供水工程影响下中国北方地区耕地后备资源开发潜力

灌溉水源是北方地区耕地后备资源能否有效开发的关键。当前,中国正在推动国家水网工程规划建设,为北方地区耕地后备资源开发提供了新的机遇。在以往研究基础上,该研究考虑北方地区已建、在建及规划的供水工程,基于自然适宜、利用高效、发展稳定三方面评价准则,结合三维魔方空间分类方法,开展了雨养情景和供水灌溉情景下耕地后备资源开发潜力分析。结果表明：雨养农业情景下,北方地区勉强适宜（Ⅱ级）、中度（Ⅲ级）和高度（Ⅳ级）适宜的耕地后备资源面积分别为2.9万、1.0万和0.6万km²。灌溉农业情景下,耕地后备资源面积明显增加,勉强适宜（Ⅱ级）、中度（Ⅲ级）和高度（Ⅳ级）适宜的耕地后备资源面积将分别达到5.4万、7.6万和6.5万km²,主要集中于新疆、内蒙古和甘肃3省（自治区）。该研究结果可为中国耕地后备资源开发利用及国家水网工程效益发挥提供参考。     

新疆农田土壤有机质含量及组成特征

目前新疆农田土壤有机质含量在5．30～24．21g／kg之间，平均14．65g／kg，与第二次土壤普查相比，新疆农田土壤有机质含量呈上升趋势；胡敏素碳含量占到有机质碳量的53％～70％，平均61％，腐殖酸碳量只占39％。     

利用人工增雨为农田需水服务的信息系统框架

针对我国北方地区水资源严重短缺、农田水分供需矛盾日益尖锐的现状 ,提出了首选人工增雨为农田补水的思路 ,并初步设计了一个利用人工增雨为农田需水服务的农田需水信息系统框架。     

Drought Tolerance and Water Use of Cereal Crops: A Focus on Sorghum as a Food Security Crop in Sub‐Saharan Africa

Sub‐Saharan Africa (SSA) faces twin challenges of water stress and food insecurity – challenges that are already pressing and are projected to grow. Sub‐Saharan Africa comprises 43 % arid and semi‐arid area, which is projected to increase due to climate change. Small‐scale, rainfed agriculture is the main livelihood source in arid and semi‐arid areas of SSA. Because rainfed agriculture constitutes more than 95 % of agricultural land use, water scarcity is a major limitation to production. Crop production, specifically staple cereal crop production, will have to adapt to water scarcity and improved water productivity (output per water input) to meet food requirements. We propose inclusion and promotion of drought‐tolerant cereal crops in arid and semi‐arid agro‐ecological zones of SSA where water scarcity is a major limitation to cereal production. Sorghum uniquely fits production in such regions, due to high and stable water‐use efficiency, drought and heat tolerance, high germplasm variability, comparative nutritional value and existing food value chain in SSA. However, sorghum is socio‐economically and geographically underutilized in parts of SSA. Sorghum inclusion and/or promotion in arid and semi‐arid areas of SSA, especially among subsistence farmers, will improve water productivity and food security.     

黄河三角洲台田间渗水池塘的水质变动规律分析

以黄河三角洲地区台田间渗水池塘为研究对象,分析了渗水池塘的水质因子变动规律。结果表明:不同池塘间水质因子差异较大,但均表现出水体盐度较高、氮磷等营养物质含量较低、K+离子含量相对较低、Ca2+离子和Na+离子含量相对较高及K+/Na+显著低于正常海水等特点。结果说明,黄河三角洲地区台田间渗水池塘的水质条件不适合直接进行水产养殖,应对水质调整后才可做养殖之用。     

农牧交错带灌溉和旱作模式下马铃薯耗水差异

为揭示北方农牧交错带地区马铃薯“水改旱”种植对其产量和水分利用的影响,选取中国北方农牧交错带地区27个站点,基于站点的气象数据、土壤数据和管理数据驱动充分验证的APSIM-Potato模型,模拟分析农牧交错带地区灌溉和雨养马铃薯的耗水差异。结果表明：北方农牧交错带地区马铃薯种植连续灌溉10、20 a和30 a的产量分别为15 900～35 600、16 400～34 800 kg·hm^-2和16 600～34 800 kg·hm^-2,改为旱作后对应的产量分别为12 800～30 600、13 900～29 100 kg·hm^-2和12 700～25 500 kg·hm^-2;灌溉马铃薯产量均表现为西部较高,旱作马铃薯产量则为东部较高。连续灌溉10、20 a和30 a的播前1 m土层土壤含水量分别为163～388、161～394 mm和154～398 mm,改为旱作后分别下降31.8%、35.3%和36.9%。连续灌溉10、20 a和30 a后的地下水消耗量分别为5 360～21 330、8 910～4...     

县域耕地土壤养分时空变异特征研究

土壤养分空间变异研究是精准农业实施的前提,对提高粮食作物单位面积产量和保护农业生态环境具有重要作用。为掌握陕西渭北旱塬区土壤养分时空变异规律,综合空间自相关和重心模型,分析1980—2007年、2007—2017年白水县耕地土壤有机质(SOM)、速效磷(AP)和速效钾(AK)的时空变异特征。结果表明：(1)研究区土壤SOM的平均含量分别增加了1.29、3.22 g·kg^-1,AP的平均含量分别增加了6.89、24.45 mg·kg^-1,仅有AK的平均含量呈现出先减少后增加的趋势。(2)三期耕地土壤养分的变异系数范围为30.2%～90.8%,属于中等变异。1980—2017年,耕地土壤SOM、AP和AK的全局Moran’s I指数均降低,空间结构性减弱,随机因素作用增强。(3)土壤SOM、AP和AK含量均有不同程度的增加,土壤SOM含量总体呈北低南高分布,土壤AP、AK含量分布情况较为一致,呈东高西低。(4)土壤SOM含量重心在东南方向发生偏移,AP、AK含量重心在东北方向发生偏移。土壤养分标准差椭圆空间分布格局同研究区分布方向一致,转角呈现“...     

黑土长缓坡地形与横垄对土壤有机碳空间分异的交互作用

横坡垄作对坡耕地土壤有机碳（soil organic carbon,SOC）流失有一定的阻控作用,但黑土区特有长而缓的地形与横垄对坡耕地SOC空间分异会产生交互作用,而这种交互作用引发的SOC流失风险没引起足够的重视。该研究以典型黑土区黑龙江省黑河市北安分局红星农场为研究区域,2022年在横坡垄作与顺坡水线方向上共布设25个采样点,采用地理探测器模型、单因素方差分析（one-way ANOVA）和Pearson相关性分析,探讨土壤有机碳的空间分异及其交互作用。结果表明,横坡垄作方向上垄沟土壤有机碳含量从坡顶到水线呈现逐渐增大的变化趋势;在垄台从坡顶到水线呈现先增大后减小的变化趋势。顺坡水线方向,土壤有机碳含量在垄沟呈现从上坡到下坡增大的变化趋势;在垄台呈现先增大后减小的变化趋势。由于断垄产生水线,顺坡土壤有机碳含量上坡与下坡仍有显著差异（P＜0.05）。Pearson相关性分析表明, 有机碳与可蚀性K因子呈显著负相关（垄沟和垄台相关系数分别为–0.228和–0.238,P＜0.05）,与碳循环相关的β-葡萄糖苷酶和微生物生物量碳在垄沟呈极显著正相关（相关系数为0.398和0.676,P<0.01）。地理探测器分析表明,顺坡水线对土壤有机碳空间分异的影响最大,其对垄沟和垄台SOC的解释力分别达到61%和52%以上;顺坡水线与其他因子的交互作用共同增强了对土壤有机碳的解释力,尤其是顺坡水线与高程的交互作用最为明显。黑土区坡耕地土壤有机碳空间分异主要受顺坡水线与高程的交互作用,横坡垄作虽然能够拦截径流,但由于长缓坡地形影响产生的断垄会加剧土壤侵蚀诱发的有机碳流失。因此,黑土坡耕地治理需要同时考虑横垄与地形的共同影响,从而实现防蚀的优化效果。     

中国农田表土有机碳含量变化特征——基于国家耕地土壤监测数据

通过对299个国家级耕地土壤监测点20余年数据的统计分析,评价了我国农田表土有机碳含量变化情况和固碳潜力。结果表明,全国约80％试验点有机碳年平均相对增长率（Average relative annual increment,ARAI）在-1．5％～7．5％。中国农田表土有机碳含量整体呈上升趋势。东北、华北等6个地理区域分析得出,华北、华东、西南农田表土有机碳含量显著增加;华东地区有机碳增加的农田面积占全国农田比例最大,东北最小。旱地和水田有机碳含量增加显著;水田有机碳增加的试验点所占比例大于旱地;对ARAI与初始有机碳含量进行相关分析得出,我国旱地和水田有机碳潜在储存能力估计值分别为17．2和27．7g·kg^-1。农田土壤类型中水稻土和褐土有机碳含量增加显著;黑土有机碳含量下降样本所占比例最高。对我国各典型种植制度分析得出,双季稻、麦-稻、麦-玉、单季小麦种植制度下农田有机碳有了显著增加;麦玉轮作较其他种植制度的农田有机碳年平均相对增长率高。