半干旱农田生态系统地膜覆盖模式和施氮对小麦产量和氮效率的效应

在年降水量 4 15 mm的黄土高原中部黄绵土和年降水量 6 32 mm的黄土高原南部红油土上 ,分别以春小麦和冬小麦为供试作物进行大田试验 ,研究了地膜覆盖 (春小麦设不覆膜、播后覆膜 30 d、覆膜 6 0 d和全程覆膜 ;冬小麦设不覆膜、播后覆膜 75 d、覆膜 15 0 d和全程覆膜等 4个水平 )和施氮 (春小麦设不施氮和每公顷施氮75 kg,冬小麦设不施氮和每公顷施氮 2 2 5 kg2个水平 )对小麦产量和氮效率的影响。试验结果表明 ,覆膜对春小麦产量和吸氮量的效应因底墒、施氮、覆膜进程和生育期降雨量而异。在湿润年份 (1999年 ) ,无论施氮与否 ,在低底墒时 ,各种覆膜处理的籽粒、茎叶和干物质产量较不覆膜处理虽有增加 ,但二者之间的差异并不显著 ;在高底墒时 ,不管是籽粒 ,还是干物质 ,以覆膜 6 0 d最大 ,以不覆膜最低 ,但不覆膜与覆膜 30 d、覆膜 6 0 d和全程覆膜间差异并不显著。氮肥肥效也因底墒和覆膜进程而异 :低底墒不覆膜和覆膜 30 d的氮肥增产效果最显著 ,但随着覆膜进程的进一步延长 ,氮肥效果下降 ;高底墒时以覆膜 30 d氮肥增产效果最高 ,不覆膜最低。在极端干旱年份 (2 0 0 0年 ) ,地膜覆盖显著影响地上部分生物量 :在低底墒不施氮条件下 ,以覆膜 30 d效果最明显 ,覆膜 6 0 d和全程覆膜效果依次递减 ,不覆?     

半干旱地区地膜覆盖、底墒和氮肥对春小麦根系生长的集成效应

在年降水量 4 1 5 m m的黄土高原中部黄绵土上 ,以春小麦 (Triticum aestivum)为供试作物进行大田试验 ,研究地膜覆盖 (设不覆膜、播种后覆膜 30 d、覆膜 6 0 d和全程覆膜 )、底墒 (设低、高 2种底墒 )和施氮 (设不施氮和施氮 75 kg/hm2 )对春小麦根系生长的影响。结果表明 ,覆膜后作物根系生长加快 ,中下层根系比例增加 ,有利于吸收土壤深层水分。相对发达的根系保证了作物吸收器官 (根 )和失水器官 (叶 )间的平衡 ,协调根冠间的干物质分配关系 ,能在不影响根系吸收能力的前提下 ,提高光合产物的繁殖分配比例。适时揭膜能够改善光合产物分配 ,促进根系生长下扎 ,维持生长后期活性。全程覆膜处理的表层和中层 (30～ 6 0 cm)土壤中 ,根系生物量显著低于其他处理 ,原因在于后期覆膜使土壤温度急剧升高 ,造成根系大量死亡和活性下降。因此及时揭膜 ,有利于作物生长后期的根冠比保持在较高水平 ,而全程覆膜对维持作物生长后期较高的根冠比不利     

半干旱农田生态系统地膜覆盖的土壤生态效应

在年降水量415mm的黄土高原中部黄绵土和年降水量632mm的黄土高原南部红油土上,分别以春小麦和冬小麦为供试作物进行大田试验,研究地膜覆盖(春小麦设不覆膜、播种后覆膜30d、覆膜60d和全程覆膜4个水平;冬小麦设不覆膜、播种后覆膜75d、覆膜150d和全程覆膜4个水平)和施氮(春小麦设不施氮和每公顷施氮75kg2个水平;冬小麦设不施氮和每公顷施氮225kg2个水平)对土壤水分、温度、氮素有效性、土壤中CO2和N2O释放量的影响。结果表明,在2年的春小麦试验中,覆膜对2m深土层的贮水量基本没有影响,但能显著提高0～20cm土层的含水量;覆膜对5cm土层土壤温度的影响呈"U"型变化,即在作物生长前期和后期影响显著,中期影响较小;覆膜后虽然土壤微生物体氮有下降趋势,但由于覆膜能够增加土壤呼吸和有机氮的矿化,从而显著影响收获后0～100cm土层中NO-3-N的累积。从2个施氮水平和底墒平均值看,1999年覆膜30,60d和全程覆膜(126d)处理土层中累积的NO-3-N分别比不覆膜的对照增加-23.0,-10.1和49.7kg/hm2;2000年覆膜30,60d和全程覆膜处理土层中累积的NO-3-N分别比不覆膜的对照增加4.6,-5.0和8.2kg/hm2。可见,全生育期覆膜能够显著增加作物收获后土壤剖面中的残留NO-3-N。不同覆膜进程对作物收获后土壤剖面中的矿质氮,特别是NO-3-     

半干旱地区地膜覆盖和施氮对春小麦生育进程和干物质积累的影响

以春小麦为供试作物 ,在年降水量 4 15 mm的黄土高原中部黄绵土上进行了大田试验 ,研究了地膜覆盖 (设不覆膜、播种后覆膜 30 d、覆膜 6 0 d和全程覆膜 4个水平 )、施氮 (设不施氮和每公顷施氮 75 kg2个水平 )和底墒 (设低、高 2个底墒水平 )对小麦生育进程和干物质积累的影响。结果表明 ,与不覆膜相比 ,覆膜后春小麦出苗时间提前 1～ 9d(大部分提前 3～ 6 d) ;在作物生长中期 ,适时揭膜能够显著增加有效分蘖数 ,提高后期结实穗数 ,延长成熟期 ,有利于作物形成大粒 ,提高千粒重。全程覆膜虽然也改变了作物生育进程 ,但对后期生长不利 ,导致灌浆期缩短 ,无效分蘖增加 ,千粒重下降。生长前期覆膜 ,不仅能显著增加作物生长前期地上部分干物质的迅速积累 ,而且对中、后期干物质进一步累积和产量形成也具有重要作用。2种底墒处理一致表明 ,随着小麦生育进程的推进 ,不仅不同覆膜处理单位面积干物质累积量的差异缩小 ,而且与不覆膜处理之间的差异降低 ,表明后期覆膜在春小麦同化产物累积上并没有实际意义。覆膜后 ,地上部分生物量 ,特别是茎部生长旺盛 ,重量显著增加 ,但随着生育进程的推进 ,根冠比下降 ,显然地膜覆盖抑制了较多同化产物流向根部。综合 2年试验结果 ,春小麦生长前期覆膜 ,有利于根冠比在作物?     

不同条件下覆膜对春小麦产量和水分利用的影响

通过大田实验研究了不同条件下覆膜对春小麦产量与水分利用效率的影响。覆膜处理均在播种后62d揭膜。由于底墒较差,覆膜后土壤干旱加剧,导致全生育期耗水量分配不合理,使前期增长的根系在中后期成为生长的冗余,进而影响水分利用效率和产量。     

不同耕作措施对小麦水分利用的影响及机制

为探明在旱作雨养农业条件下不同耕作措施对小麦水分利用机制的影响,依托长期定位大田试验,于2012年比较研究了传统耕作(T)、免耕(NT)、免耕秸秆覆盖(NTS)和免耕地膜覆盖(NTP)条件下春小麦的阶段耗水量、抽穗期和灌浆期7∶00时旗叶水势和各土壤层次的水分含量随不同生育期的变化及其对水分利用效率的影响.结果表明:免耕秸秆处理(NTS)相对于传统耕作处理(T)能提高全生育期0~30cm的土壤含水量和全生育期的作物耗水量(较传统耕作(T)提高5.45%),免耕秸秆覆盖(NTS)处理的抽穗期和灌浆期的7∶00时旗叶水势相对于传统耕作(T)增加6.2%和4.6%,水分利用效率和籽粒产量高于传统耕作(T)处理11.2%和17.3%.采用免耕秸秆覆盖在增加作物耗水量的同时也提高了作物产量,所以免耕秸秆覆盖处理的水分利用效率最高.因此,在本试验条件下实施免耕秸秆覆盖的保护性耕作措施,有利于作物对有限降水的高效合理利用,提高作物产量.     

不同覆膜方式对西北旱地麦田土壤水热特征和产量形成的影响

为了改善西北旱区土壤水热条件,提高降水利用效率,研究西北旱作条件下白膜平铺覆土穴播(T1)、黑膜平铺覆土穴播(T2)、白膜垄沟覆土穴播(T3)、黑膜垄沟覆土穴播(T4)、白膜平铺无土穴播(T5)、黑膜平铺无土穴播(T6)和露地穴播(CK)对麦田土壤水热效应和籽粒产量及水分利用效率的影响,以期为实现春小麦高产高效种植提供理论依据。结果表明:地膜覆盖具有明显增温和降温双重效应。与CK相比,在春小麦苗期和分蘖期覆膜处理下0~25cm土层土壤平均温度增加0.73℃和0.88℃,而在扬花期和灌浆期降低0.38℃和0.75℃。从整个生育期看,不同覆膜处理在0~25cm土壤温度变异系数(18.24%~20.02%)低于CK处理(21.48%),说明地膜覆盖有利于减轻土壤温度波动。不同处理下小麦全生育期0~25cm土层地温随土层的加深而逐渐降低,在25cm处的平均地温低于5cm处5.38℃。春小麦抽穗至灌浆期阶段的耗水量和耗水比例均最大,平均分别为126.83mm和47.37%,T3处理在此阶段的耗水量最高,显著高于CK处理21.33%。地膜覆盖可显著提高春小麦的籽粒产量和水分利用效率,增幅分别为9.64%~21.92%和6.45%~20.15%,且T3处理的籽粒产量最高(3 915.40kg·hm~(-2));而T4处理的水分利用效率最高,T1处理次之,T5处理最低,分别较CK显著增加20.15%、15.39%和6.45%。综合考虑,T4处理是最适宜在西北旱区条件下推广的春小麦种植模式。     

黄土塬区冬小麦产量及水分利用效率对播前底墒变化与生育期差别供水的响应

【目的】通过黄土塬区播前底墒变化和生育期差别供水(降水+补充灌溉)对冬小麦产量、耗水量以及水分利用效率影响的田间试验,揭示该区域农田有限水资源高效利用的调控机制,明确现有措施下冬小麦旱作生产潜力可实现水平。【方法】划设田间试验小区,在夏闲期通过覆盖保水与生物耗水措施形成底墒差异的基础上,设计如下试验:(1)由不同底墒+生育期降水形成4个冬小麦全生育期无补灌处理,以分析冬小麦产量及水分利用效率对播前底墒变化的响应。其2 m土层底墒变化范围为350—550 mm。(2)相同底墒下不同生育期灌一水处理:在平均底墒约为500 mm下分别在拔节期、孕穗期和灌浆期补充灌溉40 mm,探讨冬小麦不同生育期对等量灌溉的响应差别。(3)高底墒542.3 mm与571.6 mm下分别进行灌2水与4水处理,形成冬小麦全生育期比较充分的供水条件,研究冬小麦在低水分胁迫下产量提升的可能程度及其水分利用效率特征。【结果】(1)在黄土塬区降水季节分布特征下,播前底墒对冬小麦产量具有决定性作用,产量随底墒线性增加。在做好夏闲期蓄水保墒的基础上,旱作冬小麦产量可达到充分供水情况下能够取得产量的88%—90%水平。(2)与2 m土层底墒为500 mm且生育期无补充灌溉的处理比较,供水增加同为40 mm时,表现为底墒增加处理的产量提高了11.8%,次之是在拔节期与孕穗期分别补灌的处理,但三者间产量无显著差异;播前底墒较高并在拔节期及孕穗期补充灌溉的处理冬小麦产量达到试验年份较高水平,且作物水分利用效率(WUE)也得到提高。(3)冬小麦产量与耗水量表现为Logistic曲线关系,随着耗水量的增大,产量提升速率表现为先快后慢,边际水分利用效率(MWUE)则持续降低,而WUE表现为上升、达到峰值和下降三个阶段,且WUE到达其最高值的耗水量小于产量到达其最高值的耗水量。【结论】黄土塬区气候条件下,播前底墒差别与生育期差别供水对冬小麦产量均有影响,由底墒或不同生育时期分别增加等量供水在总供水水平相同时其增产效应基本一致;采用Logistic曲线模型可以较好地模拟冬小麦产量与耗水量之间的关系,揭示产量、耗水量及WUE间的内在联系。     

有机肥及地膜对土壤温度及春小麦水分利用效率的影响

为探究施用有机肥及地膜覆盖对春小麦土壤温度、耗水规律及产量和水分利用效率的影响,设置施用有机肥、地膜覆盖、有机肥+地膜和对照(不施有机肥、不覆膜) 4个处理进行对比研究。结果表明:施用有机肥处理在小麦生育前期一定程度上抑制了土壤的增温效应,而生育后期增温效果显著,促进了小麦的灌浆成熟;地膜覆盖处理在小麦生育前期增温效果显著,促进了小麦的生长发育,而在生育后期的高温季节起到了一定的降温效应。各处理小麦全生育期耗水量显著高于对照处理,施用有机肥、地膜覆盖和有机肥+地膜处理分别较对照处理高11. 91%、12. 62%和15. 73%,且在小麦拔节期-扬花期各处理较对照处理耗水更强,有利于小麦成穗和总产量的提高。各处理均较对照处理显著提高了小麦产量和水分利用效率,且以有机肥+地膜处理增幅更大,产量和水分利用效率平均较对照处理高32. 82%和14. 75%。该地区小麦种植建议采用有机肥+地膜覆盖的种植方式。     

春小麦膜上灌最佳覆膜宽度和单宽流量试验研究

研究了河西内陆灌区膜上灌在不同覆膜宽度和单宽流量条件下对春小麦全生育期耗水量、产量构成要素以及产量和水分利用效率的影响,得出该区春小麦膜上灌采用覆膜宽度和单宽流量分别为125 cm和1.3 L/(s.m)时节水增产效应明显.     

雨水涵养利用与初雨水净化的研究

中国是严重缺水的国家,水资源供需矛盾十分突出。雨水是地下水的最重要补给源,也是解决水资源供需矛盾的重要途径之一。本研究中,通过借鉴美国雨水涵养与初雨水净化的成熟经验,设计了中国雨水涵养利用与初雨水净化系统,对屋面、绿地、道路、硬覆盖的排水与雨水涵养以及涵养水的利用、初雨水的净化等进行了研究。该系统在涵养雨水的同时,解决了初雨水净化的问题,与非涵养的普通雨水排水系统相比,管道长度短,管径小,节省了系统造价,是中国雨水利用的创新体系。     

水资源费问题分析

为对当前我国正在进行的水价改革提供理论参考。介绍了对水资源费性质的不同观点，回顾了水资源费的理论和实践，认为水资源费是一种税，是一种政府行为和管理措施。在此基础上提出了水资源费的定价方法，可以作为水资源研究、测算的指导。     

水资源开发中水环境保护措施研究

水资源是地球上人类离不开的重要资源,保护水资源是人类共同的责任。人类在开发利用水资源的同时,不能忽视由此而引发的水环境问题。从国内外主要河流因不合理开发而产生的环境问题出发,阐述了在进行水利工程建设、开发利用水资源的同时,应注重水环境和生态系统的保护,并根据我国的实际情况,提出水环境保护的内容和3点具体措施。     

几种除草剂水体残留对水葫芦生长的影响

采用模拟除草剂水体残留的方法研究了稻田3种常用除草剂二甲四氯钠、苄嘧磺隆、丁草胺水体残留对水葫芦生长的影响。结果显示:水体中不同浓度的3种除草剂对水葫芦生长均有影响,其中3.36 mg/L二甲四氯钠处理的水葫芦植株的药害症状最为明显,0.10 mg/L苄嘧磺隆处理的次之,4.25 mg/L丁草胺处理的最小。3种除草剂不同浓度处理下水葫芦干物质产量、分株数均随除草剂浓度的增加而降低。     

水分胁迫对4树种幼苗叶水势和持水力的影响

以皂荚(Gleditsia sinensis)、核桃(Juglans regia)、柿子(Diospyros kaki)和黑枣(Diospyros lotus)为材料,在田间持水量为80%、60%、40%和30%的条件下对4树种幼苗叶含水量、叶水势和叶持水力进行了研究。结果表明:严重水分胁迫下,4树种叶含水量降低幅度是核桃<柿树<皂荚<黑枣,核桃和柿树能够保持较高的叶水势,而皂荚和黑枣的叶水势则比较低;充足供水条件下,4树种叶持水力是皂荚>核桃>柿树>黑枣,水分胁迫诱导了皂荚、柿树和黑枣叶片持水力的提高,而耐旱的核桃却没有明显的变化。     

奶牛场用水特征及节水措施

为了系统全面地掌握奶牛养殖场用水特征,提出科学合理的节水措施,采用查阅文献和实地调研相结合的方法,概述了国内外奶牛养殖现状,系统总结了奶牛养殖各环节用水特征、变化规律及影响因素。结果显示:饮用水、清洁水、降温水是国内外奶牛养殖主要用水构成,养殖规模、泌乳牛比例、挤奶厅类型、气候特点等是影响奶牛场用水特征的主要因素,构建涵盖多因素的用水量预测模型是研究热点。分析确定了饮用水、挤奶厅用水和喷淋用水是奶牛养殖重点节水环节,并对后续奶牛场养殖过程节水研究提出了具体建议。     

内蒙古地区水足迹量化及水资源评价分析

为探讨内蒙古地区水资源现存问题和发展规律,合理利用区域水资源,基于水足迹理论对内蒙古1998—2018年用水结构进行分析,并评价区域水资源利用状况。结果表明:全区水足迹整体呈上升趋势,2018年总水足迹达778.58亿m3。从构成上看,农业蓝绿水足迹始终占总水足迹主导地位,所占比例为72.43%～82.97%。对比各地级市用水特征,由于阿拉善地区生态蓝水足迹较高,因而人均蓝水足迹最高;兴安盟降水量大、作物产量较低,因此人均绿水足迹最高;研究区总体水资源压力始终处于较高状态,乌海地区水资源压力位居第一,但研究区总体上尚未出现水质性缺水问题。综上,内蒙古地区亟需通过调整用水结构等以改善当地水资源利用现状,促进区域可持续发展。     

保定市给水工程利用南水北调引江水作为新水源的工程方案及其优选

根据南水北调中线配套工程对西大洋引水工程的影响,结合河北省和保定市南水北调配套工程规划总体要求,从经济技术的角度,本研究提出了保定市西大洋给水工程利用南水北调引江水作为新水源的6种工程方案。针对影响方案选择的因素具有模糊性这一特征,应用模糊综合评判法进行方案优选,根据最大隶属度原则,通过计算得到了全部买断产权方案为最佳的对策方案。基于模糊综合评判法的优选结果为南水北调中线引江水被保定市给水工程利用的方案选择提供了决策依据。     

3种水草腐解对水质的影响

为了探究河蟹生态养殖池塘常见的3种水草腐解对水质的影响,进行了为期60 d的室内桶装模拟试验,监测水草质量损失率和桶内水体水质指标的变化。结果表明:3种水草的腐解速率有相同的特点,即前期较快,中、后期较慢,同时也存在差异性,轮叶黑藻和伊乐藻的腐解速率相近且较快,金鱼藻最慢;试验结束时,轮叶黑藻、伊乐藻和金鱼藻的质量损失率分别达到72.3%±2.1%、71.7%±1.5%和58.3%±0.6%。腐解前期水质因子的变化较大,水体由中性变为酸性;3种水草水体化学需氧量较试验初期升高约4.5倍,水体发黄、发臭;溶解氧被极大地消耗,水体处于缺氧或厌氧环境,促进了反硝化的进行,硝氮迅速降低,而亚硝氮和氨氮迅速升高,其中氨氮约是初始含量的6倍;总氮、总磷升高明显,其中总磷在所有水质因子中变化幅度最大,第3天,轮叶黑藻、伊乐藻和金鱼藻处理组水体总磷分别增加约123、124和66倍。随着腐解的进行,水体的部分氮、磷沉积进入底泥。总而言之,较多的水草残留在池塘中,会引起水体缺氧,加剧植物残体的腐解,导致水质恶化,因此需要适时地通过人工打捞来控制水草残体的生物量。     

开阳县水源水质调查与分析

为了开发利用地下水资源,对开阳３３个地面和２２个地下水点的水源进行了调查,并对其水质进行分析研究。结果表明,开阳县的地面水源和地下水源的水质良好,均未检出氰化物、挥发酚、砷、汞、六价铬等有害物质,达到国家Ⅰ类水质标准,可作为生活用水、灌溉用水和养殖用水水源,应进一步开发利用。