Determination of critical nitrogen dilution curve based on leaf area index for winter wheat in the Guanzhong Plain,Northwest China

Excessive use of nitrogen(N) fertilizers in agricultural systems increases the cost of production and risk of environmental pollution. Therefore, determination of optimum N requirements for plant growth is necessary. Previous studies mostly established critical N dilution curves based on aboveground dry matter(DM) or leaf dry matter(LDM) and stem dry matter(SDM), to diagnose the N nutrition status of the whole plant. As these methods are time consuming, we investigated the more rapidly determined leaf area index(LAI) method to establish the critical nitrogen(N_c) dilution curve, and the curve was used to diagnose plant N status for winter wheat in Guanzhong Plain in Northwest China. Field experiments were conducted using four N fertilization levels(0, 105, 210 and 315 kg ha-1) applied to six wheat cultivars in the 2013–2014 and 2014–2015 growing seasons. LAI, DM, plant N concentration(PNC) and grain yield were determined. Data points from four cultivars were used for establishing the N_c curve and data points from the remaining two cultivars were used for validating the curve. The N_c dilution curve was validated for N-limiting and non-N-limiting growth conditions and there was good agreement between estimated and observed values. The N nutrition index(NNI) ranged from 0.41 to 1.25 and the accumulated plant N deficit(N_(and)) ranged from 60.38 to –17.92 kg ha~(-1) during the growing season. The relative grain yield was significantly affected by NNI and was adequately described with a parabolic function. The N_c curve based on LAI can be adopted as an alternative and more rapid approach to diagnose plant N status to support N fertilization decisions during the vegetative growth of winter wheat in Guanzhong Plain in Northwest China.     

耕作侵蚀研究项目进展

土壤侵蚀是全球性的严重环境问题，而农耕地则是全球土壤侵蚀最严重的地区。农地上存在的水力等侵蚀早已被研究者认识到，并且已进行了大量的研究，但农地上存在的另一种侵蚀，也是从根本上导致农地土壤退化及产生严重水土流失的侵蚀，却在以往的土壤侵蚀研究中被大大地忽视，这就是耕作侵蚀。 　　耕作侵蚀是土壤物质在耕作机具的作用下发生分散、搬运、沉积的过程。在耕作侵蚀过程中，土壤物质主要在农地内发生再分布，在坡地上，这种再分布则主要表现为坡面土壤的从上向下运动。 　　耕作侵蚀作为一种新近认识到的重要侵蚀过程，已引起国际上的广泛关注。耕作侵蚀研究也已在各大洲迅速开展起来。1997年起，欧共体将耕作侵蚀列为大型研究项目，组织了7个国家的科学家协作攻关，研究范围包括到全部欧共体国家；1997年7月在加拿大多伦多（Toronto）举行了第1次耕作侵蚀国际会议；1999年4月在比利时鲁汶（Leuven）举行了第2次耕作侵蚀国际会议；2001年8月将在英国埃克塞特（Exeter）再次举行关于耕作侵蚀影响的重要国际会议。 　　我国是一个幅员辽阔，农业人口众多，耕种历史悠久的农业大国，坡耕地面积大，尤其与西方发达国家相比，坡耕地普遍较短，较陡，较崎岖，且各地的耕作机具与耕作方式差异较大，因此，耕作侵蚀是在我国广泛存在、形式多样的一种重要类型的土壤侵蚀。为了认识我国坡耕地的耕作侵蚀规律，进而发展科学的坡耕地保护性耕作技术，我们从1999年开始，在我国黄土高原开展了耕作侵蚀研究。 　　我们在主持的国家自然科学基金项目“黄土地区耕作侵蚀评价”（1999—2001）、中国科学院水土保持研究所知识创新工程项目课题“耕作侵蚀过程与模拟”（1999—）及陕西省人事厅留学回国人员科技活动择优资助项目“农地耕作侵蚀研究”（2000—2002）的资助下，通过前两年的研究，已获得了黄土地区耕作侵蚀过程中的土壤再分布规律、黄土地区耕作侵蚀模型，黄土地区耕作侵蚀强度及其空间分布特征，以及黄土地区耕作侵蚀在总土壤侵蚀中的重要性及其空间变化规律。目前，我们正在对该地区耕作侵蚀其它方面的内容进行研究，各个项目进展顺利。 (王占礼，中国科学院 水利部 水土保持研究所， 陕西 杨凌 712100)     

区域尺度侵蚀产沙估算方法研究

 区域土壤侵蚀模型是大区域土壤侵蚀普查和水土保持宏观决策的支持工具,土壤侵蚀模型的研发是土壤侵蚀学科的前沿领域。基于DEM将区域划分为规则网格,设计产流、产沙过程的单元模型,包括植被截留、入渗、填洼、流速、携沙能力、径流剥蚀量、泥沙沉积等算法。将月降水当作1次降雨事件,并划分若干时段进行迭代计算,利用GIS空间分析功能完成水沙汇集运算,并在ArcGIS支持下进行计算机程序设计,有效地完成了区域侵蚀产沙量的计算。将模型应用于延河流域得到:1995年7月份平均径流深为35.6mm,径流系数为0.237,流域出口径流量为2.72亿m3,流域出口输沙量为0.38亿t,流域平均侵蚀模数为4575t/(km2.月);输出图形空间格局和结构符合实际情况,初步模拟结果令人较满意。     

Effects of mycorrhizal inoculation of upland rice on uptake kinetics of arsenate and arsenite

We assessed the effect of mycorrhizal inoculation on short‐term uptake kinetics of arsenate and arsenite by excised roots of upland rice (Oryza sativa L. cv. Zhonghan 221). A concentration of 0.01–0.05 mM arsenic (As) differentially affected the influx rates of both arsenate and arsenite into rice roots non‐inoculated or inoculated with Glomus mosseae and G. versiforme. While V_max for arsenate uptake by non‐mycorrhizal roots was 1.02 µmol g^?1 fresh weight h^?1, it was reduced by a factor of 2.4 for mycorrhizal roots (about 0.42 µmol g^?1 fresh weight h^?1) in the high‐affinity uptake system. However, at high concentrations of 0.5–2.5 mM As only G. versiforme was able to reduce As influx. The results show that mycorrhizal effects on As uptake of upland rice are both concentration and species‐specific.     

四子王旗景观格局演变与沙化土地动态变化分析

利用RS和GIS的空间分析技术,通过提取分析四子王旗两期遥感影像数据,结合现地调查,对区域景观格局演变和沙化土地动态变化进行分析。结果表明:从2003年到2008年5a间,景观类型和沙化土地类型发生了较为明显的变化,主要表现在:林地景观面积明显增加,耕地、草地和未利用地明显减少,林地面积增加了41 361hm2,耕地、草地和未利用地面积分别减少了14 561、9 427hm2和19 307hm2;沙化土地5a间减少了664hm2,其中半固定沙地减少了261hm2,固定沙地增加了322hm2,露沙地减少了512hm2,沙化耕地减少了153hm2,风蚀劣地减少了60hm2。分析认为近年来实施的京津风沙源治理工程是区域景观演变和沙化土地动态变化的主要因素。     

Biochar reduces uptake and accumulation of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) in winter wheat on a PAH-contaminated soil

For years, biochar has been successfully used for the remediation of polycyclic aromatic hydrocarbons(PAHs) in contaminated soils, not only for improving their removal from soil but also for reducing their uptake by crops. However, the underlying mechanism of biochar application reducing PAH uptake and accumulation in winter wheat remains unclear. Pot trials were conducted on a PAH-contaminated soil amended with bamboo biochar, coconut shell biochar,and maize straw biochar(MSB) for an entire gro...     

黑土区坡耕地土壤酶活性与土壤养分关系研究

对东北黑土区东山沟坡耕地土壤有机质、全氮、碱解氮、速效磷和土壤转化酶、脲酶、碱性磷酸酶活性进行了测定,并对其结果做相关分析,表明土壤酶可以作为评价黑土土壤肥力的指标,有机质仍是黑土土壤养分和酶活性的源和库。黑土区坡耕地土壤表层养分含量和酶活性高于次表层的相应指标,且呈现显著性差异。据此,建议黑土区坡耕地积极探索和推广秸秆还田、免耕等水土保持新措施,提高有机质含量,以遏制土壤表层质量退化。     

北疆城镇区域人口发展中的问题及人口空间分布特征

北疆城镇区域是新疆人口最为密集、经济最为发达的城镇密集地区,但其在人口发展过程中过快的人口增长、过低的人口素质、分布广和数量多的贫困人口及少数民族人口等诸多问题已经极大地制约了区域经济的发展步伐。文中通过相关数据的整理和分析,得出北疆城镇区域的人口空间分布总体上具有首位度高、不均衡及人口规模体系不健全等特点,同时深入分析了区域人口密度分布独特的马鞍状分布特点。     

基于博弈论的农户土地利用行为研究——以陕西省米脂县孟岔村为例

以米脂县孟岔村为研究对象,通过设计农户问卷,将研究区农户划分为种粮农户、打工农户、种果农户、种粮兼顾打工农户等四大类,并利用GIS、GPS技术将土地利用的空间信息和农户微观主体的社会经济行为与特征联系起来.随后使用完全信息静态博弈,建立了不同类型农户的两两博弈关系模型,通过模型分析得出: (1) 农户以自身利益最大化为决策目标,并考虑了其他农户的决策行为对其产生的影响,孟岔村最终形成了"少数农户承包旱地经营果园,部分农户承包水浇地,部分农户完全脱离土地外出打工,大部分农户农忙时种粮和农闲时打工"的土地利用和家庭经营模式;(2) 上述土地利用模式使研究区域土壤侵蚀量有了明显的降低并有效地增加了农户的收入.