不同复合生态模式茶园的经济效益及生态效益研究

【目的】研究不同类型复合生态茶园经济效益及茶园土壤肥力的差异,为茶园管理与决策优化提供科学指导。【方法】试验地位于浙江省,始于2012年。供试茶园包括单一种植(CK)、茶草复合(GT)、茶菌复合(BT)和茶禽复合(PT)4种生态模式,均已持续经营10年。2019—2021年调查了茶叶产量、收入与支出明细,2021年采集0—60 cm茶园土壤测定pH、有机质、养分含量等指标,利用模糊综合评判法对土壤进行了综合肥力评价。以茶园收入作为经济指标,土壤pH、土壤有机质(SOM)、综合肥力作为生态指标,对不同类型茶园经济与生态效益进行了对比分析。【结果】1)CK模式茶园3年茶叶平均产量为189 kg/hm^(2),净收入为65000元/hm^(2)。GT、PT和BT模式的茶叶平均产量分别较CK模式提高了63.5%、79.4%和99.2%,3年平均净收入提高了66.7%、99.7%和83.7%,BT模式中的黑木耳和PT模式中的散养鸡带来的附加收入,分别占该模式总收入的40.9%和22.1%。CK、GT、PT和BT模式下茶园的产投比分别是2.57、3.23、3.69和2.51,GT和PT模式的产投比高于CK模式,而BT模式产投比与CK模式相当。2)CK模式0—20 cm土层土壤pH由10年前的4.23下降至3.69,而GT、PT和BT模式的土壤pH分别上升至6.93、4.55和5.41,GT模式缓解茶园土壤酸化的效果最佳,BT模式其次,PT模式也有一定的效果。与CK模式相比,GT、PT和BT模式茶树根区土壤0—20 cm土层SOM无显著差异,20—40和40—60 cm土层SOM显著提升,0—60 cm土层SOM含量GT、PT和BT模式分别较CK提高了39.5%、21.8%和7.54%(P<0.05),GT模式增加土壤有机质的效果明显优于PT模式,后者又明显优于BT模式;GT、PT和BT模式下0—20 cm土层土壤肥力指数较CK模式下分别提高了77.6%、68.3%和44.8%,GT和PT模式提升表层土壤肥力指数的效果优于BT模式。CK模式下40—60 cm土层土壤铵态氮和硝态氮含量显著高于0—20 cm土层,分别是表层土壤的1.58和2.57倍,而其他3个复合生态模式下40—60 cm土层土壤铵态氮和硝态氮含量多低于0—20 cm土层,降低了养分淋溶风险。【结论】与单一种茶模式相比,复合生态栽培模式在茶园经济效益和生态效益方面有明显优势,调查的3个复合模式各有优势。茶禽、茶菌复合模式较茶草模式提高茶叶产量的效果更大,还通过茶、菌收入显著提高了茶园净收入,茶禽模式的产投比最高。而茶草复合模式缓解茶园土壤酸化问题、增加茶园土壤有机质含量、提升土壤肥力、降低氮淋溶风险的生态效益大大高于茶菌和茶禽复合模式。

灌溉和修剪对沟叶结缕草生长、土壤无机氮及氮平衡的影响

作为城市绿地生态系统中的主要景观类型,城市草坪频繁受到人为管理措施的强烈干扰。本研究以沟叶结缕草(Zoysia matrella)为对象,通过控制3个灌溉水平(I_(1):4.00 L·m^(-2)、I_(2):5.71 L·m^(-2)、I_(3):7.43 L·m^(-2))和3个修剪水平(M_(1):不修剪、M_(2):留茬2 cm、M_(3):留茬6 cm)的盆栽试验,探究不同灌溉和修剪水平对草坪草生长、土壤无机氮及氮素表观平衡的影响。结果表明:相同灌溉水平下,M_(2)处理草坪草地上生物量显著低于M_(1)和M_(3)处理,但M_(2)处理草坪草地上部分和地下部分氮含量均显著高于M_(1)处理(P<0.05)。在草坪草生长末期,相同灌溉水平下M_(2)处理土壤无机氮(N_(min))含量较M_(1)、M_(3)处理下降了0.6%~54.1%。各处理淋溶液中N_(min)均以铵态氮(NH_(4)^(+)-N)为主要形式,不过,N_(min)淋失量仅占氮输出总量的0.4%~1.3%。相同灌溉水平下,M_(2)处理的氮平衡相较于M_(3)处理表现出更为明显的盈余特征(P<0.05),但M_(3)处理在高灌溉量下会更趋于氮素收支平衡。综上可知,重度修剪(M_(2)处理)显著抑制了草坪草生长,增加了氮素损失风险,但却提高了草坪草氮素吸收量,因此,在本研究条件下,建议灌溉量(5.71~7.43 L·m^(-2))略高于一般灌溉水平,同时适度修剪(保持留茬高度为6 cm),既可以保证草坪草良好的生长状况,也可维持土壤氮素基本收支平衡,提高氮素利用效率。

牦牛粪尿返还对高寒草地土壤水解酶活性的影响

本研究以青藏高原东缘高寒草地为研究对象,设置对照(CK)、尿液(UE)、粪便(DE)、粪便+尿液(UDE)4个试验处理,开展模拟放牧牦牛不同排泄行为试验,探究牦牛粪尿返还对高寒草地土壤理化性质、微生物生物量碳氮和水解酶活性的影响。结果表明:牦牛尿液、粪便及粪便+尿液处理对土壤微生物生物量碳(MBC)、微生物生物量氮(MBN)含量无显著影响(P>0.05)。尿液处理会抑制土壤脲酶(UA)、蔗糖酶(SA)活性,增强亮氨酸氨基肽酶(LAP)活性,但对β-木糖苷酶(BX)活性无显著影响(P>0.05)。粪便排泄对土壤LAP活性有促进作用,对SA和BX活性有抑制作用,对UA活性无显著影响(P>0.05)。粪便+尿液处理抑制了土壤UA、LAP、SA和BX活性。冗余分析表明,NH4+-N含量和pH是驱动土壤酶活性变化的主要环境因子。

植物残体对青藏高原高寒草甸土壤、微生物和胞外酶C∶N∶P化学计量特征的影响

植物残体是引起土壤、微生物和胞外酶C∶N∶P改变的关键因素,但是其作用机理尚不明确。本研究以青藏高原东缘高寒草甸为对象,通过测定土壤、微生物生物量和胞外酶活性等指标,探究移除地上植物或根系及植物残体添加对土壤、微生物和胞外酶C∶N∶P的影响。结果表明:与无人为扰动草甸相比,移除地上植物显著降低了土壤C∶N(变幅为-23.7%,下同)、C∶P(-14.7%)、微生物生物生物量C∶P、N∶P,显著提高了微生物生物量C∶N、胞外酶C∶N∶P。与移除地上植物相比,移除地上植物和根系显著降低了土壤C∶N(-11.6%)、C∶P(-24.0%)、N∶P(-23.3%)和微生物生物量C∶N,显著提高了微生物生物量N∶P和胞外酶N∶P;移除地上植物后添加植物残体显著提高了微生物生物量C∶N、C∶P和胞外酶C∶N,显著降低了胞外酶N∶P。与移除地上植物和根系相比,移除地上植物和根系后添加植物残体显著降低了土壤C∶N(-16.4%)、微生物生物量C∶P、N∶P和胞外酶N∶P,显著提高了胞外酶C∶N。综上可知,去除植物显著影响土壤、微生物和胞外酶的C∶N∶P,微生物生物量和胞外酶C∶N∶P对植物残体的响应更为敏感。有无根系是添加植物残体时土壤、微生物和胞外酶的生态化学计量稳定性强弱的关键所在。添加植物残体的措施适用于植物根系尚且完好的草甸,有利于高寒草甸土壤碳固存,对没有根系的草甸土壤可能不适用,会增加土壤CO_(2)排放。