不同耕作措施下旱地春小麦田和豌豆田的蒸发蒸腾特性及产量效应

为探明土壤水对旱地作物产量形成的有效性,通过田间定位试验研究了不同耕作措施下旱地农田蒸发蒸腾特性及产量效应。结果表明:免耕秸秆覆盖(NTS)能够增加作物生长期间总蒸散量(ET),麦-豆和豆-麦两种轮作序列下春小麦田和豌豆田的总蒸散量均表现为免耕秸秆覆盖(NTS)>传统耕作(T)>免耕(NT)>传统耕作加秸秆覆盖(TS)。传统耕作土壤棵间蒸发量(E)均高于保护性耕作,春小麦田的土壤棵间蒸发量表现为TS>T>NT>NTS,棵间蒸发量占总蒸散量的比率(E/ET)依次为53.8%,48.8%,37.2%,34.9%;豌豆田棵间蒸发量表现为T>TS>NTS>NT,棵间蒸发量占总蒸散量的比率依次为44.1%,40.9%,35.1%,33.3%。蒸散量及腾发比与产量和WUE在其主要受影响的月份呈正相关关系,且产量与WUE随蒸散量与腾发比的增加而增加。     

河西绿洲节水高效种植模式水资源效率研究

针对石羊河流域水资源缺乏、种植业生产受限的问题,比较了武威市凉州区19种种植模式的水资源利用效率。结果表明,马铃薯和油葵较春小麦(CK1)节水25%且分别增收84.21%和31.58%;低耗水型模式玉米/豌豆和油葵/豌豆的水分利用效率较传统模式春小麦/春玉米(CK2)提高38.2%和52.9%,水分经济利用效率提高51.6%和125%,水分能量生产效率提高40.72%和49.81%;日光温室中,辣椒、西瓜和双孢菇的节水增收效果较好。由此提出发展马铃薯、油葵等低耗水高效模式,以玉米/豌豆、油葵/豌豆替代高耗水型模式春小麦/春玉米,日光温室重点发展辣椒、西瓜和双孢菇等作物的建议。     

产业生态学研究进展

产业生态作为21世纪国际产业发展的方向,是依据自然生态的有机循环原理建立发展模式,实现人类社会体系和产业经济体系与自然生态环境和谐共生,形成类似于自然生态链的网络,以便充分利用资源、减少废物产生、消除环境破坏,实现经济效益、社会效益和生态效益的和谐统一与可持续发展.本文在概述国内产业生态研究的基础上,重点从生态效率、产品政策、生命周期评价(LCA)、家庭可持续消费等方面介绍了近几年国外产业生态学研究的最新进展.     

灌溉与施磷对小麦-玉米-马铃薯间套群体作物生理特征的影响

在景泰大田中进行了三个灌水水平,三个施磷量的试验。为了探讨水磷对复合群体作物生理特征的调控及其产量效应,结果表明:灌溉和供磷对间套群体中作物的生理特征具有明显的调控效应。在充分的磷肥供应和适当的水分灌溉条件下,作物叶绿素含量高,叶片水分状态良好,根系生长旺盛,根冠比例协调,能够获得较高的经济产量。同时,在所有的处理中,中灌(1 050m3 /hm2)和高磷(纯 P2O5150 kg/hm2)处理的经济产量最高。单作小麦、间作小麦、间作玉米、间作马铃薯在该处理条件下的产量依次是 7 253.8kg/hm2、3 320.5kg/hm2、6 269.3 kg/hm2、13 801.9 kg/hm2。     

不同生育时期白三叶与黑麦草的化感作用研究

试验用分枝期,开花期和成熟期的白三叶品种海法以及分蘖期,孕穗期和成熟期的2个黑麦草品种顶峰、英斯派的根水浸提液处理,按照培养皿砂培的生物检测方法对白三叶和黑麦草的化感作用进行研究。结果表明:分枝期白三叶根浸体液对顶峰的发芽率具有显著的抑制作用,对顶峰苗长具有极显著抑制作用,抑制率分别为90.72%、48.61%;开花期白三叶根浸提液对顶峰及英斯派的发芽率、英斯派根长及顶峰根干重均具有极显著的抑制作用,抑制率分别为35.14%、36.17%、69.18%、68.34%,对英斯派的根干重具有显著的抑制作用,抑制率为49.52%;成熟期白三叶的根浸提液对3个受体的发芽率及根长均具有极显著的促进作用,分别比对照提高67.09%、54.21%、69.21%及93.08%、93.14%、93.04%,对顶峰的根干重具有极显著的促进作用,与对照相比提高了85.42%;顶峰及英斯派是他感作用大于自毒作用的黑麦草品种,且在分蘖期及孕穗期,黑麦草不同品种的根浸提液都显著的抑制了白三叶的干物重。     

河西绿洲灌区留茬覆盖免耕保护性耕作的增产节水效应

试验设20 cm留茬压倒(NPS20),40 cm留茬压倒(NPS40),40 cm立秆(NS40),20 cm立秆(NS20),6 750kg/hm2覆盖(NSB40),3 750 kg/hm2覆盖(NSB20)和传统耕作(CT)7个处理,在节水1 950 m3/hm2的条件下,研究了不同的秸秆覆盖量、留茬高度和秸秆处理对小麦产量、水分利用效率(WUE)和不同时期土壤水分的影响。结果表明,留茬覆盖免耕保护性耕作提高了春小麦的产量,NPS20,NPS40,NS40,NS20,NSB40和NSB20较CT分别增产53.08%,46.59%,40.81%,19.93%,17.33%和4.34%;留茬覆盖免耕保护性耕作提高了春小麦的水分利用效率(WUE)(NPS20,NS40,NPS40,NS20,NSB40,NSB20分别较CT提高58.02%,43.40%,47.27%,23.78%,20.69%,8.56%),但增加了小麦生育期土壤水分支出;不同处理在不同时期对土壤水分的影响不同。     

秸秆还田及施肥对小麦复种油菜农田土壤呼吸的影响

在甘肃省石羊河绿洲灌区连续3 a的小麦复种油菜田间定位试验的基础上,采用EGM-4密闭式土壤呼吸测量系统,测定了不同施肥水平和不同秸秆还田方式下小麦复种油菜农田的土壤呼吸速率。结果表明：在整个观测期内, 土壤呼吸速率最高值出现在8月下旬（152.06~199.58 mg•m^-2•h^-1）,最低值出现在10月中旬（12.67~19.01 mg•m^-2•h^-1）。土壤呼吸速率日变化呈单峰曲线,最高值出现在12:00-14:00, 4:00左右达最低值;不同秸秆还田方式下, 高茬收割免耕播种油菜的处理明显降低了土壤呼吸速率,且在秸秆处理后的油菜生育期内降低效果更加明显;不同施肥水平下,在N、P减量15%的情况下,土壤呼吸速率显著下降;各试验处理措施下, 土壤呼吸速率与5 cm和10 cm土壤温度、30 cm各层土壤含水量均呈极显著正相关,并且土壤呼吸速率与0~30 cm土壤水分的相关性较土壤温度高;不同处理下土壤呼吸速率与土壤孔隙度基本上呈负相关,但是两者之间相关性并不显著。     

全膜覆土穴播平作对冬小麦不同器官含水率动态变化效应

2008—2010年度,通过田间试验,研究了全膜全生育期覆土穴播平作栽培技术(简称M)对冬小麦叶片、秆鞘(节秆和叶鞘)、颖壳(颖壳和穗轴)、整株与籽粒在不同生育阶段的含水率动态变化,并以相应的千粒重大小来衡量水分消耗的效应,目的在于揭示水分在不同器官内的分布、流动和消长规律,为该技术在旱区大面积推广提供理论参考。设计M和露地(CK)、10粒/穴密度(相当于267.75kg·hm-2的播种量)、重复3次、随机区组排列的二因素试验。结果表明,M能够显著(P0.01)增加各器官水分含量,在不同生育期内总体水分含量显著高于CK;返青至完熟阶段,M叶片、秆鞘、整株的平均含水率分别显著(P0.05)高于CK处理4.76%、3.0%、4.76%;扬花至灌浆,M处理的籽粒与颖壳平均含水率显著高于CK 3.33%(P0.05)与6.12%(P0.01)。CK千粒重略高(P0.05)于M处理0.29%~2.73%,但在群体和穗粒数上显著(P0.01)比M低16.69%~35.11%与4.03%~5.11%,从而影响了最终产量的提高,显著(P0.01)低于M 29.87%~34.73%。M处理能够满足较高的公顷穗数和穗粒数生长发育要求,从而通过大群体和高的籽粒产量获得高产,也是M供给、调配、协调不同生育阶段植株、不同部位水分能力的体现。相关性分析表明,M显著地影响各器官的水分分布和流动关系,叶片与整株的含水率同步性最高。同时,M也在一定程度上解决了大群体营养器官冗余导致的水分和养分偏耗与供应不足问题。本研究揭示了全膜覆土穴播平作栽培条件下冬小麦不同部位水分消长动态和规律,为该技术在不同降水区域推广使用提供参考依据。     

不同耕作措施旱地小麦生产应对气候变化的效应分析

为探索气候变化对小麦产量影响的机制和规律,在田间试验的基础上通过调试APSIM模型参数,并对模型进行检验,然后用APSIM模型模拟温度和CO₂浓度两因素七水平小麦产量,分析了3种耕作措施下小麦产量对温度和CO₂浓度的响应及敏感性强度。结果表明,不同耕作措施条件下,小麦产量随CO₂浓度升高呈二次抛物线上升型变化,但会出现报酬递减,且免耕覆盖的增产效应大于传统耕作和免耕2种耕作措施;小麦产量随温度升高呈二次抛物线型变化,其中传统耕作和免耕呈二次抛物线递减型变化,并呈叠加递减效应,而免耕覆盖呈二次抛物线拐点型变化,拐点值为0.94℃时,小麦产量可达到2 818.3 kg/hm²。温度和CO₂浓度互作对小麦产量的敏感性分不敏感、正敏感和负敏感区域,且免耕覆盖的敏感性变化较小。在3种耕作措施中,免耕覆盖CO₂浓度升高小麦的增产效应可以补偿高温所导致的减产,并且温度和CO₂浓度具有更好的协同促进作用。免耕覆盖小麦生产具有较好应对温度和CO₂浓度变化的能力,可以缓减气候变化带来的负效应。     

保护性耕作对农田杂草群落组成及物种多样性的影响

以陇中黄土高原旱地连续7 a保护性耕作定位试验为基础,通过测定株数、盖度、鲜重等指标,计算了农田杂草群落的优势度、物种丰富度、香农威纳指数、辛普森指数、均匀性指数、相似性指数,并分析了不同耕作方式对农田杂草群落组成及物种多样性的影响,结果表明:传统耕作秸秆覆盖、免耕、免耕秸秆覆盖3种耕作方式下,豌豆、小麦田的藜科杂草发生较为普遍,灰绿藜(Chenopodium glaucum)、藜(Chenopodium album)、地肤(Kochia sco-paria)、猪毛菜(Salsola collin)的综合优势度达43.78,3种耕作方式下杂草群落物种多样性差异不显著(P<0.05).杂草群落之间种相似性系数的变化表明,传统耕作秸秆覆盖、免耕及免耕秸秆覆盖经过多年实施后,农田杂草群落开始逐步向较稳定的传统耕作杂草群落方向演替.