耕作方式对华北农田土壤固碳效应的影响

研究不同耕作方式对华北农田土壤固碳及碳库管理指数的影响,可为探寻有利于农田固碳的耕作方式提供科学依据。该研究在中国农业大学吴桥实验站进行,试验于2008年设置了免耕秸秆不还田(NT0)、翻耕秸秆不还田(CT0)、免耕秸秆还田(NT)、翻耕秸秆还田(CT)和旋耕秸秆还田(RT)5个处理。研究测定分析了土壤容重、有机碳、易氧化有机碳含量及不同耕作方式下的碳库管理指数。通过对不同耕作方式下0～110cm土壤的分析,结果表明,随着土层的加深,土壤有机碳含量不断下降,NT显著增加了表层(0～10cm)土壤有机碳含量,而>10～50cm有机碳含量较其他处理(NT0除外)有所下降,深层(>50～110cm)处理间差异不明显;土壤容重与有机碳含量呈显著的负相关关系(P<0.01);0～30cm土层有机碳储量以NT最高,CT与其无明显差异,二者较CT0分别高出13.1%和11.0%,而至0～50cm土层,CT的碳储量最高,但与NT无显著差异(P<0.05);与CT0相比,NT0降低了各层土壤易氧化有机碳含量,而NT则在0～10cm土层表现为增加;RT、CT分别显著增加了0～10、>10～30cm土层的碳库管理指数。结果表明,秸秆还田可改善土壤质量,提高农田碳库管理指数,同时碳库管理指数受耕作方式的影响也较大,尤其是CT和RT;NT通过减少土壤扰动、增加有机质的输入,可提高上层土壤有机碳的储量。     

沧州市农业水足迹变化特征与驱动因素分析

为解析影响沧州市农业水足迹增长的驱动因素,本研究利用水足迹评价和灰色关联度分析的方法,计算并分析沧州市农业水足迹的结构、利用和产出效率及其时空分布。结果表明:1994—2014年沧州市农业水足迹持续增长,21年增长1.63倍。在农业水足迹中,种植业水足迹所占的比重最大,畜牧业水足迹的总量和占农业水足迹的比重持续增长;水足迹构成分析表明,沧州市蓝水足迹所占比重最大,说明农业用水中灌溉水尤其是抽取的地下水占主体地位,沧州的农业生产特别是种植业生产严重依赖地下水资源。农业水足迹在空间上分布差异明显,中部县市高于北部和南部县市;沧州各县市的农业水足迹利用效率与产出效率也呈增长趋势,单位水足迹创造产值持续上升;灰色关联分析表明,有效灌溉面积比例、耕地复种指数和农村人口是农业水足迹关联度最高的3个驱动因子。     

燕麦氮吸收利用特性与适宜施氮量的定位研究

 【目的】明确燕麦对氮的吸收利用特性以及吉林白城地区适宜氮肥用量。【方法】以皮燕麦白燕7号和裸燕麦白燕2号为材料,通过设置5个氮肥梯度（0、30、60、90和120 kgN•hm-2）,定位研究了两种燕麦氮吸收利用与产量形成的氮肥效应。【结果】本试验条件下,施氮量越多,燕麦不同生育阶段的氮积累量、总氮积累量、穗部氮积累量、转移量和花后吸收量越多,各处理间差异显著。氮素阶段吸收比例在低氮处理有苗期提高、灌浆后期降低的趋势,花前氮素转移率则表现为随施氮量增加先升高后降低。氮肥表观利用率、氮肥农学效率随施氮量的增加而降低。氮收获指数以中低施肥处理最高,不施肥或最高施氮处理最低。氮生理利用效率存在极显著的年际间差异,年份与品种互作效应显著。氮肥显著影响燕麦产量（P＜0.05）,两种燕麦籽粒产量均随施氮水平的提高而增加,但90和120 kgN•hm-2处理间差异不显著;获得最高产量的氮肥用量有随定位时间的延长而增大的趋势。【结论】施氮量显著影响燕麦对氮素的吸收与利用特性,品种间有差异,白燕7号较白燕2号对氮反应更敏感。4年的定位结果看,吉林白城地区氮肥用量90 kgN•hm-2可以实现燕麦高产高效生产。     

γ 氨基丁酸对冬小麦籽粒灌浆期耐热性及产量和品质的影响

为探讨γ-氨基丁醇(GABA)在小麦抗高温胁迫中应用的可行性,以冬小麦品种中优9507为试验材料, 在开花期喷施200 mg/L GABA, 灌浆期通过塑料棚覆盖模拟高温(45℃)处理,研究外源GABA对冬小麦灌浆期耐热性的影响.结果表明, 在高温胁迫条件下,200 mg/L GABA处理使中优9507小麦较清水对照产量增加了11.0%, 千粒重增加了4.6%; 粗蛋白增加了4.3个百分点, 并显著提高了沉淀值和干、湿面筋含量; 高温条件下GABA处理使得旗叶中MDA含量降低了49.2%, SOD活性提高了14.0%, 可溶性糖含量也显著升高; 旗叶的IAA含量显著下降, ABA含量明显升高.上述结果表明, GABA可通过调节内源激素系统、保护膜稳定性、增加抗氧化酶活性和活性氧清除能力、调节C/N代谢平衡来增强冬小麦耐高温的能力, 并在一定程度上减少高温胁迫带来的产量损失.     

不同耕作措施下双季稻田生态系统碳循环及其生态服务价值

耕作方式对稻田碳循环有着较大的影响.采用田间试验方法,研究了秸秆还田条件下,不同耕作措施双季稻田碳循环及其生态服务价值,为稻田生态服务价值计算及土壤固碳潜力评价提供依据.试验于湖南省宁乡县进行,通过静态箱法测定翻耕秸秆还田(CT)、旋耕秸秆还田(RT)、免耕秸秆还田(NT)稻田CH_4及CO_2排放,根据美国橡树岭国家生态实验室得出的碳折算系数计算各项农资投入的碳释放.结果表明:(1)机械操作造成的碳排放为CT>RT>NT,免耕分别比翻耕和旋耕碳减排61.69、35.70 kg C·hm~(-2);(2)含碳农资碳减排对于稻}H碳减排具有较大作用,其中减少含碳农资投入对于免耕碳减排作用最大;(3)免耕促进了稻田土壤碳固定,稻田生态系统总体碳固定为NT>CT>RT;(4)采用免耕、减少含碳农资投入有利于固碳及增加稻出生态系统服务价值.本研究得出免耕秸秆还田有利于减少碳排放及增加稻田生态系统生态服务价值,建议长江中下游双季稻区采用以免耕秸秆还田为主的保护性耕作.     

干旱胁迫下玉米叶-气温差与叶温差日变化特征及其品种差异

为进一步明确玉米叶-气温差和叶温差日变化特征及其对干旱的响应与品种差异,通过人工旱棚控水,设置充分供水、轻度胁迫、中度胁迫和重度胁迫4个土壤水分处理,研究5个玉米杂交种功能叶片表面温度及环境光温湿度日周期变化特征,比较分析了不同生育时期叶-气温差和叶温差的变化特性及其与环境因子的关系。结果表明:1)叶-气温差是衡量玉米水分丰缺状况的1项有效指标。在充足供水条件下玉米叶-气温差较为稳定,维持在-4.0~-1.0℃范围内,干旱胁迫下均表现出升高趋势,重度胁迫与充足供水处理之间的差值可达5℃以上,且多出现于12:00—16:00;2)叶温差日变化表现为先升高后降低趋势,并随着干旱胁迫程度的加大而增大;3)干旱处理叶-气温差与光合有效辐射和大气温度的相关性高于空气湿度和饱和水汽压差,均达到显著或极显著水平;4)杂交种间叶-气温差差异不显著,叶温差则差异显著,但不同时间和不同生育时期表现不一致。总之,梯度土壤干旱胁迫导致了叶-气温差和叶温差的逐级升高,叶-气温差可有效反映玉米植株水分丰缺状况,而叶温差在玉米抗旱品种筛选方面的意义尚需进一步研究。     

夏玉米不同施氮水平土壤硝态氮累积及对后茬冬小麦的影响

【目的】探讨夏玉米季不同施氮水平土壤硝态氮（NO3--N）累积及对后茬冬小麦的影响,利用作物轮作降低土壤NO3--N累积,减缓其淋洗,以提高氮肥周年利用率。【方法】夏玉米季设置不同施氮量处理,冬小麦采取节水省肥栽培,研究夏玉米收获后土壤剖面累积的NO3--N对冬小麦生长发育、产量及NO3--N累积动态的影响。【结果】夏玉米季施氮量与作物收获后土壤剖面NO3--N累积量,NO3--N累积量与冬小麦的产量都呈极显著线性正相关关系。冬小麦季采取限氮或不施氮处理作物收获后土壤剖面各层NO3--N含量,与夏玉米收获后相比都有显著降低。夏玉米季施氮240 kg•hm-2、冬小麦季施氮157.5 kg•hm-2（N240+157.5）或者冬小麦季不施氮前茬夏玉米季施氮360 kg•hm-2（N360+0）都能满足冬小麦各生育时期对氮的需求,产量、吸氮量和周年氮肥利用率相近且都保持较高的水平,但夏玉米季高施氮处理,当季氮存在很大的淋洗等损失风险。【结论】夏玉米季施入的氮肥对后茬冬小麦有很强的有效性,小麦季采取节水省肥栽培,能显著减少前茬作物收获后残留的NO3--N,减缓其淋洗,同时保障作物产量,提高氮肥利用率。生产中氮肥的合理分配应充分考虑前茬残留氮素对后茬的有效性。     

耕作措施对双季稻田CH4与N2O排放的影响

随着全球气温的不断升高,温室气体减排成为研究的热点。该文旨在研究不同耕作措施下双季稻田CH4及N2O排放特征及其消长关系,为稻田温室气体减排及土壤固碳潜力评价提供依据。试验在湖南省宁乡县进行,通过静态箱法测定翻耕秸秆还田（CT）、旋耕秸秆还田（RT）、免耕秸秆还田（NT）的稻田CH4及N2O排放。结果表明：CH4排放主要来自于晚稻田,翻耕、旋耕和免耕晚稻田CH4排放分别占研究时段CH4排放的69%,67%,73%;各处理冬闲季CH4排放均不到研究时段排放量1%,冬闲CH4排放量为RT＞CT＞NT,差异显著;N2O排放时间变异性较大,早稻稻田N2O排放量为RT＞NT＞CT,晚稻稻田N2O排放量为NT＞RT＞CT,冬闲期各处理稻田N2O均为负排放;从研究时段排放量分析,翻耕秸秆还田有利于减少N2O排放,免耕秸秆还田有利于减少CH4排放;CH4与N2O排放呈显著负相关,冬闲季稻田CH4与N2O排放相关性不显著。总之,NT减少了CH4排放,虽N2O排放略有增加,但CH4与N2O引发的综合温室效应有所减弱。