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退耕还林还草工程显著改变了黄土高原的植被格局,大量浅根植物转化为深根植物,两类植物水分利用策略的差异对土壤水文过程产生了重要影响。此背景下,亟需明确植物水分利用策略及其对土壤水平衡的影响机制。但当前植物水分利用策略的解析方面存在不确定性,需要在量化各不确定性来源的基础上推荐最优方法。特别是,深根植物下和深厚土壤剖面中土壤水平衡各分量如何分解量化,也是当前的难点和热点。
江苏省土壤学会组织工作委员会主任冯有智研究员团队通过对来自六大洲的383个地点进行了全球标准化实地清查——包含了各种气候(干旱、温带、热带、大陆和极地)和植被类型(森林、草原和灌木林),共收集12个营养级土壤分类群丰富度的plot-level信息,包括细菌、真菌、原生生物和无脊椎动物。使用物种丰富度(使用标记基因测序方法生成的零半径操作分类单元(zOTU)的数量)作为多样性度量。发现土壤生物多样性...
中国南方亚热带森林土壤中长期高的大气氮沉降导致其成为气态氮(一氧化氮(NO)和氧化亚氮(N2O))释放的热点区域。土壤湿度是NO和N2O释放速率的主要控制因子,尤其在具有季风气候,干湿交替频繁的亚热带森林。然而,土壤湿度对中国亚热带森林土壤NO周转和N2O释放的具体调控作用及其过程机理,目前知之甚少。
对荒漠生态系统中的生物而言,冬季降雪是非常重要的水资源。生物土壤结皮作为荒漠生态系统中最具代表性的功能植被单位,降雪深度的改变对生物土壤结皮的发育和生态功能具有潜在的影响。然而,对于这种潜在影响的研究获得的关注极为有限。中科院沙坡头沙漠研究试验站(简称沙坡头站)研究团队在古尔班通古特沙漠建立样地,通过4年期的野外增减雪模拟实验对荒漠生物土壤结皮水分、碳和养分有效性以及微生物量对降雪变化的响应进行了...
磷是陆地生态系统初级生产力的限制性养分。在半干旱草地生态系统,很大一部分土壤磷以矿物结合态的无机磷存在(钙质土壤高达全磷的75%),很难被植物直接利用,但仍是重要的土壤储积磷库。在全球氮沉降增加与降水格局发生变化背景下,该储积磷库的活化对于缓解植物磷素限制具至关重要的作用。沈阳应用生态研究所土壤化学组研究团队以不同利用历史的北方半干旱草地为研究对象,将矿物结合态无机磷划分为低活性无机磷组分(主要被...
【目的】 在干旱和半干旱地区,缺磷常导致作物产量下降。研究不同水分状况下,磷素施用次数对花后小麦旗叶和穗部维持光合效能及胚乳细胞分裂能力的影响,为科学施用磷肥提供理论依据。 【方法】 以冬小麦品种‘新冬23号’和‘新冬20号’为试验材料开展裂区田间试验。设干旱胁迫 (DT,灌水量为5625 m3/hm2) 和适水灌溉 (WT,灌水量为9000 m3/hm2) 两个水分处理;每个水分条件下,设...
通过定位研究探明隔年深松对土壤结构、根系活性和水分利用的影响,以促进该地区农田土壤综合生产能力和产量的提升。在2015-2016年进行,试验设置春季播种前行间深松30 cm(SS-30)、春季播种前行间深松40 cm(SS-40)、秋季收获后行间深松30 cm(AS-30)、秋季收获后行间深松40 cm(AS-40)和不深松(CK)5个处理,探讨隔年深松对土壤的穿透阻力、容重、水分、根系活力、产量...
【目的】 研究不同有机肥与不同量氮、磷化肥配施对旱地小麦产量、品质及水分利用效率的影响,以确定适用于山西南部丘陵雨养旱地小麦不同降水年型的有机肥和化肥配施方案。 【方法】 2013—2016年在山西临汾开展田间试验,共设5个处理:羊粪 22.5 t/hm2 + N 150 kg/hm2 + P2O5 105 kg/hm2 (MsN150P105)、猪粪 22.5 t/hm2 + N 150 ...
【目的】 根系构型影响作物的抗旱能力,研究磷肥施用深度调节苦荞根系分布的可行性,为贫瘠干旱地区苦荞的生长提供科学养分管理措施。 【方法】 以‘黑丰1号’苦荞 (Fagopyrum tataricum L.) 为试验材料,进行根管土柱 (直径25 cm、高50 cm) 栽培试验,设置田间持水量65%~75% (W1)、45%~55% (W2) 和35%~45% (W3) 3种土壤水分条件,磷肥...
【目的】 研究叶片经济性状和水力性状的变异性及权衡策略是揭示植物适应环境变化机制和水碳模拟的基础。分析不同氮(N)肥和水分供给下玉米叶片经济性状和水力性状的变异性及相关性,及这些叶片性状与整株植物行为间的关系,以揭示同一物种内不同氮、水有效性下叶片经济性状和叶水力性状间的关系,并探讨叶片性状预测整株生物量和水分利用特征的可能性。 【方法】 采用二因素三水平的盆栽试验,其中氮肥水平包括不施氮肥...
为准确评价橡胶间作模式的生态水文服务功能,中国科学院西双版纳热带植物园生态水文研究组博士研究生朱习爱在研究员刘文杰和副研究员蒋小金的指导下,采用染色示踪、田间入渗等方法对橡胶间作种植模式的土壤水分入渗规律、土壤优先流(大孔隙流)分布特征进行了相关实验。结果表明:(1)间作种植模式的土壤田间饱和导水率(Ks)呈现出极高的空间异质性;(2)间作植物区域的土壤初始入渗率(IIR)、稳定入渗率(Is)和土...
【目的】针对目前设施农业中常用的灌溉方式容易造成土表水分蒸发和水肥流失,且不能按照作物所需自动供水供肥的现状,本研究探讨了负压灌溉提高紫叶生菜的产量和品质,以及水分利用效率和土壤微生物群落多样性的机理。【方法】在温室内进行盆栽试验,以紫叶生菜 (Lactuca sativa L.) 为试验材料,设置3个灌溉处理:常规灌溉、滴灌和负压灌溉。收获后,测定了紫叶生菜的产量,分析了品质 (维生素C、可溶性...
为探讨旱作区沟垄二元覆盖模式下土壤水分、阶段耗水特性及对马铃薯产量和水分利用效率的影响效果,于2016年在宁夏南部山区通过设置垄覆地膜,沟内分别覆盖普通地膜(DD)、秸秆(DJ)、生物降解膜(DS)、液态地膜(DY)、麻纤维地膜(DM)和沟不覆盖(DB)等6种沟垄二元覆盖模式,以传统平作为对照(CK)。结果表明,DJ处理的马铃薯整个生育期土壤蓄水量最高,明显改善了马铃薯生育期土壤水分状况。在马铃薯...
【目的】本研究旨在探讨旱地全膜双垄沟播玉米产量、氮素和水分利用效率对种植密度和施氮量的响应。【方法】选择甘肃省定西市安定区农业部西北黄土高原地区作物栽培科学观测试验站,作物一年一熟,无灌溉,为典型旱地雨养农业区。2016和2017年,以耐密品种‘先玉335’为试验材料进行了大田试验。设置了3个种植密度 (45000、60000、75000 株/hm2) 和4个施氮量 (N0、138、207、276...
中国科学院新疆生态与地理研究所“千人计划”入选者马剑英团队通过野外试验,选取古尔班通古特沙漠南缘三个不同灌木群落的6种共存C3和C4灌木,根据土壤水、地下水和植物茎木质部水稳定氢氧同位素特征(图1),分析了6种共存灌木水分来源的季节动态和种间差异。研究结果显示,不同群落所有C3和C4灌木具有相似的水分利用季节变化规律,即春季土壤表层水分充足时,所有灌木对表层土壤水利用率相对增高(> 40 %),而...

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