宁南山区梯田土壤水分及养分特征时空变异性研究

主要分析了水平梯田不同位置土壤水分的变化与不同年限修建水平梯田化学特性的变化。结果表明:水平梯田0~100cm土层土壤水分,从内侧到外侧,水分逐渐减少且随梯田宽度增加,变化更加明显。不同年限修建的水平梯田,土壤养分在初期有一定的养分消耗,随时间的推移,养分含量逐渐增加,并且越接近地表,养分变化越大,0~60cm土层养分表现最明显,60cm以下养分变化趋于平稳。     

河北省冬小麦生育期干旱特征及成因分析

利用河北省冬麦区48个气象站1965—2014年气象资料和冬小麦发育期数据,选取标准化降水蒸散指数(SPEI),以冬小麦需水量代替SPEI指数中的蒸散量,分析了河北省冬小麦生育期近50年干旱时空特征,并对干旱变化特征的成因进行了初步探讨。结果表明:(1)在不考虑轻旱的情况下,河北省冬小麦各生育期内中旱出现频率最高(9.2%~10.4%),其次是重旱(5.7%~7.4%),极端干旱出现频率最低(1.8%~2.7%)。(2)冬小麦生育前、中期中旱以上干旱发生的高频率区位于衡水、沧州,邯郸则为中、后期中旱以上干旱出现的高频率区域。(3)冬小麦全生育期1966~1968年、1971~1972年、1981~1982年、2011年干旱强度较强、范围较大,是干旱较严重的年份,其中,1968年的干旱贯穿全生育期,其它年份均为阶段性干旱。(4)冬小麦全生育期干旱强度、干旱范围随年际均呈减弱趋势,且减弱趋势通过0.01水平的显著性检验;这种减弱趋势与冬小麦需水量的减少趋势关系密切,而冬小麦需水量的减小趋势又受日照时数、风速的下降趋势影响。     

宁南山区雨水高效利用模式分析

对宁夏南部山区彭阳县“集雨补灌旱作节水农业技术体系集成综合示范区”进行降雨、土壤水分、雨水高效利用模式实地监测及农作物产量和雨水利用情况调查分析,表明:示范区的5种雨水高效利用模式是:(1)小流域集水,水库、塘坝拦蓄;(2)坡面集水 退耕还林还草雨水叠加利用;(3)道路路面集水利用;(4)场院、屋面集水,庭园经济利用;(5)土壤扩蓄增容、水资源就地拦蓄利用。它们对于防止或减少水土流失、雨水的合理分配及利用有着积极的作用;水库、塘坝及水窖储存的雨水补灌缓解了作物需水期水分不足的问题,雨水的就地拦蓄及叠加利用促进了作物及林草的生长,提高了雨水的经济和生态功能。     

宁夏南部山区不同耕作方式对冬小麦产量及水分利用效率的影响

为探讨在宁南山区推广保护性耕作技术的可行性,2005～2006年在宁夏彭阳县就垄沟、传统、覆膜3种不同的耕作方式的适应性进行试验研究,对比分析了3种耕作方式下冬小麦的生长状况、产量及农田土壤含水量变化的关系。结果表明：覆膜耕作可增加土壤蓄水保墒性能,提高水分利用效率,增产增效明显。对三种耕作方式下作物产量进行分析,覆膜耕作比传统耕作增产46％;垄沟耕作比传统耕作减产71％。覆膜耕作水分利用效率比传统耕作提高了33％;垄沟耕作由于在越冬期垄上冬小麦大面积冻死,不适宜在宁南山区推广。     

宁南山区保护性耕作对农田水分状况影响的研究

为研究保护性耕作对宁南山区农田水分状况的影响,在宁夏彭阳县对三种不同保护性耕作措施下玉米农田休耕期及生长期土壤水分、作物生长发育指标进行了实验研究。结果表明:(1)在休耕期,整秸秆覆盖处理的土壤水分贮存量(236.80mm)最高,半秸秆覆盖(224.10mm)次之,传统无覆盖(208.45mm)最低;(2)在生长期,采用秸秆覆盖方式可使春玉米的株高、穗长、生物产量及经济产量等指标得到显著提高,土壤的蓄水保墒性能增强,水分利用效率提高,增产增效明显;与传统方式相比,整秸秆覆盖可使春玉米的产量及水分利用效率分别提高3.5%及16.5%。研究认为,保护性耕作可有效改善玉米田土壤水分状况,促进玉米的生长发育。     

甘肃省冬小麦干旱灾害风险评估及其区划

为提高西北旱作冬小麦干旱风险管理水平,选用甘肃省41个气象站1971—2016年逐日常规气象观测资料及甘肃省冬小麦农业生产相关资料,基于自然灾害风险理论,从危险性、暴露性、脆弱性、防灾能力4个因子出发,建立了甘肃省冬小麦干旱灾害风险评估模型,并用Arc GIS对甘肃省冬小麦进行干旱风险区划。结果表明:甘肃省冬小麦全生育期干旱高危险区和次高危险区主要位于陇中北部、陇东北部和陇南南部;高暴露区和次高暴露区集中在陇东和陇南地区;高脆弱区和次高脆弱区主要位于陇东大部;次低防灾能力区和低防灾能力区位于陇东大部和陇南北部。甘肃省冬小麦高风险区分布于庆阳市北部和陇南市南部,次高风险区和中度风险区主要位于陇东大部、陇中北部和天水市北部,省内其余冬小麦区属于次低和低风险区。该研究成果将为甘肃冬小麦防灾减灾及可持续发展提供一定理论依据。     

河北省冬小麦干旱预测技术研究

本研究以河北省冬小麦干旱综合监测模型为基础,对其包含的土壤相对湿度指数、作物水分亏缺距平指数、降水量距平指数进行未来10天的预测,建立冬小麦干旱预测模型;应用2001年、2008-2010年唐山、涿州、定州、黄骅、深县、栾城、南宫、肥乡8个站气象和土壤墒情资料,以农田土壤水分平衡方程为依据,对0 ～ 50 cm、0～20 cm土壤相对湿度预测结果和冬小麦干旱预测模型模拟结果进行检验.结果表明:0～50 cm土壤相对湿度相对误差在10％以下的站点占73％,在10％ ～ 15％的占12％,在15％以上的占15％;0～ 20 cm土壤相对湿度相对误差在10％以下的站点占68.4％,在10％ ～ 15％的占13.7％,在15％以上的占17.9％;干旱预测模型预测准确率为77.8％,如果以预测结果与监测结果相差一个干旱等级为正确,则干旱预测与监测结果完全一致,干旱预测模型可满足业务应用的需要,但干旱预测模型预测准确率依赖于降水预报的准确率.     

宁南山区日光温室内气温变化规律与最低气温预测

利用宁南山区日光温室内气温和当地气象台站的常规气象观测资料,开展了温室内气温的变化特征和温室内最低气温预测方法研究。结果表明,不同天气条件下的温室内气温日变化规律存在明显差异;温室内的日最高气温时间分 布较为集中,主要出现在每日的12∶00—14∶00,而日最低气温主要出现在每日的7∶00—9∶00;温室内、外的最低气温呈现明显的线性关系,据此建立了温室内最低气温的线性回归方程,历史回代检验表明方程的预报绝对误差均在4℃以内,在2℃以内的占总数的80%以上,精度较好。     

宁南山区退耕还林还草效益评估研究

从生态发展与区域自然、社会、经济复合协调的系统角度出发,建立分层评价指标体系,借鉴相关专家的研究成果推算直接测量比较困难的部分数据,并在总结目前生态效益评价定量方法的基础上,利用主成分分析法计算了近5年来宁南山区退耕还林还草产生的效益。结果表明,宁南山区退耕还林还草工程2004年发挥的效益是2000年的近2.2倍,各年的平均增长率都达到50%左右,生态效益逐步发挥,从时间序列上呈积累式增加趋势。     

宁南山区土地利用和开发战略探讨

宁南山区地表结构复杂,是典型的温带大陆性半干旱偏旱季风气候。在调查分析土地利用现状特点和存在问题的基础上,提出统一规划,合理布局;增加肥料投入,改良培肥土壤;推广和使用旱作农业丰产技术,发展集流农业和节水灌溉技术;开发区域名优特产,建立绿色食品生产基地;以饲草生产为突破口,加速发展畜牧业经济的区域土地开发战略措施。     

宁夏南部山区冬小麦抗旱指标鉴定研究

为了更快速有效地利用现有资源,选育适宜宁南山区旱地种植的冬小麦新品种,本试验通过抗旱系数、主成分分析、相关分析及聚类分析等方法对8个品种12个性状进行研究。结果表明:8个品种根据抗旱系数不同,可分为抗旱性强、中、弱3个等级;12个性状的主要信息主要集中在4个主成分中,累积贡献率达93.40%,这4个主成分因子主要反映产量、抗旱系数、穗长、穗粒数、千粒重、单株粒重、株高、不实小穗数、颖花结实率9个性状。产量、穗下节长和株高与抗旱系数间为显著或极显著正相关。通过聚类分析将8个品种聚为3类,第一类包含3个品种,分别是Z0217-3,Z0231-3和对照中引6号,这三个品种的产量、抗旱系数、穗下节长、千粒重及株高等主要指标在第三类和第二类之间,但穗长、穗粒数及单株粒重在三类中平均值最低。第二类包含2个品种,分别是98-5808-1和Z0228-2-1,这两个品种的穗粒数、单株粒重和不实小穗数三个指标平均值最高,但产量、抗旱系数、穗下节长、千粒重等指标平均值最低。第三类包含3个品种,分别是Z0349-4,08AWS089和晋太0509,这三个品种平均产量高,抗旱系数高,平均穗长最大,平均穗下节长最长,平均结实小穗数最多,千粒重最大、株高最高。     

宁夏黄土丘陵区冬小麦农田土壤呼吸特征及影响因素分析

土壤呼吸是陆地碳循环研究的关键环节,是大气CO2的重要来源,文中以冬小麦农田为研究对象,利用ACE土壤呼吸自动监测系统,研究了冬小麦农田土壤呼吸、土壤温度、土壤水分和光合有效辐射的变化特征、相互关系以及碳释放量。结果表明:1)土壤呼吸日变化呈现"单峰型",最大值出现在13:00左右,最小值出现在夜间;2)土壤呼吸日变化表明土壤呼吸与土壤温度(0-10cm)和光合有效辐射呈显著正相关关系(P<0.01),与土壤水分的关系不确定;3)土壤呼吸季节变化表明土壤呼吸与土壤温度呈显著正相关关系(P<0.01),与土壤水分和光合有效辐射无显著相关关系;4)冬小麦农田碳释放量168gC·m-2·a-1。     

BP保水剂的保水效果及其在宁南山区的生产表现

BP保水剂的实验室保水试验及其在宁南山区的生产应用实践表明,BP保水剂对农作物有储存水分和提供养料、提高产量的作用。使用保水剂后,地膜春小麦、地膜玉米、豌豆、土豆的土壤含水率分别提高8.86%、11.44%、7.95%、12.13%,产量分别提高了10.79%、12.19%、8.87%、8.25%。BP保水剂具有明显的抗旱增产作用。     

不同品种冬小麦的抗旱性鉴定与分析

以13个抗旱等级不同的冬小麦品种为材料,设旱地和水地两种处理,在冬小麦起身期、拔节期、挑旗期、抽穗开花期、灌浆期、乳熟期测定了叶片相对含水量、叶绿素含量、叶片渗透调节能力、脯氨酸含量、丙二醛含量、SOD活性、POD活性等7个与抗旱相关的生理指标。计算各指标旱、水地差值绝对值,并与抗旱指数分别进行相关、逐步回归、通径、灰色关联分析。结果表明,挑旗期叶绿素含量差值、拔节期叶片渗透调节能力、起身期脯氨酸含量差值、拔节期丙二醛含量差值、灌浆期SOD活性差值等5个生理指标与冬小麦抗旱性显著相关,可作为抗旱鉴定指标。     

河南省冬小麦气候干旱风险评估

冬小麦生育期内降水亏缺,不能满足作物的需要,是形成冬小麦气候干旱的首要条件.本文从自然降水角度,分析了河南省干旱发生的强度、概率和对冬小麦产量的影响,构建了冬小麦气候干旱风险模型.在此基础上,对河南冬小麦干旱风险进行了评估、分区.     

不同灌水处理对冬小麦冠层结构及光合特性的影响

通过对冬小麦不同生育时期进行灌水处理,研究了灌水处理对冬小麦冠层结构、光合特性及产量的影响.结果表明,两水处理(越冬期和拔节期)的冬小麦叶绿素含量和叶面积指数,在全生育期内始终保持较高水平,且分别在开花期和灌浆初期呈现倒"V"型.灌水处理对透光率的影响与叶面积指数的变化趋势相反;两水处理(越冬期和拔节期)的冬小麦旗叶净光合速率、气孔导度和蒸腾速率与一水处理(越冬期或者拔节期)相比显著提高,胞间CO_2浓度则降低.P12、138和米808三个品种产量均是两水处理(越冬期和拔节期)最高,分别达到5 045、5 516、5 479 kg/hm~2.