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覆盖作物和氮素用量对玉米产量及光合特性的影响

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玉米科学 2023年第6期31卷 41-48页

作者：吕艳杰郑培峰孙梦璟张珊王永军王立春史永晖魏雯雯吉林省农业科学院农业资源与环境研究所长春130033 江苏香河农业开发有限公司江苏连云港222048 济南市农业技术推广服务中心济南250023

通过2种覆盖作物和5个氮素用量大田试验,探讨氮素和覆盖作物对玉米产量和光合特性的影响。随氮素用量增加,玉米产量先升高后趋于稳定,75 kg/hm~2氮处理有效穗数最大,225 kg/hm~2氮处理穗粒数和百粒重最大;低氮水平下,黑麦覆盖玉米产量... 详细信息

通过2种覆盖作物和5个氮素用量大田试验,探讨氮素和覆盖作物对玉米产量和光合特性的影响。随氮素用量增加,玉米产量先升高后趋于稳定,75 kg/hm~2氮处理有效穗数最大,225 kg/hm~2氮处理穗粒数和百粒重最大;低氮水平下,黑麦覆盖玉米产量最大。覆盖作物增加玉米花后20 d前的叶绿素含量,且提高了高氮处理开花后20~40 d的叶片光合速率;黑麦覆盖显著增加玉米中、上部叶面积。光能利用差异主要在花后40 d,氮素用量225~300 kg/hm~2时黑麦覆盖最大光化学效率(F_(v)/F_(m))、光化学淬灭(qP)和表观电子传递速率(ETR)均高于玉米单作。综上,玉米-覆盖作物系统的玉米低氮量处理增产幅度大,高氮量处理产量高;以黑麦覆盖处理较好。

关键词：玉米覆盖作物氮素用量产量光合特性

覆盖作物的种植现状及其对下茬作物生长和土壤环境影响的研究进展

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应用生态学报 2021年第8期32卷 2666-2674页

作者：隋鑫霍海南鲍雪莲何红波张旭东梁超解宏图中国科学院沈阳应用生态研究所沈阳110016 中国科学院大学北京100049 辽宁省现代保护性耕作与生态农业重点实验室沈阳110016

覆盖作物指的是在农业生产间隙种植,使土壤在时间或空间上减少或避免裸露的一种作物。其能使农田土壤免受风蚀、水蚀和人为扰动的影响,被认为是一种新型的保护性耕作方式。本文简要介绍了农田覆盖作物的种植管理情况,包括种植品种、耕... 详细信息

覆盖作物指的是在农业生产间隙种植,使土壤在时间或空间上减少或避免裸露的一种作物。其能使农田土壤免受风蚀、水蚀和人为扰动的影响,被认为是一种新型的保护性耕作方式。本文简要介绍了农田覆盖作物的种植管理情况,包括种植品种、耕作模式和绿肥作物的灭生还田方式等,可为推广覆盖作物在农田休闲期的高效大面积种植提供参考。基于国内外研究综述了绿肥种植对经济作物、土壤质量、杂草抑制、温室气体排放和土壤微生物等的影响及研究进展,阐明了覆盖作物对农田生态系统的诸多益处。尽管覆盖作物存在局限性,例如短期收益不明显、管理措施不当会造成作物减产等,但其在改善土壤质量、实现农业可持续发展方面仍然具有重要的应用价值。

关键词：覆盖作物保护性耕作经济作物土壤环境

覆盖作物对我国粮食作物的产量效应及影响因素的Meta分析

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中国农业科学 2023年第10期56卷 1871-1880页

作者：马佳玉王涛刘小利王丽张学成王文涛孔繁盛黄学郡王子怡王彦东甄文超河北农业大学农学院/作物改良与调控国家重点实验室/农业农村部华北节水农业重点实验室/河北省作物生长调控重点实验室西北农林科技大学农学院中国农业大学水利与土木工程学院

【目的】明确种植覆盖作物对我国主要粮食作物产量的影响，探究覆盖作物对粮食作物产量效应的影响因素，为覆盖作物在我国的科学应用与推广提供理论依据。【方法】以常规休耕为对照，以休耕期种植覆盖作物为处理，系统收集1980—2022年... 详细信息

【目的】明确种植覆盖作物对我国主要粮食作物产量的影响，探究覆盖作物对粮食作物产量效应的影响因素，为覆盖作物在我国的科学应用与推广提供理论依据。【方法】以常规休耕为对照，以休耕期种植覆盖作物为处理，系统收集1980—2022年公开发表的文献137篇，建立含有903组种植覆盖作物对我国主要粮食作物产量及影响因素的数据库，采用Meta分析的方法定量化种植覆盖作物对粮食作物产量的影响，并通过Meta回归研究覆盖作物对粮食产量效应的影响因素。【结果】相比于休耕，覆盖作物处理下粮食作物的产量显著提高了12.2%，其中，小麦、水稻和玉米分别增产了9.5%、11.9%和19.6%。另外，冬季和夏季种植覆盖作物的粮食产量分别增加了9.5%和12.4%，并且豆科覆盖作物的增产效果较好，为12.9%（二月兰为14.2%，紫云英为11.8%，苕子为9.5%，豌豆为7.8%，大豆为7.4%），十字花科次之，为9.3%（油菜为7.0%），禾本科最差，为8.3%（黑麦草为7.9%），值得注意的是不同覆盖作物的混播增产效果最好，为17.3%。此外，种植年限和日照时数显著增加了覆盖作物的粮食增产效应，并且在高纬度地区，高的降水和温度增加了覆盖作物的粮食增产效应，而在低纬度地区，高的降水和温度降低了覆盖作物的粮食增产效应。【结论】休耕期采用混播的方式种植覆盖作物，有助于提高粮食作物的产量，能够减少地表的裸露并充分利用光热水土等资源，尤其在北方的夏季和南方的冬季休耕期种植更为适宜。

关键词：覆盖作物粮食作物产量 Meta分析

覆盖作物对坡耕地的减流减沙效应及玉米产量的影响

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玉米科学 2023年第6期31卷 100-107页

作者：杜伟嘉王芙臣李斐于玮淇徐晨赵洪祥宋杭霖吉林农业大学农学院长春130118 吉林省农业科学院长春130033 延边大学农学院延吉133200

在2020-2021年进行两年田间径流试验场玉米大田试验,在玉米进入拔节期时播种覆盖作物,共设置3个播期处理,拔节期播种覆盖作物(T1)、播种覆盖作物延后10 d(T2)、播种覆盖作物延后20 d(T3),不覆盖作物处理作为对照(CK),研究不同覆盖作物... 详细信息

在2020-2021年进行两年田间径流试验场玉米大田试验,在玉米进入拔节期时播种覆盖作物,共设置3个播期处理,拔节期播种覆盖作物(T1)、播种覆盖作物延后10 d(T2)、播种覆盖作物延后20 d(T3),不覆盖作物处理作为对照(CK),研究不同覆盖作物播期对径流量、侵蚀量及玉米产量和构成因素的影响,分析不同覆盖作物处理对坡耕地的减流减沙效应,为吉林省东部种植玉米的坡耕地区提供覆盖作物的最适播期,结果表明,黑麦草和红三叶能够有效减少水土流失,T1处理的地表径流量较其他两组覆盖处理至少下降18.8%、土壤侵蚀量下降8.8%。覆盖作物处理在中强度降雨下的保水保土作用更为显著,黑麦草和红三叶覆盖对玉米有明显的增产作用,其中T1效果最好。播种覆盖作物对于坡耕地的减流减沙作用、玉米生长发育和玉米增产最为显著。

关键词：玉米坡耕地覆盖作物水土流失作物产量

果树-覆盖作物可持续种植体系土壤碳氮固存及其影响因素

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应用生态学报 2023年第2期34卷 471-480页

作者：李文慧林妍敏南雄雄王芳朱丽珍宁夏大学地理科学与规划学院银川750021 教育部中阿旱区特色资源与环境治理国际合作联合实验室银川750021 宁夏林业研究院股份有限公司银川750004 宁夏大学农学院银川750021

基于1990—2020年间已发表的文献数据,应用荟萃分析综合量化种植覆盖作物对中国果园土壤碳氮储量的影响,并分析其影响因素。结果表明:与清耕相比,种植覆盖作物能显著增加土壤碳氮储量,增加效应分别为31.1%和22.8%。与非豆科作物相比,种... 详细信息

基于1990—2020年间已发表的文献数据,应用荟萃分析综合量化种植覆盖作物对中国果园土壤碳氮储量的影响,并分析其影响因素。结果表明:与清耕相比,种植覆盖作物能显著增加土壤碳氮储量,增加效应分别为31.1%和22.8%。与非豆科作物相比,种植豆科作物使土壤有机碳和全氮储量分别提高4.0%和3.0%;覆盖年限为5~10年时对土壤碳氮储量的增加效应最显著,分别增加58.5%和32.8%。土壤基础条件较差的地区(初始有机碳覆盖作物是提升土壤碳氮固存的有效途径。

关键词：果园覆盖作物土壤有机碳土壤全氮荟萃分析

东北黑土区覆盖作物⁃玉米间作保护性耕作的生态系统服务价值

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应用生态学报 2023年第7期34卷 1883-1891页

作者：巴晓博隋鑫刘鸣达解宏图梁超鲍雪莲中国科学院沈阳应用生态研究所沈阳110016 沈阳农业大学沈阳110866 辽宁省现代保护性耕作与生态农业重点实验室沈阳110016 中国科学院大学北京100049

科学评估覆盖作物种植体系的生态系统服务价值可以为东北地区保护性耕作模式构建提供重要参考。本研究基于实证分析,以生态系统服务价值为理论基础,选取禾本科作物黑麦草、豆科作物紫花苜蓿和毛苕子作为覆盖作物分别与玉米间作,以玉米... 详细信息

科学评估覆盖作物种植体系的生态系统服务价值可以为东北地区保护性耕作模式构建提供重要参考。本研究基于实证分析,以生态系统服务价值为理论基础,选取禾本科作物黑麦草、豆科作物紫花苜蓿和毛苕子作为覆盖作物分别与玉米间作,以玉米单作模式为对照,从产品供给、气体调节、养分循环和水土保持四大生态系统服务方面进行生态系统服务价值的核算。结果表明:覆盖作物⁃玉米间作模式的生态系统服务价值均高于玉米单作,其中养分循环价值最高,其次是产品供给价值,占比分别为67.3%和29.3%。覆盖作物⁃玉米间作模式的养分循环价值均高于玉米单作模式;紫花苜蓿⁃玉米、毛苕子⁃玉米的产品供给价值显著高于黑麦草⁃玉米,分别增加了18.7%和21.0%;种植覆盖作物具有增加气体调节价值的潜力,但对水土保持价值的影响较小。综合生态系统服务价值,选择豆科覆盖作物⁃玉米间作可以获得最大效益。

关键词：覆盖作物生态系统服务价值保护性耕作间作模式豆科作物

覆盖作物多样性对橘园土壤理化性质的影响及综合评价

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中国草地学报 2023年第9期45卷 98-106页

作者：任嘉欣黎昊兰翔伟王洁王顶谢军张宇亭石孝均西南大学资源环境学院重庆400716

选择当地生产最常用的6种覆盖作物剪股颖、高羊茅、白三叶、红三叶、菊苣和车前草,在柑橘园中按照1、2、3、4、6物种梯度和1、2、3功能群梯度,构建不同多样性水平的覆盖作物群落,测定建植1年后0~20 cm土层土壤水分、温度、全氮、碱解氮... 详细信息

选择当地生产最常用的6种覆盖作物剪股颖、高羊茅、白三叶、红三叶、菊苣和车前草,在柑橘园中按照1、2、3、4、6物种梯度和1、2、3功能群梯度,构建不同多样性水平的覆盖作物群落,测定建植1年后0~20 cm土层土壤水分、温度、全氮、碱解氮、有效磷、速效钾和有机质等土壤理化指标,分析覆盖作物多样性对土壤理化性质的影响,并采用灰色关联度分析法进行综合评价。结果表明:(1)与清耕相比,覆盖作物可以使夏季的土壤温度平均降低2.51℃,冬季的土壤温度平均提高0.26℃,土壤水分平均提高4.59%;(2)与清耕处理相比,覆盖作物处理下,土壤全氮、碱解氮、有效磷、速效钾和有机质含量平均分别提高了11.20%、17.86%、6.48%、7.53%和6.31%;(3)随着物种丰富度的增加,土壤养分大致呈先增加后减少的趋势,与单一种植相比,不同功能群的覆盖作物混合种植使土壤全氮提高7.08%,土壤碱解氮、有效磷和速效钾分别提高16.20%、7.09%、3.54%;(4)相关性分析表明,物种丰富度与土壤全氮、碱解氮和有效磷显著正相关(P覆盖作物物种丰富度为4、功能群丰富度为3时的关联度最大,是较理想的柑橘园覆盖作物混播模式。本研究中最优的混播处理为剪股颖+高羊茅+菊苣+车前草和高羊茅+白三叶+菊苣。

关键词：柑橘园覆盖作物物种丰富度功能群丰富度土壤理化性质

覆盖作物-玉米间作对土壤肥力和生态系统服务价值的影响

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覆盖作物-玉米间作对土壤肥力和生态系统服务价值的影响

作者：巴晓博沈阳农业大学

学位级别：硕士

生态系统服务减弱、土壤有机质含量下降、土壤肥力减少、水土流失等耕层土壤面临的问题威胁着东北地区农田生态系统和粮食安全。覆盖作物种植是一种历史悠久的可持续农业种植模式,开展覆盖作物间作农田生态系统服务及价值研究对于科学... 详细信息

生态系统服务减弱、土壤有机质含量下降、土壤肥力减少、水土流失等耕层土壤面临的问题威胁着东北地区农田生态系统和粮食安全。覆盖作物种植是一种历史悠久的可持续农业种植模式,开展覆盖作物间作农田生态系统服务及价值研究对于科学认识农田生态系统服务价值、促进生态资产价值观念的转变和推动生态产品价值实现具有重要的意义。为此,本研究采取田间试验、室内分析与价值核算相结合的方法,选取黑麦草、紫花苜蓿和毛苕子为覆盖作物,设置玉米单作(CK)、黑麦草-玉米间作(麦-玉)、紫花苜蓿-玉米间作(苜-玉)和毛苕子-玉米间作(苕-玉)四种处理,研究不同覆盖作物与玉米间作对玉米产量、土壤养分及其相关转化酶活性和温室气体的影响。在此基础上,核算了不同种植模式农田生态系统服务价值,以期为探究农田生态系统服务产生机制和量化农田生态服务价值提供参考。主要结论如下:1.覆盖作物间作可以提高单位土地面积玉米产量。苕-玉、苜-玉处理与玉米单作的单位面积产量相比显著性增加(P覆盖作物间作可以改善土壤速效养分供应能力,对土壤可溶性有机氮、铵态氮、硝态氮、速效磷和速效钾含量有提高作用。苜-玉、苕-玉处理与玉米单作处理相比显著提高了土壤可溶性有机氮、硝态氮和铵态氮含量(P覆盖作物间作提高了土壤酶活性。苕-玉与苜-玉处理显著提高与氮转化相关酶活性(P覆盖作物种类的影响。覆盖作物与玉米间作降低土壤CO累积排放量,麦-玉处理可以显著降低CO累积排放量(P覆盖作物与玉米间作显著降低了土壤NO累积排放量(P覆盖作物间作提升了农田生态系统服务价值。不同处理的生态系统服务由高到低排序为:苜-玉>麦-玉>苕-玉>CK,覆盖作物与玉米间作处理提高了养分循环价值,最终促进生态系统服务价值提升。综上所述,从单作玉米转换为豆科覆盖作物与玉米间作初期,对于土壤肥力中某些速效养分和酶等指标略有改善,单位面积玉米产量有所提高,农田生态系统服务价值有所提升。

关键词：覆盖作物玉米间作土壤肥力生态系统服务价值

覆盖作物对猕猴桃园土壤氨氧化微生物丰度和群落结构的影响

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植物营养与肥料学报 2021年第3期27卷 417-428页

作者：张玲玲李青梅贾梦圆张艳军赵建宁杨殿林王华玲王慧农业农村部环境保护科研监测所天津300191 十堰市经济作物研究所湖北十堰442000

[目的]果园行间播种覆盖作物有利于改善土壤理化性状,改变氮循环过程中的氨氧化微生物群落结构。因此,我们分析不同覆盖作物下猕猴桃园土壤氨氧化微生物的群落结构和基因丰度,以探究其与土壤硝化作用的关系。[方法]选择湖北十堰的一个5... 详细信息

[目的]果园行间播种覆盖作物有利于改善土壤理化性状,改变氮循环过程中的氨氧化微生物群落结构。因此,我们分析不同覆盖作物下猕猴桃园土壤氨氧化微生物的群落结构和基因丰度,以探究其与土壤硝化作用的关系。[方法]选择湖北十堰的一个5年生猕猴桃果园进行了种植多年生覆盖作物试验,供试覆盖作物有白三叶草(Trifolium repens L,W)、毛苕子(Vicia villosa Roth,V)、黑麦草(Lolium perenne L,R)和高羊茅(Festuca elata Keng ex E.Alexeev,F)。设置单种(W)、两种混种(WR)、3种混种(WRV)、4种混种(WRVF)和清耕对照(CK)共5种试验处理。在覆盖作物种植后的第2年,取0—20 cm土层样品,利用荧光定量PCR(fluorescence quantitative PCR)、限制性末端片段长度多态性(terminal restriction fragment length polymorphism,TRFLP)以及克隆测序技术,测定了土壤中氨氧化古菌(ammonia-oxidizing archaea,AOA)与氨氧化细菌(ammoniaoxidizing bacteria,AOB)基因丰度、群落多样性及组成。[结果]4种覆盖作物处理的果园地上部生物量没有显著差异。除两种混种处理显著提高了土壤含水率、铵态氮和硝态氮含量和降低了土壤pH外,其他3个处理的土壤理化指标之间也没有显著差异。与清耕对照相比,单种处理的AOA-amoA基因丰度显著提高了2.85%,单种和两种混种处理的AOB-amoA基因丰度分别显著提高了4.95%、6.42%。不同T-RFs所代表的AOA在不同种植模式中所占比例发生变化,但AOA群落结构未发生明显改变;不同T-RFs所代表的AOB在不同种植模式下发生改变,其AOB群落结构可能发生变化。两种混种处理显著降低了AOA的多样性指数,两种混种和4种混种处理显著降低了AOA均匀度指数,而3种混种和4种混种处理显著提高了AOB的多样性指数。4个处理土壤中,AOA的优势菌属为Nitrososphaera(44.2%)和Nitrosotalea(45.8%),AOB的优势菌属为Nitrosospira(96.98%)和Nitrosomonas(3.02%)。Pearson相关分析和冗余(RDA)分析表明,土壤pH、含水率、铵态氮和硝态氮含量是影响氨氧化微生物群落结构及丰度的主要环境因子。[结论]土壤pH、含水率、铵态氮和硝态氮含量是影响氨氧化微生物群落结构及丰度的主要环境因子。白三叶草和黑麦草混种模式(WR处理)可显著提升土壤的水分含量、铵态氮和硝态氮含量,降低土壤pH,但是不同覆盖作物对土壤中AOA和AOB的群落结构尚未显现出显著影响。

关键词：覆盖作物氨氧化古菌氨氧化细菌微生物群落结构基因丰度