分类： 农、林、牧、渔 >> 农业基础学科 提交时间： 2017-11-07 合作期刊: 《中国生态农业学报》
摘要： 西部黄土高原丘陵沟壑区是中国乃至世界上水土流失最严重的区域, 以禾谷类作物单播为主的传统农业生产系统和过度耕作是引致水土流失的最主要原因。紫花苜蓿作为优良豆科牧草, 在区域生态环境建设 和产业结构调整中发挥着重要作用。因此, 本研究通过设置在陇中黄土高原半干旱区的长期定位试验, 以苜蓿草地(3 a、10 a、12 a)和农田(马铃薯地)为主要研究对象, 探讨了土壤物理性质对于苜蓿种植年限的响应, 为黄土高原雨养农业系统紫花苜蓿适宜种植年限的选择及苜蓿草地的可持续利用提供科学依据。结果表明, 随着紫花苜蓿种植年限的加长, 土壤表层呈容重降低、孔隙度增加的变化趋势, 而下部土层变化不明显。苜蓿种植可以提高耕层0~30 cm 土壤0.25 mm 水稳性团聚体含量、平均重量直径(MWD)和几何平均直径(GMD), 同时降低团聚体破坏率(PAD), 且随种植年限的延长效果愈加明显。苜蓿种植一定年限后土壤总有机碳(TOC)和易氧化有机碳(ROOC)与农田差异明显, 其中种植苜蓿土壤易氧化有机碳占总有机碳的比例为44%~57%, 农田土壤易氧化有机碳比例占52%~68%, 表明种植苜蓿不仅提高了土壤总有机碳含量, 且改变了土壤有机碳的组成比例。与农田相比, 苜蓿种植可改善土壤水分入渗性能, 表现为随种植年限的延长呈现先增加后降低的趋势。黄土高原沟壑区种植苜蓿可以改善土壤有机质形态和物理结构, 提高土壤渗透能力, 但苜蓿种植年限以10 a 为宜, 10 a 之后应该进行轮作换茬以维持雨养农业系统的可持续发展。
分类： 农、林、牧、渔 >> 农业基础学科 提交时间： 2017-10-20 合作期刊: 《中国生态农业学报》
摘要： 在陇中黄土高原干旱半干旱区, 采用小区定位试验, 对不同生物质炭输入水平下春小麦农田土壤温室气体(CO2、N2O 和CH4)的排放通量进行全生育期连续观测, 并分析其影响因子。结果表明: 6 个生物质炭输 入水平处理下[0 t·hm2 (CK)、10 t·hm2、20 t·hm2、30 t·hm2、40 t·hm2、50 t·hm2], 旱作农田土壤在春小麦全生育期内均表现为CH4 弱源、N2O 源和CO2 源。全生育期各处理CH4 平均排放通量依次为: 0.005 7 mg·m2·h1、0.004 7 mg·m2·h1、0.003 6 mg·m2·h1、0.003 3 mg·m2·h1、0.002 7 mg·m2·h1 和0.000 4 mg·m2·h1, N2O 平均排放通量依次为: 0.230 5 mg·m2·h1、0.144 1 mg·m2·h1、0.135 3 mg·m2·h1、0.098 9 mg·m2·h1、0.125 0 mg·m2·h1 和0.151 3 mg·m2·h1, CO2 平均排放通量依次为: 0.449 2 μmol·m2·s1、0.447 0 μmol·m2·s1、0.430 3 μmol·m2·s1、0.391 4 μmol·m2·s1、0.408 0 μmol·m2·s1 和0.416 4 μmol·m2·s1。土壤CH4 排放通量随生物质炭输入量的增加而减小; 当生物质炭输入量小于30 t·hm2 时, 土壤N2O、CO2 排放通量随其输入量增加而显著减小, 但当其输入量超过30 t·hm2 时, N2O、CO2 排放通量则呈显著增大趋势。各处理在5~15 cm 土层平均土壤温度差异显著(P<0.05), 在5~10 cm 土层平均土壤含水量差异显著(P<0.05), 土壤温度及含水量受生物质炭影响明显; 且CK 处理不同土层的土壤温度及含水量波动最大, 生物质炭输入可在一定程度上降低不同土层土壤的水热变化幅度; N2O、CO2 排放通量与10~15 cm 土层土壤温度呈显著性负相关, 与20~25 cm 土壤温度呈显著性正相关; CH4 平均排放通量与5~10 cm 土层土壤温度呈显著性负相关, 与其含水量呈显著性正相关; N2O 平均排放 通量与15~20 cm 土层土壤温度呈显著性正相关; CH4、N2O、CO2 平均排放通量与0~5 cm 土层土壤水分呈显著性负相关。生物质炭的输入能够减小温室气体的排放, 且会因其输入量的不同而异, 因此适量应用生物质炭有利于旱作农田生育期内增汇减排。
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