干旱荒漠区农田防护林正负效应及其影响机制

【目的】 研究干旱区农田防护林胁地的效应。【方法】 选取新疆150团一处南北走向的农田防护林以及西侧的棉田为研究对象,针对农田防护林对棉田的各个胁地因子,对比分析距离农田防护林不同树高（H为农田防护林平均树高15 m）倍数处棉田的气象、土壤及棉花生长状况等因素的时空变化及分布特征,研究防护林对棉田的胁迫规律、胁迫程度,筛选出农田防护林胁地的主导因子。【结果】 150团农田防护林杨树树种发达的根系是构成林带胁地的主要原因;引起农田防护林对棉田胁地的气象因素是光照与土壤含水量,相关系数可达0.972与0.995;造成农田防护林对棉田胁地的主要肥力因素是土壤有机质与全氮,相关系数可达0.980与0.992;农田防护林对棉花前期生长发育状况影响较大,后期胁地症状有所缓解。【结论】 农田防护林对棉田土壤有机质及全氮影响较大,在前期通过降低光照强度及土壤含水量影响棉花生长。     

宁夏平原农田防护林小气候效应及对玉米产量的影响

【目的】农田防护林具有改善生态环境、调节小气候、提高农业生产力水平等重要作用,通过探 讨宁夏平原农田防护林的小气候效应及对作物产量的影响,为宁夏平原农田防护林的科学规划等提供参考和指 导。【方法】选取具有代表性的新疆杨农田防护林,测定防护林不同距离处的风速、空气温度、空气湿度、土 壤含水率及玉米产量,分析农田防护林的小气候效应。【结果】随着与防护林距离的增加,风速呈现先升高、 后降低、再升高的趋势,距林带 1 H（防护林树高）处风速最大,5 H 处风速最低,整体上风速比对照点降低 38%;0.5 H 处空气温度最低,5 H 处空气温度最高,3~10 H 处的空气温度变幅度较小;空气湿度呈现先降低、 后升高、再降低的趋势,0.5 H 和 5 H 处空气湿度较高,空气湿度比对照点增加 5.1%;林网内的土壤含水率 先增加后减小,0.5 H 和 1 H 处土壤含水率最低,5 H 处土壤含水率最高;0.5 H 处玉米平均株高比对照点降低 102 cm,产量比对照点减少 26.3%,整体上林网内产量提高 8.8%。【结论】宁夏平原新疆杨防护林对小气候因 子的影响随防护距离的不同存在变化,整体上具有降低风速和空气温度、提高空气湿度和土壤含水率、提高玉 米产量的作用,建议提高农田林网化率,改善农田小气候,增加作物产量。     

不同改良措施对新疆盐渍化棉田的改良效果

【目的】研究不同盐渍化改良措施与农业措施相结合,对土壤剖面盐分和0~80 cm耕层脱盐效果,为实现重度盐渍化土壤的资源可持续利用提供理论依据。【方法】以新疆玛纳斯河流域重度盐渍化土壤为研究对象,设置3种改良方案(T1:农业改良措施、T2:根区隔离土壤盐分+农业改良措施、T3:暗管排水处理+农业改良措施),通过3年的大田试验,分析0~80 cm土壤剖面盐分分布与盐分含量变化。【结果】不同改良措施地下水埋深随着生育期的灌溉表现出相似的变化规律,暗管排水措施对地下水埋深具有较好的调节效果;根区隔离、暗管排水措施与农业改良措施相结合均能够快速有效降低土壤盐分,根区隔离措施底层(40~80 cm)土壤脱盐效果较强,盐分含量降低了8.92 g/kg,暗管排水措施在表层(0~40 cm)土壤盐分含量降低了6.30 g/kg,具有较强的脱盐效果,农业改良措施在耕层(40~80 cm)土壤整体盐分含量降幅相对较低;结合3年的脱盐率变化来看,2016年脱盐率较低, 2017年研究区脱盐率大幅度提升,根区隔离措施、暗管排水措施耕层(0~80 cm)土壤平均脱盐率分别为63.30 %、52.47 %,明显高于农业改良措施脱盐率30.67%,2018年农业改良措施、根区隔离措施以及暗管排水措施在0~80 cm土层脱盐率分别为5.28 %、20.00 %、3.89 %。【结论】根区隔离、暗管排水工程措施结合农业改良措施,能够快速有效降低土壤盐分含量,改善重度盐渍化土壤。     

扁桃棉花间作对棉田主要害虫及捕食性天敌的影响

【目的】 研究扁桃棉花间作对棉田主要害虫及其主要捕食性天敌的影响,为扁桃棉花间作模式下棉田害虫防治和天敌的保护利用提供理论依据。【方法】 采用目测法,调查2种扁桃棉花间作棉田和单作棉田棉花的主要害虫及捕食性天敌的种群数量。【结果】 扁桃棉花间作(南北向)有利于棉田蚜虫和捕食性天敌的发生,扁桃棉花间作(东西向)则不利于其发生。扁桃棉花间作不利于棉田牧草盲蝽的发生;扁桃棉花间作对棉田棉蓟马和棉铃虫的发生无影响;不同类型棉田烟粉虱的发生与虫源地距离有关。扁桃棉花间作有利于棉田蜘蛛的发生。【结论】 扁桃棉花间作对棉田主要害虫及捕食性天敌存在一定的影响。     

塔河下游典型绿洲灌区土壤盐分空间变异特征

【目的】 研究典型绿洲灌区不同深度土壤的盐渍化特征和空间分布状况。【方法】 运用GPS定位技术进行调查与采样,并结合室内样品测定结果,对塔里木河下游31团灌区土壤盐分含量和各盐分离子含量进行地统计分析和Kriging空间插值。【结果】 研究区内土壤总体呈碱性,盐分组成以氯化物-硫酸盐为主,受季节及灌溉影响,秋季蒸发强烈处于积盐阶段,根域层(0~60 cm)土壤盐分均大于深层(60~100 cm)土壤盐分。根域层盐分、Cl^-、Mg²⁺、SO^2-₄的半方差函数拟合模型符合指数模型,深层盐分、K⁺+Na⁺符合高斯模型,HCO^-₃、Ca²⁺符合球状模型。根域层盐分大多处于轻、中度盐渍化,重度盐渍化区域主要集中在研究区中部荒漠化程度高、地形复杂的区域,深层土壤盐分受秋季潜水蒸发影响,绝大部分处于轻度盐渍化,变化范围小,分布较为均匀。各土层中阴离子均以SO^2-₄为主,阳离子均以K⁺和Na⁺为主,SO^2-₄、Cl^-、K⁺+Na⁺与根域层土壤盐分有着相同的分布特征。【结论】 31团灌区土壤含盐量较高,各层土壤均处于不同程度的盐渍化状态,47.12%的根域层(0~60 cm)土壤盐分处于中度盐渍化状态,90.01%的深层(60~100 cm)土壤盐分处于轻度盐渍化状态。     

核桃土壤养分评价及其与核桃产量的相关性分析

【目的】评价新疆叶城县核桃土壤养分有效性,研究其与核桃产量的相关性,分析限制核桃产量养分因子。【方法】在叶城县核桃园采集土壤测定有机质、速效氮、速效磷、速效钾、pH和可溶性总盐,进行土壤养分分级,分析各种养分与核桃产量的相关关系。【结果】有机质、速效氮、速效磷都属于中低水平,速效钾属于中等水平,69.7%的土壤pH大于8.5,98.6%的土壤可溶性总盐<2.0 g/kg。有机质、速效钾对核桃产量没有显著影响,速效氮>90 mg/kg时核桃增产13.1%,速效磷>20 mg/kg时核桃增产11.4%,pH>8.5时核桃减产17.1%,可溶性总盐>2.0g/kg时核桃减产15.0%。【结论】叶城县核桃土壤整体处于中低水平,pH值和可溶性总盐对核桃产量影响最大,其次是速效氮和速效磷。     

苦豆子条带对棉田捕食性天敌发生的影响

【目的】 研究田埂边苦豆子(Sophora alopecuroides L.)条带对棉田内捕食性天敌发生及其控蚜作用的影响,为棉花生产中田埂合理保留保育天敌的功能性杂草、促进棉田天敌保育与害虫自然控制提供科学依据。【方法】 系统调查田边苦豆子条带及棉田天敌与害虫种群,罩笼评价天敌控害功能。【结果】 苦豆子与棉花上捕食性天敌种类基本相同、群落结构相似,苦豆子条带上各类主要捕食性天敌的数量均显著高于棉田。处理棉田(棉田边有苦豆子条带)中瓢虫、草蛉、蜘蛛密度分别为对照棉田(棉田边无杂草)的1.3、3.4和4.5倍,发生高峰期较对照棉田提前一周左右。6月上旬和8月,处理棉田的捕食性天敌和蚜虫之间的益害比显著高于对照棉田。处理棉田捕食性天敌对棉蚜控害指数显著高于对照棉田。【结论】 苦豆子杂草带对有益天敌具有明显保育作用,能促进棉田捕食性天敌的发生与生物控害。     

北疆典型土壤纵向弥散系数试验

【目的】 研究不同土壤质地对土壤纵向弥散系数和弥散度的影响。【方法】 根据土壤物理学及水动力弥散理论,以新疆北疆较为常见的典型砂壤土、粉壤土、壤土为例,NaCI为示踪剂,采用室内一维土柱垂直入渗试验测定纵向弥散系数。【结果】 不同土壤质地,渗流速度越小弥散系数越小,渗流流速越大,达到土壤溶质浓度峰值的时间越短,且峰值浓度越大。砂壤土渗流速为0.020 cm/min,纵向弥散度为2.88 cm;粉壤土渗流速度为0.018 1 cm/min,纵向弥散度为3.85 cm;壤土渗流速度为0.011 cm/min最小,纵向弥散度为2.44 cm。【结论】 弥散系数和弥散度取决于土壤质地类型与渗流流速。     

膜下滴灌连作棉田土壤有机碳及其活性变化分析

【目的】研究不同连作年限膜下滴灌棉田土壤有机碳变化特征,为连作棉田有机碳储量估算、固碳潜力分析提供支撑。【方法】采用田间调查、取样测定方法,分析不同连作年限下(L₅、L₁₂、L₁₇、CK)0~40 cm土层土壤有机碳含量、易氧化有机碳、有机碳密度、土壤容重及碳库活度和碳库管理指数变化。【结果】随连作年限的延长,棉田土壤有机碳含量在时间尺度上表现为先增后降,连作1~5a时土壤总有机碳增加,连作5~17 a时总有机碳显著下降;在空间尺度上,有机碳含量表层0~20 cm大于20~40 cm土层含量;不同连作棉田土壤易氧化有机碳和土壤有机碳密度也表现出与总有机碳相同的变化趋势。随种植年限增加各土层土壤容重变化趋势总体为逐渐增大,L₁₇＞L₁₂＞L₅＞CK在空间尺度上,土壤容重随土层深度增加逐渐增大。在时间和空间尺度上,土壤碳库活度均表现为逐渐减小。【结论】长期膜下滴灌,短期连作可以提高土壤总有机碳、易氧化有机碳含量,随着连作年限延长,土壤有机碳和活性有机碳含量均显著下降,土壤碳库管理指数下降,土壤质量降低,土壤肥力受影响。     

次生盐渍土暗管+竖井排水控盐技术模式筛选及效果评价

【目的】评价暗管、竖井工程在新疆南疆次生盐渍化土上的排盐效果,筛选出适宜的暗管布设间距。【方法】以新疆南疆垦区兵团第二师38团撂荒地次生盐渍化土为对象,于2016~2019年设置暗管+竖井田间排水控盐试验,选取3个相邻地块,暗管布设间距分别为6、8和10 m(依次记为T₁、T₂、T₃),每个地块暗管埋深1.2 m,竖井井深20 m、间距120 m。【结果】 (1)各处理土壤盐分在排水2年后均显著降低,T₁、T₂、T₃根层土壤电导率较排盐前分别下降了31.83%、50.35%、46.09%;(2)垂直方向上土壤电导率随土层深度增加而降低,各排盐处理0~0.8 m根层土壤电导率降低幅度显著高于深层土壤,水平方向上距离竖井越近脱盐效果越明显;(3)各处理排水矿化度在排盐1年后均升高,但在排盐2年后T₁、T₂ 、T₃处理分别下降了21.41%、33.24%、18.57%,排盐后地下水位深度平均降低了1.5 m;(4)脱盐2年后种植玉米,各处理平均籽粒单产达到329.70 kg/667m²,单产水平T₂>T₁>T₃,降盐效果与玉米产量呈正相关。【结论】优选出布设间距8 m(T₂)为试验区暗管排盐工程适宜参数。采用竖井+暗管排水控盐模式,通过降低地下水位和排水控盐共同作用,以维持南疆灌区盐渍土改良效果的稳定性和持续性。     

间作模式农田小气候效应对棉花生理生态指标的影响

【目的】研究间作模式下农田小气候对棉花生理生态指标的影响。【方法】采用大田试验和盆栽试验,分析和测定不同种植模式下棉花冠气温湿度及生理指标。【结果】间作棉花受间作枣树的影响,使植物蒸腾和土壤蒸发水分在近地表层滞留时间延长,提高了冠层湿度15.07%,延缓夜间冠气温度的散失。相对湿度的提高,促使间作棉花的株高提升26.61%,叶面积指数提高19.42%,全生育期叶片净光合速率提高10.25%。间作盆栽棉花的株高、叶面积指数和净光合速率分别提升21.37%、14.02%、12.55%,差幅微小于大田试验。【结论】间作模式改变了农田小气候中的相对湿度,提升棉花生理指标,较单作模式、间作棉花产量提高约20%左右。     

环境因子对无膜滴灌棉种萌发特性的影响

【目的】 研究水、盐、温及其交互作用等环境因子对无膜滴灌棉种中棉619萌发特性的影响。【方法】 基于正交试验、隶属函数法及聚类分析,以PEG模拟干旱胁迫、NaCl模拟土壤盐分胁迫及用生化培养箱控制环境温度,对比分析水、盐、温及其交互作用对无膜滴灌棉种中棉619(无膜棉)和膜下滴灌棉种新陆中37号2个棉种萌发特性的影响。【结果】 两者均对温度有较高的要求,而无膜滴灌棉种耐盐及抗旱性优于膜下滴灌棉种,其中温度对于种子萌发的影响达到极显著水平(P＜0.01),盐分达到显著水平(P＜0.05),而水分及交互作用未达到显著水平。【结论】 适宜无膜滴灌棉种中棉619环境因子范围是温度为25℃,盐分为0.1%~0.4%,水分为7.5%和15%,当水分含量为15%、盐分含量为0.2%及温度为25℃时,无膜滴灌棉种的萌发效果最好。     

覆膜滴灌条件下土地开垦年限对土壤盐分、养分和硝态氮分布特征的影响

【目的】研究覆膜滴灌条件下盐渍土植棉的可持续性。【方法】以时空转换的方法,选择不同开垦年限地块:0(盐碱荒地)、2、4、5、6和15年,分析土壤剖面盐分、pH和硝态氮、铵态氮含量以及耕层土壤养分的变化。【结果】土壤盐分随开垦年限的增加总体上呈下降趋势,土地开垦利用前4年为土壤盐分快速下降阶段,1 m剖面土壤盐分含量平均下降幅度达75.8%,5~15年为土壤盐分的稳定阶段,0~40 cm土壤平均盐分含量为0.72 ms/cm,而土壤pH较高,维持在9.0左右;土地开垦有利于提升土壤肥力,土地开垦6年后,有机质、无机氮和速效磷含量大幅增加;膜下滴灌下土地开垦后1 m剖面硝态氮含量大幅上升,开垦4年后硝态氮已迁移到80~100 cm。【结论】覆膜滴灌下开垦盐碱荒地可有效降低土壤盐分,提高土壤肥力。土地开垦4年后,土壤盐分已不是棉花生长的限制因素,而可能是土壤较高的pH,且硝态氮有向1 m以下土层淋洗的风险。     

粉垄深松破障对新疆盐碱地土壤洗盐脱盐效果

【目的】 在不同类型土壤中应用粉垄深松破障技术装备,研究灌溉前后不同点位土壤盐分变化,分析粉垄深松破障技术对盐碱地的淋溶脱盐效果。【方法】 利用粉垄深松破障设备,在中度以上盐碱地中深松破障深度达到110 cm,深松破障间距200 cm,冬灌前后取样,取样点为水平间距为距离深松破障0、30和90 cm,取样深度为0~30、30~60和60~90 cm,检测分析土壤总盐。【结果】 粉垄深松破障后,冬灌前后土壤脱盐率为,沙土水平方向为0 cm=78%>60 cm=34%>90 cm=31%,垂直方向为60~90 cm=69%>0~30 cm=43%>30~60 cm=32%;壤土水平方向为60 cm=22%>0 cm=20%>90 cm=7%,垂直方向为0~30 cm=30%>30~60 cm=12%>60~90 cm=6%;粘土水平方向平为0 cm=33%>60 cm=29%>90 cm=21%,垂直方向为0~30 cm=40%>60~90 cm=27%>30~60 cm=17%。【结论】 粉垄深松破障后,沙土脱盐效率最高达到48%,粘土为28%,壤土为18%;粉垄深松破障区脱盐率为44%,30 cm处脱盐率为28%,90 cm处脱盐率为20%;不同深度表现为表层0~30 cm脱盐率为38%,30~60 cm脱盐率为20%,60~90 cm脱盐率为34%;粉垄深松破障能够显著提高土壤洗盐脱盐效果。     

棉花专用缓控释肥和叶面水溶肥应用效果

【目的】 研究棉花专用缓控释肥和叶面水溶肥的应用效果。【方法】 设置田间小区试验,5个处理,T1:不施肥(CK);T2:常规施肥;T3:常规施肥+叶面水溶肥;T4:棉花专用缓控释肥+叶面水溶肥;T5:棉花专用缓控释肥减量20%+叶面水溶肥,分析不同施肥处理对棉花生育进程、产量构成及产量、经济效益和农学效率的影响。【结果】 与常规施肥相比,棉花专用缓控释肥和叶面水溶肥处理生育期没有明显变化,株高有所降低,果枝台数明显增加;棉花专用缓控释肥、叶面水溶肥处理提高了棉花铃数、单铃重而增产;籽棉收入、收益和农学效率均以棉花专用缓控释肥+叶面水溶肥处理最高。【结论】 专用缓控释肥和叶面水溶肥配施适合推广应用,是一种省工、增收、增效的施肥模式。     

化肥减量有机替代对新疆滴灌棉花产量及土壤养分的影响

【目的】 研究新疆滴灌棉花合理的化肥减施量和有机肥替代量,为棉花优质高产、产业可持续发展提供理论支撑。【方法】 采用田间小区滴灌栽培试验, 化肥减量微生物菌剂替代对新疆滴灌棉花产量及其构成因素与土壤养分的影响。【结果】 与习惯施肥(CF)相比, 优化施肥减氮30%增施微生物菌剂(OPT+M-N30%) 处理的棉花籽棉产量、皮棉产量、单铃数及衣分有不同程度的提高, 其中棉花单铃数和籽棉产量分别提高16.42%, 5.09%。且OPT+M-N30%处理的土壤有机质、全氮及碱解氮含量均高于其余施肥处理, 较农民常规施肥增加了7.74%、5.97%、1.70%。【结论】 优化施肥减氮30%增施微生物菌剂处理有利于提高棉花产量和土壤养分含量,表现较好的经济效益。     

紫色土坡耕地耕层质量障碍特征

【目的】 紫色土坡耕地具有高生产力和强侵蚀性的特点,是长江上游重要的耕地资源,分析坡耕地障碍耕层类型及其对农作物产量的影响,对坡耕地合理耕层构建参数确定、耕层质量调控和坡耕地持续利用具有重要应用价值。本文基于不同地力等级紫色土坡耕地耕层样本,定量化分析坡耕地耕层质量障碍特征。 【方法】 采用障碍度模型及聚类分析研究不同地力等级紫色土坡耕地障碍耕层类型及耕层质量变化特征。 【结果】 （1）不同地力紫色土坡耕地土壤物理属性差异显著,随地力等级降低,地块田面坡度显著变大、有效土层厚度显著变小,当田面坡度由5.1°变为21.7°,农作物产量可下降45%,五级坡耕地心土层缺失现象严重;而土壤肥力属性未表现明显差异,一至四级坡耕地同一地力等级土壤有机质、土壤全氮、阳离子交换量总体表现为耕作层>心土层>底土层,五级坡耕地耕作层与底土层之间各指标差异不显著。（2）一、二级坡耕地各土层土壤质量指数均在0.434-0.528之间,同一地力等级各土层土壤质量指数表现为耕作层>心土层>底土层;土壤物理属性对低产坡耕地土壤质量影响更为显著,五级坡耕地田面坡度指标障碍度为一级坡耕地的80.73倍。（3）紫色土坡耕地障碍耕层可分为3类,即Ⅲ土壤养分限制型、Ⅳ有效土层厚度限制型、Ⅴ田面坡度限制型,土壤物理属性为主要障碍特征时,耕层构型疏松,心土层缺失现象严重,农作物产量较土壤养分限制型坡耕地低25%。 【结论】 紫色土坡耕地耕层质量偏低,障碍耕层包含土壤养分限制型、有效土层厚度限制型、田面坡度限制型3种类型,土壤物理属性为主要限制因素,田面坡度偏大,有效土层厚度浅薄化严重。     

棉粕对盐碱胁迫下棉花生长及生理特性的影响

【目的】 分析新疆优势资源棉粕对盐碱胁迫下棉花生长及生理特性的影响,研究棉粕对盐碱胁迫下棉花生长及生理特性的差异。【方法】 采用田间小区试验,以棉花品种新陆早60号为材料,采用两因素随机区组试验设计,测定不同盐碱含量条件下配施不同含量棉粕对棉花生长指标和生理特性的影响。【结果】 随着棉粕施用量的增加,棉花的株高、干物质、叶绿素含量均有不同程度增加,而过氧化物酶、丙二醛含量、可溶性糖含量随着盐浓度的增加呈先增加后减少的趋势。【结论】 棉粕对盐碱胁迫下棉花的生理性状影响效果不同,对盐碱胁迫下棉花生理抗盐碱性有着明显的增强作用。