基于光谱指数的伊犁绢蒿荒漠草地恢复状况的判定

为了从光谱角度探讨退化伊犁绢蒿封育的适宜年限,对未封育、封育2年、7年和10年的草地从群落数量指标、群落光谱特征及特征植物光谱进行研究。通过对植被数据与光谱数据进行回归分析,对比群落和特征植物光谱指数随封育年限的变化趋势,探讨植被高光谱对伊犁绢蒿荒漠草地恢复状况的响应及最佳封育年限判定的可行性。结果表明：随着封育年限的增加,草地的盖度、密度及生物量呈先增加后降低的趋势;对群落的数量指标、群落光谱指数及建群种光谱指数回归均指示在5年左右达到最大值,表明可以通过植物光谱来对草地恢复状况及封育最佳年限加以判定。     

伊犁河谷5种土壤管理措施减流减沙效果分析

伊犁河谷区域水力侵蚀等级中等偏强,分析土壤管理措施的减流减沙效果为土地资源的可持续利用和防治水土流失提供参考.本文采用野外人工模拟降雨试验,研究在10、20和36 mm/h 3种降雨强度条件下裸地、角果藜覆盖、木地肤覆盖、鱼鳞坑、水平沟等5种典型土壤管理措施的产流产沙过程,并分析比较不同土壤管理措施的减流减沙效果.结果表明:不同降雨强度下,裸地初始产流时间最短,水平沟未产流;降雨强度是影响产流产沙的关键因素之一,径流速率和含沙量随降雨强度的增大而增大;减流减沙效果由高到低的顺序为:水平沟＞木地肤覆盖＞鱼鳞坑＞角果藜覆盖＞裸地,木地肤覆盖、鱼鳞坑措施减沙效果明显.水平沟、木地肤覆盖措施减流减沙效果较好,可以在该区域防治水土流失中推广应用.     

水肥剂一体化技术提高棉花产量和控制土壤盐分的效果

【目的】在大田水肥一体化膜下滴灌施肥的基础上,研究增施改良剂对盐碱地棉花增产和土壤控盐的影响。【方法】2017年在沙湾县共设置5个处理:对照(不施肥),常规化肥,常规化肥+改良剂,专用肥,专用肥+改良剂,每个处理重复3次,试验小区随机区组设置;测定指标为棉花产量、干生物量、土壤pH和电导率。【结果】常规化肥+改良剂处理平均有效铃数6.8个/株,平均单铃重5.95 g,获得了最佳产量6 640 kg/hm²,比常规化肥处理提高17.4%,增产效果明显。增施改良剂降低土壤pH;距滴头0 cm处的土壤电导率比距滴头30 cm处的电导率低,滴灌洗盐效果好。【结论】增施改良剂可提高棉花结铃数和促进单铃重增加,能有效提高棉花产量,且有降低土壤pH改善土壤环境的效果。     

生物炭和有机肥配施对土壤养分影响的研究进展

为了解决单施有机肥在用量、肥效以及养分淋失方面并同时提高土壤养分利用效率等问题,以“生物炭”、“堆肥”“生物炭有机肥配施”、“土壤性质”、“农作物养分”等为关键词,在Web of Science、Google Scholar、中国知网等网站搜索相关文献归纳并总结。结果表明：（1）生物炭能够改善堆肥的腐熟程度,增加微生物群落的丰度,降低有机肥中养分流失的风险,从而有效减少传统的堆肥对环境的影响;（2）生物炭和有机肥配施后,可提高土壤含水量,并对不同类型土壤的有效磷、速效钾含量均有不同程度地提高。同时,还能为土壤中的生物和微生物提供更好的生活物质及环境;（3）二者配合施用可以增加农作物的产量,改善其氮、磷、钾含量,但不同农作物对其响应不同。生物炭与有机肥配合施用,对提升土壤肥力和植物养分含量具有良好的效果,其效果随施用比例、土壤类型、农作物种类等因素的不同而异。本研究可对畜禽粪便资源在农业生产中的高效利用提供参考。     

不同磷水平对棉花养分吸收和磷肥利用效率的影响

为探讨北疆棉区不同施磷量对棉花养分吸收、磷肥利用效率、生物量和棉株氮磷化学计量比的影响,本研究以始于2018年的棉田土壤磷素肥力演替特征长期定位试验为研究对象,对5年等量氮钾不同磷水平施肥后棉田磷素和棉花养分吸收的响应进行分析。结果表明,施磷量的增加促进了棉株 N、P、K 养分吸收,棉株各器官 N、P、K 养分平均含量分别在 1.75~38.27、1.46~11.26、3.11~24.31 g·kg^-1之间。综合肥料投入,施磷量为150 kg·hm^-2最有利于P素养分吸收和干物质积累。棉株各器官N∶P值变化范围在1.20~12.01之间,随着施磷量的增加,棉株茎、叶、蕾/铃/壳的N∶P降低,棉株生物量、籽棉产量随叶、蕾/铃/壳N∶P的降低而增加,本试验棉花生长更倾向于受N、P共同限制。磷肥利用率和磷肥农学效率随施磷量的增加呈先增后减的趋势,磷素盈余量随施磷量的增加而增加。在施磷量为 150 kg·hm^-2时,磷肥利用率和磷肥农学效率均达到最高值,分别为 10.20%和 4.05 kg·kg^-1,其磷素盈余为54.19 kg·hm^-2,研究表明,在北疆灰漠土棉田施磷量为150 kg·hm^-2比较可行,值得推广应用。     

磷改性生物炭对土壤中磷溶出的影响

为探究生物炭及其改性生物炭对土壤中磷溶出的影响，分别制备了3种温度(300、500、700℃)棉花秸秆生物炭、小麦秸秆生物炭和牛粪生物炭，并采用磷酸浸渍-热解法制备了改性生物炭，测定生物炭改性前后磷组分含量(0.25 mol·L^-1硫酸提取的H₂SO₄-P，去离子水提取的H₂O-P,0.5 mol·L^-1碳酸氢钠提取的NaHCO₃-P和0.1 mol·L^-1氢氧化钠提取的NaOH-P)，开展了生物炭改性前后磷的动力学溶出和对土壤中磷连续溶出影响的试验。结果表明：磷酸改性后生物炭中各组分磷含量都有大幅度增加，不仅与炭化温度有关，而且与原料的种类相关，300℃棉花秸秆生物炭改性前后含量变化最大，H₂SO₄-P含量由3.052mg·g^-1增加到350.322 mg·g^-1。生物炭中磷的动力学溶出结果显示，磷酸改性能使生物炭的磷溶出量大幅度增加，700℃棉...     

基于EM38的玛纳斯县土壤剖面盐分的解译模型构建

大地电导率仪(EM38)是快速无损测定土壤盐分的有效方法。为建立新疆农田土壤EM38测试值与土壤盐分关系模型，以新疆玛纳斯县农田土壤为研究对象，利用EM38在野外实地测定土壤表观电导率，并挖掘土壤剖面进行分层采样，室内测定土壤盐分含量，据此构建基于EM38的土壤盐分解译模型。结果表明：（1）利用土壤实测盐分和EM38电导率数据，分别建立不同土壤深度下EM38垂直模式和水平模式以及两者联用的二元线性回归土壤盐分解译模型。（2）3种EM38盐分解译模型的R2随着土壤深度增加而增加，并且在土壤深度小于20 cm时，垂直模式的解译精度大于水平模式，深度大于20 cm后，解译精度则刚好与之相反。（3）二元线性回归模型的解译精度明显优于一元线性回归模型。本研究所构建的EM38土壤盐分解译模型，将为绿洲农田土壤盐分快速调查和动态监测提供可靠的反演参数和模型。     

灌丛化对干旱区草地土壤有机碳化学结构和热稳定性的影响

土壤有机碳(soil organic carbon,SOC)的稳定性是指其抵抗微生物降解的能力,它决定着C循环和周转。灌丛化是指灌木的盖度、密度和生物量在草地中显著增加的现象,这种现象在干旱区尤为普遍。研究灌丛化对草地SOC稳定性的影响对于理解全球C循环、气候变化及其两者之间相互作用有着重要的意义。本研究在典型的干旱区新疆,选取沿海拔分布的4类草地,使用固态_¹³C核磁共振技术与热分析技术间接而又完整地揭示灌丛化对草地SOC稳定性的影响。结果表明：灌丛间的芳香碳的比例沿海拔从温性荒漠到山地草甸逐渐降低。在温性荒漠、温性草原化荒漠、温性荒漠草原和山地草甸,烷基C/烷氧C的比值分别增加了0.07、0.12、0.03、0.20。低海拔的温性荒漠和温性草原化荒漠的指标热易分解的SOC质量(较低温度下分解的SOC)与SOC总质量的比值(%Exo₁)、SOC分解一半时的温度(TG-T₅₀)和SOC在能量释放一半时对应的温度(DSC-T₅₀)显著低于高海拔的温性荒漠草原和山地草甸。在草原化荒漠、荒漠草原和山地草甸中,灌丛下的%Exo₁和DSC-T₅₀均高于灌丛间,而TG-T₅₀低于灌丛间。在温性荒漠,从灌丛间到灌丛下,低温时SOC燃烧释放出的能量占总燃烧能量(Q)的比例的减小而高温时SOC燃烧释放出的能量增加。本研究结果表明灌丛化增加了干旱区SOC化学结构的稳定性和热稳定性。     

新疆北疆不同地貌区土壤多样性特征及主要影响因素分析

【目的】从不同地貌区的角度探索新疆北疆地区土壤多样性分布特征，以及不同成土因素对土壤多样性特征的影响程度，为新疆地区土壤保护和农业可持续发展提供科学依据。【方法】引入中国二级地貌区划作为研究区划分依据，通过计算丰富度指数（Pa）、多样性指数（H）、均匀度指数（E）分析北疆地区土壤多样性分布特征；利用地理探测器、种-面积曲线模型，分析不同地貌区的母质、植被、地形地貌、气温和降水对土壤多样性的影响强度。【结果】棕漠土、棕钙土、灰棕漠土为北疆地区主要土壤类型，不同地貌区面积与相应的Pa呈显著正相关；土壤H表现为天山高山盆地>阿尔泰亚高山>准噶尔盆地>新甘蒙丘陵平原，其中新甘蒙丘陵平原土壤多样性、均匀度指数均为最低。北疆地区影响因素分析显示，阿尔泰亚高山的降水、新甘蒙丘陵平原、准噶尔盆地和天山高山盆地的母质是影响土壤多样性的主要因素。【结论】北疆地区土壤沙漠化严重，土壤分布较为零散，各土壤类型面积差别较大，土壤环境和生态系统受到少数几种土壤影响；不同地貌区的母质、植被、地形地貌、气温和降水对土壤多样性的影响强度有所差异，但主要影响因素并未发生明显改变。     

棉花植株形态特征对不同水分状况的响应

【目的】研究新疆棉花形态特征对不同水分状况的响应，为棉花水分特征的识别和科学灌溉提供参考。【方法】采用大田试验的方法，设置不同水分处理(正常滴灌量的100%、85%、75%、60%),在花蕾期和花铃期，观测正常滴灌条件下灌水周期内棉花形态特征(顶两叶距离、叶柄夹角、叶夹角)和植株含水量的变化，并比较不同灌溉量处理下棉花形态特征差异。【结果】(1)在花蕾期一个灌溉周期，灌水后叶柄夹角和棉花植株含水量表现出随时间延长而降低趋势，顶两叶距离表现出随时间延长而增加的趋势；不同灌溉量处理间植株形态存在差异，叶夹角随灌水量降低而略微降低。(2)在花铃期一个灌溉周期，灌水后叶柄夹角和棉花植株含水量表现出随时间延长而降低趋势，顶两叶距离和叶夹角表现出随时间延长而增加的趋势；不同灌溉量处理间植株形态存在差异，顶两叶距离和叶夹角随灌溉量降低而增加，叶柄夹角随灌溉量降低而降低。(3)相关分析表明，顶两叶距离与植株含水率呈显著负相关，叶柄夹角与植株含水率呈显著正相关。【结论】棉花花蕾期和花铃期，棉花形态特征指标顶两叶距离、叶柄夹角以及叶夹角对棉花水分均有较好的响应规律，可以作为大田棉花水分诊断依据。