黄土高原南部梯田土壤水分环境效应研究

水平梯田是控制坡耕地水土流失和实现旱作区农业高产与稳产的根本措施之一。通过研究发现,在黄土残塬沟壑区的泥河沟流域,梯田具有比较明显的蓄水、保水作用。距田埂愈近,越靠近外部,越接近土壤表层,土壤湿度越小,土壤愈干旱,越近里面,且越向下,土壤湿度越大。     

黄土高原人工林对区域深层土壤水环境的影响

通过对典型黄土区 1 0m土层土壤水分的分析表明 :黄土高原土壤深层具有丰富的土壤水资源 ,3～ 1 0m土层内土壤水资源从南部的 1 0 86.8mm逐渐降低到北部的 5 2 4.1mm ,各地土壤水资源量约相当于当地多年平均降水量的 2倍。在 1 0m土壤水分剖面内 ,随土层深度的变化土壤含水量具有波动性和相对稳定性的特征。以荒坡地或低产农田为对照 ,通过对比分析发现 ,黄土高原目前主要的造林树种可利用 9～ 1 0m以下土层的土壤水资源。在黄土高原半干旱气候背景下 ,人工林植被的耗水主要使黄土区中北部地区 3～ 8m土层土壤含水量降低到长期接近或低于凋萎湿度 ,形成难以恢复的深厚土壤干层。人工林大量耗水形成的难以恢复的土壤干层是黄土高原特殊的生态水文现象 ,是目前区域人工植被生态系统不稳定性的体现。同时表明 ,黄土高原营造的人工林尚不能达到涵养水源之功能。     

黄土高原褐土和黑垆土剖面中Rb和Sr分布与全新世成土环境变化

对黄土高原 3个土壤剖面Rb和Sr分布规律的研究表明 ,全新世不同阶段的黄土和土壤中Rb和Sr分布存在明显的差异 ,Rb/Sr比值的变化反映了成土环境和成土作用强度的变化。全新世早期 ,气候比较温和干燥 ,风尘堆积速率降低 ,土壤发育表现为边沉积边成土 ;全新世中期 ,气候温暖湿润 ,沙尘暴很少发生 ,风尘堆积速率极低 ,生物风化成土作用达到最强 ,以至于在黄土高原面发育黑垆土 ,在关中盆地形成褐土。到了 3 10 0多年前 ,气候恶化变干 ,风尘堆积速率加快 ,土壤严重退化。从区域上看 ,冬季风对黄土高原南部的环境效应比夏季风对北部的环境效应要强 ;黄土高原南部季风场强的变化较北部大。     

黄土高原旱作农区非耕地径流高效利用研究

提出了黄土高原旱作地区非耕地径流高效利用的基本原则,研究了径流补灌水在果树、温室蔬菜、大田粮食上的补灌效应和效益,认为非耕地径流水应优先用来补灌价值较高的经济作物,其次是大株稀植作物的点浇抗旱保苗。     

有机肥的保水培肥效果及对冬小麦产量的影响

黄土高原连续3年的定位试验结果表明:旱地施用有机肥具有明显的培肥作用和蓄水保墒效果;平均每1hm²施有机肥112500kg,土壤有机质、全氮、速效氮、磷、钾含量试验后比试验前分别提高了36.4%、21.7%、49.7%、16.2%和44.2%,0～60cm土壤含水量比对照增加5.5mm;每1mm降水多生产小麦1.83kg,水分利用效率提高22%;小麦增产15.8%.施肥量与产量之间呈显着正相关。     

陆地棉(G.hirsutum L.)种子活力的研究

本文通过棉花种子活力与电导率、阳离子外渗、组织结构、凝集素和种子加工的关系研究表明,种子活力下降,阳离子外渗增加,其中主要是K~+。种子各部分对逆境条件的反应不同,越是活跃的组织越易丧失活力。高活力的种子也是高凝集素的种子,在多逆抗性的选择过程中,利用低温发芽是对种子高活力和高凝集素等抗性物质的选择。因此,可考虑用电导率、胚根和下胚轴的比值作为检验棉子活力的指标。并证明棉子经我国自行研制的泡沫酸脱绒机处理,能有效地提高播种品质。     

引进前苏联陆地棉种质资源主要农艺及经济性状鉴定研究

针对国内棉花生产发展的需要,在石家庄地区自然条件下,我们对引进前苏联的１２９份和国内的７２份陆地棉种质资源的农艺性状、产量及产量因子和纤维品质等性状进行了系统的同步鉴定研究,结果表明：引进材料同国内材料相比,生育期相差不大,引进材料具有株高较矮、果枝节位较低,铃重较高,纤维较整齐,强度高,细度好的特点,而且,在果枝数、叶枝数、单株铃数、单铃重、衣分、子指、纤维整齐度、纤维伸长率等性状的变异潜力和变化幅度均大于国内种质资源。通过系统同步鉴定,筛选出早熟、矮秆、高衣分、高子指、长纤维、高强度和细度好等不同特性的优异材料４４份,改善了我国棉花种质资源缺乏的现状。     

植酸酶基因PhyA对陆地棉产量性状的影响

在人工控制(培养基、水培、沙培)条件下,植酸酶基因PhyA具有分解利用培养基质植酸磷、提高磷素利用效率的功能,但在田间的表现目前尚未明确。在前期完成的PhyA转基因陆地棉新材料盆栽试验基础上,将其种植在田间条件下,研究PhyA基因对棉花产量性状的影响。结果表明,部分转基因棉花新材料的单株结铃数、铃重、衣分、籽棉产量、皮棉产量与野生型对照存在显著差异,PhyA在田间条件下具有改良转基因棉花部分产量性状的能力。在此基础上,遴选出2个转PhyA棉花优良新品系G3、G2,可用作今后转植酸酶基因棉花新品种培育的基础材料。     

生物质炭配施有机肥对旱地红壤酶活性及其微生物群落组成的影响

研究生物质炭配施有机肥对旱地的土壤养分的影响,可为旱地农作物的土壤改良提供理论依据。针对中亚热带第四纪红黏土发育的旱地红壤,本研究通过室内培养试验,向土壤中施用生物质炭配施有机肥,探索土壤微生物生物量碳和氮(MBC、MBN)、酶活性（脲酶、蔗糖酶、过氧化氢酶）和微生物群落组成的变化。试验共设置5种处理,分别为对照(CK,0 g/kg)、水稻生物质炭配施有机肥(RM,50 g/kg)、玉米生物质炭配施有机肥(CM,50 g/kg)、小麦生物质炭配施有机肥(WM,50 g/kg)和单施有机肥(M,40 g/kg)。为尽量消除误差,试验数据采用归一化处理,即实测值减CK值后除以各处理所添加的C、N量。结果表明：生物质炭配施有机肥(RM、CM、WM)处理均显著降低了旱地红壤MBC、MBN含量、脲酶活性和总PLFAs量,以WM处理的降幅最大,降幅分别是单施有机肥（M处理）的33.89%、69.03%、47.62%和23.30%;RM处理显著提高了蔗糖酶和过氧化氢酶活性,升幅分别是M处理的91.49%和28.94%。相比单施有机肥,生物质炭配施有机肥降低了土壤总PLFAs含量（平均为-16.89%）、真菌PLFA (-38.17%)、土壤真菌PLFA/细菌PLFA比值(F/B)(-40.63%)和土壤革兰氏阴性菌PLFA/革兰氏阳性菌PLFA比值(G^-/G⁺)(-4.3%),而提高了土壤细菌PLFA (+5.18%)、Shannon-Wiener多样性指数(+0.38%)和土壤细菌压力指数(BSI,+11%)。主成分分析表明RM处理与其他处理之间差异较大。综之,不同物料生物质炭配施有机肥引起土壤微生物量、酶活性和微生物群落组成的变化差异较大,其中影响最大的是水稻生物质炭配施有机肥处理,可为温室气体减排提供参考。     

黄土高原半干旱区退耕地沙棘林密度调控

本文以黄土高原半干旱地区吴起县北部沙棘人工成林为研究对象,定位观测了沙棘林地林木蒸腾、土壤蒸发及土壤水分状况等,根据水资源承载能力确定退耕地沙棘林适宜密度及其动态调控。结果表明：沙棘林分生长季节内,丰水年土壤贮水量总体为盈余;平水年的同期降水不能满足林地蒸散消耗;枯水年土壤水分明显亏缺。该地区沙棘林稳定群落密度为1445株（丛）／hm^2,初植密度为2223株（丛）／hm^2。造林密度过大是造成土壤水分亏缺、植被生态效益和经济效益难以发挥的重要因素。