基于太阳能光伏发电提水微润管自动灌溉发展模式

为了充分利用干旱地区光能资源以及提高水资源利用率,提出适合该地区的节水灌溉新模式。通过微润管连续供水的灌溉方式,计算田间需水量,进而确定温室田间高位水箱容积、各级管道等,通过田间高峰期的日耗水量计算适宜的水泵性能参数,以保证高峰期供水,并且进行实例计算和试验。结果表明:太阳能提水微润管自动灌水系统可以保证作物不同生育期的需水要求,具有较强的实用性和操作性。     

宁夏设施与露地土壤理化性状对比

根据宁夏灌区温室的分布状况,采集设施栽培与露地栽培表层(0~20 cm)土壤,对同地域设施土壤与露地土壤进行对比分析。结果表明,宁夏设施土壤,在物理性状上与露地土壤相比水稳性团聚体显著增加,而土壤体积质量显著降低,通气孔隙度、田间持水量和自然水质量含量增加较小,未达到显著差异;在化学性状上,设施土壤有机质、全盐以及碱解氮、速效P、K质量分数均显著提高,而pH显著降低,微量元素质量分数除有效Fe显著提高外,有效B、有效Zn、有效Mn、有效Cu均升高不明显,但是土壤有效Zn和有效Cu质量分数与其背景值相比均在高指标范围内,因Zn和Cu都属于重金属元素,因此,在确定施肥量及农事操作时应重点予以考虑。     

不同开垦年限土壤有机碳各组分与土壤养分相关关系模型的构建

为分析长期耕作对土壤质量的影响及土壤有机碳各组分和土壤肥力的相关性,在宁夏不同区域选择种植年限为0~30年的土壤进行取样研究,并测定了各养分指标和有机碳各组分含量,采用AHP法对各养分值进行权重计算,得到土壤养分综合评分值,利用二次抛物线模型对土壤养分综合值和土壤有机碳各组分相关关系进行评价。结果表明,有机碳各组分对土壤肥力影响最大的分别为闭蓄粉粒组分(μ-Silt)、游离粉粒组分(d-Silt)和物理保护有机碳组分(i POM),其中交互效应影响最大的为μ-Silt和d-Silt;土壤中各养分在种植年限为0~30年期间,总体表现为增大的趋势,但是在开垦年限为21~25年时,各养分含量均出现一个极小值,开垦年限为25年以上时,除钾含量指标表现为下降趋势外,其余各养分指标均表现为线性增大的趋势。     

宁南山区马铃薯种薯不同栽培模式品种适应性研究

本试验针对宁夏南部山区西吉县黄土丘陵缓坡地旱作农业的特殊条件,开展了旱地马铃薯品种不同栽培模式品种适应性研究,试验以不同覆膜方式、不同品种为研究对象,分析其土壤含水量、产量和产值的变化特点。结果表明,宁夏南部山区马铃薯生产适宜选用全膜覆盖栽培模式,从产量和产值考虑,以全膜ב冀张薯8号’为主,全膜ב青薯9号’或半膜ב青薯9号’次之。     

耕作措施对缓坡耕地土壤养分分布及肥料利用率的影响

为研究不同耕作措施对坡耕地土壤养分坡面分布特征及作物产量与肥料利用率的影响，该研究在2017-2018年期间，以宁南山区10°缓坡耕地为研究对象，开展传统平作（CK）、垄沟种植（NH）、垄沟+秸秆覆盖（SM）和垄沟+地膜覆盖（PM）4种不同耕作措施对坡耕地耕层养分、作物产量的影响及其坡位效应分析研究，探讨不同耕作措施下作物肥料利用率。结果表明，相较于CK，NH、SM和PM 3种耕作措施显著提高耕层土壤有机质和土壤碱解氮含量，分别提高了18.50%和14.47%、18.22%和17.64%、21.75%和18.71%，3种耕作措施之间差异并不显著。CK处理下耕层土壤有机质含量和速效氮随着坡位自上而下的变化而增加，表现出流失风险，而PM、SM和NH 3种措施表现出能够削弱坡位效应的作用，由高到低顺序为：坡中>坡下>坡上。相对于CK，其他3种耕作措施下坡耕地土壤有效磷、速效钾有所降低，其中PM措施下土壤有效磷显著低于其他耕作处理。NH、SM和PM显著增加作物产量，玉米和马铃薯产量比CK分别增加27.03%和2.89%、12.85%和8.50%、204.56%和2.52%，且具有显著的坡位效应。2个覆盖措施SM和PM显著提高作物肥料利用率，种植玉米N、P利用率分别提高89.43%和44.62%、97.31%和49.66%，种植马铃薯分别提高89.43%和44.62%、97.31%和49.66%。由此可知，以垄沟、覆盖为核心的保护性耕作措施能够有效阻断养分损失途径，阻控土壤养分的坡面运移，提高肥料利用率和作物产量。     

种植模式对宁南山区土壤团聚体和微生物多样性的影响

探究了施肥量与间作栽培下土壤环境因子对微生物多样性的影响,以期为宁南山区马铃薯连作障碍问题解决提供科学理论依据。试验采用裂区设计,主区为常规施肥和减量施肥,副区为马铃薯连作、马铃薯 -玉米间作,测定了土壤理化性状与微生物多样性指标。结果表明,间作栽培使土壤全氮含量显著下降了 9.21%～13.60%,有机质含量显著升高了 7.00%～12.10%、有效磷含量显著升高了 19.42%～32.40%,土壤中 >0.25 mm粒级的水稳性团聚体(DR 0.25)含量显著增加了 9.88%～15.54%。测序结果表明,土壤细菌多样性指标(香农指数、辛普森指数)与丰富度指数(Chao1)处理间无显著差异。可操作分类单元(OTUs)共为 63426个,门水平中优势菌门为放线菌门、变形菌门、绿弯菌门以及酸杆菌门。与马铃薯单作相比,间作模式显著提高了酸杆菌门的相对丰度,高肥力水平的土壤环境有助于酸杆菌门的相对丰度提高。酸杆菌门相对丰度与有效磷以及 DR 0.25呈显著正相关,放线菌门相对丰度水平与全氮呈显著正相关,与 DR 0.25、有效磷呈显著负相关。马铃薯间作玉米的土壤养分变化以及土壤环境的变化是驱动土壤细菌组成改变的主要因素,这两者间可能存在复杂反馈调控机制。试验结果表明,马铃薯 -玉米 1∶1间作栽培有助于研究区域土壤结构及肥力改善和微生物区系丰度的提升。     

不同培肥措施对宁南旱地土壤酶活性和微生物多样性的影响

为研究不同有机肥和化肥配施对宁南旱地土壤酶活性及微生物群落的影响,探讨有机无机配施条件下土壤肥力、土壤酶活性及微生物多样性的内在联系,为建立科学合理的有机无机配施技术体系提供理论依据。试验设置不施肥(CK)、常规施肥+0.6倍腐熟牛粪(CF1)、常规施肥+腐熟牛粪(CF2)、常规施肥+秸秆还田(CFS)4个处理,通过1年田间试验,研究土壤肥力、纤维素二糖水解酶、β-葡萄糖苷酶、正乙酰葡萄糖氨基胺酶和碱性磷酸酶及土壤细菌、真菌多样性、群落结构的变化规律。结果表明,不同培肥处理较不施肥处理能够显著提高土壤养分含量,CF2处理的土壤养分最高。与CK处理相比,CF2处理的土壤有机质、有效磷、速效钾和全氮显著提高了2.22%、112.18%、52.13%和16.45%。与CK相比,CF2处理的土壤β-葡萄糖苷酶、纤维素二糖水解酶、正乙酰葡萄糖氨基胺酶和碱性磷酸酶活性显著提高了107.63%、10.72%、4.40%和39.88%。与CK相比,CF1、CF2和CFS处理均降低了土壤细菌多样性和丰富度,CF1和CF2处理增加了土壤真菌多样性和丰富度。对于微生物群落而言,CF2处理增加了土壤细菌绿弯菌门、酸杆菌门和土壤真菌被孢菌门、担子菌门的相对丰度。综上,CF1、CF2和CFS处理均可提高土壤养分含量,土壤β-葡萄糖苷酶、碱性磷酸酶活性对腐熟牛粪的响应更为敏感。土壤速效钾和有效磷是影响土壤细菌群落构成的环境因子,土壤有机质和全氮是土壤真菌群落构成的环境因子。因此,常规施肥+腐熟牛粪(CF2)处理有利于提高宁南山区的土壤肥力和维持生态系统的稳定。     

不同氮水平及生物有机肥对旱地土壤养分和马铃薯产量及品质的影响

针对宁南山区养殖业快速发展带来的牛粪还田利用问题,拟开展牛粪生物发酵有机肥(简称"有机肥")与化学氮肥配施对旱地土壤养分及马铃薯产量品质影响的研究.结果表明,M2N1处理(生物有机肥用量为9000 kg/hm2,氮肥用量为150 kg/hm2)、M2N2处理(生物有机肥用量为9000 kg/hm2,氮肥用量为300 kg/hm2)耕层(0～20 cm)土壤有机质平均含量最高,而有机肥和氮肥配施对土壤全氮含量的影响较小,随着有机肥用量的增加,耕层土壤碱解氮含量呈逐渐增加趋势,高氮处理土壤碱解氮平均含量显著增加(均达90 mg/kg以上),速效磷、速效钾平均含量相对基本保持平衡.从马铃薯产量品质来看,有机肥施用量为4500 kg/hm2(M1)时,随着氮肥用量的增加,马铃薯单株结薯数、产量整体均呈增加趋势;当有机肥施用量增加到13500 kg/hm2(M3)时,随着氮肥用量的增加,马铃薯产量、商品薯率整体呈逐渐降低的变化趋势.高有机肥低氮肥用量有利于马铃薯粗蛋白含量的提高,化学氮肥用量与马铃薯淀粉含量负相关.     

宁夏引黄灌区不同灌水处理下春小麦光响应曲线模型研究

为提高春小麦光能利用效率、优化田间管理,开展滴灌条件下宁夏引黄灌区春小麦适宜的光响应曲线模型研究。试验以春小麦为研究对象,设置滴灌条件下5个灌水量梯度,分别为1 350 m3/hm2、1 950 m3/hm2、2 400 m3/hm2、2 850 m3/hm2、3 150 m3/hm2。测定5个处理下春小麦的光合响应过程,采用直角双曲线模型、非直角双曲线模型、指数模型、叶子飘模型、动力学模型分别对春小麦光响应曲线进行拟合比较,筛选出最优模型,并对不同灌溉处理下春小麦的光合特征参数进行计算。结果表明：随着灌溉量的增加,小麦叶片净光合速率呈增加趋势,且孕穗期大于灌浆期,各模型对处理1灌浆期光响应过程模拟的均方根误差(RMSE)介于1.19~1.55 μmol/(m2·s)之间,而处理4的均方根误差为0.85~1.12 μmol/(m2·s),其他误差指标类似,均表现为灌水量适宜的模拟效果较好。叶子飘模型拟合得出的光响应曲线精度更高,更接近于春小麦实际的光合特征,是适合宁夏引黄灌区春小麦生长的最优光响应模型。在宁夏引黄灌区滴灌条件下,适当增加灌水量,可增加春小麦对光的适应能力和有效辐射利用率,灌水量3 150 m3/hm2的处理暗呼吸速率和光补偿点最大。可见滴灌条件下灌水量大于2 400 m3/hm2时可增大春小麦光饱和点,增加有效光合范围,为增产奠定基础。     

宁夏引黄灌区春小麦不同生育期土壤有效氮磷钾养分含量的动态变化特点

采用肥料田间试验和测试分析方法,研究了宁夏引黄灌区春小麦不同生育期耕层土壤有效养分含量的变化特点。结果表明,在小麦生育期间,不施肥处理土壤铵态氮、硝态氮、速效氮、有效磷和速效钾含量的变异系数分别为36.6%、106.6%、24.3%、18.2%、32.2%,而施肥处理其分别为22.7%、82.7%、41.4%、23.8%、19.5%,施肥可使铵态氮、硝态氮和速效钾的变异性降低。平均来看,土壤硝态氮的变异性最大,而有效磷和速效钾的变异性较小。在不施肥条件下,铵态氮和速效钾均出现2个高峰期和2个低峰期,硝态氮仅在分蘖期较高,速效氮和有效磷没有明显的高峰和低峰期。在施肥条件下,铵态氮出现3个高峰期和2个低峰期,硝态氮出现2个高峰期和2个低峰期,速效氮和有效磷在分蘖期较高,速效钾在整个生育期变化幅度较小。但施肥能明显提高土壤有效养分含量。