水盐胁迫下根系提水作用对土壤盐分与番茄产量的影响

为探究水盐胁迫下番茄根系发生提水作用的可能性及其对土壤盐分分布和番茄产量的影响,利用上下桶分根装置,设定上桶不同水分(W1、W2、W3表示土壤含水率为田间持水率的60%～70%、50%～60%、40%～50%)和盐分条件(S0、S1、S2表示Na Cl添加量分别为干土质量的0、0.2%、0.4%),监测分析了水盐胁迫下根系提水量、上桶盐分分布及番茄产量。结果表明:随着生育期的推进,根系提水量呈现先增加后减小的趋势,其中盐分对番茄根系提水量影响显著,在相同水分处理条件下,盐分含量越高,根系提水量越大;水盐胁迫下,上桶盐分含量与根系提水量呈线性正相关,除W1S0处理外,上桶土壤电导率在提水量达到最大时有所增加;与对照处理W1S0相比,水盐抑制了根系生长,使根系活性显著下降,同一水分处理下,随着盐分的增加,根长、根表面积及根体积减小;盐分对番茄水分生产率有显著影响,在相同水分条件下,盐分越大,水分生产率越大,7种处理中W2S2水分生产率达到最大,而其产量较对照并未显著减小,生育期提水量占需水量的17.73%。本研究对进一步理解作物在"上干下湿"的土壤水盐胁迫下充分利用土壤剖面深层水分来维持上层根系生存和提高水分生产率具有科学价值。     

汾渭平原农户冬小麦氮磷养分投入调查与分析

为明确汾渭平原农户冬小麦施肥现状，并指导农户合理施肥，在汾渭平原冬小麦种植区选取22个区/县，连续2年进行农户冬小麦产量及氮、磷养分投入调查。结果表明，汾河平原和渭河平原农户冬小麦平均产量分别为6 949和6 442 kg·hm^-2，其中中等产量水平（5 500 kg·hm^-2）以上的农户超过80%。汾河平原农户冬小麦N和P₂O₅的平均投入量分别为272.6和139.1 kg·hm^-2，施氮不足、适中和过量的农户分别占11.84%、23.68%和64.47%，施磷不足、适中和过量的农户分别占14.03%、7.89%和78.07%。渭河平原农户N和P₂O₅的平均投入量分别为196.3和147.2 kg·hm^-2，施氮不足、适中和过量的农户分别占 28.63%、31.97%和39.40%，施磷不足、适中和过量的农户分别占5.95%、14.50%和79.56%。汾河平原农户冬小麦氮肥基肥和追肥比例分别为60.3%和39.7%，而渭河平原农户冬小麦氮肥基肥和追肥比例分别为 97.3%和2.7%。此外，汾河平原农户冬小麦N、P₂O₅的平均偏生产力分别为30.4和59.6 kg·kg^-1，渭河平原农户冬小麦N、P₂O₅的平均偏生产力分别为38.4和56.1 kg·kg^-1。总之，在汾渭平原农户冬小麦种植过程中，氮、磷肥过量施用依然严重，导致肥料利用率低，因此，未来需进一步加强对农民的宣传培训，使其科学合理施肥，促进农业绿色发展。     

生物炭对黑土区坡耕地土地生产力的可持续效应研究

为探究一次性施加生物炭后对黑土区坡耕地生产力的可持续效应,以东北黑土区3°坡耕地径流小区为研究对象,设置CK(不施用生物炭)和BC(2016年施用75 t/hm~2生物炭,2017、2018年不再施用生物炭)两个处理,于2016—2018年开展了试验研究。结果表明:一次性施入生物炭3年内,土壤容重显著降低(P0.05),第1年降低最明显,为3.87%,孔隙度和总有机碳、铵态N、有效P、速效K含量显著提高(P0.05),p H值则是施炭后前两年显著提高(P_(2016)=0.034、P_(2017)=0.038),分别提高了0.9、0.6,第3年与未施炭处理无显著差异(P_(2018)=0.067);施用生物炭显著提升了土壤的持水能力和保水保土性能,土壤饱和含水率、田间持水率、凋萎系数均显著提高(P0.05),最大增长率分别为5.58%、4.78%、7.29%,年径流深和土壤侵蚀量显著降低(P0.05),年径流深最大减少量为4.92 mm,土壤侵蚀量最大减小率为5.71%;大豆产量和水分利用效率显著提高(P0.05),最大增长率分别为29.01%、16.92%。但生物炭对土地生产力的持续效应逐年减弱,随着生物炭施用年限的延长,BC处理土壤容重线性递增,p H值和总有机碳含量呈幂函数递减,孔隙度和铵态N、有效P、速效K含量线性递减,饱和含水率、田间持水率、凋萎系数线性递减,年径流深和土壤侵蚀量线性递增,大豆产量和水分利用效率分别呈幂函数递减和线性递减。采用改进的TOPSIS(Technique for order preference by similarity to an ideal solution)模型和GM(1,1)模型测算并预测土地生产力指数,结果显示,BC处理的土地生产力指数均高于CK处理,但其值逐年下降,预计到2021年与CK处理十分接近,表明一次性施用75 t/hm~2生物炭对土地生产力的影响可持续5～6年。研究结果可为东北黑土区生物炭应用提供理论依据。     

基于GIS和迈阿密模型的全球灌溉需水量计算

通过计算光温生产潜力、气候生产潜力、光温潜力需水量、灌溉需水量以及衍生的可持续垦殖率指标，以解决农业生产潜力、农田熟制、灌溉定额、宜农荒地垦殖适宜性评价等农业发展问题。以迈阿密模型为理论基础，利用GIS空间分析的研究方法，计算出了上述指标的高精度全球分布场，得出全球光温生产潜力为2 260×10⁸ t干物质，气候生产潜力为1 253×10⁸ t干物质，灌溉需水量总计为12 441 km³。主要结论有：热带雨林区除外，全球气候生产潜力高值区同当前农业区高度吻合，表明农田气候潜力已经被人类充分利用；在温带地区，可持续覆膜雨养垦殖率＞2/3的地区适宜开垦宜农荒地，发展雨养农业。根据迈阿密模型计算得出的灌溉需水量可作为制定农田喷灌定额的重要依据；覆膜滴灌节水效果最佳，可持续覆膜滴灌垦殖率为各种垦殖率中最大值，可作为指导宜农荒地资源开发和多熟制农业发展的主要指标。     

微生物对鱼粉中组胺含量的影响研究

我国鱼粉产品质量参差不齐,由于原料问题组胺含量普遍高于国际先进水平,过高的鱼粉含量易造成食品安全问题。为了降低过高的组胺含量对鱼粉品质的影响,本实验通过使用微生物参与降解鱼粉产品中的组胺。实验将降解时间与微生物添加比例作为变量,测试出较为适宜微生物降级组胺的条件,以及该条件下的实际效果。实验结果表明在设置的6个时间中(以6小时为时间梯),24h为较适宜的降解时间；在较适宜的降解时间中(24h)较适宜的微生物添加比例为10:1。此时鱼粉组胺含量为1622mg/kg,相较未加入微生物处理的鱼粉组胺含量(5298 mg/kg)降低69%。实验结果证明了微生物处理鱼粉中组胺具有显著的效果,为鱼粉生产、储存技术的改良提供了参考依据。     

鱼蟹稻田飞虫捕食装置风光互补供能系统的研究

针对鱼蟹稻田飞虫捕食装置的离网型户外供能需求的问题，着重研究该装置的供能系统方案。基于户外供能合理性要求，采用小型风力发电机和太阳能电池板自主互补发电来进行能源供应；对小型风力发电机和太阳能电池板分别进行Matlab/Simulink建模，着重对叶轮的风能利用系数、叶尖速比和桨距角的相关性进行量化分析，利用单因素分析法对太阳能电池板进行分析；在桨距角确定的条件下，适当取值叶尖速比，能够获得最大风能利用系数。同时，在不同温度和辐射的条件下，太阳能电池板能够取得功率曲线的峰值，为风光互补的最大功率获取提供理论上的支持。针对离网型风光互补系统能源的合理化利用，提出混合供能的能量管理策略，符合该装置的供能需求，对户外同类型装置供能设计提供一定的参考。     

泸沽湖省级自然保护区鱼类物种多样性调查研究

为对泸沽湖省级自然保护区的生物多样性及环境质量做出更好的评估,分别于2016年3月,6月,7月就其鱼类资源特点及其分布格局等开展了3次调查。结果表明,泸沽湖省级自然保护区记录鱼类6目8科15属17种,鲤形目鲤科鱼类种数最为丰富,共9种,占泸沽湖鱼类总种数的52.9%;土著鱼类仅2属4种,分别为泥鳅、厚唇裂腹鱼、宁蒗裂腹鱼、小口裂腹鱼。区系组成与云贵高原湖泊存在共同特点:种类贫乏,个体较小,生长稍慢。泸沽湖鱼类物种多样性匮乏、物种同域分化现象明显、鱼类特有性极强、物种群落脆弱性极高、物种组成自然性偏低。文中提出保护好鱼类产卵场,加强入湖河流的清淤治理,建立保育繁殖基地等保护策略。     

Responses in gross primary production of Stipa krylovii and Allium polyrhizum to a temporal rainfall in a temperate grassland of Inner Mongolia,China

In the arid and semi-arid areas of China, rainfall and drought affect the growth and photosynthetic activities of plants. Gross primary productivity (GPP) is one of the most important indices that measure the photosynthetic ability of plants. This paper focused on the GPP of two representative grassland species (Stipa krylovii Roshev. and Allium polyrhizum Turcz. ex Regel) to demonstrate the effect of a temporal rainfall on the two species. Our research was conducted in a temperate grassland in New Barag Right Banner, Hulun Buir City, Inner Mongolia Autonomous Region of China, in a dry year 2015. We measured net ecosystem productivity (NEP) and ecosystem respiration flux (ER) using a transparent chamber system and monitored the photosynthetically active radiation (PAR), air and soil temperature and humidity simultaneously. Based on the measured values of NEP and ER, we calculated the GPP of the two species before and after the rainfall. The saturated GPP per aboveground biomass (GPP_AGB) of A. polyrhizum remarkably increased from 0.033 (±0.018) to 0.185 (±0.055) μmol CO₂/(gdw?s) by 5.6-fold and that of S. krylovii decreased from 0.068 (±0.021) to 0.034 (±0.011) μmol CO₂/(gdw?s) by 0.5-fold on the 1^st and 2^nd d after a 9.1 mm rainfall event compared to the values before the rainfall at low temperatures below 35°C. However, on the 1^st and 2^nd d after the rainfall, both of the saturated GPP_AGB values of S. krylovii and A. polyrhizum were significantly lower at high temperatures above 35°C (0.018 (±0.007) and 0.110 (±0.061) μmol CO₂/(gdw?s), respectively) than at low temperatures below 35°C (0.034 (±0.011) and 0.185 (±0.055) μmol CO₂/(gdw?s), respectively). The results showed that the GPP responses to the temporal rainfall differed between S. krylovii and A. polyrhizum and strongly negative influenced by temperature. The temporal rainfall seems to be more effective on the GPP of A. polyrhizum than S. krylovii. These differences might be related to the different physiological and structural features, the coexistence of the species and their species-specific survival strategies.     

Energy use efficiency of deficit-irrigated silage maize in different soil tillage practices on a high plain with a semi-arid climate

ABSTRACT

Energy requirement increases rapidly in agriculture due to the increase in mechanization. The aim of the present study is to evaluate the energy use efficiency of silage maize under three different tillage practices (conventional, reduced, no-tillage) combined with four different irrigation levels (full and three deficit irrigations). The no-tillage and reduced tillage practices provided savings in input energy at the rate of 17.4 and 9.1%, respectively compared to the conventional tillage. The highest silage yields in all irrigation levels were obtained in the no-tillage practice. Therefore, in full and deficit irrigated silage maize, the highest energy ratio, energy productivity and net energy and the lowest specific energy values were manifested in the no-tillage practice. Energy rates in the no-tillage practice were higher by 34.2 and 22.9% than the conventional and the reduced tillage practices, respectively. Moreover, the direct and non-renewable energy requirements were the lowest in the no-tillage practice. In conclusion, the fully-irrigated no-tillage practice can be recommended to obtain the highest energy use ratio and productivity. However, no-tillage irrigated with up to 50% less water amount could be a better alternative for areas with a water shortage by improving the energy use ratio with better water and fuel savings.