改进CERES-Rice模型模拟覆膜旱作水稻生长

覆膜旱作是节水稻作生产体系的重要措施之一,采用CERES-Rice模型模拟覆膜旱作水稻生长需另外考虑覆膜的增温效应和根系层土壤水分布差异及由此所带来的影响。该文借鉴部分旱地作物的相关研究成果,对原CERES-Rice模型中的积温和土壤温度、蒸发和土壤水分胁迫等模拟计算过程进行了改进,并进一步通过2个水稻生长季的田间试验予以验证。试验于2013、2014年在湖北房县进行,共涉及淹水(对照)、覆膜湿润栽培和覆膜旱作共3个水分处理,采用原模型和改进模型分别对2个生长季、2个覆膜处理的生育期、叶面积指数与地上部干物质质量的变化过程及产量进行模拟。结果表明:原CERES-Rice模型难以准确刻画覆膜旱作水稻的生长发育过程,经改进后,模拟效果大大改善,可有效反映环境变化(水分、温度)对覆膜水稻生育进程的影响和产量形成,维持生育期与产量模拟的相对误差在15%以内;覆膜水稻叶面积指数的动态模拟基本满足要求,其均方根差≤1.54 m~2/m~2、相对均方根差≤27%、建模效率≥0.85;对覆膜水稻地上部干物质质量变化过程的模拟也呈现出较好的效果,均方根差和相对均方根差分别小于1 490 kg/hm~2、16%,建模效率则高于0.95。总体而言,经改进后的CERES-Rice模型基本可满足要求,较好地用于模拟覆膜旱作水稻的生长发育规律。     

新疆盐碱地膜下滴灌棉田可持续利用系统分析

为新疆盐碱滴灌棉田实现"节水、压盐、稳产、增产"的目标,利用新疆玛纳斯县田间试验、农户土地利用调研和文献等数据,采用系统分析的方法,从自然、生态环境和社会经济等方面探究盐碱地膜下滴灌棉田可持续利用的可行方案。研究结果:1)短期膜下滴灌条件下,微咸水和淡水都使土壤根系层(0~30cm)处于脱盐状态,保证棉花生长的环境;且4个处理压盐效果从大到小依次为大水量淡水(N5000)、小水量淡水(N4500)、大水量微咸水(X5000)、小水量微咸水(X4500)。2)淡水处理在棉花絮期的株高、干物质总重和叶片数均高于微咸水处理;但是测定的棉花产量从高到低依次为N5000、X5000、N4500、X4500,因此,虽然微咸水一定程度上影响棉花的生长(株高、干物质总重和叶片数),但是大水量微咸水(X5000)灌溉对棉花产量影响不明显,仅比大水量淡水灌溉(N5000)减产92kg/hm2,减少1.45%。3)新疆膜下滴灌棉田地膜残留带来的生态环境问题主要包括影响土壤水分渗透、土壤含水量、孔隙度和容重等理化性质,抑制棉花生长发育和降低产量等;解决措施主要包括加强残膜回收机研发与应用、提高地膜厚度和质量、提前揭膜等改进农艺技术、秸秆还田及开发可降解膜等新技术。4)社会经济可持续性包括:构建长期稳定的土地流转机制;创新农户、农场经营管理方式;开展群众自主式土地整治,促进耕地集中连片,扩大农户土地经营规模;积极发展农村金融等小额贷款,确保土地投入;推广"一膜三带六行"种植模式(2.05m宽的地膜)和"矮、密、早"栽培技术;推广秸秆还田、秋早犁春早耙播耕作技术;完善劳务市场、培育新型职业农民。     

西北现代生态灌区建设理论与技术保障体系构建

灌区是我国粮食安全和现代农业发展的基础保障,同时也是区域经济发展和生态环境保护的重要基石。然而西北地区独特的气候、地貌及社会经济状况导致了灌区生产能力和生态服务功能难以满足现代生态农业发展的需求。通过系统分析西北灌溉农业发展中面临的水资源过度开发、土壤盐碱化严重、生态环境功能低下等方面的问题,阐述了西北现代生态灌区的内涵与特征,并基于农业生产“功能水分”来源,将西北灌区划分成了灌溉依赖型灌区、灌溉主导型灌区、灌溉补充型灌区和灌溉提质型灌区4类。以灌区农业生产系统、物能输配系统、生态环境系统为建设对象,提出了灌区生态服务功能优化配置、灌区农田物能调控和灌区生态系统安全评估三大核心理论,构建了灌区系统控污与景观价值提升技术、灌排系统管控技术、作物生境要素综合调控技术三大关键技术,从而形成了西北现代生态灌区理论与技术保障体系,为我国西北灌溉农业高质量可持续发展提供理论与技术指导。     

新疆典型膜下滴灌棉花种植模式的用水效率与效益

膜下滴灌技术因具有显著的节水、保温、抑盐、增产效果,在新疆自治区棉田中已获得大面积推广应用。在目前的大田棉花生产条件下,结合当地的光热、土壤、机械等条件,因地制宜选择合理的膜下滴灌种植模式,对合理调控棉田土壤水盐分布、促进棉花生长与增产、提高劳动生产率和增加棉农收入等具有十分重要的意义。迄今为止,在新疆自治区主要存在3种典型的膜下滴灌棉花种植模式,分别为传统模式、机采模式和超宽膜模式。该文通过开展实地调查取样,基于种植密度、灌溉定额、根区土壤水盐分布、覆膜宽度以及其它影响棉花生产收益的因素,对3种典型膜下滴灌棉花种植模式的水分利用效率与经济效益进行了对比分析。结果表明,由于各种种植模式下不同的种植密度、灌溉定额、根区土壤水盐分布、覆膜宽度等对棉花的耗水与产量产生了较大影响,导致棉花的水分利用效率存在明显差异：超宽膜模式棉花的水分利用效率为1.04 kg/m3,明显高于传统模式的0.98 kg/m3与机采模式的0.89 kg/m3。另外,经济效益受种植模式（影响前期投入与棉花产量）与采棉方式（影响采棉支出与籽棉收购单价）的影响较大：超宽膜模式具有最高的经济效益,其单位面积纯收入达18582元/hm2,稍高于机采模式下的18298元/hm2,传统模式下纯收入最低,仅11725元/hm2。因此,为高效利用农业水资源并增加种棉收益,建议在新疆自治区大力推广超宽膜模式,并对现有采棉机进行适当改进以在超宽膜模式下实现采棉机械化;或适当调整现有机采模式下的滴灌带布置形式（如将其布置在窄行的中央）,但相关的效应仍有待更进一步研究。     

脱硫石膏和磁化水对盐碱胁迫荞麦光合特性的影响

为探明荞麦光合作用对土壤盐碱胁迫下不同改良措施的响应特征与适应规律，设置盆栽试验，测定盐碱胁迫土壤采用脱硫石膏、磁化水改良处理后荞麦的光合光响应特征，分别采用直角双曲线模型、非直角双曲线模型、直角双曲线修正模型和指数模型对荞麦叶片光响应曲线进行分析，确定了最优模型，并对不同处理下的荞麦光合特征参数进行了分析。结果表明：盐碱胁迫下，磁化水灌溉对荞麦的光合特征影响明显，荞麦净光合速率随脱硫石膏施用量的增大呈先增后减的趋势；非直角双曲线模型的模拟精度最高，可作为描述盐碱胁迫下荞麦叶片光响应曲线的最优模型；11t/hm2脱硫石膏施用量下的荞麦光合特征参数（暗呼吸速率、表观量子效率、最大净光合速率、光补偿点及光饱和点）显著高于其他处理，荞麦叶片对光强的适应能力增强，有利于促进荞麦积累有机物；磁化水灌溉对荞麦的光合光响应具有显著的促进作用。本研究可为寻求有效缓解盐碱胁迫对作物生长影响的调控方法提供参考。     

长期膜下滴灌棉田根系层盐分累积效应模拟

<正>膜下滴灌技术具有显著的节水、抑盐和增产效果,在新疆干旱区棉田获得大面积推广应用。由于气候干旱和灌水量有限,长期膜下滴灌棉田土壤盐分演变趋势和累积效应近年来倍受研究人员和农业生产部门关注。本文以新疆玛纳斯河流域膜下滴灌棉田为研究对象,于2011年和2012年针对两种典型种植模式(传统种植模式和超宽膜种植模式)开展了大田试验,在统计分析和概化棉花根系分布特征的基础上建立了二维根系吸水模型和土壤水盐运移数     

新增耕地土壤盐渍化调查及改良措施分析

为了解定边县新增耕地的土壤盐渍化现状,对陕西省定边县盐渍化土壤面积较大的堆子梁镇新增耕地典型地块进行田间采样调查,并对采集的土样和水样及时分析测试。结果表明:定边县堆子梁镇王滩子村、小滩子村、白土岗子村的新增耕地调查地块内0~60cm土层的pH均呈强碱性(pH≥9),土壤全盐量较高;其中,白土岗子村调查地块的0~60cm土层全盐量最重,小滩子村次之,王滩子村最轻。3个调查地块蓄水沟内水样均呈碱性,全盐量322~1 462mg·L~(-1)。根据调查区域的新增耕地盐渍化现状,参考当地及邻近地区较成功的盐渍土改良经验,针对性的总结了耕作措施、地表覆盖措施、隔盐措施、化学措施、灌溉措施、植物措施等改良措施的原理及优缺点,以便为治理定边县盐渍化新增耕地提供技术参考。     

施加PAM与CMC对土壤水分入渗与蒸发特征的影响

施加化学改良剂是改良土壤和提高农田水分有效性的重要途径,深入了解化学改良剂对土壤水分运动过程的影响是合理利用化学方法改良土壤的基础。通过开展室内土柱试验研究表施聚丙烯酰胺(PAM)和羧甲基纤维素钠(CMC)2种化学改良剂,分析不同施量的化学改良剂(PAM和CMC)对土壤水分入渗和蒸发特征的影响。结果表明:随着PAM和CMC施加量的增加,不同化学改良剂均降低了土壤水分入渗过程,抑制了土面蒸发过程。综合考虑不同化学改良剂的保水、抑蒸性能,施加CMC的减渗、抑蒸作用高于施用PAM,且CMC施量为0.08%的效果最佳。同等减渗、抑蒸效果下,CMC的施用量相对PAM的施用量更少。     

西北旱区农业高质量发展体系的生态农业内涵与路径

西北旱区自然条件恶劣，水土资源不匹配，农业发展受到诸多障碍。为探索一条突破环境制约，且资源集约高效利用的现代农业发展道路，该文系统分析了国内外农业发展沿革与趋势，明晰了西北旱区农业发展面临的问题与挑战，构建了针对西北旱区的生态农业发展理论框架，提出了西北旱区多业态生态农业结构与提质增效途径。研究发现，生态农业是通过现代科学技术与生态工程原理，形成产供销全链条绿色循环且生态功能持续提升的一种农业体系。生态农业应具备农业资源集约化、生产过程生态化、农业经营产业化、农业管理智能化、农业功能多元化五大基本特征。该文构建了以高效益、高效率、高品质、高素质为目标的生态农业高质量发展体系，提出了集优质棉业、精品果业、优质粮草、生态养殖、特色小镇、地理产品为一体的西北旱区多业态生态农业结构，阐明了以节水控盐协同模式、生境智能管控模式、“园机”一体化模式、循环经济发展模式、城乡统筹发展模式、“三产”一体化模式为核心的西北旱区生态农业提质增效技术体系，明确了以农业高效用水和生态功能提升为核心的关键途径。同时实践经验显示，绿色可持续的生态农业发展理念对促进区域经济水平与生态环境建设效果显著，如陕西眉县绿色林果业品牌入选中欧地理标志产品名单、综合产值达58.5亿元，甘肃广河县和宁夏青铜峡市畜禽粪污资源化率超90%，新疆生产建设兵团七十七团通过秸秆资源化技术单产增加8%、土壤有机质达21.2%，内蒙古科尔沁旗通过优质牧草种植、良种培育的生态畜牧业实现了规模生产与草场保护的双赢。     

脱硫石膏改良盐碱土壤综合效果评价研究

为探究区域脱硫石膏改良盐碱土壤的综合效果，通过文献调研统计分析了施加量在0~60 t·hm?2范围内的脱硫石膏，对土壤pH、交换性钠百分率、浸提液电导率和作物产量的变化特征。基于灰色关联分析法和熵权法建立了以脱硫石膏施加量为自变量的盐碱土壤综合改良评价模型。结果表明：施用脱硫石膏可降低土壤pH和交换性钠百分率，提高作物产量（油葵、苜蓿、玉米、水稻、小麦、枸杞和甜高粱），但增加了土壤浸提液的电导率值。随着脱硫石膏施加量的增加，土壤pH和交换性钠百分率的降低率及作物产量的增加率呈先增加后减少的趋势，而土壤浸提液电导率的增加率呈增加的趋势。在中度或重度盐碱土壤为获得作物高产，脱硫石膏施加量不宜超过30 t·hm?2。为综合分析脱硫石膏改良盐碱土壤的效果，本文基于熵权—灰色关联度评价模型，分析脱硫石膏最佳施加量。轻、中度盐碱土施加18～22 t·hm?2的脱硫石膏；重度盐碱土施加23～29 t·hm?2的脱硫石膏可取得良好的改土增产效果。研究成果为脱硫石膏改良盐碱土壤提供参考依据。