干旱阳坡侧柏造林成活率及幼林生长规律的研究

为促进旱区草业开发、畜牧业基地建设和生态农业发展,筛选出再生性强、产量水平高、WUE高的人工牧草品种,我们于2001-2002年研究了12个国内外紫花苜蓿品种再生草产量、再生草生长速度以及再生草水分利用效率。结果表明,所有引进种二茬草的再生速度都比当地品种会宁快,三茬草中大多数引进种再生速度比当地品种会宁快。所有引进种再生草的产量都高于当地品种会宁。阿尔冈金、苜蓿王、西香、西河、WL-323ML等品种再生草产量高,水分利用效率高,再生性强。     

渭河中游地区几种多年生豆科牧草的试验研究

本文比较了天水地区红豆草等5种多年生豆科牧草的生育期、株高、生产量、产草量与适口性等试验现测资料,认为参试的牧草在该区都表现了抗逆性强的特点,均为当地优良牧草,但在生育期长短、草质优劣、产草量高低等方面有所差异,应根据具体情况因地制宜地搭配种植,以发挥其综合效益。     

牧场草引种试验研究

我国 1998年从美国引进牧场草 ,在天水地区的试验研究表明 ,其在黄土高原地区适应性很强、生态经济利用价值高 ,在饲料、水土保持等方面具有广阔的推广前景 ,是一种优良的牧草     

混播草带防治坡耕地水土流失效应的研究

为有效防治坡耕地水土流失，提高坡耕地持续利用，于2001～2002年选用非洲狗尾草、高羊茅和红三叶3种优良牧草，在云南昆明王家箐流域的坡耕地上进行了混播草带防治水土流失效应的研究。试验设混播非洲狗尾草与红三叶(A)、混播高羊茅与红三叶(B)、单播高羊茅(C)和无草带种植(D)4个处理，坡度在13.2°～14°之间；每个处理坡耕地上部等高种植9 m×2 m玉米，基部种植0.5 m宽的草带，底部设径流收集池。结果表明：选择适宜草种进行混播，所形成的草带水土保持效果优于单播草带；在雨季(5～10月)4个处理的水土流失量为D＞C＞B＞A，与对照D相比，处理A、B、C的径流量分别减少了79.19%、64.02%和51.53%，侵蚀量分别减少了92.04%、84.49%和78.70%；混播豆科和禾本科牧草，有利于增加草带的总盖度和草层高度，促进根系生长，增强草带的水土保持效果。     

灌草复合型草地水土保持功能与经济效益分析

2005~2007年在金沙江干热河谷区的云南永胜县退化山地上建植了灌草复合型草地,分析结果表明,灌草复合型种植模式纯利润、经济产投比、土地生产率等的关系大小排序为:"灌 草 藤">"灌 灌">"灌">"草 藤">"草 草">"草">"退化山地荒草坡"。其中"灌 草 藤"模式中的"木豆 非洲狗尾草 高羊茅 大翼豆 白三叶 杂三叶"为最优模式,其纯利润为5 749.8元/(hm2.a),经济产投比242.8%,土地生产率9 469.8元/(hm2.a)。该模式显著地改善了土壤物理性状,降低土壤容重,增加土壤孔隙度,有效地改变了毛管孔隙度与非毛管孔隙度比值,提高土壤保水能力,改变水分有效利用方式,提高土壤稳定性。因此,该模式是一种生态效益兼顾经济效益的生态治理模式,是金沙江干热河谷区退化山地恢复与重建的科学种植模式。     

不同苜蓿品种头茬草土壤水分动态分析

通过对12个国内外紫花苜蓿品种头茬草土壤水分状况的分析研究,结果表明,不同品种之间头茬草土壤含水量与水分利用效率存在明显差异。头茬草不同土层深度土壤含水量变化呈现高一低一高的“V”字型变化,这种规律性变化与苜蓿根系发育特点、吸收特性有关。所有引进种的水分利用效率均大于地方品种会宁。抓好头茬草是获得苜蓿高产、优质、提高水分利用效率的关键。引进种能吸收深层土壤的水分,有较强的增产潜力和抗旱能力。     

多年生人工牧草高效用水灌溉制度的研究

以内蒙古浑善达克沙地东南缘——正蓝旗人工草地多年生人工牧草——老芒麦、披碱草、冰草和苜蓿的灌溉试验资料，应用FAO-56双作物系数法模拟计算了不同试验处理的多年生人工牧草实际需水量(蒸散量)。研究了需水量与多年生人工牧草干草产量、水分利用效率和边际产量之间的关系，并用水分利用效率最高为原则确定了干旱地区人工草地多年生人工牧草不同水文年的灌溉制度。     

水分胁迫对北疆地区人工牧草产量的影响

新疆北部阿勒泰草原的农牧业生产主要是在荒漠瘠薄的土地上开发和发展起来的。通过对2011年在阿勒泰地区福海县开展的紫花苜蓿、青贮玉米和苏丹草的非充分灌溉试验数据进行分析比较,初步得到该区3种常见牧草耗水量与产量、水分生产效率的关系。结果表明,3种牧草均为充分灌溉条件下产量最高,苏丹草产量与土壤含水量占田间持水量的百分比呈显著的线性相关。苜蓿在返青—分枝期受旱时水分生产效率最高;苏丹草全生育期受轻旱时水分生产效率最低,受重旱时水分生产效率最高;青贮玉米在抽穗—开花期受轻旱时水分生产效率达到最高,拔节期和抽穗—开花期连续受旱时水分生产效率最低。     

不同牧草对黄土丘陵区土壤培肥效果的研究

以黄土丘陵区具有代表性的禾本科笔草无芒雀麦及豆科牧草沙打旺，草木樨为材料，研究其对川台地土壤腐殖质含量和组成，有关营养元素及后茬作物产量的不同影响，结果表明，种植禾本科及豆科牧草均能提高土壤中腐殖质及氮素营养的水平，其中禾本科牧草效果较豆科牧草更为明显，它们对土壤中微量元素的影响因各自对营养元素的利用程度而异。三种牧草样地后茬作物的产量以草木樨为高，无芒雀麦不宜与禾本科作物轮作。     

草田轮作及带状间作初探

通过内蒙古和林格尔县水土保持试验站,在该区利用箭舌豌豆、2年生草木樨和毛笤子3种牧草,与当地主要农作物进行轮作、带状间作试验,结果表明:草田轮作及带状间作,不仅是恢复地力、培肥土壤,提高农作物和牧草产量的重要途径和措施,而且水土保持效益明显,是一种保水保土和“用地养地”的科学种植制度。     

Annual warm-season grasses vary for forage yield,quality, and competitiveness with weeds

Warm-season annual grasses may be suitable as forage crops in integrated weed management systems with reduced herbicide use. A 2-year field study was conducted to determine whether tillage system and nitrogen (N) fertilizer application method influenced crop and weed biomass, water use, water use efficiency (WUE), and forage quality of three warm-season grasses, and seed production by associated weeds. Tillage systems were zero tillage and conventional tillage with a field cultivator. The N fertilization methods were urea broadcast or banded near seed rows at planting. Warm-season grasses seeded were foxtail (Setaria italica L.) and proso (Panicum mileaceum L.) millets, and sorghum–sudangrass (Sorghum bicolor (L.) Moench × Sorghum sudenense Stapf.). Density of early emerging weeds was similar among treatments, averaging 51 m^?2. Millets exhibited higher weed density and weed biomass than sorghum–sudangrass. At harvest, sorghum–sudangrass produced significantly greater biomass and N accumulation than either millet. Water use (157 mm) and WUE (25.1 kg mm^-1 ha^?1) of total biomass did not vary among treatments or grass entries. Weed seed production by redroot pigweed and green foxtail was respectively 93 and 73% less in sorghum–sudangrass than proso millet. Warm-season grasses offer an excellent fit in semiarid cropping systems.     

提高农田水分利用效率的调控机制

提高作物水分利用效率是解决农业淡水资源匮乏的重要途径。本文从水氮调控作物叶片和群体耗水过程、根系调控提高土壤水分的有效性和遗传改良提升作物水分利用效率3个方面论述了国内外研究进展,并提出华北粮食作物生产中通过上述3个方面提升农田水分利用效率存在的问题及对策,为提升华北严重缺水区主要作物农田水分利用效率提供参考。主要包括:1)通过调控有限灌溉农田水分的时空分布,优化地上、地下干物质形成、分配,提高单位农田耗水的生产效率,是充分发挥农田节水潜力的一个重要途径;2)在华北对于压实严重且影响作物生长的土壤上,研究深耕深松结合轮作制度改良上层和下层土壤压实,促进根系生长,对改善长期大型机械耕种可能对作物产生的不利影响有重要意义;3)华北主要作物冬小麦和夏玉米通过品种更新来实现水分利用效率提高的幅度在减小,急需通过高水效品种选育突破,降低品种的生理需水量,实现进一步增产节水目标。     

Effects of nitrogen supply on water‐use efficiency of higher plants

The worldwide increase of food demand and reduced sweet‐water availability in some important food‐producing regions raised interest in more efficient water use, which has become one of the central research topics in agriculture. Improved irrigation management and reduced bare‐soil evaporation have highest priority to increase agronomic water‐use efficiency (WUE). Compared to these technical (irrigation) and basic (crop production) management options, effects of nutrient management on WUE were less frequently considered. Twenty‐nine publications on nitrogen (N) effects on biomass WUE of container‐grown plants are considered in this review. Most of them indicate positive N effects on WUE, and relevance of N effects on intrinsic WUE and unproductive water and carbon loss is discussed. A plot of 90 published data of percent decreases of WUE and dry mass under variable N supply is presented. Extrapolation of biomass WUE from leaf measurements of intrinsic WUE is critically reviewed. The positive correlation between WUE and dry‐mass formation suggests that physiological rather than stomatal effects are more important in order to explain positive N effects on WUE.     

不同规模农户生产技术效率及灌溉用水效率差异研究-- 基于内陆干旱区农户微观调查数据

水资源短缺已成为制约内陆干旱区农业生产和经济社会可持续发展的关键因子。然而农户生产技术效率不高、灌溉用水效率低下、水资源浪费严重已成为不争事实。为此,基于农户这一微观视角,运用实证调查和定量分析相结合的方法,在黑河中游选择典型区域的甘肃省民乐县和临泽县进行了调查研究。结果表明,农户生产技术效率远高于其灌溉用水效率,民乐县和临泽县总体样本农户的平均生产效率分别为83.82%和83.16%,而其平均灌溉用水效率分别为24.54%和22.16%。这表明在现有技术条件和生产要素投入不变的情况下,若消除效率损失,民乐县小麦的单位产出可能增加16.18%,临泽县制种玉米的单位产出可能增加16.84%;同时也表明相对于现有生产条件下可行的最小水投入量,民乐县被访农户的小麦生产浪费了75.46%的水资源,临泽县被访农户的制种玉米生产浪费了77.84%的水资源。结果再次显示,农户生产低效主要是由生产技术非效率因素引起的,民乐县这一因素占73.45%,其余26.55%是农户控制不了的因素引起的;临泽县该因素占76.58%,农户控制不了的因素占23.42%。而且,不同经营规模农户生产技术效率和灌溉用水效率差异性明显。农户生产技术效率与经营规模呈现"倒U型",农户经营规模与其灌溉用水效率呈现同向变动趋势。最后就如何提高农户用水效率提出了几点政策措施。     

灌溉水盐度和施氮量对棉花产量和水氮利用的影响

淡水资源不足和盐渍化是干旱半干旱地区农业生产的重要限制因素,因此提高水、 肥利用效率和作物产量,减少根区盐分积累和地下水污染风险是这些地区水分养分优化管理的重要目标。通过田间试验研究了滴灌条件下灌溉水盐度和施氮量对棉花产量和水、 氮利用率的影响。试验设置灌溉水盐度和施氮量两个因素,灌溉水盐度（电导率,EC）设3个水平,为0.35（淡水）、 4.61（微咸水）和 8.04（咸水）dS/m,分别用SF、 SM和SH表示;施氮（N）量设4个水平,为0、 240、 360和480 kg/hm2,分别以N0、 N1、 N2和N3表示。研究结果表明,棉花干物质重、 氮素吸收量和氮肥利用率受灌溉水盐度、 施氮量及二者交互作用的影响显著。咸水灌溉处理（SH）棉花干物质重、 氮素吸收量、 产量和氮肥表观利用率均显著降低,而微咸水灌溉（SM）对棉花氮素吸收量和氮肥表观利用率影响不大,但干物质重和产量有所降低。施氮肥可显著促进棉花生长,增加干物质重、 氮素吸收量和产量,但随着灌溉水盐度的增加,其促进效应明显受到抑制。微咸水和咸水灌溉会导致水分渗漏增加、 蒸散量降低,增施氮肥则可显著降低水分渗漏、 增加蒸散量。微咸水灌溉水分利用率最高,其次是淡水灌溉,咸水灌溉最低;增施氮肥则可显著提高水分利用率。因此滴灌条件下,高盐度的咸水不宜用于灌溉。而短期的微咸水灌溉不会对棉花产量和水、 氮利用率产生严重的负面影响;同时,合理的配施氮肥也有助于促进棉花生长,提高棉花产量和水分利用率。     

Effects of Different Irrigation Regimes and Mulches on Yield and Macronutrition Levels of Drip-Irrigated Cucumber Under Open Field Conditions

ABSTRACT

The effectiveness of different mulch types on fruit yield, leaf-nutrient composition, and normal plant growth parameters was investigated in order to maximize water use efficiency (WUE) in cucumber grown under water stress. Treatments were (1) bare soil + water stress (WS), (2) bare soil + unstressed (control, C), (3) black polyethylene mulch + water stress (BPM + WS), (4) wheat straw mulch + water stress (WSM + WS), and (5) wheat straw mulch plus black polyethylene mulch + water stress (WSM + BPM + WS). Seasonal crop evapotranspiration was between 492 and 960 mm. Seasonal irrigation water amounts were 965 and 485 mm for the C and WS treatments, respectively. The WUE ranged from 3.40 to 5.78 kg m^?3, while irrigation water-use efficiency (IWUE) was between 3.39 and 6.08 kg m^?3. IWUE and WUE were increased under WS treatments with mulching compared with the control treatment, as mulching significantly reduced the amount of irrigation water required. Both BPM and WSM improved the fruit yield, fruit size, plant dry matter, total leaf area, and chlorophyll and nutrient concentrations in leaves under the stressed treatments, while these two mulches in combination (BPM + WSM) caused further increases in these parameters. This study confirms that limiting soil evaporation with mulches is a key action to take to save irrigation water and to improve WUE and IWUE. Because use of drip irrigation with mulching can increase WUE, this strategy might be used for vegetable production in semi-arid regions where irrigation water is limited.     

黑河绿洲新垦沙地农田灌溉与施氮量对春小麦产量及水分利用效率的影响

采用完全随机裂区试验设计，灌溉量作为主处理，施氮量作为副处理，在黑河流域新垦沙地农田进行了春小麦生产试验研究。结果表明，灌溉与施氮对春小麦产量、产量构成要素及水分利用效率产生显著性的影响。在各施氮处理下，春小麦产量、产量构成要素随灌溉量增加而增加，产量、单粒质量与粒数在0．6ET（ET为估算春小麦生育期耗水的灌溉量）处理分别比1．0ET处理下降21．98％、14．68％与9．10％。0．6ET的水分利用效率显著高于0．8ET和1．0ET，0．8ET与1．0ET两者相差不显著。在各灌溉处理中，施氮221kg／hm^2与其他施氮处理相比，其产量及产量构成要素最高，同时，各灌溉处理最佳经济施氮量相差不大（226．8～227．9kg／hm^2），小于最大产量的施氮量（277．4～305．1kg／hm^2）。研究表明，黑河流域新垦沙地农田以0．6ET灌溉与221kg／hm^2施氮组合可以获得相对高的产量与高水分利用效率。     

基于APSIM模型小麦-玉米不同灌溉制度作物产量和水分利用效率分析

针对海河平原地下水位持续下降和维持小麦—玉米两熟较高产量之间的矛盾,对不同降水年型小麦—玉米不同灌溉制度下产量和水分利用效率(WUE)进行模拟分析,结果对平衡该区域地下水可持续利用与粮食生产提供重要科学决策依据。利用研究区域站点长时间序列气象数据,以小麦不同水分处理地上部生物量、叶面积和周年土壤水分动态田间试验数据为基础,对APSIM小麦玉米遗传参数和土壤水分等相关参数进行了校准和验证。利用校准和验证的APSIM模型,对不同降水年型小麦—玉米不同生长阶段水分亏缺指数(CWDI)进行了分析,并模拟了8种不同灌溉制度情景下小麦玉米产量、水分利用效率和灌溉水利用效率(IWUE)。结果表明:不同降水年型小麦各生育阶段CWDI均较高,说明无论干旱、平水和湿润年份小麦需水量远大于降水量,尤其是拔节—成熟期水分严重亏缺,属极旱;玉米抽雄前基本不受干旱胁迫影响,但抽雄后的灌浆阶段处于中旱或重旱,对水分需求迫切。兼顾产量和水分利用效率的灌溉制度,干旱、平水及湿润年份全年灌溉3次,灌水量为225 mm(小麦播种75 mm+拔节期75 mm+开花期75 mm)时可获得较高的周年产量和最大WUE。不同降水年型周年产量和WUE在干旱年份分别为17 357.6 kg/hm~2和29.6 kg/(hm~2·mm),平水年份分别为18 827.9 kg/hm~2和25.9 kg/(hm~2·mm),湿润年份分别为19 685.2 kg/hm~2和25.8 kg/(hm~2·mm)。此灌溉制度下,小麦、玉米可获得较高的产量和水分利用效率,为该区域水—粮权衡的重要灌溉策略和措施。     

冬春季多年生牧草对富营养化水体的响应及净化效果研究

在室外条件下以8种多年生牧草为材料研究其在重度富营养化水体中的生长状况及生长期间对水体氮磷的削减。结果表明,8种牧草均能适应水生环境并快速生长。经过收割后,每1m2的坦克草浮床生长期内可从水体中吸收17.5g的氮和7.5g的磷。牧草修复水体后,其作为饲料的基本指标均符合国家标准。选取室外试验中生长状况较好的4种多年生牧草进行室内模拟实验,研究其对富营养化水体的修复效应。水体TN、TP、NH4+-N、NO3--N、NO2--N、COD在植物浮床系统处理下均显著下降,坦克草处理下去除率最高,对TN、TP、NO3--N、CODMn去除率分别达64.1%,92.1%,70.7%和80.7%。多年生牧草在冬春季对富营养化水体中的氮磷具有较好的净化效果,可作为水体生态修复的优良物种而使用。     

优质樱桃番茄高效水氮耦合管理

【目的】水分和氮素是限制作物产量和品质的最重要因素,合理的水肥管理是农业生产高产高效的关键。结合同位素技术研究最优水氮耦合模式,为樱桃番茄生产中合理灌水和施氮,提高番茄果实品质及水分利用效率(WUE)提供科学依据。【方法】以樱桃番茄品种‘千禧’为试验材料,结合稳定同位素技术进行水肥耦合盆栽试验。试验设置3个灌溉水平(W)和3个氮素水平(N),灌溉水平包括90%土壤持水量(充分供水,WH),70%土壤持水量(中度水分胁迫,WM)和50%土壤持水量(重度水分胁迫,WL);氮素水平包括高氮(0.23 g/kg,NH),中氮(0.16 g/kg,NM)和低氮(0.08 g/kg,NL)。试验采用完全随机设计,共9个处理。在灌溉施肥处理60天后收获,分析测定了植株不同部位的生物量及碳、氮、氧同位素含量。【结果】在WH和WM条件下,增加氮素用量使番茄地上部干物质量和叶面积显著增加,增幅分别为19.8%~45.4%和29.4%~106.8%;相同氮素水平下,WH和WM的地上部干物质量和叶面积比WL分别增加24.7%~83.4%和17.6%~90.4%。WHNH处理干物质量和叶面积最高,WMNH处理次之,但后者耗水量低,具有最高的WUE。在WH和WM下,随着氮素用量的增加番茄植株的WUE和氮素含量同步增加。土壤水分水平下降提高了植株的WUE以及δ13C和δ18O,而WUE提高的主要原因是由于叶片气孔的优化调控,植株叶片的δ13C和δ18O可以用于表示灌溉施肥条件下长时间尺度上的WUE信息。WLNM处理提高番茄的糖分含量,而WHNM处理能降低番茄的有机酸含量,从而使番茄口感更好,提高番茄品质。【结论】中度水分胁迫和高氮处理(WMNH)能在促进番茄生长和提高氮素吸收和利用效率的同时减少水分用量,提高番茄的水分利用效率,为本试验的最优水氮耦合处理。