黄土旱塬不同氮肥用量下冬小麦干物质累积和氮素吸收利用过程研究

利用旱作长期定位施肥试验研究了不同氮肥用量对冬小麦干物质累积和氮素吸收利用的影响,结果显示,不同处理下干物质累积变化趋势都呈"S"型曲线,且冬小麦各生育期干物质量,随氮肥用量的增加而增大,说明氮肥对促进冬小麦干物质累积作用显著。干物质累积速率均呈现明显的单峰曲线,拔节-灌浆阶段累积速率最大,是干物质累积的重要时期。小麦植株含氮量和氮素累积量都随氮肥用量增加而升高,在冬前-拔节期和开花-灌浆期两个阶段,冬小麦植株氮素累积量较大,累积速率快,是氮素吸收利用的两个关键阶段。     

毛乌素沙地光伏电站3种植物措施生长发育状况及其生态功能比较

以毛乌素沙地光伏电站为研究对象,通过观测项目区外围及光伏电板下3种人工植被的生长状况、土壤水分变化及土壤蚀积深度变化指标,分析了在光伏电站不同区位3种植被的生长发育状况及其生态功能。结果表明:(1)景天三七适合在项目区外围生长,狼尾草适合在光伏电板下生长;(2)3月和10月,光伏电板下各小区土壤含水率均低于项目区外围,6月光伏电板下除了狼尾草种植区外均高于项目区外围;(3)项目区外围景天三七的风蚀防治效果最好,年土壤蚀积深度显著低于其他两个小区(p0.05);光伏电板下,植被休眠期景天三七的风蚀防治效果最好,而植被生长期狼尾草的防治效果最好,但各小区的年土壤蚀积深度差异不显著(p0.05)。由此可知,光伏电板下应栽植狼尾草,项目区外围应栽植景天三七。     

黄土高原旱地小麦多年定位施用化肥的产量效应分析

以已进行18年的小麦长期肥料定位试验为背景,研究了长期施用化肥条件下小麦的增产效应及其对小麦吸收养分量的影响。结果表明：单施氮肥对小麦有增产作用,可以提高小麦籽粒的含氮量;18年施用氮肥平均增产1 080.5 kg/hm2,增产率达85.2%;单施磷肥无明显的增产作用,平均减产率为3.2%,但可提高小麦籽粒的含磷量;氮磷配施     

旱地土壤硝态氮与氮素平衡、氮肥利用的关系

利用长期肥料试验资料研究了土壤氮素平衡、氮肥利用率和土壤硝态氮之间的相互关系。结果表明,小麦不同施肥处理的氮肥利用率（NUE）为30.9%~65.8%,平均53.6%;土壤硝态氮累积率2.3%~44.1%,平均13.2%;氮素表观损失率25.0%~42.7%,平均33.2%。一般情况下,氮素盈余值与氮肥用量呈正相关,与磷肥用量呈负相关;土壤中硝态氮的数量与氮素盈余值呈正比,与氮肥利用率呈反比。黄土旱塬地区,小麦在经济合理施氮条件下,氮素盈余值为13.79 kg/hm2,硝态氮累积量为23.00 kg/hm2,说明过量施用一定数量的氮肥对保持作物生产力和土壤氮素营养是必要的。     

减量施氮对雨养区春玉米产量和环境效应的影响

通过3年田间试验,研究了减量施氮（N）对雨养区春玉米产量、温室气体排放、土壤硝态氮（NO-3-N）残留的影响。试验于2013年4月至2015年9月在中国科学院长武黄土高原农业生态试验站进行,供试作物为春玉米,半覆膜种植,设常规施氮（N200）和减量施氮（N150）2个处理,定期测定土壤矿质N和氧化亚氮（N2O）气体含量。结果表明：虽然N150处理较N200处理施N量减少了25%,但玉米产量无显著变化（P>0.05）,三年平均为13.4（N200）、13.3（N150）t·hm-2;N150处理N2O累积排放量较N200处理降低24.3%;N200处理0~200 cm土壤剖面NO-3-N残留量平均为210.2 kg·hm-2,N150处理则低至115.1 kg·hm-2;N200和N150处理的生育期耗水量差异不显著（P>0.05）。在渭北雨养农业区,春玉米在常规施N的基础上减量25%,不仅能维持作物产量,还能有效降低N2O排放和NO-3-N的残留。     

不同施肥模式对春玉米产量、水分利用效率及硝态氮残留的影响

通过2年田间试验,研究了减量施氮和减氮配施不同比例控释肥对黄土旱塬春玉米产量、水分利用效率及土壤硝态氮残留量的影响,旨在为黄土高原旱作农业区提供合理的施肥管理模式。试验于2017年4月至2018年9月在黄土旱塬雨养农业区进行,供试作物为春玉米,采用半覆膜种植方式,一年一熟制。试验共设置CK(不施氮肥)、N1C1(控释尿素65%+普通尿素35%,N200kg/hm^2)、N1C2(控释尿素50%+普通尿素50%,N200kg/hm^2)、N1C3(控释尿素35%+普通尿素65%,N200kg/hm^2)、N1(减氮模式,普通尿素,N200kg/hm^2)、N2(传统施氮模式,普通尿素,N250kg/hm^2)6个处理,测定土壤含水量、收获期土壤剖面(0—300cm)中的硝态氮含量及春玉米产量。结果表明:与N2处理相比,减氮处理(N1)并没有减少作物产量,反而显著增加作物产量(p<0.05),2017年、2018年分别增加9.6%和6.9%,土壤水分利用效率分别提高13.3%和10.2%(p<0.05)。同等施氮量(200kg/hm^2)下,与全尿素N1处理相比,2017年配施不同比例控释肥的各处理降低了春玉米的产量和水分利用效率;2018年N1C2处理较N1处理显著增加春玉米的产量和水分利用效率(p<0.05),分别增加7.7%和11.6%。此外,试验2年后减氮模式N1和减氮配施一定比例的控释肥处理显著减少土壤剖面(0—300cm)中硝态氮的残留量(p<0.05),与N2处理相比,N1处理减少了61.2%;同等施氮量(200kg/hm^2)下,与N1处理相比,N1C2处理降低了50.8%。     

黄土旱塬冬小麦水分利用效率及相关生理特性研究

通过对黄土旱塬冬小麦叶片光合生理指标、水分利用效率及其对环境因子的响应进行分析,结果表明：净光合速率日变化呈不明显的双峰曲线,蒸腾速率日变化呈明显的倒“U”型曲线,两者上午都明显高于下午,且不同生育期峰值出现的时间不同。拔节期蒸腾速率峰值出现时间和净光合速率同步,而灌浆期则滞后于净光合速率峰值出现时间。拔节期环境因子对生理指标的影响要比灌浆期明显的多。光合有效辐射和CO2浓度是对净光合速率和叶片蒸腾速率影响最强烈的环境因子。在小麦整个生长过程中,温湿度对气孔导度的影响在逐渐增大,对胞间CO2浓度的影响也比较明显。小麦叶片水分利用效率的日变化呈不明显的双峰曲线,其峰值出现的时间早于净光合速率和蒸腾速率峰值出现的时间。灌浆期日平均WUE比拔节期低30.5%。小麦净光合速率、蒸腾速率和气孔导度三者之间极显著相关,叶片温度与气孔导度显著负相关。叶片温度与净光合速率和蒸腾速率相关性的不一致说明了黄土高原降水缺乏导致作物产生抗旱的适应性,这为培养高水分利用效率的作物提供了条件。     

旱塬冬小麦水分利用特征及对施肥的响应

为了揭示施肥对黄土高原旱地冬小麦水分利用效率(WUE)的影响,通过对不同施肥处理条件下水分利用效率相关指标的研究发现:增施氮肥降低了小麦生育前期的叶片WUE,而提高了小麦生育后期的叶片WUE,并显著提高了小麦的叶面积指数(LAI),而增施磷肥效果不明显.增施氮肥显著提高了小麦的生物量和产量,从而提高了相应的生物量WUE和产量WUE;增施磷肥对小麦的生物量和产量的提高有一定的促进作用,但对生物量WUE和产量WUE的提高不明显.生物量、产量、LAI和相应的生物量WUE、产量WUE都呈极显著正相关,说明通过施肥提高了小麦的LAI,进而提高了群体光合效率和干物质积累,从而提高了水分利用效率.     

施氮水平对黄土旱塬区小麦产量和土壤有机碳、氮的影响

施用氮肥是雨养农业区提高作物产量和土壤有机碳（SOC）、氮[TSN（Total soil N）]含量的重要养分管理措施。利用长期田间试验（1984～2007）,定量评价了常规耕作条件下5个施氮水平N 0（N0）、45（N45）、90（N90）、135（N135）和180（N180）kg/hm2处理下,小麦子粒产量、SOC、TSN和氮肥利用效率的变化。研究了施氮水平对黄土旱塬区旱地小麦产量、SOC和TSN积累的影响。结果表明,1984～2007年期间,N0、N45、N90、N135和N180处理小麦产量的平均值依次为1.2、2.4、2.9、3.2和3.4 t/hm2;N0处理的小麦产量随试验年限而降低,年降低幅度达67 kg/hm2（P0.001）;但增施氮肥后降低趋势得到显著控制,当施氮水平提高到N 90 kg/hm2时,产量随年限呈现出缓慢升高的趋势。随着施氮水平的提高,地上部氮肥利用率由40%（N45处理）降低到28%（N180）。不同施氮水平条件下,SOC含量随年限呈缓慢升高趋势。23年后（2007年）,N0、N45、N90、N135和N180处理下,0—20 cm土层SOC储量依次为16.9、18.2、18.7、19.0和19.1 t/hm2;TSN储量依次为2.03、2.16 、2.24 、2.34和2.37 t/hm2。施氮水平与产量呈显著的抛物线关系（R2＝0.993）。产量与SOC存在着极显著的线性相关关系（R2=0.997）。增施N 1 kg/hm2,小麦产量可提高29 kg/hm2,SOC提高1.2 kg/hm2,TSN提高0.13 kg/hm2。根茬还田量的增加是导致黄土旱塬区SOC和TSN提高的主要因素。     

黄土高原刺槐林不同组分生态化学计量关系研究

碳、氮、磷生态化学计量比是生态系统过程和功能的重要特征。刺槐具有生长快、适应性强、耐干旱贫瘠等特点,是黄土高原区水土保持造林的主要树种,以黄土高原刺槐林为研究对象,研究其不同坡向叶片-枯落物-土壤间的碳氮磷生态化学计量学特征,并对其相关性进行分析。结果表明,在阴坡和阳坡,C∶N表现为叶片枯落物土壤,C∶P,N∶P表现为枯落物叶片土壤;叶片、枯落物、土壤C∶N、C∶P、N∶P在阴阳坡均无显著性差异(p0.05),但叶片、枯落物、土壤在两两之间均有显著性差异(p0.05)。土壤的C∶N、C∶P、N∶P均表现为0~10cm10~20cm层,但差异性不显著。不论在阴坡或阳坡,叶片与枯落物的C∶N均为正相关(p0.05);在阳坡,叶片与枯落物的N∶P相关性显著;在阴坡,枯落物与0~10cm土壤的C∶N为显著正相关(p0.05)。