黄土高原旱塬区高产玉米田土壤干燥化与产量波动趋势模拟研究

为研究黄土高原旱作高产玉米田土壤干燥化与产量波动趋势,利用EPIC模型对黄土高原南部旱塬区玉米水分生产潜力和土壤水分动态进行中期(12a)和长期(30a)定量模拟研究。结果表明,在12a实时气象条件下的模拟时段内,旱塬地玉米水分生产潜力随降水量变化呈现波动性降低趋势,3m土层土壤有效含水量也表现为剧烈波动性和逐渐下降趋势,土壤干燥化趋势明显;在30a模拟气象条件下的模拟时段内,旱塬地玉米水分生产潜力呈现明显波动性轻微降低趋势,3m土层土壤有效含水量季节性和年际间波动性剧烈,从长时段看土壤有效含水量呈现略微上升趋势;在降水量减少幅度不显著的情况下,旱塬玉米地土壤干燥化现象只是一种短期过程,通常不会导致长期性土壤强烈干燥化现象发生,但玉米产量随降水量变化的波动性不可避免。     

黄土旱塬Hybrid-Maize模型适应性及春玉米生产潜力估算

通过对Hybrid-Maize玉米高产模型进行田间验证,应用该模型对黄土旱塬春玉米生产潜力进行初步估算。结果表明,Hybrid-Maize模型在黄土旱塬表现出较好模拟效果,总生物量、秸秆生物量和籽粒产量模拟值与实测值间具有极显著线性相关性,其决定系数分别为0.9469、0.8164和0.9650,回归系数分别为1.0198、0.9787和1.1844,接近于1。黄土旱塬区多年光温生产潜力和气候生产潜力因品种不同有所差别,对多年平均光温籽粒和总生物量生产潜力,紧凑型玉米品种分别为13.25和22.45t/hm2,平展型玉米品种分别为12.32和20.62t/hm2,年际变化小;对多年平均气候籽粒和总生物量生产潜力,紧凑型玉米品种分别为11.97和19.94t/hm2,平展型玉米品种分别为11.37和18.63t/hm2,年际波动大。在黄土旱塬区,玉米产量潜力挖掘的主要途径应集中在提高密度和水分限制条件下,Hybrid-Maize玉米模型在指导玉米高产栽培上具有较好应用。     

不同施氮水平和杂草清除时间对氮肥利用及平衡的影响

以半湿润区中等肥力土垫旱耕人为土为供试土壤,在冬小麦不同生育期采集0~100 cm土层土壤样品、作物及杂草的样品,研究不同施肥及杂草处理对半湿润农田生态系统氮肥损失及氮素平衡的影响。试验结果表明,土壤中残留NO3--N累积量均随施氮量增加而增加;NH4 -N累积量随施氮量变化不显著,总矿质氮随施氮量的变化趋势与硝态氮基本一致;农田系统中杂草的存在,能在一定程度上增加土体残留矿质氮(Nmin)累积量,且在高施氮处理下影响较大;在全生育期不清除杂草(A)、越冬前清除杂草(B)、返青期清除杂草(C)和拔节期清除杂草(D)等杂草处理下,杂草吸氮量平均值分别为2.38、1.60、4.72和4.54 kg N/hm2,占农田植物地上部分(作物 杂草)总吸氮量的1.97%、1.38%、3.98%和3.76%,返青期杂草吸氮量最高,其值是越冬期杂草吸氮量的2.94倍;氮肥损失随施氮量增加而呈线性相关,考虑杂草时,相关系数R2=0.9802。不同杂草处理间氮素表观损失量为59.9~96.1 kg/hm2,不同施氮处理间表观损失量为32.9~128.0 kg/hm2;不同时期清除杂草对氮损失和氮肥利用率影响显著,而越冬期清除杂草的影响效果最大;本试验条件下,杂草的存在对氮素平衡影响不显著。     

黄土旱塬不同水分管理模式对旱作春玉米土壤温度的影响

 【目的】基于春玉米生长季土壤温度动态观测资料,研究黄土高原南部旱作区不同水分管理模式对春玉米（Zea mays）农田土壤温度动态变化和玉米生育期土壤积温（＞10℃）的影响,其结果对理解不同水分管理模式对玉米生长影响具有一定参考价值。【方法】以沈单10为供试作物品种,水分管理模式2007年采用补充灌溉、雨养和地膜覆盖3种处理。在2007年基础上,2008年增加秸秆覆盖,试验采用完全方案,于2007年和2008年连续进行2年田间试验。【结果】地膜覆盖具有明显的增温效应,而秸秆覆盖具有明显降温效应;玉米不同生育阶段＞10℃土壤积温,以出苗阶段（PT-VE）最低,生殖生长阶段（R1-R6）次之,营养生长阶段（VE-R1）最高。不同水分管理模式对不同生育期的土壤积温影响不同：地膜覆盖在PT-VE阶段较低,补充灌溉在VE-R1阶段较低,雨养处理在R1-R6阶段较低。地膜覆盖条件下土壤温度对大气温度变化的响应更为敏感,与大气温度变化最为紧密;而秸秆覆盖土壤温度对大气温度变化的反应最迟钝。补充灌溉和地膜覆盖处理籽粒产量显著高于雨养处理（P＜0.05）,与雨养相比,2007和2008年补充灌溉分别增产30.0%和25.7%,地膜覆盖分别增产18.1%和29.7%。【结论】在黄土旱塬地区,不同水分管理模式不仅影响土壤温度动态变化,而且也影响玉米生长发育和对土壤热量资源利用。     

西北地区不同生态系统几种土壤有机氮组分和微生物体氮的差异

对采自西北地区森林、草甸、草原和农田不同生态系统的12种土壤,进行了土壤有机氮组分和微生物体氮的测定。结果表明,不同生态系统土壤中各有机氮组分含量差异甚大,其变化规律与土壤全氮基本一致,表现为自然土壤中各有机氮组分含量大于农田土壤。在供试的12种土壤中,酸解性氮为472.7～4021.9mg/kg,平均为1303.5±1153.2mg/kg,占全氮的72.67%±4.01%;随土层增加,酸解性氮所占比例下降,在0～20cm平均为77.1%±3.96%(n=3),20～40cm为70.1%±2.48%。未酸解氮含量为181.1～1888.1mg/kg(平均509.9±21.7mg/kg),是全氮的20.58%～31.95%(平均27.33%±4.02%),与酸解性氮相反,下层土壤非酸解性氮占全氮的比例显著大于上层。在酸解性氮中,氨基酸氮含量变化在195.1～2283.9mg/kg(平均671.4±685.8mg/kg),是全氮的25.67%～48.18%(平均34.24%±4.2%),自然土壤中氨基酸氮所占全氮比例较农田土壤大,自然土壤平均为40.8%±4.2%(n=5),而农田土壤平均为29.6%±4.8%(n=7);氨态氮分布在81.8～662.5mg/kg(平均233.7±226.9mg/kg)范围,占全氮的8.89%～18.99%(平均12.85%±3.03%);氨基糖态氮含量为46.0～665.3mg/kg(平均162.1±184.6mg/kg),是全氮的6.29%～11.99%(平均8.13%±1.91%),绝大部分土样的氨基糖占全氮比例在10%以下;未     

不同株型夏玉米冠层叶表观自由空间变化规律研究

以3种不同株型夏玉米为供试材料,采用盆栽试验研究了不同生育期及冠层不同叶位叶片表观自由空间的大小差异和变化规律。结果表明,在相同施肥水平下,随生育期推进,各株型夏玉米叶片表观自由空间逐渐降低;不同玉米品种冠层叶片表观自由空间在全生育期内存在极显著差异(P<0.01)。从不同株型品种叶片表观自由空间看,以紧密型品种陕单902叶片表观自由空间最大,中间型品种农大108与平展型品种陕单9号间较小,二者差异不显著;平展型品种各生育时期间叶片表观自由空间的差异较小,而紧密型品种的差异最大。全生育期内不同株型品种不同叶位间叶片表观自由空间存在明显差异,但缺乏普遍规律性;比较不同生育期内不同叶位,以拔节期不同叶位间差异较大;比较同株型品种不同叶位,以中间型品种农大108不同叶位间差异较大。以上结果说明了在研究和评价植物叶片表观自由空间时,不仅要考虑植物遗传特征,而且还需考虑植物生育期及叶位。     

青藏高原与黄土高原土壤氮素矿化过程对温度变化的响应

【目的】研究温度升高对青藏高原和黄土高原土壤有机氮矿化的影响。【方法】采取青藏高原和黄土高原主要农田耕层(0~20 cm)土壤,采用Stanford和Smith提出的间歇淋洗通气培养法,分别在15,25,35和45℃条件下恒温培养210 d,测定培养期间的有机氮矿化量。【结果】青藏高原土壤有机氮净矿化速率为0.16~1.48mg/(kg.d),黄土高原土壤有机氮净矿化速率为0.12~1.02 mg/(kg.d);在15~35℃的温度条件下,青藏高原和黄土高原土壤铵态氮净矿化累积量对温度变化的响应相对较弱,而在45℃时,青藏高原土壤铵态氮净矿化累积量显著增加,并显著高于黄土高原土壤;在15,25和35℃时,青藏高原土壤硝态氮净矿化累积量明显高于黄土高原土壤,而在45℃时,黄土高原土壤硝态氮净矿化累积量较高。青藏高原土壤矿质氮净矿化累积量在各温度条件下均明显高于黄土高原土壤,且在15℃时供试土壤矿质氮矿化累积量最少,在35℃时供试土壤矿质氮矿化累积量最多。【结论】青藏高原土壤有机氮矿化对温度升高的响应较黄土高原土壤更为敏感。     

氮肥施用和地膜覆盖对旱作春玉米氮素吸收及分配的影响

【目的】通过田间试验探究黄土旱塬氮肥施用和地膜覆盖对春玉米干物质累积、产量和氮素吸收利用的影响。【方法】田间试验于2016年和2017年在中国科学院水利部水土保持研究所长武黄土高原农业生态试验站进行。该站位于陕西省咸阳市长武县洪家镇,地貌为高原沟壑区,地带性土壤为黑垆土,供试作物为春玉米。试验采用裂区设计,主区为地膜覆盖和不覆盖,副区为4个施氮水平(0、100、250和400 kg/hm^2)。在玉米六叶期(V6)、十叶期(V10)、吐丝期(R1)、乳熟期(R3)及完熟期(R6) 5个时期采集植株样品,测定生物量并按照需要分为不同部位测定植株全氮含量。【结果】1)氮肥施用和地膜覆盖显著提高春玉米籽粒产量,地膜覆盖条件下氮肥提高春玉米籽粒产量效果更显著。地膜覆盖条件下施氮量250 kg/hm^2和400 kg/hm^2处理春玉米籽粒获得高产,产量达12.8～16.4 t/hm^2,两个施氮量间春玉米籽粒产量差异不显著;不覆盖条件下,施氮量400kg/hm^2处理春玉米籽粒产量显著低于250 kg/hm^2处理。2)氮肥施用和地膜覆盖及二因素互作显著提高春玉米花前和花后氮素累积量,二因素互作对春玉米花后氮素和干物质累积作用较花前更大,地膜覆盖条件下施氮处理花后氮素和干物质累积量比例分别为51.5%～54.9%和51.1%～59.9%,为春玉米籽粒产量提高奠定物质基础,地膜覆盖条件下施氮量250 kg/hm^2和400 kg/hm^2处理可获得高的花前和花后氮素和干物质累积量,但施氮量400 kg/hm^2处理的氮素和干物质累积量与施氮量250 kg/hm^2处理的均差异不显著。3)由于氮肥施用和地膜覆盖互作显著提高花前氮素累积和促进花后的生长发育,二因素协同促进春玉米营养器官氮素转移量,地膜覆盖条件下施氮量250 kg/hm^2和400 kg/hm^2处理均能有效促进花前储存更多的氮素向籽粒转运,提高花后期氮同化量,促进籽粒产量的提高。相同覆盖条件下,施氮量400 kg/hm^2处理营养器官氮素转移量与施氮量250 kg/hm^2差异不显著。4)地膜覆盖显著提高相同施氮量下氮肥农学效率和氮肥偏生产力;地膜覆盖和氮肥用量及二因素互作显著提高氮收获指数,地膜覆盖条件下,施氮量250 kg/hm^2和400 kg/hm^2处理可获得较高的氮收获指数,氮收获指数达65.1%～75.4%,但施氮量250 kg/hm^2和400 kg/hm^2处理氮收获指数差异不显著。【结论】在该试验条件下,氮肥施用和地膜覆盖互作显著提高春玉米花前和花后的氮素吸收和干物质累积,但二因素互作对春玉米花后氮素吸收和干物质累积影响更大,从而促进了营养器官氮素转移,提高了春玉米产量和氮收获指数。     

麦蚜治与不治大不一样

<正> 近年来,麦蚜已成为小麦生产上的主要害虫,东光县发生高峰期一般在5月20日左右。有的农民不进行除治,认为对产量和品质没有多大影响。为了摸清这个问题,从1995年～1999年我们坚持每年搞小面积蚜虫防治对比试验,积累了一定的数据,5年间共试品种3个,以冀麦26号为主,代表面积33公顷。一般在4月20日始见蚜,5月20日百株蚜量2500～3100头,当日用40%氧     

考虑土壤中生物因子的硝化动力学函数模型

本试验通过室内培养的方法培养了不同植被不同土层的钙积半干润均腐土，监测了不同培养时间土壤中NH4^＋-N和NO3^--N的日变化规律。依据Michaelis-menten反应动力假说，分别建立了NH4^＋-N和NO3^-N的硝化动力方程，通过模型分析主要得出以下结论（1）土壤中NH4^-—N消耗和NO3^-N增加规律存在着巨大的差异，NH4^＋-N消耗速率明显高与NO3^--N增加增加速率（大约50％），且培养后期NH4^＋-N消耗速率曲线出现再次升高现象。说明培养前期存在着其他形式的NH4^＋-N消耗。培养后期存在硝化菌硝化非游离态的NH4^＋-N的硝化；（2）不同氮源对NH4^＋-N起始消耗和NO3^-N起始增加速率均存在较为明显的影响，这与肥料的化学性质存在很大的关系。不同氮源对NH4^＋-N最大消耗和NO3^--N最大增加速率影响不大。Cl-对NH4^＋-N消耗和NO3^-N增加速率影响不明显。Cl-主要是阻碍NH[的释放，从而减缓了硝化作用的进程。SO4^2-具有提供“O-”能力，对NH4^＋-N的转化有一定的促进作用。（3）在100mg／kg干土的施氮量范围内，NH4^＋-N消耗和NO3^-N增加速率随施氮量的增加而增加。同一施氮水平下，NH4^＋-N消耗速率相同或相近，NO3^-N增加速率相同或相近。（4）肥料在土壤中的化学行为，对NH4^＋-N的释放和消耗有多角度的影响，如氨挥发、氨的吸附、土壤和生物固定等等。