The effects of soil moisture and salinity as functions of groundwater depth on wheat growth and yield in coastal saline soils

In the coastal saline soils, moisture and salinity are the functions of groundwater depth affecting crop growth and yield. Accordingly, the objectives of this study were to: 1) investigate the combined effects of moisture and salinity stresses on wheat growth as affected by groundwater depth, and 2) find the optimal groundwater depth for wheat growth in coastal saline soils. The groundwater depths (0.7, 1.1, 1.5, 1.9, 2.3, and 2.7 m during 2013–2014 (Y1) and 0.6, 1.0, 1.4, 1.8, 2.2, and 2.6 m during 2014–2015 (Y2)) of the field experiment were maintained by soil columns. There was a positive correlation between soil moisture and salinity. Water logging with high salinity (groundwater depth at 0.7 m in Y1 and 0.6 m in Y2) showed a greater decline towards wheat growth than that of slight drought with medium (2.3 m in Y1) or low salinity (2.7 m in Y1, 2.2 and 2.6 m in Y2). The booting stage was the most sensitive stage of wheat crop under moisture and salinity stresses. Data showed the most optimal rate of photosynthesis, grain yield, and flour quality were obtained under the groundwater depth (ditch depth) of 1.9 m (standard soil moisture with medium salinity) and 2.3 m (slight drought with medium salinity) in Y1 and 1.8 m (standard soil moisture with medium salinity) and 2.2 m (slight drought with low salinity) in Y2. The corresponding optimal soil relative moisture content and conductivity with the 1:5 distilled water/soil dilution, in the depth of 0–20 cm and 20–40 cm in coastal saline soils, were equal to 58.67–63.07% and 65.51–72.66% in Y1, 63.09–66.70% and 69.75–74.72% in Y2; 0.86–1.01 dS m^–1 and 0.63–0.77 dS m^–1 in Y1, 0.57–0.93 dS m^–1 and 0.40–0.63 dS m^–1 in Y2, respectively.     

Innovations of phosphorus sustainability: implications for the whole chain

Phosphorus (P) is a non-renewable resource, therefore ensuring global food and environmental security depends upon sustainable P management. To achieve this goal, sustainable P management in the upstream and downstream sectors of agriculture from mineral extraction to food consumption must be addressed systematically. The innovation and feasibility of P sustainability are highlighted from the perspective of the whole P-based chain, including the mining and processing of P rock, production of P fertilizers, soil and rhizosphere processes involving P, absorption and utilization of P by plants, P in livestock production, as well as flow and management of P at the catchment scale. The paper also emphasizes the importance of recycling P and the current challenges of P recovery. Finally, sustainable solutions of holistic P management are proposed from the perspective of technology improvement with policy support.     

蓄水坑灌不同灌水上下限对苹果树叶片蒸腾日变化的影响

在田间试验条件下,以10a生矮化型红富士长富二号苹果树为材料,对不同灌水上下限条件(蓄水坑灌处理T1:田间持水量的80%与60%、T2:田间持水量的90%与70%、T3:田间持水量的100%与80%;地面灌溉对照处理CK:田间持水量的80%与60%)叶片蒸腾及其影响因素的日变化进行研究,并分析叶片水分利用效率对不同灌水上下限的响应。结果表明:不同处理苹果树叶片蒸腾速率日变化特征基本一致,均为单峰曲线且峰值都出现在13∶00,日平均叶片蒸腾速率大小排序为T3>T2>CK>T1;叶片蒸腾速率主要受土壤含水率、气孔导度、胞间CO2浓度、大气温度、叶面温度的影响。叶片水分利用效率日变化呈先降低后升高的趋势,日平均叶片水分利用效率大小排序为T1>T2>T3>CK,且T1与T2、T3、CK都有显著性差异。综合对比知,T1的节水效果最显著。     

戈壁地表土壤颗粒的空间变异特征研究

研究戈壁地表土壤颗粒粒度特征及空间变异可为戈壁地区风蚀监测、评价及制定科学的防沙治沙对策提供参考。以吉兰泰盐湖西北部的堆积型细砾质戈壁为研究对象,基于数字图像技术计算了地表不同粒级颗粒的质量分数,并分析了颗粒空间变异特征。结果表明,图像处理技术提取戈壁地表土壤颗粒的效果较好,3个粒级颗粒质量分数总和为93.12%,粒径0.84 mm、0.84～0.42 mm和0.42 mm颗粒质量分数分别为69.81%、14.99%和8.32%,变异系数分别为14.12%、40.02%和55.06%,变异函数模型分别为高斯模型、高斯模型和指数模型,空间异质性尺度分别为632、691和1 875 m。3个粒级颗粒均呈斑块状分布,且C/(C_0+C)介于72.79%～79.37%,说明结构因素和随机因素共同影响戈壁地表颗粒的空间分布格局,但结构性因素(戈壁形成过程、地势、风蚀及植被分布格局等)是造成颗粒分布格局差异的主要驱动力。     

不同生境准噶尔无叶豆群落特征及物种多样性研究

采用样带调查方法对古尔班通古特沙漠南缘的3种典型生境(沙垄顶部、人工沙障和积沙平缓处)的准噶尔无叶豆(Eremosparton songoricum)群落特征和物种多样性进行调查。结果表明,准噶尔无叶豆群落中包含19个物种,隶属于11科18属,单种科、单种属多,区系优势现象明显;依据Dufrene和Legendre的计算方法将准噶尔无叶豆群落划分为3个群丛:准噶尔无叶豆+白茎绢蒿+角果藜群丛、囊果薹草+准噶尔无叶豆+黑沙蒿群丛和准噶尔无叶豆+艾比湖沙拐枣+蛇麻黄群丛;植物区系种类以北温带广布成分占优势,主要特点为:具有典型的旱生植物分布特征;植物组成主要为适沙和耐旱的种类,结构、层次单调;准噶尔无叶豆群落多样性指数和丰富度指数均表现为积沙平缓处最高,沙垄顶部次之,人工沙障处最低,优势度指数则表现为相反的趋势。物种的丰富度指数、多样性指数与群落的结构以及立地环境条件等有密切的关系,结构复杂的群落较其他群落的多样性指数高,但由于人工沙障的特殊生境所形成的准噶尔无叶豆单优群落物种多样性指数则较低。     

钾肥用量对水稻钾素分配累积、钾肥利用效率及平衡的影响

为宁夏引黄灌区水稻钾肥合理施用提供参考,2013～2014年以"节3号"水稻为试验材料,采用单因素随机区组设计研究不同施K2O量(0、30、60、90、120 kg/hm2)对水稻产量、成熟期钾素分配比例、钾肥利用效率及土壤钾素平衡的影响,以明确宁夏引黄灌区水稻生产钾肥适宜用量。结果表明:施用钾肥显著提高水稻实粒产量和秸秆产量,平均增产率分别为10.0%、16.9%和19.0%、8.3%,降低空秕粒产量15.9%、34.7%。钾肥用量和水稻籽粒产量之间有极显著的二次曲线关系,两年中最高产量施钾量分别为129.6、122.5 kg/hm2,最佳经济产量施钾量分别为110.7、111.4 kg/hm2。成熟期水稻秸秆钾素分配比例占80%以上,其次为实粒13.2%～15.5%、14.0%～17.6%,空秕粒低于3%。实粒钾素累积量两年趋势相似,K120处理累积量最高,较对照提高13.9%、50%。空秕粒钾素累积量随着钾肥用量的增加而降低,较对照均有显著差异。水稻地上部钾素累积量两年均以K90处理最高,较对照提高22.5%、20.2%。水稻钾肥利用效率范围为28.6%～46.0%,16.6%～46.3%,两年均为K90处理最高。钾肥偏生产力和农学利用率随施钾量的增加而下降。施用钾肥各处理土壤钾素均表现为匮缺,其中120 kg/hm2施钾处理土壤亏缺量最低,较对照分别降低42.7%、39.5%。生产中实施秸秆还田后对土壤的钾素补充范围分别为160.2～203.1、173.4～205.7 kg/hm2,实施秸秆还田后施钾量高于60 kg/hm2以上可以维持钾素平衡。综合考虑提高水稻产量、钾肥利用效率及维持土壤钾素平衡等因素,在目前的生产条件下,宁夏引黄灌区水稻施钾量在110.7～129.6 kg/hm2范围内为宜。     

不同干扰程度对巴音温都尔沙漠球果白刺灌丛空间格局影响的研究

球果白刺(Nitraria sphaerocarpa)作为巴音温都尔沙漠的重要建群种,具有很高的饲用价值和防风固沙作用。为了探究巴音温都尔沙漠球果白刺在不同干扰程度下灌丛空间格局分布的差异,通过每公顷放牧骆驼的数量来划定不同干扰程度的群落(未干扰群落,骆驼0峰/hm^2;轻度干扰群落,骆驼约0.6峰/hm^2;中度干扰群落,骆驼约1峰/hm^2),分析不同干扰程度对球果白刺灌丛空间点格局分布的影响。结果表明:(1)群落内的球果白刺现存量干重从大到小依次为未干扰的群落(73.33 g/m^2)>轻度干扰的群落(17.67 g/m^2)>中度干扰的群落(13.58 g/m^2);空斑总面积从大到小依次为中度干扰的群落(2 335 m^2)>轻度干扰的群落(2 241.25 m^2)>未干扰的群落(2 143 m^2)。(2)样方内的球果白刺数量从多到少依次为中度干扰的群落(459株)>轻度干扰的群落(272株)>未干扰的群落(142株),随着干扰程度的降低,个体在逐渐增大。(3)中度干扰的球果白刺群落内,在0~3 m、4~19 m的尺度内表现为随机分布,在3~4 m、19~25 m的尺度内表现为聚集分布。轻度干扰的球果白刺群落内,在0~12 m、13~25 m的尺度内表现为随机分布,在12~13 m的尺度内表现为聚集分布。未干扰的群落内,球果白刺表现为随机分布。     

务川马福林自然保护区重点保护和珍稀植物资源现状及保育建议

马福林保护区2018年首次科学考察结果显示:保护区现有国家重点保护植物6种,省级保护树种3种,列入《中国珍稀濒危保护植物名录》植物9种,列入《中国植物红皮书—稀有濒危植物》8种,列入IUCN红色物种名录植物3种,列入《濒危野生动植物种国际贸易公约》附录植物15种。文章分析了保护区内重点保护植物的资源现状和分布情况,并结合保护区实际,提出了切实可行的保育措施,为保护区重点珍稀植物的保护提供参考。     

森林经营单位级碳储量动态变化研究——以广西热林中心为例

中国林业科学研究院热带林业实验中心从2008年开始进行人工林近自然经营,为了评价经营效果对森林固碳能力的影响,以热林中心2011年、2013年、2015年对238块系统抽样样地数据为基础,采用现有的生物量方程和碳转换系数乔木林碳储量进行估算。结果表明,乔木林碳储量由2011年的605826.95t增加到2015年的721847.04t,年平均增加29005.02t,碳密度由2011年的35.94t·hm^-2增加到2015年的42.34t·hm^-2,但仍小于全国和世界的平均数。针叶林碳储量高于阔叶林,由2011年的413753.07t增加至2015年的479611.05t,年均增加16464.50t,栎类的增长幅度最大,年均增长率64.00%,碳储量最大的树种是马尾松,占总碳储量的62.92%。证明近自然经营能够有效促进森林固碳能力。     

基于模糊PID的农业智能喷雾控制系统设计与试验

为提高农作物的施药效果,将模糊PID控制技术应用于喷杆喷雾机喷雾量的控制中,设计了相应的控制系统。首先,分析了农作物喷雾控制系统的基本原理。其次,设计了模糊PID控制系统的软件系统、硬件系统和模糊控制逻辑表。最后,进行了喷雾量的控制仿真研究,仿真结果表明,模糊PID控制系统能够取得更好的喷雾量控制效果和更高的控制精度。