果种, 由于其独特的口感和较高的经济价值, 近年来种植规模逐年扩大。在引种过程中, 由于缺乏合理的布局规划和适生性分析, 出现了品种单一化、易感病虫害等问题。近年来四川、陕西、贵州、重庆和湖北等猕猴桃主产省份相继开展了猕猴桃气候适宜性区划的研究, 但目前的研究多未考虑未来气候变化对猕猴桃种植分布的影响, 且伴随着气候变化的加剧, 已有的研究结果已不能完全适应实际生产的需求。本文运用生态位模型软件MaxEnt, 模拟和预测气候变化背景下大尺度范围中华猕猴桃适生区分布及其变化的可行性, 以利于科学地优化产业结构、促进产业发展。基于当前数据和IPCC AR5提出的3种气候情景以及中华猕猴桃的分布信息, 采用MaxEnt生态位模型和ArcGIS预测了中华猕猴桃的适生区及未来的变化趋势, 用受试者工作特征曲线(receiver operating characteristic curve, ROC曲线)检测模型精度、刀切法(jackknife test)筛选主导环境变量。结果表明, 基于当前和未来情景构建的中华猕猴桃地理分布模型的AUC(area under curve)值均达到“极好”的标准, 说明模型预测结果可用于本研究。当前气候条件下, 中华猕猴桃的高适生区主要在四川、陕西、重庆、湖北、贵州、浙江、湖南、安徽、河南、江苏和甘肃等省份, 面积达1.01×106 km2。中适生区则以高适生区为中心向外扩散, 包括河南、湖北、安徽、江苏和山东等地, 面积为6.79×105 km2。RCP2.6和RCP4.5排放情景下, 中华猕猴桃高适生区的分布、面积及中心点位置都有所不同, 面积均呈增加趋势, RCP8.5排放情景下, 高适生区面积呈减少趋势。RCP4.5和RCP8.5排放情景下, 中华猕猴桃高适生区中心点均有向北移动趋势。MaxEnt模型对未来气候变化条件下中华猕猴桃适生区的准确模拟与预测具有潜在应用价值, 对该果树的气候适宜性区划具有重要指导意义。

  • 北京昌平农业景观传粉服务供给和需求评估研究

    分类: 生物学 >> 生态学 提交时间: 2017-11-29 合作期刊: 《中国生态农业学报》

    摘要:近年来全球范围内蜜蜂多样性的下降引起了各国科学家与政府对与农业可持续生产密切相关的传粉服务的关注。为了认识和了解区域传粉服务的供给和需求状况, 为制定区域传粉管理策略奠定基础, 本研究在2016年对北京昌平7种常见生境的野生蜂多样性、植被组成、土壤紧实度、作物种植面积等数据进行了调查, 根据野生蜂的物种组成、飞行距离、筑巢偏好和活动季节, 生境的植物资源数据和筑巢适宜性数据, 结合InVEST模型对研究区传粉服务的供给进行了评估; 根据研究区传粉依赖作物种植面积和各种作物对传粉服务的依赖程度, 对研究区传粉服务的需求进行了评估; 通过叠加传粉服务供给和需求分级图, 评估了研究区的传粉服务供需匹配状况。结果显示, 自然林是最适宜野生蜂的生境, 其次是人工林、荒草地和边界生境; 果园既是野生蜂的生境, 也对传粉服务有较高的需求; 大棚几乎不供给传粉服务, 但对传粉服务有较高需求。对传粉供需等级匹配的结果显示, 昌平区供给等级高于需求等级的区域占34.17%, 大部分分布于山区, 有较高的传粉服务供给和较低的传粉服务需求, 具有较高保护价值; 供给等级低于需求等级的区域占27.76%, 多分布于靠近山区的平原地区, 虽然具有较高的传粉服务供给, 但也具有最高的需求等级; 供给等级与需求等级持平的区域占47.27%, 远离山区的平原地区由于具有较多半自然生境, 传粉服务的供需基本是匹配的。最后, 文章对研究区传粉服务提升提出了管理建议: 对于高供给-中/低需求(重点保护区)的区域, 建议发展低管理强度的有机农业, 保护区域内的生境; 对于中/低供给-高需求的区域(重点提升区、一般提升区), 建议使用养殖蜜蜂提升传粉服务, 同时在景观尺度上增加自然/半自然生境比例, 建立生态廊道以增加生境之间的连通度; 对于供需等级较为一致的区域(重点维持区、一般维持区), 建议降低农业区域的管理强度, 同时增加生境间的连接度, 以实现传粉服务的可持续供给。

  • 东北黑土典型坡耕地土壤呼吸特征的研究

    分类: 生物学 >> 生态学 提交时间: 2017-11-29 合作期刊: 《中国生态农业学报》

    摘要:本研究以东北黑土典型坡耕地为研究对象, 利用LI-8100土壤呼吸测量仪对玉米全生育期土壤呼吸进行了原位监测, 分析了坡耕地不同部位(坡顶、坡肩、坡背、坡趾)、土壤呼吸速率变化规律、土壤呼吸总量、土壤呼吸速率与土壤水热因子之间的关系。结果表明: 该地区土壤呼吸速率呈现“春秋季低夏季高”的季节性变化规律, 坡趾位置土壤呼吸峰值显著高于坡顶、坡肩、坡背位置(P<0.05)。不同部位土壤呼吸速率与土壤温度呈现显著线性关系(P<0.05), 与土壤含水量相关性不显著(P>0.05)。土壤呼吸总量以坡趾位置最高[523.97 g(CO2-C)×m-2], 显著高于坡背[443.13 g(CO2-C)×m-2]、坡肩[426.81 g(CO2-C)∙m-2]、坡顶[388.5 g(CO2-C)∙m-2]3个位置18.5%、22.8%和34.9%(P<0.05)。说明黑土坡耕地不同位置土壤呼吸存在显著差异, 准确评价黑土坡耕地土壤呼吸需要综合考虑坡耕地不同坡位的差异, 减少引用平地监测结果来评估坡耕地土壤呼吸量所造成的偏差。

  • 气候因子和地表覆盖对沿海滩涂土壤盐分动态的影响

    分类: 生物学 >> 生态学 提交时间: 2017-11-29 合作期刊: 《中国生态农业学报》

    摘要:为探明气候因子对沿海滩涂表层土壤盐分季节性变化规律的影响, 并探讨植被和秸秆覆盖对滩涂土壤脱盐效果及控盐的作用。2014年5月—2015年5月, 在江苏沿海滩涂盐碱地(中重度盐分), 设置4种处理进行田间试验, 分别为对照(裸地, CK)、秸秆覆盖(覆盖量为15 t∙hm-2, SM)、植被覆盖(PC)和植被+秸秆覆盖(覆盖量为7.5 t∙hm-2, PC+1/2SM), 监测了气候因子和表层土壤盐分的季节性动态变化。结果表明: 1)在沿海滩涂裸地中, 土壤盐分具有一定程度的季节性规律, 表现为在10—12月具有明显的积盐效果, 且在10月EC1∶5达到最大值为3.90 dS·m-1; 2)相关分析表明: 采样前7 d降雨累积量与土壤盐分变化有着极密切负相关关系; 气候因子的多因子及互作逐步分析表明: 降雨量增加可以促进土壤脱盐作用, 大气温度升高可加剧土壤盐分表聚, 降雨量和大气温度的互作效应增加会对土壤盐分累积产生正效应; 3)地表覆盖(包括PC和SM)显著地改变了气候因子对土壤盐分动态变化的影响, 且大量秸秆覆盖对滩涂表层土壤脱盐具有更明显的效果。因此, 在沿海气候向暖湿方向发展的趋势下, 综合考虑脱盐及控盐作用, 选择适量秸秆覆盖(如覆盖量15 t∙hm-2)或适量秸秆覆盖(15 t∙hm-2)结合植被种植覆盖, 同时充分利用沿海地区降雨量集中的特点, 这可能是未来滩涂盐碱盐渍土快速脱盐和土壤改良重要措施。

  • 苹果园不同覆盖材料对环境及树体生长发育的影响

    分类: 生物学 >> 生态学 提交时间: 2017-11-29 合作期刊: 《中国生态农业学报》

    摘要:干旱是影响陇东雨养区苹果生产的主要限制因素之一, 覆盖保墒是保证该区苹果稳产丰产的重要措施。为了探寻适宜于陇东地区苹果园的保墒措施, 本文于19年生‘长富2号’苹果园, 采用覆盖麦草(WM)、覆盖细河沙(SM)、覆盖黑色地膜(FM)的地表连续3年(2010年11月—2013年11月)分别同一覆盖处理, 以清耕(CK)为对照, 研究不同覆盖材料对果园环境及树体生长发育的影响。结果表明: 4—6月干旱期, 3年各覆盖处理0~100 cm土层的平均含水量均显著(P<0.01)高于对照, 其中WM处理>SM处理>FM处理>CK; 覆盖第3年, 从花芽膨大到果实采收, 叶幕形成(幼果期)前0~500 cm土层WM处理和SM处理的耗水量显著(P<0.01)低于CK, 叶幕形成后则显著(P<0.05)高于CK, 但耗水总量略低于CK; FM处理在叶幕形成前后均显著(P<0.01)高于CK。WM处理降低3—8月份5~25 cm各土壤温度, 而升高了9—11月份土温, 但5~25 cm平均地温日变幅始终显著(P<0.05)低于CK, 同时近地表气温降低相对湿度升高; SM处理对地温的影响较小, 但明显提高近地表气温而降低相对湿度; FM处理的地温及日变幅始终高于CK, 近地表气温和相对湿度与CK接近, 但各种覆盖对物候期均无明显影响。总体0~60 cm土层各种养分含量顺序为WM处理>CK>FM处理>SM处理, 且WM处理随年份增幅较大; FM处理0~20 cm土层与SM处理0~60 cm各土层的有机质、全氮和碱解氮等养分降低最显著, 相应的全盐量(包括WM处理0~20 cm土层)均显著(P<0.01)低于CK。各种覆盖增加了树体枝条生长量, 但对枝类组成影响都不大。各种覆盖增加了果实单果重及产量, 均以覆盖麦草处理显著(P<0.05)高于CK。水分利用效率WM处理显著(P<0.01)高于其它处理。综上所述, 陇东雨养区苹果园覆盖麦草较佳, 长期覆沙和覆膜土壤须补充有机肥及其它养分, 单一覆膜还需完善。

  • 苹果园不同覆盖材料对土壤与近地微域环境及树体生长发育的影响

    分类: 生物学 >> 生态学 提交时间: 2017-11-29 合作期刊: 《中国生态农业学报》

    摘要:干旱是影响陇东雨养区苹果生产的主要限制因素之一, 覆盖保墒是保证该区苹果稳产丰产的重要措施。为了探寻适宜于陇东地区苹果园的覆盖保墒措施, 本文于19年生‘长富2号’苹果园, 采用覆盖麦草(WM)、覆盖细河沙(SM)、覆盖黑色地膜(FM)的地表连续3年(2010年11月—2013年11月)的覆盖处理, 以清耕(CK)为对照, 研究不同覆盖材料对果园环境及树体生长发育的影响。结果表明: 4—6月干旱期, 3年各覆盖处理0~100 cm土层的平均含水量均显著(P<0.01)高于对照, 其中WM处理>SM处理>FM处理>CK; 覆盖第3年, 从花芽膨大到果实采收, 叶幕形成(幼果期)前0~500 cm土层WM处理和SM处理的耗水量显著(P<0.01)低于CK, 叶幕形成后则显著(P<0.05)高于CK, 但耗水总量略低于CK; FM处理在叶幕形成前后均显著(P<0.01)高于CK。WM处理降低3—8月份5~25 cm各土壤温度, 而升高了9—11月份土温, 但5~25 cm平均地温日变幅始终显著(P<0.05)低于CK, 同时近地表气温降低相对湿度升高; SM处理对地温的影响较小, 但明显提高近地表气温而降低相对湿度; FM处理的地温及日变幅始终高于CK, 近地表气温和相对湿度与CK接近, 但各种覆盖对物候期均无明显影响。总体0~60 cm土层各种养分含量顺序为WM处理>CK>FM处理>SM处理, 且WM处理随年份增幅较大; FM处理0~20 cm土层与SM处理0~60 cm各土层的有机质、全氮和碱解氮等养分降低最显著, 相应的全盐量(包括WM处理0~20 cm土层)均显著(P<0.01)低于CK。各种覆盖增加了树体枝条生长量, 但对枝类组成影响都不大。各种覆盖增加了果实单果重及产量, 均以覆盖麦草处理显著(P<0.05)高于CK。水分利用效率WM处理显著(P<0.01)高于其他处理。综上所述, 陇东雨养区苹果园覆盖麦草效果较佳, 长期覆沙和覆膜土壤须补充有机肥及其他养分, 单一覆膜还需完善。

  • 新开垦土壤上构建玉米/蚕豆-根瘤菌高效固氮模式的试验研究

    分类: 生物学 >> 生态学 提交时间: 2017-11-29 合作期刊: 《中国生态农业学报》

    摘要:为了在新开垦土壤上构建高效种植模式, 本文采用温室盆栽和大田试验相结合的方法, 选用4种根瘤菌接种方式(保水剂拌种、清水拌种、三叶期灌根和种子丸衣化)接种4种不同蚕豆根瘤菌(NM353、CCBAU、G254和QH258 ), 分析接菌后新开垦土壤上玉米/蚕豆间作体系的生产潜力, 地上部氮素吸收和结瘤特性以及生物固氮等方面的优势, 拟为该体系筛选出高效的根瘤菌及其接种技术。结果表明:在玉米/蚕豆间作体系中接种NM353后, 蚕豆籽粒产量比单作平均增加152.84%, 而玉米保持相对稳产; 以保水剂拌种的方式接种NM353的间作蚕豆地上部氮素积累量最高, 蚕豆结瘤数、瘤重, 固氮比例和固氮量均高于其它接菌方式接种其它根瘤菌。在盛花期和盛花鼓粒期, 接种NM353蚕豆的固氮比例比接种CCBAU的分别高出19.1%和11.1%, 差异均达到显著水平。在各个生育时期两者固氮量之间差异均达到显著水平。接种NM353与其它菌种间差异更显著。因此, 在新开垦土壤上, 用保水剂拌种的方式对间作蚕豆接种NM353根瘤菌, 构建玉米/蚕豆-根瘤菌高效固氮体系, 从而为新开垦土壤合理开发利用提供一种可持续发展模式。

  • 黑龙江省热量资源变化及其对作物生产的影响

    分类: 生物学 >> 生态学 提交时间: 2017-11-29 合作期刊: 《中国生态农业学报》

    摘要:气候变暖背景下,热量资源变化势必对寒地农作物生长发育、生产环境及种植制度产生重要影响。本文利用黑龙江省1971—2014年67个观测站逐日气象资料, 计算了≥10 ℃和≥0 ℃的活动积温及无霜期等农业热量指标。采用线性倾向率、累计距平、M-K检验和经验正交函数(EOF)方法等统计方法, 分析了热量资源变化特征及突变特征, 以及对农业生产的可能影响。结果表明: ≥10 ℃和≥0 ℃活动积温分别以86.7 ℃×d×(10a)-1和80.5 ℃×d×(10a)-1的速率显著增加, 无霜期呈延长趋势(气候倾向率为3.8 d∙(10a)-1; ≥10 ℃积温和无霜期在1990年代发生突变, 突变后二者初日提前, 终日延后; ≥10 ℃和≥0 ℃积温的增加幅度西部大于东部, 无霜期延长幅度中西部大于东北部, 农业热量资源变化幅度大的地区亦是热量敏感区域。热量资源增加对农业影响, 表现在农作物适宜生育期延长; 适宜水稻和玉米种植的区域向北、向西扩张, 大豆种植重心北移; 原适宜种植极早熟、早熟品种的区域逐步被中熟、中晚熟品种替换; 热量增加为水稻、玉米和大豆三大作物产量的提高提供了潜在的可能

  • 扩行距、缩株距对春玉米冠层结构及产量的影响

    分类: 生物学 >> 生态学 提交时间: 2017-11-29 合作期刊: 《中国生态农业学报》

    摘要:为探究西辽河平原地区玉米扩行距、缩株距密植增产的生理生态机制, 本研究以紧凑耐密玉米品种‘农华101’和半紧凑耐密玉米品种‘伟科702’为试验材料, 在6×104株·hm-2(D1)、7.5×104株·hm-2(D2)、9×104株·hm-2(D3)密度下, 设置扩行距、缩株距(KH, 种植行距为100 cm, D1、D2和D3株距分别为16.67 cm、13.33 cm和11.11 cm)和当地农民常规种植(CK, 种植行距为60cm, D1、D2和D3株距分别为27.78 cm、22.22 cm和18.52 cm)2种种植模式, 测定玉米吐丝期、乳熟期及完熟期玉米冠层叶面积指数、茎叶夹角、叶向值、透光率和产量及其构成因素, 计算叶面积衰减率, 研究扩行距、缩株距种植对春玉米产量及冠层结构特性的影响。结果表明, 2品种KH种植下产量均显著>CK, 以D2密度下增产最明显, ‘农华101’较CK高7.8%(2015年)和7.0%(2016年), ‘伟科702’较CK高5.6%(2015年)和5.9%(2016年); 生育后期2品种KH种植下叶面积指数均>CK, 且乳熟期均达显著水平, D2密度下差异最大, ‘农华101’较CK高13.7%(2015年)和11.1%(2016年), ‘伟科702’较CK高11.4%(2015年)和15.8%(2016年); 2品种KH种植下均表现为上部叶片茎叶夹角较小, 叶向值较大, 而中部叶片和下部叶片茎叶夹角较大, 叶向值较小; 2品种KH种植下冠层透光率各层位均>CK, 其中顶层和穗位层均达显著水平。D1密度下, 除2015年吐丝期‘伟科702’外均表现为顶层差异>穗位层>底层, D2、D3密度下, 除2015年乳熟期D3密度下‘伟科702’ 外均表现为穗位层差异>顶层>底层, 且以吐丝期D2密度下差异最为明显, ‘农华101’较CK高5.1%(2015年)和5.0%(2016年), ‘伟科702’较CK高5.0%(2015年)和4.9%(2016年)。综上所述, 在较高密度种植下KH种植模式冠层结构更为合理, 产量更高, 且不同品种对KH种植模式的响应存在差异, 其中‘农华101’各层位叶面积指数、茎叶夹角均<‘伟科702’; 各层位叶向值、冠层透光率均>‘伟科702’; 实测产量不同密度下均>‘伟科702’, 在7.5×104株·hm-2密度下产量最大, 且‘农华101’较‘伟科702’增产更为明显。

  • 黄土高原北部生长季土壤氮素矿化对植被和地形的响应

    分类: 生物学 >> 生态学 提交时间: 2017-11-29 合作期刊: 《中国生态农业学报》

    摘要:氮素矿化是陆地生态系统氮循环的重要过程, 对其有效性有着重要影响。本文在黄土高原北部六道沟小流域选取退耕年限相近的油松和柠条坡地, 用原位培养法测定生长季节(4—10月)不同坡位冠层下和冠层外0~10 cm和10~20 cm土层土壤氮素矿化速率, 以确定该区氮素矿化的季节动态特征和主要影响因素。结果表明, 研究区生长季土壤矿质氮由铵态氮主导, 其含量在0~10 cm和10~20 cm土层分别占矿质氮总量的61%和70%, 并随生长季的推移而升高。油松林上坡位和中坡位土壤铵态氮显著高于下坡位土壤, 柠条林不同坡位铵态氮差异不显著。土壤硝态氮和矿质氮不受坡位的影响, 但与林型和采样位置有关, 冠层下土壤硝态氮在油松林与冠层外相近, 在柠条林则高于冠层外。生长季土壤氮素矿化在0~10 cm土层由硝化作用引起, 在10~20 cm土层则由硝化和铵化作用共同引起。铵化速率在生长季初期较高, 中期较低, 并受坡位、林型和采样位置的影响。冠层下土壤硝化和矿化速率, 在油松林与冠层外差异不显著, 在柠条林则高于冠层外土壤。硝化和矿化速率在冠层下以下坡位土壤最高, 在冠层外则以下坡位土壤最低。柠条林促进了冠层下土壤氮素的硝化和矿化过程, 有利于矿质氮的积累: 油松林对矿质氮和氮素矿化的影响不受采样位置影响。

  • 干旱条件下DCMU对高表达转C4-pepc水稻的花青素合成基因及其相关信号的影响

    分类: 生物学 >> 生态学 提交时间: 2017-11-29 合作期刊: 《中国生态农业学报》

    摘要:为了揭示高表达转玉米C4-磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC, EC 4.1.1.31)基因水稻(PC)在耐旱中光合与花青素调节途径的内在联系, 本研究以PC和未转基因野生型原种(WT)的水培苗为试验材料, 在4~5叶期, 通过50 µmol∙L-1光合抑制剂DCMU[3-(3’,4’-dich-lorophenyl)-1,1-dimethylµrea]预处理1 h, 观察在12% PEG-6000模拟干旱处理下的表现。结果表明, 在模拟干旱条件下, DCMU预处理使两种供试材料相对含水量显著下降, 且PC相对含量显著高于WT; PC水稻中始终伴随着较高的花青素含量。从光合数据来看, 与单独12% PEG-6000处理相比, DCMU联合12% PEG-6000处理显著抑制了两种水稻材料的净光合速率、气孔导度、胞间CO2含量及羧化效率, 但PC的各指标显著高于WT。同时, DCMU联合12% PEG-6000处理显著下调两种供试材料的内源蔗糖含量, 但PC中蔗糖含量显著高于WT。进一步研究发现PC中更高的蔗糖含量与花青素合成有关转录因子bHLH(OsB1, OsB2), R2R3-MYB(OsC1), COP1(Constitutively photomorphogenic 1), HY5(Elongated hypocotyl 5)更高的转录水平同步, 下游花青素合成相关基因OsPAL, OsCHI, OsCHS, OsF3H, OsF3’H, OsDFR, OsANS的表达量增加。此外, PC水稻可能通过诱导NO和Ca2+感受干旱信号, 参与转录因子的调节, 进而参与花青素合成基因的调控, 合成较多的花青素, 增强PC水稻对干旱逆境的响应, 增强保水能力, 最终表现耐旱。

  • 除草剂对不同种植年限柑橘园土壤氮转化过程及温室气体排放的影响

    分类: 生物学 >> 生态学 提交时间: 2017-11-29 合作期刊: 《中国生态农业学报》

    摘要:为探讨除草剂施用对柑橘园土壤氮转化及温室气体排放的影响, 在实验室培养条件下, 研究了0年(林地)、种植10年和30年的柑橘园土壤中分别添加除草剂草甘膦和丁草胺后, 尿素态氮含量、硝化和反硝化作用以及温室气体排放的变化。研究结果表明, 橘园土壤中的尿素第1d的水解率、氮肥硝化率、反硝化作用损失总量以及N2O和CO2排放量显著高于林地土壤(P<0.05)。与10年橘园土壤相比, 30年橘园土壤显著增加了尿素的水解速率、氮肥硝化率和CO2排放量(P<0.05), 但二者的反硝化损失量没有显著差异。施用草甘膦和丁草胺都显著促进了林地土壤的尿素水解(P<0.05), 但对3种土壤氮肥的硝化率均没有明显影响。施用丁草胺显著降低了林地土壤的CO2排放量(P<0.05), 对两种橘园土壤的CO2排放没有明显影响, 但明显增加了两种橘园土壤的N2O排放总量(P<0.05), 分别比不施除草剂增加了56.27% 和 85.41%; 施用草甘膦对3种土壤的N2O和CO2排放均没有明显影响。可见, 草甘膦和丁草胺的施用不会对柑橘园土壤的氮转化过程产生影响, 但丁草胺显著增加了柑橘园土壤的N2O排放。

  • 玉米秸秆全量深翻还田对高产田土壤结构的影响

    分类: 生物学 >> 生态学 提交时间: 2017-11-29 合作期刊: 《中国生态农业学报》

    摘要:为达到玉米生产22 cm耕层最适深度和1.1~1.3 g×cm-3耕层最适土壤容重, 解决内蒙古平原灌区耕层浅(16 cm)犁底层坚硬(容重1.55~1.62 g×cm-3)且厚(45 cm)的农田土壤结构问题。采用连续4年的深翻秸秆还田的定位试验, 秋收后玉米秸秆全量粉碎深翻还田, 秸秆年均还田量为20 034.97 kg×hm-2, 逐年形成深翻秸秆还田1~4年的4个试验处理SF1-SF4和不深翻秸秆还田的1个对照组CK。结果1, 0~40 cm土层, 土壤容重SF1-SF4比CK显著减小11.38%、12.28%、15.30%和15.50%和土壤紧实度SF1-SF4比CK显著降低1 136 kPa、1 063 kPa、1 136 kPa和1 155 kPa。结果2, 0~20 cm土层, R0.25和GWD, SF4比CK显著减小13.79%和27.21%; MWD, SF3和SF4比CK显著减小8.25%和19.59%; PAD, SF1比CK显著降低9.56%; SWA, SF1比CK显著减小9.56%; 团聚体分形维数D值, SF4比CK显著增加7.30%。结果3, 20~40 cm土层, R0.25, SF1和SF2比CK显著增加13.69%和17.83%; MWD和GWD, SF2比CK显著增大23.92%和53.38%; PAD, SF1~SF4比CK显著降低9.20%, 3.02%, 8.38%和3.16%; SWA, SF1~SF4比CK显著增加了13.58%, 16.49%, 22.67%和25.42%; 团聚体分形维数D值, SF2比CK显著降低7.39%。结果4, 土壤有机质SF1-SF4比CK显著增加了16.32%、24.78%、25.07%和25.56%; 速效氮SF1~SF4比CK显著增加了16.86%、14.46%、17.20%和21.95%; 速效磷SF1-SF4比CK显著增加了6.8%、12.07%、17.85%和23.30%; 速效钾SF1-SF4比CK显著增加了17.59%、16.34%、20.49%和29.85%; 土壤pH SF3、SF4比CK显著降低了1.95%和1.73%。深翻秸秆还田1~4年对土壤0~40 cm土层的土壤影响显著, 由以上结果可知深翻秸秆还田2年适合土壤犁底层结构的改良; 深翻秸秆还田3年和4年最适合土壤耕层结构的改良, 在应用深翻秸秆还田措施耕作措施的同时, 应注意深翻40cm 2年后降低耕翻深度为30 cm, 原因是继续深翻40 cm会提高犁底层土壤团聚体破坏率和水稳性团聚体的不稳定系数, 加剧犁底层土壤结构的破坏; 而耕翻深度降低至20 cm, 继续保持对耕层土壤深翻秸秆还田, 会促进秸秆的腐解, 增加土壤有机质, 土壤团聚体破坏率会降低, 土壤水稳性团聚体的不稳定系数降低, 有利于培肥耕层土壤。

  • 黄土塬区夏玉米物质生产及水分利用对品种间作竞争的响应

    分类: 生物学 >> 生态学 提交时间: 2017-11-29 合作期刊: 《中国生态农业学报》

    摘要:品种间作竞争具有优化作物个体形态特征和生物量分配的生态效应。综合干旱环境、密度和降雨年际变化影响下的品种间作生物量分配机制研究, 可为旱区作物增产增效栽培提供理论依据。试验于2011年(降雨量645.0 mm, 湿润年份)和2012年(降雨量497.1mm, 干旱年份)调查了两个玉米品种(‘郑单958’和‘沈单16号’)、两种密度(4.5万株·hm-2 和7.5万株·hm-2 )下隔行间作处理下, 地上部生物量和地下部根系形态特征, 并分析了品种间作下生物量分配策略、根系竞争机制与产量、水分利用效率的关系。结果显示: (1)干旱增加根系表面积(SA), 低密度间作下‘沈单16号’扬花期SA显著降低, 高密度间作‘郑单958’的SA显著下降30.5%, 间作下根系对于水资源的竞争随密度的增加而加剧; 两个密度和两个不同降雨年份, 混作系统0~20 cm土层根长密度(RLD)显著增加, 增加密度和雨水亏缺, 刺激根系向深层土壤生长, 造成30~40 cm土层RLD的增加, 且‘郑单958’的RLD增加幅度远高于‘沈单16号’。(2)间作竞争下生物量积累优势具有品种差异, ‘郑单958’集中在营养生长期, 而‘沈单16号’集中在生殖生长期; 且随密度的增加, 间作栽培下单株生物量显著降低。(3)群体收获指数(HI)在高密度混作下, 两个不同降雨年份出现平均6.0%的增加幅, 雨水充足促进群体HI的提升; 根冠比因降雨和密度而变, 雨水充足、低密度间作下根冠比较大; 干旱和高密度下资源竞争造成‘郑单958’根冠比显著下降; (4)干旱年份玉米品种间作增产优势显著, 高、低密度间作增产率分别为10.3%和21.4%, 水分利用效率(WUE)分别增加28.2%和42.0%; 且‘郑单958’增产和增效能力分别较‘沈单16号’高出17.6%和50.0%。综上所述, 品种间作栽培下‘郑单958’具有更合理的地上部生物量分配和响应机制, 其根系通过减少冗余生长, 降低资源消耗来应对土壤干旱, 高效的根系自我调节能力和生物量分配机制在间作系统产量形成和WUE提升中起到了关键作用。

  • 冬水前移对冬小麦生长及水分利用效率的影响

    分类: 生物学 >> 生态学 提交时间: 2017-11-29 合作期刊: 《中国生态农业学报》

    摘要:为探明晋西南小麦-玉米一年两熟区, 玉米秸秆粉碎还田+旋耕播种模式下, 通过合理运筹越冬水达到培育冬前壮苗, 促进增加产量, 提高籽粒水分利用率的目的, 以传统灌水时间12月10日为对照, 设11月10日、11月25日、12月10日(CK)和12月25日4个灌水处理, 研究冬前灌水时间对小麦冬前群体茎数、根系、土壤容重、酶活性和旗叶光合性能的影响。结果表明: 与不灌越冬水相比, 冬前灌溉可塌实耕层土壤、调节土壤容重, 利于根系与土壤紧密接触, 增强土壤酶活性、提高土壤肥力, 促进分蘖和次生根的发生。与传统灌水时间(12月10日)相比, 冬水前移对小麦生长有补偿作用, 使冬前总茎数、单株茎数、次生根数、单株根干重增加, 延长了旗叶的功能期, 提高了叶绿素含量和光合速率, 促进光合产物的合成转化, 使成穗数增加5.37%~1.66%, 千粒重增加3.03%~0.55%。本试验条件下, 小麦灌冬水时间由传统昼消夜冻(12月10日)前移一个节气, 即11月25日左右, 主茎叶龄3叶到3叶1心的分蘖初期, 可使小麦增产8.40%, 水分利用效率提高5.76%, 达22.05 kg·mm-1·hm-2。

  • 基于加权Topsis法综合评价典型围垦区土壤质量演变

    分类: 生物学 >> 生态学 提交时间: 2017-11-29 合作期刊: 《中国生态农业学报》

    摘要:滩涂是我国重要的后备耕地资源, 为探究围垦开发对沿海滩涂土壤环境的影响, 对浙江省慈溪市不同围垦年限多种土地利用方式下的276个土壤/沉积物样品试验检测, 结合Norm值优化主成分分析, 筛选出有机质(OM)、氧化钙(CaO)、硫(S)、溴(Br)、硼(B)、铅(Pb)、镉(Cd)7项指标的最小数据集, 采用极差标准化和变异系数定权的Topsis法评价土壤质量, 为揭示阻碍研究区土壤质量提升的障碍因子提供参考。结果显示: 276个土壤/沉积物样本土壤质量综合指数为44.6~74.1, 受围垦时间影响差异显著, 呈前20 a逐步提高—20~30 a相对平稳—30~50 a急剧提高的趋势。从利用方式来看, 土壤质量呈菜地>果园>农田>林地>养殖>潮滩>荒地的趋势。农业活动导致的增肥脱钙脱盐是围垦区土质提升的根本原因, 但研究区土壤质量整体仍处于中度贫瘠水平, 一级土壤仅占研究区总面积的7.1%, 质量较差的四、五级土壤面积超一半。较低的OM和较高的CaO、Cd是限制垦区土质提升的主要障碍因子, 因此, 土壤培肥时, 合理施用化肥农药是进一步提升滩涂围垦区土壤质量的关键。

  • 华南地区经济林果寒害研究进展

    分类: 生物学 >> 生态学 提交时间: 2017-11-29 合作期刊: 《中国生态农业学报》

    摘要:全球气候变化背景下, 经济林果的寒害敏感性和寒害风险越来越引起科学家的广泛关注。为全面了解我国华南地区经济林果寒害方面的研究现状, 在综合分析近10年来相关文献的基础上, 从寒害的定义和气象学类型、寒害的作用机理及影响因素、寒害的辨识与分级、寒害风险评估、寒害监测预警及防寒减灾措施等6个方面系统阐述了目前华南地区经济林果的寒害研究进展, 概括了目前寒害研究存在的主要问题。为实现华南地区经济林果种植布局的合理规划、寒害的精确预报预警和经济林果业的可持续发展, 未来的寒害研究要重点关注综合寒害指数的准确构建、抗寒基因的转入和定量表达、区域尺度及全球气候变化背景下的动态寒害风险评估等方面。将卫星遥感影像数据和地理信息系统(GIS)技术相结合, 借助于寒害的机理性研究和野外调查结果, 综合考虑物种的生物学特性和地形差异, 实现寒害的准确和定量化分级、寒害的精确预警和风险区划也将是未来的研究趋势。

  • 河北省滨海盐渍土地区油葵综合性状分析

    分类: 生物学 >> 生态学 提交时间: 2017-11-29 合作期刊: 《中国生态农业学报》

    摘要:盐渍逆境胁迫是影响盐渍土地区油葵产量和品质的主要自然环境因素, 培育耐盐优质油葵品种是盐渍土油葵育种的主要任务之一。本文采用防雨棚盐碱原土鉴定法, 在土壤含盐量6 g·kg-1浓度下处理9份油葵种质, 研究土壤含盐量6 g·kg-1盐胁迫对油葵苗期株高、叶面积、生物量、出苗率和出苗指数的影响, 并通过隶属函数法进行苗期耐盐性初步鉴定, 了解不同品种苗期耐盐性能力差异; 之后在滨海盐渍化土壤自然大田条件下观测生育期、植株形态、产量、籽粒品质等10个相关主要农艺性状, 并进行相关性分析、主成份分析和聚类分析, 为滨海盐渍土地区油葵耐盐种质资源的挖掘和遗传育种提供参考信息。结果表明, 在6 g·kg-1盐碱原土处理条件下, 不同品种的指标与对照相比均呈现下降趋势, 但变化率有显著差异, 说明油葵品种对盐分的耐受能力差异较大, 通过模糊数学隶属函数法对不同油葵材料进行耐盐性排序, 油葵1号、8号的耐盐性最好, 油葵3号的耐盐能力最弱。在田间盐渍土地区, 油葵农艺性状表现各异, 各性状至少与2个其他性状呈显著或极显著相关, 但相关系数均偏低。生育期与产量构成因子呈极显著负相关, 表明油葵在盐渍土环境下处的时间越长受害就越严重, 越不利于油葵产量提高。根据各个农艺性状表现将滨海盐渍土种植的油葵品种进行系统聚类分析, 按成熟期、产量、品质综合分为高油中产晚熟品种、早熟中产低油品种和高产中熟中等含油量品种3个类群。主成分分析将不同品种农艺性状分成3个主成分, 可将其归纳为生育期和形态因子、产量因子和籽粒品质因子, 其总变异累积贡献率达69%。对不同油葵品种的综合表现进行加权求和, 油葵8号排名第1。结合苗期耐盐性鉴定结果综合分析认为, 油葵8号和1号可以作为优异的种质资源在滨海盐渍土地区的油葵耐盐育种中加以利用。

  • 基于土地适宜性和固碳需求的紫云英种植布局研究: 以福建省浦城县为例

    分类: 生物学 >> 生态学 提交时间: 2017-11-29 合作期刊: 《中国生态农业学报》

    摘要:藏碳于土是减少温室气体排放的重要途径, 紫云英等绿肥回田能显著促进土壤有机碳积累, 且培肥地力, 但至今有关其种植布局的研究极少结合用地适宜性和固碳培肥现实需求性进行探讨。本文以福建省浦城县为研究区, 借助GIS与修正的加权指数、动态聚类等数学模型集成技术, 在基于1∶5万比例尺的区域紫云英用地适宜性评价和耕层土壤碳密度分析的基础上, 以适宜性和耕层土壤有机碳密度为指标, 遵循最适宜生长和耕层土壤碳密度较低的耕地优先安排为种植用地的原则, 将研究区紫云英优化种植区划分为优先、次优先和一般种植区。结果表明, 研究区81.82%的耕地不同程度地适宜种植紫云英, 耕层有机碳密度介于2.50~5.74 kg×m-2, 空间差异较为明显。经优化布局的研究区紫云英用地面积占耕地总面积的59.72%, 以优先种植区和次优先种植区占优势, 分别占研究区紫云英优化布局用地总面积的25.72%和50.34%; 其中耕地土壤固碳培肥需求较为强烈的莲塘、水北、古楼、永兴和忠信等乡镇可作为紫云英重点种植区, 富岭、仙阳、石陂和九牧等乡镇可作为紫云英种植的后备种植区。基于土地适宜性和固碳需求, 择优选取紫云英适宜种植区域, 对于其高效种植利用、区域耕地土壤有机质提升计划的科学实施以及耕地质量的有效提高具有重要指导意义。

  • 旱地雨养农业覆膜体系及其土壤生态环境效应研究

    分类: 生物学 >> 生态学 提交时间: 2017-11-29 合作期刊: 《中国生态农业学报》

    摘要:覆膜技术作为一项有效提高粮食产量的重要手段, 在中国西北地区雨养农业中得到广泛的推广应用。本文综述了地膜覆盖体系关于作物产量、土壤水分、土壤温度、土壤养分转化和迁移以及微生物数量和活性等方面的研究进展, 以期为旱地雨养农业发展和完善覆膜技术体系提供理论支撑。研究表明: 玉米、小麦和马铃薯覆膜处理增产显著, 其平均增产率分别为: 26.2%、37.1%和29.8%; 同时, 增产受到覆膜方式影响, 全覆膜处理增产效果最好, 其玉米、小麦和马铃薯平均产量分别比半覆膜处理高30.0%、5.1%和26.4%。覆膜下玉米、小麦与马铃薯的水分利用效率分别比不覆膜处理高42.8%、10.9%和92.8%。覆膜处理影响硝酸盐在土体的空间分布, 硝酸盐在膜下出现表聚现象, 同时覆膜能够提高氮肥利用效率, 减少氮素淋溶损失, 降低氨挥发, 但关于覆膜下反硝化过程的研究结论不一, 还需进一步深入的探讨。覆膜对有机碳的影响与气候、土壤、作物、覆膜年限等有关, 其研究结论尚有争议。另外,覆膜增加了农田土壤微生物量, 改变土壤物理性状。尽管覆膜显著提高作物产量, 其对生态环境却可能存在一定的影响, 比如“奢侈耗水”现象, 温室气体排放增加, 土壤有机质耗竭, 农膜残留等问题。因此, 进一步系统研究覆膜对土壤生态环境各要素的影响机理, 完善覆膜技术体系与应用, 全面评估覆膜体系的生态环境影响, 对其在中国干旱地区农业生产的可持续发展具有重要意义。