地膜残留量对新疆棉田蒸散及棵间蒸发的影响

为探讨残膜对干旱区农田蒸散耗水特征的影响,在新疆阿克苏典型覆膜滴灌棉田开展2 a小区试验研究,设计0、225、450 kg/hm2共3种不同的地膜残留量,采用水量平衡法,微型棵间蒸发仪法,于主要生育时期测定并计算土壤含水量、蒸散量、棵间蒸发量、作物蒸腾量、棵间蒸发占蒸散的比例。结果表明:随着地膜残留量增加棵间蒸发量、棵间蒸发占蒸散的比例呈增大趋势,而蒸散量及作物蒸腾量则逐渐减小。与无残膜处理相比,225和450 kg/hm2处理全生育期田间无效耗水的棵间蒸发量分别增加了9.27和22.20 mm,棵间蒸发占蒸散的比例增幅分别为2.6%和6.1%,作物蒸腾量降低34.89和55.94 mm。在棉花生育期内,棵间蒸发占蒸散的比例(E/ET)与叶面积指数(leaf area index,LAI)呈幂函数关系,各处理间棵间蒸发占蒸散的比例对叶面积指数的响应差异不同,450 kg/hm2处理蒸发占蒸散的比例随着LAI的增加,曲线下降趋势较明显;无残膜处理棵间蒸发占蒸散的比例与LAI的决定系数最高,均在0.9以上。土壤水分利用率也随残膜量的增加依次降低,当残膜量由0增加到450 kg/hm2时,土壤水分利用率从28.25%降至24.91%,可见,残膜增大了农田的无效耗水,不利于土壤水分的有效利用。研究可为制定缓解或克服残膜危害的应变调控技术提供依据。     

基于降解地膜覆盖的新疆棉花生长发育及效益分析

为研究降解地膜降解进程及其对新疆南部棉花生长发育、产量和经济效益的影响,在新疆阿克苏以普通地膜（PE）为对照,进行T1、T2、T3（氧化-生物双降解生态地膜）、HS（生物分解地膜）4种可降解地膜覆盖棉田试验。结果表明,T1、T2、T3、HS诱导期分别为71、67、57、52 d,降解速率T3 > HS > T2 > T1。在棉花关键生育时期,T1和PE的棉花株高与其他可降解地膜差异显著,蕾数、铃数、花数、果枝数差异不显著。PE和T1棉花快速增长期较长,PE干物质积累量比T1少4.71%;而PE比T2、T3、HS高20.62%、5.03%、27.33%。单株结铃数表现为PE > T1 > T3 > T2 > HS;与PE籽棉产量相比,HS显著减产30.26%,其他处理与PE差异不显著。研究表明,T1覆盖的棉花干物质积累量、籽棉产量等效果与PE相当,增收5.81%,降解速率慢;T3覆盖效果与PE无显著差异,减收7.97%,降解速率比T1快。综合经济效益与生态效益,T3更适宜在新疆南部棉田覆盖。     

黄河流域半湿润偏旱区土壤水分动态变化规律研究

以黄河流域半湿润偏旱区14个国家级土壤湿度站点资料为数据基础,以Su fer7.0为技术手段,分析代表站点多年平均和不同降水年型的土壤水分动态变化规律,以期为研究区域节水高效农业的建设提供科学依据。     

黄河流域潜在蒸散量时空格局变化分析

根据国家气象局整编的1957-2001年黄河流域93个气象站点的气象资料,应用1998年FAO最新推荐的Penman-Monte ith法计算潜在蒸散量,在此基础上使用克里格（Kriging）插值法生成黄河流域潜在蒸散量的分布图。结果显示：黄河流域多年平均潜在蒸散量空间分布格局受气候、地形地貌等多种因素的影响,具有明显的地域性差异。潜在蒸散量总的特点是东高西低,北高南低,由东北向西南逐渐递减;从时间尺度上看,自1957年以来,潜在蒸散量总体上呈＂下降-稳定-上升＂趋势,在20世纪90年代末增到最高;季节变化为夏季〉春季〉秋季〉冬季;具体到各月的变化趋势,黄河流域上、中、下游潜在蒸散均以5-7月份最多,11月至翌年2月最低,且不同区域之间存在着明显的差别。     

基于Kriging插值的黄河流域降水时空分布格局

采用国家气象局整编的1960-2000年黄河流域97个气象站点的系列资料和Kriging插值方法,对黄河流域降水时空结构及其变化特征进行了分析.结果表明：黄河流域多年平均降水量的地区分布既受天气系统的制约,又受地形等地理环境的影响,造成明显的地区性差异;就年际变化而言,20世纪60年代和80年代降水偏多,尤其是80年代黄河流域年平均降水与正常值相比要偏高许多,而70年代和90年代降水偏少,目前正处于降水偏少时期.黄河流域上游的降水增加趋势相当明显,而中游和下游降水则明显减少;就降水年内分配而言,降水高度集中在汛期（6-9月）,且上、中、下游降水均以7、8月最多,但下游7、8月降水较中、上游更为集中.研究结果和分析结论对了解黄河流域水资源演变具有十分重要的意义.     

黄河流域主要农作物的降水盈亏格局分析

以1961—2000年的气象资料为数据基础，采用FAO 1998年推荐使用的Penman—Monteith模型和参考作物法，对黄河流域不同类型旱农地区主要农作物的降水盈亏格局进行了分析。结果表明：黄河流域大部分地区冬小麦全生育期多年平均缺水量在250～500mm，且由南向北缺水量有依次递增的趋势，主要反映了冬小麦全生育期降水量与需水量的双重影响；夏玉米全生育期缺水量较多的地区为陕西省关中地区，约为200mm左右，由此向东缺水量值逐渐减少；春小麦全生育期多年平均缺水量基本上是从南向北逐渐升高，缺水量在200—500mm，显然是受降雨与需水两方面的双重影响；春玉米全生育期多年平均缺水量分布则是从南部向北部递增，亏缺量在0～400mm。     

中国地膜产品塑化剂特点及风险评价

为探讨中国地膜产品中塑化剂的含量与安全性,于2019年和2020年开展全国范围地膜抽检活动,在购入的294份地膜产品中随机抽取69份,依照《聚乙烯吹塑农用地面覆盖薄膜》(GB 13735—2017)和《全生物降解农用地面覆盖薄膜》(GB 35795—2017)国家标准,对其厚度、颜色与力学性能进行了检测;并依照《食品安全国家标准食品接触材料及制品邻苯二甲酸酯的测定和迁移量的测定》(GB 31604.30—2016)标准测定了地膜样品中6种优先控制类邻苯二甲酸酯类塑化剂的初始含量,包括邻苯二甲酸二(2-乙基)己酯(DEHP)、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、邻苯二甲酸丁基苄基酯(BBP)、邻苯二甲酸二乙酯(DEP)、邻苯二甲酸二甲酯(DMP)和邻苯二甲酸二正辛酯(DNOP);分析了地膜塑化剂含量与地膜材料、颜色、厚度及力学性能的关系,并对地膜塑化剂产生的土壤环境风险进行评估。结果显示:抽检的地膜产品中6种邻苯二甲酸酯(PAEs)塑化剂检出率为100%,其中聚乙烯地膜中6种邻苯二甲酸酯总量(Σ_6PAEs)平均值为13.4 mg·kg~(-1),包括DEHP和DBP两种类型;生物降解地膜中Σ_6PAEs平均含量为32.5 mg·kg~(-1),显著高于聚乙烯地膜,且除含有DEHP和DBP外还有少量DMP和DEP。当地膜中塑化剂全部释放至0～20 cm土层且不发生迁移和降解等情况时,地膜应用每年对土壤塑化剂的贡献为0.000 4～0.001 0 mg·kg~(-1),与土壤平均塑化剂(1.0 mg·kg~(-1))含量和土壤塑化剂风险阈值(10 mg·kg~(-1))相比,对农田土壤造成塑化剂污染的风险较小。研究表明,我国地膜产品中塑化剂含量基本处于安全范围,地膜应用对土壤塑化剂的贡献微乎其微。地膜塑化剂的含量与材料密切相关,与颜色、厚度和力学性能无关。     

长期免耕覆盖对旱地冬小麦旗叶光合特性及干物质积累与转运的影响

【目的】小麦开花后光合特性对干物质积累和转运具有重要作用,而土壤水分是影响作物光合作用最重要的环境因子。研究长期定位试验条件下免耕覆盖的蓄水保墒作用和小麦冠层光合有效辐射传输特征,及其对小麦光合特性和干物质转运规律的影响,以期为旱区作物生产及农田高效用水提供理论依据。【方法】本文以山西临汾20年免耕覆盖和常规耕作两种耕作方式的长期定位试验为平台,于2013年休闲期和小麦生育期对土壤水分,小麦生育后期光合有效辐射、旗叶光合参数、干物质积累和产量构成因素进行了测定。【结果】在休闲期和小麦生育期,与常规耕作方式相比,免耕覆盖耕作0—160 cm土层土壤储水量显著增加,平均提高了12%,其中在土壤水分含量的最低时期(灌浆前期)比常规耕作提高21%(P0.01)。在抽穗和灌浆前期免耕覆盖处理的小麦截获的光合有效辐射比常规耕作高163μmol/(m2·s),其中在灌浆前期二者差异最大,达19.3%(P0.05),并且免耕覆盖下小麦中上层和中下层都有充分利用光能的机会。在灌浆前期免耕覆盖比常规耕作处理的小麦旗叶气孔导度平均增加39%,二氧化碳利用能力平均增加11%,瞬时水分利用效率提高了22%;小麦抽穗后到成熟期免耕覆盖处理的小麦旗叶净光合速率平均比常规耕作高39%,收获期籽粒重和植株总重分别比常规耕作高57%和46%(P0.01),并且开花后干物质积累量对籽粒的贡献率达到了64%。从产量构成因素来看,免耕覆盖的小麦穗数和千粒重分别比常规耕作高31%和10%,实收产量比常规耕作高41%(P0.01)。免耕覆盖耕作方式下的土壤蓄水保墒能力缓解了因水分胁迫作用而出现的光合午休现象,保证了小麦光合速率处于较高水平;同时免耕覆盖增强了小麦开花后干物质的积累能力,并且籽粒干物质的主要来源是开花后干物质的积累,而常规耕作则是以开花前贮藏的同化物量为主要来源。【结论】在晋南旱区,采用长期免耕覆盖的耕作方式可提高土壤水分的保蓄能力和光能截获能力,增强冬小麦的净光合效率、瞬时水分利用效率及干物质积累与转运,协调产量构成因素之间的关系,提高小麦产量。     

残膜对棉田耗水特性及干物质积累与分配的影响

采用大田微区控制性模拟试验,测定并比较了新疆覆膜滴灌棉田3种不同残膜含量(0、225、450 kg·hm~(-2))对棉花的耗水量、耗水模数、棵间蒸发量、水分利用效率、干物质积累分配及其与耗水相关性的影响。结果表明,试验条件下,与无残留处理相比,随着残膜量的增加,生育期总耗水量有降低趋势,C_(225)和C_(450)处理分别降低了25.60、33.74 mm,但差异未达显著性水平,其中苗期、蕾期耗水模数降低较为显著,说明残膜降低了作物的耗水量,明显抑制了生育前期的耗水需求。与此同时,残膜污染的加剧,增大了生育期平均棵间蒸发强度,两个生长季C_(225)和C_(450)处理的棵间蒸发强度显著比C_0处理高0.07、0.16 mm·d~(-1),降低了有效耗水所占比例;此外,残膜不利于干物质的快速积累和在生殖器官中的高效分配,C_(450)处理籽棉产量和水分利用效率较无残膜处理分别降低了8.7%和5.6%。     

水源保护区坡耕地种植不同类型牧草的水土保持效应研究

在水源保护区16.5°坡耕地上,种植豆科、禾本科、菊科等多年生牧草,替代传统的种植模式(玉米-小麦)。两年试验结果表明,种植牧草能有效降低水、土及养分流失,径流量、土壤流失分别比习惯种植减小27.6%～35.8%及41.8%～54.6%,氮磷钾养分流失比传统种植减少30.9%～41.3%,其中氮流失减少31.2%～39.4%,磷流失减少29.1%～39.2%。水土保持效果以种植禾本科牧草最好,菊科牧草稍差,豆科牧草及豆科-禾本科牧草混播效果居中。同时种植牧草还能取得较好的经济效益,纯收益比习惯种植增加9.2%～15.0%,是水源保护区种植结构调整及坡耕地综合治理的较好方式。