添加蛭石和鸡粪对玉米秸基质穴盘育苗的影响

玉米秸基质是一种新开发的替代草炭的基质,研究其在园艺作物栽培和育苗中的配套应用技术有重要意义。该文以番茄为试材,采用正交试验设计,研究了蛭石与发酵玉米秸基质的复配比例、烘干鸡粪添加量及基质相对含水率对玉米秸基质穴盘育苗的影响。结果表明：3因素对番茄幼苗地上部生长影响的主次顺序是鸡粪添加量＞基质相对含水率＞基质配比,对地下部生长影响的主次顺序是基质相对含水率＞基质配比＞鸡粪添加量;通过验证试验,综合考虑育苗效果及经济性得出最优组合处理为：基质相对含水率85%;玉米秸基质︰蛭石（V︰V）=1︰1;鸡粪添加量为每穴盘15 g。该试验结果为玉米秸基质应用及新基质开发提供了参考。     

基于基因表达式编程的作物水分生产函数构建

作物水分生产函数的确定是农业水资源优化配置的关键。该研究采用农业水文生态系统模型（Agro-Hydrological & Chemical and Crop systems simulator, AHC）与基因表达式编程（Gene Expression Programming, GEP）相结合的方法构建作物水分生产函数。以河套灌区3种主要作物（葵花、玉米、小麦）为研究对象,采用AHC模型模拟作物产量等,构建基于GEP算法的作物水分生产函数,探讨考虑盐分胁迫的作物水分生产函数构建的思路与方法。结果表明：1）作物模拟产量与地下水埋深、地下水矿化度和灌水量等因素有关。2）构建作物水分生产函数的最优输入因子组合为地下水埋深、灌溉量、蒸散发、地下水矿化度、土壤根层盐分对作物胁迫因子、土壤根层含水率。3）应用作物水分生产函数估算不同灌溉定额条件下作物产量（预测产量）,并与AHC模型计算的产量（模拟产量）进行比较,玉米、葵花、小麦预测产量与模拟产量具有很好一致性,其决定系数分别是0.96、0.93、0.96,平均相对误差均小于5%,满足计算精度要求。因此,该研究所构建的作物水分生产函数可以较准确地估算盐分胁迫下作物产量,为农业节水与灌溉水高效利用提供科学参考。     

旱地胡麻覆膜穴播种植与节水补灌试验研究

干旱是威胁宁南山区胡麻生产持续发展的首要限制因子.采用地膜覆盖穴播种植技术,探索了旱地胡麻覆膜穴播种植的增产机理及其增产效应.结果表明,覆膜穴播可以提高土壤地温,保持土壤水分,促进土壤速效养分的充分释放和有效利用.又因穴播种植,胡麻籽粒顶土合力增强,出苗率高达79.4%～96.2%,籽粒产量提高37.9%～46.2%.与此同时,作者于胡麻覆膜穴播种植后,在胡麻的关键生育期枞形后期-现蕾初期,进行了膜上节水补灌试验.结果表明,节水补灌300～450 m3/hm2可提高籽粒产量30%～44%,水分生产效率达0.30～0.32 kg/(hm2.mm),水分生产效率提高8%～14.9%.这一新的种植方式,效益显著,应在干旱半干旱地区的胡麻产地大面积推广应用.     

补充灌溉对半干旱区马铃薯产量和水分利用效率的影响

采用随机区组设计,研究了陇中半干旱区不同补灌时期及补水量对马铃薯产量形成和水分利用效率的影响。结果表明,苗期补水、现蕾期补水和膨大期补水较对照均能显著提高马铃薯产量;补水处理水分利用效率（WUE）均高于不补水处理（对照）;其中,现蕾期补水3kg/穴处理产量和水分利用效率增幅最高,产量和WUE分别达19 178.57kg/hm2（较对照处理高21.77%）和52.75kg/（hm2.mm）;与对照相比,各补水处理普遍优化了马铃薯各产量构成性状,有利于大薯率和中薯率的提高,单株结薯数和单株薯产量也较高。因此,现蕾期为旱地马铃薯需水关键期,对水分的变化敏感;现蕾期补水3kg/穴,可以作为半旱区马铃薯适宜的抗干旱节水高产种植模式。     

耕作期内土壤水分和盐分运动规律——试验设计及水盐变化

[目的]分析灌溉期内土壤水盐变化规律,为改进灌区耕作期灌溉制度存在的现行问题,土壤盐碱化治理以及研究节水型灌溉工程的实施对生态环境的影响提供科学指导。[方法]考虑土壤质地、灌溉方式、作物种植等因素进行试验点、观测点的布设,通过常规方法对水分变化、含水率、土壤盐分、地下水盐分等方面进行了计算分析,在此基础上,对其影响因子(灌溉方式、灌溉制度等)进行相关性分析。基于2a耕作期内时空变化监测数据分析土壤水分、盐分运动变化特点。[结果]耕作期土壤含水率随土层深度增加而增加,含水率变化频率随土层深度增加而减少。[结论]耕作期内,在地下水埋深较浅的情况下,过大的降雨量(灌水量)并不能得到更高的脱盐效率,甚至可能降低脱盐率,表层土壤呈现较明显的脱盐过程;地下水盐分变化与降雨关系密切。     

不同水分管理下覆膜旱植稻营养特性及其与光合生理的相关性研究

本研究以超级杂交稻P88s/1128为材料,研究了覆膜栽培下不同水分管理方式对超级杂交稻产量及钙（Ca）、 硅（SiO2）吸收特性的影响,并探讨了硅、 钙吸收总量与蒸腾速率之间的相关性。结果表明,覆膜栽培条件下旱作水稻产量比无膜栽培提高了3.64%;覆膜栽培下湿润处理后穗部钙吸收量为1.58kg/hm2,显著高于灌水处理;栽培模式和水分管理2种处理因子均对水稻后期钙、 硅的积累量具有一定的影响且存在显著的交互作用;覆膜旱植栽培下超级稻后期蒸腾速率与穗部硅的吸收呈显著正相关（r=0.8561*,P=0.0066）。覆膜和后期灌水提高了群体蒸腾速率,有利于营养物质的吸收,同时促进了茎叶中储存的碳水化合物向穗部转运,另一方面,蜡熟期过高的蒸腾速率会导致茎秆中碳水化合物过量输出,可能带来倒伏风险。     

不同建植技术对露天煤矿排土场生态修复效果的影响及评价

为解决矿区排土场生态修复难和生态修复成本高的问题,提出了一种新的穴铺建植技术对排土场进行生态修复,并于2012—2015年期间选择4种建植技术对永顺煤炭有限公司矿区排土场开展生态修复工作。基于修复后（2015年）的植被生长状况和土壤改良效果,并通过对比分析的手段,对不同建植技术的生态修复效果进行了评价。结果表明:穴铺植生袋建植法（A）、旱梯田坡面建植法（B）、旱坡植生袋建植法（C）和沙柳围护建植法（D）4种不同建植技术中,在植被覆盖度方面表现为A（85%） > C（80%） > B（73%） > D（63%） > E（7%,裸地）;土壤容重方面表现为A（1.21 g/cm³） < C（1.27 g/cm³） < B（1.31 g/cm³） < D（1.43 g/cm³） < E（1.52 g/cm³）;土壤侵蚀模数方面表现为A[3 630 t/（km²·a）] < C[6 350 t/（km²·a）] < B[7 860 t/（km²·a）] < D[15 730 t/（km²·a）] < E[26 000 t/（km²·a）],均表明A技术在植被生长状况和土壤质地改良方面效果显著,有效解决了试验区人工建植植物群落稳定性差和水土流失量大等问题,成功完成了试验区的生态修复。穴铺植生袋建植技术在矿区排土场或类似区域的生态修复工程实践中具有良好的借鉴和参考作用。     

Hydrus-1D模型在田间水循环规律分析中的应用及改进

为分析农田水分运移规律,以华北平原位山引黄灌区典型田间为研究对象,应用Hydrus-1D模型连续模拟了 2006－2009年的田间水分运移过程。对模型中表面阻抗的计算方法进行了改进,从而改善了蒸散发的模拟结果,与涡度相关系统的实测蒸散发数据对比表明了改进的合理性。对蒸散发的分析表明,对于种植季节性作物的农田,叶面积指数（leaf area index,LAI）是影响蒸散发季节变化过程的重要因素,而气象条件主要决定其在较短时间尺度（如一周）内的波动。与时域反射仪（time domain reflectometry,TDR）实测土壤含水率的对比表明,模型对土壤含水率的模拟精度较高。水量平衡分析结果表明,降雨和灌溉的80%由蒸散发消耗,在汛期农田通过排水发生田间渗漏损失。     

掺沙对盐渍土土块崩解和土壤盐分淋洗的影响机理

黄河三角洲地区的土壤入渗性能差,且盐分含量高,掺沙可以加速盐渍土块崩解,改良土壤质地与结构,从而改善入渗性能和水盐在土壤运移过程。以黄河三角洲地区盐渍土土块为研究对象,采用室内土柱模拟试验,设置3种掺沙比例：CK （0）、S1（20%）、S2（50%）,土块组成：<1 mm （20%）,1~2 mm （28%）,2~5 mm （34%）,5~10 mm （18%）研究积水入渗条件下掺沙比例对相继2次入渗过程中盐渍土土块崩解及其对水盐运移的影响,从而明确掺沙对盐渍土的改良效果。结果表明,在第1次灌水淋洗和水分再分布后,用干筛法和湿筛法测量得到S1和S2土壤> 0.25 mm的土块含量,较对照组分别降低17.92%,15.50%和51.45%,32.00%;不同掺沙比例下,同一时刻的湿润锋和累计入渗量均表现为S2 > S1 > CK,且S1和S2的稳定入渗率在第1次和第2次入渗过程中,较对照组分别增加60.00%,66.67%和400.00%,900.00%;同一土层深度的脱盐率随掺沙比例增加,掺沙比例为50%时,脱盐深度比20%和对照组分别增加33.3%和45.45%,脱盐量分别提高1.19%~19.01%和4.21%~77.52%。综上,盐渍土掺沙可以有效促进盐渍土块崩解,提高入渗速率和洗盐效率。研究结果可为盐碱地改良提供参考依据。     

不同水质淋洗与改良剂施用对银北灌区碱化盐土水盐运移的影响

通过土柱模拟试验，开展了不同水质淋洗下磷石膏及其与酸性材料组合施用后对宁夏碱化盐土土壤水盐运移的影响研究。以黄河水、低矿化度农田退水和高矿化度农田退水作为淋洗水源，腐植酸、糠醛渣和硫酸铝作为酸性材料。结果表明：（1）不同水质淋洗下，垂直湿润锋推进深度、累积入渗水量与入渗时间的平方根均呈线性关系，黄河水淋洗下，改良剂组合措施表现最优，而在高矿化度农田退水淋洗下，单施磷石膏措施最优。（2）黄河水和低矿化度农田退水淋洗下，施用改良剂降低了0—50 cm土层土壤电导率，黄河水淋洗下"磷石膏+硫酸铝"处理最低；高矿化度农田退水淋洗下为"磷石膏+腐植酸"和"磷石膏+硫酸铝"处理表现较优；（3）随着淋洗水矿化度的增加，土壤pH降低深度增加，施用改良剂降低了0—30 cm土层的土壤pH，黄河水淋洗下，"磷石膏+硫酸铝"处理表现最优；低矿化度农田退水淋洗下表现为"磷石膏+糠醛渣+硫酸铝"处理最低；高矿化度农田退水淋洗下表现为"磷石膏+糠醛渣"处理最低。（4）黄河水淋洗下，施用改良剂提高了不同深度土壤含水率，不同水质淋洗下，施用改良剂提高了0—70 cm土层深度土壤含水率，而各改良剂之间土壤含水率相差不大。综上所述，针对宁夏碱化盐土的改良，建议黄河水和高矿化度农田退水淋洗下，采用"磷石膏+硫酸铝"组合措施进行土壤改良；低矿化度农田退水淋洗下，采用"磷石膏+糠醛渣+硫酸铝"组合措施进行土壤改良。     

覆膜开孔土壤蒸发的水盐分布特征及运移规律研究

在干旱半干旱的新疆地区,覆膜灌溉面积在逐年增加。但由于田间地膜覆盖率无法达到100%,同时出苗孔和灌水孔的存在使得研究覆膜灌后地表覆膜开孔率不同时蒸发的水盐运动很有必要。为获得覆膜开孔蒸发的土壤水盐分布特征,采用垂直一维入渗蒸发双层有机玻璃土柱实验系统进行蒸发试验。以概化的覆膜开孔率为上边界条件,针对初始水盐均匀和入渗结束后的蒸发两种处理,研究了覆膜开孔率影响下,蒸发土壤含盐量剖面和盐分浓度剖面的分布特征。结果表明,对水盐均匀处理,剖面盐分浓度可采用含水率及开孔率的函数关系表达;而对入渗蒸发处理,剖面盐分浓度随覆膜开孔率的范围不同可采用不同的指数形式表达。表土10cm返盐量随覆膜开孔率的增大而逐渐增加。单位膜孔面积的返盐量随覆膜开孔率的增加而减小,呈幂函数关系。此外,相同开孔率条件下,单位膜孔面积上蒸发量(ER)与土表10cm返盐量(Wsm,10)之间呈良好的线性关系。     

土壤秸秆注孔对土壤含水量及作物生长的影响

[目的] 研究土壤秸秆注孔对土壤含水量及作物生长的影响,为旱作农田增加雨水蓄集能力及提高水分利用效率提供理论依据。[方法] 开展玉米-小麦轮作田间试验,设置常规种植(CK)、土壤秸秆注孔2孔/m²(T₁),4孔/m²(T₂),8孔/m²(T₃)4个处理。[结果] 秸秆注孔所有处理均提高了整个试验期表层土壤含水量。T₂,T₃处理提高了收获期深层土壤含水量,试验结束时两者底层土壤(60-80 cm)含水量较CK分别提高了29.19 %和28.18 %。秸秆注孔处理提高了作物株高、经济产量和生物量,以及降水利用效率和水分利用效率,T₂,T₃处理的提高效果最明显,且彼此差异不显著。[结论] 秸秆注孔具有保水性能和增产能力,根据成本和效果综合考虑,推荐秸秆注孔4孔/m²(T₂)作为优选处理。     

农田恢复措施对黑土母质发育的新成土壤团聚体微形态及孔隙结构的影响

土壤结构是土壤肥力的物质基础,水土流失等导致土壤结构退化成为威胁我国粮食安全的重要因素。本文利用8年田间定位试验,通过土壤切片技术,研究不同农田恢复措施(耕作和有机物料投入)对黑土母质发育的新成土壤团聚体微形态的影响,对理解成土过程和肥力快速恢复具有重要意义。结果表明:免耕土壤(自然、人工植被恢复)、不施肥耕作土壤和仅施化肥耕作土壤均为复合孔洞状微结构,主要孔隙形状均为面状或孔洞状,连通性及数量相当,土壤垒结和微结构类似;但土壤颗粒分布频度和均匀度及粗细粒质接触紧密度与耕作负相关,免耕土壤显著地高于耕作土壤(P0.05)。施肥耕作土壤中,施有机物料的土壤为海绵状微结构,施高量有机物料的土壤微结构发育最好,施低量有机物料的土壤微结构次之,不施有机物料土壤微结构最差;其土壤垒结和微结构发育特征与有机物料的投入正相关。     

沙穴种植对盐碱土壤水盐运移和番茄生长特性的影响

为了探讨在滴灌条件下沙土及复配生物炭对盐碱土水盐运移和番茄生长特性的影响规律。通过田间小区试验,设计对照组(CK)、沙穴(T1)和沙穴复配生物炭(T2)3个处理,分析在滴灌条件下沙穴对盐碱土壤水分、盐分分布及番茄生长特性等方面的影响。结果表明:不同处理土壤剖面水分、盐分分布极不均匀,在沙区内各处理平均含水率和EC值均表现为CK>T2>T1,土壤盐分主要向植株与植株之间的地表裸露区定向迁移,呈现出EC的高值区,且高值区位置不同。在滴灌带下方的剖面内,T1、T2处理在0-80 cm土壤内均脱盐,CK处理在0-40 cm土壤内积盐,在40-80 cm土层脱盐。T2处理下的根系体积是CK处理的3.00倍,且各处理表现为T2>T1>CK。T2处理下的产量最高,为57.37 t/hm^2,比CK处理增加80.78%,各处理产量表现为T2>T1>CK,且沙穴对番茄的品质有显著影响。综上所述,T2处理使得土壤入渗性能得到显著改善,抑制土壤返盐,改善土壤水盐状况,促进作物生长,为盐碱地的农业开发利用提供理论依据。     

穴播条件下地膜覆盖及播种量对春小麦土壤水盐分布的影响

[目的]在河套平原开展了地膜覆盖及穴播量对春小麦土壤水盐分布的影响研究,为减轻土壤盐渍化,提高土壤水分利用效率,实现精量化播种,促进地膜春小麦生产提供科学指导。[方法]以穴播不同量(穴播量分别为8粒,10粒,12粒,14粒和16粒)的露地春小麦为对照,监测穴播不同量的地膜春小麦对土壤水分、盐分分布及春小麦产量的影响。[结果]地膜覆盖与露地穴播的土壤水分均随穴播量的增加而降低;且从播种至灌浆期不同穴播量间的差异随着春小麦的生长而增大。相同穴播量下地膜覆盖的土壤水分在孕穗期前高于露地,扬花期后则低于露地;整个生长期地膜覆盖的耗水量略高于露地。地膜覆盖与露地穴播的土壤盐分均随穴播量的增加而降低但无显著差异,相同穴播量下地膜覆盖0—30 cm土层土壤盐分显著低于露地,30 cm土层以下则与露地基本一致。地膜覆盖与露地穴播的土壤水分利用效率均随穴播量的增加而增加,相同穴播量下地膜覆盖的春小麦产量和水分利用效率、水分产出率高于露地,千粒重和经济系数则低于露地。露地穴播的产量及水分产出率均以穴播14粒的最高,地膜覆盖的产量以穴播12粒的最高,水分产出率以穴播10粒的最高。[结论]地膜覆盖可降低0—30 cm土层土壤盐分,提高土壤水分利用效率,河套平原地膜春小麦的适宜穴播量应为当地常规露地条播量的70%至84%,即穴播10至12粒。     

初始湿度对覆膜开孔蒸发水盐运移的影响

为了解初始含水率(湿度)变化对覆膜开孔蒸发的盐分与蒸发量的定量关系,通过不同湿度土壤的室内蒸发实验,研究了覆膜开孔率影响下土壤水分和盐分的运动特征.结果表明,初始含水率越大,不同覆膜条件下累积蒸发量越大,单位膜孔面积累积蒸发量(E_R)随开孔率增大而急剧减小.不同初始湿度的ER与覆膜开孔率的关系可用乘幂表示;表土返盐量随覆膜开孔率的增大而逐渐增加;不同含水率土壤的盐分浓度削面分布趋势一致,含水率越大,表层盐分浓度越大,含水率较小的土壤.盐分浓度在表层最大.在盐分含量最低点附近达到最小值,表层以下4-13cm的盐分浓度均小于初始值;不同覆膜开孔率条件下不同含水率土体剖面盐分浓度与垂直位置之间可用幂函数表示.研究表明,初始湿度对土壤水盐运动的影响存在定性特征,而覆膜开孔率对水盐运动的影响有定量关系可循.     

Seasonal patterns of cellulase concentration in desert soil

The concentration of cellulose in plant material greatly affects the decomposition rate of plant-derived litter and hence carbon availability. The disappearance of pure cellulose in soil was studied as a measure of plant decomposition and carbon turnover. Our objective was to understand the effect of various cellulose concentrations and plant material added to soil and collected during different seasons, on cellulase concentrations under laboratory conditions (e.g. constant soil moisture and incubation temperature). The percentage of recovery of the enzyme in the control soil and in samples amended with known amounts of cellulose powder was estimated. Several methods for estimating soil cellulase concentrations/activity are available, most based on the determination of released reducing sugars. The method used in this study is based on the cleavage of a cellulose-azure substrate by cellulase to spectrophotometrically detectable fragments. Our results showed a significant correlation (p<0.05) between cellulose concentration and cellulase levels in soil, which varied along the study period. When pure cellulose was added to the soil, cellulase was detected after 7 days of incubation, whereas when plant material was added to the soil, cellulase was detected after 14 days. The recovery of cellulase from soil was also found to be seasonally dependent. The method of cellulase determination used in this study was simple, safe and rapid. From the results presented in this study, it can be assumed that there are seasonally dependent factors that affect the existence and concentration of cellulase in soils of the arid Negev Desert, in addition to organic matter, water and temperature.     

整地时期对土壤物理性质及苹果幼树的影响

为了提高陕北黄土丘陵沟壑区苹果幼树的栽植成活率和保存率,对3个穴状整地时期的土壤物理性状及苹果幼树生长状况进行了监测研究.结果表明,穴状整地后土壤容重降低,土壤总孔隙度和非毛管孔隙度提高.雨季前穴状整地提高了春季和幼树生长前期的土壤水分,减小了土壤日温差,提高了苗木成活率,促进了树体生长.但雨季后和春季穴状整地降低了春季和幼树生长前期的土壤水分,加大了土壤日温差,降低了苗木成活率,削弱了树体生长,并且加深了定植当年的地面塌陷深度,降低了苹果幼树冬春季的枝条含水量,提高了枝条抽条指数,降低了苗木保存率.陕北丘陵沟壑区栽植苹果时应该在雨季前穴状整地.     

基于遥感和地面试验的水分指数与土壤湿度及生理指标关系

为研究作物生长发育早期受干旱影响的作物水分光谱特征,对冬小麦返青期进行水分控制试验。利用野外光谱辐射仪在河北固城试验区测量冬小麦的光谱并分别计算归一化水分指数（NDWI）和简单比值水分指数（SRWI）,同时测定冬小麦的叶绿素浓度（Chl）、叶面积指数（LAI）、株高（H）和叶片相对含水率（LRWC）等冠层生理指标和土壤湿度（SM）。分析结果表明：冬小麦生理指标与土壤湿度之间有着显著的正相关,最大相关系数为0.657,表明土壤水分状况直接影响作物发育早期的光合和生长状况。NDWI/SRWI与SM相关系数均为 0.545,呈现弱的正相关;相反,水分指数与冬小麦生理指标之间的相关不明显,特别是,NDWI/SRWI与LRWC的相关系数仅为0.175。据此得出在作物低覆盖生长阶段,水分指数更多反映的是土壤水分状况而不是作物水分。     

黄土高原水蚀风蚀交错带水分和密度对人工草地土壤呼吸的影响

为研究黄土高原水蚀风蚀交错带不同水分与密度处理的人工苜蓿和沙打旺草地土壤呼吸特征,分析了人工草地土壤呼吸对水分和密度的响应及其与环境因子的关系。结果表明：水分增加能够显著促进黄土高原水蚀风蚀交错带人工草地土壤呼吸速率（P〈0.01）,土壤呼吸对不同密度处理的响应特征因草地植被类型不同而异,土壤呼吸速率的季节变化对水分增加和密度响应不敏感。土壤水分是土壤呼吸的限制因子,土壤温度与土壤呼吸速率在6-7月份（旱季后期）相关性不明显,8月份后（雨季）相关性增强。土壤呼吸与表层土壤水分和温度有着显著的耦合关系,加水减弱了苜蓿草地土壤呼吸对水分和温度的依赖,而未改变沙打旺草地土壤呼吸对表层土壤水分和温度的依赖。