当前世界环境

介绍

建议采用农林业方法来实现土壤保持，这是改善本德尔坎德邦半干旱地区农村人民生计和创造机会的可持续选择¹．大多数推荐的树种是快速生长的豆科植物，可以在适当的频率修剪到理想的高度。这些由叶子和未成熟的茎组成的修剪被添加到作物行之间的土壤中。因此，在作为物理屏障捕获侵蚀土壤的同时，树木也作为土壤覆盖材料的来源。增加修剪后的土壤逐渐分解和养分释放，可以改善土壤的有机质和养分状况^2、3并影响相关农作物的产量^4、5．在农林业中使用的树种通过添加修剪来提高土壤肥力的能力不同^6、7．这是由于每年产生的修剪生物量的种间变化²，它们的营养成分⁸以及分解和养分释放的速度^7、9．增加修剪后的分解速率和养分释放速率取决于诸如降雨和温度制度等气候因素^9、10和11凋落物质量由其木质素、多酚和氮含量决定^5、11．生物量分解和养分释放在农林业树种选择中起着重要作用，因为需要调节养分释放模式并使其与相关作物的养分需求同步^2、12．

青合欢(Albizia procera)是印度中部半干旱地区的原生和最常见的农业/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进潜力，它由森林部门在各州种植，也由农民根据农林计划种植。它通过存在于根瘤中的共生细菌来固定氮，从而提高土壤肥力。本调查旨在分析…的影响Albizia procera基于农林业改善土壤有机碳状态和氮素有效性。

因此，本实验的目的是表征和比较不同植物的生物量分解和氮损失的模式和数量Albizia procera印度中部半干旱地区不同土地利用方式的差异。

材料与方法

研究地点和植物材料

这项研究是在六岁时进行的答:procera印度北方邦Jhansi国家农林业研究中心研究农场的农林业系统。试验田位于25号⁰北纬27度，78度⁰东经35度，海拔271米，位于印度中部高原半干旱区。该地区年平均降雨量为806毫米，其中约80%发生在6月至9月之间，伴有间歇性干旱。月平均气温普遍偏高，最高可达39.8度⁰5月和6月气温为摄氏5度，最低气温为摄氏8度⁰C在十二月和一月。在夏季，气温偶尔会达到48度⁰C.该地区的月平均蒸发量在4 -6月最高(9.40-15.2mm)，其他月份在1.90-6.00 mm之间。试验田土壤为代表印度邦德尔坎德邦(U.P.)黑土与红土混交群的Parwa土，属于土壤目Alfiso1 .质地、保湿性、和易性中等，即使在轻度蒸发情况下，干旱超过2-3周也容易结皮。

2000年7月，试验田建立农林(作物+林木)体系Albizia procera作为树组件。答:procera种植间距为8米× 4米，地块面积为576米²(18棵树^－1)，重复三次。下答:procera采用黑豆-芥菜作物序列作为间作。在哈里夫季节(黑克)施用氮肥20kg / hm2，磷肥40 Kg/ hm2，在rabi季节(集合)施用氮肥60 Kg/ hm2，磷肥40 Kg/ hm2和钾肥40 Kg/ hm2。在两种修剪制度下，间作黑克是雨养的，因此芥菜每年灌溉两次^圣花期和2期^nd在水晶石形成时)。

生物质分解与养分分析

新鲜修剪生物量(叶，叶柄和豆荚)Albizia procera从田间采集，72℃烘干⁰C仍然是恒定的重量。标准的垃圾袋技术¹⁴为表征凋落物分解动态。

将树各组分5.0 g的样品转移到尼龙网袋(20 × 20 cm, 2 mm孔径)中。270个袋(3x3x5x6)随机放置在试验田各树冠下的土壤表面。每个月，每个生物质组分5袋答:procera都是从不同土地的地板上收集的。这样提取的生物质样品使用细网筛在细射流下清洗，以去除所有粘附的土壤颗粒，并在72℃下干燥⁰C至恒重，称重后在威利磨磨机磨碎，通过1mm筛网。对样品进行氮分析。

数据分析

为了评价养分释放模式，利用方程估计了分解生物量中剩余的养分¹⁵

%剩余养分= (C/C)₀) x (DM/DM₀) × 10²

在那里,

C =采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 =取样时干物质的质量

DM₀=待分解生物量的初始干物质

通过负指数衰减模型计算了整个研究周期内不同组分的分解剪枝生物量的衰减率系数(k)¹⁶由方程表示:

X / X₀= e^kt

此外，继Olson(1963)之后，从k值估计50%(半衰期)体重减轻所需的时间，使用以下公式:

t₅₀= In (0.5) / -k = -0.693 / -k

同样，95%衰减所需的时间可以估计如下

t_0.95= 2.9957 / k

土地利用的影响Albizia procera利用SYSTAT Ver.9 (SYSTAT Inc. 1998)的一般线性模型，采用方差分析的方法对土壤的分解、养分动态和累积影响进行了检验。

结果

分解及分解系数

刈割生物量不同组分分解的平均失重规律答:procera如图1、2、3所示。不同土地利用方式下6个月体重下降趋势为:种植>休耕>答:procera+叶片种植;裁剪>答:procera+种植>叶柄休耕答:procera+种植>种植>豆荚休耕数据进一步显示(表1)，对于95%的腐烂，修剪生物量叶片、叶柄和豆荚需要568、767和831天;969、1046和1094天;分别为414、432和445天答:procera+种植、种植和休耕。

表1:黄合欢剪后生物量不同组分分解参数

修剪后生物量基质质量与分解系数的Pearson相关系数

对数据(表2)的解释表明，腐烂率系数与修剪后的叶片、叶柄和荚果的半纤维素、N、P浓度呈显著正相关，其中荚果的相关性较强(r = 0.780)。进一步解释了腐率系数与修剪后叶片、叶柄和荚果的木质素、木质素/N、C/N、C/P和ADF呈显著负相关，且荚果中相关性较强。

表2:基材质量(修剪后的生物量)与分解常数(k)在不同土地利用方式下的平均Pearson相关系数

* P < 0.05， ** P < 0.01

刈割生物量失重与环境因子的Pearson相关及线性回归分析答:procera基于不同的土地用途。

气候因子对腐解率的影响通过与剪枝生物量失重百分数的相关关系来评价(表3)。剪叶生物量失重百分数与气温呈正相关，且只有在答:procera未经修剪的作物。土壤温度和土壤湿度与各土地利用方式的生物量损失率呈极显著正相关(P<0.01)。叶柄损失率与土壤湿度、土壤温度呈极显著正相关(p<0.01)，与气温呈极显著正相关(p<0.01)答:procera未经修剪的作物。土壤湿度和土壤温度与豆荚失重率呈极显著相关(P<0.01)。

对气候因素对减重百分比的显著影响进行线性回归分析(表4)。在分解过程中，气温、土壤湿度和土壤温度与各土地利用方式各组分失重率呈显著相关(P<0.05)。

表3:刈割生物量失重与环境因子的Pearson相关系数答:procera基于不同的土地用途。

* P < 0.05， ** P < 0.01

表4:刈割生物量失重与环境因子的线性回归答:procera基于不同的用途。 按此查看表格

图1:经叶片修剪的生物量重量损失百分比 剩下的下答:procera土地用途 点击此处查看图

图2:叶柄修剪后生物量重量损失的百分比答:procera土地用途 点击此处查看图

图3:豆荚修剪后生物量重量损失的百分比答:procera土地用途 点击此处查看图

氮释放

结果表明，在枯枝生物量分解释放过程中，N含量先升高后降低。从图4可以看出，种植下剪叶生物量在分解过程中释放出较高的N答:procera+作物和休耕。种植条件下叶柄分解释氮量为80.6%，其顺序为:种植>答:procera未修剪+作物(74.7%)>休耕(64.1%)。在豆荚修剪后的分解生物量中，氮含量开始增加。答:procera+作物，种植，休耕。相应的分解释放N答:procera豆荚修剪后生物量分别为90.3%、93.7%和90.6%。

图5显示了分解释放的N答:procera不同土地利用方式的叶柄修剪生物量差异较大。数据表明，在不同的修剪方式和土地利用方式下，叶柄修剪后分解生物量的氮含量均呈现先升高后降低的趋势。叶柄剪枝生物量分解终氮含量答:procera未修剪+作物、种植和休耕分别为0.456%、0.371%和0.667%。从N个发布数据(图6)可以明显看出答:procera豆荚修剪后的生物量释放氮的速度较快，其次是叶片和叶柄。在分解生物量的各个组分中，答:procera修剪后的生物量在种植期释氮量最大，休耕期释氮量最小。

图4:叶片生物量分解释放的氮 答:procera根据不同的土地用途 点击此处查看图

图5:叶柄生物量分解释放的氮答:procera根据不同的土地用途 点击此处查看图

图6:豆荚生物量分解释放的氮答:procera根据不同的土地用途 点击此处查看图

讨论

基质(凋落物/生物量)的质量、气候和分解生物的数量和质量是任何生物量衰变率的主要决定因素^17、18．在本工作中，研究了不同组分凋落物分解速率和生物量的差异答:procera不同土地利用方式下的生物多样性可能与底物(凋落物/生物量)质量的差异(表2)和底物下微环境的变化有关答:procera在种植和休耕期间。生物量中较高的N浓度和较低的碳氮比答:procera可能是其分解快、叶柄氮浓度低的原因答:procera使分解速度变慢。一些工人也报道了氮浓度对分解的积极影响^{19、20、21、22、23 & 24}．在答:procera研究结果表明，与休耕相比，农林业系统的生物量分解率更高，这可能是由于农林业系统的高肥力状况以及有利于微生物种群的微环境。早些时候，安德森和斯威夫特²⁵指出高肥力的土壤有利于更快的分解速度。据一些工作者报道，农林业系统下的有利小气候也可能在更快的凋落物腐烂中发挥作用^{7日,26日27 28}．

鸣谢

本研究工作在该中心进行，所有实验室工作都在Jhansi国家农林业研究中心的实验室进行。我非常感谢NRC-AF主任Jhansi的支持和指导。我要感谢Dr. R. S. Yadav，我的博士导师，在研究过程中与我们分享了他的智慧。我也感谢我们的同事直接或间接参与表格或实验室工作，并提供专业知识，极大地帮助了这项研究工作。

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