分类： 农、林、牧、渔 >> 农业基础学科 提交时间： 2017-11-10 合作期刊: 《中国生态农业学报》
摘要： 通过分析不同作物轮作模式下秸秆还田对土壤呼吸及其温度敏感性的影响, 为深入探究关中地区农田生 态系统碳循环提供理论依据。试验设置于陕西省杨凌地区, 在2012 年10 月至2014 年9 月期间以冬小麦-夏玉米轮作模式和冬小麦-夏大豆轮作模式作为研究对象, 分别设置秸秆还田(SM)和秸秆不还田(NS)两个处理, 测定分析不同处理下土壤呼吸、土壤温度及土壤含水量的变化趋势和差异, 并估算土壤呼吸的温度敏感性(Q10)。结果表明: 土壤呼吸存在明显的季节变化, 在作物生育期大部分时间内, SM 处理的土壤呼吸速率均显著高于NS处理(P夏大豆>冬小麦, 土壤呼吸总量表现为冬小麦>夏玉米>夏大豆、冬小麦-夏玉米轮作>冬小麦-夏大豆轮作。冬小麦-夏玉米轮作与冬小麦-大豆轮作的土壤温度间存在差异; 其中, 在冬小麦生育前期, 冬小麦-夏玉米轮作的土壤温度显著高于冬小麦-大豆轮作; 第2 季夏玉米生育期内5 cm 深度的土壤温度显著低于同季的夏大豆; 相比NS 处理, SM 处理能提高冬季土壤的温度, 并降低春季和夏季的土壤温度; 在高温少雨的时期内, SM 处理能够提高0~30 cm 土壤的平均含水量, 不同的前茬作物引起两种轮作模式中冬小麦耕作层土壤含水量间明显的差异，夏玉米耕作层土壤含水量显著高于夏大豆。相关分析表明, 土壤呼吸与5 cm 和10 cm 土壤温度均存在极显著的正相关性, 且与5 cm 土壤温度的相关性更好; 但土壤呼吸与0~30 cm 的土壤平均含水量无显著相关性。5 cm 和10 cm 土壤温度变化能够分别解释土壤呼吸变化的64.6%~67.3%和51.5%~59.6%。整个研究周期内, 温度敏感性(Q10)为1.70~2.01, 冬小麦-夏玉米轮作的温度敏感性显著高于冬小麦-大豆轮作, 且同一轮作模式下SM 处理的温度敏感性显著低于NS 处理。因此, 秸秆还田能够提高农田的土壤呼吸作用, 降低土壤呼吸的温度敏感性, 同时能够调节土壤的水热状况。
分类： 农、林、牧、渔 >> 农业基础学科 提交时间： 2017-11-09 合作期刊: 《中国生态农业学报》
摘要： 为研究不同氮磷水平下冬小麦籽粒蛋白质含量高光谱遥感监测模型, 提高模型精度, 本文通过连续5年定位试验研究不同氮磷耦合水平下, 不同生育时期冬小麦冠层光谱反射率、植株氮含量以及成熟期籽粒蛋 白质含量, 以相关、回归等统计分析方法, 建立基于不同生育时期植株氮含量的籽粒蛋白质含量监测模型; 然后通过灰色关联度分析, 筛选植株氮含量的最佳植被指数, 以偏最小二乘回归法, 建立基于植被指数的植株氮含量监测模型; 最后以植株氮含量为链接点, 按照“植被指数—植株氮含量—籽粒蛋白质含量”之间的联系,建立融合植被指数与植株氮含量的冬小麦成熟期籽粒蛋白质含量监测模型。结果表明: 在拔节期、孕穗期、抽穗期、灌浆期、成熟期基于植株氮含量建立的成熟期籽粒蛋白质含量监测模型, 具有较好的监测精度; 拔节期、孕穗期、抽穗期、灌浆期、成熟期分别基于修正叶绿素吸收反射率指数(MCARI1)、归一化差值叶绿素指数(NDCI)、修正归一化差异指数(mNDVI)、MCARI1、NDCI 植被指数建立植株氮含量监测模型, 监测精度(R2)分别为0.826、0.854、0.867、0.859 和0.819; 以植株氮含量为链接点, 通过“植被指数—植株氮含量—籽粒蛋白质含量”的间接联系, 建立基于拔节期、孕穗期、抽穗期、灌浆期、成熟期植被指数且融合植株氮含量的籽粒蛋白质含量监测模型, R2 分别为0.935、0.972、0.990、0.979 和0.936; 以独立数据对模型进行验证, 模型预测值与实测值间相对误差(RE)分别为11.26%、10.74%、8.41%、10.25%和11.36%, 均方根误差(RMSE)分别为2.221 gkg1、1.825 gkg1、1.214 gkg1、1.767 gkg1 和2.137 gkg1。说明基于不同生育时期植被指数链接植株氮含量可以对成熟期籽粒蛋白质含量进行有效监测, 且模型具有较好的年度间重演性和品种间适应性。
分类： 农、林、牧、渔 >> 农业基础学科 提交时间： 2017-11-09 合作期刊: 《中国生态农业学报》
摘要： 为探究保护性耕作与施肥对渭北旱地春玉米田土壤耗水量和水分利用效率的影响, 达到高效生产的目的。于2013—2015 年在渭北旱塬实施了春玉米耕作与施肥田间试验, 共设置6 种耕作与施肥处理: 翻耕+ 低肥(A1)、免耕+高肥(A2)、深松+平衡施肥(A3)、翻耕+无肥(B1)、免耕+无肥(B2)和深松+无肥(B3), 测定了春玉米休闲期与生育时期0~200 cm 土层土壤蓄水量和收获时籽粒产量。结果表明: 1)保护性耕作能显著提高旱地玉米田土壤蓄水保墒能力。与传统翻耕处理B1 相比, 休闲期, B2 和B3 播前土壤蓄水量分别提高23.39 mm和27.73 mm (P<0.05); 耕作处理区, B2 和B3 全生育期土壤蓄水量平均提高13.41 mm 和15.70 mm; 耕作施肥处理区, A2、A3 土壤蓄水量较A1 分别提高13.15 mm、19.54 mm。2)平衡施肥能有效提高玉米全生育期平均土壤蓄水量, 与不施肥处理相比, 全生育期土壤蓄水量平均提高6.79 mm (P<0.05)。3)保护性耕作与施肥能提高玉米籽粒产量与水分利用效率。耕作无肥处理区, 与B1 比较, B3 处理产量提高212~576 kghm2, 水分利用效率提高0.83~2.21 kghm2mm1; 耕作施肥处理区, A3 产量与水分利用效率提高最为显著, 产量较A1 提高659~1 495 kghm2, 水分利用效率提高0.65~3.82 kghm2mm1 (P<0.05)。3 种施肥方式下以氮、磷、钾平衡施肥产量与水分利用效率提高幅度最大。4)对耗水量与产量进行相关性分析发现, 抽雄—灌浆生育阶段土壤耗水量与产量呈显著正相关, 保护性耕作提高玉米生长初期土壤蓄水保墒能力, 提高春玉米抽雄—灌浆期土壤水分, 增加作物生长关键时期对水分的利用效率, 利于玉米籽粒产量的提高。因此在渭北旱地春玉米田, 深松与平衡施肥组合能提高春玉米产量与水分利用效率, 是该地区玉米高效生产较为适宜的种植模式。
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