河套灌区农业水土资源时空匹配格局研究

为了客观地评价内蒙古河套灌区农业水土资源时空匹配情况,在分析灌区水土资源利用现状和空间分布格局的基础上,以灌溉用水量作为水资源量的表征参数,构建了农业水土资源匹配测算模型,评价了河套灌区及5个县域的农业水土资源匹配程度,并对其匹配程度进行了划分。结果表明:河套灌区农业水土资源匹配一般,耕地资源优势明显,水资源问题突出;10a来农业水土资源匹配程度逐渐降低,匹配程度空间差异性较为显著,总体呈现出"自西向东依次变差"的特点。针对河套灌区农业水土资源匹配程度差、区域差异明显的情况,应加强该区水利工程建设和加快水务管理体制改革,同时兼顾农业水土资源优化配置,提高河套灌区农业水土资源匹配程度。     

聚丙烯酰胺对干旱半干旱区不同作物水分利用及产值的影响

为了在半干旱区和干旱区农业生产中推广应用聚丙烯酰胺(polyacrylamide,PAM),在半干旱区选择了西瓜、马铃薯、玉米和谷子,在干旱区选择了春小麦、向日葵、玉米和番茄,以不施PAM为对照,测定PAM对不同作物产量、产值、水分利用效率和水分生产率的影响。结果表明半干旱区西瓜、马铃薯、玉米和谷子的产量分别提高了36.76%、24.83%、20.20%和13.16%,产值提高了36.32%,23.04%,9.37%,10.18%,水分利用效率提高了30.15%,18.83%,13.42%和6.24%,水分生产率提高了30.57%,22.97%,16.79%和11.66%。干旱区春小麦、向日葵、玉米、番茄的产量分别提高了18.56%,12.82%,13.65%和16.54%,产值提高了12.78%,10.70%,9.53%和14.71%,水分利用效率提高了13.49%,17.03%,12.96%和25.12%,水分生产率提高了16.14%,11.62%,11.79%和14.85%。干旱区春小麦的增产率和增值率虽然高于向日葵,但增产值却极显著低于向日葵。建议半干旱区应用PAM应优先选择西瓜和马铃薯,干旱区应优先选择番茄和向日葵。     

长期施肥对黄土高原旱地土壤无机磷空间分布的影响

研究了18年肥料长期定位试验土壤无机磷的空间分布特征。土壤剖面无机磷占全磷总量的65．0％－79．4％，无机磷以Ca-P为主，Ca2-P,Ca8-P,Ca10-P分别占无机磷总量的2．1％－16．0％，0．6％－2．4％和59．7％－80．5％，Al-P,Fe-P,O-P分别占无机磷总量的1．8％－6．0％，3．9％－6．5％和9．2％－14．7％，土壤Ca2-P,Ca8-P,Al-P空间分布特征总趋势为耕层含量较高，耕层以下含量减少，在120cm土层以下趋于稳定。Ca10-P耕层有一定的积累，耕层以下含量减少，但底土含量略高于耕层。Fe-P,O-P空间分布不明显，长期施肥土壤中磷素大量以O－P累积在剖面各土层，其次主要转化为Ca2-P,Ca8-P和Al－P累积在耕层。     

新型高分子有机硅材料集流效率试验研究

将高分子有机硅材料喷施在夯实的坡面上,在坡表面形成一层致密的防水膜,减少土壤入渗,增加径流量,从而提高了坡面的集流效率,并减少土壤的侵蚀量,是一种简单、方便的集雨方式。本试验以一种新型有机硅材料作为对象,采用室内渗透和室外人工模拟降雨试验,探讨其应用于集雨工程的可能性,并确定其最佳配比和最适宜用量。研究结果表明:硅水最优配比(体积比,文中所有硅水配比均指体积比)在1∶5～1∶7,适宜用量为150ml/m2。当雨强在1.2～1.5mm/min,前期含水率17%左右,干容重为1.3g/cm3左右,其集流效率可以达到70%以上,是对照夯实坡面集流效率的2～3倍,而侵蚀量只是对照坡面侵蚀量的1/5。新型有机硅材料具有集流效率高、成本低、施工简单等优点,在集雨工程中具有广阔的应用前景。     

LISEM模型及其应用

LISEM是第一个与GIS完全集成并直接利用遥感数据的土壤侵蚀预报模型，可用来计算流域内各点径流和侵蚀量。在简要介绍LISEM模型研发背景的基础上，系统剖析了该模型的基本理论框架，详细介绍了模型涉及的各种物理过程，并对模型运行所需输入的数据和运行输出的结果作了归纳。通过LISEM应用结果分析，认为只有采用空间分布式数据才能取得较好的预报结果。根据我国黄土高原侵蚀环境特点，采用一系列措施对LISEM修正后，可用于该区土壤侵蚀过程模拟。     

子午岭植被恢复过程中土壤团聚体有机碳含量的变化

土壤有机碳是土壤团聚体形成的重要胶结剂之一，土壤团聚体分布影响有机碳含量及其稳定性。对子午岭植被恢复过程中团聚体有机碳含量变化的研究结果显示：相对于农田，植被恢复可增加土壤各个粒径团聚体有机碳含量．同时增加不同层次土壤团聚体有机碳含量。就粒径而言，虽然各个植被下〈0．25mm土壤团聚体有机碳含量最低，植被类型变化对土壤团聚体有机碳含量影响最大的是〈0．25mm粒径，辽东栎林地〈0．25mm土壤团聚体有机碳含量是农田〈0．25mm团聚体有机碳含量的3倍；其次，植被类型对〉5mm团聚体有机碳含量影响较大，辽东栎、早期森林、灌丛、草地和弃耕地土壤〉5mm团聚体有机碳含量比农田土壤〉5ram团聚体有机碳含量高149％，209％，104％，62％，10％。说明植被演替可增加土壤团聚体有机碳含量，但首先是增加较大粒径团聚体的有机碳含量；随着植被的进一步演替，小粒径团聚体有机碳含量也相应的增加，这部分有机碳是稳定的，说明植被恢复增强了土壤的碳汇功能。     

王东沟小流域土壤养分变化研究

通过2002年长武县王东沟小流域土壤养分测定，结合1982年长武县土壤普查中王东沟小流域养分普查数据及1993年CERN对王东沟小流域土壤养分普查数据进行分析，土壤有机质含量已经达到全国中等肥力水平，碱解氮，速效磷，速效钾的含量呈上升的趋势，但是氮磷养分比例不协调，成为限制农业生产的重要因素，该区域的土壤培肥途径是调整种植结构，增加养地作物的种植面积，增施有机肥，科学施用化肥。     

地膜覆盖对土壤中N2O释放的影响

研究地膜覆盖下土壤中N₂O释放可为进一步探明膜下土壤中N₂O的传输、消耗和排放到大气的动力学过程提供理论依据。在2001年3月至6月和2001年10月至2002年6月连续两个冬小麦生长季，采用静态漏斗法和揭膜—封闭箱法测定了地膜覆盖下耕层5、10、20 cm土层处和地表处N₂O的释放特征及相应土壤性质。结果表明：地膜覆盖下，地表和耕层10、20 cm土层处N₂O释放通量显著增加；0～5 cm土层土壤水分和10～20 cm土层土壤硝态氮的浓度的变化分别解释了休闲地和冬小麦地土壤中N₂O释放通量85.23%和92.11%的变异，它们是膜下休闲地和冬小麦地土壤中N₂O释放通量增加的主要原因。该结论对地膜覆盖下科学地控制农田水分、养分以及地膜覆盖在中国西北地区的科学使用和推行具有实际意义。     

石灰性土壤供氮能力几种化学测定方法的评价研究

以采自于黄土高原差异较大的25个农田耕层石灰性土壤为供试土样,以淋洗和未淋洗土壤起始NO3--N小麦和玉米两季盆栽试验作物累积吸氮量为参比,对8种反映旱地土壤供氮能力的化学方法进行比较研究。结果表明,在一定程度上,可用有密切关系的土壤全氮或有机质,反映有机氮或全氮存在较大差异的土壤供氮能力,但其灵敏性较差。石灰性土壤矿质氮,特别是NO3--N与未淋洗土壤起始NO3--N作物吸氮量之间有较高相关性(r=0.884,P0.01),而与淋洗土壤起始NO3--N作物吸氮量间相关系数仅为0.472(P0.05),说明矿质氮可反映土壤当前供氮水平,而不能反映土壤潜在供氮能力;石灰性土壤起始NO3--N对各化学方法与作物吸氮量之间相关性影响较大。酸性高锰酸钾法既可反映土壤潜在供氮能力,也可反映土壤总供氮能力;酸性高锰酸钾法的修订方法,即硫酸高锰酸钾法提取出的NH4+-N值接近于KCl水浴法提取出的NH4+-N值,该方法在反映土壤总供氮能力方面与酸性高锰酸钾法相当,但在反映土壤潜在供氮能力方面不及酸性高锰酸钾法优越。KCl水浴法在评价石灰性土壤供氮能力方面,与酸性高锰酸钾法的效果基本相同;沸水浸取法和NaHCO3-UV法在评价石灰性土壤供氮能力方面效果较差。总结以上发现,在以盐类溶液提取法中,酸性高锰酸钾法、硫酸高锰酸钾法和KCl水浴法可作为反映石灰性土壤供氮能力的化学方法,其中以酸性高锰酸钾法最优,其次为KCl水浴法和硫酸高锰酸钾法。这3种方法在不包括起始NO3--N时,可反映石灰性土壤潜在供氮能力;包括起始NO3--N后,可反映土壤总供氮能力(当前供氮能力+潜在供氮能力)。     

旱后复水条件下转基因甘薯体内脯氨酸含量变化及其抗氧化作用

以转铜锌超氧化物歧化酶（Cu/Zn SOD）和抗坏血酸过氧化物酶（APX）基因甘薯（TS）及未转基因甘薯（NT）为实验材料,研究在旱后复水条件下转基因甘薯及未转基因甘薯抗氧化酶活性变化以及体内Pro含量的变化与抗氧化的关系。结果显示,连续36 h胁迫条件下,TS和NT的SOD活性都先降低后升高,但TS的SOD活性始终高于NT。复水后二者SOD活性都下降。持续胁迫时,TS的APX活性先升高后降低,NT与之相反,复水后TS和NT的APX活性都是先升高后降低,复水12 h,TS的APX活性是NT1.5倍.正常条件下和水分胁迫12 h、36 h,复水12、24 h、转基因甘薯体内Pro含量显著高于未转基因甘薯。水分胁迫条件下TS的膜质受伤害程度要轻于NT。实验结果表明,同时转入SOD、APX抗氧化基因后,在胁迫条件下,转基因甘薯可以更好的对植株体进行保护,及复水条件下转基因甘薯可以更好进行修复,抗氧化系统可以影响脯氨酸的积累。