种植不同冬季作物对稻田甲烷、氧化亚氮排放和土壤微生物的影响

研究双季稻收获后填闲种植不同冬季作物在其生长季节内甲烷（CH4）和氧化亚氮（N2O）的排放特征,对合理利用冬闲稻田、发展冬季作物生产及合理评价不同种植模式具有重要意义。采用静态箱-气相色谱法对冬季免耕直播黑麦草、紫云英和冬闲的双季稻田中CH4和N2O排放及其相关微生物数量变化进行了分析。在冬季作物生长期,不同冬季作物稻田CH4和N2O排放通量均显著高于对照（冬闲）,CH4和N2O排放通量均表现为免耕直播黑麦草〉免耕直播紫云英〉冬闲;免耕直播黑麦草和紫云英处理稻田CH4排放量分别为2.28和1.07 g·m^-2,分别比对照增加241.92%和60.63%;N2O排放量分别为0.59和0.48 g·m^-2,分别比对照增加71.93%和40.06%;各处理稻田土壤产甲烷细菌、甲烷氧化细菌、硝化细菌及反硝化细菌的数量变化范围分别为0.33×10^2 163.37×10^2 cfu·g^-1、11.05×10^3~245.68×10^3 cfu·g^-1、3.21×10^3~178.26×10^3 cfu·g^-1和10.47×10^5~198.88×10^5 cfu·g-1,免耕直播黑麦草和紫云英处理稻田土壤产甲烷细菌、甲烷氧化细菌、硝化细菌和反硝化细菌的数量均显著高于冬闲,其中免耕直播黑麦草处理稻田土壤的产甲烷细菌、甲烷氧化细菌和硝化细菌数量显著高于免耕直播紫云英处理,而免耕直播紫云英处理稻田土壤反硝化细菌的数量则显著高于免耕直播黑麦草处理。研究结果显示,种植不同冬季作物能促进稻田生态系统中CH4和N2O的排放,而这两种气体的排放量与稻田土壤产甲烷细菌、甲烷氧化菌、硝化细菌和反硝化细菌数量变化密切相关。     

Numerous experiments for the impact of warming climate on the phenology and grain yield of winter wheat

Based on the environmental and crop data at Zhenjiang City, in Jiangsu Province, middle east of China, the growing process of winter wheat was simulated by CERES-Wheat model assuming the daily average temperature is 1℃ to 2℃ higher than at the present, which are mostly possible for the change of climate because of enrichment of greenhouse gases in the atmosphere. The simulation results show that warming climate can promote development rate and shorten phenological stages of wheat, and the grain yield will be higher than present. Its impact on the kernel weight and grains per square meter were different for the plantings of various sowing dates. The results of this study suggest that substantial changes in agricultural production and management practices are needed to respond to the climatic changes expected to take place in China.     

黄淮平原不同多熟模式生产力特征与资源利用效率研究

对黄淮平原一麦三玉米、一麦二玉米和一麦一玉米三种多熟模式的产量、资源利用及经济效益状况进行了比较分析。结果表明，三种模式年亩产均超过吨粮，说明在集约栽培条件下黄淮平原亩产吨粮的现实性。三种模式产量梯度差异表明，在水肥供应基本充足的情况下，通过集约多熟种植并配合以合理调控技术是在高产基础上进一步提高产量的有效途径。一麦三玉米最高产量达２２０１ｔ／ｈｍ２（亩产１４６７ｋｇ），是在现有技术条件下接近与突破亩产吨半粮的有效种植模式之一。全年玉米总穗数增加是增产的关键。一麦三玉米模式通过接茬移栽等综合措施的有效配合，能维持较高的同化功能，光热资源利用效率提高。经济效益上表现为高投入高产出，但部分产投经济指标有下降的趋势。从综合考虑公顷产量与公顷纯收入及物质费用、用工等因素上综合评判，一麦三玉米模式总体上表现优势。     

冬小麦田O3气孔与非气孔沉降及风险评估

为了深入了解农田生态系统的O_3干沉降过程,并基于O_3通量(尤其是气孔O_3累积通量)指标进行风险评估,利用涡度相关系统对冬小麦田的O_3干沉降过程进行了连续动态观测,初步分析O_3浓度和总O_3通量的变化过程,着重探析气孔O_3沉降和非气孔O_3沉降的变化特征及其与主要气象因子的关系,并基于剂量指标(AOT40)和通量指标(DF_s06)分别推算出冬小麦的产量损失率.结果表明,观测期间(自2016年3月16日至5月30日)日平均O_3浓度(cO_3)为32.9 n L·L-1;白天(08:00~18:00)和夜间平均总O_3通量(F_(O3))分别为-7.6 nmol·(m~2·s)~(-1)和-3.1 nmol·(m~2·s)~(-1),日均F_(O3)为-5.1nmol·(m~2·s)~(-1).逐日平均气孔O_3通量(F_s)的变化范围为0~-5.1 nmol·(m~2·s)~(-1),日均F_s为-1.43 nmol·(m~2·s)~(-1).逐日平均非气孔O_3通量(F_(ns))的变化范围为-1.43~-10.31 nmol·(m~2·s)~(-1),日均F_(ns)为-3.66 nmol·(m~2·s)~(-1).较强的太阳辐射(SR)、较高的温度(T)和适度湿润的条件有利于冬小麦气孔沉降;较强的SR、适度的T和湿润条件是有利于冬小麦非气孔沉降.在整个观测期间,总O_3累积吸收通量(DF_(O3))、气孔O_3累积吸收通量(DF_s)和非气孔O_3累积吸收通量(DF_(ns))分别为31.58、9.99和21.59 mmol·m~(-2),总DF_s和总DF_(ns)分别占总DF_(O3)的32%和68%.通过剂量指标AOT40和通量指标DF_s06响应方程计算出的冬小麦产量损失率分别为11.58%~20.37%和20%~23.56%.     

冬小麦旱灾风险评价的指标体系构建及应用——基于2009年北方春旱野外实地考察的认识

2009年2月初,我国北方冬麦区遭受了数十年未遇的严重干旱。基于野外实地考察,判断本次干旱对冬小麦造成的实际影响比气象统计与遥感监测结果要轻,同时因纬度、地貌类型、微地貌和田间管理水平的不同而呈现出明显的区域差异。在此基础上,提出应在已有的旱灾致灾指标（气象干旱）基础上,综合考虑地带性、地貌、水库等孕灾环境指标和田间管理水平等灾害适应指标来构建冬小麦旱灾风险的综合评价指标体系。并以北方冬麦区为例,选取SPI、地貌类型、DEM和水库缓冲区等指标得到的旱灾综合风险等级与实际旱情存在较高的吻合性。研究可为高风险区的冬小麦旱灾风险防范提供理论依据和案例支撑。     

冬小麦灌溉减损经济效益的初步探讨

灌溉是获取作物高产的主要措施之一,灌溉减损经济效益与农民收入和生产经济效益密切相关.提出了从灌溉次数和灌溉量参数入手,根据灌溉投入和灌溉减损量来分析灌溉减损效益、减灾效益和生产经济效益;以华北冬麦区单点试验和调查结果为例,讨论了该方法在冬小麦减灾评估应用中的普适性和可行性.     

福州城市及郊区冬、夏两季大气中多环芳烃特征研究

2010年冬、夏两季,利用大流量采样器和气相色谱-质谱联用仪(GC-MSD),分析了福州市大气中多环芳烃(PAHs)的浓度水平、分布特征及来源.结果表明,福州城郊冬、夏两季大气(颗粒相+气相)中ΣPAHs浓度范围分别为115.45～187.76ng.m-3和45.55～59.20 ng.m-3,整体而言,气相显著高于颗粒相,冬季高于夏季;冬季城区高于郊区,夏季城区则低于郊区,但城郊区差异不显著;气相中PAHs比例夏季高于冬季.整体而言,气相中PAHs主要以2～4环化合物组成,颗粒相中则以4～6环化合物为主.冬季气相中PAHs主要以3环化合物为主,夏季主要以3环和4环化合物为主;颗粒相中PAHs组成无明显的季节特征.毒性当量因子法分析表明福州市空气质量状况总体良好.来源解析表明,福州大气PAHs主要为燃烧源,福州机动车燃料以柴油为主.     

干旱综合防御集成技术机制及在华北冬麦区的示范应用研究

论文将底墒效应利用技术、土壤深松技术、秸秆覆盖技术、有限水分胁迫效应利用技术、喷施多功能防旱剂五项单项抗旱技术在冬小麦播前及各个发育阶段适时、适地综合集成,并给出了应用量化指标。于1998～2000年在河南、河北、山东省进行示范推广应用。结果表明:冬小麦干旱综合防御集成技术是通过各单项抗旱技术触发和优化冬小麦找水、增水、保水、节水、控水的五种水分利用机制,发挥了植物生理生态、土壤理化性状、土壤水库、麦田小气候效应和化学制剂喷施等多种防旱抗旱的效能,时间贯穿于冬小麦整个生育期,可实现持续防旱抗旱。集成技术具有比各单项技术更显著的增产、节水效果。在两个典型大旱年的情况下,集成技术使水分利用效率提高10.6%～53.7%,平均提高27.7%;小麦增产7.0%～42.3%,平均增产16.6%;每公顷增加纯收入490～1200元。     

AS/PDM复合混凝剂对冬季太湖原水除藻效果研究

由聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDM)与硫酸铝(AS)制成的系列稳定AS/PDM复合混凝剂,用于冬季太湖原水的除藻效果研究.通过混凝除藻实验,考察了复合混凝剂加药量、AS与PDM复配质量比(20∶1～5∶1)、PDM特征黏度(0.55～3.99 dL/g)对除藻效果的影响,分析了使用复合混凝剂替代预加氯工艺的可行性.结果表明,对原水使用AS、AS/PDM(0.55/20∶1～3.99/5∶1)复合混凝剂后的余浊达到2 NTU的水厂沉淀出水浊度标准时,其加药量(以Al₂Ｏ₃计)分别为4.24 mg/L、 3.96～1.87 mg/L,除藻率分别为83.00%、 87.52%～90.93%;加药量为4.24 mg/L时,其除藻率分别为83.00%、 88.29%～97.66%,余浊分别为2.00 NTU、 1.76～0.43 NTU.对加氯水的加药量为4.50 mg/L时,AS/PDM(1.53/10∶1)复合混凝剂对原水的处理效果优于AS对加氯水的处理效果;AS/PDM(3.99/5∶1)复合混凝剂对原水的处理效果优于AS、AS/PDM(0.55/20∶1)、AS/PDM(1.53/10∶1)复合混凝剂对加氯水的处理效果.因此,AS/PDM复合混凝剂可明显提高AS对冬季太湖原水的处理效果,与单独使用AS相比,余浊达标时节省加药量,加药量相等时提高处理效果.此外,使用复合混凝剂还可替代预氯氧化工艺中加氯对混凝除藻作用的部分功能,有利于提高水质安全性.     

冬季烟塔合一烟气排放特性及其改善措施研究

针对烟塔合一冷却塔(Natural Draft Dry Cooling Tower,NDDCT)在冬季关闭冷却塔百叶窗时存在烟气排放困难的现象,以及导致冷却塔内污染物浓度大幅升高、进而增加冷却塔内壁腐蚀风险的问题,提出了增加烟囱高度的改善措施,并开展了风洞试验。基于计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)方法建立了烟塔合一数值模型以获得冷却塔内部流场和污染物浓度场的分布特性,模拟对比了春季工况和冬季工况条件下烟塔合一冷却塔内部及出口位置的流场和烟气扩散特性。结果表明,由于百叶窗关闭导致冷却塔的通气量和换热量大幅度下降,冷却塔内部的流场变得杂乱无章,污染物质量分数大大增加。与春季相比,冬季冷却塔内壁污染物最大质量分数增加了1.5倍。随烟囱高度增加,烟气可以凭借其初始动能抵御冷却塔内的湍流冲出塔外,冷却塔内部的烟气扩散情况逐渐改善。定性风洞试验结果较好地验证了数值模拟结果,验证了该方法的可行性。虽然增加烟囱高度会增加施工初期的投资,但该方案能有效降低冷却塔的腐蚀风险,不但节省了后期防腐的投资,而且降低了安全风险。从长远来看,该措施利大于弊。