陇东黄土高原春播紫花苜蓿生态气候特征及适生种植区划

根据对春播两年生紫花苜蓿生长状况和相应气象观测资料的分析，探讨了陇东黄土高原地区春播紫花苜蓿的生长发育与平均气温、积温及降水量等生态气侯条件的定量关系，据此得出陇东地区紫花苜蓿的适生种植区划和气侯风险区划。综合区划结果提出开发利用气侯资源的途径和生产紫花苜蓿的对策，为陇东地区进一步调整农业生产结构，发展畜牧业生产和改善生态环境提供依据。     

优良梯田埂坎植物紫花苜蓿研究

概述了紫花苜蓿的形态特征与生物学特性，以调查和试验数据分析了梯田埂坎栽植紫花苜蓿的经济效益、土壤防蚀效益和胁地效应，提出了在梯田埂坎上的栽培管理技术。     

紫花苜蓿铝胁迫抑制消减文库的构建和初步分析

为了分离和鉴定铝诱导基因，以紫花苜蓿小冠品种为对象，以经过40μM铝离子胁迫的紫花苜蓿幼根为实验方，未胁迫的为驱赶方，用抑制消减杂交法（SSH）构建了一个紫花苜蓿铝胁迫消减文库。菌落PCR显示插入片段在250bp到1200bp之间，文库质量良好。通过对文库阳性克隆随机测序和BLASTX分析表明,文库中包含了许多在铝胁迫中发挥作用的基因，涉及到抗氧化作用、信号的传导、发育和能量代谢等多种生理过程，比如过氧化物酶、钙依赖蛋白激酶、蔗糖转化酶、蛋白磷酸脂酶调节因子等。而且许多EST序列与其他生物性和非生物性胁迫诱导相关。为了解紫花苜蓿的耐铝机制和抗性相关基因的克隆奠定了基础。     

高温胁迫对紫花苜蓿的影响及其适应机制的相关研究

紫花苜蓿是优质的多年生豆科牧草,喜温暖半干旱气候。高温能使其植株生长缓慢、枯萎甚至死亡,病虫害增多,严重影响紫花苜蓿的产量和品质,是限制紫花苜蓿推广利用的一个重要环境因子之一。紫花苜蓿在高温胁迫后,细胞膜流动性、光合作用及呼吸效率等发生改变,产生大量的渗透调节物质、活性氧和热激蛋白等,提高了紫花苜蓿的耐热性,形成了适应高温应激的适应机制。本研究在分析紫花苜蓿特征特性的基础上,从高温对紫花苜蓿的影响、紫花苜蓿适应高温胁迫的机制及其耐热性评价指标的选择和可靠性评价的方法等方面综述了紫花苜蓿耐热性的研究现状,为开展进一步的研究工作提供参考。     

紫花苜蓿和马唐根的生物力学性能及相关因素的试验研究

选择固土护坡植物时，植物根的抗拉强度是一项重要的力学指标。对豆科的紫花苜蓿和禾本科的马唐根的抗拉力和纤维素含量的研究表明，根的抗拉强度和纤维素含量均与直径呈显著的负相关关系，根的抗拉强度与纤维素含量呈正相关关系，表明“木本植物根的抗拉强度、直径和纤维素含量关系”的研究结论在这两种草本植物上也同样适用。对紫花苜蓿和马唐根的抗拉强度与其“木质素/纤维素”之间关系的研究表明，两者呈负相关关系，证实纤维素含量对于维持根抗拉强度的作用大于木质素含量。研究发现，豆科紫花苜蓿根的应力-应变为对数函数关系，不符合胡克定律，马唐根的应力-应变关系的本构方程基本遵从胡克定律。直径愈小，紫花苜蓿和马唐根的应力—应变关系对应变率敏感程度愈高，根的极限延伸率愈大。另外，根的抗拉力和直径测试设备的改进，实验结果更准确可靠。这方面研究对揭示植物根系提高土壤抗冲击性和抗剪强度机理，更好地进行水土保持植物的选择和优化组合具有重要意义。     

多氯联苯在紫花苜蓿体内的积累、分布及形态

以紫花苜蓿为材料,研究了多氯联苯(PCBs)在植物根、根瘤、地上部中的积累、分布及存在形态.结果表明,PCBs在紫花苜蓿根、根瘤和茎叶部均有不同程度的积累,其含量为根瘤＞根＞茎叶,而积累量则表现为根＞茎叶＞根瘤,其差异均达极显著水平(p＜0.01),根系表现为主要富集部位.化学连续提取法结果表明,紫花苜蓿根中PCBs可...     

农田浅沟中不同植物的水土保持效果和机理分析

为探究不同植物在东北黑土地区农田浅沟中的水土保持效果，建立裸坡(LP)和种植有紫花苜蓿(V₁)和马蔺草(V₂) 2种植物的坡面浅沟模型，通过在浅沟内模拟上方汇水，进行不同植物覆盖下的浅沟坡面水力侵蚀试验，分析产流产沙特征及水动力学参数时空变化特征。结果表明：(1)相同流量下产流时间为裸坡<紫花苜蓿<马蔺草，产流时间延长，下渗量明显增大，紫花苜蓿(61%)的减沙效果显著优于马蔺草(29%),但紫花苜蓿(33%)减流效果弱于马蔺草(38%)。(2)相同流量下，紫花苜蓿的水力摩擦系数(f)(2.3)高于马蔺草(0.8),同时紫花苜蓿的平均流速(u)略低于马蔺草，弗劳德数(Fr)表现为紫花苜蓿<马蔺草，平均雷诺数(Re)表现为紫花苜蓿<马蔺草，整体表现为紊流。(3)通过拟合函数分析，3组处理下雷诺数与流速和摩擦系数呈正相关，但函数关系略有差别；弗劳德数与摩擦系数呈负相关，均符合对数函数变化规律。产流率和产沙率的降低归因于植被覆盖增大径流受到的摩擦力，同时提高径流入渗率，并且紫花苜蓿的减流减沙效果优于马蔺草；随着流量增大，马蔺草...     

甘肃中部半干旱区紫花苜蓿耗水规律及土壤水分变化特征研究

利用大型蒸渗仪于2001—2002年连续2年测定的甘肃中部半干旱地区紫花苜蓿生长期日耗水量以及土壤水分资料，分析研究了耗水规律和土壤水分变化特征。结果表明：紫花苜蓿全生长期总耗水量约在382．9mm左右，日耗水量随降水量的增大而增大，在整个生长期内基本呈现周期性正弦曲线波动，土壤水分的周年变化可划分为3个时期：春季失墒期、夏季波动变化期、秋季增墒期；垂直变化分为3个层次：多变层(0～30cm)、缓变层(30—10Ocm)、稳变层(100～200cm)。     

陇东塬区适生农作物水分利用率及经济效益对比分析

通过对黄土高原典型残塬"董志塬"主要粮食作物冬小麦和当家牧草紫花苜蓿、特色作物黄花菜耗水量、水分利用率及经济效益的对比分析,得出底墒较好的偏旱年份(有春旱),冬小麦耗水量最大,全生长季耗水量481mm,春季生长期耗水量312mm。紫花苜蓿经济效益最高,约为冬小麦和黄花菜经济效益的2.4～2.5倍,冬小麦和黄花菜经济效益比较接近;底墒较差的偏旱年份(有春旱),冬小麦耗水量接近紫花苜蓿,全生长季耗水量386mm,春季生长期耗水量210mm,但基本没有经济效益,而紫花苜蓿经济效益持续上升,黄花菜经济效益比较稳定。结论认为陇东塬区紫花苜蓿种植气候风险最小,经济效益较高,黄花菜次之,冬小麦种植气候风险最大,经济效益较差,播种面积应逐步压缩。     

灌溉和施磷对紫花苜蓿土壤水分动态及根重的影响

采用完全随机裂区设计,常规灌溉量(330mm),节水20%灌溉量(264mm)和节水40%灌溉量(198mm)作为主处理,施磷量(0,60,120和180kg/hm²)作为副处理,研究了不同灌溉量和施磷量对紫花苜蓿土壤贮水量、耗水强度、水分利用效率和根重的影响。结果表明,土壤贮水量、紫花苜蓿耗水强度和根重随灌溉量增加而增加,水分利用效率随灌溉量增加而降低。施磷对紫花苜蓿土壤贮水量和耗水强度影响不明显。紫花苜蓿水分利用效率和深度0-40cm根重随施磷量的增加表现为先增加后降低,当施磷量达到120kg/hm²时,紫花苜蓿水分利用效率﹝26.50kg/(mm·hm²)﹞和全生育期平均根重(1 320.78g/m²)达到最大值。     

长期施用氮磷和有机肥对不同种植体系土壤有效硫累积的影响

以22年定位试验为基础,研究了长期施用氮磷和有机肥（NPM）对不同种植体系土壤有效硫在剖面上分布与累积状况。结果表明,在60–80 cm土层各处理出现第一个累积峰,累积峰值为:粮饲轮作31.3、玉米连作29.2、小麦连作27.9、粮豆轮作25.6、苜蓿连作24.0 mg/kg;在140–180 cm 土层各处理又出现有效硫的第二个累积峰,累积峰值为:粮饲轮作44.7、粮豆轮作43.1、小麦连作41.0、玉米连作39.7、苜蓿连作36.5 mg/kg。第二累积峰值均大于第一累积峰值。0–200 cm土层有效硫总累积量粮饲轮作高达746.3 kg/hm2,其次为玉米连作640.6、粮豆轮作为638.3、小麦连作为622.4、苜蓿连作最小为557.3 kg/hm2。长期施用磷肥和有机肥是有效硫在土壤中累积的主要因素,有效硫在土壤剖面上有向深层迁移的趋势。不同作物对硫的吸收利用差异和不同种植方式对有效硫的累积与分布产生影响。     

Effects of perennial fodder crops on soil structure in agricultural headlands

In agricultural headlands, rooting and yield of crops may be limited because of soil‐structure changes as a consequence of multiple passes of turning machinery. We hypothesized that perennial forage crops can substantially alter soil structure in agricultural headlands. On one experimental field and two commercial farms on Haplic Luvisols from respectively loess and sandy loess in the Lower Rhine Bay (Germany), we investigated how 4 y of continuously grown grass/clover or alfalfa affected soil structure and the performance of subsequent spring wheat. Compared with a crop rotation with annual plowing to 30 cm soil depth, perennial forage crops led to increased soil C content (+1.3% to +22.8%) and N content (+4.2% to +15.1%), higher densities of medium and coarse biopores at a depth of 35 cm, more large water‐stable soil macroaggregates, higher biomass and abundance of anecic earthworms, and higher grain yield and grain protein content of spring wheat grown as the following crop. Root‐length density of spring wheat in the subsoil was not affected by the preceding perennial fodder crops in two of the three field trials. We concluded that besides increasing N input to the soil, perennial cropping of grass/clover or alfalfa has effects on soil structure that may substantially reduce yield losses in agricultural headlands.     

时空尺度对灰色系统理论预测秸秆折标煤量的影响研究

能源供给潜力的准确预测对秸秆生物质资源开发具有重要意义,数据的时空尺度对预测精度有重要的影响。在不同的时间尺度（7、10、12和15a）下研究了灰色系统理论Grey Model（1,1）模型及其拓展形式对全国、京津冀、河北三个空间尺度上秸秆折标煤量的预测精度,确定各空间尺度上的最优模型和数据时间尺度,分析影响可收集秸秆折标煤量的主要因素,并得到2021-2030年的预测结果。结果表明,灰色Verhulst模型的预测效果整体最好,10a时间尺度下的预测精度要明显高于7a、12a和15a,全国地区的预测精度为99.69%和99.72%,高于京津冀和河北省地区的预测精度;全国主要农作物和粮食农作物可收集秸秆折标煤量主要受到播种面积和单位面积产量双因素的影响,而京津冀和河北地区的主要农作物和粮食农作物可收集秸秆折标煤量则主要受单位面积产量的影响;2021-2030年的预测结果表明,全国主要农作物和主要粮食作物的可收集秸秆折标煤量基本稳定,而京津冀和河北地区的秸秆可收集折标煤量呈增加趋势,且主要粮食农作物的秸秆折标煤量的增速高于主要农作物秸秆折标煤量的增速。研究结果反映了京津冀协同发展对京津冀地区尤其是河北现代化农业格局发展和秸秆生物质资源量的影响,得到了不同空间尺度上影响秸秆折标煤量的关键因子,对灰色系统理论预测秸秆生物质资源潜力、推动能源格局转变有理论意义。     

基于减少土壤硝态氮淋失的作物搭配种植模式研究进展

农业生产中为获得较高作物产量而投入大量的化学肥料,同时不合理的田间管理措施使硝态氮在土壤中大量累积,增加了淋溶风险。不同作物搭配生长及种植模式在协同提高作物产量、充分利用光热资源、提高集约化生产能力方面是一种有效的栽培措施,同时在高效利用土壤养分、改善生态环境、降低硝态氮污染方面具有很大潜力。本文从不同类型作物搭配生长及不同种植模式(设施蔬菜与填闲作物、粮食作物与经济作物、粮食作物与粮食作物、粮食作物与露地蔬菜、蔬菜与蔬菜)方面综述了高效利用土壤氮素、降低土壤硝态氮累积与淋失的效果,并根据不同类型作物特点进行了机理上的解释。文末以搭配作物根系为突破点对作物种植模式进行了研究展望。     

中国灌溉农田粮食作物水分利用效率的研究

以1980年至1986年、22个省(市、自治区)、10种作物、共计4422个站的年实测作物耗水量和产量数据为基础,用加权平均法计算得到全国灌溉农田上粮食作物平均水分利用效率值约为1.1kg/m³。并根据典型试验站作物产量、总耗水量及水分利用效率之间的相互关系,以及全国粮食作物单产随年分的变化趋势,经分析认为这一数值可以作为衡量全国灌溉农田上粮食作物平均水分利用效率的现状值     

黄土高原小杂粮作物生产态势与地域分异

分不同地区和作物,对黄土高原小杂粮生产情况进行了系统研究,表明小杂粮在黄土高原旱作农区粮食生产中居重要地位。山西省小杂粮播种面积最大,甘肃省次之,宁夏回族自治区播种面积虽不及陕西省,但所占粮食播种面积的比重却较高。在不同小杂粮作物中,以马铃薯分布面积最大,谷子次之,其后依次是荞麦、绿豆,其他作物则分布相对较少。同时对小杂粮分布最为集中的黄土高原水土流失区主要小杂粮作物区域分布进行了研究,将该区分为3个区,10个亚区,评述了各区主要小杂粮生产和分布特点,为合理开发小杂粮资源提供决策依据。     

硒、钴对苜蓿青干草营养水平影响的研究

通过在苜蓿草地上基施硒、钴物料的田间试验,研究苜蓿对硒钴的吸收、积累和转化特点,以及各种物料对苜蓿青干草中营养成分和微量元素含量的影响。结果表明: （1）硒或钴物料均能提高苜蓿青干草中硒的含量,物料中硒含量越高,青干草中硒的含量也越高。钴能显著提高苜蓿青干草中的钴含量,过量施钴会造成钴料的浪费。虽然硒对草中钴积累量影响不大,但硒钴混合物料可显著提高牧草钴的积累量,物料中硒含量越高草中钴的积累量越多。（2）硒钴的合理混施能显著提高苜蓿对硒、钴的利用率以及物料中无机硒向牧草中有机硒的转化率,提高牧草中硒的有效性和安全性。（3）在所有硒、钴物料中,高硒低钴能提高苜蓿青干草的粗蛋白和粗脂肪含量,对粗纤维和无氮浸出物影响不大。而其他硒、钴物料均能显著提高苜蓿干草中的粗纤维含量,降低粗脂肪含量,对粗蛋白和无氮浸出物含量影响不大。（4）硒钴混合物料能显著提高苜蓿青干草中Mo、Cu、B、Fe、Mn、Zn 6种元素的含量,其中Mo的提高幅度最大为142.34 %～256.45 %, 其次为Fe、Mn和Zn,提高幅度分别为48.16 %～59.45 %、32.88 %～41.66 %和37.10 %～96.39 %。Cu和B的提高幅度最小,分别为13.43 %～37.33 %和14.60 %～39.67 %。     

The productivity and energy potential of alfalfa,fodder galega and maize plants under the conditions of the nemoral zone

This study aimed to investigate the productivity of two C3 legumes – alfalfa (Medicago sativa L.) and fodder galega (Galega orientalis Lam.) – and the feasibility of their use as renewable energy resources. Maize (Zea mays L.), a well-established bioenergy crop belonging to the C4 plant group, was used as a baseline in comparison. Field trials were conducted at the Institute of Agriculture at the Lithuanian Research Centre for Agriculture and Forestry during the period 2012–2013. The perennial forage legumes were grown without mineral or organic fertilizers. The maize was grown (a) without and (b) with nitrogen fertilizers. The perennial forage legumes were harvested three times per growing season. Carbon (C), nitrogen (N) and sulphur (S) contents of biomass were determined by using a dry combustion method. The calorific value of biomass was determined by a combustion method using an IKA bomb calorimeter. The largest share of the total annual yield of biomass of perennial forage legumes was obtained from the first cut and amounted to 54% and 57% for alfalfa and fodder galega, respectively. The S content of biomass was similar in all crops investigated, but the N content was higher in perennial forage legumes. Biomass C content did not differ between the crops, but the C:N ratio was widely varied – from 28–35 in fertilized maize, to 16–17 in alfalfa and 15–16 in fodder galega. This study showed that alfalfa and fodder galega can be grown as energy crops under less intensive management; however, the specific chemical composition of biomass should be considered before choosing the most appropriate conversion process.     

轮作模式与周期对黄土高原旱地小麦产量、养分吸收和土壤肥力的影响

【目的】粮草轮作、粮豆轮作是黄土高原旱地区常见种植制度,本文利用长期定位试验探索该地区轮作制度和茬口年限对小麦产量、养分吸收和土壤肥力的影响,以期优化旱地作物种植制度。【方法】长期定位试验始于1984年,试验设8个处理:对照(小麦连作,CK),粮草长周期轮作(3组种植方式:2茬小麦→4茬苜蓿→1茬马铃薯→小麦,WAT1;小麦→4茬苜蓿→1茬马铃薯→2茬小麦,WAT2;4茬苜蓿→马铃薯→3茬小麦,WAT3),粮草短周期轮作(2组种植方式:小麦+红豆草→红豆草→小麦,WST1;红豆草→小麦→小麦+红豆草,WST2),粮豆轮作(2组种植方式:小麦+糜子→豌豆→小麦,WPT1;豌豆→小麦→小麦+糜子,WPT2)。小区面积66.69 m2,每个处理重复3次,随机区组排列。小麦收获后采集植物及土壤样品,测定小麦产量、籽粒和秸秆养分含量、土壤肥力性质。【结果】与小麦连作相比,轮作小麦籽粒增产1.47%~29.66%,秸秆增产2.17%~29.77%,粮草轮作增产效果更显著,轮作优势在豆科牧草后第二年最高,第三年减弱。粮草长周期轮作有利于小麦对N、K、Fe、Cu、Zn的吸收,吸收量在苜蓿茬后第三年第二年第一年;粮草短周期轮作可提高小麦对N、K、Fe的吸收量,红豆草茬后第1年吸收量稍高于后第二年;粮豆轮作有利于小麦吸收N、K、Fe、Mn,豌豆茬后第二年吸收量大于第一年。轮作制度和茬口年限对小麦微量元素养分收获指数的影响程度大于大量元素,粮豆轮作有利于N、P、Cu向籽粒转移,3种轮作制度下小麦K收获指数均低于连作小麦,粮草轮作中小麦Fe收获指数低于连作小麦。轮作后,土壤全氮增加11.54%~20.51%,碱解氮提高9.66%~21.56%;粮草短周期轮作对土壤有机质、氮素和速效钾的提升作用突出,但有效磷亏缺23.97%;粮豆轮作对土壤磷素累积和有效化作用明显,其有效磷比小麦连作增加45.52%。【结论】黄土高原旱地区增加小麦产量、改善籽粒矿质营养,实现土壤培肥的较优轮作模式为红豆草(2~4年)→小麦(2年),以4~6年为一个轮作周期,同时注意增施磷肥。     

国内外主要粮食作物对施用锌肥响应的研究进展

【目的】 锌 (Zn) 对于人体健康至关重要，缺Zn会影响人体正常发育，并易受致病菌的入侵，降低人体耐受氧化胁迫的能力。人体主要通过摄食的方式补Zn，占全球50%的用于种植粮食作物的耕地缺Zn，主要粮食作物中可食部分的Zn含量普遍偏低，世界上50%的人口健康受到了影响。本文通过探讨国内外主要粮食作物对Zn肥施用的响应，旨在为以后相关的作物富Zn研究提供理论依据。 主要进展 施用Zn肥可以有效改善主要粮食作物籽粒部分的缺Zn状况，土施与叶面喷施均可提高主要粮食作物小麦、水稻和玉米可食部分的Zn含量，并能够增加产量。但由于受到土壤pH、有机质含量等的影响，土施Zn肥有效性偏低，施用的量较大，Zn肥的表观利用率低于叶喷Zn肥，叶喷Zn肥的增产效果显著低于土施Zn肥；锌肥的效果还受营养元素之间交互作用的影响，Zn与P和Fe存在拮抗作用，与Cu存在协同作用；Zn元素在籽粒的不同组份中为不均匀分配，在麦麸、小麦籽粒、白面粉中的含量依次递减，在水稻籽粒、糙米、精米中的含量也依次下降，Zn元素在主要食用的白面和精米中的分配较低；小麦籽粒部分的Zn来自于根的吸收以及茎和叶的再分配，水稻籽粒部分的Zn主要来自于根的吸收。 问题与展望 目前有关Zn在肥–土–作物系统中的迁移分配规律尚不清楚，施用Zn肥的成本较高，肥料中各营养元素的最佳投入量与最佳配比还不确定。因此，Zn肥施用可在以下六个方面进行深入研究:1) Zn元素在肥–土–作物系统中的吸收分配机制，清楚掌握Zn元素在肥–土–作物系统中的富集与分配规律，建立全国主要农田土壤的Zn数据库，构建产量、富Zn量与Zn肥之间的响应模型；2) 研发肥料施用技术及新型廉价肥料，降低补施Zn肥的成本；3) 继续研究Zn与其它营养元素之间的协同和拮抗作用，找到最佳投入量与最佳配比，整体提升粮食作物的营养价值；4) 改善土壤理化性质，提高Zn肥对于农作物的有效性及其肥效的持久性；5) 加强高富Zn品种的筛选，获得对Zn肥高产量与高富Zn量响应的品种类型；6) 研究主要粮食作物富Zn的分子生物学机制，进行品种的改良。