GIS空间分析技术在苜蓿叶面积测定中的应用

借助数码相机获取苜蓿叶片和参照物图像,经R2V矢量化后利用GIS空间分析技术提取其面积和周长等特征信息。结果表明,参照物周长、面积提取值和实际值之间的平均相对误差仅为0.55%和1.08%,远小于叶面积仪器的测量误差(5%~15%),说明GIS空间分析技术应用于苜蓿叶面积测定是切实可行的;作为GIS应用的一个拓展,其强大的数据处理功能可一次性自动输出大量苜蓿叶片的单叶周长、单叶面积、叶片数等多项信息,因此与其他叶面积测定方法相比,GIS空间分析技术测定叶面积具有精确、简捷、数据处理量大、额外投资小等优点,适用于在科研领域和生产上推广使用。     

西北旱作农田不同耕作模式对土壤性状及小麦产量的影响

【目的】在雨养农业区，旱作区因连年翻耕而引起严重的土壤质量退化，使作物生产力下降，需定期改变其耕作方式。免耕深松隔年轮耕可以降低土壤容重，增加耕层土壤团聚体和有机碳氮的含量，增强土壤蓄水保墒能力，对改善土壤性状和提高作物产量具有重要意义。【方法】本研究于2007～2010年在宁夏南部半旱区进行了两年免耕一年深松 (NT/ST/NT)、两年深松一年免耕 (ST/NT/ST)、连年翻耕 (CT) 3种耕作模式试验，研究了其对耕层土壤容重、团聚体、土壤有机碳氮含量、土壤水分及作物产量的影响。【结果】3年耕作处理后，与连年翻耕相比，NT/ST/NT、ST/NT/ST处理0—20 cm层土壤容重分别降低了4.4%和7.3%，20—40 cm土层分别降低2.1%和5.7%，40—60 cm土层分别降低4.1%和5.5%；土壤孔隙度0—20 cm土层分别提高了4.1%和6.8%，20—40 cm土层提高了2.1%和4.3%，40—60 cm土层提高了5.5%和5.7%。0—20 cm土层，NT/ST/NT处理0.25～2 mm机械稳定性团聚体含量平均较CT处理提高了12.4%，ST/NT/ST处理 > 2 mm机械稳定性团聚体含量较CT处理平均提高了42.0%；20—40 cm土层，NT/ST/NT、ST/NT/ST处理 > 2 mm团聚体含量较CT处理平均分别提高了44.3%和50.4%。两种轮耕模式使0—40 cm土层土壤团聚体平均重量直径分别显著高于CT处理21.8%和22.5%，几何平均直径分别高于CT处理9.6%和9.5%。三个处理耕层土壤有机碳氮含量均比试验前有不同程度的增加，轮耕处理0—30 cm土层0.25～2 mm粒级有机碳含量和 < 0.25 mm粒级全氮含量显著高于CT，以ST/NT/ST处理效果最佳。NT/ST/NT和ST/NT/ST处理0—10 cm土层0.25～2 mm团聚体有机碳含量较CT处理分别显著提高7.9%和10.2%，10—20 cm土层分别提高19.0%和15.7%，20—30 cm土层分别提高10.6%和13.3%；0—10 cm土层 < 0.25 mm粒级全氮含量显著提高9.4%和10.9%，10—20 cm土层分别提高6.8%和10.2%，20—30 cm土层分别提高7.4%和9.3%。研究期间，NT/ST/NT和ST/NT/ST处理较CT处理可显著提高0—200 cm土壤贮水量，其中以ST/NT/ST处理保蓄土壤水分效果最佳。在小麦生长前期，轮耕处理土壤贮水量均高于连年翻耕，生长后期ST/NT/ST处理土壤水分含量最高，NT/ST/NT处理次之。轮耕处理的小麦生物量和籽粒产量显著高于连年翻耕，其中小麦籽粒产量分别增加9.6%和10.7%。【结论】免耕/深松轮耕可显著改善土壤的物理性状和水分环境，显著增加耕层土壤有机碳氮含量，提高作物的生产力，在宁南旱区有重要的应用前景。     

秸秆还田对宁南旱作农田土壤活性有机碳及酶活性的影响

在宁南旱区通过研究秸秆还刚对土壤活性有机碳及酶活性的影响,旨在为该区作物生产及土壤培肥制度的建立提供参考.在为期3 a秸秆还出定位试验中,设置了不同秸秆还田量处理,谷子秸秆按3000 kg·hm-2(低L)、6000kg·hm-2(中M)、9000 kg·hm-2(高H)粉碎还田;玉米秸秆按4500 kg·hm-2(低L)、9000 kg·hm-2(中M)、13 500kg·hm-2(高H)粉碎还田,对照为秸秆不还田,对不同处理条件下的土壤有机碳、土壤酶活性及其相关性进行了分析.结果表明,土壤总有机碳、活性有机碳含量和土壤酶活性均随土层的加深而减少;各处理0～60cm土层土壤有机碳含量和酶活性大小为中、高量秸秆还田>低量秸秆还田>秸秆不还田;秸秆还田不仅增加了土壤活性有机碳含量,同时提高了活性有机碳占总有机碳含量的比重.相关性分析表明,运用土壤活性有机碳和碳库管理指数表征土壤酶活性及土壤肥力变化,比土壤有机碳更具灵敏性.在宁南半旱区采用秸秆还田能有效提高土壤活性有机碳含量和土壤酶活性.     

宁南旱区苜蓿草地土壤水分和根系动态分布拟合曲线特征

试验以宁南旱区3、4、6、7、10、12年生紫花苜蓿草地为研究对象,利用空间替代时间的方法,分别对紫花苜蓿的生长年限与土壤水分、根系深度和土壤干层厚度之间关系作出拟合曲线方程,以揭示土壤水分、根系和土壤干层随苜蓿生长年限变化的动态规律.结果表明:不同生长年限苜蓿土壤剖面含水率分布与土壤深度之间均呈二次曲线函数关系,且随...     

宁南旱区种植业结构分析与评价

以宁南旱区种植业系统为研究对象,对该区2007—2012年系统生产力与种植业结构和效益进行了动态分析与评价。研究结果表明:粮食作物种植面积稳定在6.19×105~6.29×105hm~(-2)之间;蔬菜面积逐年增加,最大增幅达1.20倍;瓜果类作物面积有所减少,种植业结构由以粮食为主的一元结构逐渐转变为以粮食、油料、蔬菜、其它经济作物为主的多元结构(2012年粮∶经∶饲比例为1∶0.31∶0.12),种植业用地结构渐趋合理。种植业系统生产力明显提高,其中蔬菜产品生产力和经济生产力最高,分别为3.94×104kg·hm~(-2)和1.26×105元·hm~(-2);种植业总产值逐年增加,截止2012年种植业总产值达1.07×1010元,较2007年增加了2.11倍,其中蔬菜产值最高(0.49×1010元),粮食次之(0.34×1010元),油料和瓜果产值较低(0.12×1010元和0.07×1010元),产值结构趋于平衡。总之,宁南旱区经过近年来种植结构的不断优化调整,在调查年度内系统稳定性有所增强,生产效益明显提高。     

施肥对紫花苜蓿分枝期光合特性的影响

【目的】研究不同施肥处理对3年生紫花苜蓿分枝期净光合速率、蒸腾速率、气孔导度等植物生理因子的影响。【方法】以加拿大进口紫花苜蓿品种——阿尔岗金为材料，采用美国LI-COR公司生产的LI-6400便携式光合作用测定系统进行测定。【结果】施氮10kg/hm2光合速率极显著地高于不施氮处理，施氮比不施氮光合速率高出8.07 μmolCO2/m2·s (24.05%)；施氮10kg/hm2对水分利用率的提高具有明显的作用，氮磷配施效果更好，以P40N10配施效果最好，P20N10次之；施磷20kg/hm2叶片蒸腾速率、气孔导度和胞间CO2浓度都最高，分别达到了14.88mmolH2O /m2·s、1.01 cm/s和300μmol/mol【结论】苜蓿施氮10kg/hm2有助于提高分枝期叶片光合速率、水分利用效率。在施氮10kg/hm2水平下，施磷20—40kg/hm2范围内，随施磷量的增加水分利用率提高。施磷20kg/hm2对提高叶片蒸腾速率效果显著，并且能明显提高气孔导度和胞间CO2浓度。     

旱作农区应变型种植制度决策系统的建立及效益

针对宁南旱区降水资源短缺且变异性显著,造成干旱灾害频繁的气候特点,依据不同作物对干旱气候的适应性规律,借助农业系统工程原理和方法,进行应变型种植制度优化设计,组建了不同生态类型地区的应变型种植制度决策系统.在综合考虑各种干旱发生频率及其对作物产量影响程度的基础上,种植制度优化模式包括了随机型和确定型两种决     

不同地膜周年覆盖对冬小麦土壤水分及利用效率的影响

为了探明不同地膜覆盖对早地冬小麦土壤水分及其利用效率的影响,选用普通地膜、生物降解膜以及液体地膜在陕西渭北旱塬旱作农田进行周年覆盖集雨栽培定位试验,研究了不同地膜周年覆盖对冬小麦不同生育时期土壤水分总贮量和不同土壤深度水分动态变化及其利用效率的影响.结果表明、周年覆盖地膜可提高土壤含水量,有利于土壤水库的扩蓄增容,并且...     

黄土高原地区苜蓿生产力动态及其土壤水分消耗规律

为了解不同生长年限苜蓿生产力及土壤水分的变化特征，该文系统研究了黄土高原地区3年、4年、6年、8年、12年、18年及26年生紫花苜蓿生产力动态及土壤水分的消耗规律。结果表明：不同生长年限苜蓿鲜草产量存在极显著差异。苜蓿草地土壤水分呈现规律性的变化：随土层深度的增加，土壤含水率增加，300cm土层以下，土壤含水率变化趋势平缓。苜蓿生长超过18年，上层土壤水分开始恢复，但深层土壤通体干化，水分难以恢复。苜蓿水分利用效率随生长年限的延长而降低。研究表明在黄土高原半湿润区紫花苜蓿适宜的生长年限为8年，第6年为苜蓿的生长高峰期。     

秸秆覆盖对旱地土壤水分及冬小麦水分利用效率的影响

【目的】研究秸秆覆盖方式与覆盖量对冬小麦田土壤水分及冬小麦产量和水分利用效率的影响。【方法】在陕西渭北旱塬,通过连续2年(2007-2009)的不同秸秆覆盖方式(全程覆盖、生育期覆盖、不覆盖(CK)与不同覆盖量(9000,6000,3000kg/hm2)的大田试验,研究秸秆覆盖对土壤水分及冬小麦产量和水分利用效率的影响。【结果】2年的定位试验结果表明,同一覆盖方式不同覆盖量处理的土壤含水量与覆盖量呈正相关;同一覆盖量不同覆盖方式下土壤含水量表现为全程覆盖优于生育期覆盖和CK;全程覆盖方式9000,6000和3000kg/hm2覆盖量处理0～200cm土层平均含水量较生育期覆盖分别提高了11.5%,10.0%和8.0%,较CK分别提高了19.2%,12.9%和8.8%;全程覆盖方式和生育期覆盖方式下,小麦的水分利用效率均以覆盖量为3000kg/hm2处理最大,其中全程覆盖方式的水分利用效率较CK增加了31.5%(P0.05),生育期覆盖方式下2年平均的水分利用效率较CK增加了12.8%(P0.05);不同覆盖量在全程覆盖方式下冬小麦产量较CK增加41.1%～65.7%(P0.05),在生育期覆盖方式下冬小麦产量较CK增加了27.1%～30.2%(P0.05)。【结论】同一秸秆覆盖方式不同覆盖量均可增加冬小麦产量,而同一覆盖量下以全程覆盖方式的增产效果较优;覆盖量为3000kg/hm2时,2种覆盖方式的冬小麦水分利用效率均最大。