黄土高原雨养农业区不同种植模式土壤温室气体排放特征

研究陇中黄土高原旱作农田,设置了苜蓿-苜蓿(L-L)、苜蓿-休闲(L-F)、苜蓿-小麦(L-W)、苜蓿-玉米(L-C)、苜蓿-马铃薯(L-P)和苜蓿-谷子(L-M)6个处理,采用静态箱-气相色谱法和碳通量测量系统LI-8100对苜蓿后茬轮作不同作物土壤温室气体排放动态及其影响因素进行了测定与分析。研究结果表明,农田土壤表现为CO₂源、N₂O源和CH₄吸收汇,且呈现夏秋高,春冬低的季节性变化特征。L-L处理的CO₂累积排放量最高,L-W处理较之降低了42.43%;L-C处理的N₂O累积排放量最高,L-P处理最低;CH₄吸收量以L-M处理最高,较L-F和L-L分别增加了62.71%和31.87%,综合增温潜势表现为L-L>L-M>L-C>L-P>L-F>L-W。相关分析结果表明,CO₂、CH₄、N₂O排放量与脲酶、过氧化氢酶活性及土壤温度呈极显著相关(P<0.01),与土壤水分在不同土层有显著相关性;逐步回归分析发现,土壤温度、过氧化氢酶是CO₂和CH₄排放的主导因素,土壤温度极显著影响气体排放,N₂O排放主要受到环境因子的影响。综合来看,与长期苜蓿连作相比,黄土高原地区苜蓿种植一定年限之后轮作粮食作物能减少土壤温室气体排放量,减弱农田温室气体的增温效应,其中以小麦效果最佳。     

养蛆产物对苦瓜枯萎病抑菌抗病的效果初探

应用盆栽防治试验和培养基培养法相结合的方法,研究了养蛆产物对苦瓜枯萎病病原菌的抑菌抗病效果.结果表明,养蛆产物中蝇蛆组织捣碎液(Ⅰ)、蛆粪浸提液(Ⅲ)、蛆饲料土施(Ⅳ)和蛆粪土施(Ⅴ)能显著减轻苦瓜枯萎病发病率,不同处理对苦瓜枯萎病的抗病性具有一定差异.蝇蛆组织捣碎液、蛆粪浸提液和蛆粪土施处理的病株率分别只占对照的17.7%、31.1%、37.0%,病情指数分别只占对照13.1%、53.1%、39.6%.蝇蛆组织捣碎液和蛆粪浸提液对病原菌菌丝生长和生物量有显著的抑制作用,而蛆饲料浸提液无明显的效果.     

保护性耕作对土壤有机碳含量的影响

为了探讨土壤有机碳对不同耕作措施的响应,进行长期田间定位试验,研究了采用秸秆还田免耕(NTS)、秸秆还田翻耕(TS)、免耕(NT)及常规翻耕(T)4种措施下春小麦-豌豆轮作后土壤有机碳含量的变化,测定了0～5.0 cm、5.1～10.0 cm、10.1～30.0 cm土层中总有机碳含量、腐殖质碳含量和热水溶性有机碳含量。结果表明:轮作10年后,与T处理相比,NTS、TS和NT处理的0～30 cm土层中土壤总有机碳含量、腐殖质碳含量和热水溶性有机碳含量均有不同程度的提高。土壤总有机碳含量、热水溶性有机碳含量及NTS和NT处理下腐殖质碳含量均随土层深度的增加而减少;TS和T处理下,5.1～10.0 cm土层中腐殖质碳含量最高,0～5.0 cm土层中腐殖质碳含量最低。10.1～30.0 cm土层中,TS处理的腐殖质碳含量大于NTS处理。表明秸秆覆盖和免耕均有利于土壤总有机碳、腐殖质碳和热水溶性有机碳的积累。     

土地利用结构动态演变及预测研究——以张掖市为例

基于张掖市1999-2009年土地利用变更数据,采用信息熵,空间洛伦茨曲线、基尼系数和GM(1,1)模型分析方法,对张掖市土地利用结构的动态演变进行了定量分析,同时对2010和2020年的信息熵、洛伦茨曲线和基尼系数进行了预测。结果表明:1)张掖市各县区土地利用类型的空间分布及其时间变化都具有不均衡性,有序度低,结构性差的特点,但已呈现良好方向发展的趋势。信息熵经历了2个阶段,1999-2003年缓慢不规律上升,2004-2009年稳定上升。牧草地与信息熵变化关联最大。2)空间洛伦茨曲线-基尼系数分析得出:耕地、园地和其他农用地分布趋于均匀,但地区间差距仍很大,牧草地、林地和未利用地的分布趋于分散,交通运输用地分布相对合理;3)2010年和2020年信息熵、空间洛伦茨曲线-基尼系数预测结果与现状分析结果相似,已逐步向更好的方向发展。     

不同耕作方式对双序列轮作系统土壤钾素含量及产量的影响

通过设置在甘肃省定西市李家堡镇的保护性耕作措施长期定位试验,于2010年对春小麦、豌豆双序列轮作下的土壤全钾、速效钾含量及作物产量进行了采样测定.试验共设6个处理(T:传统耕作;NT:免耕无覆盖;TS:传统耕作+秸秆还田;NTS:免耕秸秆覆盖;TP:传统耕作+地膜覆盖;NTP:免耕地膜覆盖),采用春小麦和豌豆双序列轮作.结果表明:在0～50cm土层中,免耕和秸秆覆盖措施都可以提高土壤全钾和速效钾含量,其中,免耕秸秆覆盖措施可以显著提高土壤的速效钾含量;在双序列0～50cm土壤中,免耕秸秆覆盖措施下的土壤速效钾含量最高,达388.2mg/kg,传统耕作措施下的土壤速效钾含量最高,为351.68mg/kg.地膜覆盖处理的土壤全钾和速效钾的含量与免耕覆盖、传统耕作+秸秆还田和免耕秸秆覆盖措施下的土壤全钾和速效钾含量相比含量较低;在0～50cm土层中,土壤全钾和速效钾的含量均随着土壤深度的增加而降低.覆膜处理和秸秆覆盖均有助于提高作物产量,免耕对作物产量的影响与传统耕作相比较没有显著差异.     

黄土高原半干旱区保护性耕作经济适应性评价

在5种保护性耕作法与传统耕作法连续4年的田间对比试验研究的基础上,利用农业经济评价方法．对每一种耕作方法经济适应性进行评价,结果表明：不论是否计入秸秆的投入,采用保护性耕作法的免耕秸秆覆盖（NTS）在几种耕作措施中是最佳的一种耕作方法。免耕秸秆覆盖（NTS）经济效益好、综合生产能力高．且它的生产能力在不同的生产条件下比其它耕作法更具有稳定性,具有较强的抵御外界变化的能力。因此,在陇中黄土高原半干旱区实施免耕秸秆覆盖（NTS）的保护性耕作法不仅能够达到高效、高产的目的,而且有助于该区农业的可持续发展。     

甘肃河西地区耕地面积变化及利用效益分析

采用综合指数评价法和聚类分析法对2003年~2012年河西地区耕地面积及耕地综合效益的时空变化特征进行了分析.结果表明:10a间河西地区耕地总量呈增加趋势,共增加了106 786.67hm2,其中,酒泉、张掖和武威的耕地面积变化较大;从时间来看,10a间嘉峪关市和武威市耕地利用效益则呈波动上升趋势,而张掖、酒泉和金昌市耕地利用效益则呈波动下降趋势;从空间来看,嘉峪关市耕地利用综合效益最高,土地利用效益评价值达0.507 5,张掖、酒泉次之,分别为0.369 9和0.406 6;金昌和武威较低,分别为0.280 0和0.253 2.     

不同种植模式对甘肃中部高寒区胡麻田土壤酶活性及土壤养分的影响

为了探究土壤酶活性和土壤养分平衡的作用对胡麻连作障碍的影响,以胡麻为主要试验材料,设置胡麻-小麦轮作(TR)、胡麻连作(TC)、胡麻/小麦间作(TI)、撂荒(TU)等4个处理,采用定位试验的方法,研究不同种植模式下土壤酶活性及其变化,以及土壤养分平衡状况。结果表明,TC显著降低0~20 cm耕层土壤过氧化氢酶、脲酶、碱性磷酸酶和蔗糖酶活性,整个生育期TC分别比TR降低8.73%、4.17%、1.22%和4.44%。在空间分布上,4种土壤酶活性随着土层加深均显著下降,40 cm和60 cm土层处理间差异不显著。土壤养分与酶活性的相关分析表明,连作对土壤养分与酶活性呈现显著的负相关,轮作与土壤养分及酶活性呈显著的正相关关系。轮作、间作等种植模式可在不同程度上缓解、消除连作障碍的影响。本研究结果为缓解和消除胡麻连作障碍提供理论依据和实践探索。     

铅锌矿区先锋植物野艾蒿对重金属的吸收与富集特征

采用野外采样系统分析法,研究了不同年限废弃地野艾蒿对Cu、Zn、Pb、Cd的富集与分布。结果表明,不同年限废弃地土壤中重金属的含量随着废弃年限的增加而减少,野艾蒿对Zn和Pb的富集量较大,不同年限废弃地中野艾蒿和土壤Cu、Zn和Pb的含量之间呈极显著正相关,野艾蒿对重金属的吸收、富集有随土壤中重金属含量升高而增加的趋势。野艾蒿的不同部位在不同年限废弃地中累积不同重金属的能力不同,除3 a废弃地野艾蒿中Pb的含量地上部分小于地下部分外,其他环境中重金属含量都表现为地上部分大于地下部分。野艾蒿对4种重金属都有不同程度的转运能力,Cu在不同年限废弃地的生物富集系数均为最大,野艾蒿对Cu、Cd转运能力较强。野艾蒿根系对Pb有弱的滞留效应为36.59%,对Cu、Cd、Zn没有滞留效应。综合分析结果表明,野艾蒿能吸收富集多种重金属并且具有耐重金属的特性,基于其具有生物量较大、生长速度快的特点,作为重金属污染的修复植物具有较好的应用前景。     

氮肥施用对黄土高原中部雨养农业区土壤硝态氮分布与累积的影响

黄土高原中部雨养农业区春小麦氮肥试验表明,氮肥施用量对土壤硝态氮的移动深度没有影响,但显著影响土壤硝态氮的含量与累积。连续施氮3年后第3季春小麦收获时,0～200cm土壤剖面中累积大量的硝态氮,其中48.96%～81.38%的总累积量和60.49%～122%的当年净累积量存在于0～110cm土层中。在确定春小麦适宜施氮量时应考虑到0～110cm土层中残留硝态氮的累积量。不施氮和氮磷比例为1:1时,连续施氮三年后土壤硝态氮总累积量最低,数量几乎相等;第3季春小麦收获后较播种时,土壤硝态氮发生亏缺。施氮量为52.5 kgN hm-2时土壤硝态氮的三年总累积率和第3季春小麦当年的净累积率居各处理之首(146.55%和138.21%)。合理的氮磷配比可有效减少土壤硝态氮的累积,不合理的氮磷配比下,低施氮量也会造成土壤硝态氮的大量累积。