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： 2017-11-07 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, 对不同生物质炭水平(0 t·hm2、10 t·hm2、20 t·hm2、30 t·hm2、40 t·hm2、50 t·hm2)下农田土壤温室气体(CO2、N2O 和CH4)的日排放通量及其影响因子进行连续观测, 并确定1 d 中不同生物质炭处理水平下的最佳观测时间。结果表明: 6 个生物质炭输入水平处理下, 春小麦地土壤CH4、N2O 和CO2 通量变化趋势与气温日变化轨迹大体一致, 均表现为白天排放量大于夜间, 并在4:00—5:00 时, 出现对CH4 通量的吸收峰, 以及N2O 与CO2 的排放低谷; 全天内各处理CH4 平均排放通量依次为: 10.14 g·m2·h1、7.82 g·m2·h1、6.57g·m2·h1、0.10 g·m2·h1、1.05 g·m2·h1 和2.89 g·m2·h1,N2O 平均排放通量依次为: 288.79 g·m2·h1、201.78 g·m2·h1、157.14 g·m2·h1、112.06 g·m2·h1、154.60 g·m2·h1 和164.02 g·m2·h1, CO2 平均排放通量依次为: 85.44 mg·m2·h1、80.91 mg·m2·h1、76.49 mg·m2·h1、65.29 mg·m2·h1、67.19 mg·m2·h1 和69.10 mg·m2·h1; 当生物质炭输入量小于30 t·hm2 时,土壤CH4、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, 3 种温室气体排放通量则呈显著增大趋势; 当生物质炭输入水平为30 t·hm2 时, 春小麦土壤全天表现为CH4 的吸收汇, 其余各水平处理下的土壤表现为CH4 的弱排放源; 6 种处理水平下, 全天春小麦地土壤表现为N2O、CO2 的排放源。0~5 cm 的土壤温度及水分(y)与生物质炭输入量(x)回归方程分别为y=0.017 6x+16.585 (R²=0.302 6, r=0.55,P<0.05)和y=0.056 5x+13.626 (R2=0.815 1, r=0.903, P<0.05), 生物质炭输入量与0~5 cm 的土壤水分呈显著正相关关系; 无生物质炭输入处理下3 种温室气体的吸收或排放通量与地表温度及5 cm 地温均呈显著正相关关系,其他各处理也表现出不同程度的正相关关系。因此, 当生物质炭输入水平为30 t·hm2 时, 更有利于CH4、N2O和CO2 3 种温室气体的增汇减排; 生物质炭输入水平差异引起的土壤温度及水分差异可能是不同生物质炭处理CH4、N2O 和CO2 日排放通量产生差异的主要原因; 由矫正系数及最佳时段温室气体排放量与累积排放量回归分析可得, 3 种温室气体的最佳同期观测时间为8:00—9:00。
分类： 农、林、牧、渔 >> 农业基础学科 提交时间： 2017-11-06 合作期刊: 《中国生态农业学报》
摘要： 本研究以苜蓿-作物轮作试验为研究对象, 探讨了苜蓿-苜蓿(L-L)、苜蓿-休闲(L-F)、苜蓿-小麦(L-W)、苜蓿-玉米(L-C)、苜蓿-马铃薯(L-P)和苜蓿-谷子(L-M)6 种轮作模式对陇中黄土高原雨养农田苜蓿土壤团聚体稳 定性以及土壤总有机碳含量的影响。结果表明: 不同轮作模式下土壤机械稳定性团聚体以≥0.25 mm 团聚体为优势团聚体, 均占72.17%以上, 而土壤水稳性团聚体以<0.25 mm 团聚体为优势团聚体, 均占95.18%以上。随着土层深度的增加, 各处理≥0.25 mm 的团聚体数量及平均重量直径(MWD)均随之增加, 而水稳性大团聚体数量及MWD 值无明显规律性。与L-L 处理相比, L-C 和L-P 处理0~30 cm 耕层土壤≥0.25 mm 的团聚体含量分别增加5.94%和1.12%, L-C 处理的MWD 表现为最高, 而其他轮作处理则不同程度降低了≥0.25 mm 团聚体含量及MWD; 随着土层深度的增加, 6 种不同轮作模式的土壤有机碳含量均呈现逐渐降低的趋势, 在0~30 cm 的耕层土壤, 较之L-L 处理, L-W、L-C、L-P 和L-M 处理均从不同程度上降低了土壤有机碳含量, 其中L-P 处理有机碳含量最低, 降低了18.68%。相关性分析表明, 土壤总有机碳分别与2~5mm、1~2 mm、0.5~1 mm 和0.25~0.5 mm粒径的水稳性团聚体比例以及MWD 表现出极显著正相关, 而与<0.25 mm 粒径的水稳性团聚体呈极显著负相关。综上所述, 苜蓿-玉米轮作模式能明显增加土壤团聚体机械稳定性, 而不同苜蓿-作物轮作模式对土壤团聚体的水稳性影响较小, 土壤有机碳含量在很大程度上影响着土壤水稳性团粒结构的形成与稳定性, 二者密切相关。
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