耕作方式对新垦沙地农田杂草群落结构的影响

通过田间调查的方式,研究了黑河中游边缘绿洲新垦沙地农田杂草分布状况,并对不同耕作方式下农田杂草群落结构特征进行了分析。调查中共记录杂草16种,隶属10科。新垦沙地农田杂草群落基本组成为藜(Chenopodium album)+牛筋草(Eleusineindica)+狗尾草(Setaria viridis)+反枝苋(Amaranthus retroflexus)。与当地传统的地膜覆盖、秋耕和玉米连作耕作方式相比,秸秆覆盖、减少秋耕和玉米-大豆轮作均可增加农田杂草物种丰富度、多样性指数和群落优势度(P0.05)。与当地传统耕作方式相比,秸秆覆盖可增加杂草群落中牛筋草优势度比,降低藜和反枝苋优势度比;减少秋耕可增加狗尾草、反枝苋、灰绿藜(C.glaucum)和米瓦罐(Silene conoidea)优势度比,降低牛筋草优势度比;玉米-大豆轮作可增加米瓦罐优势度比。不同耕作方式对偶见种杂草在田间的分布和组成影响不明显。可以看出,新垦沙地农田杂草物种较少,群落组成单一;不同耕作方式对新垦沙地农田杂草物种多样性和群落结构组成有明显影响,进一步深入研究对沙地农田杂草合理防除具有重要的指导意义。     

Microclimate and CO2 fluxes on continuous fine days in the Xihu desert wetland,China

The Xihu desert wetland is located in an extremely arid area in Dunhuang,Gansu province of Northwest China.The area is home to an unusual geographic and ecological environment that is considered unique,both in China and the world.Microclimate is not only related to topography,but is also affected by the physical properties of underlying ground surfaces.Microclimate and CO2 flux have different characteristics under different underlying surface conditions.However,until now,few studies have investigated the microclimate characteristics and CO2 flux in this area.The eddy covariance technique(ECT) is a widely used and effective method for studying such factors in different ecosystems.Basing on data from continuous fine days obtained in the Dunhuang Xihu desert wetland between September 2012 and September 2013,this paper discussed and compared the characteristics of daily microclimate variations and CO2 fluxes between the two periods.Results from both years showed that there was a level of turbulent mixing and updraft in the area,and that the turbulent momentum flux was controlled by wind shear under good weather conditions.The horizontal wind velocity,friction wind velocity and vertical wind velocity were commendably consistent with each other.Air temperature in the surface layer followed an initial decreasing trend,followed by an increasing then decreasing trend under similar net radiation conditions.With changes in air temperature,the soil temperature in the surface layer follows a more obvious sinusoidal fluctuation than that in the subsoil.Components of ground surface radiation during the two study periods showed typical diurnal variations.The maximum diurnal absorption of CO2 occurred at around 11:00(Beijing time) in the Xihu desert wetland,and the concentrations of CO2 in both periods gradually decreased with time.This area was therefore considered to act as a carbon sink during the two observation periods.     

不同耕作方式对绿洲区夏玉米农田土壤呼吸及酶活性的影响

[目的]研究民勤荒漠绿洲区免耕(Tn)、少耕(Tm)、深松(Ts)和秋翻(Tf)4种耕作方式下土壤呼吸速率的动态变化及其与土壤酶活性的关系,为制定科学有效的土壤碳调控管理措施提供依据。[方法]在2a的田间定位试验基础上,利用LI-8100土壤碳通量测量系统测定不同生育时期(苗期、抽穗期和成熟期)玉米田土壤呼吸速率动态变化,同时取0—20cm土样测定土壤酶活性和理化性质。[结果](1)民勤荒漠绿洲区土壤呼吸具有典型的日动态变化,4种耕作措施土壤呼吸速率日变化在玉米整个生育期呈单峰曲线变化,土壤呼吸速率依次为:TfTmTsTn,有机碳含量与土壤呼吸速率呈显著正相关(p0.05),说明在民勤荒漠绿洲区,传统耕作明显加快了玉米农田土壤碳的释放。(2)土壤脲酶、蔗糖酶、蛋白酶、过氧化氢酶和β-葡萄糖苷酶活性与土壤呼吸有较好相关性(p0.05),其中与过氧化氢酶、脲酶、蔗糖酶活性达到极显著水平(p0.01);pH值、速效钾、有机碳与脲酶、蔗糖酶、β-葡糖糖苷酶活性达到极显著水平(p0.01)。[结论]耕作方式可以通过改变荒漠绿洲区土壤理化性质、激发酶活性从而使土壤呼吸速率发生不同程度的改变,影响玉米田CO2的释放。     

基于多层次模糊综合评价模型的沙漠绿洲水资源承载力评价与预测

[目的]对腰坝绿洲未来水资源承载力进行评价和预测研究,为该地区水资源的可持续利用及合理管理政策的制定提供决策依据。[方法]取2016年为现状水平年,2020,2025,2030年为规划水平年,根据绿洲发展历史和现状及相关规划,对社会经济发展进行预测,进而对各水平年的需水进行预测。选取9个评价指标构建水资源承载力评价指标体系,建立水资源承载力模糊综合评价模型,对各水平年水资源承载力进行评价分析。[结果]水资源承载力综合评判值2016年仅为0.251 2,表明水资源承载力已达到饱和;至2030年,上升至0.434 4,水资源承载力处于较高的可承载水平,但区内地下水资源开发潜力仍然有限。[结论]现状年水资源承载力处于超载状态,水资源供需矛盾突出,社会经济子系统是水资源承载力提高的主要压力源,通过采取一系列的措施,未来水资源承载力状况将逐渐好转,需采取全面有效的措施使水资源承载力提升至较高水平,将研究区打造成为和谐高效的绿洲。     

山前冲积扇蓄洪入灌坎儿井水源保护方法研究

新疆吐鲁番盆地的坎儿井是我国宝贵的非物质文化遗产,且对吐鲁番绿洲生态的存在与发展具有不可替代的作用。近年来随着大量机电井的使用,区域地下水位持续下降,致使坎儿井出水流量减少甚至干涸。吐鲁番盆地北侧天山山脉的年降雨量可达300~400 mm,该降雨除一部分通过多条河流排出外,在山前冲积扇上也会造成一定规模的洪水,给盆地边沿地区带来一定的威胁。通过分析吐鲁番盆地基本情况、坎儿井现状和山前冲积扇蓄洪入灌的自然条件,提出一种山前冲积扇蓄洪入灌坎儿井水源保护方法,并采用数值模拟对此方法进行了研究。山前冲积扇蓄洪入灌坎儿井水源保护方法,即在冲积扇修筑拦洪坝的方式,拦蓄该部分洪水,一方面起到防洪效果,另一重要方面就是补给地下水,抬升地下水位,从而增加该区域的坎儿井的出水量。研究表明:该方法可以大幅提升地下水位,增加坎儿井的出水量,甚至可使得已经干涸的坎儿井重新出水,是经济可行的一种保护坎儿井的方法。     

NH3 Volatilization,N2O Emission and Microbial Biomass Turnover from 15N-Labeled Manure Under Laboratory Conditions

On irrigated agricultural soils from semi-arid and arid regions, ammonia (NH₃) volatilization and nitrous oxide (N₂O) emission can be a considerable source of N losses. This study was designed to test the capture of ¹⁵N loss as NH₃ and N₂O from previous and recent manure application using a sandy, calcareous soil from Oman amended one or two times with ¹⁵N labeled manure to elucidate microbial turnover processes under laboratory conditions. The system allowed to detect ¹⁵N enrichments in evolved N₂O-N and NH₃-N of up to 17% and 9%, respectively, and total N, K₂SO₄ extractable N and microbial N pools from previous and recent ¹⁵N labeled manure applications of up to 7%, 8%, and 15%. One time manured soil had higher cumulative N₂O-N emissions (141 µg kg^?1) than repeatedly manured soil with 43 µg kg^?1 of which only 22% derived from recent manure application indicating a priming effect.     

河西绿洲区大棚甘蓝产量、品质和养分吸收对不同水肥组合的响应

为探明河西绿洲区塑料大棚甘蓝适宜的水肥管理模式,通过田间小区试验,设定3个施肥量(F_1:N、P_2O_5、K_2O含量为320,160,210kg/hm~2;F_2:N、P_2O_5、K_2O含量为260,120,157.5kg/hm~2,F_3:N、P_2O_5、K_2O含量为200,80,105kg/hm~2)和2个灌水频率(H_1:6d/次,H_2:9d/次),共6个处理,分析甘蓝农艺性状、产量、品质和叶球养分吸收及水肥利用效率对不同施肥量和灌水频率的响应规律。结果表明:H_1处理水平下叶球全氮、磷、钾含量随施肥量增加逐渐升高,H_2处理水平下氮、磷含量随施肥量增加先升高后降低,而钾含量却在随施肥量增加逐渐升高,同一灌水条件下肥料偏生产力随施肥量的减少而升高;同一施肥水平下,叶球中的全氮、磷、钾含量及吸收量高灌水频率大于低灌水频率处理,而肥料偏生产力的变化则相反。水肥耦合作用下,甘蓝叶球纵横径、生物产量和干物质量均H_2F_1处理最高,叶球紧实度、干鲜重比、单球重、经济产量和经济系数均H_2F_2最大,而叶球中心柱长和帮叶比H_2F_3处理最小。灌溉频率和施肥量对甘蓝叶球品质影响显著,且两因素的交互作用达到显著水平,其中硝酸盐含量H_1F_1最高、可溶性糖含量H_2F_1最高、Vc含量H_2F_2处理最大。水肥耦合后全氮和全磷含量及两者吸收量均以H_2F_2最大,全钾及吸收量H_2F_1最高。随着施肥量的增加,水分利用效率也逐渐升高,H_2F_1水分利用效率显著高于其他处理。综合分析表明,水肥耦合对河西绿洲区塑料大棚甘蓝叶球的农艺性状、产量、品质和养分吸收及水分利用率的影响显著,且灌溉频率的影响大于施肥量。H_2F_2处理(灌水频率9d/次,施肥量N、P_2O_5、K_2O为260,120,157.5kg/hm~2)是河西绿洲区塑料大棚甘蓝农艺性状、产量、品质、养分吸收以及水肥利用效率方面最佳的水肥组合模式。     

民勤绿洲不同耕作方式农田表层土壤风蚀规律的风洞模拟研究

[目的]比较分析不同耕作方式下农田表层土壤防风蚀机理和效果,为区域社会经济和生态环境建设提供科学依据。[方法]利用室内风洞及相关配套设备对甘肃民勤绿洲区的免耕、少耕、秋翻和深松农田表层土壤进行风蚀测试,计算风蚀速率及输沙率,研究其风沙运动规律,分析各种耕作农田表层土壤防风蚀情况。[结果]耕作措施对土壤风蚀速率的影响与风速大小相关,风速较小时,不同耕作方式对风速的影响差异不显著,而当风速大于14 m/s后不同耕作农田表层土壤风蚀速率开始出现较明显差异;少耕、秋翻、深松等耕作方式对农田表层土壤风蚀速率和输沙率的影响差异不明显;免耕耕作方式下农田表层土壤风蚀速率和输沙率最低,风速越高,差距越大;风速、耕作以及两者交互作用对农田表层土壤风蚀速率和输沙率有极显著影响。[结论]免耕耕作能有效抵抗农田表层土壤的风蚀,大幅度减少输沙率,表现出极佳的抗风蚀效果。     

新疆主要稻区不同稻水象甲地理种群对常用杀虫剂抗药性测定

【目的】 研究主要稻区稻水象甲Lissorhoptrus oryzophilus田间种群对目前常用杀虫剂的抗性水平,为防治该虫科学用药提供依据。【方法】 以南疆阿克苏稻区温宿县种群(WS)为敏感基线,采用室内点滴法,测定察布查尔(Qapqal)和五家渠(WJQ) 2 个主要稻区稻水象甲田间种群对6种杀虫剂的抗性水平。【结果】 以南疆主要稻区温宿县稻水象甲地理种群为敏感种群,察布查尔(Qapqal)和五家渠2个地理种群(WJQ)对6种供试药剂的敏感性均有不同程度的下降,其中,对95.87%噻虫嗪、97%毒死蜱、97%吡虫啉、95.1%高效氯氰菊酯和98%溴氰菊酯等多数药剂仍处于敏感状态(抗性倍数＜5),对96%氯虫苯甲酰胺的抗性倍数均高于5.92,属于已产生低水平抗性。【结论】 在水稻生长季节应避免重复使用或限用96%氯虫苯甲酰胺,注意与其它药剂混用、轮用,延缓该地区稻水象甲抗药性发生。     

渭-库绿洲土壤剖面盐分分布特征及驱动因子分析

[目的]监测渭-库绿洲土壤盐渍化的空间分布特征,探究驱动因子作用机理,对当地因地制宜进行土壤盐渍化调控。[方法]采用决策树、克里金插值和灰色关联度分析研究了渭-库绿洲土壤盐渍化的剖面分布特征,着重分析了样本点海拔、植被覆盖度、地下水位、TW( I 地形湿度指数)、地下水矿化度5个驱动因子对土壤盐渍化的影响。[结果]①研究区表层土壤(0~10 cm)属于重度盐渍化土壤,10~20、20~40、40~60 cm各深度剖面土壤属于中度盐渍化土壤。土壤EC1:5有强的空间变异性,其分布格局受灌溉等人为驱动因素的影响较大。②绿洲内部(即耕作区)表层土壤属于非盐渍化区域,绿洲东部10~20、20~40、40~60cm土层有轻、中度的盐渍化现象。绿洲内部表层以下土壤盐分高于表层,绿洲存在潜在的盐渍化风险。耕作区外围绿洲-荒漠交错带区域各剖面层均属于盐渍化区域,随着剖面深度的增加,盐渍化程度在不断减弱。③样本点海拔、植被覆盖度、地下水位、TWI、地下水矿化度与土壤EC1:5的灰色关联度大小次序为:0~10 cm土层:地下水矿化度>TWI>样本点的海拔>植被覆盖度>地下水位;10~20、20~40 cm土层:地下水矿化度>样本点的海拔>TWI>植被覆盖度>地下水位。[结论]渭-库绿洲土壤盐渍化主要分布在绿洲-荒漠交错带区域,土壤盐分表聚强烈,地下水矿化度是造成该研究区土壤盐渍化问题的首要原因。