不同灌水水平下少耕地膜覆盖对玉米农田土壤温度和水分利用效率的影响

以大田玉米为研究对象,在少耕地膜覆盖和不同灌水水平下,研究了一膜两年用地膜覆盖、秋免耕春覆膜和传统耕作覆膜对玉米农田土壤温度和水分利用效率(WUE)的影响。结果表明:与传统耕作覆膜和秋免耕春覆膜两种新膜覆盖处理相比,一膜两年用处理在玉米播种到拔节期的增温效果显著低于新膜覆盖,农田0~25 cm土壤平均温度较传统覆膜处理低13.35%,而对玉米拔节期到成熟期的土壤温度无明显影响,且农田0~25 cm土层土壤积温差异也不显著,相同覆膜方式下不同灌水水平间有显著差异,随着灌水水平的降低土壤积温增加;一膜两年用地膜覆盖方式下玉米籽粒产量和WUE与两种新膜覆盖方式相当,中灌水水平下WUE最高,达到17.89kg·mm-1,且在低灌水水平下获得籽粒产量显著高于传统覆膜处理,一膜两年用覆盖、灌溉定额5 700 m3·hm-2较传统耕作覆膜、灌水定额5 700 m3hm-2处理的玉米产量高出16.39%。说明,一膜两年用地膜覆盖在玉米播种到拔节期的增温效应低于新膜覆盖,但并不影响籽粒产量的形成,且在存在水分胁迫的低灌水水平下一膜两年用覆盖模式可减缓干旱胁迫,提高作物籽粒产量,是适于西北绿洲灌区的具有较好经济效益和生态效益的覆膜农田管理新技术。     

半干旱农牧交错区土壤养分空间变异特征分析——以内蒙古伊金霍洛旗为例

本文以伊金霍洛旗为研究区,通过GIS平台对土壤养分中的有机质、全氮、速效钾的空间插值方法进行了比较并得到了最优插值图。然后分析了该旗土壤养分的空间分布规律,为该地区的农业生产布局和生态环境建设提供了依据。通过比较后认为,在该地区有机质的空间插值用反距离权重法为好,而全氮和速效钾的空间插值以克吕格法的指数模型和高斯模型为好。地统计学分析结果表明:有机质、全氮和速效钾的变程分别为11853m,8932.2m和732.99m,全氮和速效钾具有中等空间相关性,而有机质空间相关性较弱。有机质含量普遍偏低,在91%的面积中有机质含量低于10g/kg,其相对高值区呈离散分布,可能与隐域植被的分布有关。全氮含量与有机质含量分布相似,在70%的面积中低于0.75g/kg,而速效钾含量中等,介于102.04-103.31mg/kg之间。在三个不同的景观亚区中,乌审凹地亚区的土壤养分状况较好,黄土丘陵亚区养分状况最差,毛乌素沙地亚区介于它们之间。     

近20年新疆农田生态系统碳足迹时空变化

利用1994—2013年新疆农田生产投入和农作物产量等数据,采用碳排放系数法估算了新疆农田生态系统的碳排放量、碳吸收量及碳足迹的变化动态以及在各县市的空间分布特征。结果表明:新疆农田生态系统的碳排量从1994年的179.46万t增长到2013年的474.15万t;不同年份农业碳排放均主要源于化肥使用量的增加和不科学的灌溉方式,其最大贡献率分别为40.02%和41.56%;农田生态系统的碳吸收量20年间增加了2185.04万t,棉花对新疆农田生态系统的碳吸收量贡献最大,多年平均贡献率达47%;新疆农田生态系统的碳排放量、碳吸收量区域主要集中在南疆的县市并呈现出沿天山对称的趋势;1994—2013年,农田生态系统碳足迹呈现快速增长态势,从1994年的2 732.63×104C·hm-2·a-1增加至2013年的4 474.89×104C·hm-2·a-1,碳足迹增加了283.59×104C·hm-2·a-1,表明新疆农田生态系统存在碳生态盈余的现象,种植结构生态效益指数大于1的年份为11个,种植结构的调整迫在眉睫。     

毛乌素沙地南缘沙区水分入渗特征及其影响因素

水分入渗是土壤水分循环的重要环节。为探明毛乌素沙地生物结皮覆盖沙区水分入渗特征及其影响因素,采用双环法测定不同类型地表(裸沙、浅灰色藻类结皮、黑褐色藻类结皮和藓类结皮,依次用BS、LC、DC和MC表示)水分入渗速率及其土壤理化性质。结果表明:1与BS相比,LC、DC和MC样地初始入渗率分别减少了37.7%、59.2%和73.6%,稳定前平均入渗率分别减少了37.5%、62.2%和81.3%,稳定入渗率分别减少了13.6%、67.4%和78.9%,累计入渗量分别减少了25.8%、61.3%和78.6%。2不同类型地表达到稳定入渗所需的时间在3~8 min;相关性分析结果显示,水分入渗速率与砂粒和土壤容重呈正相关关系,与粉粒、黏粒、结皮厚度、结皮抗剪强度、结皮层容重和有机碳含量呈负相关关系。3主成分分析结果表明,黏粒、结皮抗剪强度和土壤容重是影响该地区水分入渗速率的主要因子。因此,生物结皮在沙丘表面的形成和发育过程中,通过改变土壤的理化性质,减缓了该地区水分入渗速率,增加了降水的径流流失风险。     

准噶尔盆地东南缘绿洲-荒漠交错带土壤甲螨群落结构

为了查明准噶尔盆地东南缘绿洲-荒漠交错带土壤甲螨群落特征,2011年4月、7月、9月、11月中旬对该交错带的自然林、灌木林、防护林、荒草原、耕地、菜瓜地和荒漠等7种不同生境进行调查。结果表明:该区域共捕获土壤甲螨成体3767头,28科36属43种,其中覆盖头甲螨、萨勒盖头甲螨、新疆尖棱甲螨和普通尖棱甲螨为优势种,截合若甲螨、长单翼甲螨属、白上罗甲螨大洋亚种为亚优势种,优势种和亚优势种占总数的72.45%。7种不同生境土壤甲螨群落组成和数量分布均有明显的差异(P<0.05),在自然林种类(30种)和个体数(1001头)最多,而在菜瓜地种类(9种)最少,荒漠个体数(118头)最少。不同生境土壤甲螨的个体数具有明显季节变化差异(P<0.05),秋季数量最高、冬季次之、夏季其次、春季最低。MGP分析结果表明,该交错区土壤甲螨群落均属于O型,但G群的种类明显高于M群和P群。甲螨的群落异质性高,各生境间的多样性指数(H)有一定的差异,其中防护林最高,而菜瓜地最低。生境间相似性分析表明,自然林、灌木林、防护林生境之间是中等相似(0.50～0.70),荒漠和荒草原与其他生境间为中等不相似(0.25～0.50)或极不相似(0.00～0.25)。研究表明气候、植被和土壤差异是影响土壤甲螨群落的主要因素。     

氯溴异氰尿酸在烟叶及其土壤中的残留分析及消解动态

建立了烟叶及其土壤中氯溴异氰尿酸残留的检测方法,并测定了氯溴异氰尿酸在烟叶及其土壤中的消解动态和最终残留。样品经乙腈提取,三氯甲烷、石油醚萃取后,采用高效液相色谱(HPLC-UV)检测。结果表明:在0.01~0.5 mg/kg添加水平下,氯溴异氰尿酸在鲜烟叶、干烟叶和土壤中的平均回收率分别为82.7% ~91.6%、89.2% ~91.8%和89.2% ~94.4%,相对标准偏差(RSD)分别为1.1% ~3.9%、2.6% ~5.5%和1.5% ~4.6%,方法的检出限(LOD)均为0.003 mg/kg, 定量限(LOQ)均为0.01 mg/kg。田间消解动态结果表明,氯溴异氰尿酸在烟叶及其土壤中消解较快,半衰期分别为3.94~4.25 d和2.83~3.41d,施药后14d,其在烟叶和土壤中的消解率均达90%以上。氯溴异氰尿酸可湿性粉剂按有效成分600 g/hm2(推荐高剂量)和900 g/hm2(1.5倍推荐高剂量)于烟草现蕾期对水喷雾施药3~4次,距末次施药后间隔21d采样,烟叶中氯溴异氰尿酸的残留量为1.47~3.52 mg/kg,土壤中的残留量为未检出~0.43 mg/kg。     

Development of specific PCR primers for identification and detection of <Emphasis Type="Italic">Phytophthora capsici</Emphasis> Leon

A PCR-based method was developed for the identification and detection of Phytophthora capsici in pepper plants. Three PCR primers (CAPFW, CAPRV1 and CAPRV2) specific for P. capsiciwere designed based on the sequence of its internal transcribed spacer regions. CAPFW/CAPRV1 amplify a 452 bp product from P. capsici DNA whereas CAPFW/CAPRV2 a 595 bp fragment; neither set amplifies DNA from pepper or several fungi pathogenic to pepper. In conventional (single-round) PCR, the limit of detection was 5 pg DNA for both primer sets, whereas in nested PCR the detection limit for both was of 0.5 fg. However, when the dilution series of target DNA were spiked with plant DNA, amplification declined two-fold in both conventional and nested PCR. The CAPFW/CAPRV2 set in conventional PCR was used to detect P. capsici DNA in inoculated plants. Detection occurred as soon as 8h post-inoculation in stem samples from infected but still symptomless plants. The method was also tested to detect fungal DNA in infected soils.     

基于DNDC模型模拟的冬小麦田土壤有机碳和作物产量对地表覆盖的响应

依托前期长期定位试验,基于DNDC过程模型,对秸秆和地膜覆盖条件下冬小麦田土壤有机碳和小麦产量的长期变化规律进行了模拟研究.结果表明,DNDC模拟的有机碳含量和冬小麦产量变化与田间观测结果较一致,能较理想地模拟两种覆盖措施对土壤有机碳和作物产量的长期影响.模拟结果显示,在50 a时间尺度上,不覆盖与地膜覆盖处理下0～5...     

垄膜沟播与平膜侧播对冬小麦光合特性及产量的影响

为了探索我国西北半湿润易旱区合理覆膜种植方式,为该区作物生产及覆膜种植制度的建立提供参考,本研究以传统平作为对照,设两种覆膜方式:垄膜沟播(R)与平膜侧播(F).结果表明,与传统平作(CK)相比,垄沟宽均为40 cm(R40)和60 cm(R60)的沟播处理全生育期0-200 cm土壤平均含水量分别提高8.82％(P ＜0.05)和10.84％ (P＜ 0.01),膜宽为40 cm(F40)和60 cm(F60)的侧播处理提高4.40％和3.96％,沟播处理较侧播处理平均提高了5.42％(P＜0.05).不同覆膜方式处理的旗叶叶绿素相对含量(SPAD)、净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)和气孔导度(Gs)均较传统平作(CK)显著增加,同宽度的沟播处理较对应的侧播处理提高幅度明显,但胞间CO2浓度显著低于传统平作(CK).不同覆膜方式处理的小麦经济产量和水分利用效率均较传统平作(CK)显著提高,平均提高幅度达21.52％和30.97％,同宽度沟播处理的生物产量、经济产量和作物水分利用效率显著(P＜0.05)高于对应的侧播处理.试验表明,在半湿润旱作区冬小麦垄膜沟播是一种高效栽培模式.     

Integration of soil, crop and weed management in low-external-input farming systems

Greater adoption and refinement of low-external-input (LEI) farming systems have been proposed as ways to ameliorate economic, environmental and health problems associated with conventional farming systems. Organic soil amendments and crop diversification are basic components of LEI systems. Weed scientists can improve the use of these practices for weed management by improving knowledge of four relevant ecological mechanisms. First, multispecies crop rotations, intercrops and cover crops may reduce opportunities for weed growth and regeneration through resource competition and niche disruption. Secondly, weed species appear to be more susceptible to phytotoxic effects of crop residues and other organic soil amendments than crop species, possibly because of differences in seed mass. Thirdly, delayed patterns of N availability in LEI systems may favour large-seeded crops over small-seeded weeds. Finally, additions of organic materials can change the incidence and severity of soil-borne diseases affecting weeds and crops. Our research on LEI sweetcorn and potato production systems in central and northern Maine (USA) suggests that these mechanisms can reduce weed density and growth while maintaining crop yields. Low-external-input farming systems will advance most quickly through the application of interdisciplinary research focused on these and other ecological mechanisms.