新疆近54年气温和降水变化特征

利用新疆50个气象站1960—2013年的月、年的平均气温和降水量资料,采用线性倾向率法、累积距平法、Mann-Kendall法等方法,对新疆近54a来的气候变化和突变现象进行了研究,利用反距离插值法分析新疆气温和降水的空间分布。结果表明:近54a来,新疆年平均气温变化在6.2~9.0℃,年平均气温在波动中逐渐上升,气候倾向率0.32℃/10a,其突变发生在1965年和1977年。新疆各站点多年平均气温为0.95~14℃,整体上表现为由南向北降低的趋势,南疆的气温最高,依次为天山山区,北疆的气温最低。新疆年降水量变化在93.20~205.80mm,整体上呈现上升趋势,气候倾向率为8.23mm/10a,新疆年降水量突变发生在1963年、1975年、1978年和1980年。新疆各站点多年降水量为34.20~261.00mm,整体上表现为由南向北增多的趋势,北疆的降水量最多,其次为天山山区,南疆的降水量最少。     

不同用量有机肥对陇东旱塬黑垆土磷素形态转化及有效性的影响

以覆盖黑垆土土壤为材料,研究了不同用量有机肥对土壤磷素有效性及不同形态无机磷含量的影响。结果表明:在陇东旱塬黑垆土上施肥能够增加全磷、有效磷含量,有机肥增加效果更明显,且随有机肥施用量的增加而增加。无磷肥输入的氮肥处理区,活性较强的Ca_2-P、Ca_8-P、A1-P和Fe-P含量都有所降低,而较稳定态的O-P和Ca_(10)-P含量则有所提高。与CK相比,有机肥处理随有机肥用量的增加,Ca_2-P、Ca_(10)-P、A1-P含量表现为增加,而Ca_8-P、Fe-P、O-P则相反。同时Ca_2-P与有机质、有效磷显著正相关,与p H值显著负相关。因此,在本试验条件下,从有效态的Ca_2-P和难溶性的Ca_(10)-P含量变化来看,在施等量氮的基础上配施农家肥60 000 kg·hm~(-2)更有利于活化土壤磷和减缓磷吸附,从而提高磷素的有效性。     

小麦粘类CMS育性恢复基因的SSR分子标记与定位

利用SSR技术,对小麦粘类CMS（细胞质雄性不育）的1对近等基因系（NILs）和回交群体（BC₁'）进行分析,筛选与粘类CMS育性恢复基因相连锁的分子标记并进行恢复基因定位,以进一步探讨小麦粘类CMS育性恢复的遗传机理。结果表明：在18对位于1BS上的SSR引物中,有6对引物在近等基因系间扩增出了稳定的多态性差异;经分离群体验证表明,恢复基因与4对SSR引物的扩增位点Xwmc406、Xbarc8、Xwmc611和Xgwm273有连锁关系,遗传距离分别为2.7、2.8、21.4和26.2cM,这些标记可稳定应用于小麦粘类CMS育性恢复基因的辅助选择;研究还表明,小麦粘类雄性不育系的育性恢复主要受1BS上的1对主效恢复基因及一些微效基因共同控制;本研究标记出的恢复基因应为Rfv1;上述4个标记与该主效恢复基因Rfv1之间的位置顺序依次为Xwmc406、Rfv1、Xbarc8、Xwmc611、Xgwm273。     

半干旱地区果园土壤Cl-迁移积累与环境因子的关系

为揭示环境因子对果园表层土壤氯离子迁移累积的影响,为预防和改良土壤次生盐渍化提供理论指导和相关依据,研究果树生育期表层土壤不同土层氯离子的变化与环境因子（土温、土壤水分、蒸发量、降雨量、水分亏值、气温、空气相对湿度）的相互关系。结果表明：在土壤0~25cm土层的微域范围内,不同土层对氯离子的迁移与累积具有不同的功能。0~5cm土层为氯离子聚集层,10~15cm土层为氯离子传导层。认为10~15cm土层是半干旱地区环境因子对土壤性质直接作用与影响的临界深度。     

潮土小麦和玉米Olsen-P农学阈值及其差异分析

【目的】磷农学阈值是指导不同作物磷肥用量并获取最佳经济产量的重要依据,然而,不同地区不同的耕作制度、土壤类型、作物种类、pH、温湿度条件下,作物的磷农学阈值不同。明确小麦–玉米轮作体系下,典型潮土区小麦和玉米的磷农学阈值,并分析其差异。【方法】本研究基于“国家潮土土壤肥力与肥料效益长期监测站”25年的定位试验,选取氮、钾肥施用充足和磷肥用量不同的NK (不施磷肥)、NPK (施用氮磷钾化肥)、NPKM (氮磷钾化肥和有机肥配施)、1.5NPKM (高量氮磷钾化肥配施有机肥)、NPKS (氮磷钾化肥与玉米秸秆还田配施) 5个处理的试验数据,使用米切里西指数模型 (Mitscherlich exponential model) 拟合小麦和玉米的Olsen-P农学阈值,并通过对比不同土壤磷水平下两种作物的磷吸收利用特性,分析其阈值不同的原因。【结果】获得最大相对产量的95%时,潮土区小麦Olsen-P农学阈值为13.1 mg/kg,玉米Olsen-P农学阈值为7.5 mg/kg。玉米Olsen-P农学阈值低于小麦主要原因:1) 土壤磷水平较低时,小麦对磷缺乏更为敏感,而玉米可保持相对较强的吸磷能力,25年不施磷处理玉米吸磷量是小麦的1.4倍;2) 土壤Olsen-P含量达到玉米阈值,而未能达到小麦阈值时,可保障玉米籽粒、茎秆及小麦籽粒正常生长对磷的需求,但小麦茎秆磷浓度仅能达到相对最大磷浓度的68.9%,严重影响了小麦的正常生长和获取较高产量的能力;土壤Olsen-P含量提高到小麦阈值后,小麦茎秆磷浓度提高到相对最大磷浓度的80.5%以上,进而可保障小麦获得较高的产量;3) 土壤磷素养分充足时,小麦对磷的吸收量大于玉米,且主要是由于小麦茎秆磷浓度和吸磷量随土壤Olsen-P含量的增加而大幅度增加。【结论】小麦和玉米作为典型潮土区两种重要的粮食作物,Olsen-P农学阈值分别为13.1和7.5 mg/kg。由于两种作物的生理特性不同,小麦对磷素的吸收利用率较低,茎秆需要较高的土壤磷浓度维持正常生长,产量形成对磷养分需求更大。因此,小麦–玉米轮作体系下,小麦的磷农学阈值更高,小麦季所需土壤磷供应量大于玉米季。为增强磷肥利用效率,减少磷肥投入量和土壤中磷素的过量累积,玉米季磷肥使用量应适当小于小麦季。当土壤Olsen-P水平高于作物磷农学阈值后,减少或短时间停止施用磷肥并不会对作物产量有明显影响。     

重金属胁迫下生物炭和间作对刨花润楠生长及根系形态的影响

为了探讨在重金属胁迫下,不同用量(0,1%,4%,8%)生物炭与间作望江南(Cassia occidentalis)对土壤碳氮养分、刨花润楠(Machilus pauhoi)及望江南株高、生物量和根系形态的影响,研究生物炭与间作联合对刨花润楠促生增效效应,以刨花润楠为研究对象,开展了室内盆栽试验。结果表明:在Cd,Cr和Zn胁迫土壤中,间作望江南对土壤碳氮含量的影响不显著,生物炭则显著增加了土壤碳氮含量及碳氮比,且随施用量的增加而增加。生物炭与间作互作对两种植物生长前期的株高影响不明显,但随生长期的延长,各处理间两种植物的长势差异均逐渐显现,不同用量生物炭处理下望江南株高间差异不显著,但与对照相比,均显著增加。同时,施加生物炭有助于根系形态的发育及干物质积累,相比于单作下对照(CK),间作与生物炭(T_3)复合处理下刨花润楠根系和地上部干重分别增加了81.48%和122.52%,与不施炭相比,各生物炭处理下,望江南根系和地上部干重增幅分别为27.12%～39.63%和17.19%～19.03%;生物炭显著增加了望江南及刨花润楠根系各形态参数,与单作相比,间作下刨花润楠根系形态参数也略有增加,但影响不显著。生物炭与间作互作比各自单一处理对植物的促生增效作用更明显。该研究为轻度污染区植被造林提供科学依据和参考。     

沙棘苗期叶水势与气孔导度对水分胁迫的响应

为研究沙棘苗期叶水势和气孔导度对不同程度水分胁迫的响应规律,本研究通过盆栽控水试验,以1年生沙棘实生苗为试验材料,设置了4种土壤田间含水量:75%~80%(W_1,充分供水)、55%~60%(W_2,轻度水分胁迫)、35%~40%(W_3,中度水分胁迫)、25%~30%(W_4,重度水分胁迫),选择晴朗无风的天气,于6:00-18:00每隔2 h测量叶水势、气孔导度(Gs)、气象因子和叶温。结果表明,各处理日平均叶水势差异显著(P0.05):W_1(-1.77 MPa)W_2(-1.90 MPa)W_3(-2.11 MPa)W_4(-2.34 MPa)。沙棘日平均叶水势与土壤含水量,平均叶水势与气孔导度均呈显著线性正相关关系(P0.05)。本研究结果有助于进一步认识沙棘苗期的抗旱机理,为西北荒漠地区沙棘造林提供技术支撑。     

基于Budyko假设和SCS-CN模型的河源区水源涵养功能研究

河源区作为一种重要生态功能区,具有重要的生态系统服务功能。以沁河源区为例,利用Budyko假设和SCS-CN模型研究了其水源涵养功能空间分布特征,并比较了不同土地利用类型、海拔和坡度下的水源涵养能力。结果表明:（1）沁河源区多年平均水源涵养量为306.48 mm,水源涵养总量为4.19亿m³;（2）不同土地利用类型水源涵养功能不同,落叶阔叶林和常绿针叶林的水源涵养贡献率和水源涵养量均值最大,贡献率分别为43.99%和42.00%,水源涵养量均值分别为330.41 mm和364.53 mm;（3）不同海拔高度上水源涵养功能不同,海拔1 000～1 500 m地区是水源涵养功能的主体,水源涵养量均值在海拔1 500～2 000 m地区最大,为401.71 mm;（4）不同坡度上水源涵养功能不同,缓坡和斜坡的水源涵养贡献率最大,急坡、陡坡和险坡上水源涵养量均值分别为373.62 mm,368.32 mm和363.94 mm。     

基于MODIS遥感资料估算高原地表潜热通量

利用2014年夏季青藏高原9个观测站的实测资料,首先分析了夏季高原地区的湍流输送特征,并对MODIS(Moderate-Resolution Imaging Spectroradiometer)地表潜热产品在高原地区的适用性进行检验,进一步在潜热模型中引入MODIS昼夜地表温度来估算研究区的地表潜热,并将估算值与实测值进行对比。结果表明:下垫面以裸土/稀疏植被为主的阿里站能量输送以感热为主,其他观测站的湍流输送则以潜热输送为主;MODIS潜热产品在高原各地区的适用性存在差异,产品在高原东部偏东地区适用性较好,其他地区适用性较差,且高原西部的潜热有效数据大量缺失;而新提出的方法不仅可以弥补高原西部地表潜热的缺失,还可以提高地表潜热的估算精度,估算值与实测值之间相关系数达到0.77,均方根误差仅为29.8 W/m2,相对误差为35.59%;模型给出的高原地区地表潜热区域分布特征与高原的地表覆盖类型吻合较好,说明模型给出的高原地表潜热分布是合理的。     

玉米氮素高效利用的研究进展

从氮素利用效率的含义、玉米氮素高效利用的基因型改良、次级指标的选择等方面,阐述了玉米氮素利用效率的研究进展,旨在提高玉米氮素的利用效率,培育出氮素高效利用品种。