林草复合系统中杨树-紫花苜蓿间作对苜蓿生长发育及品质的影响

【目的】研究杨树-苜蓿间作对紫花苜蓿生长发育及品质的影响,为新疆林草复合模式的可持续发展提供理论和技术依据。【方法】2018~2019年4月上旬至9月上旬,每隔15 d对紫花苜蓿进行采样,测定紫花苜蓿的农艺性状(株高、叶面积指数、茎叶比、茎粗、生长速度)及品质(粗蛋白、粗脂肪、饲用品质),并监测单作、间作紫花苜蓿田间微气候(空气温度、空气湿度、露点温度、风速)。【结果】间作苜蓿各项指标均显著低于单作,间作的干草总产量比单作低55.27%;单作紫花苜蓿的露点温度和风速分别比间作高70.68%、93.83%,但单作紫花苜蓿的空气湿度比间作低13.49%,空气温度无显著差异;间作紫花苜蓿的粗蛋白、粗脂肪和饲用品质分别比对应的单作高17.78%、12.33%和17.26%。【结论】杨树-紫花苜蓿间作能够改善农田微气候并显著提高紫花苜蓿的营养品质。

基于野外原位光谱的棉田耕层土壤全氮含量监测模型研究

针对可见光和近红外光穿透力不强、难以监测到耕层土壤全氮的问题,以石河子垦区播前棉田土壤为研究对象,获取3种不同土壤质地类型的原位光谱及不同耕层的土壤全氮含量信息,通过Savitzky-Golay平滑处理及最大归一化处理对土壤原位光谱进行预处理,并利用广义传播神经网络(GRNN)、随机森林回归(RFR)、支持向量机回归(SVR)、最小二乘回归等4种建模方法,建立和筛选出不同土壤质地类型的棉田耕层土壤含量的最佳监测模型。结果表明:(1)不同建模方法在各耕层监测精度不同,在浅、中、深耕层表现最佳的监测模型均为GRNN模型(R^(2)分别为0.72、0.68、0.63)。(2)优化后的NGRO-GRANN模型监测精度高于GRNN模型,在浅、中、深三个耕层的预测精度提高16.2%~30.2%。(3)基于原位光谱建立不同耕层的土壤全氮监测模型具有较好的监测效果,且大量简化了室内光谱处理的繁琐步骤。该研究为野外原位光谱快速获取棉田播前土壤各耕层养分信息提供了理论基础与技术支撑,具有一定的可行性与鲁棒性。

北疆杨树‖苜蓿复合系统中根系分布特征及产量

为研究杨树‖紫花苜蓿种间相互作用对根系形态及空间分布的影响,对3 a生苜蓿和7 a生杨树在单、间作条件下0~60 cm土层中的根长密度(RLD)、平均根直径(ARD)和细根比根长(FSRL)进行了分析测定。结果表明:(1)间作杨树与苜蓿的RLD、ARD和FSRL在土壤中的水平和垂直方向存在显著差异。与单作苜蓿相比,间作苜蓿0~60 cm土壤中的RLD降低了54%,20~60 cm土壤中的ARD降低了18.8%,0~60 cm土壤中的FSRL提高了14.5%。与单作杨树相比,间作杨树0~20 cm土壤中的RLD增加了21.6%,0~60 cm土壤中的ARD和FSRL分别降低了14.5%和6.72%。(2)刈割措施会导致苜蓿RLD的下降。4月下旬苜蓿RLD最大,6月下旬和8月下旬苜蓿RLD显著下降(P<0.05),间作苜蓿受到刈割的影响比单作苜蓿大,RLD表现为4月下旬单作苜蓿>4月下旬间作苜蓿>6月下旬单作苜蓿>6月下旬间作苜蓿>8月下旬单作苜蓿>8月下旬间作苜蓿。当地苜蓿一年刈割3次,间作苜蓿在每次刈割后FSRL会出现峰值,间作苜蓿的峰值比对应单作高12.3%~21.82%。间作杨树FSRL在6月上旬和8月下旬各出现一次峰值,间作杨树的峰值比对应单作高2.8%~16.7%。(3)整个生长季间作苜蓿产量比单作减少了43.8%。通过计算土地当量比(LER=1.42),说明这种间作模式比单作提高了42%的生产力。(4)通过相关性分析表明RLD与苜蓿干草产量呈显著正相关,提高间作苜蓿干草产量的关键因素在于提高RLD。综上所述,间作对苜蓿产量和根系的RLD、ARD不利,但促进了苜蓿FSRL的提高与杨树根系分布和发育。相比单作,间作具有提高资源利用效率和防护林生态经济效益的潜力。