北方平原区春玉米化学氮肥投入阈值

为明确北方平原区春玉米化学氮肥投入阈值,2011至2013年在甘肃省农业科学院张掖绿洲灌区农业生态环境重点野外台站进行小区试验,研究施氮量(0、202.5、270、337.5、405、540kg·hm-2)对春玉米的产量、矿质氮累积及氮素平衡的影响,提出北方平原区春玉米化学氮肥投入阈值。结果表明:春玉米产量随施氮量的增加先增加后降低,在施氮量为270kg·hm-2时达到最大,氮肥利用率为26.6%。春玉米的吸氮量呈抛物线型,在实际施氮为309.3kg·hm-2时,吸氮量最高。施氮量为337.5kg·hm-2为氮的表观损失量迅速增加的拐点;随着施氮量增加,收获期NO-3-N残留量显著增加。各处理表观损失率高达70%左右,氮肥土壤的残留率为17.5%左右,说明过量施氮会使表观损失量迅速增加。当施氮量为282.6kg·hm-2时,氮输入与氮输出达到平衡(平衡值为0),也就是说明此施氮量水平能满足作物的需氮量。结合土壤肥力状况,综合产量、氮肥利用率及土壤硝态氮的累积情况考虑,北方平原区氮肥投入阈值为270~337.5kg·hm-2,能保证春玉米高产,并且对环境不会造成污染。     

甘肃科技扶贫对策研究

简要回顾了国内外关于贫困成因以及主要扶贫模式和反贫困战略方面的研究成果,分析了我国贫困治理体系与扶贫目标瞄准的演进历程,指出了科技扶贫在扶贫开发过程中的重要地位和特殊作用,提出了新时期科技扶贫的重点方向。系统总结了甘肃省"十二五"科技扶贫的主要成效、存在的主要问题,指出了科技扶贫所面临的新形势和新挑战;提出了甘肃"十三五"科技扶贫的总体思路、发展目标、重点方向、重点任务,以及主要政策和保障措施。     

施氮与灌水对河西制种玉米产量及水氮利用效率的影响

为探究施氮和灌水对河西灌区制种玉米种子产量以及生产过程中水氮利用的影响,以郑单958(ZD958),先玉335(XY335)为研究对象,设置充分灌水(6 000 m~3·hm~(-2),W_(6000))、中度胁迫(4 500m~3·hm~(-2),W_(4500))、重度胁迫(3 000 m~3·hm~(-2),W_(3000))3个灌水梯度,不施氮(0 kg·hm~(-2),N_0)、中量施氮(225 kg·hm~(-2),N_(225))、过量施氮(450 kg·hm~(-2),N_(450))3个施氮水平,测定收获期种子产量及产量构成,以及播前收后1m深土壤含水量及土壤硝态氮含量。结果表明,灌溉量对种子产量无显著影响,同一灌水条件下施氮处理产量显著高于不施氮,先玉335组合产量较郑单958组合高,最高产量出现在中度胁迫灌水条件下的过量施氮处理(W_(4500)N_(450)),达11 147 kg·hm~(-2);先玉335组合的种子百粒重显著高于郑单958组合,郑单958组合种子各产量构成均表现为施氮处理高于不施氮。在中度胁迫灌水条件下,0~100cm土壤硝态氮的累积量显著高于重度胁迫和充分灌水;水分利用效率、氮肥偏生产力、氮肥农学效率均以中度胁迫灌水条件下中量施氮处理占优。综合考虑产量及水氮利用效率,在本试验条件下,适合河西灌区郑单958制种组合和先玉335制种组合的水氮最佳组合为灌水量4 500 m~3·hm~(-2),施氮量225 kg·hm~(-2)。本研究为河西制种玉米种植中水氮合理利用提供了理论借鉴。     

基于典范对应分析的甘肃引黄灌区土壤盐渍化特征研究

【目的】研究甘肃引黄灌区耕地土壤全盐量（TS）、pH和盐分离子组成的空间分布特征及数量关系,并探讨它们之间的相互关系、影响程度以及对盐碱地类型、分布的影响。【方法】以兴电和景电两个典型灌区为研究取样区,样点布局既涵盖了上游新垦盐碱荒地、中游轻度盐渍化耕地、下游中重度盐渍化耕地和弃耕盐碱荒地,又兼顾了耕地土壤盐渍化类型（硫酸盐型、氯化物-硫酸盐型、硫酸盐-氯化物型）和程度（轻度、中度、重度）的差异。运用常规统计学方法研究了土壤TS、pH、盐分离子的剖面分布特征,运用典范对应分析方法（CCA）研究了土壤TS、pH与盐分离子含量之间的数量关系及各土层TS、pH、盐分离子与研究对象前2个CCA排序轴的相关系数、特征值和解释方差。【结果】甘肃引黄灌区耕地土壤为轻度至重度盐化,0-40 cm土层含盐量随土层深度的增加而降低,40-80 cm土层含盐量随土层深度的增加而增加。剖面中的阳离子以Na+为主,阴离子以SO42-为主,土壤pH介于7.93-9.98之间。不同土层内,K+与HCO3-、Ca2+与Mg2+始终有较好的关联性,Na+与Cl-之间的关联性越往下层越强,SO42-与Na+之间主要是负相关,K+与Na+以及SO42-、Cl-、HCO3-之间的关联性不强。在0-100 cm全剖面上,pH的空间分布受HCO3-的影响较大,TS受Na+、Cl-、SO42-的影响较大。分层与全剖面的情况有所不同,0-20 cm土层内TS和pH的空间分布主要受控于SO42-含量,20-40cm土层内主要受控于Cl-和Na+含量,40-60 cm土层内受Ca2+、Mg2+、SO42-和HCO3-的共同影响,60-80 cm土层内Mg2+是主要影响因素,80-100 cm土层内主要受控于Mg2+和Cl-。CCA第1排序轴反映了TS的变化情况,第2轴反映了pH的变化情况,第1轴特征值在0.53-0.70,解释方差在38.7%-57.7%;第2轴特征值在0.36-0.64,解释方差在30.6%-44.7%。【结论】甘肃引黄灌区的盐渍化耕地中同时存在盐分表聚和底聚两个过程,上游新垦盐碱荒地和中游轻度盐渍化耕地以底聚为主,下游中重度盐渍化耕地和弃耕盐碱荒地以表聚为主。60-80 cm的泥质胶结砂层含盐量高达93.7 g•kg-1,对水盐运移和盐分离子分布产生了重要影响,是造成灌区发生土壤次生盐渍化的主要原因之一。盐渍化耕地的钠质化现象只在重度次生盐渍化区发生,TS、Na+和SO42-是决定项目区盐碱地类型和分布的主要因素。典范对应分析通过箭头连线的长短、所处的象限、箭头之间的夹角以及与角符号间距离的远近等,在CCA二维排序图上可以直观地给出各盐分离子之间以及土壤TS、pH值与盐分离子之间的关系,并通过各土层TS、pH、盐分离子与研究对象前2个CCA排序轴的相关系数、特征值和解释方差等,来确定不同土层的主控因子和影响甘肃引黄灌区盐碱地类型和分布的主要因素,是一种更加科学的区域盐碱地特征及改良利用情况评价方法。     

根茎型清水苜蓿鲜草产量及营养价值评价

以根茎型清水紫花苜蓿为材料,以根蘖型野生黄花苜蓿和甘农2号杂花苜蓿、直根型陇东紫花苜蓿为对照,在甘肃天水、兰州和武威3个生态区比较不同根型苜蓿的产量和品质,为根茎型苜蓿在生产中的应用提供科学依据。结果表明,根茎型苜蓿粗蛋白质含量最高,两年平均为20.36%;粗纤维含量最低,两年平均为39.47%;产草量低,三年平均产量为4.05kg/m2;株丛高度相对较低,叶量丰富,叶茎比较高,更适合培育优质牧草。生态区域对苜蓿产量和营养成分有着显著影响。各根型苜蓿的株高、叶茎比、产草量在天水均最高,兰州次之,武威最低;各根型苜蓿粗蛋白质含量在兰州地区最高。同一生态区不同年份对苜蓿营养成分亦有影响,除天水地区各材料第一年NFE含量低于第二年外,其余材料第一年头茬草苜蓿的CP、EE、NFE含量均高于第二年头茬草;而CF、CASH、Ca、P含量第二年头茬草高于第一年头茬草。     

长期隔年施磷对陇东旱塬作物产量和土壤肥力的影响

为探讨不同施肥方式对旱地土壤的培肥作用及增产效果,以1979-2019年在甘肃省陇东旱塬黑垆上土进行的长期定位施肥试验为基础,研究了不施肥料(CK)、单施氮肥(N)、氮磷肥配施(NP)、秸秆还田+氮磷肥配施(磷肥为隔年施用,施磷年份该处理记为SNP,不施磷年份记为SN)4种措施对作物产量、产量稳定性和可持续性以及土壤综合肥力的影响。结果表明,长期隔年施磷(SN)的春玉米和冬小麦产量分别较CK增加151.4%和159.2%,较长期施磷处理(SNP)增加8.6%和6.9%;SN的春玉米产量稳定性和可持续性均低于N和NP处理,而冬小麦产量稳定性和可持续性均优于N和NP处理;SN处理显著提高了耕层土壤综合肥力(IFI),其耕层土壤IFI值分别较CK、N和NP处理高25.5%、21.3%和6.1%,年际间变异强度高于CK和N处理。说明,在陇东旱塬黑垆土春玉米-冬小麦轮作体系下,采用秸秆还田+氮磷配施隔年施磷技术,既在减少50%化学磷肥投入的情况下仍能保证作物产量稳定和持续,并能有效提高耕层土壤综合肥力。     

灌溉水盐分组成对土壤水盐迁移参数的影响

淡水资源不足和盐渍化是干旱地区农业生产的限制因子。研究水盐迁移参数是水盐调控的重要目标。为此,该研究以甘肃省秦安县兴国镇果园土样为研究对象,采用水平土柱入渗法,探讨不同盐溶液(氯化钠、氯化钠和氯化镁、氯化钠和氯化钙、氯化钠和氯化钾)在矿化度均为3 g/L的条件下对土壤水分扩散率和盐分离子水平迁移的影响。结果表明:不同盐分组成的灌溉水质和含水率对土壤水分扩散率的影响均达极显著水平(P0.01)。在灌溉水矿化度均为3 g/L的条件下,氯化钠盐溶液传输水分的潜在能力最大,加入一定的复盐对水分的传导起到阻滞作用,阻滞能力的大小是:氯化钙氯化钾氯化镁。不同盐分组成的灌溉水对土壤碳酸氢根和硫酸根的水平迁移具有显著的影响(P0.05),对盐分、钙离子和钠离子水平迁移具有极显著的影响(P0.01)。入渗距离对土壤pH的影响以及灌溉水盐分组成对土壤钠吸附比的影响均达显著水平(P0.05)。灌溉水盐分组成对模型参数初始值和终止值有显著的影响,参数初始值和终止值均呈现:氯化钠氯化钠和氯化镁氯化钠和氯化钾氯化钠和氯化钙。因此,从微咸水利用和盐渍化土壤改良的角度考虑,在微咸水灌溉中加入一定量的钙制剂可抑制水分扩散和降低土壤盐分含量;从灌溉方法来看,需从地块的两端轮换灌溉可预防地块一端脱盐而另一端积盐的现象。这一研究结果对于指导干旱、半干旱地区微咸水利用具有重要的科学意义。     

水肥管理对带田土壤肥力和作物产量的影响

通过8年田间定位试验,采用裂-裂区的试验方法研究了灌溉定额、绿肥、化肥及其交互作用对灌漠土小麦/玉米带田土壤肥力和作物产量的影响。结果表明:随灌溉定额的增加,土壤全钾和全盐含量极显著降低,速效氮、速效磷和速效钾含量显著降低,pH值极显著上升。种植绿肥能极显著提高土壤的有机质、全氮、全钾和速效氮含量,能极显著降低土壤的pH值。施用化肥可以极显著提高土壤的有机质、全氮、全磷、全钾、速效氮、速效磷、速效钾和全盐含量,能极显著降低土壤的pH值。对于小麦/玉米带田来说,6000 m3hm~(-2)的灌溉定额足以保证带田作物的产量水平,但要十分注意灌溉定额和灌溉时间的合理搭配,灌溉定额和灌溉时间要合理分配在影响小麦玉米产量的关键生育期。4500 m3hm~(-2)的灌溉定额下,种植绿肥能显著提高小麦产量。施用化肥能极显著提高小麦产量、玉米产量以及小麦玉米的总产量。灌溉定额与化肥之间的交互作用对玉米产量和总产量表现出极显著的影响,6000 m3hm~(-2)的灌溉定额下施用化肥能极显著提高带田玉米产量和总产量,此条件下带田玉米产量和总产量均达到最高。     

大豆籽粒的化学-力学特性灰色关联度及本构模拟

为研究大豆籽粒在不同受载情况下的力学特性,探索其化学-力学特性之间的关系,该文选择11种大豆籽粒在含水率为8.65%下对其进行化学组分、针尖压入、剪切、压缩试验,并借助Abaqus软件建立本构模型,对压缩试验过程进行模拟仿真。力学试验和模拟结果表明:所测大豆籽粒硬度为18.39~52.58 N/mm,大豆籽粒破损强度为3.65~15.32 MPa,大豆籽粒极限剪切力为12.70~52.33 N,纵轴的抗剪能力明显高于横轴;不同压缩形式和剪切方向分别对大豆籽粒破损强度和极限剪切力影响极显著;试验与仿真的载荷-变形曲线拟合良好,说明所建立的大豆本构模型能够分析研究其抗挤压特性。灰色关联度分析结果表明:与化学组分含量最为密切的力学指标是硬度与接触刚度,其中硬度与粗蛋白质、粗脂肪、粗淀粉、粗纤维含量的关联度分别为0.309 4、0.327 8、0.171 9、0.191 8,接触刚度与其关联度分别为0.220 6、0.283 7、0.186 9、0.133 4,粗蛋白质和粗脂肪含量对硬度与接触刚度的影响最大,其次是粗纤维素,粗淀粉含量。研究结果可为品质预测和品种鉴别提供新的方法和依据。     

施氮量对河西绿洲灌区垄作春小麦土壤水氮动态及吸收利用的影响

为给河西绿洲灌区春小麦垄作栽培中的合理施氮提供参考依据,设置0、150、300 kg·hm^-2三个施氮水平,研究了施氮量对垄作春小麦土壤水氮动态及吸收利用的影响。结果表明,从垄作春小麦播种到收获,土壤含水量持续降低,各生育时期0～200 cm土壤含水量均随施氮量的增加而降低。施氮量越大,土壤硝态氮累积越多,且在垂直方向上施氮300 kg·hm^-2时土壤硝态氮累积下界面由60 cm土层下移到200 cm深处,施150 kg·hm^-2时土壤硝态氮累积下界面由60 cm土层下移到140 cm深处。随施氮量的增加,产量先增后降,施氮300 kg·hm^-2时氮肥利用率和氮素残留率分别为21.14%和73.84%,而施氮150 kg·hm^-2时分别为25.80%和51.93%,两个施氮处理间氮肥利用率差异不显著（P>0.05）,而氮素残留率差异达到极显著水平（P<0.01）。可见,适量施氮有利于垄作春小麦生长,而过量施氮不仅会导致小麦减产,而且会使大量氮素残留在土壤中,从而加大硝态氮淋溶及污染地下水的危险性。