不同覆盖方式对旱地春玉米土壤水分及作物生产力的影响

为提高我国北方地区的旱作农田降水利用率,改善作物的水分有效性,于2008-2013年在山西省寿阳县国家旱作农业科技攻关试验区,连续定点定位设置渗水地膜与行间秸秆覆盖(SJ)、渗水地膜覆盖(S)、普通地膜与行间秸秆覆盖(PJ)、普通地膜覆盖(P)、秸秆覆盖(J)5个不同覆盖栽培模式,以传统平作为对照(CK),研究不同覆盖栽培模式对春玉米田土壤水分、产量及玉米经济效益的影响。6年研究结果表明:各覆盖处理均对土壤水分具有保持作用,0-200cm土层6年平均土壤贮水量较对照增加3.5%~8.8%。渗水地膜与行间秸秆覆盖(SJ)、渗水地膜覆盖(S)、普通地膜与行间秸秆覆盖(PJ)、普通地膜覆盖(P)和秸秆覆盖(J)处理增产效果显著,6年平均产量分别较对照增产27.8%,26.7%,19.2%,17.0%和6.9%,平均水分利用效率提高30.16%,29.63%,21.16%,15.87%和5.29%。渗水地膜覆盖(S)处理净收入最高,渗水地膜与行间秸秆覆盖(SJ)次之,6年平均净收入分别较对照增加1 924.2,1 703.6元/hm2。因此,渗水地膜覆盖(S)和渗水地膜与行间秸秆覆盖(SJ)处理在改善土壤水分效应的同时能显著增产增收,是北方半湿润偏旱区春玉米的高效栽培模式。     

不同类型地膜覆盖对土壤水热及春玉米产量的影响

由于传统普通农用地膜覆盖造成的农田残留污染问题日益加重,因此发展使用可降解新型地膜势在必行。为进一步验证和筛选出适宜河套灌区玉米种植的地膜覆盖类型,试验设置普通地膜、生物地膜、液态地膜和不覆膜4个处理,对比研究了不同地膜覆盖类型对土壤水热状况以及春玉米产量和水分利用效率的影响。结果表明:春玉米生育前期,生物地膜与普通地膜覆盖处理的土壤温度无显著性差异,但5~15 cm深度土壤温度显著高于液态地膜和不覆膜处理,起到了良好的增温、保温效果。生育中后期,生物地膜出现破损,保温效果减弱,但一定的降温效应避免了春玉米遭受高温的危害。整个生育期内,生物地膜与普通地膜覆盖处理的土壤水分含量无显著性差异,但0~40cm土层土壤水分含量显著高于液态地膜和不覆膜处理,为春玉米的生长提供了良好的水分条件。生物地膜和普通地膜覆盖处理显著提高了春玉米的产量和水分利用效率,且两者差异性不显著,但均显著高于液态地膜和不覆膜处理。综合分析,在河套灌区玉米种植过程中较适宜采用生物地膜来逐步替代普通地膜覆盖。     

旱地春玉米地表覆盖对土壤硝态氮残留的影响

在山西晋中旱塬进行了6年定点定位田间春玉米试验,研究了旱地不同地表覆盖栽培模式对土壤硝态氮残留累积的影响。结果表明,不同覆盖耕作处理对春玉米吸氮量有显著影响,地表覆盖处理春玉米吸氮量均显著高于无覆盖处理,比无覆盖处理增加10.04%~26.29%;种植春玉米6a后,无覆盖(CK)、渗水地膜覆盖(S)、渗水地膜与行间秸秆覆盖(SJ)、普通地膜覆盖(P)、普通地膜与行间秸秆覆盖(PJ)和秸秆覆盖(J)处理中0—300cm土层硝态氮储量依次为818.32,555.42,450.25,421.49,511.49,399.96kg/hm2,CK处理NO3--N主要分布于60-220cm土层,S、SJ、P、PJ和J处理NO3--N主要分布于160—300cm土层;不同降水年型,地表覆盖均能降低氮素在土壤中的累积,但其累积深度有所不同;干旱年份,地表覆盖处理增加0—100cm土层土壤硝态氮的累积,有效降低深层土壤硝态氮的累积;丰水年,地表覆盖处理增加了深层土壤中的硝态氮累积,甚至部分肥料氮已被淋洗到玉米根区以外。因此,应采取合理的覆盖耕作措施减少土壤剖面中NO3--N的累积量。     

覆盖方式对旱地马铃薯阶段耗水量特征和产量的影响

为明确不同覆盖方式对旱地马铃薯田土壤耗水、耗水规律、水分利用效率、产量及产量形成的影响,在陇中半干旱农区设置了玉米秸秆带状双行覆盖(SSM2)、玉米秸秆带状单行覆盖(SSM1)、玉米秸秆全覆盖(SFM)、地膜春覆盖(PMS)和地膜秋覆盖(PMA)5种覆盖方式,以传统露地平作为对照(CK)。结果表明:2年试验中,玉米秸秆带状覆盖和地膜覆盖处理土壤贮水消耗量较CK分别增加13.5,14.8 mm。玉米秸秆带状覆盖能显著提高降水对马铃薯耗水贡献率,不同降雨年型内均以SSM2处理贡献率最高,2年分别为95.6%和94.3%。于CK相比,覆盖处理均降低了生育前期(播种-块茎形成期)耗水量,地膜覆盖显著增加了生育中期(块茎形成期-淀粉积累期)耗水量,玉米秸秆带状覆盖显著增加了生育后期(淀粉积累期-收获期)的耗水量。玉米秸秆带状覆盖和地膜覆盖分别能使马铃薯干薯产量增加27.9%和24.2%,干薯水分利用效率提高23.1%和19.3%。综上可知,玉米秸秆带状覆盖处理能显著增加马铃薯生育时期内农田土壤贮水消耗量,并改善马铃薯生育前期和生育后期耗水,减少旱地马铃薯农田无效耗水,能显著提高马铃薯干薯产量和水分利用效率。     

不同地表覆盖方式对松花菜土壤温度、产量和水分利用的影响

为探索不同地表覆盖方式下半干旱地区露地高原夏菜的栽培效果,以松花菜(Brassica oleracea var. botrytis L.)为研究对象,设露地无覆盖(CK1)、地膜覆盖(CK2)、地膜+秸秆行间覆盖(T1)、秸秆行间覆盖(T2)和秸秆全覆盖(T3)5个处理,研究不同地表覆盖方式对松花菜土壤温度、产量和水分利用效率的影响。结果表明,地膜+秸秆行间覆盖与露地无覆盖相比,显著促进了松花菜株高、茎粗和叶面积的增加,但总体与地膜覆盖无显著差异;秸秆行间覆盖和秸秆全覆盖处理抑制了松花菜植株的营养生长。与露地无覆盖相比,地膜+秸秆行间覆盖具有明显的增温效果,且最大增温幅度出现在春茬试验莲座期10 cm土层和秋茬试验苗期5 cm土层,秸秆行间覆盖和秸秆全覆盖处理都不同程度地存在增温和降温双重效应。与地膜覆盖相比,地膜+秸秆行间覆盖处理对土壤温度的调控均能达到地膜覆盖的效果,且在秋茬试验中,地膜+秸秆行间覆盖处理在苗期5 cm和10 cm土层温度分别升高2.5℃和1.8℃,更有利于松花菜幼苗的生长发育,秸秆行间覆盖和秸秆全覆盖处理在两茬试验各生育期、各土层均表现为降温效应,且秸秆全覆盖处理降温效果最明显。与露地无覆盖、地膜覆盖相比,春茬试验,地膜+秸秆行间覆盖处理生物产量分别提高32.3%、2.7%,经济产量分别提高68.9%、4.7%,分别节水29.0%、7.3%,水分利用效率分别提高137.8%、13.1%;秋茬试验,生物产量分别提高4.7%、2.4%,经济产量分别提高27.6%、8.4%,分别节水23.8%、11.1%,水分利用效率分别提高67.2%、21.9%。综上,地膜+秸秆行间覆盖处理具有良好的调温保墒作用,增产增效显著,较地膜覆盖种植在榆中地区更具优越性。     

不同类型地膜覆盖对玉米农田土壤酶活性的影响

为探讨不同类型地膜覆盖下农田土壤酶活性变化特征,试验设置普通地膜覆盖(P)、渗水地膜覆盖(SS)、生物降解地膜覆盖(SW)和光降解地膜覆盖(G)4种不同类型地膜覆盖模式,以露地不铺膜覆盖(CK)为对照,研究不同类型地膜覆盖方式对玉米农田土壤酶活性的影响。结果表明:SS、G、SW和P 4种覆膜处理下的碱性磷酸酶和硝酸还原酶在各个生育期内都较CK高,而覆膜之后的脲酶、过氧化氢酶和亚硝酸还原酶则较CK有所降低;大喇叭口期的土壤脲酶活性最高,不同处理间表现为CKGSWSSP;收获期的土壤碱性磷酸酶活性最高,SS、SW、P和G处理在0~20 cm土层较CK增幅分别为16.17%、18.97%、16.34%和14.56%,土壤硝酸还原酶活性也是收获期最高,SS、SW、P和G处理在0~20 cm土层分别较CK高68.57%、42.86%、42.86%和25.71%;土壤碱性磷酸酶与硝酸还原酶活性的变化均与土壤呼吸率和玉米产量呈极显著正相关(P0.01),各个生育期的土壤水热和施肥状况不同也会引起土壤酶活性的相应变化。其中,SW和SS处理在玉米生育前期的保温保墒作用最明显,产量最高,相应的碱性磷酸酶和硝酸还原酶活性也最高。因此,生物降解地膜由于其降解特性能达到缓解农田残膜污染的效果,在未来可替代普通地膜推荐应用到旱地玉米中。     

不同类型地膜覆盖对玉米农田水热状况及产量的影响

为提高我国北方旱地作物的水分利用效率,探索可降解类型地膜的应用前景,在山西省农科院东阳试验基地,于2015年和2016年连续定点定位设置普通地膜、渗水地膜、生物降解地膜、光降解地膜4种不同类型地膜覆盖模式,以不铺膜为对照,研究不同类型地膜覆盖模式对农田水热效应和玉米产量的影响。研究结果表明:4种覆膜处理下的土壤温度在生育前期土表处分别较不铺膜处理高3.1~5.9℃;渗水地膜和生物降解地膜处理的水分利用效率显著高于其他处理(P0.05),光降解地膜和普通地膜处理次之,不铺膜对照处理最低,渗水地膜、光降解地膜、生物降解地膜、普通地膜处理的水分利用效率分别较对照高11.0、5.9、12.8、5.4 kg/(mm·hm~2)。产量方面,与对照相比较,渗水地膜、光降解地膜、生物降解地膜、普通地膜处理2015年的增产率分别为20.3%、0.1%、15.4%、8.8%;2016年的增产率分别达到44.8%、36.1%、53.6%、31.6%,表现为生物降解地膜渗水地膜普通地膜光降解地膜。地膜增温保墒作用下,处理之间的增产效果与水分利用效率变化协同,其中生物降解地膜能够显著提高玉米的水分利用效率及产量,在未来可替代普通地膜推荐应用到旱地玉米中,同时达到缓解农田残膜污染的效果。     

沟垄二元覆盖对渭北旱塬区土壤肥力及玉米产量的影响

探讨沟垄二元覆盖对旱地土壤肥力及作物生产力的影响,对完善半湿润区作物微集水栽培技术具有重要的理论和实践意义。2007—2011年在渭北旱塬进行5年定位试验,设置垄上覆地膜,沟内分别覆普通地膜、生物降解膜、玉米秸秆、液体地膜和沟不覆盖等不同沟垄覆盖模式,以传统平作为对照。结果表明,2011年春玉米收获后各处理土壤有机质及速效养分含量随土层的加深而降低,与2007年试验处理前相比,沟垄二元覆盖各处理土壤养分含量明显增加,而垄覆地膜+沟不覆盖和传统平作处理有所下降。垄覆地膜沟覆秸秆处理0~20 cm层土壤有机质、碱解氮、有效磷和速效钾含量均显著高于对照,垄覆地膜沟覆地膜和垄覆地膜沟覆生物降解膜处理有机质和碱解氮含量较对照有所增加,而其有效磷和速效钾含量显著增加。20~60 cm层土壤有机质和速效养分含量各沟垄二元覆盖处理均略高于对照。各沟垄覆盖处理表层(0~20 cm)土壤脲酶、磷酸酶和蔗糖酶活性均较对照增加,且以垄覆地膜沟覆秸秆处理土壤酶活性最高,垄覆地膜沟覆生物降解膜和垄覆地膜沟覆地膜处理次之。垄覆地膜沟覆生物降解膜、垄覆地膜沟覆地膜和垄覆地膜沟覆秸秆处理较对照显著增产41.1%、42.1%、39.3%,水分利用效率显著提高38.0%、39.6%、37.0%。在渭北旱塬区进行沟垄二元覆盖对提高土壤肥力、酶活性及春玉米产量和水分利用效率有显著提高作用,以垄覆地膜沟覆秸秆处理最佳,垄覆地膜沟覆地膜和垄覆地膜沟覆生物降解膜次之。可见,垄覆地膜沟覆地膜、生物降解膜或秸秆的沟垄全覆盖种植在渭北旱塬雨养农业区春玉米生产栽培具有一定的可行性和应用价值。     

地膜覆盖对耕层土壤温度水分和甘薯产量的影响

以淀粉型甘薯品种‘济徐23’为供试材料,设置不覆盖地膜(CK)、覆盖透明地膜(TF)和覆盖黑色地膜(BF)3个处理,研究地膜覆盖对土壤水热状况、甘薯块根形成及产量的影响。结果表明:地膜覆盖可以提高甘薯块根分化建成期(栽植后0~20 d)0~20 cm各土层的土壤温度1.0~6.5℃,特别是在栽植后10 d覆盖透明地膜比覆盖黑色地膜高0.6~3.5℃;提高0~20 cm土层的土壤相对含水量9.97%~18.1%,且覆盖黑色地膜比覆盖透明地膜高1.2%~5.1%。地膜覆盖增大根系吸收面积和提高根系活力,但在20 d时覆盖黑色地膜处理的根系活力显著低于不覆盖地膜的对照(P0.05);同时,在栽植后20 d,地膜覆盖显著提高了甘薯的光合速率。地膜覆盖显著增加了分化根中内源激素玉米素核苷(ZR)含量,且黑色地膜在20~30 d时ZR含量显著高于透明地膜(P0.05);显著(P0.05)提高栽植后40 d块根中脱落酸(ABA)的含量,且覆盖黑色地膜处理的ABA含量显著(P0.05)高于覆盖透明地膜处理。地膜覆盖还提高了甘薯块根膨大期块根干物质初始积累量和平均积累速率,增加了单株结薯数和单薯重,最终显著提高了收获期块根产量,覆盖透明地膜和覆盖黑色地膜分别较对照增产10.38%和15.91%。因此,覆盖地膜能促进甘薯块根早形成,协调其生长中后期地上部与地下部的关系,从而提高块根产量。     

不同覆膜处理对土壤水热效应及春玉米产量的影响

为探讨生物地膜在农业生产中的适用性,采用田间试验的方法,设置了普通地膜覆盖、生物地膜覆盖及不覆盖3个处理进行对比研究,对3种覆盖方式下土壤温度、土壤水分变化规律及玉米生产性状指标进行了对比研究。研究结果表明:玉米生育前期,生物地膜保温、保墒效果显著,且与普通地膜处理差异不显著(p0.05),但均显著高于不覆膜处理(p0.05);玉米进入生育中后期阶段,生物地膜降解破损,保温、保墒效果减弱,玉米生育中期3种覆盖方式下各土层土壤平均温度差异性显著(p0.05),生育末期,生物地膜保温保墒效果几乎丧失,土壤水热状况与不覆膜处理无显著性差异,且显著低于普通地膜覆盖(p0.05);生物地膜与普通地膜相比玉米产量及生产性状指标差异不显著(p0.05),但均显著优于不覆膜处理(p0.05),平均较不覆膜增产19.48%和20.41%,水分利用效率高22.18%和22.56%。研究结果可为河套灌区可降解生物地膜在农业生产中的应用提供理论基础。     

稀土铽对辣根的生态毒性

研究了稀土铽(Tb)对辣根生理毒性的影响。结果表明,Tb在低浓度范围内,可以诱导叶绿素的合成,高浓度时对其产生破坏作用;对于辣根过氧化物酶,酶活性先升后降;质膜透性、丙二醛含量则呈现先减后增的变化趋势。TbCl3浓度为3mg/kg时各指标达到最值;辣根中毒阈限为10mg/kg左右。通过分析,辣根过氧化物酶对Tb反应敏感,这表明过氧化物酶可能成为研究稀土毒理的生物监测手段。     

Cs对菠菜叶片光合作用影响的研究

为了揭示Cs对植物光合作用的影响机理,本文采用不同浓度的CsCl(0、1、5、10、20 mmol·L-1)和石英砂培处理菠菜幼苗15 d,分析测定了Cs在菠菜中的积累分布以及Cs对菠菜叶片叶绿素含量、光合气体交换参数、叶绿素荧光参数、类囊体膜电子传递速率、类囊体膜吸收光谱和77k低温荧光光谱的影响.结果表明:Cs处理显著降低菠菜叶片的叶绿素含量;随着Cs处理浓度的增加,尤其在处理浓度大于10 mmol·L-1时,叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)以及蒸腾速率(Tr)显著下降;叶片叶绿素荧光参数分析表明,Cs处理浓度大于10 mmol· L-1时,光系统Ⅱ(PSⅡ)反应中心遭到破坏;类囊体膜电子传递活性分析表明高浓度Cs处理抑制PSⅡ放氧侧的电子传递活性;类囊体膜室温吸收光谱和77K低温荧光光谱分析表明高浓度Cs会破坏类囊体膜的结构,导致叶绿素的结合状态受损,从而使类囊体膜光能的吸收、传递和分配受到抑制,并且会导致类囊体膜上PSⅡ和PSⅠ的色素蛋白发生不同程度的降解.本研究可为Cs污染的植物修复提供一定理论依据.     

人工纳米材料对植物—微生物影响的研究进展

随着纳米科技的快速发展和纳米产品的广泛使用,人工纳米材料(ENMs)的环境生态效应研究逐渐成为国内外关注的热点。本文整合了ENMs的毒性机制,综述了ENMs对植物和微生物影响方面的研究进展。此外,鉴于植物与微生物之间存在的密切联系,进一步概述了植物和微生物对ENMs生态效应的反馈作用,揭示了植物和微生物的相互作用可影响ENMs对植物-微生物体系的生态效应。因此,将植物-微生物以及土壤作为一个整体是全面评价ENMs生态效应的关键,也是未来研究的发展方向。最后分析了目前研究中方法和技术等方面中存在的不足,提出了以后研究中应关注的重点。     

农膜污染的防治对策

论述了我国残膜污染的原因、现状及残膜给环境和农业带来的危害 ,并针对目前存在的问题提出了治理对策。     

基于InVEST模型评估土地整治对生境质量的影响

土地整治通过对土地资源及其利用方式再组织和再优化影响生境斑块之间物质流、能量流的循环过程,从而改变区域生境质量和分布格局。该文以大安市土地整治重大项目为例,采用InVEST模型分析了土地整治对生境质量的影响。研究表明:1)土地整治前(2008年)、整治中(2011年)、整治后(2014年),耕地、草地和盐碱地均为项目区的主要土地利用类型;2)土地整治后,大量的盐碱地和草地转变为耕地,耕地面积由整治前的14.43%上升到71.19%;3)土地整治中,项目区的生境质量得分由整治前的0.194下降到0.189,整治后又上升到0.214;4)土地整治工程改善了项目区的生境质量,但整治完成后生境质量改善效果经历了先下降后上升的过程,在整治完成3~4 a时,生境质量仅比整治前提高了0.06左右,整治完成4 a之后,生境质量开始逐渐好转。研究结果可为土地整治工作中的生境及生物多样性保护工作提供科学依据。     

基于IHA-RVA法的生态治理对径流演变情势的影响评估

研究流域径流演变情势及其对生态治理的响应,可为流域水资源合理利用和水生态治理提供重要指导。该文依据北洛河上游1964—2014年逐日平均流量和年降水量资料,采用双累积曲线法、双滑动平均法(MASH)和Mann-Kendall趋势检验法对径流过程变化进行了分析研究,采用水文指标变化范围法(IHA-RVA)对5组30个径流指标及其改变度进行了评估,对径流演变成因做了初步分析。结果表明：研究期内年径流呈现减少趋势,且以1979年和2002年为界可划分为基准期、水土保持治理期和生态恢复影响期;汛期流量下降较非汛期明显,减少幅度为35.6%;生态治理影响下径流指标整体水文改变度为74.35%,属于高度改变;5组30个径流指标中发生高度改变的指标占比增加,其中年极端流量组变化度最大,为94.77%。人类活动使得流域河川径流显著减少且波动性减弱,而水土保持、退耕还林(草)措施是核心驱动力。     

黄土沟壑丘陵区退耕对土壤侵蚀影响的模拟研究

随着在黄土沟壑丘陵区退耕政策的实施,退耕必将对该地区的水土流失特征产生重大影响。对退耕的水土保持效益进行模拟研究,可为退耕政策的合理实施提供理论依据。选定位于黄土沟壑丘陵区的安塞研究区,在RS和GIS支持下,采用USLE,模拟研究了不同退耕方案对土壤侵蚀的影响。在2001年土地利用的遥感解译图和GIS计算分析基础上设计了8种不同的退耕方案,模拟结果显示,各种退耕方案对土壤侵蚀的减少主要发生在强度及强度以上侵蚀区,退耕后研究区已没有发生剧烈侵蚀的区域,强度和极强度侵蚀明显减少;土壤侵蚀量的减少主要发生在≥25°退耕和≥15°退耕,≥25°退耕还草和还林分别使土壤侵蚀总量减少了19.9%和23.2%,≥15°退耕还草和还林分别使土壤侵蚀总量减少了36.6%和42.6%。≥8°退耕方案和全部退耕方案与≥15°退耕方案相比,水保效益并没有显著差别。     

玉米花粉多糖对猪瘟免疫效果的研究

本研究采用醇沉淀法从 350 g玉米花粉提取得粗提复合物 38.3 g。经用蒽酮反应、α萘酚反应、间苯二酚反应、碘化反应及高效液相色谱法鉴定 ,证实为多糖。用上述多糖作为免疫增强剂按剂量 50、 1 0 0、2 0 0 mg分别与猪瘟弱毒细胞冻干苗共同免疫猪 ,测定其免疫效果。结果表明 ,各剂量组的 IHA抗体效价均高于对照组 ;T细胞活性 E花环试验测得各剂量的活性 E花环百分率分别为 2 1 .84 %、2 5.4 6%、2 1 .92 % ,均高于对照组 1 5.91 % ;T淋巴细胞转化试验显示 ,各试验组的 T淋巴细胞转化率分别为 55.32 %、 56.39%、54.2 7% ,均高于对照组 4 7% ,上述三种方法测定的结果均显示显著差异。对 T淋巴细胞亚群的测定结果为 ,各试验组的 CD3、CD4、CD8T淋巴细胞的测定平均值均明显高于对照组 ,但 NK细胞的变化不显著。根据试验结果选取 1 0 0 mg剂量组在两个猪场进行田间扩大试验 ,测得的 IHA抗体效价亦高于对照组。研究结果表明 ,玉米花粉多糖既可增强体液免疫 ,又能增强细胞免疫。     

汞在泥炭上的吸附动力学研究

采用批次法研究了汞在三江平原泥炭和吉林双阳泥炭上的吸附动力学特征及温度、pH值对吸附的影响,实验表明:在相同的实验条件下,三江平原泥炭对汞的吸附速率小于吉林双阳泥炭;温度升高加快泥炭吸附汞的反应速度;两种泥炭对汞的吸附速率受pH值的影响明显且都在pH6.0左右具有最大的吸附量;在酸性介质内,介质的pH值升高,利于泥炭对汞的吸附;两种泥炭对汞的吸附动力学用Hill方程描述最为合适。湿地泥炭土壤较高的吸附容量,以及湿地低温和适当的pH都利于湿地对汞的累积。     

气候变化对生计影响的研究进展

气候变化是全球变化的核心问题,已经引起了国际社会的广泛关注。气候变化对生计的影响成为新的研究热点之一。本文从气候变化和气象灾害两个方面,综述了气候变化对资本、能力及谋生活动的影响,旨在更加深入地理解气候变化对生计构成要素的具体影响。目前,国内有关生计以及气候变化对生计影响的研究很少,相关的学术领域还存在着很大的空白。