铜胁迫对芥菜光合特性及叶绿素荧光参数的影响

通过水培试验研究了铜胁迫对芥菜叶片光合特性与叶绿素荧光参数的影响.结果表明,所有铜浓度处理均能降低芥菜胞间CO2浓度(ci)和光化学淬灭系数(qP).低浓度的Cu2+(≤1μmoL·L-1)能提高芥菜叶片叶绿素、类胡萝卜素含量以及净光合速率(Pn)、气孔导度(Cs)和蒸腾速率(Tr);高浓度的cu2+(≥10μmol·L-1)使得芥菜叶片叶绿素(Chl)、类胡萝卜素(Car)含量以及净光合速率(Pn)、气孔导度(Cs)和蒸腾速率(Tr)下降.叶绿素荧光分析表明,当铜浓度低于1 μmol·L-1时,PSⅡ的最大光化学效率(Fv/Fm)和子叶产量(Yield)升高,当铜浓度高于10 μmol·L-1时降低,而最小荧光(Fo)和非光化学淬灭系数(qN)变化趋势与之相反.叶绿素a/b值在铜浓度低于10 μmol·L-1时升高,但比值随胁迫继续加剧而下降,两者间呈显著负相关(P<0.05);Car/Chl值在铜浓度小于50μmol·L-1时随浓度的增加而增大,之后则随铜浓度的增加而下降,两者呈极显著负相关(P<0.01).铜浓度与叶绿素、类胡萝卜素含量、Fv/Fm、qP和Yield均呈极显著负相关(P<0.01),与Pn、Cs、Tr呈显著负相关(P<0.05),而铜浓度与Fo和qN分别呈显著和极显著正相关.     

免耕条件下秸秆还田对冬小麦-夏玉米轮作系统土壤呼吸及土壤水热状况的影响

【目的】研究免耕条件下秸秆还田对旱地冬小麦-夏玉米轮作系统土壤呼吸及土壤水热状况的影响。【方法】2011年10月至2014年9月,在陕西杨凌设置秸秆全量还田+施肥（S1F1）、秸秆全量还田+不施肥（S1F0）、秸秆半量还田+施肥（S1/2F1）、秸秆半量还田+不施肥（S1/2F0）、秸秆不还田+施肥（S0F1）、秸秆不还田+不施肥（S0F0）6 种不同耕作处理的3年定位试验,测定并分析不同耕作处理下土壤呼吸、土壤水热状况、作物产量、土壤耕作层有机碳含量的差异。【结果】在冬小麦生育期内,各处理土壤呼吸速率均呈先下降后升高再下降的趋势;在夏玉米生育期内,各处理土壤呼吸速率均表现为先升高后下降的趋势。同一生育期内各处理土壤呼吸平均速率及呼吸总量依次为S1F1＞S1/2F1＞S1/2F0＞S0F1＞S1F0＞CK,同种作物不同生育期之间,各处理土壤生育期呼吸总量有逐年降低的趋势。整个研究周期内,土壤温度的变化趋势与每月平均气温的变化趋势相似,不同处理在同一生育期内的土壤温度变化趋势相近,且各处理生育期土壤平均温度均随土壤深度的增加而降低;不同秸秆还田处理冬季土壤温度均高于对照,但生育期土壤平均温度均低于对照。土壤含水量随土壤深度的增加而降低,但受降雨影响,不同轮作周期之间的土壤含水量波动较大,各处理同一生育期的土壤平均含水量均表现为S1F0＞S1F1＞S1/2F0＞S1/2F1＞CK＞S0F1,且不同秸秆还田处理的土壤含水量与对照间的差异均显著（P＜0.05）;土壤温度能够解释土壤呼吸速率变化的32.5%-60.4%,土壤含水量能够解释土壤呼吸速率变化的38.4%-82.5%,不同土层深度间,5 cm土层的温度与土壤呼吸的拟合度性最高,而10-20 cm土层的含水量与土壤呼吸的拟合度最高。相同年份内,不同处理冬小麦和夏玉米产量均表现为S1F1＞S1F0＞S1/2F1＞S0F1＞S1/2F0＞CK,这个研究周期内,冬小麦产量逐年增加,夏玉米在前两季表现为增产,但受极端炎热天气的影响,第三季的产量明显降低。单季作物收获后,各处理同一土层深度的有机碳含量均表现为S1F1＞S1/2F1＞S1F0＞S1/2F0＞S0F1＞CK。且不同秸秆还田处理的土壤有机碳含量逐年升高。【结论】长期免耕秸秆还田能够有效降低农田土壤碳排放、提高农田土壤水分利用率及冬季土壤温度、提高作物产量及土壤有机碳含量。不同秸秆还田处理间以S1F0处理的效果最优。     

南水北调中线工程水源地化肥施用时空分布特征及其环境风险评价

为全面认识南水北调中线水源地农业化肥施用的时空分布差异及对生态环境的潜在威胁,加强化肥施用风险管控,以南水北调中线水源地县级2002—2014年化肥施用量及耕地面积年鉴数据为基础,结合实地调查,运用化肥污染环境风险评价模型,对水源地化肥投入的时空变化分布特征和环境风险进行分析和评价。结果表明:2002—2014年水源地化肥施用明显过量且逐年增加,净增长214.44 kg·hm~(-2),年平均增长率为3.03%。水源地化肥施用强度是发达国家化肥施用安全标准上线的2.74倍,是全国化肥施用强度平均值的1.50倍,是我国生态县建设化肥施用负荷标准的2.47倍,且区域间存在差异。水源地整体化肥施用的风险指数呈逐年增加趋势,从2002年的0.67增至2014年的0.74,增幅为10.45%。多数地区化肥施用风险程度处于中等风险水平,其中西峡县、城固县、汉滨区和邓州市处于严重风险状态,宁陕县、神农架林区和紫阳县处于安全状态。水源地氮肥施用整体处于中等风险状态,磷肥施用风险整体处于低风险和尚安全状态。研究区化肥施用负荷过高是由体制、政策、技术、观念以及经济发展水平等多方面原因造成的,种植模式、施肥技术及管理方式是其直接原因,而农业体制和政策是其内在原因。相关部门应采取有效措施对化肥施用进行"控量增效"管理,如实行农业集约化经营,优化种植结构,加强农民环保意识和农技知识教育,提高农民科学施肥技术,普及推广配方施肥及测土施肥等。     

农业非点源污染研究进展

针对点源污染虽已得到有效治理,但农业非点源污染已成为全球突出的环境问题的现状,在分析国内外农业非点源污染的严峻形势的基础上,着重从当前农业非点源污染研究中的农业非点源污染定量模型研究、农业非点源污染的农户经营行为研究、农业非点源污染的环境经济学研究和农业非点源污染的控制与管理战略研究4个方面进行了阐述,并指出当前我国控制农业非点源污染所面临的困境,最后对未来我国农业非点源污染的研究发展前景进行了展望。     

秸秆留茬翻埋快速腐熟技术及配套机具研究

针对我国北方作物机械化收获模式下,机收后滞留在田间大量秸秆留茬处理问题,结合秸秆整株翻埋技术与秸秆快速腐熟还田技术,设计了秸秆留茬翻埋快速腐熟联合作业机。该机由腐熟剂喷施系统及秸秆留茬翻埋系统两部分组成。通过田间试验表明,秸秆留茬翻埋快速腐熟技术可使翻埋的秸秆留茬快速腐解,7个月后秸秆留茬腐熟率为79.8%,较单一秸秆留茬翻埋作业方式腐熟率提高了18.5%;增加了田间土壤微生物数量,提高了土壤有机质含量;相应配套机具在田间作业时,速度应大于1.46 m/s,悬挂深耕犁耕深应控制在22~29 cm之间。     

基于BMPs的宁夏黄河灌区农业非点源污染控制方案

【目的】在最佳管理措施（BMPs）基本原理的基础上,构建宁夏黄河灌区农业非点源污染防控方案,为宁夏黄河灌区农业非点源污染防治提供理论依据。【方法】在分析宁夏黄河灌区农业非点源污染特征的基础上,根据BMPs的基本原理,构建了基于BMPs的农业非点源污染综合防控方案。【结果】在农户、农村社区、农田、区域4个层面上,构建了工程型与非工程型BMPs相结合的宁夏黄河灌区农业非点源污染综合防控技术体系,并提出了一些建议。【结论】构建了基于BMPs的宁夏黄河灌区农业非点源污染综合防控方案。     

引进美国草种水保效果的对比研究

通过人工模拟降雨与室内分析相结合的方法,对美国引进的8种禾本科牧草的生长势能、持水能力及草地的土壤水分状况、物理性状、土壤抗蚀性、贮水量、水土保持作用等指标的初步研究,结果表明：种植牧草可增大地表粗糙度,减轻地表水蚀,达到防止水土流失的目的,并通过生物改良和阻滞溅蚀增强土壤抗蚀性;其中,无芒雀麦、苇状羊茅、扁穗冰草、细颈披碱草的水保综合性能表现最为优秀,披碱草、新麦草、高冰草表现一般,猫尾草表现较差。     

不同耕作措施对黄土高原区域大豆根际土壤微生物量、酶活性和养分的影响

选择免耕(NT)、秸秆覆盖(SM)、地膜覆盖(PM)和起垄覆膜(RPM)4种保护性耕作措施为研究对象,以传统耕作(CT)为对照,通过测定根际土与非根际土的微生物量、酶活性及养分质量分数,研究不同耕作措施对不同微域土壤碳氮质量分数及微生物特征的影响。结果表明:(1)土壤微生物量和酶活性均呈现根际非根际的规律,且与对照相比,各保护性耕作处理均有提高。RPM和SM处理的根际土壤微生物碳质量分数分别提高51.78%和24.62%,微生物量氮的富集率则分别达到48.13%、46.04%;NT、SM、RPM处理的蔗糖酶活性较CT处理分别提高了113.35%、113.10%、74.75%(P0.05);(2)4种不同保护性耕作措施的土壤养分质量分数均有提高,其中RPM和SM与CT相比差异显著,效果更加明显,并且有效降低了土壤pH。根际土壤的全氮、铵态氮、硝态氮和有机碳质量分数均高于非根际土壤,各处理均表现出一定程度的富集,其中全氮和硝态氮的富集率以RPM处理最高,分别为16.9%和45.06%。(3)根际土壤的养分质量分数、酶活性以及微生物生物量之间的相关性程度高于非根际土壤,根际土壤中微生物量与酶活性之间存在着显著的正相关性,过氧化氢酶和蔗糖酶这2种酶均与养分间显著相关,而脲酶则无显著相关。综上,在黄土高原区域内,秸秆还田和起垄覆膜更有利于改良土壤理化性状和提高土壤生物学特性。     

“四位一体”生态农业模式区域适宜性评价与实证研究

【目的】"四位一体"生态农业模式区域适宜性评价是"四位一体"生态农业模式合理布局的关键,建立"四位一体"生态农业模式区域适宜性评价模型,可以为国家和政府及相关部门进行"四位一体"生态农业模式布局提供科学的理论依据和决策支持。【方法】根据"四位一体"生态农业模式的区域影响因素和评价指标建立的原则、方法,从气候、能源、社会经济、水文因素4个层次中选取15个评价指标,构建了"四位一体"生态农业模式区域适宜性评价指标体系。运用层次分析法、专家咨询法确定了评价指标的权重,建立了评价模型。并以陕西省为例,对安塞县、陇县、西乡县发展"四位一体"生态农业模式区域适宜性进行了比较研究。【结果】3个地区发展"四位一体"生态农业模式区域适宜性顺序为陇县>西乡县>安塞县。【结论】研究结果与实际情况比较吻合,说明该评价理论具有一定的应用价值。     

温度对秸秆厌氧消化产气量及发酵周期影响的研究

温度是影响沼气产气效率和发酵周期的主要生态因子,探索农作物秸秆产气量和发酵周期与发酵温度之间的关系,是解决农村户用沼气原料选择、确定最佳发酵温度和提高作物秸秆资源化利用的效率的关键;本试验通过自行研究设计的可控性恒温发酵装置,以麦秆、稻秆和玉米秆作为发酵原料,以常温厌氧发酵池的底物为接种物,在总固体(TS)质量分数为8%的条件下进行批量试验,在25～40℃温度范围内,每5℃设一个温度梯度,研究了不同发酵温度对产气速率、产气量及发酵时间的影响,并用SAS软件对各因素进行多元回归分析,建立了回归方程,得出各因素的最优值.结果表明,在一定的温度范围内,3种秸秆厌氧发酵的产气速率的峰值出现的时间和发酵周期是随着温度的升高而缩短,其峰值和产气量是随温度的升高而增加.