干湿变化和保水剂对植物生长和水分利用效率的影响

在盆栽玉米、大豆和辣椒的生长阶段进行高水分 (土壤田间持水量FC 10 0 %～ 80 % )、中水分 (FC 70 %～5 5 % )、低水分 (FC 5 0 %～ 40 % )处理 ,后复水至充分供水 .分析 3种植物在干湿变化中的生长和水分利用效应 ,比较土壤施用保水剂的效果 .结果发现 ,水分处理期间 3种植物生长变化与水分供给紧密相关 ,单株干重均表现为 :m (高水分 ) >m(中水分 ) >m(低水分 ) .但水分利用效率 (WUE)效应不一 ,中水分处理下玉米和大豆WUE为 2 0 .2gkg-1和3 .70gkg-1,分别比高水分处理还高 5 9.1%和 2 9.7% .水分处理又复水后 15d ,玉米在中水分处理复水的单株干重增加 39.6 3g ,是一直充分供水处理的 175 .0 % ,WUE达到 13 .3gkg-1,呈现超补偿生长效应和水分利用效率效应 .辣椒在中水分处理后复水 ,其青椒产量较高水分处理增加 6 % ,呈现产量补偿效应 .土壤加入保水剂可明显提高作物在低土壤水分条件下WUE .图 4表 1参 13     

不同耕作措施对采煤沉陷区坡耕地玉米产量和水分利用效率的影响

针对采煤沉陷区坡耕地的水土流失问题,通过田间试验,以平作为对照(CK),研究平作+残茬覆盖(T1)、横坡垄作(T2)和横坡垄作+残茬覆盖(T3)对坡耕地夏玉米籽粒产量和水分利用效率的影响。结果表明,从苗期到拔节期,残茬覆盖明显降低了土壤水分的无效蒸发,2个残茬覆盖处理(T1和T3)0~100 cm土壤含水量显著高于CK(P0.05);到拔节期时,T1和T3处理土壤含水量分别比CK提高9.64%和9.74%。玉米拔节后降雨增多,与CK相比,T1、T2和T3处理地表径流减少,坡耕地的保水保肥能力提高。T1、T2和T3处理还显著提高了玉米的产量、水分利用效率、降雨利用效率和氮肥偏生产力(P0.05),其中T3处理保水保肥和增产效果最好,其玉米的产量、水分利用效率、降雨利用效率和氮肥偏生产力分别较CK提高16.59%、31.20%、16.55%和16.59%。通过横坡垄作并附以秸杆覆盖是适用于采煤沉陷区坡耕地的有效农耕措施。     

多变低水环境下高粱高产节水生理基础的研究

利用盆栽法采用27种动态变动供水处理模拟多变低水环境，研究高粱产量及水分利用效率的变化．结果表明：采用前期控水、拔节期后恢复充足供水处理，可在产量不减少或有所提高的前提下实现节水目的．多变低水环境条件下，作物籽粒产量、耗水量和水分利用效率的变化，可分为高产高耗水型、高产节水型、较高产节水型、中产高节水型和低产低水分利用效率型5类．恢复供水后，作物在渗透调节及气孔运动、光合作用等生理代谢上产生的超额补偿效应是高产节水的生理基础．     

水分管理和秸秆还田对稻麦轮作系统温室气体排放的综合效应

水分管理和秸秆还田是调节温室气体排放、提高作物产量的有效措施,在农业生产中受到广泛关注。为明确水稻季水分管理和秸秆还田对稻麦轮作系统全球增温潜势(GWP)和作物产量的影响,开展了为期两年的田间试验,在传统灌溉(TI)和控制灌溉(CI)两种模式的基础上,设置麦秸还田(WS)、生物炭还田(BC)、不还田(NS)3种秸秆处理方式,对稻麦轮作系统进行CH_4和N_2O的排放监测以及作物产量的评估,以筛选出最佳的水分管理和秸秆还田组合方式,为农业的可持续发展提供科学依据。结果显示,与NS处理相比,WS、BC处理年均CH_4排放分别增加106.02%、36.77%,年均N_2O排放分别降低27.25%、16.21%,稻麦年平均产量分别增加6.49%、5.90%,年均单位产量GWP(GWPyield-scaled)分别增加40.53%、8.07%。在整个轮作周期,CI系统的CH_4排放较TI降低79.63%,N_2O排放增加27.03%,稻麦年平均产量增加0.42%,单位产量GWP降低60.32%。各处理中,以控制灌溉加生物炭还田(CIB)的年均单位产量GWP最低,比传统灌溉不还田(TINS)、传统灌溉麦秸还田(TIS)、传统灌溉生物炭还田(TIB)、控制灌溉不还田(CINS)、控制灌溉麦秸还田(CIS)分别降低53.81%、70.49%、59.77%、4.46%、11.92%。水分管理和秸秆处理方式对全球增温潜势表现出强烈的交互作用,但对作物产量无明显交互作用。可见,控制灌溉加生物炭还田(CIB)是降低稻麦轮作系统温室气体排放提高作物产量的有效管理措施。     

水分条件影响下玉米生产过程的生命周期评价

研究了不同水分条件对玉米种植全过程中的产量和环境排放的影响以及相应改进措施。利用山西省太谷县2002—2016年15 a间的气象数据、玉米种植过程的施肥和灌溉数据、土壤数据以及玉米生长发育数据,采用时间替换空间方法和经本地化校正的DNDC(denitrification-decomposition)模型和数值模拟方法,模拟玉米种植全过程中降水量和施肥量变化下CO_2、NH_3和N_2O排放量及硝酸盐淋洗量,利用生命周期评价方法评价玉米全生长过程对资源消耗和环境排放的定量影响,分析比较了降水量和资源消耗与环境排放的关系,并提出不同降水年型的合理施肥量和灌溉量。结果表明:(1)当降水量处于300～600 mm之间时,降水量与CO_2排放量、硝酸盐淋洗量、N_2O排放量呈显著正相关(P0.05),与NH_3挥发量呈显著负相关(P0.05);(2)年降水量大于560 mm(丰水年)条件下玉米种植全过程的环境影响综合指数为0.19～0.20,年降水量为380～560 mm(平水年)条件下环境影响综合指数为0.17～0.27,年降水量低于380 mm(枯水年)条件下的环境影响综合指数在0.3以上,不同降水年型玉米种植全过程对环境的影响依次为枯水年、平水年和丰水年;(3)数值模拟结果表明降水量小于380 mm时,在施肥量不变条件下,增加灌溉能够增加产量,减少排放,环境影响综合指数降至0.2以下;在无灌溉条件下,将施肥量减少为210～315 kg·hm~(-2),环境影响综合指数可降低至0.2～0.3,产量降低幅度为3.15%;平水年施肥量减少到原施肥量的80%～85%时,产量无显著下降,但环境影响显著降低。温室效应、富营养化、能源消耗和环境酸化与降水年型相关。水分对玉米种植全过程的环境影响较大,当水分条件充足时,籽粒产量高且环境影响较小,当水分供给不足时,籽粒产量低且对环境影响升高。在枯水年建议有灌溉条件的地区增加灌溉量,无灌溉条件的地区减少施肥量;在平水年减少施肥量,可降低玉米生长对环境造成的影响。     

河套灌区葵花农田生物地膜覆盖下土壤水-热-氮-盐分布特征

探明河套盐渍化地区生物降解地膜覆盖下土壤水热氮盐的分布规律以及生育期的降解特征,明确生物地膜覆盖下盐渍化地区节水控盐机理,为提高作物产量、水氮利用效率提供理论依据。在内蒙古河套干旱盐渍化地区设置普通塑料地膜覆盖(PM)、生物可降解地膜覆盖(BM)及无覆盖(NM)3个处理,探索BM降解过程及覆盖后对葵花Helianthus annuus农田不同生育期土壤温度、含水率、盐分和硝态氮含量的影响效应。结果表明,(1)BM的降解率和破损面积比率在葵花生育期呈抛物线增长趋势,在崩解期降解率和破损面积比率分别为23.15%和28.88%,是PM的32.2倍和7.6倍,显著高于PM处理。(2)覆膜显著提高土壤上层(0~40 cm)地温和含水率,随着BM破损面积比率增加,BM与PM处理地温和土壤含水率差异逐渐增大。在作物生长后期(7月下旬—9月),PM、BM和NM处理0~20 cm土层地温差异显著,分别为22.17、20.94和19.49℃;在作物生长期,PM与BM处理土壤含水率差异不大,仅BM在崩解期(9月)0~20 cm土层存在显著差异。(3)覆膜能有效降低0~40 cm土层电导率(EC),而对40 cm以下土层的EC影响较小。PM与BM处理在葵花生长前中期差异不显著,仅在崩解期0~40 cm土层PM处理EC显著低于BM处理,PM处理分别比NM和BM处理低27.34%和11.66%(P0.05)。(4)地膜覆盖仅对0~40 cm土层硝态氮有影响。覆膜120 d后,PM与BM处理差异逐渐变大,崩解期PM、BM和NM处理0~40 cm土层硝态氮质量分数分别为20.63、14.48、11.84 mg·kg~(-1)(P0.05)。(5)BM处理和PM处理葵花干物质和籽粒质量均无显著差异,且BM处理千粒质量、每株籽粒质量分别比NM处理提高了15.65%和20.85%。综上所述,在干旱盐渍化地区,BM处理和PM处理在葵花生长前期和中期,覆膜效果无显著差异,在BM崩解期差异明显。因此,覆盖降解膜是缓解农田残膜污染的有效措施。     

不同灌水条件下冬小麦的产量、水分利用与氮素利用特点

了解不同灌水量(次数)处理条件下华北平原地区冬小麦的产量形成、氮素利用与水分利用的特点.在大田相同的施肥量与施肥方式、播前浇底墒水750m3.hm-2条件下,设置春季不灌水、春季灌2水(拔节+开花)和春季灌4水(起身+孕穗+开花+灌浆)3个水分处理(每次灌水定额750 m3.hm-2),分析了不同灌水量(次数)对植株氮素吸收利用、产量、土壤水分动态及利用效率的影响.冬小麦生育期内总耗水量和开花后耗水量均表现为随灌水次数(量)增加而增大的趋势,但耗土壤水量却随灌水增加而显著减少.春季灌水处理的经济产量均显著高于春季不灌水处理,但春灌2水和春灌4水之间无显著差异.水分利用效率(WUE)在春不灌水和春灌2水间无显著差异.但它们均显著高于春季灌4水处理.植株总吸氮量均随着灌水次数(灌水量)的增加而呈现出上升的趋势,春灌2水和灌4水处理的总吸氮量无显著差异,但它们均显著大于不灌水处理.氮素生理效率和氮素收获指数随灌水量(次数)增加略有下降,不同灌水处理之间并无显著差异.春灌2水处理相对春季不灌水处理显著提高了经济产量和植株总吸氮量,水分利用效率并没有明显下降;与春灌4水处理相比,经济产量和植株总吸氮量没有明显降低.但水分利用效率和水分边际效益显著提高.冬小麦节水栽培(春灌2水)有利于节水、氮素高效利用和高产的实现.     

若尔盖高原实际蒸散量变化规律研究

蒸散发是若尔盖高原湿地重要的水文过程,但目前缺乏对若尔盖地区实际蒸散发量的相关研究结果。为计算若尔盖高原实际蒸散量,利用1967—2011年若尔盖高原地区红原、玛曲和若尔盖3个地面气象站的逐日气象资料,应用FAO56推荐的Penman-Monteith(P-M)公式,依据单作物系数法计算若尔盖地区实际蒸散量,利用累积距平、Mann-Kendall趋势检验、回归分析等方法分析其变化规律。结果表明,草地蒸散量是若尔盖高原实际蒸散量的主要构成部分,草地蒸散量达362.3mm·a-1,占74.28%。湿地蒸散量为116.6 mm·a-1,占23.85%;近45年来若尔盖高原3个气象站的ET_c显著相关,ET_c平均值为488.6 mm·a~(-1)。ET_c的变化并不明显,呈缓慢增加趋势,绝对变率为12.75 mm,相对变率为2.62%。若尔盖高原ET_c变化与植被生长周期密切相关,高强度蒸散过程集中在短暂的夏季,7月份平均值达3.73 mm·d~(-1)。4、10月份气温低于0℃,ET_c为1.5~2.0 mm·d~(-1);通过回归分析得出ET_c与气象因子间的关系式,相关系数r0.9,P0.05,相对误差均低于0.6%;年ET_c与年均气温相关性达到0.01的显著性水平,年ET_c与年降水量、相对湿度呈负相关性;1968—1971年ET_c增加36.09 mm,相对降水量增加5.82%;1971—1981、1981—2005年ET_c分别减少12.22 mm和16.34 mm;2005—2011年ET_c增加41.75 mm,相对降水量增加6.41%。该地区水文过程中蒸散发相对于水分补给变化较小。     

有机肥对塌陷复垦土壤玉米产量和磷生物有效性的影响

采煤塌陷土地复垦是补充耕地资源的有效途径之一,然而土壤磷有效性低是限制矿区土地复垦和作物生产的重要因子之一.为了解施用有机肥后矿区复垦土壤中磷的有效性变化,基于作物磷素需求的有机肥施肥模式,进行采煤塌陷复垦土壤(山西省孝义市偏城村)田间试验,分析连续两年施用相同磷量(100 kg/hm~2)的鸡粪、猪粪、牛粪和化肥对玉米产量和磷肥利用效率的影响.结果表明:(1)有机肥处理显著提高了玉米的籽粒产量和地上生物量.施肥第一年鸡粪处理增产效果显著高于猪粪和牛粪处理,第二年各施肥处理间差异不显著.玉米产量增加主要是提高了百粒重.(2)各施肥处理0-60 cm土壤剖面有效磷(Olsen-P)含量随土层深度增加呈下降趋势.其中0-20 cm土层有效磷含量鸡粪处理显著高于猪粪和牛粪处理,20-40 cm土层鸡粪和猪粪处理显著高于牛粪处理,40-60 cm土层处理间差异不显著.(3)连续两年施用有机肥及化肥后玉米磷肥利用效率为鸡粪≥猪粪≈牛粪≈化肥.施鸡粪处理磷肥回收率最高,2017年和2018年分别为23.97%和26.99%.鸡粪处理农学磷有效性系数最高(1.47),明显高于猪粪处理(1.00)和牛粪处理(0.89).总之,施用鸡粪显著提高了玉米产量和磷肥利用效率,可作为培肥矿区复垦土壤或与本研究区土壤类型相似的低产农田改良的推荐有机肥.(图4表5参31)     

模拟控制性分根交替滴灌对玉米的节水效应

以盆栽玉米为试材，模拟田间控制性分根交替滴灌(Controlled Root-divided alternative Drip Irrigation，简称CRDADI)供水方式对夏玉米净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、水分利用效率及其根冠比的影响。结果表明，控制1／2根区交替滴灌(ADL)比常规滴灌(CK)节水25％而生物量仅下降9％，水分利用效率和根冠比均明显增加，气孔导度和蒸腾速率下降明显而净光合速率变化很小，蒸腾效率明显提高；控制：1／2根区固定滴灌(FDI2)水分利用效率虽然是CK的1．2倍，但生物量仅为CK的60．1％，ADI1的66．0％，严重影响了玉米的正常生长；控制1／2根区交替滴灌(ADI)比控制1／2根区固定滴灌(FDI)的根冠比、根干质量和根条数增加且根系分布均匀，地上部分生物量增加。表明控制性分根交替滴灌(ADI)能在不牺牲作物光合产物积累的前提下提高玉米的水分利用效率。     

黄土高原半干旱区覆膜玉米土壤温度的变异特征

黄土高原半干旱丘陵山区受特殊的地理、地形以及水文气象条件的影响,造成农业生产播种难、出苗率低等问题,严重制约着农业的发展,但通过覆膜坐水技术能够起到抗旱保墒、提高地温、改善土壤肥效等作用。以哲单7号玉米Zea maysL为供试品种,在设置对比试验小区(覆膜与不覆膜)的基础上,通过分析覆膜玉米土壤温度变异特征,描述了覆膜后增温、提墒、增产的过程,研究结果表明:覆膜处理与不覆膜处理相比,增温最明显的时期出现在出苗到拔节阶段,且10cm和20cm处的温差表现为最大,可增温2.5℃左右,而后期增温减慢,播种后覆膜增温为玉米发芽生长提供了良好的生长环境,大大提高了出苗率,为作物节水增产提供了必要条件。     

施肥管理对东北黑土区玉米耗水量的影响

以东北黑土区长期定位试验为基础,选取2000、2003、2005和2007年为研究时段,分析不施肥(CK)以及化肥(NP)和化肥+有机肥(NPM)施用对玉米耗水量和土壤供水量的影响.结果表明,玉米的耗水高峰出现在拔节一抽雄期和抽雄—成熟期,这2个阶段的耗水模数分别为24.41％和47.07％,全生育期的平均耗水强度为3.64mm·d-1.降水量和降水的分配显著影响玉米的耗水特征.肥料的施用可明显增加玉米在于旱年份和生长季某干旱时期的耗水量,并显著增加玉米的水分利用效率,其中以NPM处理的效果较好.各处理土壤供水量由高到低依次为NPM、NP和CK处理.因此在东北黑土区,有机肥和化肥配施是提高玉米的水分利用效率以缓解季节性干旱胁迫的有效途径.     

根系冗余对小麦籽粒产量和水分利用效率的影响

采用盆栽试验,在返青-抽穗期用不同的水分处理来影响冬小麦(Triticum aestivum)的根系,研究根系大小对籽粒产量和水分利用效率的影响.结果显示,到抽穗期,大根系处理小麦的根冠比显著大于小根系处理.两种水分条件下大根系处理小麦花期时的光合速率和根呼吸速率均显著高于小根系处理小麦,而花后干物质积累显著小于小根系处理小麦.在成熟期,两种水分条件下小根系处理小麦的籽粒产量均显著大于大根系处理小麦.而且,小根系处理还提高了小麦的水分利用效率,湿润、中度干旱条件下小根系处理小麦的水分利用效率分别比大根系处理小麦高33.91%和15.82%.因此,认为在干旱、半干旱区以群体产量为目标的小麦抗旱育种不应当选择根冠比大的品种.     

根修剪对冬小麦根系效率、水分利用及产量的影响

通过盆栽试验研究了根修剪对冬小麦根系效率、水分利用及产量形成的影响.结果表明,在不同水分条件下,根修剪均减少了小麦的根量及根呼吸速率,但对根冠比没有显著影响.在湿润和中度干旱条件下,根修剪提高了小麦花期的光合速率和根系效率;在严重干旱胁迫条件下,根修剪小麦的光合速率显著下降,但根系效率与对照相比没有显著差异.在湿润条件下,小剪根处理对籽粒产量并没有显著的影响,而大剪根处理小麦的籽粒产量显著下降;在中度干旱胁迫条件下,小剪根处理小麦的产量(25.18 g pot-1)显著高于对照(22.31 g par-1),但大剪根处理小麦的产量(18.34 g pot-1)显著下降;在严重干旱条件下,两个剪根处理小麦的产量均显著下降.在湿润和中度干旱胁迫条件下,小剪根处理籽粒产量水平的水分利用效率(分别为1.57 g kg-1和1.85 g kg-1)显著大于相应的对照处理(分别为1.46 g kg-1和1.55 g kg-1),但大剪根处理水分利用效率和对照相比没有显著差异;在严重干旱条件下,各剪根处理的水分利用效率和对照相比没有显著差异.可见,在湿润和中度干旱条件下进行的适当根修剪根对作物生产是有利的.图1表3参15     

黄土高原半干旱区覆膜玉米土壤温度的变异特征

黄土高原半干旱丘陵山区受特殊的地理、地形以及水文气象条件的影响,造成农业生产播种难、出苗率低等问题,严重制约着农业的发展,但通过覆膜坐水技术能够起到抗旱保墒、提高地温、改善土壤肥效等作用。以哲单7号玉米ZeamaysL为供试品种,在设置对比试验小区（覆膜与不覆膜）的基础上,通过分析覆膜玉米土壤温度变异特征,描述了覆膜后增温、提墒、增产的过程,研究结果表明：覆膜处理与不覆膜处理相比,增温最明显的时期出现在出苗到拔节阶段,且10cm．和20cm处的温差表现为最大,可增温2．5℃左右,而后期增温减慢,播种后覆膜增温为玉米发芽生长提供了良好的生长环境,大大提高了出苗率,为作物节水增产提供了必要条件。     

减氮覆膜对黄土高原旱地小麦产量及氮素残留的影响

明确减氮覆膜措施下冬小麦的产量变化规律和麦田土壤氮肥的利用效率及残留情况,可为旱地冬小麦的环境友好科学施肥提供理论依据.于2013-2018年在晋南黄土旱塬冬小麦种植区,设置农户施肥种植模式(FP)、减氮测控施肥(MF)、减氮测控施肥+垄膜沟播(RFSF)和减氮测控施肥+平膜穴播(WFFHS)4种处理,分析在5年减氮覆膜条件下冬小麦产量、氮肥偏生产力、0-2 m土壤氮素残留分布和氮素平衡状况.结果显示,减氮测控施肥在5年总施氮量减少46.9%、平衡增施磷钾肥的情况下,能够保障冬小麦产量处于稳定状态,氮肥偏生产力比农户模式提高120.3%,0-2 m土壤硝态氮残留量减少30.5%,氮素累积表观损失量减少72.9%,且差异均达显著水平.在减氮测控施肥基础上覆膜种植后,使冬小麦产量提高9.46%-56.4%,氮肥偏生产力提高21.7%-41.4%,0-2 m土壤硝态氮残留量减少16.6%-25.8%,土壤累积表观矿化氮含量增加89.1%-127.8%,差异均达显著水平.本研究表明通过减少氮肥用量和平衡施用磷钾肥可提高氮肥利用效率,降低硝态氮残留量和表观损失,并达到稳产的目的;同时在减氮测控施肥基础上进行覆膜,可进一步促进小麦对土壤养分的吸收利用,在提高小麦产量、降低硝态氮积累和减小环境污染风险方面具有显著的效应.(图3表4参36)     

覆膜垄作对旱地雨养马铃薯田N2O排放的影响

旱地雨养马铃薯(Solanum tuberosum)田是一个重要的氧化亚氮(N₂O)排放源,是当前农业温室气体排放的研究热点之一。在马铃薯主粮化战略的推动下,马铃薯种植面积不断扩大,覆膜和垄作栽培是其中两种重要的种植方式,但其栽培下的马铃薯田N₂O排放规律尚不十分明确。选择内蒙古自治区武川县自然降水条件下的马铃薯田为试验对象,设置平作覆膜、垄作覆膜、平作不覆膜和垄作不覆膜4种处理,采用静态箱(暗箱)-气相色谱法监测N₂O的排放通量并分析其排放特征,运用实时荧光定量PCR技术(Real-time quantitative PCR,q-PCR)检测不同时期与N₂O排放相关的硝化菌和反硝化菌丰度,并测定相关的土壤要素,进而探究在覆膜和垄作条件下,影响雨养马铃薯田N₂O排放特性和规律的微生物机理。结果表明,雨养马铃薯田是N₂O排放源,其全生育期内平均N₂O累积排放量为N (0.47±0.08) kg·hm^-2。N     

种植模式对冀西北坝上土壤活性有机质和碳库管理指数的影响

冀西北坝上地区是京津冀重要的生态源保护区域,土壤碳库是反映其生态功能的重要指标,农田种植模式是影响土壤碳库的主要人为因素。为了研究冀西北坝上沙化农田土壤有机质组分特征及增碳种植模式,以草地为参照,选择有机无机配施充分灌溉保护性栽培种植模式——大棚蔬菜田(DS)、有机无机配施充分灌溉种植模式——露地蔬菜田(LS)、大量施用化肥充分灌溉种植模式——马铃薯田(MT)、少量施用化肥雨养种植模式——青贮玉米田(QY)、不施肥雨养种植模式——燕麦田(YT)和多年人工林地(RL)等多种不同种植模式,采集0—20 cm土壤,分析土壤活性有机质(ASOM)和碳库管理指数(CPMI)。结果表明:不同种植模式下土壤有机质(SOM)含量在8.97—31.97 g·kg-1之间,ASOM在7.63—13.44 g·kg-1之间,其中DS显著高于草地,QY、YT和RL均显著低于草地;在土壤活性有机质的组分特征中,土壤非活性有机质(NLOM)占比最高,其次为低活性有机质(L-LOM);土壤ASOM的CPMI在64.78—184.02之间,ASOM与SOM、微生物量碳(MBC)、pH均呈极显著正相关,CPMI与总氮(TN)、pH及无机磷(IP)呈显著性负相关。有机无机配施充分灌溉保护性栽培种植模式能提高沙壤土SOM和ASOM含量降低CPMI,少量施用化肥或不施肥的雨养种植模式会降低沙壤土SOM和ASOM含量增加CPMI,不利于沙壤土保水保肥。为增强冀西北坝上地区农田保水保肥能力,应增施有机肥,提高水分管理,部分农田可建造保护性栽培设施,种植归还率较高作物,以减缓土壤退化且保障土壤的有效利用。     

湘潭镉污染稻田全年粮食作物替代种植模式研究

为明确湘潭中度镉污染稻田全年粮食作物替代种植的可行性和理想替代种植模式,于2016年开展了双季稻、双季玉米、双季高粱等3种种植模式的生育进程、产量构成、产品镉含量与经济效益比较研究.结果表明:(1)3种种植模式下,晚季作物均能在10月下旬成熟,两季作物总产量以双季稻最高,双季高粱次之,双季玉米最低;(2)两季总纯收入双季稻最高(17 285.2元/hm2),双季高粱降低2.4%,双季玉米降低44.6%;(3)早、晚稻糙米镉含量远超国家标准,而玉米籽粒镉含量仅0.10 mg/kg左右,高粱籽粒镉含量在0.25 mg/kg~0.45 mg/kg之间,低于国家饲料镉含量标准.综合来看,双季高粱(旱季+再生季)虽经济效益较双季稻略有下降,但其产品安全,且具有省工节本优势,是中度镉污染稻田的理想替代种植模式.     

外源磷与AMF菌丝对紫色土-玉米间作系统磷迁移的影响

丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungus,AMF)在植物与土壤系统中扮演着重要的角色,能促进宿主植物对养分尤其是磷的吸收,间作在提高土壤磷素利用及增产增收等方面具有重要作用。采用隔网分室盆栽模拟试验,根室设玉米单作及玉米-大豆间作处理,并分别进行不同AMF处理(不接种、接种Funneliformis mosseae,分别记为NM、FM),同时对分室进行不同磷处理(不施磷、施无机磷、施有机磷,分别记为P0、IOP50、OP50),研究不同形态外源施磷情况下AMF根外菌丝对间作玉米磷吸收、利用及累积的影响。研究结果表明,(1)FM-IOP50-间作组合处理下的玉米根系最短(16.76 m),生物量最高(1.88 g·pot~(-1)),FM-OP50-间作组合处理下的玉米根系菌根侵染率最高,为66.25%。(2)在相同种植模式及磷处理下,FM处理的玉米根系及地上部生物量均明显高于NM处理;同一磷处理下,无论接种与否,间作玉米地上部和根系生物量均显著高于单作处理。(3)无论何种种植模式及磷处理,接种FM均提高了玉米植株磷含量及磷吸收量,均以FM-IOP50-间作组合处理下磷含量(0.68 mg·kg~(-1))和磷吸收量(15.97 mg·pot~(-1))最高;不管接种及分室施磷与否,间作玉米磷含量和磷吸收量均明显高于单作处理。(4)在同一种植模式及菌根处理下,IOP50处理的玉米根系磷吸收效率均显著高于P0及OP50处理。(5)FM接种、分室施磷和间作均在一定程度上促进了玉米植株生物量的增加及其对磷的累积。所有复合处理中,FM-IOP50-间作组合处理下的玉米磷含量和磷吸收量最高。可见,间作体系接种F.mosseae与外源无机磷施用组合是促进紫色土上玉米生长及磷吸收利用的最佳组合,有望通过降低土壤水溶性磷残留而减少径流磷的流失。