浅谈加快农业技术发展的参与式方法——以内蒙古农牧交错带贫困地区施肥技术发展为例

在内蒙古农牧交错带一个贫困社区，进行了关于加快农业技术发展方法的研究。通过对应用现代技术、乡土技术和农民参与式技术三种方法对农业技术发展效果的分析，发现目前以科技人员为主研究的新技术特别是高、精、尖技术比较效益高，但风险大，农民不易接受，对农民技术发展的贡献较小；以农民为主的传统技术风险小，但改进和传播速度缓慢，比较效益低；以农民为中心的参与式研究（FCR）实践将乡土知识和现代知识相融合，不仅开发出农民能够接受的先进技术，更提高了他们获取新技术的能力，对社区技术发展的贡献较大，可作为现阶段加快农业技术进步的主流化方法应用推广。     

施肥对甜菜产量、物质积累和养分吸收规律的影响

采用田间试验研究了施肥对甜菜产量、干物质积累和吸肥规律的影响。结果表明：氮、磷、钾肥配合施用可以提高甜菜产量,制约甜菜产量的养分因子依次为N〉P〉K。干物质日积累规律为：苗期增长缓慢,叶和块根分别在出苗后80,125d达到最大值,在60～80d时,块根的日积累量超过叶。氮的吸收速率,全株表现为慢-快-慢的规律,叶片和块根分别在出苗后100,160d达到最大值,氮的累积总量在叶中较多。磷的吸收速率,叶片表现为出苗后40～80d最快,块根在40～120d快速增加并达到最大值;磷在叶和根中的累积量分别在出苗后80,120d达到最大,80d之后根的累积量超过叶。对于钾,叶在出苗后40—120d快速吸收并达到最大值,块根在出苗60d后吸收加快,收获时达到最大;在整个生育期内块根对K的吸收量都低于叶。甜菜单株日吸收N和P量分别在出苗后100,60d达到最大值;K的日吸收量苗期较少,40～80d快速增加达到最大,收获前出现负增长。     

沙蒿生物质炭在沙土中的降解特征

为明确不同炭化条件下沙蒿生物质炭的有机组分、炭化过程和降解特性。于不同炭化条件下无氧炭化制备沙蒿生物质炭并进行沙地封存。结果表明:H、O和N元素的质量分数及H/C、O/C和(N+O)/C均随炭化温度的升高和炭化时间的延长呈先降低后稳定的变化趋势,升温速率对其无显著影响。而C则呈相反趋势且均在炭化温度600℃、炭化时间60 min以后基本达定值,上述指标(H、O、N、H/C、O/C、(N+O)/C和C)的稳定值分别约为29.3 g/kg、79.8 g/kg、11.2 g/kg、0.40、0.07、0.08和879.7 g/kg。生物质炭的降解速率随着炭化温度的升高、炭化时间的延长和施用量的增大而降低,其半衰期为2~12年。综上,沙蒿的炭化既是有机组分富碳、去极性官能团的过程,同时也是芳香性增强、亲水性和极性减弱的过程,施用量和炭化温度是影响生物质炭降解的决定性因素。     

种植制度对阴山北麓马铃薯种植区土壤温度的影响

通过马铃薯带状间作长期定位试验,测定了生育期内马铃薯与草谷子间作轮作(P-M)、间作连作(P+M),马铃薯与油菜间作轮作(P-R)、间作连作(P+R)地块10cm地温,并对相关结果进行分析.结果表明,各处理地温日变化呈明显的正弦曲线变化规律,轮作在6:30-9:00达最低温,16:30-18:00达最高温.相同生育期内轮作与连作比较,其平均最高、最低地温出现早0.5 ～1.5h,日较差大0.6 ～3.5℃.种植制度对日平均地温和积温的影响在不同生育期存在显著差异:苗期和块茎形成期,受不同前茬影响,轮作的平均地温和积温高于连作,与不同作物间作的处理间差异很小;块茎增长期和淀粉积累期,P-R的地温最低,P-M的最高.马铃薯块茎产量与全生育期日较差、生育前期的平均地温和日最高温、生育后期的日最低地温呈显著正相关.可见,提高苗期地温、增大各期日较差是轮作马铃薯高产的重要原因;与株高冠幅较大的油菜间作可以减少高温伤害,但在冷凉地区,与草谷子等低矮作物间作更容易获得充足的热量,从而实现高产.     

作物残茬与生物篱组合对减轻土壤风蚀的作用

为了探究中国北方农牧交错带冬春风蚀季节生物篱与作物残茬组合对间作裸露秋翻地的防护作用,采用风蚀圈和野外移动式风洞试验的方法对研究区土壤风蚀情况进行监测,利用PC-3型自动气象站进行风速测定。结果表明,油葵秆生物篱减小了间作裸地近地面风速,提高了地表粗糙度;从防风蚀效果看草谷子茬优于油葵秆生物篱;在距油葵秆生物篱或草谷子茬下风向裸地不同位置处,土壤风蚀量基本呈先增加后减小的单峰曲线变化趋势,在4 m左右土壤风蚀量最大,在篱和茬的双重保护下,距茬5 m处发生了风积现象;土壤风蚀量降低率基本呈“V”字型分布;土壤风蚀模数随风速增大而增加,在生物篱的保护下5～15 m/s风速时土壤风蚀降低率为5.03%～20.53%。因此,油葵秆生物篱具有防风蚀作用,而且与草谷子残茬组合对间作裸地会起到更好的固土防蚀作用。     

内蒙古阴山北麓旱农区马铃薯间作模式的生产力与水分利用

马铃薯是内蒙古阴山北麓的主要农作物之一,优化马铃薯种植模式,可以提高马铃薯产量,遏制土壤肥力退化,促进农业可持续发展。本研究于2009—2014年进行了6 a的大田小区定位试验,研究了马铃薯与苕子或莜麦间作对土地生产力及水分利用效果的影响。结果表明:马铃薯/苕子和马铃薯/莜麦2种间作模式具有较强且程度相当的间作产量优势,土地当量比分别为1.59~2.24和1.56~2.22。间作并不会显著增加或降低作物的耗水量,马铃薯、苕子和莜麦于不同种植年的耗水量有差异,最大降幅分别可达25.1%、23.7%和25.5%。间作可显著提高间作系统的水分利用效率,具有显著的水分利用优势(水分当量比分别为1.59~2.01和1.55~2.24),且主要体现在苕子和莜麦作物上。此外,间作体系的水分利用效果还与当年的降雨量关系密切。综合分析认为,马铃薯间作有利于整个间作系统农田生产力和水分利用效率的提高,且对苕子和莜麦的提升效果更佳。     

氮肥品种及施用时期对春小麦籽粒氨基酸含量的影响

在内蒙古河套与土默川地区进行田间小区试验,研究了在不同时期施用尿素、硝铵、碳铵3种形态氮肥对春小麦籽粒中氨基酸含量的影响.结果表明,在土默川地区,施氮肥后,必需氨基酸含量、酸性和碱性氨基酸含量及氨基酸总量极显著增加;河套地区氨基酸总量、赖氨酸含量显著增加,酸性和碱性氨基酸含量的增加达到极显著水平,必需氨基酸含量占氨基酸总量的百分比降低1.64%,达到了显著水平.各种氨基酸含量在氮肥品种间的差异均不显著.氮肥后期施用可不同程度提高各类氨基酸含量,其中,氨基酸总量、酸性氨基酸、丝氨酸、谷氨酸、脯氨酸的增加达0.10以上显著水平.     

野外土壤风蚀定量观测方法的研究

[目的]介绍野外土壤风蚀定量观测的新方法。[方法]在综合分析土壤风蚀量评估主要方法和手段优缺点的基础上,提出一种野外土壤风蚀量定量观测的新方法———风蚀圈法。[结果]风蚀圈的最大优点是简单实用、容易携带,可长期放置在野外,实现土壤风蚀的定量观测;其镶嵌在土壤中,表面基本与地面持平,可防止局部微地形对风蚀过程的影响;底部尼龙布透水通气性好,可保持风蚀圈内土样与周围土壤状态一致,观测数据接近实际;最大弊端是放、取土时部分土样容易跑出圈外,影响观测值的准确性。[结论]风蚀圈法是野外观测比较实用的方法,可用于测定单位面积的土壤风蚀量,实现风沙区风蚀季节的定量连续监测。     

带状留茬间作减轻旱作农田土壤风蚀的生态效应研究

针对阴山北麓农牧交错带干旱少雨,风大风多,风蚀沙化严重的现状,深入分析了影响农田风蚀沙化的各种因素,研究提出了防沙型带状留茬间作轮作技术。结果表明:采用带状留茬间作轮作技术,冬春风蚀季节可以降低留茬带风蚀量幅度基本为68.5%～88.7%,由于留茬带的保护作用,降低间作裸露带风蚀量幅度为42.4%～68.3%。在减轻风蚀的同时,带状留茬间作轮作保持了由于秋季耕翻松土的多蓄降水作用,降低了冬春季节近地面风速和水分蒸发,同时还拦截了冬雪,播种时有留茬带保护的间作裸露带0～1m土层贮水量提高15～41.5mm。由于带状留茬间作轮作的集水、保墒和边际效应,增产作用明显,增产幅度为12%～75%。     

垄膜沟播与秸秆还田对内蒙古黄土高原玉米农田土壤水分、酶活性及产量的影响

为明确全覆膜垄膜沟播种植和秸秆还田措施下玉米农田土壤保水改土效果及增产效应,在内蒙古黄土高原旱作区对比分析了全覆膜垄膜沟播结合秸秆还田（S+M）、秸秆还田（S）、全覆膜垄膜沟播（M）、秸秆不还田不覆膜（CK）4种不同耕作方式下土壤水分、酶活性变化规律及玉米产量形成特性。结果表明：全覆膜垄膜沟播种植和秸秆还田均能提高玉米各生育阶段0—100 cm土层土壤含水量,尤以0—20 cm土层土壤含水量差异最为显著,且全覆膜垄膜沟播种植提升效果优于秸秆还田,两者耦合后土壤含水量表现为最大;垄膜沟播和秸秆还田均可显著提高土壤过氧化氢酶、脲酶、蔗糖酶和碱性磷酸酶活性,且随玉米生育期推移,土壤酶活性呈先增加后降低趋势,在大喇叭口期达到峰值;同时,垄膜沟播和秸秆还田均能提高玉米干物质量和产量,由高到低次序为S+M＞M＞S＞CK,与CK相比,S、M、S+M处理玉米产量分别提高11.84%、37.83%、45.13%,全覆膜垄膜沟播结合秸秆还田明显优于其他处理,可作为内蒙古黄土高原旱作区玉米节水增效增产栽培模式。