华北平原冬小麦对过去30年气候变化响应的敏感性研究

以气候变暖为主要特征的全球变化已经对人类的生产和生活产生重要影响。作物物候及产量对气候变化的响应和适应是研究气候变化对农业生产影响的重要内容。本文选择位于华北平原的4个典型农业气象试验站(唐山、惠民、商丘和驻马店),利用详细的物候和产量观测资料,在站点尺度上研究了冬小麦物候及产量对过去30年(1980—2009)气候变化的响应及其敏感性。结果表明:过去30年冬小麦出苗期推迟,而抽穗期和成熟期呈提前趋势。物候期的提前或推迟导致冬小麦不同生长发育阶段历时发生变化,出苗—抽穗阶段(营养生长阶段)呈缩短趋势,而抽穗—成熟生长阶段(生殖生长阶段)呈延长趋势。相关性研究表明:在4个研究站点,温度和辐射是制约冬小麦产量的主要气候因子;但不同生长阶段,冬小麦产量对气象因子的响应不同。利用多元回归统计方法研究冬小麦产量对不同生长阶段气候因子(温度、辐射和降雨)的敏感性发现:在出苗—抽穗生长阶段,除驻马店站点外,温度升高对冬小麦产量有正效应;而在抽穗—成熟阶段,温度升高会给产量带来负面影响。冬小麦产量与辐射呈正相关,辐射降低给冬小麦产量产生负效应。     

复合改良剂对镉砷化学形态及在水稻中累积转运的调控

为治理镉砷污染农田土壤,选取湘南某矿区镉砷复合污染稻田土壤,以水稻盆栽实验研究了复合改良剂HZB(羟基磷灰石+沸石+改性秸秆炭)对土壤中镉(Cd)、砷(As)赋存形态以及水稻累积转运Cd和As的影响。结果表明,施用HZB能提高土壤p H 0.19~0.79个单位,阳离子交换量增加22.1%~60.4%;施用HZB使活性较大的酸提取态Cd含量降低了6.5%~22.9%,促进了Cd向难溶态的转变,可使有机结合态Cd增加2.5%~56.5%;施用HZB促进活性As向难溶型的钙型As转化,钙型As含量增加2.8%~53.3%,也可使交换态As含量降低7.0%~39.5%,但当施用量超过4.0 g kg-1时则会增加交换态As含量。水稻根系对Cd的富集系数在0.65~1.21之间,对As的富集系数在0.033~0.049之间,富集Cd的能力大于As;谷壳对Cd的转运能力最大,而根系对As的转运能力最大;施用HZB有降低水稻根系富集Cd和As的能力。施用0.5~2.0 g kg-1的HZB能降低水稻地上各部位中Cd和As含量;在2 g kg-1施用水平,水稻糙米中Cd和As含量均低于0.2 mg kg-1,达到国家食品污染物限量标准。     

改良剂降低富磷蔬菜地土壤磷和氮流失的作用

为了解不同改良剂对土壤中磷和氮的稳定作用,进行田间试验研究在施用量为2.5t/hm2时氢氧化铝、石灰石粉、石膏、氯化钙和粉煤灰5种改良剂对蔬菜地地表径流中磷和氮浓度的影响。结果表明,改良剂施用可明显降低土壤有效磷和水溶性磷含量,轻微增加土壤中NH4+-N含量,但对土壤中NO3--N影响不大。施用改良剂可显著降低蔬菜地地表径流中总磷、溶解态磷、颗粒态磷和NH4+-N的浓度,增加水溶性有机氮浓度,但对水溶性总氮和NO3--N浓度影响不明显。与对照比较,施用氢氧化铝、石灰石粉、石膏、氯化钙和粉煤灰5种改良剂的地表径流中总磷浓度下降比例平均分别为13.68%,35.54%,38.72%,43.77%和45.02%,溶解态磷浓度下降比例平均分别为16.05%,32.42%,48.75%,55.38%和38.98%;NH4+-N浓度下降比例平均分别为24.21%,37.84%,11.31%,10.08%和55.56%。总体上,施用氯化钙和粉煤灰降低地表径流中磷浓度的效果好于其他改良剂。     

不同改良剂降低矿区土壤水溶态重金属的效果及其长效性

为了解施用不同种类改良剂对降低矿区土壤重金属移动性的长期效果,进行为期6年的模拟试验,用化学提取方法评价磷灰石、农用石灰、坡缕石、钙镁磷肥、沸石、猪粪和水稻秸秆7种常用改良剂对降低土壤重金属溶解性的影响。结果表明,农用石灰、钙镁磷肥、磷灰石、坡缕石和沸石对降低矿区土壤水溶态重金属均有良好的效果,但猪粪和水稻秸秆有机物改良剂的效果较差。降低土壤水溶态Cd的效果以钙镁磷肥为最佳(平均可降至29%),降低土壤水溶态Cu的效果以坡缕石为最佳(平均可降至65%),降低土壤水溶态Pb的效果以磷灰石、石灰和钙镁磷肥3种改良剂为佳(平均可降至27%左右);降低土壤水溶态Zn的效果以钙镁磷肥为最佳(平均可降至48%)。磷灰石和沸石对土壤重金属的稳定性有较长的作用效果,坡缕石、石灰和钙镁磷肥对土壤重金属稳定性随试验时间增加有明显的下降;有机物类改良剂对土壤重金属的稳定效果较差,且随有机物质的降解,其稳定效果显著下降。     

心土培肥改良白浆土的研究Ⅰ白浆土心土培肥的效果

采用心土培肥犁将白浆土的白浆层和淀积层混拌,并向混拌层施入改土物料钙肥和磷肥。试验结果显示:心土培肥的增产效果稳定,磷培肥区比对照区增产17.4%～26.4%,钙培肥区比对照区增产9.2%～16.3%。在心土混层耕基础上进行心土培肥,磷培肥的增产效果明显。对白浆土进行心土培肥,改善了其障碍层次,从而达到培肥土壤的目的。     

大同盆地金沙滩盐碱地综合治理技术开发研究

大同盆地苏打型盐碱地,治理难度较大,通过4年来的综合治理试验研究表明水利措施采用井灌井排、井渠结合,明沟、暗沟、深沟、浅沟密集相结合,地下水位可由改良前的1.63 m下降到2.05 m;化学改良剂(SN-01)连续施用3年后耕作层土壤pH由原来的9.76下降到8.16,EC值由原来的0.54下降到0.22 ms/cm,CO2-3消失,HCO-3下降89.7%,Na+下降76.4%.国产材料石膏、风化煤、黑矾、糠醛渣施用后表层土pH、碱化度都有明显的下降趋势;农业措施采取平整土地,耕作层脱盐率可达55%,深翻后耕作层土壤密度降低11.6%～13.7%;孔隙度提高12.2%～13.7%.增施有机肥后耕作层土壤碱化度可下降69.7%～76%;合理的耕作技术和耕作管理方法具有保墒、抑盐、躲盐的作用,为作物生长创造了良好的环境条件.     

施用钝化剂对镉污染稻田土壤微生物学特征的影响

以镉污染稻田土壤为研究对象,以土壤的微生物生物量、主要酶活性及土壤真菌和细菌的种群结构为指标,采用熏蒸提取法、常规酶学分析和末端限制性酶切片段长度多态性分析(T-RFLP)等方法,研究石灰(L)、钙镁磷肥(P)、海泡石(S)和腐植酸矿粉(H)4种钝化剂储备性施用对土壤微生物的影响。结果表明,镉污染稻田储备性施用钝化剂对土壤的微生物生物量碳(Cmi)c及磷酸酶和脲酶的活性均无显著影响,但施用石灰和海泡石可使土壤微生物生物量氮(Nmi)c分别降低33.0%和33.8%,施用钙镁磷肥使Nmic增加44.9%;施用钝化剂对土壤酶活性的影响有限,仅海泡石处理的过氧化氢酶活性显著提高(增幅达19.0%)。T-RFLP的结果表明,施用海泡石和腐植酸矿粉可使土壤真菌多样性显著降低,且4种钝化剂处理均可不同程度的导致原有T-RF片段缺失和新的T-RF片段产生,表明施用钝化剂在镉污染土壤修复过程中使土壤微生物的种群结构发生变化。     

培肥模式对陇中旱农区粮饲兼用玉米产量和品质的影响

依托2012年布设在陇中旱农区的田间定位试验,在2014-2015年研究4种土壤培肥模式[无培肥(NA)、猪粪(SM)、秸秆(MS)、猪粪+化肥(SC)]对粮饲兼用玉米纤维素质量分数和积累率,粗蛋白质量分数及产量的影响。结果显示,玉米各生育时期干物质累积量、籽粒和饲草产量均SCSMMSNA。2014年和2015年,与NA比较,SC处理籽粒和饲草产量分别提高67.24%、49.40%和78.69%、55.09%。随着玉米生育进程的推进,粗蛋白质量分数降低,酸性洗涤纤维(ADF)和中性洗涤纤维(NDF)质量分数增加,玉米各生育时期纤维素质量分数及积累率各处理表现为SCSMMSNA,粗蛋白(CP)质量分数表现为SCSMMSNA。可见,猪粪与化肥相结合提高粮饲兼用玉米产量,降低纤维素质量分数,是有利于陇中旱农区粮饲兼用玉米高产优质可持续生产的土壤培肥模式。     

3种改良剂对强酸性高硒茶园土壤硒有效性调控效果与机理

通过室内模拟试验和田间试验相结合的方法,探究3种改良剂(秸秆生物质炭、钙镁磷肥和蚯蚓液态肥)及其不同配施方式对强酸性高硒茶园土壤硒有效性的调控效果与机理。模拟施肥试验结果表明,不同处理均可显著提高土壤pH值和降低交换态铝含量,同时显著提高有效硒含量。形态分析结果表明,硒由有机结合态向可溶态转化,从而增加土壤有效硒含量;铝由交换态向有机配位态转化,土壤潜性酸度降低,进一步增强硒的有效性。田间试验结果表明,秸秆生物质炭和钙镁磷肥的不同配施方式均能有效抑制茶园土壤进一步酸化,显著提高土壤硒有效性及茶叶硒含量,其中同时施用秸秆生物质炭和钙镁磷肥再错时配施蚯蚓液态肥的效果最佳。本研究可为酸性富硒土壤地区开发富硒茶提供依据。     

磺化氨基树脂对风沙土的结构改良作用研究

介绍了一类新型的土壤结构改良用聚合物———磺化氨基树脂(SAF)。通过扫描电镜(SEM)观察证实了树脂对沙土颗粒的连结作用,从而使其形成较大的团聚体结构。为得到良好的风沙土结构改良效果,SAF树脂的磺化度应该为14.0%~18.0%,氨基原料中三聚氰胺的用量应该占尿素质量的20%。由此制备的SAF树脂当其施用剂量为风沙土干质量的0.3%时,对风沙土的结构改良效果与阴离子型聚丙烯酰胺(PAM)在施用剂量为0.1%时的效果相当。经估算,此时SAF树脂的材料成本仅占PAM的75%。