水肥运筹对冬小麦光合特性、产量及水分利用的影响

为探明水肥运筹对冬小麦产量及水分利用的影响,采用田间试验,研究了不同氮肥追施比例( N0：一次性底施,N1：底施40%+拔节期30%+灌浆期30%,N2：底施60%+拔节期20%+灌浆期20%,N3：底施70%+拔节期30%)与灌水量(W0：0 m3/(次·hm2),W1：225 m3/(次·hm2),W2：450 m3/(次·hm2))相结合对土壤水分,冬小麦光合特性、产量及水分利用的影响。结果表明,不同水氮运筹方式改善了小麦的光合特性,促进了小麦生长、产量及水分利用的提高。在小麦需水旺盛的灌浆期,各处理间的剖面土壤水分含量差异最为显著,其中以W2 N3处理较高。在所有处理中, W2 N2处理净光合速率最高,W1N2和W2N2处理叶片水分利用效率均较高;W2N2处理产量和水分生产效率最高,分别较对照(W0N0)提高33.5%、23.8%。综上,水肥运筹模式以W2N2处理最优。     

滴灌水肥一体化对小麦产量和水分利用的影响

在2016-2018年连续2年进行小麦田间试验,以前期氮肥不同水平分期追施水肥一体化研究为基础,探讨滴灌条件下,水肥一体化处理对小麦产量和水分利用的影响.设置3个氮(N)肥水平:N1180 kg/hm2,N2240 kg/hm2,N3270 kg/hm2;3个水分(W)水平:W1生育期不灌水,W2生育期灌2次水,W3生育期灌3次水,共9个处理,分别为W1N1、W1N2、W1N3、W2N1、W2N2、W2N3、W3N1、W3N2、W3N3.结果表明,连续2年,与W1N1处理相比,W3N2和W3N3处理使小麦平均产量分别增加31.88％和15.28％.小麦各生育期耗水量均表现为拔节—开花期耗水量最多,开花—收获期耗水量次之,播种—拔节期耗水量最少.小麦全生育期耗水量以W3N2处理最低,与W1N1处理相比,小麦全生育期平均耗水量降低21.39％;小麦平均水分利用效率以W3N2处理最高,与W1N1处理相比,小麦平均水分利用效率增加11.70％.综合考虑,小麦产量和水分利用效率均在W3N2处理下最高,因此,小麦施纯氮240 kg/hm2,底施60％纯氮、拔节期追施25％和灌浆期追施15％纯氮,同时在小麦拔节期、开花期和灌浆期进行3次灌水的滴灌水肥一体化处理是小麦高产又节水的最优模式.     

MODIS数据反演地表温度的应用研究

在近年来提出的两种温度劈窗算法中,研究采用Sobrino等(2003)的辟窗算法和NDVI阈值法获取地表比辐射率,并结合Mao等(2005)劈窗算法中对大气水汽含量的估算,反演了山西省三个时相的地表温度。从反演的LST分布图上发现,该反演算法与LST产品比较符合。同时以其中的一个时相为例,利用LST产品对反演的精度进行了验证,结果发现反演值和产品二者的最大值、最小值和平均值的误差值分别为1.08℃、0.16℃和0.75℃,其均方根误差RMSE达1.30℃,具有较高的精度,从而表明该法反演地表温度的可行性,并化简了地表温度遥感估算的难度,在不依赖于地面实测资料的情况下,可准确快速地大面积遥测农业环境温度,有助于监测农业旱情。     

砂质潮土不同土体构型对花生生长和土壤养分的影响

为探明砂质潮土不同土体构型对花生产量和土壤养分的影响,在清丰县浅位黏砂壤土、砂壤土和砂土上开展了花生不同氮(0、90、180kg/hm2)、磷(0、90、135、180kg/hm2)肥料配施增产增效试验.结果表明,氮磷配施对花生生长具有积极作用,不同生育期不同肥料配比处理个花生单穴分枝数和株高均高于对照,其中单穴分枝初...     

基于HYDRUS-1D模型的华北低平原区不同微咸水 利用模式下土壤水盐运移的模拟

华北低平原区深层地下水的不断超采不仅造成淡水资源的枯竭,还引发了地面沉降、土壤盐渍化等一系列生态环境问题。微咸水在农业上的利用已成为缓解水资源危机的研究重点。为了研究不同咸水灌溉模式的可持续性,本文以华北低平原区的河北省南皮县为例,利用Hydrus-1D模型,基于8种不同微咸水灌溉方案,模拟2008—2013年6年冬小麦-夏玉米轮作制度下,2 m土体水盐通量变化。模拟结果表明,土体剖面盐分积盐区主要集中在下层土壤(100~200 cm);上层土壤(0~100 cm)溶液盐分浓度大部分时间保持在2 g·L~(-1)左右,能保证作物正常生长;但土壤剖面盐分浓度在冬小麦灌浆末期出现峰值且随灌水盐分浓度增加而逐渐升高。土体盐分充分淋洗的关键在于降雨强度,7月份降雨强度是土体脱盐与否的主要影响因素;同时,在丰水年型夏玉米播种后结合出苗水适当灌溉洗盐对土体达到有效脱盐起到重要作用。本文通过综合分析水文年型、土壤剖面盐分的动态分布特征以及结合夏玉米出苗水的洗盐淡水用量3方面因素对土壤盐分迁移的影响,提出华北低平原区两种适宜的微咸水灌溉制度:(1)冬前浇灌小于2 g·L~(-1)的冬小麦越冬水,春后在冬小麦拔节期浇灌一次2~4 g·L~(-1)微咸水;(2)冬前不灌越冬水,春后分别在冬小麦拔节期和灌浆期浇灌2 g·L~(-1)微咸水。两种灌溉制度年均结合夏玉米出苗水的洗盐淡水用量和总耗水量分别为60~70 mm和250~260 mm。本文结果旨在为华北低平原区微咸水利用的节水潜力及其可持续性提供理论指导。     

不同耕作保墒措施下施氮量对小麦耗水量、产量及水分生产效率的影响

采用大田试验,探讨了普通耕作、深松、秸秆覆盖、保水剂与氮肥(0、120、240 kg/hm~2N)相结合对小麦耗水量、产量及水分生产效率的影响,以期找出潮土区小麦高产的合理保墒施肥模式。结果表明:总体上氮肥用量适中时,小麦全生育期的总耗水量较大,而不施氮肥和氮肥用量较大时,小麦耗水量较低,其中以秸秆覆盖处理最低。随氮肥用量的增加,总体上小麦净光合速率、蒸腾速率均表现为先增后降的趋势,而叶片水分利用效率随氮肥用量的增加而提高。各处理以处理6(深松+120 kg/hm~2N)的净光合速率最高,以处理10(深松+240 kg/hm~2N)和处理11(秸秆覆盖+240 kg/hm~2N)的叶片水分利用效率较高。各保墒措施均显著提高了小麦产量和水分生产效率。小麦产量随氮肥用量的增加先增加后降低,以处理6最高,较对照(普通耕作)提高30.5%,其次为处理8(保水剂+120 kg/hm~2N),两者差异不显著,之后为处理7(秸秆覆盖+120 kg/hm~2N)、处理10、处理11;但水分生产效率以处理11最高,较对照提高50.4%,其次为处理10、处理8,三者差异显著。     

不同节水灌溉方式对小麦产量及水分利用效率的影响

为探讨不同节水灌溉方式对小麦产量及水分利用效率的影响,在通许试验基地进行了节水灌溉方式(滴灌、微喷灌、喷灌和小白龙)及灌水量(45、90、135mm)的大田试验,分别于拔节和灌浆前期灌水。结果表明:小麦收获时土壤储水量表现为滴灌微喷灌喷灌小白龙,总耗水量以滴灌和微喷灌方式下较少;小麦千粒重随灌水量增加有降低趋势,且在微喷灌方式下明显高于其他处理,而小麦群体、穗长、小穗数和穗粒数均以滴灌方式下表现较佳;灌水能增加小麦产量,水分利用效率随灌水量的增加而降低;以滴灌135 mm的产量最高,水分利用效率以滴灌45mm处理为最高。4种节水灌溉方式中,滴灌更有利于增产和节水,其次为微喷灌。     

2种保水剂对砂土土壤持水性能的影响

以营养型抗旱保水剂、沃特保水剂和冬小麦矮抗58为试验材料,在延津县砂质潮土试验基地开展了2种保水剂不同用量(0、15、30、45、60kg/hm2)和不同生育期(拔节期和孕穗期)施用对麦田砂土土壤物理性质及其持水性能影响的研究。结果表明,施用营养型抗旱保水剂,拔节期和孕穗期土壤容重分别平均减小3.1%、5.8%,土壤总孔隙度分别平均增大14.0%、7.3%,土壤含水量在拔节期增大,孕穗期减小,土壤持水性能在2个生育期都有所增强,并以45kg/hm2用量效果最好;施用沃特保水剂,孕穗期土壤容重平均减小5.1%,土壤孔隙度平均增大1.5%;而拔节期土壤容重、土壤孔隙度变化不明显,土壤含水量和土壤持水性能都随着用量的增加而增大,以30kg/hm2用量效果最好。孕穗期施用保水剂对土壤物理性质的影响比拔节期施用的效果好;2种保水剂以营养型抗旱保水剂的效果较好。     

海河流域水资源演变与驱动机制

海河流域含京津冀及周边三省,是我国水资源短缺和用水矛盾最突出的地区。中国科学院遗传与发育生物学研究所农业资源研究中心团队围绕不断加剧的水资源短缺,研究了流域水资源演变的关键驱动机制:山区径流变化、农业需水和虚拟水外输,分析了流域水资源演变的主要原因,并对未来的可能调控提出了建议。研究首先选取海河流域的八大山区子流域,分析了20世纪60年代以来的径流变化,确认70年代开始山区来水逐渐减少,径流减少的关键时期是1978—1985年,推断农业用水增加是径流减少的核心驱动因素;其次,基于作物模型、作物系数法和遥感等手段,量化了海河平原农业用水的时空格局和区域水量平衡,通过对比农业耗水量、地下水水位变化和南水北调中线供水量,确立了山前平原区南水北调实施后为实现水量平衡需控制用水的进一步扩大、低平原区仍然亏缺的未来水资源态势;最后,通过粮食贸易的虚拟水分析,指出本地区外输虚拟水达90亿m~3,是造成水资源短缺的重要原因,减缓虚拟水外输或输入一定虚拟水是缓解区域水资源压力的可选方案。