印度本德尔坎德半干旱区合欢复合农林系统下树木修剪生物量分解及氮素动态
加里玛古普塔1*,r.s yadav.2和Deepak Maurya.3.
1玛雅农业与技术学院,德拉敦,印度北阿坎德邦。
2印度水土保持研究所,RC-DATIA,印度。
3.国家土壤调查和土地利用规划局,rc -加尔各答,印度西孟加拉邦。
通讯作者邮箱:garima811@gmail.com.
DOI:http://dx.doi.org/10.12944/CWE.12.3.24
复制以下内容以引用本文:
王志刚,王志刚,王志刚,等。合欢复合农林系统下树木生物量分解与氮素动态变化研究。Curr World Environ 2017;12(3)。DOI:http://dx.doi.org/10.12944/CWE.12.3.24
复制以下内容以引用此URL:
王志刚,王志刚,王志刚,等。合欢复合农林系统下树木生物量分解与氮素动态变化研究。Curr World Environ 2017;12(3)。可从://www.a-i-l-s-a.com?p=1039/
文章出版历史
已收到: | 2017-07-17 |
---|---|
接受: | 2017-10-18 |
介绍
建议制定农林园学实践,以实现土壤保护,在改善民生方面是一种可持续选择,以及为Bundelkhand的半干旱地区农村人民们创造机会1.大多数推荐的树种是快速生长的豆科树种,可以在适当的频率修剪到理想的高度。这些修剪包括叶子和未成熟的茎被添加到作物行之间的土壤中。因此,在充当物理屏障的同时,树木也充当土壤覆盖材料的来源。刈割后土壤养分逐渐分解和释放,可提高土壤有机质和养分状况2、3并影响相关农业作物的产量4、5.农用林业中使用的树种通过增加修剪提高土壤肥力的能力不同6、7.这是由于每年修剪生物量的种间差异造成的2,它们的营养物质8以及分解和养分释放的速度7、9.额外修剪的分解和养分释放速率取决于气候因素,如降雨和温度制度9,10和11凋落物质量由木质素、多酚和氮含量测定5,11..生物量分解和营养释放在选择农林的树种中起作用的重要组成部分,因为需要调节营养释放的模式并将其与相关农业作物的营养需求同步2、12.
合欢(Albizia procera)是印度中部半干旱地区最常见的农林业树种。作为一种快速生长的豆科植物,在不同类型的土壤和气候条件下具有巨大的引种潜力,森林部门和农林业项目下的农民在各州种植豆科植物。它通过根瘤中的共生细菌固氮,从而提高土壤肥力。目前的调查旨在分析影响Albizia procera以农用林业为基础,改善土壤有机碳状况和氮有效性。
因此,本实验的目的是表征和比较从植物的生物量分解和氮损失的模式和数量Albizia procera在印度中部半干旱地区不同的土地利用方式。
材料和方法
研究场地和植物材料
这项研究是在六岁的孩子身上进行的答:procera印度Uttar Predesh Jhansi国家农林研究中心研究农场的农用林业系统。试验田位于25号0北纬27分,78分0东经35 ',平均海拔271米,位于印度高原中部半干旱区。该地区年平均降雨量为806毫米,约80%发生在6月至9月间,间断性干旱。月平均气温一般较高,最高气温在39.8度之间变化很大0C 5月和6月和最低温度为5.80C 12月和1月。夏季,温度偶尔达到480C.该地区的月平均蒸发量在4 -6月最高(9.40-15.2毫米),而其他月份的蒸发量则在1.90-6.00毫米之间。试验田土壤为Parwa,代表印度bundelkhand地区(up . p .)红土混交群,属于土壤序Alfiso湖它是纹理,防潮性和可加工性,易于外壳,每当干旱法术超过2-3周,即使在温和的蒸发情况下。
实验领域于2000年7月成立于2000年7月的农业造林(作物+树)系统Albizia procera作为树组件。答:procera在576米的绘图尺寸为8m x 4米的间距中种植。-2(18树图-1),复制三次。下答:procera以黑麦-芥菜为间作种。旱季(黑克)施氮20kg / hm2,磷40 Kg/ hm2,旱季施氮60 Kg/ hm2,磷40 Kg/ hm2,钾40 Kg/ hm2。在两种修剪方式下,间作黑豆都是靠雨水灌溉,因此芥菜一年灌溉两次(1英石在开花和2nd在Siliquae形成)。
生物量分解和营养分析
鲜修剪生物量(叶,叶柄和荚)Albizia procera从田野和烤箱收集,在72次干燥0C直到恒重。标准的垃圾袋技术14用于表征凋落物分解动态。
将5.0g树的每个组分的样品转移到尼龙网袋(20x20cm,2mm尺寸)。袋子[270(3x3x5x6)]随机保存在实验领域的各树檐篷以下的土壤表面上。每个月,每个生物量组件的5袋答:procera被从地板上收回的土地不同。这样绘制的生物量样品在细水流下冲洗,使用细网筛去除所有附着的土壤颗粒,在72烘干0C至恒重,在Wiley Mill中称量并研磨,以通过1mm筛网。对样品进行N分析。
数据分析
为了评价养分释放模式,利用方程估算了分解生物量中养分的剩余量15
剩余养分% = (C/C .0) x (DM / DM0)x 10.2
在那里,
C =抽样时分解凋落物中营养元素的浓度
C0=研究开始时的营养元素浓度
DM =取样时的干物质质量
DM0=为分解而保留的生物量的初始干物质
通过负指数衰减模型计算整个研究期间不同组分的修剪生物量分解速率系数(k)16由方程表示:
X /0= e-kt.
此外,在Olson(1963)之后,用公式从k值估计50(半衰期)%的体重损失所需的时间:
t50.= In (0.5) / -k = -0.693 / -k
同样,95%的衰减所需要的时间可以估计如下
t0.95= 2.9957 / k
土地利用的影响Albizia procera利用SYSTAT ver9 (SYSTAT Inc. 1998)的一般线性模型,通过方差分析对分解、养分动态和累积对土壤性质的影响进行了检验。
结果
分解和分解系数
分解修剪生物质分解不同组分的平均减肥模式答:procera如图1、2和3所示。不同土地利用方式下6个月的失重趋势为:种植>,休耕>答:procera+收割树叶;裁剪>答:procera+收割>叶柄休耕答:procera+种植>苗条数据进一步展示(表1),对于95%的衰减,剪枝生物质叶,叶柄和豆荚是花费568,767和831天;969,1046和1094天;414,432和445天,分别是相应的答:procera+种植、种植和休耕。
表1合欢修剪生物量不同组分的分解参数
衰减参数 |
土地使用 |
||
答:procera+作物 |
裁剪 |
休耕 |
|
树叶 |
|||
衰变常数 |
0.0046 |
0.0058 |
0.0050. |
t50.(天) |
131. |
177. |
192. |
t95.(天) |
568 |
767 |
831 |
t99.(天) |
949 |
1277 |
1385 |
叶柄 |
|||
衰变常数 |
0.0031 |
0.0034 |
0.0033 |
t50.(天) |
223 |
242. |
253. |
t95.(天) |
969 |
1046 |
1094 |
t99.(天) |
1616. |
1744年 |
1823年 |
圆荚体 |
|||
衰变常数 |
0.0071 |
0.0070. |
0.0068 |
t50.(天) |
96. |
One hundred. |
103 |
t95.(天) |
414 |
432 |
445 |
t99.(天) |
690 |
720 |
741 |
PRUNSON基底质量与分解系数之间的PEARSON相关系数
对数据的解释(表2)显示,在修剪后的叶片、叶柄和荚果中,腐烂率系数与半纤维素、N、P浓度呈显著正相关,荚果中相关性较强(r = 0.780)。进一步说明,修剪后的叶片、叶柄和荚果的凋落速率系数与木质素、木质素/N、C/N、C/P和ADF呈显著负相关,荚果中相关性较强。
表2:衬底质量(修剪生物质)和分解常数之间的Pearson相关系数平均不同土地使用
质量参数 |
叶子K |
叶柄K |
豆荚K |
C |
-0.370 * |
0.183 |
0.341 |
N |
0.596 ** |
0.598 ** |
0.780 ** |
P |
0.531 ** |
0.178 |
0.646 * * |
木质素 |
-0.622 ** |
-0.617 * * |
-0.724 * * |
C / N |
-0.593 * * |
-0.602 * * |
0.747 * * |
木质素/ N |
-0.614 * * |
-0.605 * * |
-0.757 ** |
ADF |
-0.551 * * |
-0.286 |
-0.647 ** |
纤维素 |
0.282 |
-0.218 |
-0.746 * * |
半纤维素 |
0.591 * * |
0.539 * * |
0.312 * * |
L / LC. |
-0.594 * * |
-0.594 * * |
0.617 ** |
C / P |
-0.575 * * |
-0.103 |
-0.633 |
*显著性P < 0.05, ** P < 0.01
Pearson在修剪生物质体重减轻与环境因素之间的相关性和线性回归答:procera基于不同的土地用途。
通过关联修剪生物质的重量损失(表3)来评价气候因子对分解速率的影响(表3)。叶子修剪生物质的重量损失百分比与空气温度正相关,并且仅含有显着性(P <0.05)答:proceraunpruned +作物。不同土地利用方式下,土壤温度和土壤水分与叶片修剪生物量损失率均呈极显著正相关(P<0.01)。各土地利用类型的叶柄失重率与土壤水分和土壤温度均呈极显著正相关(p<0.01),仅与气温呈极显著正相关(p<0.01)答:proceraunpruned +作物。土壤湿度和温度与豆荚失重率的相关性极显著(P<0.01)。
分析了对体重减轻百分比重量损失(表4)的显着影响的线性回归。发现空气温度,土壤水分和土壤温度显着(P <0.05),其在分解期间所有土地所有组分的重量损失有关。
表3:Pruned生物质体重减轻与环境因素之间的Pearson相关系数答:procera基于不同的土地用途。
环境因素 |
皮尔森相关 |
||
树叶 |
叶柄 |
圆荚体 |
|
答:proceraunpruned +作物 |
|||
空气温度 |
0.76 * |
0.76 * |
0.76 * |
土壤湿度 |
0.94 * * |
0.92 * * |
0.94 * * |
土壤温度 |
0.90 * * |
0.89 ** |
0.91 * * |
裁剪 |
|||
空气温度 |
0.75 |
0.75 |
0.77 * |
土壤湿度 |
0.93 * * |
0.94 * * |
0.93 * * |
土壤温度 |
0.90 * * |
0.90 * * |
0.91 * * |
休耕 |
|||
空气温度 |
0.70 |
0.75 |
0.73 |
土壤湿度 |
0.94 * * |
0.94 * * |
0.94 * * |
土壤温度 |
0.87 * |
0.90 * * |
0.88 ** |
*显著性P < 0.05, ** P < 0.01
表4:修剪生物质体重减轻与环境因素之间的线性回归答:procera基于不同和用途。 点击这里查看表格 |
|
|
|
氮释放
结果表明,生物量分解过程中氮的释放量呈先增加后降低的趋势。从图4可以看出,刈割后叶片生物量在分解过程中释放的N较高答:procera+作物和休耕。叶柄分解释放氮量为80.6%,以>为主答:procera未经治疗+作物(74.7%)>休耕(64.1%)。N内容在分解POD修剪生物量最初增加。答:procera+作物,种植,休耕。相应的n从分解中释放答:procera荚果修剪生物量分别为90.3、93.7%和90.6%。
图5显示了分解后的N释放答:procera叶柄被修剪的生物量在不同的土地使用中差异很大。数据显示,与不同的修剪和土地使用不论不同的修剪和土地使用,最初和最终分解生物质的含量增加并降低。在分解叶柄修剪生物质的最终N含量答:procera未经治疗的+作物,种植和休耕分别为0.456,0.371和0.667%。从n发布数据(图6)显而易见的是答:proceraPod修剪生物量以更快的速率释放n,然后释放出叶和叶柄。跨分解生物质的组成部分,答:procera刈割生物量氮素释放量最大,休耕时最低。
|
|
|
讨论
基质(凋落物/生物质)质量,气候和数量和分解器的质量是任何生物质衰减率的主要决定因素17,18.在目前的工作中,垃圾和生物质的不同组分分解率的差异答:procera在不同的土地下,可以与衬底(凋落物/生物质)质量(表2)的差异有关,以及下面的微环境的变化答:procera在种植和休耕。生物量中的N和较低的C / N比的浓度较高答:procera可能是由于其分解速度快、叶柄中N浓度低的原因答:procera带来了较慢的分解率。几名工人还报告了N浓度对分解的积极作用19、20、21、22、23 & 24.在答:procera研究结果表明,农林业系统的肥力状况和微生物种群的良好微环境可能是农林业系统生物量分解速率高于休耕的原因。早些时候,安德森和斯威夫特25.指出,高生育率的土壤有利于更快的分解率。若干工人报告的,农业剧系统下的有利于垃圾衰减的角色也可能在更快的垃圾衰减中发挥作用7日,26日27 28.
承认
这项研究工作是在表格中进行的,所有的实验室工作是在Jhansi的国家农林研究中心的实验室中进行的。我非常感谢NRC-AF主任Jhansi对我的支持和指导。我要感谢我的博士导师R. S. Yadav博士在研究过程中与我们分享的宝贵智慧。我也感谢我们的同事,他们直接或间接地参与了形式或实验室的工作,并提供了专业知识,极大地帮助了这项研究工作。
参考
- rai,a.k.(2008)。综合资源管理:可持续生计的方法。发展替代新闻信,18(9)。
- 杨A(1989)土壤保持农林业。CAB International,沃林福德,英国,274页
- 圣雷吉娜一(2001)。西班牙杜埃罗盆地三处半干旱森林的凋落物、分解和养分释放。林业, 74: 347 - 358。
- Wilson GF,Kang Bt和Mulongoy K(1986)Alley Cropping:树木作为绿色粪肥和热带覆盖物的来源。生物农业和园艺3:251-267
- 马蓬戈亚PL, Nair PKR和Dzowela BH (1997a)在津巴布韦半干旱条件下作为玉米氮素来源的多用途树木修剪。混合和修剪对氮素回收率和作物生长的影响。Agrofor Syst 35: 47-56
- Mafongaya PL,Giller Ke和Palm Ca(1998)树木灌浆和垃圾的分解和氮释放模式。Agrofor Syst 38:77-97
- Isaac SR, Nair MA。(2005)。印度喀拉拉邦温暖潮湿的热带地区凋落叶的生物降解。土壤生物学和生物化学, 37(9): 1656 - 1664。
- Palm Ca(1995)农林料树木在间作植物中对营养需求的贡献。Agrofor SYS 30:105-124
- Mugendi DN和Nair PKR(1997)预测肯尼亚热带高原微区树木生物量的分解模式。Agrofor Syst 35: 187-201
- Meentemeyer V(1995)凋落物分解的气象控制:以热带环境为重点。见:Reddy MV (ed)热带土壤生物与凋落物分解,pp 153-182。牛津大学IBH学院,印度新德里
- Devi Nb,Yadava PS。(2006)。印度西北曼普林布尔混合橡木森林生态系统中土壤微生物生物量C,N和P的季节性动态。应用土壤生态学31日:220 - 227。
- 棕榈和桑切斯PA(1991)一些热带豆科树木叶片的氮释放受木质素和多酚含量的影响。土壤生物化学23:83-88
- SWIFT MJ(ED)(1987)热带土壤生物学和生育(TSBF)。区域间研究规划研讨会。特别问题13,生物学国际。Iubs,巴黎,法国,68 pp
- Anderson JM和Ingram JS(1993)。热带土壤生物学和肥力,方法手册。出租车国际瓦林福德。45-49页。
- Bockhelm,J.G .;杰森,E.A.和heisey,d.m.(1991)。北西威斯康星州南部砂土分解叶垃圾的营养动态。能。J. for。res,21:803-812。
- 奥尔森杰斯。(1963)。生态系统中的能量储存与生产者与分解的平衡。生态44: 322 - 331。
- Swift,M.J .;愈合,o.w.安德森,准噶尔(1979)。陆地生态系统中的分解。Blackwell Scientific,牛津,PP.372。
- Jonsson LM, Dighton J, Lussenhop J, Koide RT.(2006)。土壤微生态系统中凋落叶与土壤混合对沥青松外生菌根和土壤节肢动物群落发育的影响土壤生物学和生物化学38(1): 134 - 144。
- 所以J.M.;Aber, J.D.和Musatore, J.F. 1982。氮和木质素对阔叶树凋落叶分解动态的控制ec63: 621 - 626
- Pandey,U.和Singh,J.S.(1982)。叶子凋落物分解在Himalaya的橡木针叶树林。气候和化学成分的影响。为55: 47-59。
- Sandhu, j .;辛哈,M.和安巴赫特,R.S.(1990)。分解垃圾释放的氮leucaena leucophloea在干燥的热带地区。土壤生物。生物化学22日:859 - 863。
- DAS,D.K.和Chaturvedi,O.P.(2003)。林业种植园的垃圾质量效应和分解率。ec44: 259 - 262
- Parton W,Silver Wl,Burke I,Graysens L,Harmon Me,Currie B,King J,Adair EC,Brandt L,Hart S,Fasth B.(2007)。长期分解期间氮释放模式的全球规模相似性。科学,315:361
- Yadav, R.S.;Yadav, B.L.和Chhipa, B.R.(2008)。印度拉贾斯坦邦半干旱地区不同树种的凋落物动态和土壤特性。SYS., 73: 1 - 12
- 安德森,准和Swift,M.J.(1983)。在热带森林分解。在:热带雨林:生态与管理(S.L. Satton,T.C. Whitmore和A.C.Chadwickand,EDS。)。Blackwell,牛津,PP。287-309。
- Meentemeyer,诉(1978)。大气候与木质素分解速率的控制。ec。,59:465-472。
- 摩尔点(1986)。阔叶树和针叶树凋落叶分解速率的温度和水分依赖性。土壤生物。物化学。18: 427 - 435。
- Issac,S.R.和Nair,M。(2002)。开放式和阴影网站上的夹叶垃圾的垃圾衰减,减肥和N动态。印度j . Agrofor。,4:35-39。
这个作品是根据知识共享署名4.0国际许可.