我国农业应对干旱灾害的技术研究现状及展望

干旱灾害对农业生产的威胁最大,造成农业经济损失较严重。分析了我国农业干旱具有发生频率高、持续时间长、受灾范围广、经济损失大、突发性和季节性较强的特点,从农艺技术、化学调控措施、节水灌溉技术与应急抗旱装备等方面,探讨了目前我国农业应对旱灾的技术研究现状,分析了我国农业生产过程中应对干旱存在的问题,提出今后我国农业应对干旱灾害的研究重点,主要是加强对农作物干旱发生发展规律的研究,大力推广农业节水技术提高作物水分利用效率,加强研发适合区域农业生产特点的应急性抗旱装备,大力开展抗旱预警技术研究与防控预案制定等方面。     

植被恢复土壤抗蚀性响应及其评价研究

以农地为对照,对黄土高原西部地区陕西千阳天然次生林侧柏(B),20年(C20)和5年(C5)生刺槐林,撂荒5年(H5)、苜蓿草地(M)5种不同植被恢复模式土壤结构特性及抗蚀性进行研究.结果表明,与对照相比,不同植被恢复模式土壤结构系数、土壤有机质含量、水稳性团聚体含量提高.以模糊隶属度函数模型对研究区域抗蚀性定量评价,不同植被类型土壤抗蚀性指数分别为:侧柏0.92,20年刺槐0.82,5年剌槐0.62,5年撂荒地0.49,苜蓿0.46,农地0.20.土壤抗蚀性大小顺序为:侧柏>刺槐20>刺槐5>荒5>苜蓿>农地.通过不同的植被恢复,土壤抗蚀性比对照有了明显提高,土壤生态功能得到改善.     

黄土沟壑区植被恢复中土壤生物学特性的响应及其评价

摘要：了解不同植被恢复类型对土壤生物学特性的影响。以农地为对照,该研究通过对侧柏天然次生林、不同林龄（5,20,30年）刺槐人工林、荆条灌丛和苜蓿草地6种不同植被恢复类型土壤生物学特性的探索研究。结果表明,与对照相比,不同的植被恢复类型土壤生物学特性均有明显增强,土壤微生物量及土壤酶活性显著提高。采用土壤微生物量碳、氮、磷和尿酶、碱性磷酸酶、过氧化氢酶、蔗糖酶7项指标计算该区域土壤生物学特性,进行土壤生物学特性等量评价。不同植被恢复模式土壤生物学特性的大小顺序为：30年刺槐、20年刺槐、侧柏、荆条、5年刺槐、苜蓿、农地。该区采用刺槐恢复模式效果较优于苜蓿及荆条、侧柏模式。     

中药材柴胡热风干燥工艺参数研究

柴胡是重要的中药材,为了保证柴胡的加工品质,对柴胡根采收后的干燥进行试验研究。通过双因素试验研究干燥温度、风速对干燥时间、皂苷保存率和色泽的影响,结果表明干燥温度和风速对柴胡干燥时的干燥时间、皂苷保存率和色泽的影响均很显著;干燥时间短、皂苷保存率高的最佳参数组合为干燥温度70℃,风速0.4 m/s,相应的干燥时间为45.4 min,皂苷保存率为88.2%。     

微灌条件下三种过滤器过滤效果试验研究

为了探索砂石、筛网和叠片过滤器对黄河泥沙的过滤效果及其差异性,在不同过滤流量下进行了室内模型试验,并对比分析了过滤后水浊度、颗粒质量浓度、水头损失、瞬时流量等指标。结果表明,砂石过滤器过滤后水浊度和颗粒质量浓度低于筛网和叠片过滤器,且砂石过滤器过滤后水的水浊度和颗粒质量浓度变化曲线较为稳定,筛网和叠片过滤器的浊度滤除比率和颗粒质量浓度滤除比率均低于砂石过滤器。砂石过滤器截留的泥沙粒径分布均匀,而筛网和叠片过滤器截留能力体现在大粒径,因而砂石过滤器更能充分实现过滤功能。砂石过滤器水头损失随时间呈现递增趋势,而筛网和叠片过滤器变化幅度不大,分析认为后者未能充分截留泥沙,判定水头损失小不代表过滤效果好。综合可知,砂石过滤器过滤黄河泥沙效果优于筛网和叠片过滤器。     

浑水质量分数对石英砂滤料过滤性能的影响

为了正确评价泥沙颗粒对微灌系统堵塞的影响,试验配置了4种质量分数分别为0.3‰,0.5‰,0.8‰和1‰的浑水,通过微灌用砂过滤器模型,研究了滤后水的浊度、粒径变化以及泥沙颗粒质量浓度随时间的变化规律.结果表明:浑水质量分数影响滤后水浊度和颗粒质量浓度,浑水质量分数大,则滤后水浊度和颗粒质量浓度高;不同质量分数浑水过滤10 min后,滤后水浊度均逐渐下降,而当浑水质量分数增大到0.8‰时,过滤10 min时滤后水浊度极不稳定,滤层截留较多的粒径大于0.1 mm颗粒,也有2%~3%的大粒径颗粒穿过了滤层.当浑水质量分数小于0.5‰时,滤后水中粒径小于0.1 mm颗粒的质量分数增大较少,粒径大于0.1 mm颗粒的质量分数不到1%.随着浑水质量分数的增大,平均浊度滤除率和颗粒质量浓度减少率均呈负二次曲线变化,当浑水质量分数为0.8‰时,分别达到56.69%和57.61%.大质量分数的浑水具有较大的浊度滤除率和颗粒质量浓度减少率,但易于造成砂滤层的堵塞,降低其过滤效果、缩短过滤时间.     

灌溉和施氮策略对滴灌施肥棉花蕾铃脱落的影响

通过田间小区试验,研究了2种滴灌施氮策略(氮磷钾肥全部滴施、氮肥滴施磷钾肥基施)下3个灌溉定额(3 300、3 900、4 500 m3/hm~2)和4个施氮水平(150、225、300、375 kg/hm~2)对膜下滴灌棉花蕾铃脱落的影响。结果表明,2种施氮策略下,随生育期延长,棉花蕾铃脱落率逐渐增加,花铃盛期达到最高,花铃后期迅速降低。不同灌溉定额下,在中灌溉定额(3 900 m3/hm~2)下蕾铃脱落率最低;不同施氮处理条件下,低氮用量(150 kg/hm~2)时蕾铃脱落率显著增加,施氮量300 kg/hm~2时蕾铃脱落率均较低;灌溉定额和施氮量过低或过高均会造成蕾铃脱落率显著增加。在氮磷钾肥全部滴施的施氮策略下,理论上灌溉定额3 890.46 m3/hm~2、施氮量291.25 kg/hm~2时蕾铃脱落率可降至53.60%;氮肥滴施磷钾肥基施的施氮策略下,理论上灌溉定额3 805.24 m3/hm~2、施氮量288.76 kg/hm~2时蕾铃脱落率可降至49.12%。总体上,氮肥滴施磷钾肥基施施氮策略较氮磷钾肥全部滴施施氮策略具有较低的蕾铃脱落率。     

畦灌与施肥时机对土壤硝态氮分布和冬小麦产量的影响

为探究不同畦田规格与施肥时机对土壤NO_3~--N分布规律及对冬小麦产量的影响,优化选择具有较高灌水施肥均匀度和储氮效率及产量的最佳灌溉施肥模式,于2017—2018年在冬小麦季选取畦宽、畦长和施肥时机3个试验因素,传统撒施灌溉作为对照,通过正交试验设计设置12个处理。结果表明:1)与灌水前相比,灌水后各处理土壤不同层次NO_3~--N浓度均增加,且随着土层深度的增加NO_3~--N浓度逐渐降低。在液施处理下NO_3~--N在有效根系层的累积较撒施处理高出0.27%～27.97%。2)畦宽、畦长和施肥时机显著影响NO_3~--N的分布。在返青期,畦长对灌水施肥均匀度的贡献率最高,为91.64%;施肥时机对储氮效率的贡献率最高,为44.22%。在扬花期,畦长对灌水施肥均匀度的贡献率最高,为92.67%;畦宽对储氮效率的贡献率最高,为53.6%。在60 m畦长条件下可以获得较高的灌水施肥均匀度。3)畦宽、畦长和施肥时机对作物产量的贡献率分别为37.2%、37.3%和23.9%,畦宽3.2 m、畦长60 m和全程液施的处理下达到了最高产量,为7 869.2 kg/hm~2。因此,液施可以提高土壤NO_3~--N分布均匀性,有利于NO_3~--N在小麦根系层的累积,减少氮素的淋溶损失;综合对土壤NO_3~--N分布均匀性、积累及作物产量来看,畦宽3.2m、畦长60m和全程液施的处理为该研究处理下最优模式。     

干旱区水氮调控对棉花根、冠生长特性及产量的影响

为了探明水分和氮素对棉花生长发育的影响,设置了3个灌溉水量和4个施氮量,研究了棉花生育时期地下(根)和地上部分(冠)的生长特性,揭示了水氮调控对棉花根、冠生长以及产量的影响效应。试验结果表明:不同生育时期,灌溉水量为3 900 m3·hm-2、施氮量为300 kg·hm-2时能提高棉花叶片光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、叶绿素SPAD值和水分利用效率(WUE)。随着施氮量的增加,棉花根系干物质量呈先增加后降低而地上部分干物质量呈逐渐增加的趋势,在不同灌溉水量下,施氮量为300 kg·hm-2时棉花各生育期根系干物质量均达到最大,但棉花根冠比呈逐渐降低的趋势,且随着灌溉水量的增加棉花根冠比也呈降低趋势。水分亏缺(W3 300处理)有利于棉花根冠比的增大,但显著降低了棉花光合参数(Pn、Tr)、叶绿素SPAD值和WUE。在本试验条件下,当灌溉水量为3 900 m3·hm-2、施氮量为300 kg·hm-2时棉花株高适宜(79 cm左右),有效铃数和单铃重较高,较W3 300处理和W4 500处理有效铃数分别增加1.0、0.4个·株-1,单铃重增加0.16、0.09 g,产量提高8.35%、4.62%,衣分增加1.4%、0.7%,棉花适宜的根冠比为0.111。     

节水灌溉对农田土壤温室气体排放的影响

农田是温室气体的重要排放源,如何通过有效的管理措施降低农田温室气体的排放成为当前应对气候变化研究的热点之一。不同灌溉方式导致土壤水分差异较大,进而引起温室气体排放的差异。[目的]系统总结分析不同节水灌溉方式对温室气体排放的影响效果有助于对节水灌溉方式优化选择及未来研究方向的聚焦。[方法]在前人研究基础上,进行文献搜集和整理,综述分析了节水灌溉方式对稻田和旱作农田温室气体排放的影响。[结果]与长期淹水相比,现有的水稻节水灌溉方式增加了稻田土壤CO2排放,增幅为20.83%~104.00%,平均增加48.40%,对N2O排放的影响有增加也有降低,其影响率范围为-41.30%~3078.41%,平均增加269.10%,但却显著降低了CH4的排放,降幅为14.19%~78.92%,平均降低51.66%。综合考虑稻田的全球净增温潜势(GWP),节水灌溉较长期淹水降低了稻田的GWP。与漫灌/沟灌相比,滴灌可改变旱作农田CO2和N2O排放及对CH4的吸收,其变化率范围分别为-31.19%~2.81%、-46.51%~52.56%和-150.00%~43.39%,平均分别降低12.84%、18.63%和24.93%。综合考虑旱作农田的GWP,由于N2O是旱作农田的主要温室气体,因此,滴灌降低了旱作农田的GWP。[结论]节水灌溉在节水的同时,还可降低农田温室气体排放的全球净增温潜势。基于研究现状,亟须对不同节水灌溉方式的温室排放效应及其机制开展定量研究。