基于多因素综合评价的居民点整理时序确定

为了科学确定农村居民点整理时序,构建了"潜力大小-斑块复杂程度-区位条件优劣"多因素评价体系,从农村居民点斑块形状复杂程度以及所处区位条件的优劣两方面分析其整理的难易程度和必要性大小,并将农村居民点分为"一级必要整理斑块"、"二级必要整理斑块"和"三级必要整理斑块",最后结合整理潜力分级结果将玉门市农村居民点整理划分为近期整理、中期整理和远期整理。结果表明:玉门市农村居民点潜力较大涉及22行政村,面积960.31 hm2,主要分布在昌马盆地区和花海绿洲平原区以及赤金-清泉绿洲区的部分行政村,潜力一般涉及32行政村,面积2 053.72 hm2,主要分布在玉门镇老城区以及玉门绿洲地区大部分行政村,潜力不大涉及3个行政村,面积304.90 hm2,主要分布在玉门新市区城市规划范围内的部分行政村;玉门市一级必要整理农村居民点斑块面积1 291.08 hm2,二级必要整理农村居民点斑块面积1 712.2 hm2,三级必要整理农村居民点斑块面积315.64 hm2。通过叠加居民点整理潜力及整理优先度分级结果图层,得出玉门市近期需整理农村居民点426.05 hm2,中期需整理635.40 hm2,远期需整理2 257.48 hm2。该文研究结果可为农村居民点整理时序确定提供一个新思路,为玉门市农村居民点整理规划提供决策依据。     

基于产量响应诊断冬小麦水分亏缺适宜土层及其水分阈值

明确作物产量对水分亏缺的响应是实施非充分灌溉的科学基础。该文在华北气候下,通过设置不同灌水次数造成处理间的土壤供水差异,探讨了大田冬小麦籽粒产量与不同生育时期、不同土层深度的土壤水分之间的关系,系统分析了影响小麦产量的水分阈值,提出了适宜的土壤水分诊断深度。结果表明:不论从土壤水分动态、还是从全生育期平均水分来看,亏水处理与充分供水对照在浅层土壤的水分差异最大,且随土层深度增加而减小。0~0.4、0~0.8、0~1.2 m的水分差异分别在19.7%~36.5%、9.3%~21.7%和2.9%~9.7%之间。此外,土壤水分变异程度随土层深度增加而减小。不同生育期、不同深度的水分与小麦产量关系多为开口向下的抛物线函数,但函数关系的显著程度随生育期及土层深度而变化,其中0~0.4 m的水分与产量关系最为密切。影响小麦产量的水分阈值随生育进程呈下降趋势。自拔节孕穗至乳熟期,0~0.4、0~0.6、0~1.0、0~1.2及0~1.6 m的水分阈值由田间持水率的83.1%~95%下降到72.3%~90.0%。依据处理间土壤水分动态差异、全生育期平均水分差异、不同土层的水分变异程度、土壤水分与小麦产量关系显著性程度4方面的分析,该文提出0~0.4 m为适宜的水分亏缺诊断深度,相应在拔节孕穗、抽穗、开花、灌浆初期、灌浆中期、灌浆后期、乳熟期的水分阈值分别为95.0%、98.4%、79.9%、73.7%、88.6%、79.6%和75.7%。该结果对小麦亏缺灌溉管理具有实际指导意义。     

有机农业发展的低碳机理分析

温室气体排放引起的全球气候变暖是人类关注的环境热点问题之一。本文从农业生态系统影响全球变暖的主要温室气体(CO₂、N₂O 和CH₄)的产生和排放出发, 探讨有机农业在生产减排和土壤固碳方面的机理。研究发现相对于常规农作而言, 有机农业在减排和固碳方面具有很大优势和潜力; 然而, 从长期来看, 通过土壤固碳减少大气温室气体的排放不是无限制的, 到一定程度后会达到一个平衡。因此, 更多的有效固碳途径和管理措施有待于进一步研究。同时, 从低碳理念出发, 强调中国加强有机农业环境效益研究的必要性。     

盐分胁迫条件下冬小麦根系吸水模型的构建与验证

为了验证盐分胁迫条件下根系吸水与根氮质量之间的关系,同时对盐分胁迫修正因子的参数进行优化,该研究通过布置田间试验,对冬小麦平均根系吸水速率分布进行了估算,并对其与根氮质量密度之间的关系进行了分析,结果表明,田间试验条件下,冬小麦最大根系吸水速率与根氮质量密度仍呈线性正比关系。在此基础上,建立了盐分胁迫条件下基于根氮质量密度分布的根系吸水模型,并对其中盐分胁迫修正因子中的参数进行了优化,进而对咸水灌溉条件下冬小麦的根系吸水规律进行了模拟,其结果与利用反求方法估算得到平均根系吸水速率分布吻合较好,表明盐分胁迫条件下,冬小麦根系吸水与根氮质量之间的线性正比关系仍然成立,并可用于优化盐分胁迫修正因子,从而建立相关的根系吸水模型。     

不同乔木根系的抗拉力学特性

为了揭示植被根系的固土力学机制,筛选合适的水土保持树种,选取华北地区5种常见乔木油松、蒙古栎、白桦、落叶松和榆树根系进行室内单根拉伸试验。结果表明,5种乔木根系极限抗拉力和直径之间存在显著的幂函数关系;油松和白桦根系抗拉强度随着直径增大以幂函数递减,蒙古栎、落叶松和榆树根系的抗拉强度随直径增大均以对数函数递减。拉伸过程中,根系对外界拉力的敏感性是在一定范围内的波动,5种乔木平均敏感性依次为白桦＞落叶松＞榆树＞油松＞蒙古栎。5种乔木根系不同直径的应力应变曲线特征参数不同,但均为单峰曲线,具有弹塑性材料特征,拟合曲线三阶抛物线模型能很好地反映其基本特征。不同树种不同直径的抗拉力学特征存在很大的差别,其内在原因还需要进一步的研究。     

应用反演式气体扩散技术测定奶牛场甲烷的排放特征

为了准确揭示奶牛场的甲烷排放特征,在我国首次采用国际上最新的反演式气体扩散技术与开路式激光仪相结合的研究方法,分别于2009年冬季和2010年春季测定了保定市某奶牛养殖基地甲烷的排放特征,测定期间养殖基地的动物总量平均为1 200头.结果表明,奶牛养殖场尺度的甲烷排放在冬季和春季均呈现出规律性的日排放特征,即养殖场甲烷日排放高峰出现在05:00、11:30和16:30,排放高峰的出现时间与上料时间基本吻合;冬季和春季试验期间该养殖场的反刍和粪尿甲烷总排放量分别为0.31 t·d-1和0.36t·d-1,养殖基地内整个牛群平均每头牛的反刍和粪尿甲烷日排放总量分别为0.26 kg·d-1和0.30 kg·d-1,春季的甲烷日排放量比冬季约高16.7%,初步揭示了奶牛场尺度甲烷排放的季节性差异.     

水流近壁面水力剪切力对滴灌系统碳酸钙污垢的影响

针对目前水动力学条件对滴灌系统碳酸钙污垢形成的影响及适宜的污垢控制阈值尚不明确的问题,该研究对不同近壁面水力剪切力(0～0.70 Pa)下的滴灌系统附着碳酸钙污垢总量、晶相组成及表观形貌进行了分析。结果表明：不同剪切力显著(P<0.05)影响了碳酸钙污垢的形成,随着剪切力的增大碳酸钙污垢的总量呈现先增高后降低的趋势,最大碳酸钙污垢形成量的剪切力为(0.42±0.02)Pa。剪切力较低(0～0.42 Pa)时,随着剪切力的增大碳酸钙晶体的尺寸逐渐变大,Ca²⁺和CO₃^2-的碰撞几率增加且晶体成核效率提高,使得碳酸钙污垢总量呈现增加趋势;剪切力较高(0.42～0.70 Pa)时,随着剪切力的增大碳酸钙晶体大小逐渐减小,且晶体由于高剪切力的作用发生破碎和脱落,使得碳酸钙污垢总量呈现下降趋势。建议灌水器流道近壁面水力剪切力控制在0～0.24 Pa和0.65～0.70 Pa,以减少碳酸钙污垢的形成。该研究结果可为高抗堵塞灌水器的研发以及劣质水滴灌技术的应用和推广提供支撑。     

2014年曲周县小麦草害情况及成因分析

为了了解曲周县麦田春季杂草的发生情况,进一步制定科学的草害防治措施,2014年采用田间调查的方法,调查了曲周县10个乡(镇)麦田春季杂草的发生种类和密度;采用农户调查的方法,分析了部分麦田杂草严重发生的成因;还结合田间长期定位试验,研究了3种管理措施(秸秆还田,施用有机肥和化肥,春草秋治)对麦田杂草发生密度的影响。结果表明:曲周县麦田杂草种类主要有播娘蒿、荠菜、麦瓶草、节节麦和麦家公5种;基于不同杂草在各乡(镇)的发生密度,认为播娘蒿、荠菜、麦瓶草、节节麦、麦家公的防治区域重点分别在曲周镇和槐桥乡,槐桥乡和依庄乡,南里岳乡,南里岳乡和曲周镇,槐桥乡;不合理增加秸秆还田量和增施有机肥均会增加播娘蒿的发生密度,而采用春草秋治技术会显著降低播娘蒿、荠菜和节节麦的发生密度。在曲周县及其所在的华北平原,应加强春草秋治技术的应用,并合理调节有机肥和还田秸秆的使用量。     

“棉太金”对长江流域棉区不同密度麦（油）后直播棉产量形成和成铃结构的影响

研究棉太金对不同种植密度下长江流域麦（油）后直播棉产量形成和成铃结构的影响有重要生产指导意义。2011―2013年以早熟棉品种国欣12-1为材料，在安徽和湖北进行了不同种植密度（7.5、9.0、10.5株·m^－2）下，不同棉太金施用量（0、1.08、2.16 L·hm^－2）在盛蕾期（7月28日）、盛花期（8月28日）、盛铃期（9月21日）分3次施用处理试验。结果显示，2011―2013年化控和年份显著影响了籽棉产量，化控与密度之间没有互作，化控与年份之间存在显著互作。在天气正常条件下，喷施棉太金能显著增加籽棉产量。在湿润多雨的气候条件下，喷施棉太金会抑制营养生长，从而避免花铃期出现蕾铃脱落和烂铃，显著增加籽棉产量；在干旱少雨的条件下，喷施棉太金则会对产量不利。密度影响单位面积成铃数，但不影响籽棉产量。在7.5株·m^－2条件下，分3次施用棉太金1.08 L·hm^－2，利于实现长江流域棉区麦（油）后直播棉高产及机械采收。这些结果对长江流域棉花轻简化栽培具有指导意义。     

长期施肥对红壤性水稻土团聚体稳定性及固碳特征的影响

施用有机肥是提高土壤有机碳(SOC)含量、促进土壤团聚体形成和改善土壤结构的重要措施。本研究旨在探讨长期作物残留和投入有机物料对水稻土团聚体分布及稳定性的影响,分析不同粒级团聚体的固碳特征及其与团聚体形成的相关性,以及土壤和不同粒级团聚体对累积碳投入的响应。长期定位施肥试验始于1986年,设不施肥(CK)、单施化肥(CF)、秸秆化肥混施(RS)、低量粪肥配施化肥(M1)和高量粪肥配施化肥(M2)5个处理。2009年采集0~10 cm土壤样品,测定总土以及大团聚体(LM,2 mm)、较大团聚体(SM,0.25~2 mm)、微团聚体(MA,0.25~0.053 mm)和黏粉粒(SC,0.053 mm)的质量比例及其SOC浓度,并分析闭蓄于SM内部的颗粒有机物(POM)、微团聚体(MA-SM)和黏粉粒(SC-SM)的质量含量和SOC浓度。结果表明,与CK和CF比较,有机肥混施化肥处理(RS、M1和M2)均显著提高了LM和SM的质量比例和平均当量直径(MWD),降低了SC质量含量;两个粪肥配施化肥处理(M1和M2)的效果优于秸秆化肥混施(RS),但是M1和M2间差异不显著;单施化肥则降低了稳定性团聚体的比例。团聚体的SOC浓度没有随粒级增大而增加,各处理均为LM和SM结合的SOC浓度最高,其次为SC,最小为MA。与CK比较,有机肥混施化肥处理均显著提高了各粒级团聚体的SOC浓度。总土SOC的增加主要取决于SM的SOC含量,而MA-SM组分决定了SM固持SOC的能力。总土、LM和SM的SOC含量以及从SM分离出的POM、MA-SM和SC-SM的SOC含量均与累积碳投入量呈显著正相关,但总土分离出的MA和SC的SOC含量对累积碳投入量反应不敏感,表现出碳饱和迹象。因此,尽管长期大量施用有机物料促进了红壤性水稻土大团聚体的形成和团聚体稳定性,增加了其SOC的固持,但有机质可能不是该土壤水稳性团聚体形成的最主要黏结剂。