黄土高原间作大豆对幼龄果园土壤水分及氮素累积的影响

为探明间作豆科作物对幼龄果园土壤水分、硝态氮含量以及树木生长的影响,并对黄土高原旱作果园土壤肥力提升与可持续发展提供指导,以黄土丘陵区苹果/黄豆复合系统为研究对象,通过测定种植黄豆整个生育期内试验小区水分、硝态氮含量以及果树叶片含氮量和生理指标的变化来评价不同间作密度黄豆对果树生长的影响。结果表明:(1)相较于清耕果园,中密度间作在黄豆花期前对果园土壤水分含量有一定的提升作用,而高密度间作加剧行间水分的消耗,显著降低土壤含水量。(2)不同土层硝态氮相对累积量随黄豆生育期后移呈现逐渐下移且分布逐渐均衡的趋势,土壤总硝态氮累积量处理间未表现出显著差异。(3)中、高密度间作均可有效提升果树叶片氮含量,促进果树生长,而中密度间作黄豆使土壤含水量最高提升17.6%,叶片氮含量最高增加8.04%。因此,中密度间作黄豆在黄土高原旱作苹果园更具有间作优势。

黄土丘陵区植被群落水分利用策略对干旱胁迫的响应

为探讨气候变化下灌草群落中主要植物水分来源差异及动态变化。以黄土高原典型自然恢复植物(油蒿、苜蓿与藜)为研究对象,通过减少自然降水的15%(中度干旱)与30%(极端干旱)来控制干旱程度,研究植物水分利用来源与生长对干旱胁迫的响应特征。将植被群落潜在水源划分为浅层(0—20 cm)、中层(20—60 cm)与深层(60—120 cm)土壤水,采用稳定水同位素技术与MixSIAR模型定量分析不同干旱胁迫程度(减雨30%、减雨15%与对照)下植被根系水分吸收特征。结果表明:(1)土壤水与植物水中稳定氢氧同位素值(δD和δ^(18) O)均位于当地大气降水线的右下方,说明土壤水同位素受蒸发影响发生富集;(2)3种典型植物在遭遇干旱胁迫时,其水分利用来源均可灵活转换于不同土层之间,呈浅层土壤水分利用比例减少,中层与深层土壤水分利用比例增加的规律,且随干旱胁迫程度增大愈加明显;(3)不同植被响应干旱胁迫的水分利用策略不同,平地,减雨30%、减雨15%及CK处理下油蒿均主要利用浅层土壤水(贡献率分别为48.2%,52.7%,57.6%),而藜分别主要利用来自中层(43.5%)、浅层(49.6%)与浅层土壤水(53.6%);坡地,减雨30%、减雨15%及CK处理下油蒿均主要利用浅层土壤水(贡献率分别为42.5%,44.5%,58.1%),而苜蓿分别主要利用来自中层(40.9%)、中层(46.7%)与浅层土壤水(53.9%)。这表明半干旱黄土丘陵区植被群落主要物种可通过可塑性转换水分来源以应对干旱胁迫,并在空间上分割群落水源以有效缓解对水分资源的竞争压力,从而通过在水分资源利用上的生态位分化促进物种间的共存。