大气臭氧浓度升高对大豆籽粒C、N、P和K浓度的影响

为明确大气臭氧浓度升高对大豆籽粒C、N、P和K元素浓度的影响,本研究以环境大气臭氧浓度为对照,利用开顶式气室模拟大气臭氧浓度升高40 nL·L^-1的环境条件,选取3个推广面积较大的大豆品种:东生1号、绥农4号和绥农8号,解析了在高臭氧浓度下不同大豆品种籽粒C、N、P和K元素浓度及计量化学比的变化。结果表明,臭氧浓度升高会降低大豆籽粒中C元素和P元素浓度,但增加了N元素和K元素浓度,3个品种大豆籽粒中C、P元素平均浓度分别降低了1.51%和10.7%;N、K元素平均浓度则分别升高了37.8%和11.0%。虽然大豆籽粒C、N、P和K元素浓度存在品种间差异(P<0.05),但臭氧与品种交互作用对4种元素的积累影响不显著(P>0.05)。臭氧浓度升高还会改变大豆籽粒中C、N、P和K元素化学计量比,如提高C/N和C/K,降低C/P和N/P,同时提高P/K,这表明臭氧浓度升高降低了N和K的元素利用效率,而且大豆对N元素的积累和利用可能受到P元素的制约。     

长期不同施肥处理黑土磷的吸附-解吸特征及 对土壤性质的响应

目的 长期不同施肥处理影响土壤磷库和土壤性质的变化。研究不同施肥处理下黑土磷的吸附解析特征及其与土壤性质的响应关系,为黑土合理施用磷肥,提高磷有效性提供理论依据。方法 本研究依托于公主岭黑土肥力长期定位试验,供试作物为玉米。选取不施肥（CK）、施氮、钾肥（NK）、氮磷钾平衡施肥（NPK）、氮磷钾+有机肥（NPKM）4个处理。取1990、2000和2010年的0—20 cm土层的土壤样品,分析土壤性质,测定磷的吸附解吸值,并用 Langmuir方程拟合了磷的吸附曲线,计算磷最大吸附量（Q_max）、磷吸附常数（K）、最大缓冲容量（MBC）、磷吸附饱和度（DPS）以及土壤易解吸磷（RDP）。结果 Langmuir吸附等温线方程能很好的拟合土壤吸附磷和相应的平衡溶液磷浓度曲线（R ²=0.93—0.99）。不同施肥处理磷吸附解吸特征参数具有明显的差异。随试验年限的增加,不同处理各特征参数变化不尽相同,与1990年相比,2010年不施磷处理（CK和NK）,Q_max值分别增加了1.83和1.61倍,MBC值分别增加了0.80%和49.40%,DPS值分别降低了92.04%和87.50%,RDP值分别降低了20.00%和82.83%;NPK处理Q_max和DPS值分别增加了81.39%和90.74%,MBC和 RDP值分别降低了79.37%和48.57%;NPKM处理Q_max和MBC值分别降低了33.35%和78.52%,DPS和RDP值分别增加了11.36倍和1.48倍。施肥21年后,与CK和NPK处理相比,NPKM处理的Q_max值降低了64.66%和 49.52%,MBC值降低了81.87%和79.56%,DPS值增加了110和3.81倍,RDP值增加了4.36倍和78.57%。NPKM处理显著增加了土壤全磷（Total-P）、有效磷（Olsen-P）、有机质（SOM）和CaCO₃含量,降低了比表面积,维持pH、游离铁铝氧化物值不变。冗余分析结果表明：SOM和Total-P是造成磷吸附解吸特征参数差异的主要因素,分别解释了全部变异的49.5%和18.7%（P＜0.05）。 结论 长期有机无机配施可显著增加SOM和土壤中磷素累积,降低土壤对磷的吸附能力,增加土壤对磷的解吸,提高土壤磷的有效性,但同时显著提高了土壤磷吸附饱和度,易引起磷素流失的风险,对于NPKM处理应考虑有机肥与无机肥的投入量。     

植物工厂生菜根际通风对冠层和根际环境影响

随着植物工厂规模的不断扩大,传统环控方式难以实现各处均匀通风,环控效果难以保证,能源利用效率较低。该研究针对这一问题,提出了根际通风方法,使植物工厂环境空气流经水培系统中营养液面与栽培板之间的空气层后进入植物冠层下部,实现高效的通风。该文以成熟期的生菜作为试材,在同一环境条件下对低速连续通风(LCRV)、高速间隔通风(HIRV)与传统通风方式(CEC)下生菜冠层及根际环境参数变化进行对照,测试其通风调温效果。结果表明,各处理空气层温度均低于环境温度,湿度则普遍高于环境。其中,LCRV温度最低,与环境温差能够达到4.07℃;CEC湿度最高,可达100%。在冠层下部,LCRV温度低于环境3.47℃;CEC湿度较环境提高27.56%;该区域CO2浓度在LCRV作用下较CEC高139×10~(-6)。随着高度的增加与冠层遮挡的减小,根际通风对冠层上部环境参数的影响逐渐削弱,LCRV温度仍为最低,但其温差已经缩小至0.75℃,CEC温度则高于环境0.84℃;各处理相对湿度与环境的差异也有所减小,数值最高的LCRV较环境高15.8%。在营养液中,LCRV液温较CEC降低4.03℃;HIRV大幅减缓了溶解氧下降趋势,试验结束时仍维持在3.8 mg/L,同期LCRV和CEC处理只有1.8 mg/L。由此可见,传统环控方式下冠层与环境参数差异明显,以环境参数作为调控依据不够准确;相比之下,根际通风在解决传统环控方式通风温控不均匀的同时,对地上部及地下部多种微环境参数调控起到了积极作用,降低环控要求,提高空调温控效率,具有推广价值。     

叶面喷施寡糖对生菜生长和品质的调节作用

为探究不同单一寡糖和复配寡糖对作物生长发育、产量及品质的影响,选择生长周期较短的生菜品种“意大利耐抽薹”作为研究对象,以80mg·L-1的纤维寡糖（ZH-A）、低聚木糖（ZH-B）、甲壳低聚糖（ZH-C）和以上3种寡糖等质量比的复配寡糖（ZH-M）以及多糖海藻酸钠（GY-D）对定植后的生菜进行4次叶面喷施处理,以喷清水为对照（CK）。从定植后的第3天（三叶一心）开始,每隔2d连续喷施4次,至采收期（定植23d）测定生菜的生长特征（生物量、叶面积、荧光光合）、根系表型特征（根长、根表面积、根体积）以及品质特征（可溶性糖、叶绿素、Vc、硝酸盐）。结果表明：单一寡糖、复配寡糖及海藻酸钠多糖处理均能显著增加生菜生物量;纤维寡糖（ZH-A）对促进根系生长及降低硝酸盐含量具有显著效果;甲壳低聚糖（ZH-C）对叶绿素含量、最大光化学效率Fv/Fm及可溶性糖含量有显著的提高作用;复配寡糖对生菜地上部、地下部及品质的增长和提升效果明显优于单一寡糖和多糖,采收期地上部鲜重及叶面积分别增加52.58%和57.60%,根干重、总根长、总体积及总表面积分别增加35.07%、89.10%、49.23%和40.68%,可溶性糖增加25.20%,叶绿素含量增加21.50%,Vc含量提高12.08%,硝酸盐含量降低27.65%。综上可知,不同寡糖对生菜生长特征和生理性状的作用效果和调控机制具有明显差异;复配寡糖对生菜促生长和提品质的调节效果显著优于单一寡糖。     

气候变化背景下中国苹果适宜种植区北移西扩：基于高分辨率格点气象数据的区划分析

利用1981-2010年5km×5km格点气象数据,基于前人研究指标,采用气候倾向率、ArcGIS空间插值等方法,对影响苹果种植的气温、降水、相对湿度等主要气候指标分布特征进行分析。首先利用一票否决式指标剔除不能满足苹果生长基本要求的不可种植区域,然后结合苹果气候区划因子评分标准,对可种植区进行适宜性评价,并分析年际间适宜区的变化特征。结果表明,总体来看,苹果可种植区为华北、西北、西南以及华东、华南的部分地区。在可种植区中,适宜区主要位于黄土高原大部分地区和环渤海地区,次适宜区主要位于华北平原和黄土高原少部分地区以及塔里木盆地和云贵高原地区,不适宜区主要分布在东北地区、长江以南大部分地区、青藏高原地区以及新疆北部部分地区。与20世纪80年代相比,90年代、21世纪00年代山东半岛、黄土高原南部由适宜种植区转变为次适宜种植区,辽蒙交界地区、云贵川交界地区、黄土高原北部以及陕甘交界处由次适宜种植区转变为适宜种植区,苹果适宜种植区变化呈现明显北移西扩的特点。     

日光温室墙体一维导热的MATLAB模拟与热流分析

为探明日光温室墙体层间温度变化及热量传递动态规律,采用有限差分法建立墙体一维非稳态导热模型,利用MATLAB编制相应的模拟程序,计算出日光温室墙体各点的温度和热流。结果表明:该模型能够比较准确模拟日光温室土墙的温度。墙体内侧存在有效蓄热层,它对日光温室室内热环境有积极的作用。墙体有效蓄热层的热流白天指向墙体外侧,夜间指向墙体内侧,因此它的厚度直接根据热流的方向确定。有效蓄热层与天气、墙体总厚度以及墙体热特性参数有关。2012-12—2013-01期间有效蓄热层厚度为0.26~0.45m不等,最大值出现在连续雪天。同时从理论上验证了3.0m厚的温室土墙内部存在热流相对稳定的"热稳定层"。     

黑龙江省大豆作物系数的确定

作物系数是计算作物需水量,合理进行灌溉和水分资源调配的重要参数。依据1991—2011年黑龙江10个典型农业气象站大豆农业气象观测记录,运用统计学方法,确定了大豆实际平均生育期,利用FAO推荐的Penman－Monteith公式和根层水分平衡原理,计算出了大豆作物系数,并进一步分析了大豆作物系数的变化规律。结果表明,近20年,黑龙江大豆平均播种时间推迟5 d ,收获时间推迟10 d ,平均生育期为5月1日到9月30日,生育期延长5d。大豆作物系数在生育期内呈现出“单峰”变化趋势,结荚期的作物系数最大,为0．96,其次是开花期,为0．75,苗期和成熟期最小,为0．32;三叶期、分枝期和鼓粒期作物系数分别为0．60,0．62和0．71,全生育期平均作物系数为0．61。大豆的水分敏感期为结荚期和开花期。     

黄淮冬麦区晚霜冻易发时段冠层内最低气温分布及估算

利用2016年和2017年3月中旬?4月下旬两次典型低温过程中,冬小麦田间不同高度逐小时气象观测数据,分析晚霜冻易发时段冬小麦冠层内最低气温出现高度及其变化规律,构建基于150cm高度处气象因子和地表0cm温度的冠层内最低气温估算模型。结果表明：（1）与150cm高度相比,两次典型低温过程中0℃以下气温在冠层高度附近出现时间更早,持续时间更长且温度更低;（2）最低气温总是出现在4/5冠层高度附近,并在2：00?6：00时段,尤以5：00左右发生频率最高;（3）冠层内最低气温与150cm高度处相对湿度、风速的相关性通过了0.01水平的显著性检验,与不同高度气温、不同土壤深度地温的相关性也通过了0.001水平的显著性检验,与地温的相关性随着土壤深度的增加而逐渐降低;（4）冠层内最低气温与150cm高度处气温、风速、相对湿度,以及0cm地温的偏相关系数大小排序表现为,气温＞风速＞地温＞相对湿度;利用以上因子构建基于多元线性回归函数的冠层内最低气温估测模型,其估测值与实测值拟合结果的决定系数达到0.967,均方根误差为0.915。说明基于气象台站常规观测数据构建冠层内最低气温估测模型具备一定可行性,可为冬小麦晚霜冻害的监测预报提供数据支持。     

覆膜种类对夏季日光温室起垄内嵌式基质栽培根区温热的影响

夏季在日光温室中采用新型栽培方式起垄内嵌式基质栽培法种植番茄,探究黑色、灰色反光和银色反光地膜3种不同覆膜种类对新型栽培方式根区温热的影响,并对其降温性能做出评价。结果表明,夏季日光温室内白天气温高于根区温度,夜间气温低于根区温度,室内温度的日变化大;银色地膜隔热性能较好,根区温度日变化平缓,降温效果显著;黑色地膜隔热性能差,根区温度日变化剧烈,降温效果差。热通量在不同地膜不同根区位置的吸放热也有所不同,在根区表面,以黑色地膜吸放热最为剧烈;在根区中部和底部,均以灰色地膜吸热最为剧烈。     

禽粮耦合在农业转型中的功能与发展机遇

受我国人口、土地、粮食安全、市场经济、膳食结构、集约化生产等因素影响,种养割裂、土地退化、环境风险等系列问题愈发严重。从种植业和养殖业现状出发,分析种植业和养殖业单一生产模式下资源利用、生态环境、食品安全、农业污染方面存在的主要问题.通过禽粮耦合种养一体化,探讨为种而养、为养而种过程中承载的生态功能,展望禽粮耦合在绿色农业中的发展机遇,以期为缓解农业环境压力、增加安全农产品有效供给,为农业转型提供理论依据。