水分调控与种植模式对人工草地土壤水分及产量品质的影响

针对河西走廊地区水资源短缺、天然草地退化严重和质量低下等问题,探究合理的水分调控与种植模式,以缓解草畜矛盾,改善生态环境,实现区域草地畜牧业可持续发展。试验采用2年大田试验,研究3种种植模式(O:红豆草单播;A:红豆草+无芒雀麦混播;B:红豆草+无芒雀麦+长穗偃麦草混播)与4种水分调控[灌水上下限以土壤含水量占田间持水量θ_FC的百分比计,W0:充分灌水(75%~85%θ_FC);W1:轻度水分亏缺(65%~75%θ_FC);W2:中度水分亏缺(55%~65%θ_FC);W3:重度水分亏缺(45%~55%θ_FC)]对人工草地土壤水分特征、干草产量、品质及水分利用效率的影响。结果表明:(1)在时间维度(4—9月)0—40 cm土层土壤含水量表现为先减小后增大的变化趋势,且该变化趋势W2、W3较W0、W1明显,单播较混播明显,40—100 cm土层土壤含水量呈现逐渐减小的变化规律;在空间垂直分布上,各处理土壤含水量呈先增大后减小之后趋于稳定的变化趋势;3种种植模式中土壤含水量均属于中等变异,且表层与60—100 cm土层变异系数较大。(2)随着水分亏缺加剧,单混播牧草产量均逐渐减小,WUE先增大后减小,W1较W0处理牧草产量差异不显著(p＞0.05),且WUE最高;A和B种植模式2年平均总产量分别较O提高16.01%和12.74%,2年平均WUE分别较O提升18.64%和11.19%。(3)适宜水分亏缺提升了牧草品质,混播模式较单播牧草品质改善。A和B种植模式较O种植模式2年平均ADF分别降低4.40%和2.73%,NDF分别降低2.82%和2.02%,CP分别降低3.53%和7.24%,但W0与W1水分处理,O与A种植模式CP差异不显著。A和B种植模式较O种植模式2年平均Ash分别提升18.50%和16.58%,EE分别提升23.19%和20.37%,RFV分别提升4.87%和3.20%。通过主成分分析综合评价得出,轻度水分亏缺下红豆草与无芒雀麦混播是河西走廊地区人工草地高产优质高效的适宜水分调控与种植模式。     

枸杞间作红豆草对不同盐渍化土壤水盐运移及产量的影响

[目的]研究不同盐渍化土壤中枸杞间作红豆草的水盐运移规律及枸杞产量效应,以期为甘肃省引黄灌区枸杞种植模式与盐碱地改良提供理论和技术支撑。[方法]设置枸杞单作和枸杞间作红豆草2种种植模式,非盐化(S_1)、轻度盐渍化(S_2)和中度盐渍化(S_3)3种盐渍化程度,分析不同种植模式和盐渍化程度下土壤水盐运移及枸杞产量。[结果]与枸杞单作相比,枸杞间作红豆草可显著提高3种盐渍化条件下0—20 cm土层土壤含水率,0—120 cm土层土壤含水率表现为枸杞间作红豆草低于枸杞单作,且非盐化(S_1)条件下二者差异最显著(p0.05);0—60 cm土层范围内,枸杞间作红豆草的土壤呈脱盐状态,S_1,S_2,S_3条件下的相对脱盐率分别为6.539,3.078,2.455,而枸杞单作的土壤呈盐分累积状态;随着盐渍化程度的加剧,枸杞鲜果百粒重和产量逐渐减小,其中非盐化(S_1)和轻度盐渍化(S_2)条件下,枸杞间作红豆草的鲜果百粒重、产量均高于枸杞单作,且差异显著(p0.05)。[结论]枸杞间作红豆草在提高表层土壤含水率,降低土壤含盐量的同时,有利于提高枸杞产量,且在非盐化(S_1)条件下效果较优。     

红豆草生态学特性与农业栽培技术研究

为选择适于我国西北干旱、半干旱地区飞机播种和人工种植的优良豆科牧草,本文对红豆草的经济价值、生物生态学特性以及农业技术等方面进行了比较系统的研究。试验结果表明,红豆草具有营养丰富,适口性好,饲用价值高;生长发育快,再生力强,产量高,栽培繁殖容易,病虫害少以及抗旱、耐寒、适应性强等特性。它不仅是干旱、半干旱地区人工种植的优良豆科牧草,也是很有发展前途的飞播草种。     

红豆草和早熟沙打旺在长武县的引种试验

黄土高原沟壑区畜牧业的发展,要求提供高产优质的牧草,建立牧草基地。为此,我们在陕西省长武县进行了优良牧草红豆草和早熟沙打旺的引种工作。观测表明,红豆草和早熟沙打旺的越冬率为100%,生长发育良好。红豆草的抗旱性强,含有丰富的营养物质,粗蛋白含量在各个时期均很高,适口性好,是优良的蛋白质饲料;早熟沙打旺产草量要比红豆草高。这两种牧草,尤其是红豆草是很有推广价值的。     

7份红豆草对低温的生理响应及抗寒性评价

为了解不同红豆草材料在越冬期根系对低温胁迫的响应特征及其抗寒性强弱,以7份红豆草(5份来自俄罗斯、2份来自国内)为供试材料,对红豆草根系可溶性糖含量、可溶性蛋白质含量、脯氨酸(Pro)含量、丙二醛(MDA)含量、过氧化氢酶(CAT)活性、过氧化物酶(POD)活性等6项生理指标的动态变化进行了监测。结果表明,供试红豆草材料根系可溶性糖含量(WWS)、可溶性蛋白质含量(SP)和脯氨酸含量及CAT活性和POD活性均随着气温下降而增加,随气温升高而减少,MDA含量呈下降趋势。经抗寒隶属度分析,得出其抗寒性由大到小的顺序为ZXY2003p-132、ZXY2010p-7369、蒙农红豆草、甘肃红豆草、ZXY2003p-147、ZXY2005p-623、ZXY2007p-3423。从俄罗斯引进的红豆草材料ZXY2003p-132和ZXY2010p-7369比国内红豆草品种蒙农红豆草、甘肃红豆草抗寒性强。     

模糊聚类在生物研究中应用的探讨

<正> 红豆草(Onobrychis viciaefolia)是干旱地区很有发展前途的多年生优良牧草,近年来在本地区得到大面积推广。为了选育出适合当地生态条件的优良品种,我们进行了红豆草品种比较试验。由于红豆草名称混乱,品种性能不清,因此,我们试图采用模糊聚类的方法,定量地、科学地探索红豆草品种的分类方法。     

通渭县红豆草产业开发的实践

红豆草是保持水土的优良植物,甘肃通渭县是红豆草的最佳适宜种植区。自1979年引种以来,到2004年底,全县红豆草留床面积达到13 720 hm2,在保持水土、改良土壤、农民增收等方面发挥了巨大作用,已成为通渭的一大产业。介绍了通渭县红豆草产业开发的进程和经验。     

苗期红豆草光合速率日变化及其影响因子分析

为探明红豆草光合特征及影响红豆草光合作用的主要环境因子,在盆栽条件下用LI-6400型光合作用系统,对苗期红豆草叶片光合特征及环境因子的日变化进行了观测,并采用相关系数和多元逐步回归分析方法分析各环境因子对苗期红豆草光合速率的影响。结果表明,苗期红豆草光合速率日变化呈单峰曲线,峰值出现在正午12:00左右,约为27.63μmol/(m2.s),日平均值为22.33μmol/(m2.s);相关分析表明,光合有效辐射是直接影响红豆草光合速率日变化的主要环境因子,与光合速率呈极显著正相关关系。     

混播草带控制水源区坡地土壤氮、磷流失效应

坡地土壤氮、磷流失是湖库型饮用水源区污染的主要来源。本文以云南最大的城市集中式饮用水源地为研究区域,在昆明云龙水库库区周边的坡耕地红壤上开展了混播草带防治土壤氮、磷流失效应的研究。研究结果表明:选择适宜草种进行混播,所形成的草带控制水土及氮、磷流失效果优于自然植被;对地表径流量、土壤侵蚀量的控制效果均为:混播黑麦草+紫花苜蓿>混播黑麦草+白三叶>自然植被>无草带种植;草带对土壤侵蚀量的控制效果要好于地表径流量。其中处理混播黑麦草+紫花苜蓿、混播黑麦草+白三叶径流量分别比无草带种植降低35.19%、46.26%;侵蚀量比无草带种植降低73.51%、78.13%;坡耕地地表径流中氮素流失形态主要以泥沙中氮流失为主,占到80%～85%左右,磷素流失以颗粒态磷流失为主,占到90%～95%左右;对地表径流中的氮、磷流失量控制效果均为:混播黑麦草+紫花苜蓿>混播黑麦草+白三叶>自然植被>无草带种植,对总氮流失量的控制效果要好于总磷流失量;混播黑麦草+白三叶处理中径流中总氮、总磷流失量分别降低59.96%、48.57%;混播黑麦草+紫花苜蓿处理径流中总氮、总磷流失量分别降低63.31%、56.91%;自然植被处理中径流总氮、总磷流失量分别降低29.46%、26.03%。     

晋西黄土丘陵沟壑区几种优良牧草水土保持效益的研究

在天然降雨条件下,对种植在试验小区同的沙打旺,串叶松香草、红豆草等７种牧草进行水土保持效益试验,每种牧草的蓄水保土效益都十分明显。其中尤以串叶松香草较为突出,其次是山野豌豆,美国小冠花,沙打旺等。试验还表明：如把豆科牧草与禾本科牧草按适当比例混播,水保效益将会更好,植被度的大小是决定牧草减水减沙效益高低的主要因素,做为人工草地植被度一定要大于６０％才能产生较好的水保效益。     

玉米秸秆覆盖麦田下的土壤温度和土壤水分动态规律

玉米秸秆覆盖冬小麦田后，冬季和早春季节对土壤温度有明显的增温作用，有利于保护小麦安全越冬，春季则有降温作用，影响春季小麦的分蘖和生长，覆盖处理能有效地抑制土壤无效蒸发，提高麦田的水分利用率；覆盖量为3000kg/hm^2时，有增产作用，覆盖量为6000kg/hm^2，有一定的减产作用。     

Free amino acids in unhardened and cold‐hardened winter wheat crowns

The free amino acids proline and glutamic acid increased in the crown of winter wheat in all treatments when exposed to cold‐hardening. Glutamine also increased except when 90–80 N‐P fertilizer was applied. The increase of proline and glutamic acid was enhanced with the application of P but counteracted by N. This enhancement was smaller with glutamine. The decrease of threonine, tyrosine, phenylalanine, lysine and α‐aminobutyric acid with cold‐hardening was not counteracted by application of N and P. However, isoleucine in cold‐hardened winter wheat increased with the application of 180–0 fertilizer and aspartic acid increased when P was added. The increase in alanine with cold‐hardening was enhanced by P alone but counteracted by N‐P treatments. The marked increase in proline during cold‐hardening could be useful in the detection of cold‐hardiness in winter wheats.     

水氮配合对冬小麦产量和品质的影响

在盆栽条件下,研究了水氮配合对冬小麦产量和品质的影响。结果表明,干旱胁迫严重地影响了氮肥的作用,只有在水分配合条件下,氮肥的作用才得到了充分发挥。水分和氮素配合不仅有利于提高产量,也有利于提高冬小麦的品质。冬小麦水氮高效的关键期和敏感期在拔节期,这个时期施氮可以增加子粒中游离氨基酸及蛋白质含量,提高其质量。     

气温和CO2浓度变化对陕北地区冬小麦产量影响的模拟分析

分析气候变化对农业生产的影响,有利于制定相应的对策,保障粮食安全。在分析陕北地区1957—2013年气温、降水等气象因子变化趋势的基础上,利用AquaCrop作物生长模型模拟分析气温及CO_2浓度等气象因子变化对陕北地区冬小麦产量的影响。结果表明:陕北地区1957—2013年平均气温呈上升趋势,上升速率为0.22℃/10a,平均降水量呈下降趋势,下降速率为0.15mm/10a。气温每升高0.1℃,榆林和延安两地冬小麦分别增产1.5%和0.5%;CO_2浓度每增加10μmol/mol,两地冬小麦分别增产3.8%和2.0%;气温和CO_2浓度同时变化(即气温升高0.1℃同时CO_2浓度增加10μmol/mol),两地冬小麦分别增产5.1%和2.3%。仅考虑气温及CO_2浓度变化,陕北地区"暖干+高碳型"气候有利于提高冬小麦生产力,未来18年陕北地区冬小麦产量将实现不同程度的增产,在3种不同典型年下与2012年相比,榆林地区2020,2025,2030年枯水年、平水年和丰水年冬小麦分别增产21.2%~31.8%,25.4%~36.0%,29.7%~40.7%;延安相应3种典型年下增产3.3%~8.3%,4.4%~9.7%,4.8%~10.5%。因此,可在陕北地区适度增加冬小麦种植面积,增加农业产量。     

人工毛竹林生态水文过程对气候变化的响应

为揭示生态水文过程与气候变化的关系,以广西猫儿山典型流域人工毛竹林为研究对象,利用Hydrus-1D模型模拟了毛竹林土壤水分及其他水文要素,在此基础上,针对设定的不同气候变化情景,分析了人工毛竹林对气候变化的响应。结果表明:Hydrus-1D模型可满足人工毛竹林生态水文分析,人工毛竹林蒸散发量占总降水量的28.40%,径流以基流为主。在不同气候变化情景下,气温升幅控制蒸发和蒸腾的增幅,且冬季增幅大于夏季增幅。径流对降水变化更敏感,降水变化会更多地影响夏季径流,而气温则更易影响冬季径流。降水对夏季土壤储水量影响大于冬季,气温则更多地影响冬季土壤储水量。气温降水耦合情况下,土壤储水量对降水减少气温升高时敏感性最明显,总体表现为冬季土壤储水量更易受影响。研究结果可为区域生态规划、水资源开发利用等提供参考依据。     

中亚五国棉花和冬小麦需水量的变化及预测

农业灌溉用水是中亚地区最主要的水资源利用方式,灌溉用水量的变化直接影响中亚地区水资源消耗量,进而影响水资源管理和配置。作物需水量是衡量农业灌溉用水量的直接指标,为此本文以中亚主要作物棉花和冬小麦为研究对象,分析了2006—2015年中亚地区灌溉农业用地,以及棉花和冬小麦的需水量变化,并利用CA_Markov方法预测了2030年灌溉农地的变化,进而分析了未来中亚地区农业需水量的状况。研究表明,2006—2015年,中亚地区灌溉农田面积总体增加492km~2,其中哈萨克斯坦、吉尔吉斯斯坦和土库曼斯坦均有所增加,但塔吉克斯坦和乌兹别克斯坦有所减少。2006—2015年,棉花需水量只在土库曼斯坦和哈萨克斯坦东部地区显著增加(2.5～4.3 mm·a~(-1)),在吉尔吉斯斯坦显著减少,并且是唯一呈现总体减少趋势的国家。冬小麦需水量在土库曼斯坦明显增加(10.0mm·a~(-1))。至2015年,土库曼斯坦的棉花总灌溉水量增幅最大(3.44%),其他4个国家变化较小。中亚五国冬小麦的总灌溉水量均呈上升趋势; 2030年,土库曼斯坦是唯一灌溉农业用地增加的国家,棉花和冬小麦的总灌溉水量均明显增加,棉花灌溉水量增加约28km~3,冬小麦增加约17 km~3。     

石河子地区冬小麦生育期需水量变化特征及其气候成因

[目的]探究作物生育期需水量的变化趋势及其与气象因子的关系,为气候变化下农作物灌溉排水决策提供理论基础。[方法]基于联合国粮农组织(FAO)推荐的参考作物蒸散计算方法和相关作物系数,利用石河子地区1954—2012年逐日气温、降水、日照时数、风速、相对湿度等资料,计算石河子地区冬小麦近59a作物需水量和灌溉需水量,并探究其气候趋势变化的影响。[结果](1)过去50a,石河子垦区冬小麦需水量总体呈增加趋势,越冬—返青期增势最为明显(气候倾向率为2.65mm/10a);拔节—抽穗期冬小麦需水量最大,为130.23mm。(2)灌溉需水量总体呈减少趋势,其中拔节—抽穗期灌溉需水量最大(平均值为88.65mm)且减少趋势最为明显(气候倾向率为-3.11mm/10a)。(3)气象因子对冬小麦不同生育期的需水量和灌溉需水量有很强的相关性,其中冬小麦生育后期需水量与气象因子有极强的相关性;气象因子中,降水对于灌溉需水量影响最大。[结论]气候变化下,石河子地区冬小麦作物需水量呈增加趋势,但降雨量的增加趋势下,灌溉需水量总体呈减少趋势。     

宁夏引黄灌区近50年北移冬小麦越冬期温度变化特征分析

利用宁夏引黄灌区所辖市（县）的11个气象站点1961-2009年的逐日温度数据,分析了当地北移冬小麦种植区各项温度指标的变化特征。结果表明：近50a来,宁夏引黄灌区1月极端最低气温的平均值为-19.8℃,冬小麦北移后比北移前升高了3.9%;1月的平均温度为-7.4℃,冬小麦北移后比北移前升高了12.8%,1月平均气温低于-9℃的年数减少了75%,说明宁夏引黄灌区北移冬小麦已经处于冬小麦种植北界内的适宜种植区;北移冬小麦生育期≥0℃积温平均值为1969.6℃.d,冬小麦北移后比北移前增加了11.1%,但无论冬小麦北移之前还是之后,宁夏引黄灌区冬小麦生育期≥0℃积温都能保证冬小麦正常生长;北移冬小麦越冬前≥0℃积温平均值为363℃.d,北移后比北移前增加了10.3%,接近华北冬小麦生长所需冬前≥0℃积温400℃.d的下限;越冬期负积温平均值为-586℃.d,北移后比北移前增加了22.3%,但仍然达不到华北冬性和强冬性品种安全越冬的越冬期负积温的下限。因此,适时早播和加强水肥管理以增加冬前≥0℃积温、培育壮苗和提高冬小麦的越冬存活率是保证北移冬小麦高产的关键技术措施。     

气温及降水变化对江苏省典型农业区冬小麦、水稻生育期的影响

基于江苏省徐州、昆山、宜兴三地1992-2005年气温、降水资料,以及1992-2004年徐州、昆山两地冬小麦生育期和1993-2005年徐州、宜兴两地水稻生育期数据,分析了气温、降水的变异与冬小麦、水稻生育期的关系。结果表明：1992-2004年,江苏徐州、昆山两地冬小麦全生育期天数随气温上升而逐渐减少,冬小麦全生育期天数与生育期内总降水量的变异无显著相关性。1993-2005年,随着月平均温度升高,徐州、昆山两地冬小麦拔节、孕穗、开花期提前,而乳熟期随此阶段平均温度的升高而推迟。与冬小麦不同,徐州、宜兴两地水稻生育期天数与生育期内平均温度和总降水量无显著相关关系。并且,随着温度升高,徐州、宜兴两地拔节、孕穗、抽穗、乳熟期也无显著变化。这表明水、旱两种作物对气温的变化呈现出明显不同的变异规律,气温的年际间变化对冬小麦生育期的影响相对更大。     

河北低平原区冬小麦夏玉米产量提升的理论与技术研究

作为渤海粮仓主要增粮区的河北东部低平原中低产农田,冬小麦夏玉米的产量主要受制于土壤肥力水平低、淡水资源短缺和气候异常造成产量的大幅波动。通过选择适宜的品种、播期与收获期的合理搭配、优化的种植方式和配套的耕作与田间管理技术,提高作物生育期内对地上光热资源和地下水肥资源的利用潜力和效率,平抑气候变化带来不利影响,有着巨大的增产空间。该研究通过田间小区试验,结合示范区试验示范,研究了冬小麦与夏玉米生育期的优化、夏玉米种植方式调整、夏玉米深松播种、夏玉米增施钾肥与冬小麦增施磷肥及有机肥等措施对冬小麦、夏玉米产量的影响。主要研究结果如下:冬小麦适期晚播(不迟于10月15日),同时适当增加播量,不影响生育期群体构建和产量水平。早熟品种‘小偃81’提早进入灌浆期,受后期干热风的危害小,在不降低品质的同时粒重与产量稳定。夏玉米提早播10 d(6月10日与6月20日相比)平均增产17.2%,晚收获8 d(10月2日与9月24日相比)粒重增加19.5%。根据冬小麦和夏玉米的品种特性,合理搭配生育期,在实现冬小麦稳产提质的同时,使充分发挥夏玉米的产量潜力成为可能。改变夏玉米的种植方式,适当增加种植密度,明显地改善和提高了夏玉米产量,更为适宜的种植方式是40 cm与80 cm大小行种植和38 cm等行距种植,不适宜的是20 cm与100 cm大小行种植,更为适宜的种植方式下产量提高15%以上。长期旋耕机械压实了犁底层,通过夏玉米深松播种种植,产量提高达31.3%,后茬小麦增产5.6%,但连续深松没有明显的增产效果。夏玉米播种时增施钾肥产量提高2.6%。冬小麦增施磷肥产量提高7.4%,增施有机底肥增产6.8%,增施有机底肥和施磷肥产量提高8.8%,但无明显的累加效果。因此,通过适宜的品种选择与适期的生育期搭配、种植方式调整、适时深松打破犁底层的耕作措施、速效肥与有机肥合理施用等栽培和管理技术,可实现冬小麦夏玉米产量的逐步提高和稳定,充分利用玉米生长季丰富且集中的降水与光热资源,挖掘夏玉米产量,稳夏增秋的粮食增产模式更符合该地区未来发展需求。