整地时期对东北雨养区土壤含水量及玉米产量的影响

以东北雨养区春玉米农田为研究对象,分析春季和秋季2个整地时期对农田土壤含水量、土壤物理性状、土壤养分含量以及玉米产量等的影响。结果表明:秋整地可显著提高玉米产量,与春整地相比增产8.7%(P<0.05)。秋整地处理下土壤水分状况得到显著改善,播种前和苗期耕层土壤(0-20cm)含水量分别比春整地高18.9%和5.6%。整地时期对种子层土壤(0-10cm)的物理特性影响不明显(P>0.05),但秋整地可显著改善10-40cm的根层土壤物理性状,其中土壤孔隙度比春整地平均提高10.0%,而土壤容重则比春整地平均下降11.6%。整地时期对0-40cm层次的土壤硬度和土壤养分含量影响不显著。可见,秋整地主要通过改善土壤物理蓄水性能和减少水分散失提高土壤水分含量,保证较高的成株率和成穗率,进而利于玉米高产稳产。     

夜间增温对冬小麦土壤微生物量碳氮及其活性的影响

全球气候变暖存在明显的昼夜不对称性,夜间气温升高幅度显著高于白天,但目前关于夜间增温对土壤微生物影响的田间研究尚较少。为此,本研究采用夜间被动式增温系统(passive nighttime warming,PNW),在我国冬小麦主产区(石家庄、徐州、许昌和镇江)进行全生育期田间增温试验,于2008—2010年监测了土壤微生物对夜间增温的响应。结果显示,与不增温对照相比,夜间增温可显著降低土壤微生物量碳、氮含量和微生物活性。冬小麦整个生育期中,夜间增温分别使石家庄、徐州、许昌和镇江试验点土壤微生物量碳平均降低11.4%、7.8%、10.9%和8.5%,微生物量氮平均降低15.2%、16.7%、13.8%和8.4%,微生物呼吸速率平均下降6.6%、9.6%、7.0%和11.1%。在整个增温过程中,石家庄、徐州、许昌和镇江试验点土壤水分含量分别下降8.8%、3.7%、3.8%和2.9%,与对照相比差异不显著。同时,该夜间增温系统使相应试验点0~5 cm土层的温度分别提高1.2℃、0.7℃、0.7℃和0.7℃。本试验表明,夜间增温将可能通过改变土壤微生物特性而影响土壤碳/氮循环,从而影响到土壤养分供应和冬小麦生长;且表现出了一定的纬度差异性。     

近30年我国主要粮食作物生产的驱动因素及空间格局变化研究

阐明主要粮食作物生产格局的区域变化特征,对我国粮食安全战略决策意义重大。以我国大陆31个省、市、自治区生产数据为基础,对1981—2008年我国七大粮食主产区的水稻、小麦、玉米三大作物生产格局的变化特征及其驱动因素进行了分析。结果表明:改革开放以来,我国的粮食生产格局发生了较大变化,水稻产量重心和播种面积重心分别向东北方向偏移了275和218 km,小麦产量重心和播种面积重心则分别向东偏南和正南方向偏移了58和101 km,而玉米的产量重心和播种面积重心向北偏东方向移动了184和123 km;播种面积是影响我国三大粮食作物生产的关键驱动因素,总人口、有效灌溉面积、农业机械总动力、化肥投入量以及旱灾与水灾的成灾面积等社会经济、农业生产投入和气象因素等对粮食生产同样存在影响。保持粮食播种面积稳定,加强农田基础设施建设,增强农田抵御自然灾害能力,是保障粮食增产的关键措施。     

深松与播期对玉米冠层结构及产量性状的影响

通过深松和播期对玉米冠层结构的调控,分析深松与旋耕条件下不同播期群体冠层结构特点,明确塑造高产群体冠层结构的耕作方式及适宜播期。采用裂区设计,主区耕法设2个水平(深松与旋耕),副区播期设3个水平(4月25日、5月10日和5月25日),研究深松与不同播期对玉米冠层结构及产量性状的影响。结果表明,深松可适当延长玉米生育进程,对玉米植株形态、叶面积指数(LAI)、群体光合势(LAD)、干物质积累特征参数及产量的影响均表现为深松>旋耕(CK);播期处理间其冠层结构、产量及产量构成因素存在显著差异,表现为早播>中播>晚播;随着播期推迟,早播(4月25日)产量较5月10日、5月25日分别提高3.61%和43.38%。说明深松条件下早播利于群体形成合理的冠层结构,可有效提高玉米产量。     

不同种植密度下东北春玉米根系特征及其干物质积累的差异比较

以郑单958和先玉335为供试品种,对45 000、67 500和90000株/hm2种植密度下春玉米关键生育期0～60 cm土体根系的主要形态指标及其干物质积累进行分析.结果表明,随密度提高,0～ 60 cm土体中玉米单株根系生物量积累下降,但群体根系总生物量呈上升趋势.3个密度下,从拔节期至乳熟阶段郑单958玉米根系的根长、根表面积、根体积与根长密度均随生育进程呈单峰曲线变化,在抽雄吐丝期达最大值;先玉335根系的相应形态指标从拔节期至乳熟阶段呈下降趋势,在拔节期最大.抽雄吐丝期和乳熟期,两个品种的单株根长、根表面积和根体积随密度增加而下降,但群体的总根长、根表面积、根体积和根长密度随密度的增加而增大.     

密度对耐密性不同玉米品种群体冠层结构的影响

以郑单958、沈单16为试验材料,研究了种植密度对耐密性不同玉米品种冠层结构的影响.结果表明:随着密度的增加,不同耐密性品种的叶面积指数、叶向值增大,叶倾角、冠层透光率降低;在同一密度下,耐密玉米品种的叶倾角较小、叶面积指数和叶向值较大、冠层透光率高;耐密品种群体冠层结构合理,增产潜力大.不同耐密性玉米品种产量对密度的反应截然不同,所以获得高产的适宜密度存在差异.     

福安市马尾松林分密度效应的研究

采用随机抽样法抽取马尾松成熟林分50个小班为调查样本,调查胸径、树高、单位蓄积量及密度等测树因子,并运用回归分析法进行测树因子相关性分析。结果表明,林分蓄积量与密度、胸径、树高之间存在显著线性关系,其相关性数学模型可用三元线性回归方程表示。在各项因子中,密度是影响林分蓄积量的主导因素。相关性变化趋势分析表明,在兼顾林分产量和林木径级的情况下,合理保留密度为105株。     

近20年江苏省环太湖稻田土壤碳氮及速效磷钾含量的动态特征

阐明长期耕作下农田土壤碳氮含量动态特征及消长趋势,不仅可为我国固碳减排的国际环境谈判提供决策依据,同时也可为确保我国粮食安全的沃土工程和地力培育计划提供理论依据和技术途径。本试验以我国典型的稻麦两熟稻作模式为研究对象,借助田间长期定位监测资料,分析了1985~2004年间江苏省环太湖稻田土壤碳氮及速效磷钾含量的动态特征。结果发现近20年该区稻田土壤碳、氮含量呈递增趋势,与1985年相比分别提高了8.85%和10.23%(P<0.05);土壤速效磷也呈递增趋势,但土壤速效钾呈递减趋势,与1985年相比速效磷含量增长了50.66%(P<0.05),速效钾含量下降了11.82%(P<0.05)。结果还显示该地区稻田近十年土壤碳氮的递增幅度呈递减趋势并趋于稳定,两者的区域差异(变异系数)也稳步下降并保持在20%和19%左右。上述结果表明该区稻田已经出现土壤碳饱和现象,要进一步提高土壤增碳保氮效应,必须进行种植模式与技术的突破,以打破目前的碳饱和平衡状态。同时在土壤质量培育过程中,要注意土壤钾素的投入,采用保护性农作技术体系,走增碳保氮稳磷补钾技术之路。     

西北绿洲区间作模式对土壤团聚体组成及其有机碳含量的影响

间作种植有利于增加作物产量和提高资源利用效率,但目前关于间作对土壤有机碳的影响仍存在争议,为明确不同间作模式下土壤团聚体组成及其有机碳变化规律,本研究基于2016年在甘肃省武威市设置的间作模式定位试验,探究西北绿洲灌区间作种植模式对土壤团聚体的影响,试验包括7个处理：玉米单作（M）、豌豆单作（P）、油菜单作（R）、小麦单作（W）、玉米间作豌豆（M/P）、玉米间作油菜（M/R）和玉米间作小麦（M/W）。2019年10月作物收获后采集0~20 cm和20~40 cm土壤样品,分析不同间作模式下土壤团聚体及其有机碳含量。结果表明,间作处理有增加土壤水稳性大团聚体（>0.25 mm）和微团聚体（0.053~0.25 mm）含量以及降低黏粉粒（<0.053 mm）含量的趋势。与M处理相比,M/W和M/R处理显著增加了0~20 cm和20~40 cm土壤团聚体平均质量直径和平均几何直径,而M/P处理则与M处理无显著差异。间作模式增加了土壤及土壤团聚体有机碳含量,M/W处理0~20 cm土壤有机碳含量比M处理显著提高11.5%,M/R和M/W处理20~40 cm土壤有机碳含量则分别比M处理显著提高4.3%和9.6%。M/W处理增加了土壤有机碳储量,在0~40 cm土层,M/W处理土壤有机碳总储量比M处理显著提高10.2%,M/W处理有机碳储量的增加是由于0~40 cm土层>0.25 mm和0.053~0.25 mm土壤团聚体有机碳储量提升。研究表明,西北绿洲灌区间作种植模式增加了土壤团聚体稳定性和有机碳含量,有利于农田土壤固碳。     

田间增温1.5℃对高纬度粳稻产量和品质的影响

【背景】水稻是我国最重要的口粮作物。东北稻区不仅是我国高纬度优质粳稻的重要产区,约占我国粳稻总产50%以上;也是我国气候变暖最明显区域,近半个世纪来该区年平均气温上升了1.1℃。【目的】研究气候变暖情境下东北稻区水稻产量和品质的变化,为保障我国优质粳稻生产提供参考依据。【方法】结合田间开放式远红外增温装置,设置全生育期增温1.5℃和不增温处理,分析田间开放式增温1.5℃对高纬度粳稻生育期、产量及产量构成、加工品质、外观品质、营养品质和蒸煮品质的影响。【结果】与不增温相比,2017年和2018年增温处理的水稻全生育期天数分别减少了6—7 d和4—5 d,主要表现在抽穗前天数缩短;增温处理下龙稻5号和龙稻18两年平均产量分别提高了5.8%和14.4%,其主要得益于单位面积的有效穗数增加;增温显著降低了籽粒中直链淀粉含量,但对糙米率、精米率、整精米率和蛋白质含量影响不大;增温有增加水稻淀粉峰值黏度、热浆黏度和最终黏度,降低淀粉消减值的趋势,但对回生值无显著影响。【结论】基于高纬度稻区较低的背景温度,增温1.5℃对水稻产量和稻米蒸煮品质具有一定的促进作用,但未来增温幅度升高将会加大该稻区稻米品质变化的不确定性。