Ammonia emissions from soil under sheep grazing in Inner Mongolian grasslands of China

Ammonia (NH3) emission and redeposition play a major role in terrestrial nitrogen (N) cycles and can also cause environmental problems, such as changes in biodiversity, soil acidity, and eutrophication. Previous field grazing experiments showed inconsistent (positive, neutral, and negative) NH3 volatilization from soils in response to varying grazing intensities. However, it remains unclear whether, or to what extent, NH3 emissions from soil are affected by increasing grazing intensities in Inner Mongolian grasslands. Using a 5-year grazing experiment, we investigated the relationship between NH3 volatilization from soil and grazing pressure (0.0, 3.0, 6.0, and 9.0 sheep/hm2 ) from June to September of 2009 and 2010 via the vented-chamber method. The results show that soil NH3 volatilization was not significantly different at different grazing intensities in 2009, although it was higher at the highest stocking rate during 2010. There was no significant linear relationship between soil NH3 volatilization rates and soil NH4+-N, but soil NH3 volatilization rates were significantly related to soil water content and air temperature. Grazing intensities had no significant influence on soil NH3 volatilization. Soil NH3 emissions from June to September (grazing period), averaged over all grazing intensities, were 9.6±0.2 and 19.0±0.2 kg N/hm2 in 2009 and 2010, respectively. Moreover, linear equations describing monthly air temperature and precipitation showed a good fit to changes in soil NH3 emissions (r=0.506, P=0.014). Overall, grazing intensities had less influence than that of climatic factors on soil NH3 emissions. Our findings provide new insights into the effects of grazing on NH3 volatilization from soil in Inner Mongolian grasslands, and have important implications for understanding N cycles in grassland ecosystems and for estimating soil NH3 emissions on a regional scale.     

干旱区膜下滴灌棉田土壤盐分运移及累积特征研究

通过室内和田间结合试验,研究了不同滴头流量、灌溉制度、滴灌年限对土壤盐分运移及累积特征的影响.结果表明:相同灌水量下,滴头流量越小,单点处及交汇区在土壤垂直方向上盐分含量越小;在土壤水平方向,滴头流量越大,土壤盐分随着距离单点或交汇中心越远而逐渐增加.在相同湿润层次上,交汇区的盐分要高于单点处的盐分,单点处土壤脱盐深度...     

Effect of drip and furrow irrigation methods on<Emphasis Type="Italic">Bemisia tabaci</Emphasis> populations in cotton fields

Effects of drip and furrow irrigation and their application at three different levels, onBemisia tabaci populations, were studied during the 1999 and 2000 growing seasons in Aydın, Turkey, with the objective of attaining water rates of 100% (full), 66% (2/3) and 33% (1/3) during irrigation periods. All plots were irrigated during four different phenological periods,viz., blooming, boll setting, boll and 5–10% of boll open stage. The number of whitefly immatures was significantly greater in furrow-irrigated than in drip-irrigated plots in both 1999 and 2000 and there were significant differences found in the effect of the irrigation methods and their application levels as well. In all trials, the number of whitefly nymphs was the highest in the 33% (1/3) water supply with both drip and furrow methods. http://www.phytoparasitica.org posting Feb. 3, 2003.     

北疆滴灌玉米施氮量估算及减氮增铵效应

根据产量与施氮量函数模型计算滴灌玉米施氮量,并通过减氮增铵改善滴灌玉米氮素营养,探索滴灌水氮一体化下优化施氮策略。2013—2014年两年田间试验表明:玉米产量、干物质量及氮素吸收量均随施氮量的增加显著升高,当施氮量大于435 kg·hm-2时,则呈下降趋势,表现为N435N540N330N225N0;减氮增铵处理的上述指标表现为N375+CPN37575%N375+CPN0,当施氮量在330~435 kg·hm-2时,不同处理的玉米氮素吸收量与氮素收获指数差异均不显著,说明在此范围内减氮增铵对玉米干物质积累、玉米氮素营养及产量无负面影响;根据产量与施氮量间函数关系可得天山北坡滴灌玉米经济最佳产量17 049 kg·hm-2下的施氮量为402.5kg·hm-2;施氮和增铵处理可显著增加玉米穗粒数、单穗重;氮肥偏生产力和氮肥利用率均随施氮量增加而下降,氮肥利用率表现为N225(46.6%)N330(45.8%)N435(43.6%)N540(34.6%);滴灌玉米氮肥偏生产力和氮肥利用率均以75%N375+CP处理最高,分别比施氮量在330~435 kg·hm-2之间其他处理的平均值增加了31.4%、27.9%和5.8%、6.4%,说明减氮增铵可显著提高滴灌玉米氮素养分利用效率;天山北坡滴灌玉米优化施氮量为402.5kg·hm-2,通过施用硝化抑制剂与尿素水氮一体化分次施入可实现减氮93.8 kg·hm-2,并显著提高氮肥利用率。     

膜下滴灌小麦-西兰花复种水肥利用效率

于2017年4月—2018年9月连续2 a进行田间试验,以传统畦灌为对照,开展膜下滴灌不同灌水定额对小麦复种西兰花生长状况、水肥利用效率及效益的影响研究。结果表明：膜下滴灌有利于提高小麦产量和水分利用效率,较传统畦灌处理分别平均提高12.6%和39.10%,但随灌水量增加,作物增产效应下降、耗水量增长率出现回落,膜下滴灌条件下,高水处理(3 225 m³·hm^-2)小麦获得最大产量,平均为5 468.57 kg·hm^-2,但与中水处理(2 700 m³·hm^-2)无显著差异（P＞0.05）;西兰花中水处理(1 920 m³·hm^-2)增产效应最大,较传统畦灌产量平均提高15.65%,水分利用效率和氮肥偏生产力平均增加40.03%和15.65%;膜下滴灌有利于补充土壤氮库,增加土壤肥力,较传统畦灌土壤中N肥消耗平均减小25.52%;当膜下滴灌定额为4 620 m³·hm^-2时,小麦-西兰花净产值较传统畦灌处理平均增收8513.77元·hm^-2,产投比较传统畦灌处理平均提高15.30%。     

盐池县扬黄灌区玉米滴灌制度的制定

为了提高宁夏扬黄灌区水资源利用效率,促进玉米滴灌技术推广应用,在位于西北黄土高原的宁夏盐池县扬黄灌区开展了玉米滴灌制度研究。试验设计了单因素施肥水平2 131～3 847 m³·hm^-2共9个梯度灌水总额,灌水次数10~11次,单次灌水定额150～450 m³·hm^-2。通过对玉米生育期灌水量、土壤含水量、产量等指标的监测,分析了玉米生育期土壤含水量变化规律、各生育阶段耗水量强度、不同灌水定额下土壤水蓄存情况、年灌水量与产量的关系。结果显示：灌水前后0~40 cm土壤含水量有显著差异,40~100 cm差异不显著;单次灌水定额为225~375 m³·hm^-2时灌溉水在土壤中得到有效蓄存,而单次灌水定额为450 m³·hm^-2时,灌溉水有深层渗漏和侧渗现象。灌水量与玉米籽粒、青贮产量均呈正相关,R²分别为0.75和0.82,,在总灌水量为3 402、3 628 m³·hm^-2和3 847 m³·hm^-2时,产量分别为14 062、11 717、12 889 kg·hm^-2,籽粒和青贮产量均随灌水量增加而减少,灌溉水生产效率分别为2.46、2.01、2.14 kg·m^-3;灌浆期、抽雄期、拔节期是玉米生长的关键需水期,灌水定额为300~375 m³·hm^-2;盐池县扬黄灌区适宜滴灌次数10～11次,灌水总额3 405～3 660 m³·hm^-2。     

干旱缺水区膜下滴灌棉花节水机理及灌溉制度研究

在石羊河流域进行了一管多行的棉花膜下滴灌节水机理及灌溉制度试验研究。结果表明:G1方案(灌水定额为20、15 m~3·667m~(-2)和10 m~3·667m~(-2))和G2方案(灌水定额为20 m~3·667m~(-2))的耗水量变化范围基本一致,变化于247~276 m~3·667m~(-2)。膜下滴灌棉花产量随灌水定额增加而增加,G2方案(灌水定额等于20 m~3·667m~(-2))是膜下滴灌棉花的高产灌水定额。灌溉定额在80~90 m~3·667m~(-2)以下时,产量随灌溉定额呈直线增长,灌水对棉花产量起决定性作用;在90~115 m~3·667m~(-2)时,产量随灌溉定额呈曲线增长,水的增产作用逐渐减缓;大于115~120 m~3·667m~(-2)时产量随灌溉定额的增加而减少。灌溉定额一定时毛管配置方式对棉花耗水量影响差异不大。一管三行略高于一管四行,随灌溉定额的增加而增加,耗水模数与灌溉定额呈逆向关系。不同灌溉定额下,日蒸腾水量变化趋势一致,即中期大前后期小。一管三行、一管四行两种灌溉方式均能达到高产水平,毛管间距可扩大到80~100 cm,毛管投入量比现状减少33%~50%,是干旱缺水区膜下滴灌棉花节水高效的田间灌溉方式。现蕾期第一次灌水,吐絮初期最后一次灌水,棉铃期灌水2~4次,全生育期灌水4~6次,灌水定额20 m~3·667m~(-2),灌溉定额80~120 m~3·667m~(-2)的灌溉制度,是一管多行的高产灌溉模式。土壤水分下限值保持在适当范围内(开花期之前60%以上,棉铃期45%~60%,吐絮期至收获期50%以下),可满足作物营养生长和生殖生长对土壤水分的需求。     

限水灌溉与肥促化控对棉花产量的影响

利用简易坑测与大田试验相结合的方法,采用三因素正交旋转回归设计,对限水灌溉与施氮、化控进行了组合研究,并相对皮棉产量效应模型建立了三项技术措施。经模拟寻优,筛选出皮棉产量≥1875kg/hm2的优化组合方案为:灌水量678.8～824.4m3/hm2,施氮量285.9～363.4kg/hm2和喷缩节胺(DPC)45.8～51.3g/hm2。同时,根据不同处理生育动态优化模型,用筛选出的优化组合方案进行模拟,获得优化栽培下棉花均衡生长发育的优化动态模型及相应的定量化实施诊断指标。     

干旱区春小麦垄作沟灌灌水质量评价指标研究

为了提高干旱区春小麦垄作沟灌的灌水质量,建立灌水技术参数优化模型,本试验研究垄沟参数(垄坡、垄宽、沟深、沟宽)、灌水技术参数(沟长、沟坡、入沟流量)之间的五种不同组合对垄作沟灌小麦的灌水质量评价指标、产量及水分利用效率的影响。结果表明:在田面坡度和沟型等参数不变的情况下,以第一次灌水为例,随着入沟流量的增长,10m测点的横向灌水均匀度T1、T2、T4和T5分别较T3处理降低了5.05%、10.1%、4.04%和9.09%,30m测点的横向灌水均匀度T1、T2、T4和T5分别较T3处理降低了7.96%、11.8%、2.15%和10.75%,田面坡度与各测点的横向灌水均匀度呈现负增长的规律;T4处理平均灌溉水利用率最高,T4较T1、T2、T3和T5分别增加了4.76%、5.94%、0.36%和2.9%;沟长50 m、垄宽40 cm、入沟流量1.5 L·s~(-1)、田面坡度1/1000的参数组合为垄作沟灌春小麦适应生长的最优组合,此组合下小麦各生育期的平均田间灌溉水利用率最高为85.3%,小麦产量最高为9142.87 kg·hm~(-2),同时水分利用效率亦达最高为29.18 kg·hm~(-2)·mm~(-1)。     

塔里木灌区膜下滴灌棉花水分生产函数及其效益

以2007—2012年塔里木灌区膜下滴灌田间灌溉试验数据为基础,采用最小二乘法原理,拟合了棉花的水分生产函数模型,分析并计算了棉花最高产量灌溉定额、最佳效益灌溉定额、高效用水灌溉定额,揭示了棉花的水分效应及需水规律。结果表明:塔里木灌区膜下滴灌棉花需水临界期是花铃期和蕾期;产量与耗水量、灌水量均呈良好的二次抛物线关系;合理灌溉定额为3 091~3 464 m~3·hm~(-2),最高产量灌溉定额为3 464 m~3·hm~(-2),高效用水灌溉定额为3 091 m~3·hm~(-2);水资源投入的最佳效益点并非水分利用效率最高点和最高产量点,而是存在于3091~3 464 m~3·hm~(-2)区间;当边际效益等于边际成本时,净收益最大,为24 333.1元·hm~(-2),每立方灌水量净收益7.23元·hm~(-2);现状条件下最佳效益灌溉定额为3 459 m~3·hm~(-2),产量为6 360.7 kg·hm~(-2),与最高产量6 360.8kg·hm~(-2)基本相同,但比最高产量节水5 m~3·hm~(-2),每立方灌水净收益增加0.21元·hm~(-2),水分利用效率提高0.003 kg·m-3。     

旱地冬小麦不同栽培模式、施氮量和种植密度土壤水分利用状况

通过3年田间试验,研究不同栽培模式、不同施氮量及种植密度对冬小麦田土壤水分特征的影响,结果表明:无论何种栽培模式,冬小麦生长期间水分动态变化具有相似的规律,播前贮存在土壤中的水分经过一个生长季后都会有大量消耗,消耗深度延伸到2 m及其以下土壤深层.小麦收获后,各种处理土壤在40～80 cm和120～160 cm深度均出现两个低水层.覆盖栽培措施对水分利用的影响表现出较大的年度变异性,原因可能主要与生育期降水量和播前土壤贮水量有关系:与无覆盖相比,秸秆覆盖在降水较少的年份可显著提高水分生产效率;地膜覆盖具有稳定的促进水分有效利用的作用;垄沟种植没有表现出预期的增产增效的效果.施用氮肥显著促进土壤水分的消耗,这种作用随着种植年限的增加而增大,这种作用在0～200 cm整个土壤深度都有反映,而且深层比表层更显著,低水土层(40～80 cm和120～160 cm)比其它深度土层更显著.施氮显著提高水分生产效率.适当增加小麦种植密度有利于提高旱地水分生产效率.     

干旱区不同地下水埋深膜下滴灌灌溉制度模拟研究

通过在新疆巴州灌溉试验站进行的膜下滴灌棉花灌溉制度试验,得出了适合当地的常规滴灌制度。为进一步研究浅层地下水对灌溉的补偿效应,利用Hydrus软件对不同地下水埋深下膜下滴灌棉花生育期耗水量进行了模拟。通过引入关键点土壤含水率的概念,提出了膜下滴灌棉花受水分胁迫的标准。结果表明：地下水对棉花的耗水具有一定的补偿作用,地下水埋深越浅,则所需的灌溉定额越小。当地下水埋深小于1.5 m时,滴灌定额为3 300 m³·hm^-2;当地下水埋深为2.0 m时,滴灌定额为4 500 m³·hm^-2;当地下水埋深很大而对作物根区没有补给时,棉花完全依赖于灌溉所需的滴灌定额则为5 550 m³·hm^-2。考虑到干旱区内具有较高的潜在蒸发势,会导致土壤的次生盐渍化,从而危及作物的生长,1.5～3.0 m的地下水埋深是灌区内较理想的水位区间。     

氮肥运筹对干旱区滴灌甜菜氮素利用及产量的影响

以甜菜品种Beta356为试验材料,研究了氮素运筹[甜菜叶丛快速增长期、块根膨大期、糖分积累期的氮素追施比例分别为6∶3∶1、5∶3∶2、4∶4∶2(用N1、N2、N3表示),以不施氮素的处理为对照(用CK表示)]对滴灌甜菜氮素利用及产量的影响。结果表明:随着生育进程的推进,甜菜干物质积累量呈现先升高后降低的趋势,并在块根膨大期达到最大值;不同处理干物质积累量的差异在甜菜苗期、叶丛快速增长期和块根膨大期均未达到显著水平,至糖分积累期和收获期显著高于CK,且各施肥处理间差异不显著;甜菜氮素阶段积累量与该阶段施氮量相比存在一定的滞后性;不同处理氮素总积累量和氮素运转量均表现为N1N2N3CK,氮素运转率则表现为N1N2CKN3;氮农学利用率和氮表观利用率分别表现为N2N3N1和N3N2N1,其中N2处理的氮农学利用率分别比N1和N3处理提高了14%和4%,且不同处理间差异显著;收获期各处理甜菜产糖量表现为N3N2N1CK,块根中造蜜性非糖物质(K、Na和α-氨态氮)表现为CKN2N3N1。综合考虑氮素利用、产糖量以及块根品质,N2处理可作为北疆露播滴灌甜菜较为合理的氮素运筹模式。     

不同灌溉方式对冬小麦光合速率及产量的影响

研究微喷灌和漫灌不同灌水条件下冬小麦光合速率和产量的变化规律,试图探明华北冬小麦光合速率和产量对不同灌水处理的响应,为冬小麦合理浇水管理、提高产量和水分利用效率(WUE)提供依据。设置微喷灌和漫灌两种灌溉方式,微喷和漫灌分别设置4个灌水量和灌水时期组合处理,微喷处理灌水量分别为90、120、150 mm和180 mm,漫灌处理灌水量分别为83、130、201 mm和205 mm,对冬小麦产量、光合速率、蒸腾速率、LAI等进行了分析。试验结果表明,在灌水量相近条件下小麦生育期灌水量≤120 mm时,微喷方式较漫灌方式能显著提高小麦子粒产量和WUE,产量增加的主要原因是千粒重增大;灌水量≥180 mm时,微喷方式产量和WUE均低于漫灌方式。不同时期小麦叶片光合速率微喷处理均高于漫灌处理,蒸腾速率除拔节期微喷灌水量120 mm、灌溉4次处理(SI2)外,微喷处理亦均高于漫灌处理;微喷、漫灌两种方式小麦叶片光合速率和蒸腾速率的变化趋势基本相同,均是先增大后减小。微喷和漫灌方式均表现为随灌水量的增加小麦LAI逐渐增大,主茎绿叶片数逐渐减少;在灌水量相近条件下,微喷处理小麦LAI大于漫灌处理,而主茎绿叶片数小于漫灌处理。2012—2013年度冬小麦生育期灌水量较小情况下微喷方式增产增效显著,而灌水次数多、灌水量较大时,微喷方式由于小麦LAI过高,群体郁闭,通风透光差,反而不利于产量和WUE的提高。微喷方式最优灌水处理为SI2,漫灌方式最优灌水处理为灌水量205 mm、灌溉4次(FI4)。     

分根灌溉对干旱区棉花生长干物质分配和产量的影响

本试验旨在观测分根灌溉(Partial Rootzone Irrigation,PRI)棉花能否在降低灌溉量的条件下维持一定的经济产量。田间实验的灌溉方式分为2种:交替隔沟灌溉(Alternative Furrow Irrigation,AFI)、固定隔沟灌溉(Fixed Furrow Irrigation,FFI)和常规灌溉(Conventional Furrow Irrigation,CFI)。结果表明,在降低30%灌溉量的条件下,棉花籽棉产量略有减少,AFI和FFI的籽棉总产量分别为CFI的92%和84%,但AFI比CFI的霜前花产量高出12%。PRI处理的棉花叶面积、株高及叶片、桃和茎的干物质量都低于CFI,但单株平均桃数与CFI没有显著差异。在降低灌溉量的条件下,由于霜前花价格比较高,AFI基本上能够维持棉花的经济产量不降低。     

微咸水膜下滴灌条件下南疆棉花水肥耦合规律研究

为寻求劣质水(微咸水)滴灌施肥下的水肥耦合最优模型,通过正交实验设计,从水、肥、盐三个方面分析了不同生育期棉花耗水、土壤水分、土壤盐分、硝态氮等土壤因子的变化.结果表明:棉花耗水量与灌溉定额及土壤盐分有一定的相关关系.蕾期和花铃前期各处理土壤水分变异系数较大;花铃后期土壤硝态氮的积累量则逐渐增加;矿化度2～3 g·L-1的微咸水与淡水混灌对棉田土壤盐分的积累影响较小;正交分析得出了最优水平为灌水量为600mm,咸淡配比为2∶1,尿素施入量为80 kg· 667m-2.方差分析表明灌溉定额和施肥量两个因素对产量有显著影响,并利用SPSS软件建立了两者与产量的二次回归模型.     

加压滴灌技术在棉花、小麦上应用的经济效益评价

采用经济学评价方法,通过对加压滴灌棉花和小麦生产和管理运行成本、单位面积产值、纯收益和成本收益率等进行全面的分析评价,并与常规地面灌棉花和小麦进行对比分析,为加压滴灌在粮食作物上的进一步扩大推广提供依据.结果表明.加压滴灌棉花纯效益每公顷为10859.1元,成本纯收益率为64.82%,与常规灌溉棉花生产相比,成本纯收益...     

华北平原膜下滴灌棉花水分利用效率及产量对供水方式响应研究

通过田间试验,系统地分析了膜下滴灌条件下,棉花干播湿出、湿播湿出处理与传统灌溉处理的水分利用差异。结果表明:膜下滴灌与传统灌溉相比,可以降低株高、减少蕾铃脱落和使根系集中。普通膜下滴灌处理比传统灌溉处理增产204.15 kg/hm2,总耗水量减少32.91 mm,水分利用效率增加0.73 kg/(mm.hm2)。干播湿出处理产量虽然不是最高,但是其灌溉量比其他两处理减少30%以上,水分利用效率最高,干播湿出具有一定的推广价值。     

Effects of emitter discharge rates on soil salinity distribution and cotton(Gossypium hirsutum L.) yield under drip irrigation with plastic mulch in an arid region of Northwest China

A field experiment was carried out to investigate the effects of different emitter discharge rates under drip irrigation on soil salinity distribution and cotton yield in an extreme arid region of Tarim River catchment in Northwest China.Four treatments of emitter discharge rates,i.e.1.8,2.2,2.6 and 3.2 L/h,were designed under drip irrigation with plastic mulch in this paper.The salt distribution in the range of 70-cm horizontal distance and 100-cm vertical distance from the emitter was measured and analyzed during the cotton growing season.The soil salinity is expressed in terms of electrical conductivity(dS/m) of the saturated soil extract(EC e),which was measured using Time Domain Reflector(TDR) 20 times a year,including 5 irrigation events and 4 measured times before/after an irrigation event.All the treatments were repeated 3 times.The groundwater depth was observed by SEBA MDS Dipper 3 automatically at three experimental sites.The results showed that the order of reduction in averaged soil salinity was 2.6 L/h > 2.2 L/h > 1.8 L/h > 3.2 L/h after the completion of irrigation for the 3-year cotton growing season.Therefore,the choice of emitter discharge rate is considerably important in arid silt loam.Usually,the ideal emitter discharge rate is 2.4-3.0 L/h for soil desalinization with plastic mulch,which is advisable mainly because of the favorable salt leaching of silt loam and the climatic conditions in the studied arid area.Maximum cotton yield was achieved at the emitter discharge rate of 2.6 L/h under drip irrigation with plastic mulch in silty soil at the study site.Hence,the emitter discharge rate of 2.6 L/h is recommended for drip irrigation with plastic mulch applied in silty soil in arid regions.     

干旱区膜下滴灌配合暗管与竖井排水对棉田土壤盐分的影响

为研究干旱区棉田在滴灌淋洗配合协同排水下的土壤盐平衡变化规律及微生物群落丰度特征,在新疆典型干旱盐碱区（141团）进行野外排水试验,试验设置暗管与竖井双因素协同排水,X轴方向五水平（距离竖井0、15、30、45 m和60 m,记为T1、T2、T3、T4和T5）,Y轴方向三水平（距离暗管0、5 m和7.5 m,记为P1、P2和P3）,分析土壤电导率与地下水位、土壤微生物之间的关系。结果表明,进行淋洗试验后,0~700 cm土层土壤电导率整体降低,200~400 cm土层脱盐最明显,最低达到0.9254 dS·m^-1,全生育期平均脱盐率为70%,在距离暗管5 m、距离竖井45 m处的土壤脱盐效果最佳。此外,全生育期地下水埋深呈现先减小后增大的趋势,下降最大幅度达到2 m,且地下水位对土壤盐分的影响具有滞后性,土壤中微生物Chao1指数、多样性指数和丰富度指数均随土壤电导率降低而上升。研究表明,滴灌淋洗配合暗管与竖井排水有利于降低土壤深层盐分、控制地下水位、提升土壤微生物群落多样性,有利于推进干旱区盐渍化农田改良及恢复废弃耕地。