“黑农35”大豆有效营养面积的研究

研究提出作物有效营养面积新概念,并建立了大豆植株个体营养面积与产量关系模型,优化解析出大豆有效营养面积为2837.5cm2,即有效株行距为53.3cm;大豆最佳营养面积为520.0cm2,即最佳株行距为22.8cm。并据此阐明目前我国北方垄作区广泛采用的67~70cm垄距已超过大豆有效株行距,造成土壤资源等浪费。垄作区若采用50cm左右垄距,平作区采用23cm×23cm株行距种植大豆,更有利于大豆群体产量的提高。     

作物有效营养面积及最佳营养面积研究

通过无肥区和施肥区不同土壤营养面积的试验得出 :黑土垄作区甜菜的有效营养面积是 3 7.8～ 5 3 .4× 67cm ;最佳营养面积是 2 7.3～ 2 9.7× 67cm。无肥区植株有较小的有效营养面积和最佳营养面积 ,施肥区植株有较大的有效营养面积和最佳营养面积。土壤营养面积过小 ,个体生长影响较大 ,会改变其生物学生长规律 ,S型生长曲线不明显     

黄土高原沟谷地春玉米不同耕作覆膜方式水温效应的研究

试验研究黄土高原沟谷地春玉米不同耕作覆膜的水温效应结果表明,秋耕起垄顶凌覆膜(秋垄顶盖)比对照(秋耕播盖)播前0~200cm土层土壤多贮水56.35mm,生育前期(出苗~抽雄吐丝期)多贮水64.63~104.42mm,0~10cm土温提高1.1~1.5℃,旱年玉米产量达5652.0kg/hm2,增产37.12%,水分利用效率达19.57kg/m3,提高1.93kg/m3。     

98 cm大垄双行种植方式对吉林西部玉米生长发育的影响

为提高玉米单产,本研究以65 cm单垄常规种植方式为对照,研究98 cm大垄双行种植方式对玉米生长发育的影响。结果表明,与65 cm单垄种植方式相比,98 cm大垄双行种植方式玉米单位面积有效穗数和群体干物质量分别显著增加28. 8%和13. 6%,而产量仅增加3. 6%。大垄双行处理玉米植株全N、全P和全K的养分积累量较对照处理分别增加9. 9%、7. 6%和11. 9%。大垄双行处理显著影响玉米根系构型,较对照处理总根长、根表面积、平均直径、根体积及分叉数显著增加。此外,大垄双行处理顶层叶面积指数较对照处理增加20. 6%,顶层透光率降低15. 3%。98 cm大垄双行种植方式的优势,有待于深入探讨。     

氮肥基施深度对夏玉米产量、 氮素利用及氮残留的影响

【目的】研究华北平原区底施氮肥深度对夏玉米产量、 氮素吸收量、 氮肥利用率以及氮素在土壤中残留的影响,以期为夏玉米的氮肥施用提供依据。【方法】采用小区试验和15N示踪试验的方法。小区试验设对照(CK),常规垄侧施氮(T-side),垄内8 cm深(T-8)、 16 cm深(T-16)、 24 cm深(T-24)施氮和垄内3层施氮(T-all)6个处理,养分施用量为N 180 kg/hm2,P2O5 120 kg/hm2,K2O 150 kg/hm2。示踪试验采用原位原状土柱法,设3个处理: 15N尿素施在8 cm深,另两层16 cm、 24 cm施用普通尿素(N8); 15N尿素施在16 cm深,另两层8 cm、 24 cm施用普通尿素(N16); 15N尿素施在24 cm深,另两层8 cm、 16 cm施用普通尿素(N24); 养分用量与小区试验相同。【结果】大田试验结果表明,T-all处理的玉米产量最高,比T-24提高了8.45%,达显著水平; T-all、 T-8、 T-16处理的夏玉米产量均高于T-side,分别比T-side提高了6.65%、 3.29%和5.43%,所有施肥处理中以T-24的玉米产量最低。玉米各生育期的氮素吸收量也以T-24处理最低; 与T-side处理相比,T-all处理的玉米氮吸收量在吐丝以前偏低,收获时稍高。夏玉米带状施肥主要影响垄内(施肥部位)土壤碱解氮含量,对垄间(非施肥带)土壤碱解氮含量影响不大; 与T-16、 T-24深层施氮相比,T-side、 T-8浅层施氮处理显著提高了玉米生育前期垄内表层土壤的碱解氮含量。示踪试验结果表明,施于8 cm、 16 cm、 24 cm的氮素利用率分别为37.24%、 31.33%、 18.75%。玉米收获后0100 cm土层N24处理的氮素残留量显著高于N8和N16处理,并且N24处理的氮素残留主要分布在4080 cm土层。【结论】本区域夏玉米底施尿素的适宜深度为816 cm。     

桑园土壤—桑叶—蚕茧系统硫素相关规律研究

采用典型地区桑园面上调查取样和实验室分析相结合的研究方法对长江中下游地区典型桑园的硫素状况进行研究。结果表明 :表土 ( 0～ 2 0cm)有效硫含量为 2 5 1～87 73mgkg- 1(均值 1 8 34± 1 5 2 5mgkg- 1) ,底土有效硫含量比表土有所增加 ,二者极显著正相关。缺硫土样占 5 5 77% ,以皖、赣、鄂、闽等省红砂岩、花岗岩母质形成的土壤为典型缺硫土壤 ,其次为赣、湘、苏的河流冲积物母质土壤。桑园土壤有效硫含量与桑叶全硫含量呈极显著二次曲线相关 (R2 =0 1 773 ,n =5 2 ,a <0 ) ;桑叶全硫含量与茧层全硫含量呈显著二次曲线相关 (R2 =0 2 1 0 1 ,n =2 6,a <0 )、与蛹全硫含量呈极显著直线正相关 (R2 =0 2 5 1 5 ,n =2 7)。高产桑园土壤有效硫含量及桑叶、茧层、蛹、蚕沙全硫含量均比低产桑园高     

不同覆盖材料对玉米幼苗生长和土壤养分含量及分布的影响

采用盆栽试验方法 ,研究了半腐熟的小麦秸秆和城市生活垃圾、地膜、高粱秆席片、纸板等覆盖材料对玉米幼苗生长以及土壤有机质和速效氮、磷、钾含量分布的影响。结果表明 :秸秆、地膜和席片覆盖显著地增加了玉米株高、地上部植株干重、根系干重和叶片数 ,促进了玉米幼苗的生长发育 ,而纸板和垃圾的作用不显著 ;与其它覆盖材料和对照相比较 ,秸秆和垃圾覆盖材料明显地提高了上 (0～ 7cm)、中 (7～ 14 cm)、下 (14～ 2 1cm) 3层土壤中的有机质和速效氮、速效钾的含量 ,而速效磷的增加上层土壤 (0～ 7cm )大于中层土壤 (7～ 14 cm ) ,下层土壤(14～ 2 1cm)没有增加。     

垄作免耕影响冷浸田水稻产量及土壤温度和团聚体分布

研究垄作免耕对冷浸田水稻产量及其构成因子的影响,同时,观察其耕层土壤温度和土壤团聚体结构的变化,旨在为冷浸田的综合治理技术提供科学依据。该研究以湖北省冷泉烂泥型冷浸田为对象,采用垄作免耕栽培田间定位试验方法,设计垄高10(LG10)、15(LG15)、20 cm(LG20)和平作(CK)4个处理种植中稻。研究结果表明,起垄(垄高10和15 cm)能显著(P0.05)提高冷浸田水稻产量,2011年和2012年垄高15 cm较CK分别增产10.95%和18.51%;与CK处理相比,垄作土壤平均增温范围为0.4~1.2℃,在0~5 cm土层内,垄作处理的土壤大团聚体(1 mm)含量明显提高;在5~25 cm土层内,土壤大团聚体含量LG15最高、CK最低、而LG20和LG10处于两者之间。垄高15 cm对大团聚体形成的影响大于垄高10和20 cm。垄作对冷浸田表层(0~5 cm)和下层(5~25 cm)土壤团聚体形成的影响存在差异,起垄后表层土壤大团聚体数量高于下层。但是,不同起垄高度与土壤温度和土壤大团聚体的变化不存在对应的数学正相关。综上所述,冷浸田合适的免耕起垄高度为15 cm。     

荒漠绿洲边缘苜蓿草产业发展潜力与策略 — — 以甘肃省民勤沙漠绿洲为例

研究结果表明民勤荒漠绿洲边缘种植苜蓿年灌水 4次 ,年灌水量 30 0 0m3 /hm2 ,水效益 5 .0 87kg/m3 ,耗水系数由 0 .6 2 2m3 /kgDM (春小麦 )降为0 .197m3 /kgDM ,比小麦、玉米节水 330 0～ 6 30 0m3 /hm2 ,水经济效益由 1.0 2元/m3 (玉米 )、1.0 6元/m3 (春小麦 )提高到 8.34元/m3 ,灌水成本比春小麦降低 2 35元/hm2 ,光能利用效率由 0 .873%(春小麦 )和 1.0 4 0 % (玉米 )提高到 1.4 4 % ,比小麦、玉米分别提高 6 4 .95 %和 38.4 6 %。种植 5年、7年苜蓿地 0～30cm土层土壤有机质增加了 2 6 .36 %和 33.17%。     

旱作农田沟垄微型集雨结合覆盖玉米种植试验研究

田间沟垄微型集雨结合覆盖技术有效地利用了膜垄的集水和沟覆盖的蓄水保墒功能,改变了降雨的时空分布,使降雨集中富集在种植沟中,显著地提高了降水的利用效率,特别是小雨的利用率。研究结果表明:土垄的平均集水效率为7% ,而垄上覆膜后集水效率为87% ,膜垄能产生径流的最小降雨量为0 8mm。田间沟垄微型集雨结合覆盖技术能提高土壤贮水量,增加玉米的产量。垄上覆膜结合沟覆盖处理玉米产量比平地增加2 339～5 2 97kg/hm2 (44 %～14 3% ) ,水分利用效率基本都在2kg/m3 以上。     

华北平原种植结构变化对农业需水的影响

不同种植结构下的农田需水研究是调整农业种植结构、制定切实可行的区域灌溉方案的重要依据。为了定量估算华北平原种植结构变化对农业需水的影响,本文基于MODIS NDVI数据和TM/ETM遥感影像提取了2002年和2012年华北平原主要作物类型及其种植面积,同时基于作物系数法计算了华北平原7种主要作物需水量,分析了华北平原种植结构变化对作物需水的影响。结果表明:2002—2012年,主要作物种植面积减少60.7万hm~2。其中,种植面积明显减少的作物分别为冬小麦-夏玉米(-43.18万hm~2)、棉花(-32.43万hm~2)、水稻(-9.3万hm~2)和春玉米(-4.9万hm~2),种植面积增加的作物主要是林果(+16.61万hm~2)和蔬菜(+12.6万hm~2)。2002—2012年,华北平原主要作物的总需水量从742.7亿m~3下降至695.5亿m~3,共下降6.37%。其中,需水量减少的作物类型为冬小麦-夏玉米(-35.41亿m~3)、棉花(-24.31亿m~3)、水稻(-7.48亿m~3)和春玉米(-2.1亿m~3),需水量增加的为林果(+11.24亿m~3)和蔬菜(+10.71亿m~3)。从空间分布来看,华北平原作物需水量整体呈减少趋势,仅在河北平原、鲁西北以及滨海平原靠近城市周边的区域呈增加趋势,其中滨海平原需水增加量最大。华北平原由于作物种植面积减小引起的作物需水减少量达44.7亿m~3;由作物种植结构调整引起的作物需水减少量为2.5亿m~3。种植规模的减小是华北平原作物需水量减少的主要原因。     

土层置换犁消除豆田残留除草剂药害的效果

为探索消除豆田残留除草剂对后作药害的新途径,本研究采用生物鉴定的方法,以甜菜为指示植物查明了豆田残留除草剂主要分布在0～10cm土层中,向下层逐渐减少,20cm以下土层为安全土层。自主设计的土层置换犁实现了将0～20cm土层和20～40cm土层位置转换,即所谓的土层置换。应用该犁在有残留除草剂污染的豆茬上实施土层置换改土作业后,连续2年调查作物产量结果显示,土层置换区比对照区甜菜、马铃薯等作物长势好、杂草数量少;改土后种植甜菜,第1年、第2年分别比未改土的对照增产468.9%和805.7%;种植马铃薯分别增产177.1%和31.0%;种植玉米(第2年)增产2.0%。种植连作大豆(第2年)增产6.5%。同时在未受到残留除草剂污染的土壤上实施土层置换作业后,第1年种植马铃薯和甜菜分别比对照减产3.1%和5.6%、第2年种植马铃薯和玉米,分别增产27.0%和5.2%。研究结果可为修复残留除草剂污染土壤、消除作物连作障碍和促进种植业结构提供技术支撑。     

尿素粒肥在石灰性砂壤土上对夏玉米效应及氮素去向的研究

本文报告了尿素粒肥在石灰性砂壤土上对夏玉米的效应及其氮素去向.在石灰性砂壤土上尿素粉肥条撒(雨前施肥或结合灌溉)可以起到尿素深施的作用.在供试土壤上施用尿素,肥料氮的淋洗程度是重2.17克的粒肥深施>重1.09克的粒肥深施>粉肥深施>粉肥条撒.但玉米地上部分吸收肥料氮的情况正好与肥料氮在土壤中的淋洗难易趋势相反.收获时玉米地上部分吸收利用了48.5%的肥料氮量,0-80厘米微区土壤中残留了17.6%,而氮肥损失(亏缺)为33.9%.     

Kemink subsoiling before and after planting

The Kemink exact soil management system is a non-inversion soil management system based on subsoiling, ridges and controlled traffic. Previous studies have documented benefits of the Kemink system used in its entirety, but the isolated effect of Kemink subsoiling has not been investigated before. To determine the isolated effect of Kemink subsoiling before and after planting two field experiments in sugar beet and barley were conducted in 1999 and 2000 under low nutrient input conditions in a conventional soil management system without recognized compaction problems. Kemink subsoiling after planting generally showed a negative effect on the growth and yield of both crops, whereas subsoiling before planting increased sugar beet yield from 8.4 to 9.5 t ha⁻¹ and sugar beet nitrogen uptake from 48.5 to 57.4 kg ha⁻¹. There was no effect of subsoiling before planting on the grain yield of barley. The negative effect of subsoiling after planting was more pronounced in 1999 than in 2000, and more pronounced in spring barley. The study shows that Kemink subsoiling after planting involves a significant risk of crop damage and cannot be expected to improve crop performance in conventional soil management systems in its current form, whereas Kemink subsoiling before planting may have potential as a measure to increase yield of sugar beet and possibly other row crops too, under low nutrient input conditions.     

1992-2017年中亚五国农作物水足迹变化特征

本研究以中亚五国为研究区域,以农作物水足迹为评估手段,分析了1992—2017年间中亚五国农作物水足迹的时空变化特征,以揭示中亚五国农作物水足迹结构,厘清引起中亚五国水足迹变化的主要农作物的贡献。结果表明:1)中亚五国农作物水足迹时间变化特征明显,1992—2017年中亚五国农作物绿水足迹(-9.7×10~9 m~3)和蓝水足迹(-5.6×10~9 m~3)均趋于减少。中亚五国农作物水足迹空间分布差异显著,哈萨克斯坦农作物绿色水足迹最高(平均4.96×10~(10) m~3),且远高于其他4国(平均3.6×10~9 m~3),而蓝水足迹以乌兹别克斯坦最高(平均1.53×10~(10) m~3)。农作物绿水足迹和蓝水足迹增长率最大的国家分别是土库曼斯坦(87.6%)和吉尔吉斯斯坦(32.3%);绿、蓝水足迹减少率最大的国家分别是哈萨克斯坦(-20.7%)和乌兹别克斯坦(-24.2%)。2)中亚地区农作物绿水足迹主要以粮食作物为主,蓝水足迹以粮食作物和油料纤维作物为主;而粮食作物水足迹结构中,主要以小麦、水稻和玉米为主,油料纤维作物水足迹结构中,主要以棉花为主。3)哈萨克斯坦作为绿水足迹减少最多的国家,大麦(51.6%)和小麦(28.2%)的贡献最大;乌兹别克斯坦作为蓝水足迹减少最多的国家,棉花(61.9%)贡献最大。通过开展中亚地区的农作物水足迹研究,发现中亚农作物水足迹整体呈下降趋势,厘清了中亚地区引起水足迹下降的主要农作物种类,相关成果可以为中亚地区的农作物优化种植和水资源节约提供支撑。     

基于生态需水的水资源分析——以贵州省盐津河流域为例

[目的]探究中国西南湿润地区流域生态需水量计算方法,为流域水资源配置提供科学的数据参考。[方法]选择贵州省盐津河流域为研究对象,采用彭曼法、Kristensen-Jensen模型、MIKE SHE分布式水文模型(DHI)、环境功能设定法等方法从农田系统、林草系统、水生态系统计算流域最小及满意需水量,并结合水资源状况对盐津河水资源配置提出建议。[结果]盐津河总生态需水量为1.39×10~7~2.04×10~7m~3,流域内农田用水较多的是4,7和8月,林草系统不存在缺水现象,河道内枯水期及丰水期水量差距较大,可利用水量为3.84×10~7~9.17×10~7 m~3,在保证枯水期生态水量同时,取水时间主要在5—8月。[结论]河道取水应注意考虑农田作物用水规律,在预留农业用水时需要考虑作物类型及种植面积,严格遵循降雨及生态用水规律,建立蓄水设施,保证全年的生产生态用水。     

不同小尺度下潮土重金属有效性空间变异研究

分别以10cm×10cm和2m×2m的网格对潮土(底锈干润雏形土)地区两块面积为1m×1m(1号区)(砂壤土)和30m×18m(2号区)(壤质黏土)的两块样区进行采样,研究其土壤重金属有效性的空间变异。结果表明,DTPA提取态Cu、Zn、Pb、Mn含量变异系数在22.4%~75.9%之间;1号区各元素含量平均值和变异系数均大于2号区对应元素;1号区Zn变异系数最大。地统计学分析表明,4种重金属有效态含量在1号区的块金值和基底效应均小于2号区,其中以2号区Pb的数值最大、Mn次之。两种尺度下,Pb都是4种元素中空间分布受随机性因素影响最大的元素;重金属有效性的空间分布均表现出等值线与作物种植行近似平行的现象,尤其以Pb、Cu和Mn最为明显。以上结果表明,2m×2m的网格更有利于反映潮土重金属有效性的空间变异受人为因素的影响,潮土重金属有效性的空间变异还受到土壤质地、耕作活动、元素类型等因素的影响。     

黄土旱塬长期秸秆还田对土壤养分、酶活性及玉米产量的影响

研究黄土旱塬区玉米生产中长期秸秆还田对土壤性质及玉米产量的影响,可为农田土壤可持续利用及质量提升提供科学依据。本研究基于连续24年(1992—2016年)秸秆还田长期定位试验,设置秸秆过腹还田、秸秆直接还田、秸秆覆盖还田以及不还田处理,研究长期不同秸秆还田方式对土壤化学性质、酶活性以及玉米产量的影响。研究表明,秸秆不还田处理累积玉米产量为1.695×105 kg·hm?2,覆盖还田、直接还田和过腹还田处理累积玉米产量分别为1.885×105 kg·hm?2、1.854×105 kg·hm?2、2.001×105 kg·hm?2,其增产率分别为10.1%、8.6%、15.3%。3种秸秆还田均可以显著提高0～20 cm土层土壤有机碳含量6%～14%,对20～40 cm土层土壤有机碳含量无显著影响。与秸秆不还田相比,长期过腹还田可显著增加土壤全氮、全磷、全钾、有效氮、有效磷和有效钾含量,秸秆直接还田可显著增加土壤全氮、全钾、有效氮和有效钾含量,长期覆盖还田仅提高土壤有效氮和有效钾含量。土壤蔗糖酶活性表现为过腹还田最高,直接还田和覆盖还田次之,不还田处理最低。秸秆直接还田0～20 cm纤维素酶活性最高,是不还田处理的2.2倍。过腹还田使土壤脲酶活性和碱性磷酸酶活性分别显著提高13.0%和20.5%,直接还田和秸秆覆盖对脲酶和碱性磷酸酶活性无显著影响。玉米生产中长期连续秸秆过腹还田和直接还田对土壤养分含量及酶活性产生了深远的影响,尤其是土壤蔗糖酶活性的提高与玉米产量稳定和提升有非常紧密联系。     

作物对盐分的吸收及其盐害的预测预报

通过温室和田间试验,研究小麦和甜菜在盐胁迫下的生长及其对盐分的吸收。结果表明,小麦耐热略低于甜菜,Ｎａ＾＋抑制小麦和甜菜对Ｋ＾＋和Ｃａ＾２＋的吸收,小麦和甜菜的相对干物质重与土壤含盐量的关系符合Ｍａａｓ－Ｈｏｆｆｍａｎ模型,小麦和甜菜叶Ｎａ＾＋含量与土壤含盐量呈显著正相关,且与干物质重的关系也符合Ｍａａｓ－Ｈｏｆｆｍａｎ模型,文中提出了利用作物叶的Ｎａ＾＋含量与相对干物质重之间的Ｍａａｓ－Ｈｏｆｆ