论西南季节性干旱区节水型农作制度的构建

从水资源开发利用面临的问题、季节性干旱的多发性、旱作农业的重要地位3个方面论述了西南地区发展节水型农作制度的必要性,并提出了构建西南季节性干旱区节水型农作制度的基本思路.即①以多熟种植为特色的高效节水种植模式;②以保土保水为重点的保护性耕作技术;③以水资源高效利用为重点的节水灌溉与集雨补灌技术;④以农业资源合理开发为重点的立体农业技术;⑤以提高农作物抗旱性能为重点的化学抗旱保水技术.     

紫色土丘陵区保护性耕作下旱地土壤呼吸及影响因素

为了探讨保护性耕作对旱作农田土壤呼吸的影响,采用LI6400XT便携式光合作用测量系统自带的土壤呼吸室(6400-09)在重庆北碚西南大学试验农场对传统耕作(T,traditional farming)、垄作(R,ridge planting)、传统耕作+秸秆覆盖(TS,traditional farming+straw mulching)、垄作+秸秆覆盖(RS,ridge planting+straw mulching)、传统耕作+秸秆覆盖+秸秆速腐剂(TSD,traditional farming+straw mulching+decomposing agent)、垄作+秸秆覆盖+秸秆速腐剂(RSD,ridge planting+straw mulching+decomposing agent)6种处理下的西南紫色土丘陵区小麦/玉米/大豆套作体系中作物生长季节的土壤呼吸及其水热因子进行了测定和分析。结果表明,6种处理中土壤呼吸速率的季节变化明显,各处理日均土壤呼吸速率差异显著。其中在小麦-大豆条带,小麦土壤呼吸速率均值为1.53μmol m-2s-1,大豆土壤呼吸速率日均值为4.10μmol m-2s-1,各处理日平均土壤呼吸速率大小排序为TRTSTSDRSRSD。在空地-玉米-空地条带,玉米土壤呼吸日均值为2.56μmol m-2s-1,介于小麦和大豆土壤呼吸速率之间,各处理日平均土壤呼吸大小排序为RTRSTSRSDTSD。整个套作体系土壤呼吸总量C为1 543~2 134 g m-2,表现为TRRSTSTSDRSD。研究结果还显示土壤温度和土壤水分是影响旱地农田土壤呼吸的主要因素,二者分别解释了土壤呼吸季节变化的28.9%~53.7%和13.7%~42.0%。水热因子与土壤呼吸速率的回归分析表明,指数方程较好地模拟了土壤呼吸与10 cm土温的关系,土壤呼吸的温度敏感性指标Q10值在2.25~2.69之间;而土壤呼吸与5 cm土壤水分的关系以抛物线型函数模拟最优。土壤呼吸对土壤水分的响应阈值为14.94%。该研究为明确农田生态系统土壤呼吸变化规律及影响因素的控制机理提高参考,对估算全球碳平衡、评估区域碳源汇具有重要意义。     

保护性耕作条件下旱地作物水分生态适应性-基于高温伏旱区

以高温伏旱区麦/玉/薯三熟为对象,研究了不同保护性耕作下旱地作物实际耗水量、需水量、作物系数和水分生态适应性.结果表明:不同保护性耕作明显降低作物耗水量、需水量和作物系数,增强了作物水分生态适应性能力,其效果顺序为:RSD＞TSD＞RS＞TS＞R＞T(CK),处理RSD使作物水分生态适应性指数增强了6 47%.研究结果显示,高温伏旱区三熟制在平水年中,保护性耕作增强了作物生态适应性.     

保护性耕作对土壤团聚体及其有机碳含量的影响

为了探讨保护性耕作对旱作农田套作模式土壤团聚体的影响,在重庆北碚西南大学试验农场对传统耕作(T)、垄作(R)、传统耕作+覆盖(TS)和垄作+覆盖(RS)4种处理下的西南紫色土丘陵区小麦—玉米—大豆套作体系玉米大豆共生时期土壤团聚体进行筛分和测定分析.结果表明:在玉米条带,随着团聚体粒级的减小各处理间水稳性团聚体质量分数差异降低,且差异主要出现在＞0.25 mm粒级的大团聚体中.但是在小麦—大豆条带,不同处理的水稳性团聚体含量没有明显差异.不同土层的土壤水稳性团聚体含量趋势一致,大小排序为A1(＞2 mm粒级的团聚体)＞A2(2～0.25 mm粒级的团聚体)＞M2(＜0.053mm粒级的团聚体)＞M1(0.25～0.053 mm粒级的团聚体).0-5 cm土层＞2 mm粒级的团聚体含量在36.31％～54.84％之间,低于5-10 cm土层的含量(55.22％～70.73％),耕作处理对土壤水稳性团聚体的影响主要表现在0-5 cm土层中,5-10 cm土层各处理间没有差异.不同粒级团聚体内有机碳含量大小排序为A2＞A1＞M1＞M2,有机碳主要富集在2～0.25 mm粒级的团聚体内,其中的水稳性团聚体有机碳含量变化尤其敏感.保护性耕作措施能显著提高土壤有机碳含量,虽然2～0.25 mm粒级中的有机碳含量最高,但是它的质量分数较低,土壤总有机碳增加主要是由于＞2 mm粒级的土壤水稳性团聚体有机碳含量提高.在西南紫色土丘陵区小麦—玉米—大豆套作模式下,保护性耕作有利于改善土壤团聚体结构,增加大团聚体含量,促进土壤有机碳的固定.     

马铃薯/玉米套作对玉米光合特性和产量的影响

以单作玉米为对照, 设置2︰2和3︰2两种马铃薯/玉米套作行数比, 研究大田套作条件下玉米光合特性的动态变化及对产量的影响。结果表明: 套作显著降低了玉米整个生育期叶面积指数(LAI); 比叶重(SLW)生育前期显著降低, 乳熟期与单作差异不显著; Chla、Chlb、Chla+Chlb套作3︰2行数比整个生育期显著低于单作, 套作2︰2行数比生育前期显著低于单作, 乳熟期差异不显著。2种行数比叶绿素a/b值拔节期套作低于单作, 吐丝期高于单作。与套作2︰2行数比相比, 套作3︰2行数比LAI苗期差异不显著, 生育后期显著低于套作2︰2行数比; Chla、Chlb、Chla+Chlb生育前期显著高于2︰2行数比, 乳熟期差异不显著; 叶绿素a/b值吐丝期和乳熟期显著低于套作2︰2行数比, 生育前期差异不显著; SLW整个生育期差异不显著。2种行数比玉米套作和单作PAR、Pn、Gs、Tr、WUE均随叶位的降低而降低。套作降低了玉米下位叶的Pn、Gs、Tr, 提高了下位叶的Ci, 上位叶Pn、Gs、Tr、Ci套作和单作差异不显著。上、下叶位的PAR套作均显著高于单作, 上、下叶位的WUE套作与单作差异均不显著。套作3︰2行数比上、下叶位PAR、Gs、Tr均显著低于2︰2行数比; 2种行数比上位叶Pn相近, 下位叶Pn套作3︰2行数比显著低于2︰2行数比。下位叶Pn的降低套作 3︰2行数比受气孔因素限制, 套作2︰2行数比受非气孔因素限制。总之, 马铃薯/玉米套作改变了玉米的光合特性, 并显著降低了玉米的籽粒产量。套作2︰2行数比和套作3︰2行数比土地当量比分别为0.88、1.24, 前者无套作优势, 在生产中不宜采用, 后者具有较强的套作优势, 宜在生产中推广。     

国内外旱区农作制度研究进展与趋势

综述了国内外在旱地作物种群选择与合理布局、轮作制与农牧结合、农林复合制度与农林牧综合发展、保护性耕作、径流农业等方面取得的主要研究进展,在此基础上对今后旱区农作制度研究与发展趋势予以展望。     

高温伏旱区旱地农作系统水分供需平衡特征与生态适应性研究

天然降水是高温伏旱区旱地农作系统的主要水资源.根据调查资料和田间实验结果,以高温伏早代表区域奉节、万州、沙坪坝为研究区,计算出重庆几种主要种植模式(小麦-玉米-甘薯、胡豆-玉米-甘薯、小麦-玉米-大豆、马铃薯-玉米-甘薯、胡豆-玉米-大豆、油菜-玉米-甘薯)的需水量.系统地分析在坡度0°、5°、10°、15°、20°、25°耕地上,不同降雨年型中,主要种植模式水分供需平衡与错位特征,并利用水分生态适应性数学模型进行评价.研究表明:奉节3种降雨年型主要是由各年5-9月的实际降雨量决定的,万州3种降雨年型各月降雨量的差异主要体现在7-9月,沙坪坝3种降雨年型的年降雨量差异的最明显月份为7月.3个研究区和北碚实验区的平均年参考作物蒸散量的大小顺序是奉节＞北碚＞万州＞沙坪坝.就相同的复作模式而言,不同研究区作物需水量的大小顺序为:奉节＞万州＞沙坪坝;同一研究区不同复作模式需水量大小顺序为:油菜-玉米-甘薯＞胡豆-玉米-大豆＞马铃薯-玉米-甘薯＞小麦-玉米-大豆＞胡豆-玉米-甘薯＞小麦-玉米-甘薯.在平整的耕地上,奉节只有丰发水年适宜在坡度较小的耕地上种植小麦-玉米-甘薯、胡豆-玉米-甘薯和小麦-玉米-大豆.万州丰水年可以在平整的土地上种植各种复作模式,平水年适宜种植小麦-玉米-甘薯.沙坪坝平水年适宜种植小麦-玉米-甘薯、胡豆-玉米-甘薯和小麦-玉米-大豆.通过积极调整种植结构,调节播种时间,采用保护性耕作,抗旱品种培育与生物抗旱技术,大力修建蓄水工程,发展设施农业等措施改善水资源利用状况,提高旱作农业的可持续发展能力.     

白银市生态农业建设研究

白银地处甘肃中部干旱半干旱区,随着农业生产条件的改善、现代化学物质投入的增加,设施农业的兴起以及种植制度的改进,农业发展取得显著成效,但是,也面临着生态环境恶化、资源短缺、农产品供需缺口大、农业产业化程度低等诸多不利因索。分析表明,建设生态农业是实现白银农业可持续发展的最佳选择。本文提出了白银市生态农业建设的指导思想与总目标,确立了生态农业建设的基本框架,对白银农业生产的发展、生态环境的改善和优势农业产业开发提供科学指导。     

全球变化背景下农田生态系统碳循环研究

综述了农田生态系统碳循环的循环机制、影响因素以及模型模拟研究3个方面,并对未来农田生态系统碳循环研究趋势进行了展望,以期增强农田生态系统的固碳减排功能,为研究全球气候变化提供科学的依据。