盐碱地水盐调控研究

高效安全利用咸水资源是提高环渤海低平原区农业生产可持续发展的重要保障。本文针对该区淡水缺乏、咸水充沛和土壤盐碱贫瘠等因素制约农业生产的问题,回顾了20世纪80年代以来在以中国科学院南皮生态农业试验站为典型代表站点的黄淮海缺水盐渍区开展的以盐碱地治理和农田生产力提升为目标的农田水盐运移过程及调控研究成果。20世纪50—60年代,该区域的工作主要是通过建立排水系统减少区域洪涝灾害发生。20世纪80年代,通过研究提出了控制盐碱的合理浅层地下水水位阈值,形成了以浅层地下水优化治理盐碱地提高农业生产的技术体系;20世纪90年代以来形成了微咸水资源安全灌溉理论及技术体系,冬小麦咸水灌溉阈值从3 g·L~(-1)提升到5 g·L~(-1),并阐述了微咸水灌溉阈值提升的理论基础;近10年来研究并阐明了农田生态系统水盐运移过程及主要限制因子调控机理,研发了以集蓄雨水、咸水利用、合理引水和节约淡水为核心的农田多水源综合利用技术,集成了农田多水源综合利用模式。根据多年的研究积累,以突破水土资源限制农业生产的问题为导向,实施了国家区域战略性增粮工程渤海粮仓科技示范工程,取得了明显的社会、经济和生态效益。在农田水盐研究方面,未来将以提高综合效益和资源利用效率为核心,开展基于生态平衡的作物产量、质量和资源利用效率的协同提升研究,适应区域水土资源的农业绿色发展研究,微咸水高效安全利用的机理过程、技术研发及示范工作,为该区农业可持续健康发展提供理论依据和技术支撑。     

外来调水对华北低平原区地表水和地下水 水化学特征的影响* ——以河北省南皮县为例

华北低平原区有着巨大的粮食增产潜力,同时也是粮食生产和农业水资源矛盾突出的地区。外来调水与浅层微咸水的联合利用是解决区域水资源问题的有效途径之一,同时也将引起区域水循环和水环境的改变。为明确外来调水对华北低平原区地表水和地下水水化学特征的影响,本研究在华北低平原区河北省南皮县域内对调水后不同季节地表水和地下水进行调查和采样,利用水文地球化学和氢氧(d~2H、d~(18)O)稳定同位素相结合的方法,研究外来调水对地表水和地下水转化及其水化学特征的影响。研究结果表明,11月至翌年7月,受蒸发作用的影响,地表水电导率(EC)和钠吸附比(SAR)增加,d2H、d18O同位素不断富集;由于地表水和周围土壤的交换吸附作用使其水化学类型向Na~+、Cl~-和SO_4~(2-)增加、HCO_3~-减少的咸水转变。调水改变了地表水和浅层地下水之间的补给关系,11月至翌年3月,沟渠附近浅层地下水受外来调水直接或者灌溉补给,使得3月浅层地下水EC降低,埋深变浅,部分采样点分布在外来调水的SAR-EC区域。受调水影响,3月沟渠附近浅层地下水水化学类型为Na·Mg·Ca-Cl·SO_4、Na·Mg-Cl·SO_4·HCO_3、Na·Mg-SO_4·Cl·HCO_3等,是11月调水(Na·Mg·CaSO_4·HCO_3·Cl)和浅层地下水(Na·Mg-Cl·SO_4)的过渡类型。3月至7月浅层地下水补给沟渠水,地下水埋深变深,7月浅层地下水水化学类型与3月相似。调水可以季节性地改善区域内沟渠水及其附近的浅层地下水水质,而对深层地下水和坑塘水的水质无改善作用。调水对沟渠水水质的改善体现在调水季节,对浅层地下水水质的改善存在滞后性,2014年11月调水之后,2015年3月浅层地下水的水质得到改善。因此,采用调水和浅层地下水、坑塘水混合灌溉,对合理开发利用区域咸淡水资源以及深层地下水压采,恢复地下水位意义重大。     

成都平原不同施肥水平下稻田地表径流氮、磷流失初探

通过在成都平原稻麦轮作区建立5种不同的施肥水平处理模式,对每个小区径流水样中的氮磷含量分析,探讨成都平原区氮磷流失系数及其影响因素.结果表明,不同处理方式下氮磷流失系数为:常规处理为氮素0.047 %、磷素0.018 %;优化施肥处理为氮素0.042 %、磷素0.021 %;增氮处理为氮素0.034 %、磷素0.026 %;增磷处理为氮素0.015 %、磷素0.040 %;保护性耕作为氮素0.018 %、磷素0.017 %.     

江西鄱阳湖平原区农田土壤微量元素空间分异特征及其影响因素

【目的】开展土壤微量元素空间分异及其影响因素的分析,能更客观地阐明土壤微量元素变化的内在机理,对田间土壤肥力的有效管控和保障人类健康、保护土壤生态环境具有重要意义。【方法】在江西省丰城市鄱阳湖平原农田区,采用网格布点法布设283个采样点,每个采样点取0-20 cm表层土壤,对样点数据用三倍标准差法剔除异常值20个,实际利用样点数为263个,分析了土壤样品pH、质地、氮、磷、钾和硼(B)、锰(Mn)、钼(Mo)、硒(Se)、碘(I)、氟(F) 6种微量元素的含量。采用地统计学理论、方差分析、相关分析以及回归分析方法,对鄱阳湖平原区农田土壤6种微量元素的含量、空间分布特征及其影响因素进行分析。【结果】B、Mo含量均值处于丰富与上限值之间;Mn含量均值为330.24 mg/kg,处于缺乏水平;Se、I含量均值处于适量水平;F含量均值为474.59 mg/kg,处于边缘水平;6种微量元素含量均为中等程度变异,但各元素含量变异程度有所差异。B、Mn、Mo元素的最优插值模型为指数模型,Se、I、F均为球状模型。I元素的块金效应<25%,其他5种微量元素处于27.09%~41.77%。6种微量元素含量的空间分布格局差异较为明显,除Se元素不缺乏外,其余5种微量元素均处在缺乏水平。B、Mn、F含量均受到土壤类型、耕层质地的显著影响,Mn、Mo含量与坡度、pH间均达到极显著相关水平,Mn、Se、I含量与全磷含量显著相关,坡向与到河流的距离与6种微量元素含量未达到显著相关关系,其他影响因素仅对某些种元素表现出显著或极显著相关关系。在B、I含量的主要影响因素中,以耕层质地的影响最大;在Mn、Mo元素含量的主要影响因素中,以pH的贡献率最高;Se元素含量与土壤类型、全磷、坡度、高程之间达到显著或极显著相关水平,以全磷的影响程度最高;F元素含量与土壤类型、耕层质地、全氮含量相关显著,且全氮为主要影响因素。【结论】1)研究区域土壤B、Mo的含量总体较高,I、Se含量适量偏上,Mn总体上较为缺乏,F处于边缘水平;6种元素含量均为中等程度变异。2)土壤微量元素B、Mn、Mo的最优插值模型为指数模型,Se、I、F则为球状模型;除I具有强烈的空间自相关外,其余5种元素表现为中等程度的空间自相关。3)微量元素含量影响因素中,坡向、到河流的距离与各元素含量间未达到显著相关关系;B、I含量均受耕层质地的影响最大,Mn、Mo含量主要受pH的影响,Se含量主要受全磷的影响,F元素含量则主要受全氮的影响。     

不同生境下的灭鼠实用技术

秦皇岛市位于河北省东北部，属于燕山山脉东段丘陵地区与山前平原地带，地势北高南低，形成北部山区一低山丘陵区一山间盆地区一冲积平原区一沿海区。地形复杂，资源丰富，农作物种植多种多样，种植结构复杂，各种养殖业也非常发达。有各种适于老鼠生存的环境，     

新疆昌吉州东部平原区地下水水文地球化学演化分析

为探究新疆昌吉州东部平原区地下水水质演化过程，采用数理统计、Piper三线图、Gibbs图和离子比法对昌吉州东部平原区2016年63组地下水水质取样点及54组2012—2015年地下水水质监测数据进行分析。结果表明：昌吉州东部平原区2012年地下水阳离子平均含量总体为Ca²⁺>K⁺+Na⁺>Mg²⁺，阴离子平均含量总体为HCO^3->SO₄^2->Cl^-；从2013年开始，SO₄^2-逐渐增大，Ca²⁺逐渐减小；到2016年阳离子平均含量总体为Ca²⁺>K⁺+Na⁺>Mg²⁺，阴离子平均含量总体为HCO₃^->SO₄^2->Cl^-。水化学类型由2012年HCO₃—Ca·Mg（Ca·Na、Ca·Na·Mg）型向2016年HCO₃·SO₄—Ca·Na·Mg（Ca·Mg、Ca·Na）演化，这主要与含水介质的风化作用和蒸发浓缩作用有关，而蒸发浓缩作用更加体现在承压水区的上部潜水中。地下水中Na⁺、K⁺、Cl^-主要来自岩盐的溶解；Ca²⁺、Mg²⁺主要来自蒸发岩溶解；SO₄^2-主要来自石膏（CaSO₄·2H₂O）和芒硝（Na₂SO₄·10H₂O）的溶解。Cl^-、SO₄^2-除来自岩盐的溶解外，还受到人类活动的影响。     

石家庄平原区粮食施肥增产对地下水开采量演变影响研究

通过对近30年来石家庄平原区农业开采地下水量与化肥施用量和粮食产量之间的关系研究,揭示了化肥施用在小麦玉米产量耗用地下水开采量中的影响作用。结果表明,化肥施用量增加使小麦玉米产量的增幅大大超过农用地下水开采量增幅,从而使单位小麦玉米产量所耗用的地下水开采量不断减小,从20世纪70年代的1.86 m3·kg-1减小到2000—2005年间的0.72 m3·kg-1。如果没有化肥的增产效用,按照20世纪70年代的化肥施用量水平(0.17 t·hm-2),达到现状的粮食生产规模需要耗用的地下水开采量将大大增加,20世纪80年代、90年代、2000—2005年间平均分别需要多耗用地下水10.35×108 m3、18.88×108 m3和20.12×108 m3。但是21世纪初期单位面积上化肥施用量水平已较高,继续增加化肥施用对粮食单产及单位小麦玉米产量耗用地下水强度影响不大。     

冲积平原区土壤碳密度估算及其空间分布

冲积平原区通常具有复杂的剖面质地层次排列,为了准确估算冲积平原区土壤碳密度的空间分布特征,该文在华北冲积平原区的河北曲周县选取了121个土壤剖面,测定了各土层有机碳含量,构建了基于负指数函数的土壤有机碳垂向分布模型,结合地统计学方法绘制了该县土壤碳密度的空间分布图。结果表明,土壤有机碳含量随深度增加呈逐渐递减的趋势,各土层有机碳含量均属于中等变异程度。0~20和20~40 cm土壤有机碳空间连续性较好,它们的空间相关距离分别为14和3 km,而下层(40 cm)土壤有机碳均表现为纯块金效应结构。土壤有机碳垂向分布模型可以很好地描述剖面土壤有机碳含量的变化特征,且预测与实测的土壤有机碳含量的均方根误差仅为0.70 kg/m3,决定系数达到了0.95。曲周县土壤有机碳密度的空间分布总体表现为西北高东南低的趋势。其空间分布主要受土壤类型和质地的影响,其中潮土和盐化潮土的碳密度明显高于褐土化潮土,质地较细的土壤(轻壤、中壤和粘土)碳密度明显高于质地较粗的土壤(砂土和砂壤)。该研究为冲积平原区土壤碳密度的估算提供了一种新的方法。     

欢迎报考中国科学院遗传与发育生物学研究所农业资源研究中心

正一、中心概况中国科学院遗传与发育生物学研究所农业资源研究中心(以下简称"中心")具有独立事业单位法人资格,拥有中国科学院农业水资源重点实验室、河北省节水重点实验室,以及代表山地丘陵区—山前平原区—滨海平原区不同生态类型的3个野外试验站,为研究生培养提供了极具特色的科学研究基地。中心具有一支结构合理、经验丰富、学术造诣深的导师队伍。目前有中国科学院院士1人、国家"青年千人计划"人才1名、中国科学院"百人计划"人才6名、博士生导师20人、硕士生导师25人。二、研究生教育工作