绿洲灌区玉米产量及水分利用对绿肥还田方式的响应

针对绿洲灌区小麦-玉米长期连作,麦后休闲期长、光热水资源利用效率不高等问题,研究麦后复种绿肥对轮作玉米产量及水分利用效率的影响有重要意义。在石羊河流域,于2017—2019年度通过田间试验研究了麦后复种绿肥的不同还田利用方式(全量翻压、地表覆盖免耕、地上部收获后根茬翻压、地上部收获后免耕和不复种绿肥传统翻耕对照)对后茬玉米产量形成和水分利用特征的影响。两年试验结果表明,绿肥地表覆盖免耕和全量翻压处理玉米籽粒产量平均达14 274.9kg·hm~(-2)和14 687.5kg·hm~(-2),较不复种绿肥翻耕处理(对照)显著提高18.2%和20.4%(P0.05)。绿肥地表覆盖免耕条件下,玉米穗数、穗粒数、百粒重分别较不复种绿肥翻耕处理(对照)平均高5.4%、9.6%、20.8%(P0.05),且较根茬还田处理(翻压、免耕)增幅显著。与此同时,绿肥地表覆盖免耕和全量翻压显著增加玉米叶面积指数、干物质累积量和平均净同化率。绿肥地表覆盖免耕处理水分利用效率平均达24.4kg·hm~(-2)·mm~(-1),较不复种绿肥翻耕处理(对照)显著提高29.9%(P0.05),该处理较不复种绿肥翻耕处理(对照)显著提高玉米播前土壤贮水量26.9%(P0.05),平均达280.7mm,且该条件下玉米全生育期耗水量显著低于其他绿肥还田处理。绿肥根茬还田处理(翻压、免耕)下,玉米平均水分利用效率分别较不复种绿肥翻耕处理显著高16.7%、16.0%(P0.05)。因此,在干旱绿洲灌区,麦后复种绿肥地表覆盖免耕获得玉米高产的同时,实现了水资源的高效利用。     

不同植物配置模式对人工边坡减流减沙效益的影响

[目的] 探讨不同植物模式（混草、花草、灌草、乔草）及配置比例对生产建设项目人工边坡水土流失的影响,为人工边坡植被恢复提供参考。[方法] 采用径流小区定位观测法,记录2019年1—12月自然降雨,研究4种植物模式的产流产沙特点,揭示4种植物模式的减流减沙效益。[结果] ①观测期内总降雨量为1 052.73 mm,总降雨历时为845.1 h,7月降雨量最大,2月降雨历时最长,降雨集中在1—7月,以中雨、大雨、暴雨为主。②每场降雨产流差异大,产流月季差异大,集中在2—4月及7月,多发生在中雨、大雨和暴雨情况。③每场降雨及月、季降雨之间产沙差异大,3月产沙最大,产沙集中在2—4月及7月,多发生中雨、大雨和暴雨。④以花草模式为对照,每场降雨条件下灌草模式的减流率最大,乔草模式的减沙率最大,月降雨累计条件下,混草模式减流率最大,乔草模式减沙率最大,不同降雨等级累积和全年累积条件下,乔草模式的减流减沙率最大。[结论] 植被恢复初期,受植被覆盖度差异影响,乔草模式、混草模式的减流减沙率较大,具有较好的固土保持效益。     

我国夏季降水类型初探（英文）

[Objective] Study on the spatial distribution of summer precipitation patterns and interannual and interdecadal variability.[Method] The summer precipitation patterns were obtained from standard field of summer precipitation data for 160 observation stations in China during 1951-2000 by the utilization of empirical orthogonal function(EOF),and characteristics of interannual and interdecadal variability were analyzed.[Result] The summer precipitation mainly distributes in eastern part of China;The 1st,2nd and 3rd EOF modes of spatial distribution are especially remarkable as well consistent with the results of previous reports about three rainfall patterns from analysis on the percentages of precipitation anomaly of summer.[Conclusion] There exists interannual and interdecadal variability for summer precipitation in China.     

豆科、禾本科5种牧草异行混播草地当年建植效果研究

[目的]通过不同混播比例、不同种植方式建植混播草地的研究,探索自然降水在500mm以上的雨养地区,建植优质、高产、稳定与中长利用年限混播人工草地的技术途径.[方法]试验设红三叶(Trifolium pratens)、红豆草(Onobrychis viciaefolia)与鸭茅(Dactylis glomerata)、无芒雀麦(Broumis inermis)、猫尾草(Phlemu pratense)5种牧草混播,混播比例为4∶6、6∶4、5∶5三种处理,各处理又以1∶1行、2∶2行、3∶3行异行种植;在豆科牧草花期与禾本科牧草抽穗期,刈割测定草地群落各种群组分的密度、高度与产草量,对比分析各处理的草地经济性状表现.[结果]在不同种植方式的处理中,1∶1行的异行种植方式,各项经济性状指标均优于其它种植方式;在不同混播比例处理中,以4∶6混播比例的草群产量最高,在1∶1行处理中,平均产干草1209.1g/m2;其它处理也多在800g/m2以上.[结论]试验区草地在建植当年就表现出良好的长势与较高的生产性能,尤其是豆科牧草的产量在草群中大幅度增加,可极大地提升草地的质量.     

水稻转录因子OsWRKY68蛋白质的表达特征及其功能特性

【目的】 水稻中有近百个WRKY转录因子家族成员,其中很多与生长发育、生物与非生物逆境胁迫应答有关。河北农业大学生命科学学院分子生物学与生物信息学实验室（molecular biology & bioinformatics lab,MBB）前期发现OsWRKY68在水稻接种白叶枯病菌后诱导表达,本研究试图进一步探究OsWRKY68的功能。【方法】 采集水稻TP309不同生长发育时期的组织样品,包括萌发期、幼苗期、分蘖期、孕穗期和开花期的根、茎、叶、叶鞘、叶枕、穗子、花药、颖壳和种子,以及非生物胁迫（4℃、44℃、48℃、淹、NaCl、PEG、恒光和恒暗）和激素处理（脱落酸、茉莉酸甲酯、水杨酸和乙烯利）的叶片,提取总蛋白质,用水稻OsWRKY68蛋白质特异抗体,通过免疫印迹（western blot,WB）技术系统调查OsWRKY68蛋白质在水稻正常发育过程中不同时期、不同组织、非生物胁迫及激素处理条件下的表达特征。构建RNAi载体,通过农杆菌介导的方法转化水稻TP309,对转基因植株进行PCR和WB鉴定,观察OsWRKY68 RNAi转基因植株的表型并测量其株高、分蘖数、穗长、小穗数和结实率等性状。【结果】 调查OsWRKY68蛋白质的表达丰度,发现OsWRKY68蛋白质在水稻正常生长发育过程中基本呈组成型表达,且在大部分组织中表达丰度差异倍数不大,但在开花期的花药中OsWRKY68表达量高于成熟穗、穗轴和颖壳;在分蘖期和孕穗期的叶鞘中不表达,仅在开花期的叶鞘中表达;在孕穗期的幼穗中,随着幼穗长度的增加其表达丰度逐渐降低。调查水稻非生物胁迫和激素处理后OsWRKY68蛋白质的表达特征,发现盐胁迫后OsWRKY68蛋白质的表达丰度随时间延长持续下降,恒光处理后OsWRKY68蛋白质表达量持续上升,3 d时明显出现一条分子质量较大的条带（记作OsWRKY68 ⁺）,且表达量逐渐增加,茉莉酸甲酯（methyl jasmonate,MeJA）和乙烯利（ethephon,ET）处理后同样也呈现OsWRKY68 ⁺蛋白质丰度的增加。对转基因植株进行鉴定和自交繁殖,对T₃代的4个OsWRKY68 RNAi转基因株系（Y316、Y317、Y326和Y337）进行PCR和WB鉴定,均表现阳性。在转基因植株中,OsWRKY68蛋白质的表达量均低于野生型TP309。对转基因植株进行表型观察和性状测量,发现与野生型相比转基因植株的株高降低、分蘖数和结实率下降等。 【结论】 OsWRKY68蛋白质在水稻正常生长发育中发挥作用,敲低OsWRKY68蛋白质的表达能影响水稻的正常生长。OsWRKY68蛋白质可能参与盐、光照、茉莉酸甲酯和乙烯介导的信号转导过程。     

灌草立体配置对退化草地土壤水分和养分的影响

【目的】比较灌草立体配置模式下3种不同生境的土壤水分、养分和植物根系相关参数的差异,探究灌草立体配置30年对退化草地土壤水分和养分以及植物根系的影响,为黄土高原水土保持和生态恢复提供理论依据。【方法】以位于黄土高原云雾山国家草原自然保护区种植30年的人工柠条和野山桃搭配灌丛带样地为研究对象,采集灌丛带内部、灌丛带边缘和灌丛带外部不同土层的土样和植物根系,比较3种位置下土壤水分、养分含量和植物根系特征的差异,并分析了根长与土壤水分和养分含量的相关性。【结果】在0～80 cm土层,灌丛带内部的土壤含水量明显高于灌丛带边缘和灌丛带外部。在0～80 cm土层,随着土层深度增加,灌丛带3个位置土壤全氮、碱解氮和有机碳含量均呈下降趋势,而全磷含量变化不明显;在同一土层,灌丛带内部的全氮、碱解氮和有机碳含量均明显高于灌丛带边缘和灌丛带外部。在灌丛带内部、灌丛带边缘和灌丛带外部3个位置,植物根系生物量呈减小的趋势。从垂直分布来看,灌丛带内部、灌丛带边缘和灌丛带外部0～15 cm土层的植物根系生物量分别占0～40 cm土层植物根系生物量的90.86%,90.79%,92.91%,说明植物根系生物量主要集中分布于0～15 cm土层。3个取样位置中,灌丛带内部植物根长、根表面积和根体积均最大。相关性分析表明,灌丛带植物根长与0～20 cm土层的土壤含水量,0～40 cm土层土壤有机碳和全氮、0～80 cm土层碱解氮均呈显著或极显著正相关。【结论】在黄土高原退化草地上进行灌草立体配置可以促进植物根系生长,提高土壤水分和养分含量,有利于退化草地的恢复。     

基于能值分析京郊蔬菜不同生产经营方式的生态经济可持续性评价

利用能值理论和经济投入、产出分析方法,对北京郊区农户常规种植、企业常规种植和企业有机种植3种大棚蔬菜的生态经济可持续性进行研究。结果表明:在能值评价方面,企业有机种植模式能值年总投入为6.81×10~(16)sej/hm~2,低于农户常规种植模式(1.19×10~(17)sej/hm~2)和企业常规种植模式(8.53×10~(16)sej/hm~2);能值投资率为44.20,分别是农户常规种植和企业常规种植模式的2.41和3.81;环境负载率为2.14,低于农户常规种植模式(3.76)与企业常规种植模式(6.29);可持续发展指数为0.48,高于农户常规种植模式的0.28和企业常规种植模式的0.19。在经济方面,企业有机种植模式的利润(1.45×10~6元/hm~2)高于农户常规种植模式(3.34×10~5元/hm~2)和企业常规种植模式(负利润)。综合能值与经济2个方面,企业有机种植模式是京郊大棚蔬菜的3种模式中生态经济可持续性最优的模式。     

基于RS和GIS帽儿山土地利用适宜性评价

在RS和GIS的支持下,以2004年林相分布图、Landsat TM遥感数据为主要数据源,基于景观格局分析,采用多因子加权叠加法对研究区域的土地利用生态适宜性进行评价;并根据综合评价结果对研究区域的土地利用进行分类.在此基础上,在空间分布上对评价结果进行定量化分析.结果表明:适宜用地、基本适宜用地、基本不适宜用地、不适宜用地和不可用地所占的比例分别为:2.286%,41.256%,27.310%,26.195和2.954%;适宜区域和基本适宜区域用地的百分比为43.542%,占据较大的比例,土地生态适宜性较高;不适宜用地和不可用地占29.149%,占据较小的比例.分析认为对土地的利用要遵循一定的原则,因地制宜地合理利用土地资源.     

不同灌溉方式对玉米生物量的影响

[目的]为了研究节水灌溉方式对玉米产量及构成的影响。[方法]2012年在武威荒漠生态与农业气象试验站设计了滴灌、喷灌、漫灌大田试验,并调查玉米整个生育期内的作物生长高度、叶面积指数、株子粒重等指标。[结果]滴灌条件下生物量高于喷灌和漫灌,拔节时差异最明显,滴灌比喷灌重48％、比漫灌重109％;滴灌叶面积指数最高,喷灌次之;在成熟期,滴灌、喷灌株高均较漫灌高22em;滴灌和喷灌百粒重分别重于漫灌11．88％、9．95％;滴灌、喷灌株子粒重分别重于漫灌24．8％、21．1％;滴灌理论产量大于喷灌22．59％,大于漫灌35．62％,喷灌大于漫灌10．63％;滴灌实际产量大于喷灌1．68％,大于漫灌6．52％,喷灌大于漫灌4．76％。[结论]3种灌溉技术条件下,滴灌效果最好,喷灌次之。     

林木空间分布格局及其与BRDF的关系

将均匀度指数引入林木空间分布格局对双向反射分布函数(BRDF)影响的分析中,利用光学遥感模型定量分析林木空间分布格局对BRDF的影响。结果表明:对于红光波段,在大于树冠尺度上均匀度可以有效地描述林木空间分布格局对BRDF曲线的影响;均匀度与BRDF之间呈现负指数关系,同时这种关系还在一定程度上受郁闭度的影响,郁闭度越大,林木空间分布格局对BRDF的影响也越大。对于近红外波段,由于受多次散射的影响,BRDF与林木空间格局之间的关系更为复杂,均匀度尚未有效描述此关系。