东北风沙土区玉米田剖面土壤障碍因子分析

以位于东北风沙土区的杜尔伯特蒙古族自治县域内6对玉米低产田与同一微区域内高产田土壤为研究对象,对比分析剖面(表土层、稳定层、犁底层和心土层)土壤的物理指标10项,包括层厚度、容重、孔隙度、硬度、三相比结构距、田间持水量、团聚体平均重量直径(MWD)、砂粒、粉粒和黏粒;化学指标10项,包括pH值、有机质、碱解氮、速效磷、速效钾、全氮、全磷、全钾、阳离子交换量、C/N。结果表明,高低产田土壤的差异主要表现为表土层土壤的容重、MWD、砂粒、粉粒、粘粒、有机质、碱解氮、速效钾、全氮、全磷和阳离子交换量显著不同;稳定层土壤的三相结构距、MWD、砂粒、粘粒、有机质、碱解氮、速效磷、速效钾、全氮、全磷和阳离子交换量差异显著;犁底层的差异表现在MWD、粘粒、有机质和全氮;心土层土壤主要是三相结构距、田间持水量、MWD和粘粒。     

基于生物有效性的茶园土壤剖面磷素形态分布特征研究

为了解茶园土壤磷素有效性,以日照市茶园为研究对象,基于生物有效性分级法(BBP),对不同植茶年限和施肥模式的茶园土壤剖面(0～70 cm)磷素形态分布进行分析。结果表明：日照市茶园土壤剖面TP、Olsen-P含量分别为202.97～2 334.49、12.20～317.50 mg/kg,随剖面深度增加,二者均呈降低趋势。随植茶年限延长,各土层TP、Olsen-P呈增加趋势,且在0～40 cm土层更为显著。施用有机肥茶园的表层土壤(0～20 cm)TP、Olsen-P含量显著高于施用化肥茶园。生物有效磷中CaCl₂-P、Enzyme-P、Citrate-P、HCl-P含量范围分别为0.03～46.60、0.15～60.07、1.73～39.89 mg/kg和3.73～294.64 mg/kg。各土层不同形态生物有效磷含量占比以HCl-P最高,Enzyme-P、Citrate-P次之,CaCl₂-P最低。随植茶年限延长,CaCl₂-P、Enzyme-P占比呈先增加后降低趋势,Citrate-P逐渐降低,而HCl-P则呈先降低...     

不同耕作模式对东北风沙土区玉米产量及氮素利用率的影响

研究优化集成耕作模式对东北风沙土区玉米产量、肥料氮素利用率及去向的影响,探讨不同耕作模式下玉米产量及氮肥利用率之间的关系,为东北风沙土区玉米生产合理耕作模式的选择提供科学依据。在东北风沙土区传统耕作模式(CT)、优化集成耕作模式1(ITP1)和优化集成耕作模式2(ITP2)小区内设置~(15)N标记微区框栽,以CT处理为对照,研究ITP1和ITP2耕作模式下玉米产量、氮肥利用率及肥料氮去向。结果表明:2种优化耕作模式玉米籽粒产量显著高于传统耕作模式,分别增产30.10%和15.53%。3种耕作模式氮肥利用率介于27.10%～35.46%,ITP1处理和ITP2处理氮肥利用率分别为35.46%和31.40%,比CT处理分别提高了30.85%和15.87%。与CT处理相比,IPT1处理氮肥残留量增加18.67%,损失量降低45.65%;IPT2处理肥料氮残留量介于IPT1和CT处理之间,差异不显著,IPT2氮肥损失率比CT处理降低24.36%,比IPT1增加39.17%。2种优化集成耕作模式增加玉米产量,提高氮肥利用率,减少氮肥污染,IPT1和IPT2两种优化耕作模式适合东北风沙土地区玉米种植。     

生态工程对科尔沁沙地主要生态服务功能的影响

[目的] 研究生态工程实施下科尔沁沙地主要生态服务功能的变化特征,为该区今后生态保护建设提供科学依据。[方法] 运用已有的生态服务评估方法定量评估了2001—2018年科尔沁沙地固碳量、水源涵养及水土保持服务功能的时空变化情况。[结果] ①科尔沁沙地土地利用类型主要以耕地、林地和草地为主,生态工程实施期间,林地、耕地面积分别增加8 448 km²,3 280 km²,草地面积减少12 639 km²; ②科尔沁沙地固碳量稳步增长,林地和耕地的固碳量均增加,草地的固碳量减小,但草地固碳量依然最高; ③科尔沁沙地水源涵养量呈先增加后略微减少的趋势,所有土地类型中林地水源涵养量持续升高; ④科尔沁沙地水土保持量持续上升,约增加1.38×10⁷ t,林地水土保持量增加最显著。受地势的影响,区域水土保持总量呈西高东低的分布特征。[结论] 科尔沁沙地生态工程建设效果良好,创造了显著的生态效益。     

应用Shuttleworth-Wallace模型对夏玉米农田蒸散的估计

根据夏玉米生长季内逐时波文比系统观测资料和主要生育期的作物资料,以波文比-能量平衡法(BREB法)得到的蒸散量为实测值,对比研究了Shuttleworth-Wallace模型(以下简称S-W模型)、Penman-Monteith模型(以下简称P-M模型)对蒸散估计的差异。S-W模型因考虑了土壤蒸发,估算的逐时逐日蒸散值均比P-M模型有更好的精度。在作物生长前期,LAI(<2.0)较低,应用S-W模型在稀疏冠层下估算的蒸散量高于P-M方程,更接近于实测值,与实测值的相关系数更高,RMSE值低。随着LAI的增大,冬小麦冠层密闭,S-W模型和P-M方程估算的蒸散与实测值均相接近,二模型均有良好表现。对S-W模型的各阻力参数进行敏感性分析,分析结果表明,应用S-W模型时,模型对阻力参数冠层气孔阻力最为敏感,土壤表面阻力次之,作物冠层高度与参考高度间空气动力学阻力敏感程度居中,对地表与冠层高度间空气动力学阻力、冠层内边界阻力不敏感。在应用已有经验关系式时,特别需要注意对冠层气孔阻力、土壤表面阻力这二阻力参数中经验系数的合理确定。     

外源镉和温度变化对不同品种水稻抽穗期光合特性的影响

探讨外源镉（Cd）和温度变化对水稻抽穗期光合特性的影响,为水稻生长过程中应对稻田土壤重金属污染和气候变暖的复合作用提供理论依据。通过添加外源Cd （0和2 mg/kg土）和模拟温度（白天/夜晚分别为30℃/25℃（CK）、33℃/28℃（T1）、36℃/31℃（T2））,研究外源Cd和温度变化对不同品种水稻（武运粳30号和新两优6号）抽穗期光合参数、荧光参数及其生物量的影响。结果表明,单一Cd处理显著降低了新两优6号的SPAD值,而单一增温处理则显著降低了武运粳30号的SPAD值（P<0.05）。虽然外源Cd和温度的复合作用未显著影响武运粳30号和新两优6号的净光合速率（P_n）,但Cd处理显著降低了两品种的P_n,而增温处理则显著影响了新两优6号的P_n;大部分Cd和温度处理下,新两优6号的SPAD值和P_n大于武运粳30号。Cd处理和增温处理均影响了水稻叶绿素诱导动力学曲线的形状,O、K、J和I点的荧光因处理的不同而具有一定差异。Cd处理和增温处理对水稻F_v/F_m和比活度参数的影响与水稻品种有关,Cd处理未显著影响运粳30号和新两优6号的F_v/F_m值,而增温处理则显著减少了武运粳30号的F_v/F_m值;新两优6号的比活度参数ABS/RC、DIo/RC、TRo/RC、ET0/RC在Cd处理下显著降低,而武运粳30号的比活度参数在增温处理下则显著增加（P<0.05）。Cd处理显著降低了新两优6号的茎叶生物量,而增温处理则显著降低了武运粳30号茎叶生物量,然而两者的复合作用对水稻茎叶和根生物量的影响因品种不用而具有差异,新两优6号的茎叶和根干物质量在大部分处理下大于武运粳30号。综上可知,Cd和增温处理通过影响水稻的光合参数和荧光参数,从而影响水稻的生物量,但影响程度因品种不同而具有差异,其中,武运粳30号对Cd具有较强的抗性而新两优6号对增温有较强的抗性。因此,在实际的田间管理中,应选择合适的水稻品种,以应对土壤Cd污染和温度升高对水稻生长的影响。     

大气CO2浓度升高对东北主栽作物种子活力的影响

大气CO2浓度升高是全球气候变化的重要特征之一,为揭示未来气候变化对作物种子活力的影响,进行种子发芽对CO2增加的适应性响应研究.2019年在中国科学院海伦农业生态实验站进行开顶式气室(OTC)模拟CO2增加试验,选取东北三大主栽作物大豆、玉米和水稻为供试作物,设置两个CO2处理,分别为aCO2 (400 μmol· mol-1)和eCO2(700 μmol·mol-1).结果 表明:相比于对照(aCO2)处理,CO2浓度升高后,大豆种子的体积、百粒重、24 h吸胀速度、浸出液电导率、发芽率、发芽势和发芽指数分别降低了11.24％、10.53％、2.51％、27.72％、15.85％、19.75％和10.17％;虽然CO2升高未显著影响玉米种子百粒重,但其24 h吸胀速度和浸出液电导率分别降低了3.69％和8.62％,而发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数分别提高了81.03％、75.00％、56.14％和81.68％;水稻种子的体积降低了21.35％,而其千粒重、发芽势、发芽指数和活力指数分别提高了5.62％、5.19％、26.11％和32.21％.综合以上结果表明,大气CO2浓度升高对不同作物种子活力的影响存在差异,从发芽指标来看,大气CO2浓度为700 μmol· mol-1时,种子活力表现为玉米＞水稻＞大豆.     

长期施肥对旱地红壤团聚体磷素固持与释放能力的影响

在中国科学院红壤生态试验站26年的旱地红壤长期肥料定位试验中,选取无机肥试验区的NPK、NK处理,有机无机肥配施试验区的对照(CK)、CK+稻秆(RS)、CK+花生秸秆还田(PS)、CK+绿肥(FR)及CK+猪厩肥(PM)等7个肥料处理土壤,采用湿筛法逐级提取并得到粒级依次为2 mm、2~1 mm、1~0.25 mm与0.25~0.053 mm的团聚体土壤样品;通过室内分析获得了土壤及各粒级团聚体的全磷(TP)、有效磷(Available P)、水溶性磷(CaCl_2-P)、土壤磷素吸持指数(PSI)及土壤磷素饱和度(DPS)等指标值,并探讨了上述测定指标间的相关关系。结果表明:长期施用磷肥可有效保持旱地红壤的供磷水平,配施猪厩肥可显著增加旱地红壤及大小团聚体的TP、有效磷及CaCl_2-P含量、降低土壤PSI并显著增大旱地红壤DPS,加大了旱地红壤磷素的流失风险;随着土壤中1 mm粒级团聚体数量的增多,旱地红壤磷素储量显著增加,磷素固持能力显著下降,土壤磷释放潜能随之增大。由DPS、有效磷及CaCl_2-P的分段线性拟合方程可以推断得出,当旱地红壤中有效磷为168~260 mg kg~(-1)时或DPS28%,土壤磷素具有潜在流失风险;当有效磷≥260 mg kg~(-1)或DPS≥28%,土壤磷素具有极高的流失风险,应立即停止施用磷肥尤其是有机磷肥,并重新调整施肥方案,以避免土壤磷素流失及其对水体环境的污染。     

1970-2019年河南省年内降水分配非均匀性的时空演变

[目的]分析河南省年内降水分配非均匀性的时空演变规律,为区域水资源管理提供依据.[方法]依托河南省113个气象站1970-2019年逐月降水数据,评估了降水季节性指数(PSI)的时空变化.[结果]①PSI的空间分布表明河南省北部呈现出较高的降水非均匀性,超过28％的降水集中在7月;②基于主成分分析,河南省可以划分为4个...