河西绿洲节水高效种植模式水资源效率研究

针对石羊河流域水资源缺乏、种植业生产受限的问题,比较了武威市凉州区19种种植模式的水资源利用效率。结果表明,马铃薯和油葵较春小麦(CK1)节水25%且分别增收84.21%和31.58%;低耗水型模式玉米/豌豆和油葵/豌豆的水分利用效率较传统模式春小麦/春玉米(CK2)提高38.2%和52.9%,水分经济利用效率提高51.6%和125%,水分能量生产效率提高40.72%和49.81%;日光温室中,辣椒、西瓜和双孢菇的节水增收效果较好。由此提出发展马铃薯、油葵等低耗水高效模式,以玉米/豌豆、油葵/豌豆替代高耗水型模式春小麦/春玉米,日光温室重点发展辣椒、西瓜和双孢菇等作物的建议。     

产业生态学研究进展

产业生态作为21世纪国际产业发展的方向,是依据自然生态的有机循环原理建立发展模式,实现人类社会体系和产业经济体系与自然生态环境和谐共生,形成类似于自然生态链的网络,以便充分利用资源、减少废物产生、消除环境破坏,实现经济效益、社会效益和生态效益的和谐统一与可持续发展.本文在概述国内产业生态研究的基础上,重点从生态效率、产品政策、生命周期评价(LCA)、家庭可持续消费等方面介绍了近几年国外产业生态学研究的最新进展.     

张掖市水资源利用现状与可持续开发

分析研究认为,张掖市水资源在不同保证率水平下都存在一定亏缺,农业耗水过多是造成这一现象的直接原因。运用水量平衡原理分析说明,节水农业不仅可解决水资源供需矛盾,同时可为其它资源的开发提供大量水资源。水资源开发应按不同区域制定相应开发策略,重点区域在黑河灌区。节水农业应重视工程、农艺、农机、管理等节水技术的配套应用,管理节水是重中之重。     

旱农地区农牧系统的灰色关联分析

本文应用灰色关联分析方法,选择农牧业系统的12个主要表征指标,研究了旱农地区农牧系统的关系,为旱农地区农牧结合提供了科学依据。     

黄土高原半干旱区保护性耕作适应性评价

在黄土高原半干旱区连续4年保护性耕作试验的基础上,利用层次分析法,对5种保护性耕作法与传统耕作法适应性(生态与经济)进行综合评价,探究适合黄土高原半干旱区的保护性农业技术体系.结果表明:在两种轮作次序(小麦/豌豆、豌豆//小麦)、两种投入方式(计秸秆和不计秸秆)下,保护性耕作法免耕秸秆覆盖(NTS)综合适应性指数(PI)均显著高于其他几种耕作方式,且PI在0.76～0.86之间,是传统耕作法(T)的2～2.5倍,NTS在该地区的适应性最强;NTS、免耕不覆盖(NT)、免耕结合地膜覆盖(NTP)3种耕作方式的PI高于传统耕作结合秸秆还田(TS)、T、传统耕作结合地膜覆盖(TP),说明NTS、NT、NTP在该区的适应性优于TS、T、TP.因此,在黄土高原半干旱区实施保护性耕作措施NTS,更能促进该区农业的持续发展.     

交替灌溉对西北绿洲区小麦间作玉米水分利用的影响

受水资源不足的严重制约,西北绿洲区以间作套种为主体的多熟种植面积被持续压缩,使单位耕地产出率和光能利用率明显下降,间作节水理论和技术研究亟待开展。交替灌溉技术节水和提高水分利用效率的作用已得到大量验证,但该技术应用到间作中能否产生节水、增效作用,缺乏理论依据。2006—2008年,在甘肃河西走廊干旱荒漠绿洲区进行田间试验,探讨了交替灌溉对小麦间作玉米产量、耗水量和水分利用效率的影响。结果表明,与单作相比,交替灌溉小麦间作玉米可显著提高土地利用效率(LER),LER达到1.22~1.52。交替灌溉与传统灌溉间作相比,LER差异不显著;对间作小麦的产量效应不显著,但使间作玉米的产量提高11.4%~36.4%,混合产量平均提高12.9%。与传统灌溉间作相比,交替灌间作未显著增加作物的耗水量,与单作小麦、单作玉米的加权平均相比高1.2%~19.4%。交替灌溉小麦间作玉米的WUE较单作小麦高12.0%~71.4%、较单作玉米高10.6%~37.8%、较传统灌小麦间作玉米高0.9%~22.5%。在河西绿洲灌区,小麦间作玉米上应用交替灌溉技术具有节水和提高WUE的可行性。     

绿洲灌区典型间作模式的产量和光能利用效率

为寻求河西绿洲灌区低耗水、高光效、高产多熟种植模式,在限量灌水条件下,通过大田试验对该区主要种植模式的产量和光能利用率进行了量化分析.结果表明:4种间作模式土地当量比均大于1,排序为玉米/豌豆>玉米/油菜>小麦/玉米>小麦/大豆;在同等可比面积上,小麦、玉米、豌豆和油菜在间作模式下均较单作表现出显著增产效应,但在不同模式下增产效应不同,小麦在小麦/玉米和小麦/大豆2种间作模式下产量分别提高49.14%、51.50%,玉米在玉米/油菜、玉米/豌豆和小麦/玉米3种间作模式中产量分别提高20.88%、53.48%、70.34%.各间作模式下的光能利用率为玉米/豌豆>玉米/油菜>玉米/小麦>小麦/大豆.玉米/豌豆间作模式可作为目前河西绿洲灌区低耗水、高光效型种植模式之一.     

几种保护性耕作措施在黄土高原旱作农田的实践

自2001年起,甘肃农业大学的研究者在甘肃省定西市安定区李家堡镇布设了不同保护性耕作措施下春小麦→豌豆和豌豆→春小麦轮作系统的定位试验,以研究免耕不覆盖(NT)、传统耕作秸秆还田(TS)、免耕秸秆覆盖(NTS)、传统耕作地膜覆盖(TP)和免耕地膜覆盖(NTP)等保护性耕作措施在黄土高原旱作农田生态系统中的效应。本文就近10年依托该试验获取的相关研究结果进行综述,重点阐述特定土壤、气候、农作制度下土壤理化性状、土壤微生物及其酶活性、土壤温室气体排放、作物生理生态等对上述几种保护性耕作措施的响应。初步得到免耕秸秆覆盖措施有助于形成良好的土壤结构、减少土壤侵蚀、改善土壤持水特性、提高土壤养分利用效率、改善土壤微生物区系、增强作物光合效能、增加作物产量等结论,对筛选出当地适宜的耕作模式、改善区域土壤质量、促进农业可持续发展有重要意义。在此基础上,提出目前该项研究存在的问题和今后重点关注的方向:1)保护性耕作土壤碳循环机理;2)覆盖方式的创新;3)温室气体排放测量方法的改进与完善。     

秸秆还田及施肥对小麦复种油菜农田土壤呼吸的影响

在甘肃省石羊河绿洲灌区连续3 a的小麦复种油菜田间定位试验的基础上,采用EGM-4密闭式土壤呼吸测量系统,测定了不同施肥水平和不同秸秆还田方式下小麦复种油菜农田的土壤呼吸速率。结果表明：在整个观测期内, 土壤呼吸速率最高值出现在8月下旬（152.06~199.58 mg•m^-2•h^-1）,最低值出现在10月中旬（12.67~19.01 mg•m^-2•h^-1）。土壤呼吸速率日变化呈单峰曲线,最高值出现在12:00-14:00, 4:00左右达最低值;不同秸秆还田方式下, 高茬收割免耕播种油菜的处理明显降低了土壤呼吸速率,且在秸秆处理后的油菜生育期内降低效果更加明显;不同施肥水平下,在N、P减量15%的情况下,土壤呼吸速率显著下降;各试验处理措施下, 土壤呼吸速率与5 cm和10 cm土壤温度、30 cm各层土壤含水量均呈极显著正相关,并且土壤呼吸速率与0~30 cm土壤水分的相关性较土壤温度高;不同处理下土壤呼吸速率与土壤孔隙度基本上呈负相关,但是两者之间相关性并不显著。     

全膜覆土穴播平作对冬小麦不同器官含水率动态变化效应

2008—2010年度,通过田间试验,研究了全膜全生育期覆土穴播平作栽培技术(简称M)对冬小麦叶片、秆鞘(节秆和叶鞘)、颖壳(颖壳和穗轴)、整株与籽粒在不同生育阶段的含水率动态变化,并以相应的千粒重大小来衡量水分消耗的效应,目的在于揭示水分在不同器官内的分布、流动和消长规律,为该技术在旱区大面积推广提供理论参考。设计M和露地(CK)、10粒/穴密度(相当于267.75kg·hm-2的播种量)、重复3次、随机区组排列的二因素试验。结果表明,M能够显著(P0.01)增加各器官水分含量,在不同生育期内总体水分含量显著高于CK;返青至完熟阶段,M叶片、秆鞘、整株的平均含水率分别显著(P0.05)高于CK处理4.76%、3.0%、4.76%;扬花至灌浆,M处理的籽粒与颖壳平均含水率显著高于CK 3.33%(P0.05)与6.12%(P0.01)。CK千粒重略高(P0.05)于M处理0.29%~2.73%,但在群体和穗粒数上显著(P0.01)比M低16.69%~35.11%与4.03%~5.11%,从而影响了最终产量的提高,显著(P0.01)低于M 29.87%~34.73%。M处理能够满足较高的公顷穗数和穗粒数生长发育要求,从而通过大群体和高的籽粒产量获得高产,也是M供给、调配、协调不同生育阶段植株、不同部位水分能力的体现。相关性分析表明,M显著地影响各器官的水分分布和流动关系,叶片与整株的含水率同步性最高。同时,M也在一定程度上解决了大群体营养器官冗余导致的水分和养分偏耗与供应不足问题。本研究揭示了全膜覆土穴播平作栽培条件下冬小麦不同部位水分消长动态和规律,为该技术在不同降水区域推广使用提供参考依据。