不同灌溉条件下不同类型冬小麦产量水分利用效率差异原因分析

以旱地品种"西峰20"和"晋麦47"、水旱兼用型品种"石家庄8 号"、高水肥地品种"石4185"和"科农9204"5 个冬小麦品种为材料, 通过田间不同灌溉处理试验研究了不同抗旱类型冬小麦品种收获指数和群体水分利用效率对产量水分利用效率的影响差异。结果表明: 不同抗旱类型的小麦在不同灌溉处理下, 产量水分利用效率(WUE_y)以及变化趋势存在显著差异。旱地冬小麦品种WUE_y 和收获指数(HI)显著低于水地品种和水旱兼用型品种。不同品种间WUE_y 最大相差42.01%, HI 相差25.91%。HI 和群体水分利用效率(WUE_bm)与WUE_y 呈显著正相关关系。株高与HI 呈显著负相关关系(R²=0.574)。在不灌溉条件下, 品种间WUE_y 差异源自HI 的差异; 而在补充灌溉条件下, 品种间WUE_y 的差异源自WUE_bm 和HI 的共同作用。说明不同抗旱类型的小麦对不同灌溉处理的响应方式和适应策略不同。旱地品种在干旱胁迫条件下, 主要靠增加WUE_bm 来提高WUE_y; 而水地品种和水旱兼用型品种在补充灌溉中凭借较高的WUE_bm 和HI 共同作用提高WUE_y。     

植被斑块格局对砒砂岩坡面土壤侵蚀强度的影响

选取水力侵蚀极其剧烈的砒砂岩区为研究对象,基于野外径流小区的连续监测试验,采用三维激光扫描、无人机航拍与方差均值比率法相结合,对比分析砒砂岩坡面3种典型自然植被格局(聚集分布、均匀分布、随机分布)下的产流产沙特征与坡面微地形的演变规律。结果表明:(1)均匀分布格局对减缓水力侵蚀条件下砒砂岩坡面土壤侵蚀强度的效果最明显,与裸坡相比,减流率达到64%,减沙率达到72%,土壤流失量最少,为0.05 kg/m²。径流泥沙量之间存在多项式曲线关系,拟合函数为y=-0.0462X²+0.5355X-0.865,R²=0.736。(2)均匀分布格局的侵蚀区面积最小,为12.28 m²;沉积区面积最大,为3.44 m²,土壤侵蚀强度较其他坡面弱,以轻度侵蚀为主。(3)均匀分布格局的径流泥沙量与平均沉积深度之间的相关性较强,与径流量呈显著正相关(p＜0.05),相关系数为0.603;与泥沙量呈极显著正相关(p＜0.01),相关系数为0.771。     

黄淮麦区小麦籽粒锌含量差异原因与调控

小麦高产优质生产对保障我国粮食安全和人们营养健康有重要意义。通过实地调研和取样分析,研究了黄淮麦区276个田块的小麦籽粒锌含量与产量和产量构成、施肥和土壤养分、作物锌吸收利用等参数的关系。结果表明,黄淮麦区缺锌和非缺锌土壤的比例分别为42%和58%,两种土壤上的小麦籽粒锌含量分别介于16~52和17~58 mg·kg^-1,分别有7%和9%样本的籽粒锌达到推荐值40 mg·kg^-1。缺锌田块,籽粒锌含量与磷肥用量（r = -0.273,P < 0.01）、0~20 cm土壤有效磷（r= -0.283,P < 0.01）显著负相关,高低籽粒锌组的磷肥用量分别为73和137 kg·hm^-2,土壤有效磷分别为13和20 mg·kg^-1,有效锌分别为0.8和0.7 mg·kg^-1,但籽粒产量低于非缺锌土壤（7 204 和7 857 kg·hm^-2）。非缺锌田块,籽粒锌含量与磷肥用量显著负相关（r= -0.181,P < 0.05）,与0~20 cm（r= 0.236,P< 0.01）和20~40 cm（r= 0.183,P < 0.05）土壤有效锌显著正相关,高低锌组的磷肥用量分别为112和145 kg·hm^-2,0~20 cm的土壤有效磷分别为29和30 mg·kg^-1,有效锌分别为3.3和2.2 mg·kg^-1。因此,在缺锌土壤上,应首先解决土壤缺锌问题,将有效锌提升至临界值1.0 mg·kg^-1以上,非缺锌土壤有效锌保持在3.0 mg·kg^-1以上,同时适当减少磷肥用量和降低土壤有效磷水平,以减少磷对小麦锌吸收的负面影响,维持黄淮麦区小麦高产并改善籽粒锌营养。     

波浪冠层群体微生态环境对高油大豆产量和品质的影响

探讨波浪冠层群体对高油大豆产量和品质的影响，为其推广应用提供理论依据。2005-2006年，以高油大豆品种鲁豆9号为试验材料，采用田间试验和室内分析相结合的方法，研究波浪冠层对鲁豆9号群体结构、微生态环境、光合特性、产量、产量构成因素、蛋白质、脂肪及脂肪酸组分的影响，以及它们之间相互作用的关系。结果表明，波浪冠层群体与CK相比，株高平均降低1.41 cm、分枝减少0.08个，分别降低和减少1.38%和5.30%；群体光照度、CO₂浓度和湿度分别增加67.68 μmol/(m²·s)和8.31 μL/L和0.33 mbar，分别增加5.06%、2.45%和4.47%；低温生育期时温度提高0.06℃，高温生育期时温度平均降低0.17℃；植株中部透光率提高1.57%,光合速率提高4.04%；密度平均增加3.0万株/hm²，单产平均增加253.65 kg/hm²，增产11.76%，差异达极显著水平。在籽粒脂肪总量提高1.52%基础上，亚油酸含量提高1.60%，亚麻酸和硬脂酸含量分别降低0.14%和7.20%。波浪冠层群体密度与脂肪和棕榈酸含量呈极显著和显著负相关(r=-1.00^**和-0.90^*)；脂肪与亚油酸呈正相关(r=0.79)，而与硬脂酸呈负相关(r=-0.55)；油酸与亚油酸和亚麻酸均呈负相关(r=-0.74和-0.50)，亚油酸和亚麻酸呈显著正相关(r=－0.95^*)。因此，波浪冠层群体调节了大豆生长发育的微生态环境，更利于高油大豆产量形成和品质改良，不仅能增产，而且提高高油大豆脂肪含量、优化脂肪酸组分、提高了营养价值，在生产上有较广阔的应用前景。     

HDXRF法农田土壤镉测定结果准确度评价与精准校正模型构建

以甘肃白银某污灌区重金属污染农田土壤为研究对象，对影响高精度便携式X荧光光谱（HDXRF）法总镉（Cd_T）测定精度的主要因素进行了筛选，分别研究了土壤水分、有机质类型与含量、土壤类型对HDXRF法Cd_T测定的影响，并采用相对误差（RE）、相对标准偏差（RSD）和决定系数（R²）对测定结果的准确度和精密度进行了评价。结果表明：HDXRF法Cd_T测定的RE≤10%、RSD≤10%、R²>0.99，符合农田土壤环境质量监测技术规范和美国环境保护署标准的准确度和精密度规定。HDXRF法Cd_T测定结果随着土壤水分含量的增加呈指数衰减趋势，衰减方程为y=0.803e^–1.3284x，衰减系数（μ_ω）为–1.328 4，R²为0.984 5。HDXRF法Cd_T测定结果与有机质含量呈显著的负相关关系（r=–0.955），且腐殖酸（HA）比泥炭（Peat）对测定结果的影响更大，HA与测定结果的校正方程为y=–1.555x +0.780，R²为0.934 4。土壤类型对HDXRF法Cd_T测定结果存在一定的影响，相对于红壤和水稻土，灰钙土的测定结果与传统实验室分析方法测定结果更接近。总之，虽然HDXRF法Cd_T测定结果受多种因素影响，但通过校正模型校正，其校正结果的可靠性能够满足Cd污染农田土壤精准调查需求。     

淹水条件下硝态氮和铵态氮配施对水稻生长与土壤养分影响

为系统研究硝态氮、铵态氮及二者不同配施比例对土壤养分供应与水稻生长情况的影响，通过田间小区试验，在相同施氮量条件下，研究了单施硝态氮(N)，单施铵态氮(A)，硝态氮、铵态氮按1:3(N1A3)、2:2(N2A2)、3:1(N3A1)比例配施对水稻产量、田间养分和氮素利用率的影响，并与农民习惯性施肥方式(U)作比较。研究结果表明：整个生育期内铵态氮对水稻的生长都起着主要作用，铵态氮通过提高水稻氮素利用率和促进水稻有效分蘖的方式提高了水稻产量。随着铵态氮的配施比例由25% 提高到75%，水稻的产量提高了35.18%、氮素利用率提高了46.67%，每公顷产生的经济收益增加了6 820.15元。A处理土壤中硝态氮、铵态氮和碱解氮的含量较N处理显著增加36.41%、30.30% 和8.42%，水稻产量提高了60.11%，氮素利用率提高了171.31%，有效穗数增加了52.31%，相较农民习惯性施肥，单施铵态氮处理每公顷还能增收522.91元。在0 ~ 180 kg/hm²的施氮量范围内，水稻产量(y)与铵态氮施用量(x₂)呈显著正相关，二者之间关系为y = 18.044x₂ + 4943.4(R² = 0.975 3)。     

冬小麦高产群体源-库-流特征及指标研究

2005～2007年调查分析了山东省龙口和莱州两市的15块高产小麦田群体源-库-流特征。结果表明,"稳叶控株增穗"途径下的超高产麦田群体具有非叶面积比例高,总光合面积大,单位面积总粒数多,群体穗颈维管束总数多等特点,在增源、扩库、畅流方面都具有明显优势。在此基础上,提出了实现9000kg·hm-2麦田的源-库-流各项指标:开花期总光合面积在10～13m2·m-2之间,非叶面积与叶面积的比例在1.3～1.7左右;成熟时地上部生物产量在19500kg·hm-2左右,经济系数在0.45以上;开花期群体维管束总数在22×103～30×103束·hm-2之间,日输导量在230kg·hm-2左右,平均束通量在1mg·d-1左右。3年间小麦高产田源-流-库平衡的综合分析表明,控株增穗途径在增加小麦光合源方面更具优势。     

作物覆盖度对土壤侵蚀的影响

为研究传统耕作模式下坡耕地作物覆盖度对土壤侵蚀的影响,利用冬小麦不同的种植密度和生长期来模拟作物不同的覆盖度情况。采用人工模拟降雨方法测定0,150万,250万,350万,450万株/hm² 5种不同密度处理在不同生育期的覆盖度、地表径流和土壤侵蚀,分析作物覆盖度对土壤侵蚀的影响。结果表明:(1)坡耕地作物种植密度的不同导致覆盖度产生差异,对土壤侵蚀有明显的影响,作物覆盖度一般随种植密度的增加而增加,但如果密度过大,由于生长状况不佳,覆盖度反而变小,表现为7.5万株/hm²时覆盖度最大,种植密度最大的9万株/hm²的覆盖度却不是最大;(2)侵蚀量和径流量与作物覆盖均呈较好的指数函数关系,分别为Y=44.37e^-0.09x(p＜0.01),Y=1089.19e^-0.02x(p＜0.01),即随作物覆盖度的增加,径流量和侵蚀量减少;(3)土壤侵蚀和地表径流之间存在显著的指数函数关系(R²=0.96)。研究结果对分析传统耕作农地的土壤侵蚀,量化耕作措施因子和准确预测土壤侵蚀,指导农田水土保持有重要意义。     

CO2浓度升高和施氮对冬小麦光合面积及粒叶比的影响

利用开顶式气室和盆栽方法, 以冬小麦品种"小偃6号"和"小偃22"为供试材料, 在2种CO₂浓度(375 μL·L^-1和750 μL·L^-1)和3个施氮水平[0、0.15 g(N)·kg^-1(土)和0.30 g(N)·kg ^-1(土)]下分析了小麦抽穗期绿色叶片、非叶光合器官(茎鞘、穗、芒)的形态和光合面积以及粒叶比对CO₂浓度升高和施氮的反应。结果表明, 施氮有助于小麦叶和非叶光合器官伸长和增宽(粗), 增加其光合面积、穗粒数、穗粒重、粒数叶比和粒重叶比。与背景CO₂浓度(375 μL·L^-1)相比, CO₂浓度升高对叶片和茎节长度、茎叶和芒光合面积具有明显的正向效应(P<0.05), 但对叶宽、茎节直径、穗面积影响不明显(P>0.05), 使"小偃6号"和"小偃22"单茎光合面积分别增加8.1%~15.1%和2.8%~13.2%, 且均以0.30 g(N)·kg^-1(土)施氮水平下增幅最大。CO₂浓度升高后, 穗粒数和粒数叶比在3个施氮水平下均不同程度增加, 其中2个品种粒数叶比分别在0.30 g(N)·kg^-1(土)和0.15 g(N)·kg^-1(土)施氮水平下增加最明显, 增幅分别为44.2%和41.4%; 穗粒重和粒重叶比在不施氮时下降, 在施氮时显著增加, 其中2个品种粒重叶比平均增幅分别为43.6%和20.7%。由于芒面积远小于其他源器官面积, 在单茎光合面积中所占比例较小(3%左右), 因此认为CO₂浓度升高主要通过促进小麦茎叶伸长生长来增加光合面积, 同时提高单位叶面积库承载力和物质调运能力, 改善源库关系, 增加氮素供应有利于小麦源库生长对CO₂浓度升高的反应。     

江苏省生产建设项目水土流失特点

基于江苏省191个部、省级大中型工程水土流失观测和调查数据,对江苏省点、线式工程水土流失的主要特点进行了分析、结果表明,点、线式工程施工期水土流失量均占到了总水土流失量的90%左右,线式工程水土流失强度(200.00 t/hm²)大于点式工程的水土流失强度(151.37 t/hm²);点、线式工程土壤侵蚀强度均在强度及以上等级;两类工程占地面积与施工期水土流失量均存在线性正相关关系(R_点²=0.9318,R_线²=0.9439),且两类工程扰动后土壤侵蚀模数与单位土石方填挖量均存在正相关关系(R_点²=0.9595,R_线²线=0.9324)。     

水力侵蚀影响下土壤有机碳和微生物数量动态变化特征

土壤侵蚀是土壤有机碳(Soil organic carbon,SOC)动态过程的重要驱动因素,明确土壤侵蚀如何影响土壤微生物进而作用于SOC,有助于准确把握土壤侵蚀在全球碳循环中的作用。通过野外径流小区模拟降雨试验,结合定量聚合酶链式反应(quantitative Polymerase Chain Reaction,q PCR)技术,研究了水力侵蚀后短期内(10 d)坡耕地表层土壤微生物数量和SOC含量动态变化特征,并在此基础上探讨了微生物与SOC间的关系。结果表明:与雨前相比,降雨侵蚀后表层土壤SOC含量没有显著差异,而表层土壤细菌数量显著降低,为雨前细菌数量的58.76%(坡上)、55.22%(坡中)、55.82%(坡下);降雨侵蚀同样显著改变了表层土壤真菌数量,雨后真菌数量为雨前真菌数量的105.51%(坡上)、2.29%(坡中),12.20%(坡下);降雨侵蚀后,SOC、细菌和真菌数量均在短时间内显著增加,达到峰值后下降;相关性分析表明,细菌和真菌数量与SOC之间的关系均未表现出显著正相关关系,仅有坡下细菌,坡中、坡下以及整个坡面真菌与SOC含量表现出显著正相关关系。     

不同糙率坡面水力学特征的试验研究

在室内试验的基础上,采用定床阻力试验研究了坡面流水力学参数(雷诺数、佛汝德数、阻力系数和流速)随床面糙率、流量和坡度的变化规律。初步得出以下结论:(1)在床面和流量相同条件下,坡面流雷诺数和佛汝德数均随坡度的增加而增大。(2)在坡度和流量相同情况下,随着坡面粗糙度增加,坡面流雷诺数和佛汝德数均呈减小趋势;同时水流流速减小,阻力系数增大,这说明水流克服阻力做功所消耗的能量也增加。     

不同发育特性小麦品种叶片与小穗原基分化同步关系的研究

为解析小麦叶片出生与小穗原基分化的同步关系,为营养器官生长和幼穗分化的协调发展、苗情诊断和培育壮苗提供理论依据,以16个小麦品种为试验材料,采用室内春化处理和田间分期播种的方法,研究春化处理和播期对不同春化发育特性小麦品种叶片出生与壮苗冬前安全穗发育期(二棱期)和护颖分化期对应关系的影响。结果表明,小穗原基分化的叶龄和叶龄余数受播期和春化处理的影响较大,不同播期和春化处理的叶龄指数则较为稳定,不同春化发育特性小麦品种间的叶龄指标差异大于播期和春化处理之间的差异。表明主茎叶龄与小穗原基分化的对应关系受生态因子及栽培条件的影响较大,不宜将叶龄作为冬前壮苗的形态指标,而叶龄指数和小穗原基分化之间存在确定的量化关系,且主要由品种特性决定,可将春性品种以二棱期、半冬性品种以单棱末期或二棱始期进入越冬期的叶龄指数作为壮苗的叶龄指标。     

基于改进径流曲线数模型的北京密云坡地径流估算

密云区是北京重要的地表饮用水源地,准确模拟地表径流量,对于分析泥沙和污染物的运移十分重要。近年来,学者们运用径流曲线数(soil conservation service curve number,SCS-CN)模型计算本区地表径流量,但预报精度不理想;未考虑降雨过程和雨强对于产流过程的影响,可能是造成预报误差的重要原因。该文利用密云石匣小流域5个坡面径流小区共201场降雨产流资料,提出次产流径流曲线数计算方法,以改进SCS-CN模型并分析改进后模型模拟效果。结果表明,次产流径流曲线数与多年平均径流曲线数的比值和最大30 min降雨量与次雨量的比值之间呈显著幂函数递增关系,据此提出计算次产流径流曲线数的幂函数方程,以改进SCS-CN模型。当曲线数为0.02时,改进后模型模拟效果最好,效率系数为0.693,明显高于未改进的SCS-CN模型。改进后模型对裸地和耕地的产流模拟效果较好,但对林地的产流模拟效果不理想。今后需在深入分析产流机理的基础上,进一步提出与土壤特性有关的模型参数优化方法。     

表面张力对坡面薄层水流临界雷诺数的影响

[目的]探究坡面薄层水流流态判别时表面张力的作用。[方法]采用比较作用力大小的理论方法。在比较表面张力(未降雨条件下)在运动方向上的所体现的表面波阻力与黏滞力大小的基础上,基于相关文献试验及数值模拟结果,分析波长、波高与水深的定量关系。[结果](1)层紊流判别临界雷诺数与弗劳德数、滚波波长、波高有关。(2)滚波发生条件(Fr≥2),坡面薄层水流临界雷诺数大于明渠水流临界雷诺数。[结论]滚波发生后坡面薄层水流临界雷诺数最大值为明渠水流的1.187 5倍。     

坡面薄层水流流态判定方法的初步探讨

为了研究坡面薄层水流流态的判定方法，从水力学与泥沙动力学观点出发，在4种不同坡度有机玻璃床面与人工粗糙床面(砂粒粒径为0.5～1 mm)上对坡面薄层水流进行了试验研究，并应用水力学二元流雷诺数与泥沙动力学绕流雷诺数对坡面薄层水流流态进行了分析比较，研究结果表明绕流雷诺数能较好反映坡面薄层水流流态。     

冬灌条件下季节性冻融期农田土壤可培养微生物数量变化及其影响因素

为揭示新疆石河子季节性冻融期不同冬灌定额对农田土壤可培养微生物（细菌、霉菌）数量的影响规律，2021—2022年通过田间微区试验，设置了45 mm、90 mm、135 mm、180 mm不同的冬灌定额和不灌水对照处理，对比分析整个冻融期农田土壤细菌、霉菌数量变化及其影响因素。结果表明，冻结初期：细菌与土壤含水量和灌水量呈显著负相关 (P<0.05)；霉菌与pH值呈显著负相关 (P<0.05)；稳定冻结期：细菌与土壤平均温度呈显著正相关 (P<0.05)、与灌水量和土壤含水量呈显著负相关 (P<0.05)，而霉菌与土壤水、热、盐的显著性关系弱；融化期：细菌和霉菌与含水率呈极显著的负相关 (P<0.01)，霉菌与土壤平均温度呈显著的正相关 (P<0.05)。整个季节性冻融期细菌相比霉菌数量较多，细菌在土壤中扮演主要角色；充足的降雪使冬灌定额对细菌和霉菌的数量影响不明显。     

气候条件对冬小麦穗数的影响研究

田间试验研究气候条件对冬小麦穗数的影响结果表明,初冬剧烈降温或越冬期负积温多、极端最低气温低、降水量少,冬小麦遭受严重冻害而影响其穗数,且其影响程度取决于返青后分蘖生长发育状况。高产栽培条件下有的年份间冬小麦单位面积穗数相差较大,这与年后幼苗阶段生长时间长短、积温多少有关。生长时间长、积温多则穗数多,反之则少。穗数多的年份,适时播种的小麦是通过促进中等分蘖生长发育,进而提高成穗率而增加其穗数;晚播冬小麦则补偿了冬前积温不足,延长了幼苗阶段生长时间,巩固冬前分蘖,增加春季分蘖,并使其提前通过春化阶段,进入光照阶段,幼穗分化开始早、时间长,促进冬小麦分蘖生长发育而提高其穗数。故年后幼苗阶段生长时间长、积温多的年份,应推迟第一肥水时间,防止冬小麦群体过大、基部节间过长而造成倒伏。     

Arbuscular mycorrhizal fungi in the Brazilian Atlantic forest: A gradient of environmental restoration

Arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) are of great importance for the successful regeneration of degraded natural areas. The objective of this study was to examine how the time of environmental recuperation is affecting the occurrence and diversity of AMF species in riparian areas belonging to the Atlantic Forest biome in the State of São Paulo, Brazil. The study involved a native forest area (NT) and a gradient of environmental restoration: five (R05), ten (R10), and twenty (R20) years after reforestation. Soil samples were collected in the rainy (January) and dry season (June). Chemical, physical and microbiological analyses were performed including the amount of glomalin and quantification of AMF spores. The frequency of occurrence of genera and ecological indices, as richness (R), Shannon's diversity (H) and Simpson's dominance index (Is) were calculated. The largest spore number was found in R05 and the highest richness and diversity indices of AMF species in NT. Considering the two sampling periods and the four areas studied, we found 22 AMF species, and the genera Glomus and Acaulospora were the most frequent. A Canonical Discriminant Analysis showed that Glomus viscosum, Acaulospora scrobiculata, Acaulospora mellea and Scutellospora heterogama were the species that contributed the most to distinguishing the areas. Moisture, density and glomalin were positively correlated with the number of spores, however, soil nitrate showed a negative correlation. This work gives a better understanding of the interactions between AMF and forest soils and allows to know the distribution of AMF species according to environmental recovery time.     

PISTACHIO RESPONSES TO SALT STRESS AT VARIED LEVELS OF MAGNESIUM

Crop production in many parts of the world is increasingly affected by soil salinization, especially in the irrigated fields of arid and semi-arid regions. The effects of four magnesium levels [0, 0.5, 1, and 22 millliMolar (mM) magnesium as magnesium sulfate (MgSO₄.5H₂O)], and three salinity levels [0, 45 and 90 mM sodium chloride (NaCl)] on growth and the chemical composition of pistachio seedlings (Pistacia vera L.) cv. ‘Badami-e-Zarand’ was studied in sand culture under greenhouse conditions. The experiment was set up as a completely randomized design (CRD) with four replications. After 28 weeks the growth parameters of biomass, leaf number, leaf area and stem height were measured. The results demonstrated that salinity decreased biomass, leaf area and stem height; the application of 2 mM magnesium (Mg) significantly reduced biomass, leaf number, leaf area and stem height; salinity stress increased concentrations of sodium (Na) and potassium (K) in shoot as well as Na concentration in root; however, it decreased Mg and calcium (Ca) concentrations in shoot, as well as Mg, Ca, and K concentrations in root. The application of 2 mM Mg reduced K and Ca concentrations in shoot and Na and K concentrations in root.