Spatio-temporal changes in annual accumulated temperature in China and the effects on cropping systems, 1980s to 2000

Change in thermal conditions can substantially affect crop growth, cropping systems, agricultural production and land use. In the present study, we used annual accumulated temperatures > 10 degrees C (AAT10) as an indicator to investigate the spatio-temporal changes in thermal conditions across China from the late 1980s to 2000, with a spatial resolution of 1 x 1 km. We also investigated the effects of the spatio-temporal changes on cultivated land use and cropping systems. We found that AAT10 has increased on a national scale since the late 1980s, Particularly, 3.16 x 10(5) km(2) of land moved from the spring wheat zone (AAT10: 1600 to 3400 degrees C) to the winter wheat zone (AAT10: 3400 to 4500 degrees C). Changes in thermal conditions had large influences on cultivated land area and cropping systems. The areas of cultivated land have increased in regions with increasing AAT10, and the cropping rotation index has increased since the late 1980s. Single cropping was replaced by 3 crops in 2 years in many regions, and areas of winter wheat cultivation were shifted northward in some areas, such as in the eastern Inner Mongolia Autonomous Region and in western Liaoning and Jilin Provinces.

中国古牡丹资源调查及衰老相关研究

牡丹（Paeonia suffruticosa Andr.）是芍药科芍药属牡丹组植物，花大、色艳、型美、香郁、药用范围广、文化内涵丰富，被尊为“国色天香”、“花中之王”。我国植牡丹、赏牡丹有1600多年的历史，培育了许多价值高的品种，遗憾的是个别黄色、鲜红色、绿色等珍贵品种不断消失，而且现有的一些文化价值与观赏价值极高的古牡丹、著名的牡丹园的老牡丹均出现了衰弱现象，有的已奄奄一息。为了探索传统牡丹品种消失及牡丹衰老的原因，本研究在充分调查、整理国内品种资源的基础上，总结了牡丹品种的传承和消失情况，掌握了古牡丹的资源状况。通过连作土壤栽培试验证明了牡丹连作障碍的存在，并选定了生长在同一区域的5、10、15、20、25、30年生6个株龄的‘洛阳红（Luo Yang Hong）’为研究对象，从形态指标的调查、生理指标的测定、根际土壤及根系浸提液的化感成分分析三个方面着手，确定了牡丹开始衰老的时期;揭示了牡丹衰老机理;总结了古牡丹保留、复壮、养护办法;为牡丹专类园的管理及可持续性发展提供了理论和技术指导。本研究主要结果如下： 1、牡丹品种和古牡丹资源 通过对中国牡丹品种资源的文献查阅和实地考察，系统整理了我国不同时代的品种状况，调查结果表明：宋、元、明、清共有品种1109种，目前仅存143种，品种资源消失十分严重。收集整理了49处古牡丹资料，并据此绘制了我国目前古牡丹分布图;实地调查了17处24株古牡丹，详细介绍了部分品种的来历传说、生长状况和衰亡原因。5个优良传统品种在中国科学院植物研究所牡丹种质资源圃内得以保存，其中潞城古牡丹，植株最大（高2.3 m，冠径5.6 m），且生长旺盛;西溪牡丹属丰花品种，40年植株可开花811朵。 2、牡丹连作障碍 利用牡丹连作根际土壤及其浸出液栽培牡丹，结果表明，播种苗及分株苗的生长均受到了抑制;连作年限越久的处理抑制作用越强;根际土壤浸出液对牡丹生长的影响较大，对前期地下部和后期地上部都有很强的抑制作用，而且还抑制了上胚轴休眠的解除;根际土壤对后期株高和展叶幅的影响较大，对播种苗前期生根影响不大。牡丹存在连作障碍现象，连作障碍是牡丹衰弱的重要原因。 3、牡丹衰老时间及机理 通过对6 个株龄‘洛阳红’的形态、生理指标及根际土壤化感成分的比较得出，牡丹在同一地方大约栽植15 年后开始衰弱，20 年以内应该采取复壮措施。利用气相色谱—质谱联用技术（Gas Chromatograph-Mass Spectrometer, GC-MS）检测到根际土壤及根系浸提液中主要存在：烷烃、烯烃、芳香烃、醇、醚、酚醌、有机酸、醛、酮、酯、苯、胺等12 类有机物。对比分析得出有12 种物质可能是根系分泌物，根际土壤中可能具毒害作用的物质有40 种，栽植牡丹使土壤中增加的物质有24 种。 4、古牡丹复壮技术及应用 栽培基质中添加活性炭、沙子、麦饭石等均能有效的促进牡丹的生长，以活性炭的效果最好。对“汉牡丹”实施了综合复壮措施，效果明显。

施氮水平对黄土旱塬区小麦产量和土壤有机碳、氮的影响

施用氮肥是提高作物产量和土壤有机碳(SOC)、氮(TSN)含量的重要养分管理措施。利用长期田间试验(19842~007),定量评价了常规耕作条件下5个施氮水平N 0(N0)、45(N45)、90(N90)、135(N135)和180(N180)kg/hm2处理下,小麦子粒产量、SOC、TSN和氮肥利用效率的变化。研究了施氮水平对黄土旱塬区小麦产量、SOC和TSN积累的影响。结果表明,19842~007年期间,N0、N45、N90、N135和N180处理小麦产量的平均值依次为1.2、2.4、2.9、3.2和3.4t/hm2;N0处理的小麦产量随试验年限而降低,年降低幅度达67 kg/hm2(P<0.001);但增施氮肥处理小麦产量降低趋势得到显著控制,当施氮水平提高到N 90 kg/hm2时,产量随年限呈现出缓慢升高的趋势。随着施氮水平的提高,地上部氮肥利用率由40%(N45)降低到28%(N180)。不同施氮水平条件下,SOC含量随年限呈缓慢升高趋势。23年后(2007年),N0、N45、N90、N135和N180处理下,0—20 cm土层SOC储量依次为16.9、18.2、18.7、19.0和19.1 t/...

黄土旱塬区冬小麦不同施肥处理的土壤呼吸及土壤碳动态

依据黄土旱塬区黑垆土上中国科学院长武站长期定位试验(始于1984年),于2008年3月到6月,测定了冬小麦连作系统中返青期、拔节期、抽穗期、灌浆期和收获期土壤呼吸日变化、生育期变化以及土壤可溶性有机碳(Dissolved organic C,DOC)和微生物量碳(Soil microbial biomass C,MBC),研究了施肥措施对土壤呼吸、DOC和MBC的影响以及土壤呼吸与碳组分之间的关系。研究涉及6个处理:休闲地(F)、不施肥(CK)、有机肥(M)、氮肥(N)、氮磷肥(NP)和氮磷有机肥(NPM)。结果表明,冬小麦连作系统中土壤呼吸的日变化格局呈单峰曲线,最高值出现在12:00左右(拔节期)和14:30左右(成熟期),最小值出现在0:00～3:00之间或6:00左右;冬小麦土壤呼吸速率拔节期最高,其次是灌浆后期,抽穗期最低;不同施肥条件下,各生育期土壤呼吸速率大小顺序:NPM>M>NP>N>CK>F。土壤水分亏缺是导致抽穗期和灌浆期土壤呼吸速率降低的重要原因。各施肥处理DOC含量高低顺序为灌浆期>抽穗期>成熟期>返青期>拔节期;除M,NPM处理MBC含量拔节期>灌浆期外,各施肥处理MBC含量高低顺序...