中国三大自然区域紫花苜蓿土壤速效钾丰缺指标和推荐施钾量

为给内蒙古高原区、黄土高原区和西北荒漠绿洲区紫花苜蓿测土施肥奠定科学基础,采用零散实验数据整合法以及养分平衡-地力差减法,开展了三大自然区域紫花苜蓿土壤速效钾丰缺指标和推荐施钾量研究。结果表明,内蒙古高原区紫花苜蓿土壤速效钾第1~4级指标依次为≥342mg/kg、89~342mg/kg、24~89mg/kg和<24mg/kg,黄土高原区第1~6级指标依次为≥171mg/kg、96~171mg/kg、54~96mg/kg、30~54mg/kg、17~30mg/kg和<17mg/kg,西北荒漠绿洲区第1~4级指标依次为≥303mg/kg、140~303mg/kg、65~140mg/kg和<65mg/kg;当目标产量9~27t/hm²、钾肥利用率50%时,第1~6级土壤的推荐施钾量分别为0、54~162kg/hm²、108~324kg/hm²、162~486kg/hm²、216~648kg/hm²和270~810kg/hm²。     

河西荒漠灌区紫花苜蓿施肥效应及其基于数据包络分析法的经济效益研究

为科学准确地评判河西走廊苜蓿主产区紫花苜蓿饲草生产中施肥措施对其产品质量及生产收益的影响,本研究以“甘农3号”紫花苜蓿为材料,通过2016、2017年2年田间试验,以该区域紫花苜蓿饲草生产的平衡施肥推荐方案(N 103.5 kg·hm^-2、P₂O₅ 105 kg·hm^-2、K₂O 90 kg·hm^-2)为对照,探讨了不施肥及3种不完全施肥(缺氮偏施、缺磷偏施、缺钾偏施)处理下紫花苜蓿的生产性能,并采用数据包络分析法(DEA)对其经济效益进行分析。结果表明:与不施肥相比,施肥措施各处理均显著提高紫花苜蓿产量、蛋白总量,降低其酸性洗涤纤维和中性洗涤纤维,提高了相对饲用价值,从而改善了紫花苜蓿品质,并有效增加了经济效益;与氮、磷、钾平衡施肥相比,各偏肥处理的紫花苜蓿产量和品质均显著低于平衡施肥,尤以缺磷偏施的降幅最大,2016、2017年2年的产量和蛋白总量降幅分别达到25.9%、25.7%和33.4%、33.1%。因此,磷是河西荒漠灌区紫花苜蓿饲草生产的养分限制因子,氮、磷、钾对该地区紫花苜蓿生产性能影响顺序为:磷>氮>钾。运用数据包络分析法(DEA)分析出河西荒漠灌区紫花苜蓿的施肥效应为氮、磷、钾平衡施肥的经济效益最优,为DEA有效;不完全施肥的3个评价单元及不施肥评价单元为DEA无效,其中,不施肥经济效益最低,3个不完全施肥评价单元中的缺磷偏肥的紫花苜蓿经济效益比缺氮偏肥和缺钾偏肥更低;另外还以DEA模型推算出不同施肥措施下紫花苜蓿饲草生产经济效益改进的具体方案,其中,不施肥的紫花苜蓿饲草生产需调整的幅度最大,调整额度达10678.88 CNY·hm^-2,各施肥措施需调整的幅度排序为:不施肥>缺磷偏施>缺氮偏施>缺钾偏施。     

塔里木盆地南缘新垦农田土壤性状变化及其与小麦产量的关系

以塔里木盆地南缘不同年限新垦农田(10年、20年、30年、40年、50年)为研究对象,以未开垦的荒漠自然土壤为对照,测定0―40cm土层有机质、养分、盐碱等土壤性状,探讨了新垦农田土壤肥力和盐碱变化及其对小麦产量的影响。结果表明:随开垦年限延长,0―20,20―40cm土层有机质含量均呈线性增加,但后者变化幅度相对较小。在0―40cm土层,全氮、有效氮和速效钾含量随时间延长的变化均与有机质含量呈极显著正相关,开垦50年时分别增加88.8%,213.4%,37.5%;有效磷含量在开垦前30年呈线性增加而后又降低,开垦50年时比开垦前增加1201.2%。荒漠自然土壤(0年)是以Na+和Cl-为主的轻度盐渍化土壤,开垦为农田后总盐分含量显著下降,且不同年限间差异不明显,在0―40cm土层平均为0.8g/kg,离子累积转变为以Na+和HCO3-为主。土壤pH在开垦30年(pH为8.85)时比开垦前增加13.4%,之后又显著下降,pH变化与CO32-和K+累积呈显著正相关。新垦农田小麦产量平均为4.79 t/hm^2,与土壤有机质、养分、盐分含量和pH均不相关,但与Na+、Cl-含量均呈显著负相关。综上,随开垦时间延长绿洲农田土壤肥力和盐渍化程度已得到明显改善,但0―40cm土层Na+和Cl-含量却是影响新垦绿洲小麦产量的主要土壤因子。因此,培肥农田土壤,采取有效措施降低Na+和Cl-含量,并防止其再次升高是实现绿洲小麦稳产高产的关键。     

中国河西走廊东灰山和西灰山作物遗存研究

河西走廊是古代中原文化和西域文化的交叉地带,也是古丝绸之路的重要通道。为了给研究东西方物质和文化交流在中国农业发展史上的作用提供实物证据,对甘肃民乐东灰山和西灰山现有材料采用遗址剖面土壤样本浮选、分拣、鉴定和理化分析方法,以现代作物种子为对照,确定遗址炭化作物籽粒的种类、性状差异及年纪。结果显示,东灰山遗址发现了炭化小麦、大麦、谷子(粟)、糜子(黍、稷)、黑麦、荞麦和燕麦籽粒,以及胡桃壳、枣核等;西灰山遗址发现了炭化小麦、谷子、糜子和大麦籽粒;两个遗址的作物种植结构基本一致。东灰山和西灰山发现的作物以小麦最为古老,距今在3 800~3 600年之间,西灰山小麦种植历史稍早于东灰山。在新石器晚期至青铜器时代,河西走廊的粮食生产已有比较合理的作物种类结构,包括小麦、大麦、谷子、糜子、黑麦、荞麦和燕麦等。炭化小麦籽粒较小,且大小不均匀,说明人工选育程度低。如对东灰山和西灰山作物和植物遗存开展系统性发掘,可能还会有更多新发现或新认知。     

生态足迹时间序列趋势外推分析的一种新方法及其应用

应用数学生态学的有关理论与方法,结合生态足迹的概念,提出了一种生态足迹时间序列的新的趋势外推分析方法;并以甘肃省河西绿洲农业区为研究对象,对其生态足迹进行了趋势外推分析的实例计算。结果表明,本研究中的趋势外推分析方法在生态足迹时间序列分析中的应用能够取得较好的结果;但模型本身的不足使其在实际数据存在短期剧烈波动时,拟合的结果与实际值之间存在较大的差距。本研究提出的包含随机影响的趋势外推分析方法进一步补充和完善了原有生态足迹分析方法的不足,在理论和实践中都有较高的指导和应用价值。     

不同紫花苜蓿品种在河西走廊盐碱地的适应性研究

通过田间试验测定不同紫花苜蓿品种的株高、分枝数、茎叶比、生物量、出苗率和越冬率,评价16个紫花苜蓿品种在河西走廊盐碱地的适应性,遴选出适宜河西走廊盐碱地种植的紫花苜蓿品种。结果表明:参试的16个紫花苜蓿品种,骑士T、SR4030和巨能的出苗率较高,甘农3号的出苗率最低;16个紫花苜蓿品种间株高差异不显著(P0.05);BR4010、WL343HQ、阿迪娜、亮苜2号和WL363HQ的分枝数显著大于标靶和金皇后的分枝数;岩石和德宝的叶茎比显著高于金皇后和骑士3的叶茎比;德宝、亮苜2号和骑士T的产量大于其他品种;亮苜2号和骑士3的越冬率显著高于甘农3号和SR4030的越冬率;阿迪娜和WL343HQ的倒伏率最小,骑士T和标靶的倒伏率最大。以株高、分枝数、茎叶比、生物量、出苗率和越冬率为变量因子,通过聚类分析将16个紫花苜蓿品种聚为6类,综合评判结果认为,亮苜2号、骑士T、德宝适宜种植于河西走廊盐碱地。     

近55年来河西地区干旱时空演变特征及其与ENSO事件的关系

根据河西地区14个气象站点1961-2015年的逐月气象观测资料，基于SPEI指数采用Mann-Kendall趋势检验法、反距离加权插值(IDW)等方法分析了近55年来河西地区年代际、四季干旱及空间变化特征，并探讨了ENSO 事件与该区干旱的关系。结果表明：在年代际变化上，自20世纪90年代以来河西地区干旱次数增多、干旱程度加重。季节时间变化上，河西地区春、夏、秋季均呈干旱化趋势，春季干旱化趋势最为突出，夏季次之，冬季略呈变湿趋势。空间变化上，整个河西地区春季均呈干旱化趋势，而且大部分地区的春旱趋势极为显著，其中春旱趋势最显著的地方是金塔；冬季整个研究区趋于湿润化。各季节干旱高频区分别集中在：春季在金塔、民勤地区，夏季在河西西北部，秋季在河西中东部及西部的安西—玉门一线，冬季在101°E以西的河西地区。河西地区秋季SPEI与SSTA指数的相关性最为显著，春季次之，夏季最弱。ENSO事件发生强度与河西地区SPEI影响因子的多项式拟合关系表明，ENSO事件强度对温度的影响高于降水；其中在ENSO暖事件(厄尔尼诺事件)发生年份，气温有明显的上升趋势；在ENSO冷事件(拉尼娜事件)发生年份，少数年份降水有所增加，对气温的影响较弱。     

咸水膜下滴灌频率对土壤表层水盐环境的影响

为了更好地指导干旱区农业生产,利用地下咸水进行了膜下滴灌频率试验,设3种滴灌频率,即1次/24 h(T1)、1次/48 h(T2)和1次/72 h(T3),探讨了相同灌水量下不同滴灌频率对土壤表层水盐环境的影响。结果表明,(1)T2处理浅层土壤含水率高于T1和T3处理0.5%~1.0%,且试验后期形成面积和深度均大于T1和T3处理的;(2)土壤电导率在整个试验过程中呈增加趋势,T2处理土壤电导率增长幅度相对较小,土壤返盐程度较小;(3)土壤p H值在试验中期增大,试验后期减小,表层土壤p H值达8.5左右;(4)土壤表层各盐分离子量在试验期间的增加程度远小于土壤结冻期;土壤表层重碳酸根离子量在试验后期超过120.0 mg/kg,土壤总碱度增大,土壤存在碱化趋势。因此,滴灌频率1次/48 h可为作物提供比较适宜的土壤表层水盐环境,可作为民勤绿洲咸水滴灌频率参考值;同时,使用咸水滴灌后,绿洲土壤存在明显碱化趋势,因此还需采取其他灌排措施减弱土壤次生盐渍化。     

不同改良材料对灌漠土微生物量磷及生物有效性的影响

通过培养和盆栽试验，向灌漠土土壤中加入等量磷和不同添加比例的硫磺S（0.05%、0.15%、0.45%）、生物菌肥B（0.25%、0.50%、1.00%）、有机肥OM（0.50%、1.00%、2.00%）和小麦秸秆WS（1.00%、2.00%、4.00%），研究不同改良材料配施磷肥土壤微生物量磷的变化特征，及其与Olsen P、小麦吸磷量之间的关系。结果表明，添加不同改良材料处理的土壤微生物量磷含量均显著高于对照（不添加改良材料），且随着添加比例的增大而增加。在第16天时，各处理土壤微生物量磷含量达到最大值，OM₂2.00、B₂1.00、WS₂4.00和S₂0.45处理分别较对照显著增加了34.66%、34.52%、28.19%和23.89%；经过30 d的培养，硫磺、生物菌肥、有机肥和小麦秸秆处理的土壤微生物量磷含量较对照分别增加了19.51%、43.08%、47.92%和41.68%。在一定范围内（Olsen P约90 mg·kg^-1），土壤微生物量磷随土壤Olsen P提高而增加。在培养的第16天和第30天时，小麦植株吸磷量也与土壤微生物量磷存在极显著的相关关系。总体看来，有机肥或生物菌肥配合磷肥施用于灌漠土能促进土壤微生物量磷的增加，提高磷的生物有效性，对于灌漠土磷素高效利用具有重要意义。     

新疆和田绿洲空气质量状况与气象条件的关系

利用和田绿洲空气质量日报数据和同期的常规气象资料,分析了2015年1月1日至2017年12月31日该区的空气质量特征,探讨了气象条件和空气质量之间的相互关系。结果表明:和田绿洲近3 a平均环境空气质量指数(AQI)为199,达到空气质量中度污染标准,污染天数占总日数的78.1%。其中,春季空气质量最差,以严重污染为主;其次是夏季,以轻度和严重污染为主;再次是秋季和冬季,以轻度污染为主。PM10、PM2.5浓度年平均分别为332μg·m^-3和100μg·m^-3,超标率为75.7%和49.5%,其余污染物超标率在3%以下,其中PM10浓度春季最大,夏、秋季其次,冬季最小;PM2.5浓度春季最大,夏、冬季其次,秋季最小;SO2、NO2、CO浓度冬季最大,秋、春季次之,夏季最小;O3浓度夏季最大,春、秋季次之,冬季最小。除降水量外,AQI与其余气象因子均呈极显著相关;除平均气温与PM2.5、相对湿度与CO、降水量与SO2、PM10、O3、PM2.5无相关外,其余气象因子对污染物浓度均有显著影响;能见度与AQI和各类污染物浓度均为极显著相关。随着能见度的上升,AQI下降,在同样能见度条件下,AQI在沙尘多发期的夏半年高于沙尘少发期的冬半年;不管在沙尘多发期还是少发期,随着能见度的转好,SO2、PM10、CO、PM2.5浓度呈减少趋势,O3浓度呈增多趋势,NO2浓度无明显的规律,而且PM10、O3、PM2.5浓度夏半年高于冬半年,SO2、CO、NO2浓度冬半年高于夏半年。在沙尘天气期间,最低能见度小于1 km的浓浮尘和沙尘暴天气AQI相互接近,最低能见度在1~3. 5 km的浮尘和扬沙天气AQI相互接近,当最低能见度大于3.5 km时,浮尘天气的AQI高于扬沙天气的AQI;PM10、PM2.5浓度随着最低能见度升高而变小,其他污染物浓度虽然随着最低能见度的变化有一定的差别,但规律不明显。