封丘地区粮食生产水分利用效率历史演变及其潜力分析

通过对封丘县历年粮食产量、降水量、引黄灌溉水量、地下水补给量等资料计算 ,初步估算出封丘地区粮食生产水分利用效率。研究表明 ,几十年来由于技术进步 ,本地区粮食生产水分利用效率由 2 2 5逐步上升到 9 0 0kghm- 2 mm- 1 左右。兴修水利、土壤改良、新品种的推广 ,尤其是N、P化肥用量的增加 ,对水分利用效率的增加起了决定性的作用。作者认为提高肥料用量 (特别在秋粮生产上 ) ,对进一步提高水分利用率仍有一定作用。随着社会经济技术水平的提高 ,覆膜、滴灌等先进技术应稳步地示范推广。     

旱作春玉米冠层及叶片瞬态气体交换及水分利用效率日变化特征

旱作作物不同尺度瞬态气体交换和水分利用效率同步观测的研究,对于节水高效农业理论研究和生产实践均具有及其重要的意义。该文采用涡度相关技术和LI-COR6400便携式光合作用测定仪测定旱作春玉米灌浆期冠层、叶片瞬时CO₂和H₂O汽交换速率,并分析其瞬态水分利用效率日变化特征。结果表明,旱作春玉米灌浆期0～100 cm根层土壤相对湿度为40%时,日变化过程中晴日中上部位叶片的光合速率高峰值为1.3 mg·m^-2·s^-1(29.82 μmol·m^-2·s^-1),与同纬度地区灌溉玉米的光合速率高峰值相近;而群体下光合速率高峰值为0.9 mg·m^-2·s^-1(20.65 μmol·m^-2·s^-1),只及同纬度地区灌溉玉米灌浆期光合速率高峰值的54.5%;群体和叶片水分利用效率高峰值分别为0.16 g(CO₂)/g(H₂O)和0.06 g(CO₂)/g(H₂O),正午前后分别维持在0.0055～0.0123 g(CO₂)/g(H₂O)和0.0113～0.0197 g(CO₂)/g(H₂O),叶片尺度的光合速率和水分利用效率在10∶00以后的时段内明显高于群体水平。     

退耕还林背景下降水利用效率时空演变及驱动力探讨

为了给退耕还林(草)政策的有效制定和实施提供有针对性的理论依据,以宝鸡地区作为研究区域,选取植被生长季(3-11月),基于标准化植被降水利用效率(standardized rainfall use efficiency, Z(RUE))模型,综合气候、土地利用/覆盖及光学遥感3个维度,分离自然因素和人为因素,监测年际、季和月尺度上的Z(RUE)时空演变特征,进一步采用灰色关联法探讨了其驱动力。结果表明:1)在2001-2017年,宝鸡地区经过2轮退耕还林(草)工程,Z(RUE)整体上呈提高趋势,尤其是第一轮后呈显著提高趋势的像元面积占比最高,达65.69%。全区由第一轮工程实施中的以人为干预增加区域为主转变为以人为干预减少为主;2)春季Z(RUE)变化的年际差异最小,转变点出现在2009年,表现为2001-2009年和2009-2017年分别呈正、负增长分布。夏季Z(RUE)的增加最显著,秋季年际差异最大。年际、春尺度上各年的Z(RUE)均值分别在草地、耕地最高,城乡用地的Z(RUE)在夏秋两季最高;3)不同植被类型、不同坡度、不同坡向的Z(RUE)变化均呈"三高一低"峰值分布。高峰值出现在4月、6月和11月(最大值),低峰值出现在9月(最小值),分别对应着农田植被的返青(4月)、收割(6月)和播种期(9月);4)宝鸡地区Z(RUE)变化的主要驱动因子是气温、日照时数(光照)和人均GDP。退耕还林(草)背景下,宝鸡地区生长季的草地植被改善趋势最好,这与Z(RUE)在草地上呈提高趋势高度吻合。另外,除扶风、麟游、凤县外,其余各县(区)均为气候变化对宝鸡地区Z(RUE)变化的贡献率大于人类活动。     

不同耕作模式下旱作玉米氮磷肥产量效应及水分利用效率

为了探讨不同耕作模式下氮磷肥施用量对旱作玉米产量及水分利用效率的影响,于2003－2008年在山西寿阳旱农试验站进行了免耕、少耕和传统耕作下氮磷肥用量（105、179和210 kg/hm2 N;N∶P2O5=1∶1）试验。6 a结果显示,该区推荐氮磷用量为105 kg/hm2,传统耕作模式下玉米平均产量和水分利用效率分别为5 234 kg/hm2和12.4 kg/(hm2·mm);少耕模式下玉米平均产量和水分利用效率分别达到5 751 kg/hm2和13.6 kg/(hm2·mm),较传统耕作提高9.9%和9.7%。而免耕模式下氮磷用量为179 kg/hm2时玉米平均产量和水分利用效率最高,分别为5 336 kg/hm2和13.2 kg/(hm2·mm),较传统耕作提高6.1%和9.7%。免耕模式下土壤保水效果最佳,干旱年增产作用尤为明显。3种耕作模式下玉米平均产量和水分利用效率以少耕为最高,免耕次之,传统耕作最低。     

中国主要旱作粮食耕地土壤钾素的时空演变特征

以小麦和玉米等旱作粮食为主的旱地是我国重要的耕地类型,其对国家粮食安全和稳定发挥着极其重要的作用。基于全国耕地质量监测数据库,分析了1988—2007年和2008—2018年间全国及不同区域主要旱作粮食耕地的钾肥投入量、土壤速效钾和缓效钾的时空演变规律,并探讨了土壤速效钾与缓效钾的量化关系。结果表明,1988—2018年全国主要旱作粮食耕地的化肥钾、秸秆钾和总钾的年均投入量（K2O）均保持在较为稳定的水平,年均投入量分别为125 kg?hm-2?a-1、148 kg?hm-2?a-1和273 kg?hm-2?a-1。在不同区域间均呈现出华北和东北的钾肥投入量显著高于其他区域的趋势。与1988—2007年相比,2008—2018年东北、华北、华东和西南的总钾年均投入量增加了4.22%~23.8%,而西北则略有降低。在1988—2018年,全国主要旱作粮食耕地土壤速效钾和缓效钾分别为139 mg?kg-1和665 mg?kg-1,与1988—2007年相比,2008—2018年的土壤速效钾和缓效钾分别提高了15.1%和6.72%。在不同区域间,土壤速效钾以西北和东北较高（大于150 mg?kg-1）,而华北和华东较低（136~149 mg?kg-1）,西南最低（116 mg?kg-1）,与1988—2007年相比,2008—2018年华北、华东、西北和西南的土壤速效钾分别提高了15.7%、17.7%、4.16%和34.5%,土壤缓效钾分别增加了8.95%、2.15%、5.71%和4.19%,而东北则略有降低。线性方程表明,随着土壤速效钾的提高,2008—2018年土壤缓效钾的增加量（14.2 mg?kg-1）明显高于1988—2007年（7.23 mg?kg-1）,同时,不同区域间的拟合方程也表明,随着土壤速效钾的增加,1988—2018年东北、华东和西北的土壤缓效钾增加量明显高于华北。因此,在全国耕地质量监测平台上,与1988—2007年相比,2008—2018年全国和大部分区域主要旱作粮食耕地的土壤速效钾和缓效钾均显著增加。土壤速效钾与缓效钾的线性关系为快速估算缓效钾含量提供了技术参考,但不同试验阶段和区域内拟合方程存在差异,建议不同区域应因地制宜,综合土壤速效钾和缓效钾含量精准划分土壤供钾能力等级,从而为实现藏钾于地的目标奠定基础。     

近60年运城盆地降水演变特征

本文利用小波变换研究运城盆地1961-2020年1～3、4-6、7-9、10-12月及全年降水量演变规律.结论:该区1～3月降水序列存在8和35 a尺度的变化周期;4-6月降水序列存在3a和24 a尺度的变化周期;7～9月降水序列存在3、8和23 a尺度的变化周期;10～12月及全年降水序列以8a尺度为演变主周期.     

综合农艺管理提高夏玉米产量和养分利用效率的潜力

【目的】综合农艺管理影响夏玉米的生长、产量形成和氮磷钾的高效利用。本文从夏玉米种植密度、播期、收获期和施肥几个方面,在优化管理基础上进一步进行了优化,为实现产量和养分利用效率协同提高提供理论依据和科学指导。【方法】试验于2013—2017年在山东农业大学作物生物学国家重点实验室和泰安市大汶口进行,以玉米杂交种郑单958为试验材料,进行了随机区组田间试验。试验设置4个处理:常规对照采用秸秆覆盖,免耕 (CK);优化处理 (Opt-1),在CK基础上,增加种植密度,延迟收获,减少施氮量并增加施肥次数;最高产量管理模式 (HY),基于高产创建经验,实现当地最大田间产量;在优化处理 (Opt-2),在HY基础上,降低种植密度和施氮量,以期实现产量效率协同提高。后三个处理的耕作方式均为秸秆还田,浅旋耕。测定夏玉米产量、干物质重和氮磷钾利用效率等指标。【结果】所有测定指标五年试验处理间差异趋势一致、稳定,显示了综合农艺措施对产量影响的稳定性。与CK和Opt-1相比,Opt-2处理产量分别提高了27.6%～37.9%和19.2%～31.9%;抽雄期干物质重分别提高了22.8%～25.0%和13.2%～20.3%;成熟期干物质重分别提高了24.0%～31.9%和8.2%～16.4%。Opt-2处理花前干物质转运效率和贡献率显著低于Opt-1和HY处理,但花后积累量较CK和Opt-1处理提高了28.7%～36.8%,且与HY处理无显著差异。Opt-2处理的籽粒氮、磷和钾积累量分别为146.0～171.4 kg/hm2、75.6～92.7 kg/hm2和40.0～43.8 kg/hm2,氮积累量分别比CK和Opt-1高20.5%～68.4%和12.5%～29.2%,但是比HY处理低13.2%～19.0%;磷积累量显著高于其他处理;钾积累量分别比CK和Opt-1处理高38.4%～58.9%和16.3%～32.6%。Opt-2处理的平均氮肥偏生产力分别比CK和HY处理高62.0%和125.2%,磷肥偏生产力表现相似趋势;Opt-2处理的平均钾肥偏生产力较CK和Opt-1处理下降了64.0%～66.8%。【结论】在播期和收获期不变的前提下,再优化模式通过增加种植密度10%,氮肥用量增加15%,由一次追施改为两次,显著增加了夏玉米整个生育期干物质和氮磷钾养分积累量,特别是增加了花后干物质积累量,增产27.6%～37.9%,氮、磷肥效率提高47.5%～67.6%,实现了产量和肥料效率的协同提高。     

黑龙江省近50年降水变化趋势及空间分布特征

依据黑龙江省呼玛、孙吴、齐齐哈尔、富锦、安达、哈尔滨、鸡西和牡丹江8个气象站1960—2012年的降水资料,运用线性回归、Mann-Kendall秩相关检验法和GIS空间插值等方法,分析该区近50多年来降水变化趋势和空间分布特征。结果表明:1)黑龙江省年代际降水表现为2降1升或2升1降30 a左右的周期,且从2012年开始转为多水期;2)除齐齐哈尔、呼玛站和安达站外,多年平均降水量在500 mm以上,降水集中在夏季,约占全年的64%,所有站点多年平均月降水量均呈现单峰曲线变化;3)仅孙吴和鸡西站年降水量呈显著减少趋势;4)多年降水空间分布以孙吴站和牡丹江为中心向周围递减,春季空间分布与多年降水空间分布较为一致;5)黑龙江省南部和北部年降水量均发生2次突变,分别为20世纪80年代初中期和21世纪初期,东、西部不存在明显的突变。研究结果可为该区的降水研究、水资源配置和生产实践等提供参考。     

不同年代玉米品种氮素利用效率与其根系特征的关系

【目的】玉米品种根系构型及解剖结构决定着其氮素利用的效率。研究不同年代推广的玉米品种根系构型与解剖结构的演进规律,可为选育高产氮素高效利用型玉米新品种提供理论依据。 【方法】以20世纪80年代至今推广的8个玉米品种掖单13号（YD13）、农大108（ND108）、郑单958（ZD958）、先玉335（XY335）、京科968（JK968）、中单909（ZD909）、登海605（DH605）、登海618（DH618）为试验材料,进行大田和土柱栽培两种试验。大田试验施氮量为N 236.25 kg/hm2和不施氮,土柱试验为N 4.5和1.5 g/plant,定期取样测定根系相关指标、干物质及氮素积累与分配。 【结果】近代玉米品种籽粒产量和氮素积累量均显著高于早期品种,高氮处理2000's以后品种（JK968、ZD909、DH605、DH618）较之前的4个品种分别增加14.7%和11.7%,低氮条件下分别增加16.1%和20.6%;高氮处理,1990's玉米品种ND108、ZD958根系干重较1980's品种YD13平均减少54.2%,2000's以后的品种JK968、ZD909、DH605、DH618较1990's玉米品种平均增加23.2%,但仍少于YD13;次生胚根数目随品种更替呈现逐渐增加趋势;根系皮层通气组织（RCA）占根系横截面积的比例随品种更替呈现增加趋势,而根系皮层细胞层数（CCFN）和细胞大小（CCS）虽有差异,但并无明显变化趋势;2000's以后品种D95（95%的根系干重所达到的土层深度）较之前品种增加23.7%,表明近代品种根系下扎能力增强,在深层土壤中的根系分布比例增加。在同一氮素水平下,根干重、D95、RCA%与氮素积累量呈显著线性正相关,根系呼吸速率和氮素积累量呈显著线性负相关。 【结论】现代玉米品种的氮素吸收量与氮素利用效率显著高于早期品种,在低氮条件下优势更明显。随品种更替,次生胚根数目增多,利于玉米苗期的生长;根系总量呈现先减少后增加的趋势,根系下扎能力明显增强,深层土壤中根系显著增加。现代玉米品种根系RCA占根系横截面积比例显著增加,减少了根系呼吸消耗,有利于产量的提高。     

黑龙江省主要农作物生育期降水的分形特征与生态学意义

应用分形理论研究了黑龙江省各县市1984-1999年主要作物生育期(4-9月)降水的变化特点。结果表明:主要作物生育期降水存在较好的自相似关系,具有显著的分形特征;各县市分维结果反映,黑龙江省主要作物生育期降水分维从西南到东北增加,北部分维最高,分维越高说明降水变化越复杂、越不稳定。     

小麦-玉米旱作节水技术

隆尧县耕地面积5.4万hm2,其中2010年小麦种植4万hm2,玉米种植面积3.4万hm2,小麦-玉米复种模式是该县农作物主要种植模式.隆尧县常年降水量475mm.地下水深100m左右,其中东部牛桥乡、千户乡、莲子镇等几个乡镇地下水深150m以上,属地下水缺乏地区,小麦、玉米的节水早已被隆尧县高度重视.2008年起在牛桥乡、千户营乡等开始小麦一玉米综合节水高产配套种植模式的试验、示范、推广,取得了明显成效,节水约120m3/667m2,增收节支40元,667m2以上.累计推广面积2万hm2,增收节支1 200万元.     

不同肥料和N减量施用对旱作玉米生产的影响

通过在山西寿阳旱农试验区进行玉米地不同肥料和N减量处理试验，得出：普通肥、增效肥以及增效肥减量施用后对玉米出苗率、株高生长以及产量的影响效果不同；其增产、增效作用的排序为：增效复合肥〉普通复合肥〉增效尿素〉普通尿素，施用增效复合肥对植株生长、植株N和K含量状况有所改善；增效复合肥和增效尿素的N利用率为13．1％～27．3％和0．9％～14．2％，优于普通肥料；N减量15％施用后，玉米产量不但没有显著减少，而且增效肥的N利用效率最高，尿素的N利用效率与N100％施用差异不大。N减量30％和45％施用的产量之间没有显著差异，减量越大，N的利用效率反而越高。通过氮肥合理减量施用，可以达到提高氮肥利用率、节本增效和减少养分向环境流失的目的。     

旱作玉米聚水集肥栽培技术

旱作玉米聚水集肥栽培技术张树，张宝忠（河北省蔚县水土保持局，０７５７００）蔚县位于河北省西北部的黄土丘陵区，干旱少雨，一年九旱，水土流失严重，粮食产量低而不稳，农民生活水平低下。１９８３年以来在小流域治理中修建了很多“三保田”，在粮食增产上起了较大的...     

保水剂对旱作马铃薯产量及水分利用效率的影响

为探究宁南地区保水剂对马铃薯关键生育期水分利用及作物产量的影响,本研究采用沃特和微生物保水剂,以不施保水剂处理为对照,研究2种保水剂不同用量(30、60、90 kg·hm~(-2))对土壤水分、马铃薯产量及水分利用效率的影响并对经济效益进行分析。结果表明,在作物主要生育期,微生物保水剂可改善马铃薯生育前期耕层土壤水分含量,促进马铃薯的生长,而沃特保水剂的施用可提高马铃薯中后期深层土壤水分含量,其作物地上部生物量显著高于不施保水剂处理。与对照相比,沃特保水剂施用90 kg·hm~(-2)时马铃薯增产效果最佳,其水分利用效率最高,分别较对照提高44.1%和75.8%,微生物保水剂60 kg·hm~(-2)次之;施用沃特保水剂60 kg·hm~(-2)的商品薯率最高(87.3%),微生物保水剂60 kg·hm~(-2)次之。结合经济效益分析发现,在宁南旱地马铃薯生产中,推荐施用沃特保水剂30~60 kg·hm~(-2)能显著提高马铃薯的经济效益。本研究为保水剂在旱作区的应用提供了理论依据。     

沟垄二元覆盖对旱作马铃薯耗水特征、产量及水分利用效率的影响

为探讨旱作区沟垄二元覆盖模式下土壤水分、阶段耗水特性及对马铃薯产量和水分利用效率的影响效果,于2016年在宁夏南部山区通过设置垄覆地膜,沟内分别覆盖普通地膜(DD)、秸秆(DJ)、生物降解膜(DS)、液态地膜(DY)、麻纤维地膜(DM)和沟不覆盖(DB)等6种沟垄二元覆盖模式,以传统平作为对照(CK)。结果表明,DJ处理的马铃薯整个生育期土壤蓄水量最高,明显改善了马铃薯生育期土壤水分状况。在马铃薯整个生育期0~200 cm土层土壤含水量以DJ处理最高,尤其耕层(0~40 cm)土壤含水量最为显著。各处理阶段耗水量、耗水强度、耗水模系数在马铃薯各生育阶段表现不同,总体呈生育前期较低、中期增加、后期降低的趋势。在播种-苗期阶段、块茎形成-块茎膨大期阶段以DS处理的马铃薯耗水量、耗水强度和耗水模系数最大,DJ处理最低;苗期-现蕾期阶段以DD处理的耗水量、耗水强度和耗水模系数最大,其次为DM处理,DS处理最小;现蕾期-块茎形成期阶段以DY处理的耗水量、耗水强度和耗水模系数最大,DJ处理次之,DM处理最小。沟垄二元覆盖模式能够提高马铃薯产量和水分利用效率,以DJ和DD处理的增产效果最显著,分别较CK增产47.77%、44.84%;DJ处理的水分利用效率最高(68.2 kg·hm^-2·mm^-1),较CK显著提高58.97%。综上可知,垄覆地膜沟覆秸秆种植模式可显著改善马铃薯中后期0~200 cm土层土壤水分状况,使前期耗水少,中后期耗水增多,且能显著提高产量和水分利用效率。本研究结果为宁南旱作马铃薯覆盖种植高产技术提供了科学依据。     

黑龙江省玉米农业气候区划

农业气候区划是充分合理的利用气候资源,科学的布局作物,实行区域化栽培的基础。作物气候区划是农业气候区划一个重要组成部分,它主要包括两方面的内容:一是要解决种植作物和品种的可能性问题;二是解决栽培的合理性问题。后者主要是研究作物在某一地区所表现的经济性状,主要的研     

河北平原中低产区小麦与玉米生产现状及增产潜力分析

本文基于2000—2013年MODIS/NDVI遥感信息与主要粮食作物的统计数据,分析了河北平原中低产区冬小麦和玉米生产的时空格局,并利用各县粮食作物主要生育期累积NDVI的逐年值、14年的最大值及单产统计数据,采用最小二乘法原理,进行数值曲线拟合,构建了单产遥感估测模型,估算了河北平原中低产区冬小麦和玉米的增产潜力。结果表明:1)冬小麦在邯郸和衡水的最大生产力水平较高,在沧州、廊坊及邢台中部的最大生产力水平较低,即后者挖掘增产潜力之后也很难达到前者的最大生产力水平;玉米的最大生产力水平普遍较高,挖掘增产潜力后均可达到较高的生产力水平。2)冬小麦和玉米总产增产潜力在沧州和邯郸较大;冬小麦单产增产潜力多低于10%,平均增产356 kg?hm?2(5.87%);玉米单产增产潜力多高于10%,平均增产798 kg?hm?2(12.33%);单产增产潜力区域分布不同,冬小麦为廊坊保定沧州邯郸邢台衡水,玉米为邢台邯郸保定沧州衡水廊坊。3)以河北平原近14年来作物累积NDVI的最大值估算的全区冬小麦增产潜力为3.90亿kg,玉米增产潜力为9.62亿kg,二者合计可增产13.52亿kg,约相当于区域冬小麦和玉米理论可达增产潜力的1/5。本文估测粮食作物增产潜力的方法可以应用于估测多尺度范围、不同作物的增产潜力,研究结果可为相关部门的决策和管理提供依据。     

旱作农业的潜力及其增产途径的系统分析

旱地占我国耕地(15亿亩)的52%左右，绝大部分位于我国北方半干旱及半湿润易旱区，年降水量在350—650毫米左右。西北又是我国旱地农业的集中分布区，旱地一般占耕地的70—80%以上。因此，提高旱地作物产量不仅对西北地区，而且对华北地区改变贫困面貌，实现粮食自给有余，迎接我国经济建设重点在本世纪末或下世纪初向西北转移、工农业总产值翻两番，都具有重要的战略意义。西北半干旱地区是我国粮食低产区，目前大面积旱作产量仍在100斤/亩左右徘徊。对其低产原因，多年来一直存在着不少争论，有的说是旱、薄、粗，有的说是薄、粗、     

基于植被降水利用效率的荒漠化遥感评价方法

 在考虑荒漠化评价的空间尺度和基准以及潜在评价指标的尺度特征的基础上,以国内外对土地荒漠化过程中植被降水利用效率(RUE)变化的研究为依据,提出一种以植被的降水利用效率为主要评价指标、适合于荒漠化遥感监测应用的荒漠化评价方法。该方法可很大程度上克服以植被指标为主的评价方法受降水波动影响大的缺点。这种方法重视不同荒漠化类型的共性特征,适合在多种类型荒漠化遥感评价中应用。