甘肃半干旱区季节性干旱分布特征研究

根据甘肃省兰州市、白银市、定西市、临夏市、平凉市和庆阳市1981 — 2010年共30 a的气象站数据,依据各季节各站点累积降水量平均值划分干旱等级,分析了甘肃半干旱区季节性干旱的分布特征。结果表明,特大干旱、严重干旱、轻度干旱、中度干旱在甘肃半干旱区春季、夏季和秋季均有发生,其中春季以严重干旱和中度干旱为主,夏季以中度干旱和轻度干旱为主,秋季以中度干旱和轻度干旱为主。     

半干旱区冬小麦全膜微垄沟播栽培技术规程

从范围、术语和定义、目标产量、生产管理措施、播前准备、起垄覆膜、播种、田间管理、病虫害防治、适时收获、清除残膜等方面规范了半干旱区冬小麦全膜覆盖微垄沟播栽培技术。     

近20年来甘肃省黄土高原区粮食产量的影响因素及未来粮食需求分析

基于甘肃省黄土高原区所辖36个县域的统计数据,研究了1991-2012年间粮食产量及结构的变化特征,以及单产和种植结构对粮食总产的影响,在此基础上预测分析了2030年区域粮食需求和生产能力,并提出粮食产量提高以满足消费需求的途径。结果显示：1991年来甘肃省黄土高原区粮食总产、单产及播种面积整体呈波动增长趋势,粮食总产量增加主要来自于单产的提高,单产提高的主要贡献来自于地膜覆盖技术的应用和玉米、马铃薯播种面积的扩大。预测2030年甘肃省黄土高原区粮食需求达到935.76万t,而生产能力仅为645.48万t,粮食自给率为69.0%。要解决未来区域粮食需求不足的问题,地膜覆盖面积必须要扩大到122万hm2,占粮食总播种面积的79.9%,地膜使用量增加3.1万t,单产年均提高1.76%,才能实现区域粮食自给的目标。     

高大气CO2浓度下遮阴对小麦叶片气孔特性及光合特性的影响

以高大气CO₂浓度和遮阴为处理手段,研究高大气CO₂浓度和遮阴对小麦叶片光合生理的影响。结果表明,与全光照相比,遮阴使小麦叶片的气孔长度增加了22.93%和10.23%,而气孔宽度减小了30.00%和30.22%,气孔面积降低了17.99%和18.11%,周长增加了16.80%和6.85%,气孔密度降低了6.61%和23.78%,气孔指数降低了5.99%和14.23%。与正常大气CO₂浓度相比,高大气CO₂浓度使小麦叶片的气孔面积增加了1.91%和1.95%,使全光照处理的小麦叶片的气孔密度降低了14.33%;使遮阴处理的小麦叶片的气孔密度增加了5.00%。与全光照相比,遮阴使小麦叶片的气孔导度和蒸腾速率降低了56.11%、53.21%和40.57%、49.27%,而光合速率没有得到提高,这可能是小麦叶片对高大气CO₂浓度发生了“光适应”。与正常大气CO₂浓度相比,高大气CO₂浓度降低了小麦叶片的气孔导度。小麦叶片的气孔长度和宽度与光合速率有显著相关性。     

半干旱区全膜覆盖垄沟种植马铃薯/蚕豆间作的产量和水分效应

间套作是提高农田资源利用效率和缓解连作障碍的有效措施,但就旱作全膜覆盖马铃薯豆科作物间作的增产机制及其效应,目前缺乏系统研究认识。试验于2011-2014年在西北黄土高原半干旱区的甘肃省农业科学院定西试验站进行 (104°36' E,35°35' N),以新大坪和临蚕131为试验材料,设马铃薯单作、蚕豆单作和薯蚕间作3个处理,记载生育期、测定年际土壤含水量,作物产量,计算作物生育期耗水量、水分利用效率、资源竞争力、土地当量比等参数,揭示西北黄土高原旱作区马铃薯间作蚕豆对作物生育期、产量、耗水特征和水分利用效率的影响,以评价区域马铃薯/蚕豆间作的产量和水分效应。结果表明,马铃薯/蚕豆间作的共生期长达100 d以上,共生期耗水占全生育期耗水总量的42.5%~58.3%,是马铃薯单作总耗水量的68.2%~86.3%;间作显著提高了作物耗水量,并使马铃薯花后耗水量显著降低。尽管间作后使产量较马铃薯单作在2011和2014年下降18.1%~31.2%,并使不同降水年型的作物水分利用效率显著下降,但使2012年的作物产量提高了10.6%,而且4年土地当量比达1.3~1.5,蚕豆对于马铃薯的资源竞争力为0.31~1.15。所以半干旱区全膜覆盖马铃薯垄沟间作种植具有显著提高土地生产效率的潜力,但需要通过科学搭配作物组合才能实现增产增效、改善农田环境的目的。     

施氮和大气CO2浓度升高对春小麦拔节期光合作用的影响

为明确高大气CO2浓度下小麦叶片光合作用的适应机制及氮素的调控作用,利用开顶式气室,通过盆栽试验,测定和分析了不同大气CO2浓度和施氮量下小麦拔节期叶片的光合参数、叶绿素含量等指标.结果表明,高大气CO2浓度(760 μmol·mol-1)处理的小麦叶片的叶绿素含量、光合速率(Pn)、气孔导度(G5)和蒸腾速率(Tr)均随着施氮水平的升高而升高,平均增幅分别为31.6%、69.6%和57.6%,而胞间CO2浓度(Ci)和水分利用效率(WUE)随施氮水平的升高而呈先下降后上升的趋势.高大气CO2浓度下小麦叶片Pn、Ci和WUE显著高于正常CO2浓度(400 μmol·mol-1)处理,平均增幅分别为36.8%、74.O%和102.7%.在400 μmol·mol-1 CO2浓度下测定时,与正常大气CO2浓度下生长的小麦相比,高大气CO2浓度下生长的小麦拔节期叶片Pn在高施氮水平(0.2 g N·kg-1土)下未发生下调,而在低、中施氮水平(0和0.1 g N·kg-1土)下叶片Pn明显降低.因此,高大气CO2浓度下施氮可显著提高小麦叶片的Pn和WUE,且充分供氮可使叶片不发生光合适应现象,这可能与较高的施氮水平提高了高大气CO2浓度下小麦叶片的叶绿素含量有关.     

旱后复水对不同玉米品种蒸腾效率的影响

试验设3个控水水平、2个时段进行水分控制,研究旱后复水对两个玉米品种气孔阻力、蒸腾速率、光合速率、蒸腾效率的影响。结果表明,干旱后复水玉米表现很强的水分和光合生理活性,干旱后复水玉米气孔阻力大幅下降、蒸腾速率大幅上升、光合速率迅速提高,有些处理优于一直正常供水的处理;玉米旱后复水对气孔阻力、蒸腾速率的影响表现出品种间差异,酒单2号比豫玉22在气孔阻力、蒸腾速率上更容易恢复至旱前水平,光合速率提高的幅度很大;玉米蒸腾效率表现出品种间与处理方式间的差异,旱后复水豫玉22的蒸腾效率得到提高,酒单2号没有显著提高,旱后对水分增加敏感的品种有更高的生理活性,以较快的干物质增长速率和较高的水分利用效率补偿前期干旱的损失。因此,选择对水分增加敏感的玉米品种可以提高旱地水分利用效率,增加玉米产量。     

耕作和施肥方式对土壤水分及饲用玉米产量的影响

为探究耕作和施肥方式对西北半干旱区饲用玉米(Zea may L.)土壤水分和产量的影响,以饲用玉米陇饲1号为材料,设置传统旋耕、立式深旋耕2种耕作方式以及单施化肥、有机肥替代化肥2种施肥方式组合,共4个处理,研究不同的耕作和施肥方式对饲用玉米土壤贮水量、花前花后耗水量、单株鲜重和干重以及产量的影响。结果表明,与传统旋耕相比,立式深旋耕能够降低饲用玉米0~300 cm土层土壤贮水量,提高花前耗水量,降低花后耗水量,增加生育期总耗水量,而有机肥替代化肥能够降低立式深旋耕方式下土壤总耗水量;立式深旋耕使成熟期单株干重增加1.3%~10.6%,单株鲜重增加4.9%~21.9%,而且不同程度增加了饲用玉米株高、穗长、穗粗、行粒数、百粒重、双穗率,降低了秃顶长,以上指标的变化均有利于高产试验形成。3年试验中立式深旋耕化肥处理较其他处理的籽粒产量增加1.8%~38.6%,丰水年生物量增加1.2%~15.1%,立式深旋耕有机肥处理较其他处理提高了干旱年生物量4.9%~21.9%、籽粒产量水分利用效率6.3%~34.8%、生物量水分利用效率7.1%~21.5%。综上,立式深旋耕能够改善作物生长土壤环境,有利于饲用玉米对土壤水分的吸收以及干物质量的积累,其组合化肥处理可以增加饲用玉米籽粒产量和丰水年生物量,组合有机肥替代处理可增加干旱年饲用玉米生物量和水分利用效率。本研究为西北半干旱区饲用玉米高产高效可持续生产提供了理论依据。     

陇中半干旱区甜荞全膜覆土穴播栽培技术规程

从范围、术语和定义、栽培技术等方面规范了陇中半干旱区甜荞全膜覆土穴播栽培技术。     

高寒阴湿区豌豆与小麦的间作效应

2010-2011年，对豌豆与小麦在高寒阴湿区不同间作比例下的生育期、叶面积指数及综合产量等进行研究。结果表明：间作可明显延长豌豆的生育期，提高豌豆叶面积指数、综合产量及经济效益。其中处理M2D2即小麦与豌豆按2∶2行比例间作生育期最长，叶面积指数最高，土地当量比最大，具有明显的产量优势，2010和2011年间作综合产量分别较小麦单作(MT)提高58.11%和38.55%，较豌豆单作(DT)提高29.70%和50.87%；全年经济效益分别较小麦单作(MT)的提高112.66%和83.45%；较豌豆单作(DT)提高4.97%和22.08%。因此，豌豆小麦间作模式增产的关键在于行比的合理搭配。