不同放牧制度对呼伦贝尔草原径流中磷流失模拟研究

为了探究不同放牧制度对干旱半干旱地区草原土壤磷元素流失的影响,以呼伦贝尔砂质草原为研究对象,通过设置不同降雨强度,选择自由放牧、轮牧、休牧草场进行人工模拟降雨试验,利用混合深度模型模拟磷流失过程。结果表明:在4种雨强下,自由放牧草场总磷流失量最大,是休牧草场的1.31~1.50倍,是轮牧草场的1.59~1.74倍。颗粒态磷为草场土壤磷素的主要流失形式,其含量为溶解态磷的2.2~3.7倍。混合深度模型模拟结果显示,不完全混合模型的优于完全混合模型,并且在雨强较高情况下的模拟效果较好。在雨强小于1.5mm/min降雨事件中,放牧制度对磷元素流失影响显著(p0.05),轮牧草场磷流失最少。因此,适当的将呼伦贝尔草原自由放牧草场向休牧和轮牧草场转变,将有利于减少草场磷元素流失及草原生态可持续发展。     

呼伦贝尔草原不同放牧草场土壤水文特性研究

为探究草原不同放牧制度对土壤水文特性的影响,通过野外试验,分层测定0-80cm土层不同放牧草场的土壤水分特性参数。结果表明,呼伦贝尔草原休牧、轮牧及自由放牧草场植被各项生态指标差异显著,土壤质地主要为砂土和砂壤土;3种放牧草场土壤容重、有机质、孔隙度、持水量等指标随深度变化规律不明显,土壤有机质含量大小为休牧草场轮牧草场自由放牧草场,土壤总孔隙度顺序为休牧草场自由放牧草场轮牧草场。根据土壤持水性能分析,休牧草场供水性能较好,对植被生长最为有利,轮牧次之,自由放牧草场最差,同时休牧草场及轮牧草场对水分涵养、保持水土等方面的能力高于自由放牧,建议将部分自由放牧草原转变为休牧草场及轮牧草场。     

不同放牧强度荒漠草原产流产沙过程模拟

为揭示长期放牧的荒漠草原坡面产流产沙特征,以放牧15年的4种放牧强度的内蒙古荒漠草场土壤为研究对象,在室内人工模拟降雨条件下,探究放牧强度及雨强对草原坡面产流产沙耦合过程的影响。结果表明:(1)不同雨强下,不同放牧草场间的初始产流时间均随放牧强度的增大而提前;产流速率呈现先增长后稳定的状态,4种放牧强度草场的产流速率规律及其波动幅度均为重度放牧(HG)中度放牧(MG)对照(CK)轻度放牧(LG),且雨强对产流速率的影响大于放牧强度。荒漠草原累计径流量与降雨历时呈线性相关,且拟合度较高;(2)荒漠草原产沙速率变化呈现多谷多峰的特点,雨强和放牧强度及二者的交互效应对产沙速率有极显著影响。不同雨强下,4种放牧强度草场的产沙速率规律及其波动幅度均为HGMGCKLG。泥沙流失总量与降雨历时之间呈二次曲线关系。     

不同放牧制度对天山北坡草地抗冲性的影响

为了解不同放牧制度对天山北坡草地及其土壤抗冲性的影响，采用野外实地放水冲刷法，以地表径流产沙量为指标，以裸地作为参照，对自由放牧草场、季节性放牧草场和禁牧草场的径流产沙动态及土壤抗冲性进行研究，分析植被盖度、地上生物量、根系密度、坡度、土壤容重、有机质含量、土壤粒径含量等因子的差异，并采用灰色关联度分析影响土壤抗冲性的主要因素，为该区域水土流失防治提供科学依据与参考。研究表明：(1)随着放牧强度和频度的增加，植被盖度、地上生物量、根系密度、有机质、粉粒含量呈下降趋势，而土壤容重、砂粒含量、黏粒含量呈上升趋势。(2)随着冲刷时间延长不同放牧制度草场产沙量逐渐降低，随着放水量增加，产沙量的变化率表现为裸地(0.78)>自由放牧草场(0.72)>季节性放牧草场(0.39)>禁牧草场(0.22)。(3)随着放水量、放牧强度增加，土壤抗冲性均呈减弱趋势。土壤抗冲性表现为禁牧草场>季节性放牧草场>自由放牧草场>裸地，表明放牧活动对土壤抗冲性影响较为明显，封育禁牧及季节性轮牧可有效增强土壤抗冲性。(4)各因子中土壤容重、坡度、粉粒含量、根系密度对土壤抗冲性的影响较...     

淮北平原黄潮土多雨强变坡度产流产沙规律试验模拟

针对淮北平原黄潮土水土流失严重的问题,为揭示其产流产沙规律,利用五道沟水文实验站大型人工模拟降雨径流试验场,开展了40,60,80mm/h 3个雨强及5°,10°,15°3个坡度产流产沙规律试验模拟。结果表明:坡面初始产流时间随坡度、雨强的增大而缩短,雨强、坡度越大缩短越不明显;单位时间产流、产沙量随降雨时间变化的转折点在产流后6～15min,单位时间产流量随降雨时间变化表现为前期快速增加,中期缓慢增加,后期平稳,其中40,60mm/h雨强单位时间产流量随坡度增加而减小,80mm/h雨强随坡度的增加而增加;单位时间产沙量随雨强、坡度的增大而增大;不同坡度累计产沙量及产流量随降雨时间变化呈幂函数或线性函数关系(R20.99);坡度及雨强与坡面产流、产沙总量分别呈多元线性和多元幂函数关系。     

不同放牧强度对流域降雨径流中氮磷流失的影响

在呼伦贝尔草原克鲁伦河流域选取轻度放牧、重度放牧及不放牧草场,利用降雨模拟器进行降雨模拟试验,研究了不同放牧强度草场的地表物理性质、植被类型对降雨产流、营养元素流失等因素的影响。结果表明:在20,45,65 mm/h降雨强度下重度放牧草场产流时间最短,不放牧草场产流时间最长。径流量及径流系数总体规律显示为重度放牧草场 > 轻度放牧草场 > 不放牧草场。3种放牧强度草场的氮磷流失量均随雨强的增加而增大。降雨产流初期氮磷浓度相对较高,随径流时间增加逐步下降,最后达到稳定。径流量与氮磷含量之间存在二项式显著相关关系。     

三峡库区小流域产流产沙试验研究

通过建立三峡库区小流域缩微模型,分别进行了3场人工模拟降雨试验(降雨强度分别为60,90,120 mm/h),对小流域产流产沙过程进行了研究。结果表明,3场降雨试验的产流量及产沙量均随降雨强度的增加而增加,但产流量的增加幅度远大于产沙量。产流量在3场降雨过程中均随径流时间呈现先增大后趋于稳定的趋势,但产沙量变化规律较为复杂。在各场次降雨下,累积产流量和累积产沙量均随降雨历时的增加呈线性函数规律变化。3场降雨产流的含沙量均呈波动形式变化。     

人工模拟降雨条件下伊犁河流域黄土区土壤侵蚀试验分析

新疆伊犁河流域的土壤侵蚀现象较为严重,以该地区具有代表性的黄土土壤为研究对象,采用人工模拟降雨的试验方法,研究了不同坡度、不同降雨强度、不同降雨历时、不同植被覆盖度对土壤侵蚀产流、产沙特征的影响。通过对模拟降雨试验数据的分析,得出以下结论:同一坡度,植被覆盖能相对的延缓初始产流时间,且降雨强度越大,初始产流时间越短;坡面产沙量随降雨强度的增强而增大,降雨强度越大,坡度对产沙量影响越明显,坡度为20°时产沙量突减,因此认为试验的临界坡度为20°~25°;降雨强度和产流量、产沙量之间的相关性极显著,相关系数为0.986和0.970;短降雨历时的产流量变化较长降雨历时的小,降雨历时和产流量、产沙量之间呈正相关;植被覆盖有明显的减沙作用。     

次降雨对马尾松低效林改造初期坡面产流产沙的影响

森林更新或改造是林地极易发生水土流失的关键时期。通过对四川省宜宾市高县马尾松低效林不同改造模式的5个人工径流小区不同降雨量条件下产流产沙数据分析,探索改造初期(3a)降雨与产流、产沙特征的关系及随植被恢复的演变规律。结果表明:2014年Ⅰ~Ⅴ号径流小区因不同降雨量条件下导致的产流总量较2012年同期分别降低-6.44%,-10.51%,20.95%,13.28%,12.73%;产沙总量降低58.4%,56.38%,77.72%,78.16%,79.68%。产流量与产沙量随降雨量增加呈指数增长趋势,但产沙量在森林改造当年增长幅度更大。不同改造模式径流小区产沙量第2年和第3年显著低于第1年,而第2年、第3年差异不显著,不同改造模式与产流、产沙量无显著相关性,改造模式不同并不是导致水土流失加剧的主要因素。改造时间与产流量、产沙量存在显著差异性。皆伐径流小区在改造初期恢复效果更佳,但随着林木生长及森林环境的形成后不同改造模式与产流、产沙量的关系可能会出现差异。     

地形因子对陕北坡耕枣树地产流产沙的影响及模拟研究

通过人工模拟降雨,研究不同地形(不同坡度和坡长)条件下枣树坡地产流产沙规律,并采用WEPP模型对径流和产沙进行模拟。结果表明,当降雨强度一定时,水流的含沙量随着坡长的增加而增大,随着坡度(16°,21°,26°)的增加,在21°时产流产沙过程始终保持最低,而产流时间则随着坡度的增加而提前;当降雨强度逐渐增大时,径流量与坡长呈线性关系,产流时间则随坡长的增加而推后,产沙量与坡长则呈指数关系。不同坡度条件下,降雨强度大于1.15mm/min时,产流和产沙量均明显增加。WEPP模型对产流量和产沙量模拟的有效性ME分别为0.796和0.585,说明模型模拟结果合理,且产流量的模拟精度要高于产沙量的模拟精度。     

作物产量指数设计及在黑龙江省的应用

针对传统基于归一化植被指数（normalized difference vegetation index，NDVI）的作物长势监测方法对于同一时期处于不同生育阶段的作物缺乏可比性，以及NDVI的高低不能直接代表产量的高低的问题，该研究设计了一种可以动态反映作物长势和产量变化的具有时空可比性的统计指数（作物产量指数）。以黑龙江为例，基于单产数据、气象数据、遥感数据、作物分布数据，对3种作物分别进行估产分区，综合使用随机森林重要性评价方法和留一法为各估产分区筛选最优估产建模变量，构建动态估产模型和产量指数计算模型，并在2022年作物生长季（6—9月）进行了大豆、玉米、水稻的动态估产和产量指数预报和分析。结果显示：1）建模指标的重要性从高到低依次为趋势单产、遥感植被指数、气候类指标。2）3种作物整体单产预测精度最高的为水稻，其平均绝对相对精度(mean absolute relative precision，MARP)为95.20%，其次是玉米（MARP为93.81%），最后是大豆（MARP为92.73%）。3）以历史5 a为基期计算的3种作物的6—9月的产量指数的对比结果显示，大部分区县3种作物各月的产量指数差异处于“平”状态。4）生长季产量指数的月环比结果显示大部分区县产量指数的月环比值处于-0.01~0.01之间。该研究设计的作物产量指数可用于比较某一统计单元（如县、市或省）在特定评估时间点相对于其历史平均单产的增减状况，也可以环比相邻两个评估时间点的产量变化情况；在空间维上可以比较同处于某个特定评估时间点的不同统计单元的单产指数的高低情况，在长势监测、产量预报等中具有很好的应用前景。     

Effect of Seeding Rate and Nitrogen Fertilization on Proso Millet Under Dryland and Irrigated Conditions

Proso millet (Panicum miliaceum L.) is a short-season grain crop in semi-arid regions of North and South America and Asia. The objective of this study was to evaluate seeding rates and nitrogen (N) fertilization on proso millet seed yield, crude protein levels, and biomass yield under irrigated and dryland conditions in a Mediterranean-type transition climate near Bursa, Turkey. Seeds per panicle, panicle length, seed weight per panicle, fertile tillers, protein yield, and plant height were also evaluated. Results indicated seeding rate did not affect seed yield significantly. Seed and protein yield increased with increasing N doses although biomass did not significantly increase. Panicle length, seeds per panicle, and seed weight per panicle decreased with increasing seeding rates. This study proved proso millet can be grown for grain and forage as a short-season dryland and irrigated rotational crop in a Mediterranean-type climate.     

水稻产量对长期不同施肥和环境的响应

以开始于1982年的不同施肥长期定位试验为平台,选择氮磷钾肥(NPK)、有机肥(牛粪,M)、氮磷钾肥+有机肥(NPKM)、氮磷肥+有机肥(NPM)、氮钾肥+有机肥(NKM)和磷钾肥+有机肥(PKM)共6个处理,采用产量年际变化、变异系数(CV)、产量可持续指数(SYI)、肥料增产贡献率及AMMI模型对影响双季稻稻谷总产量稳定性的施肥处理、环境和二者互作进行综合分析,研究历年稻谷产量(1982—2012年)对长期不同施肥和环境的响应特征。结果表明:NPKM处理稻谷产量最高;在养分投入量相同的情况下,单施有机肥和单施化肥对于早稻产量的影响效果一致,但单施有机肥较单施化肥有利于提高晚稻稻谷产量。不同施肥处理稻谷产量CV随试验时间延长逐渐降低,有机无机配施相比较单施化肥能够减小产量CV,各处理晚稻产量的CV大于早稻,但其SYI值小于早稻。NPKM处理的SYI值最高,为0.51;M和NPK处理的SYI值分别为0.44和0.42。肥料对于产量的贡献率表现为:有机肥化肥氮化肥磷化肥钾。AMMI模型交互效应主成分(IPCA)表明,不同施肥处理在不同试验年份对环境的响应不一样。综合以上分析结果,氮磷钾完全肥基础上配施有机肥(NPKM)是该区域双季稻高产和稳产的最佳施肥措施。     

Potassium Requirements of Lowland Rice

Rice is a staple food for about 50 percent of the world’s population. Potassium (K) is absorbed in large amounts by rice plants and adequate amounts of this element are fundamental to improve productivity and maintain sustainability of the cropping systems. A greenhouse experiment was conducted to determine the adequate rate of K for lowland rice grown on a Brazilian Inceptisol. The K rates used were 0, 50, 100, 200, 400, and 600 mg K kg^?1 soil. Most of the growth, yield, and yield components were significantly and quadratically increased with increasing K levels. Based on a quadratic equation, maximum grain yield was obtained with the addition of 371 mg K kg^?1 soil. Maximum plant height and shoot dry weight were obtained at 414 and 398 mg K kg^?1 soil, respectively. Root growth (maximum length and dry weight) was also significantly increased in a quadratic fashion with the increasing K rate in the growth medium. Maximum root length was achieved at 58 mg K kg^?1 whereas maximum root dry weight was obtained with the addition of 394 mg K kg^?1 soil. Plant height, shoot dry weight, 1000-grain weight, root length, and root dry weight were significantly associated with grain yield. Hence, manipulation of these growth and yield components with the addition of K fertilizer can improve yield of lowland rice in varzea soils of central part of Brazil. Potassium uptake increased significantly in a quadratic fashion with increasing K rate. However, K-use efficiency (mg grain per mg K applied) decreased significantly with increasing K rate in a quadratic fashion. Maximum grain yield was obtained with 117 mg kg^?1 Mehlich 1–extractable K, base saturation of 53 percent, Mg saturation of 9 percent, K saturation of 2 percent, and Ca/Mg ratio of 4.     

作物产量差研究与展望

作物实际产量与潜在产量间存在较大差距,地区间甚至同一地区不同田块间作物产量也存在显著差异,这种现象在世界范围内的农业生产中广泛存在.缩小该差距对于提高粮食产量,确保粮食安全具有重要意义.本文在阐述开展作物产量差研究重要性和必要性的基础上,从产量差的内涵、研究尺度的扩展及分析方法等方面介绍了目前国内外有关作物产量差的研究进展,并综述了作物生长模拟模型在产量差研究中的应用,最后分析了目前作物产量差研究中存在的问题和不足之处,并探讨了未来作物产量差研究的发展方向.     

分蘖期干旱胁迫对寒地粳稻光合特性及产量形成的影响

为了探讨分蘖期干旱胁迫对寒地粳稻产量形成的影响机理及其耐旱机制,以东农425(耐旱型)和松粳6号(干旱敏感型)为试验材料,通过盆栽方式于分蘖期控制土壤水势至0 k Pa(对照)、-10 k Pa(轻度干旱)、-25 k Pa(中度干旱)、-40 k Pa(重度干旱),依次记为A0、A1、A2、A3。处理21 d后复水,研究分蘖期不同程度干旱胁迫对寒地粳稻叶面积、光合特性、叶绿素总含量、产量及产量构成因素的影响。结果表明,分蘖期干旱胁迫导致叶面积减小、功能叶片净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)和胞间CO2浓度(Ci)均随土壤水势降低而下降。同时,干旱处理期间寒地粳稻功能叶片叶绿素总含量、叶绿素a/b值均随干旱胁迫程度增加而下降,但类胡萝卜素含量的变化却与其相反。干旱胁迫下寒地粳稻产量显著下降,且下降幅度随土壤水势降低而逐渐增大。有效穗数和穗粒数大量降低造成产量显著下降,说明分蘖期干旱胁迫造成减产的主要原因是低土壤水势造成了寒地粳稻库容量或单位面积颖花量的大量降低。与A0(对照)相比,A1、A2和A3下松粳6号产量降幅分别为13.87%、20.87%和32.51%;而东农425分别为10.58%、15.21%和25.52%,均显著低于松粳6号,且耐旱型品种东农425始终保持较高光合生长能力。本研究结果为寒地粳稻抗旱节水栽培技术措施的制定提供了理论依据。     

谷物产量分布图生成系统的开发研究（简报）

立足于国产谷物测产系统的需求,开发谷物产量数据处理和产量分布图生成系统.确立了该系统主要功能和系统层次结构,选用了距离反比加权空间产量数据插值(Inverse Distance to Power)算法,采用值过滤和3σ法则滤除粗大产量数据,研究了等值线产量图生成方法,开发了具有空间数据插值、误差产量数据过滤、产量数据统计分布、原始产量点图、栅格图和等值线图的谷物产量图生成系统.     

Mid-Season Prediction of Wheat-Grain Yield Potential Using Plant,Soil, and Sensor Measurements

ABSTRACT

The components that define cereal-grain yield potential have not been well defined. The objective of this study was to collect many differing biological measurements from a long-term winter wheat (Triticum aestivum L.) study in an attempt to better define yield potential. Four treatments were sampled that annually received 0, 45, 90, and 135 kg N ha^?1 at fixed rates of phosphorus (P) (30 kg ha^?1) and potassium (K) (37 kg ha^?1). Mid-season measurements of leaf color, chlorophyll, normalized difference vegetative index (NDVI), plant height, canopy temperature, tiller density, plant density, soil moisture, soil NH₄-N, NO₃-N, organic carbon (C), total nitrogen (N), pH, and N mineralization potential were collected. In addition, soil texture and bulk density were determined to characterize each plot. Correlations and multiple linear-regression analyses were used to determine those variables that can predict final winter wheat grain yield. Both the correlation and regression analyses suggested mid-season NDVI, chlorophyll content, plant height, and total N uptake to be good predictors of final winter wheat grain yield.     

Growth,Yield and Quality Components of Canola Fertilized with Urea and Zeolite

In the present study, integration of nitrogen (N) and zeolite on growth, photosynthesis, yield and yield components, nitrate reductase activity, and plant nutrient content on canola (Brassica napus L. cv. SLM₀₄₆) was evaluated during two growing seasons (2010 and 2011) at East Azerbaijan Research Center for Agriculture and Natural Resources, Tabriz, Iran. The experiment was conducted as a 4?×?5 factorial design with three replications. Different levels of zeolite (0, 4, 8, and 12 ton ha^?1) and nitrogen (N; 0, 150, 200, 250, and 300 kg ha^?1) were added and mixed with soil thoroughly. According to combined analysis of variance, effect of year was significant only on silique number per plant, respiration rate, and iron (Fe) content. Also results indicated that N fertilizer increased plant height, silique number per plant, seed number per silique, 1000-seed weight, and finally seed yield. Similarly, zeolite increased yield and yield components whereas plant height was not affected by zeolite in the second year. Oil yield decreased due to N and zeolite application. In addition, photosynthesis and respiration improved on account of N and zeolite treatments. Nitrate reductase activity significantly was promoted by N and zeolite. Furthermore, micro- and macroelements were affected by N or zeolite application, so that N and zeolite decreased P content whereas N increased N, K, Fe, and zinc. In general our results demonstrated that zeolite application can increase canola growth and production, which may be through increasing N-use efficiency and improving soil physical characteristics.     

黄土高原泾河流域水沙特征分析

以黄土高原中部泾河及其7个子流域为研究对象，选取了流域内8个水文站33年的径流量和输沙量以及30年的降水量数据，同时对2002年的MODIS数据进行分类处理，分析了不同流域的水沙变化差异及其地表覆被类型特征。结果表明：泾河流域近50年来的输沙量略有下降，而径流量减少比较显著；泾河及其7个子流域的水沙变化和9种地表覆盖类型空间格局的差异显著；地表植被类型较好的流域，径流量相对较大而输沙量相对较小，且径流量与输沙量的起伏波动较小，反之则流域的径流量相对较小而输沙量相对较大，且径流量与输沙量的变化明显。