黄河流域盐碱地资源与保护利用

黄河流域盐碱地分布广泛、盐分含量高,黄河上游盐渍区域主要分布在河套平原、黄土高原和鄂尔多斯高原,中游主要分布在银川平原及内蒙古自治区的后套和中滩三个冲积平原,下游主要分布在河南和山东沿黄灌区以及黄河三角洲的渤海滨海盐渍土,面积约为206.44×10^(4)hm^(2),造成了严重的土地退化和农业生产问题。本文旨在探讨黄河流域盐碱地资源的现状与保护利用策略,概述了黄河流域盐碱地资源的特点,包括面积分布、土壤盐分性质和形成原因;深入分析了流域上中下游及三角洲地区盐碱地的开发利用现状;提出了一套针对不同盐碱地类型的保护利用策略,为黄河流域盐碱地资源的可持续利用提供理论和技术支撑。

有机肥替代对鲁西北轻度盐碱地土壤性状和小麦、玉米产量的影响

本研究采用田间小区试验法,以习惯施肥为对照(CK),设置低(LOF)、中(MOF)、高(HOF)3个有机肥用量与80%习惯施肥配比处理,研究有机肥替代对轻度盐碱地土壤团聚体、盐分含量、微生物等性状和冬小麦-夏玉米养分吸收及产量的影响。结果表明:与对照相比,不同用量有机肥替代处理均增加>1 mm土壤大团聚体的比例,土壤团聚体分布有由微团聚体向中间团聚体过渡的趋势,R0.25、MWD和GMD均有所增加,其中以MOF处理增加较为显著,R0.25、MWD和GMD值较CK分别增加20.66%、45.64%、104.76%。LOF、MOF和HOF处理均明显降低0~40 cm土层的盐分含量,分别比CK下降12.86%、26.05%和35.05%。MOF和HOF处理下细菌和真菌数量均显著增加,其中HOF处理增加最多,细菌和真菌数量分别较CK增加7.1%和1.60倍,放线菌数量变化不明显。MOF和HOF处理可明显提高小麦、玉米对氮、磷、钾的吸收,与CK相比,HOF处理小麦吸收磷、钾分别增加23.2%、13.4%,夏玉米分别增加16.1%、30.8%。中高量有机肥替代部分化肥能较大幅度提高冬小麦和夏玉米产量,增产8.87%~39.70%.其中,HOF处理增产效果最显著,即在减施20%化肥条件下轻度盐碱地适宜有机肥用量为9 000 kg/hm2。

喷灌冬小麦农田土壤水分分布特征及水量平衡

以传统地面灌溉（畦灌）为对照，分析了喷灌条件下，冬小麦农田土壤水分分布特征和水量平衡。结果表明：喷灌条件下土壤水分运动表现出明显的非饱和土壤水运动特征，地面灌溉条件下土壤水分运动具有饱和土壤水运动的特征。喷灌条件下灌溉水主要分布在土壤表层0～50cm范围内，地面灌溉条件下灌溉水可达地表以下150cm处。喷灌条件下，没有明显的土壤水分渗漏发生；地面灌溉条件下，土壤水分渗漏量占灌溉水量的10％左右。2003年和2004年试验期间，喷灌蒸散量分别为312．2mm和324．4mm，分别比地面灌溉蒸散量少13．1mm和35．1mm。

鲁北平原咸水滴灌对土壤水盐分布和棉花产量的影响

鲁北平原是山东省重要的粮棉油生产基地，合理利用微咸水和咸水资源是亟待解决的问题。通过田间小区试验，以淡水滴灌处理为对照，设置不同矿化度咸水滴灌处理，研究全地膜覆盖条件下，咸水滴灌对棉花农田土壤水盐分布和产量的影响。结果表明，灌出苗水可以明显降低棉田主要根层土壤EC值，降低率在26．8％～29．0％之间。咸水滴灌减少了棉花对土壤水分的吸收，主要影响土层在40～100 cm，灌溉水矿化度越高，影响越大。与淡水滴灌相比，滴灌补灌矿化度6g·L-1以下的咸水对棉花产量没有明显的影响，而滴灌8g·L-1的咸水在降水偏少的年份能明显降低棉花产量。从土壤盐分的积累来看，利用滴灌补灌一次6g·L-1以下的咸水，通过黄河水和夏季降水淋洗土壤盐分，不会造成棉花根系分布层土壤盐分的积累。该研究结果可为鲁北平原区咸水利用提供科学依据。

微咸水喷灌对作物影响的研究进展

微咸水喷灌条件下,作物同时受到土壤盐分和喷灌水盐分的双重影响。大部分作物通过叶片吸收盐分的速率与盐分浓度和喷水历时基本上呈线性函数关系;同时,喷灌过程中不仅要监测灌溉水的电导率,而且与其他水源混合时也要监测离子组成,尽量降低Mg2+、Cl-和Na+的含量。喷灌频率的增加比喷水历时的增加更能增加作物盐分的吸收,并加重对作物的损伤。微咸水喷灌后短时间的淡水冲洗可以减少作物叶片对盐分的吸收。微咸水喷灌显著降低成熟植被的生物量和作物累积耗水量,造成作物一定程度的减产,而且具有累积效应;但作物产量和叶片汁液离子浓度没有明显的相关关系。今后,应重点研究以下5个方面的问题:(1)微咸水喷灌下作物的耐盐性评价指标,建立相应的评价体系;(2)选育耐微咸水喷灌的品种,尤其是用于草场恢复重建、城市绿化、盐渍土改良等耐盐牧草、草坪草的选育;(3)制定与微咸水喷灌相适应的灌溉制度,研究微咸水喷灌条件下作物叶片上和土壤中盐分的淋洗对微咸水喷灌具有重要的作用;(4)微咸水喷灌对作物影响的区域性和时效性,应建立微咸水喷灌对作物产量影响的区域性评价和研究长期微咸水喷灌对作物的影响;(5)微咸水喷灌对土壤盐分积累及分布的影响。

农牧交错带不同土地利用方式土壤水分利用效益的比较

根据在农牧交错带典型地段河北坝上地区田间定位实测的土壤水分、作物和降水资料 ,运用水分平衡原理 ,研究了相同降水条件下天然草地、人工草地和农田等 3种土地利用方式的耗水规律 ,分析了水分利用效率、经济效益和生态效益。结果表明 ,在当地 ,作物耗水集中于 6和 7月 ,约占生育期总耗水量的 6 5 %以上 ;人工草地耗水量为 2 13.2mm ,比天然草地少 14mm ;人工草地水分利用效率最高为 0 .78kg·m-3 ,是农田的 1.7倍 ;人工草地的济效益较好 ,达到 2 388.4元·hm-2 ,产投比是农田的 4 .6倍 ;人工草地的风蚀模数小于农田 ,生态效益优于农田。因此 ,从可持续发展的角度考虑 ,在农牧交错带现有条件下 ,人工草地是较好的土地利用方式。

施氮量对多用型甘薯济薯21产量和养分吸收的影响

通过田间定位试验,设置不同施氮量处理,研究多用型甘薯济薯21的产量及养分吸收规律。结果表明:不施氮肥处理的济薯21鲜薯产量最高,各施氮处理的薯块鲜重显著下降,与不施氮处理相比,施氮处理鲜薯产量降低16.92%～20.92%,两者呈极显著负相关。增施氮肥提高了济薯21的出干率,降低了甘薯收获指数,提高了薯块和茎叶含氮量与吸氮量。当施氮量为90 kg/hm2时,济薯21的出干率、薯块含氮量与吸氮量达最大值。在土壤肥力较高的条件下,施用氮肥虽然能促进济薯21对氮的吸收,但对产量的增加没有促进作用,反而会造成减产。

喷灌冬小麦农田土壤NO_3^--N分布特征及作物吸氮规律

以传统地面灌溉(畦灌)为对照,2002~2003和2003~2004两个生产年度田间试验分析喷灌对冬小麦农田土壤NO3--N分布和作物吸氮的影响。试验结果表明:喷灌与地面灌溉相比,土壤NO3--N含量峰值迁移较浅,土壤NO3--N主要分布在冬小麦主要根系分布层0~40 cm土层内。与喷灌相比,在冬小麦根系层下部,地面灌溉土壤NO3--N存在不同程度的累积。试验期间地面灌溉土壤NO3--N累积淋失量分别为8.68 kg/hm2和7.70 kg/hm2,喷灌条件下没有明显的土壤NO3--N淋失,最大累积淋失量只有地面灌溉条件下的3%。2003和2004年喷灌冬小麦地上部分吸氮量分别为235.7 kg/hm2和161.7 kg/hm2,分别比地面灌溉高7.0 kg/hm2和34.7kg/hm2。与地面灌溉相比,喷灌有利于冬小麦后期吸收氮素,喷灌不同生育期冬小麦吸氮量年际之间的差异都小于地面灌溉。

稻麦轮作体系农田养分循环与养分管理综述

从稻麦农田养分循环和养分管理2个方面对稻麦轮作进行了综述。结果表明:作物吸收养分是稻麦农田养分循环的重要方面,也是养分管理的基础。施肥后几天内和稻麦轮作间隙是养分流失的重要时期,降水对养分流失起到促进作用。大部分地区钾素投入不足成为影响稻麦产量的重要原因,而增加钾肥、绿肥或有机肥是补充钾素的重要措施。小麦对肥料的依赖程度大于水稻。环境养分也是农田养分中的重要组成部分,在施肥决策中应予以考虑。过量施肥将导致肥料利用率明显下降,适当减少当前习惯肥料用量在生产上是经济的,有机无机配施、绿肥、秸秆还田、基于作物养分吸收规律施肥等都是优化施肥结构的重要措施。在今后,应着重研究绿肥、秸秆还田、新型肥料、保护性耕作在稻麦轮作中的养分管理技术与应用。

咸水滴灌补灌对土壤水盐分布和棉花产量的影响

通过田间小区试验，以不补灌为对照，研究成水滴灌补灌对棉花农田土壤水盐分布和产量的影响。结果表明，咸水滴灌补灌主要影响棉花对40-100cm土层水分的吸收，土壤水分动态受灌溉水盐分和降水的综合影响。在鲁北平原淡水灌溉出苗水的前提下，补灌1次矿化度在6g／L以下的成水不会造成棉花根系分布层土壤盐分的明显积累。成水滴灌补灌能明显增加棉花产量，增幅为15．7％-52．8％，增产幅度随着灌水矿化度的增加而降低。

覆膜对滨海盐渍土水盐分布和竹柳生长的影响

通过野外定点监测试验研究了覆膜对滨海盐渍土水盐分布和竹柳生长的影响。结果表明:与不覆膜对照相比,覆膜处理土壤含水量和土壤含盐量都有减少的趋势,土壤含盐量减少的趋势更加明显,但两种处理相同土层土壤含水量和土壤含盐量都无显著差异(P>0.05)。对照和覆膜的土壤含水量和土壤含盐量在土壤剖面上的分布规律也基本一致,土壤含盐量随着土壤深度的增加而减少,与土壤含水量分布的趋势相反。覆膜明显促进了竹柳茎的生长,而对竹柳的主枝数和主枝生长无明显影响,覆膜处理显著增加了竹柳的侧枝数和侧枝生长量。

融合频域注意力机制和解耦头的YOLOv5带钢表面缺陷检测

针对带钢表面缺陷在实际场景中检测精度低,易出现漏检和误检的情况,构建一种YOLOv5-CFD模型对带钢缺陷目标进行更精确的检测,该模型由CSPDarknet53、FcaNet与解耦检测头(Decoupled head)组成。首先,采用模糊C均值(FCM)算法对东北大学公开的NEU-DET热轧带钢表面缺陷检测数据集中的锚框进行聚类,优化先验框和真实框之间的匹配度;其次,为提取目标区域丰富的细节信息,在原始YOLOv5算法基础上添加频域通道注意力模块FcaNet;最后,采用解耦检测头将分类任务和回归任务分离。在NEU-DET数据集上的实验结果表明,改进的YOLOv5算法在引入较少参数量的情况下,检测精度提高了4.2个百分点,平均精度均值(mAP)达到85.5%,每秒传输帧数(Frames Per Second,FPS)达到27.71,与原YOLOv5相差不大,能够满足检测实时性的要求。

鲁西南褐土土壤容重对冬小麦生长发育及养分吸收的影响

采用盆栽试验方法,以原状土壤不打破犁底层为对照(CK),设置土壤容重1.2、1.3、1.4、1.5、1.6g/cm^3共5个水平处理,研究山东省褐土不同土壤容重对冬小麦生长发育及养分吸收的影响。结果表明:随着土壤容重增加,冬小麦株高、植株干物质量、籽粒产量、地上部养分吸收量均呈现先增后减的趋势,土壤容重1.4g/cm^3时达到最高值,增至1.5g/cm^3和1.6g/cm^3时生长发育受到明显抑制,且容重越大降幅越显著。与对照相比,土壤容重1.6g/cm^3处理的株高、植株干物质量、籽粒产量和籽粒养分吸收量分别降低11.55%、13.61%、37.86%和39.46%。处理间的产量差异主要是由穗粒数变化所致,容重1.5、1.6g/cm^3处理的穗粒数比对照分别下降27.37%和36.79%。原状土结构紧实,下层土壤容重过大严重制约冬小麦产量提高,与CK相比,容重1.2、1.3、1.4g/cm^3处理分别增产12.85%、21.49%、31.01%。通过深松等耕作技术打破犁底层,降低20~40cm深层土壤容重,促进植株生长和后期干物质积累,是冬小麦增产的重要途径。

全地膜覆盖棉田咸水滴灌对土壤水盐分布的影响

通过田间定位小区试验,以淡水滴灌为对照,设置不同矿化度咸水滴灌处理,研究全地膜覆盖条件下,咸水滴灌棉田土壤水分和盐分的动态变化和分布特征。结果表明,咸水滴灌减少了棉花对土壤水分的吸收,HCO3^--Na^＋型咸水矿化度对棉花根系吸水的影响要大于Cl^--Na^＋型咸水。土壤水分受到前期灌溉水量和灌溉水盐分的影响,这种影响在整个生育期都存在。各种灌溉处理都使得0～100 cm土体剖面的土壤EC值增加,土壤盐分随着灌溉水矿化度的增加而增加。从土壤盐分的积累来看,利用滴灌补灌一次6 g/L以下的咸水,通过种植前黄河水压盐和夏季降水淋洗,不会造成棉花根系分布层土壤盐分的明显积累。

不同类型咸水滴灌对土壤盐分的影响及棉花产量响应

棉花是鲁北平原种植的重要经济作物,合理利用微咸水和咸水资源是解决棉花季节干旱问题的重要途径。通过田间小区试验,以淡水滴灌处理为对照,设置不同盐分梯度的咸水滴灌处理,研究2种类型咸水滴灌对棉田土壤水分和盐分的分布影响以及棉花产量的响应。结果表明,咸水滴灌条件下主要影响棉田40~100 cm土壤水分的变化,碳酸氢钠型和氯化钠型咸水处理对土壤含水量的影响没有显著差异。利用EC值低于8 d S·m^(-1)的咸水进行补灌,棉田0~40 cm土壤盐分积累不明显,灌溉水EC值为10 d S·m^(-1)的氯化钠型咸水灌溉在0~100 cm土壤盐分有明显的积累。滴灌补灌EC值不大于6 d S·m^(-1)的碳酸氢钠型咸水和不大于8 d S·m^(-1)的氯化钠型咸水对棉花产量没有明显的影响,滴灌补灌7 d S·m^(-1)碳酸氢钠型和10 d S·m^(-1)氯化钠型咸水明显降低棉花产量。从土壤盐分的积累和棉花产量来看,在鲁北平原可以利用6 d S·m^(-1)咸水滴灌对棉花进行补灌;利用咸水滴灌,要同时考虑灌溉水盐分的数量和盐分组成,碳酸氢钠型咸水要更加谨慎利用。

电阻法在喷灌土壤水分入渗再分布测定中的应用

土壤通常是导电的,其电阻率随其含水量的大小而变化,电阻式土壤水分动态测定仪就是基于这种原理进行测量的。通过土壤电阻率的突变可以判断土壤水分湿润锋到达的时间,不同深度的探头组合就可以分析得出土壤水分入渗速率,可以定量研究土壤水分的入渗过程。田间试验结果表明:喷灌土壤水分入渗时间和入渗深度之间的关系可以表示为对数形式。电阻法测定土壤水分入渗还需要进一步研究。

新疆高速公路自洽能源系统的应用实践

自改革开放以来,我国公路交通的发展取得了非常大的成就,在世界上引起了巨大关注。公路交通系统的总体特点是量大、线长、辐射广,同时能源消耗巨大,是社会三大碳排放源之一,给交通领域“碳中和”带来巨大挑战。

耕作方式转变和秸秆还田对土壤活性有机碳的影响

深松是解决长期旋免耕后耕层浅薄化、亚表层(15~30 cm)容重增加等问题的有效方法之一,长期旋免耕后进行深松显著影响土壤有机碳及其组分的周转。为对比转变耕作方式对土壤活性有机碳(LOC)及碳库管理指数的影响,该研究基于连续6 a的旋耕转变为深松和免耕转变为深松定位试验,对比了2012-2014年长期旋免耕农田进行深松对农田土壤活性有机碳及碳库管理指数的影响。研究结果表明,耕作方式转变和秸秆还田均对土壤LOC含量、活性有机碳与有机碳的比例(LOC/SOC)和碳库管理指数产生显著影响。相对于原旋耕秸秆还田处理(RTS),虽然旋耕-深松秸秆还田处理(RTS-STS)提高了0~30 cm土层的LOC含量,但其土壤中LOC/SOC比例和碳库管理指数显著下降。而免耕-深松秸秆还田(NTS-STS)处理和耕作方式未转变的免耕秸秆还田处理(NTS)在0~10 cm土层其LOC含量无显著性差异,但NTS-STS处理显著提高LOC/SOC比例。耕作方式转变导致RTS-STS处理碳库管理指数随着土层的加深而逐渐降低,而NTS-STS处理则呈逐渐升高趋势。耕作、秸秆、年份、耕作与秸秆、耕作与年份及3者交互作用是导致耕作方式转变后各处理0~30 cm的LOC含量变化的主要作用力(P<0.05)。秸秆还田条件下,将长期旋耕处理转变为深松可显著降低土壤SOC中的LOC比例,降低碳库管理指数,促进土壤碳库的稳定性;而长期免耕处理转变为深松能够显著提高土壤下层(10~30 cm)的土壤碳库活性。

不同种植年限覆膜滴灌盐碱地土壤盐分离子分布特征

为了研究长期覆膜滴灌对土壤化学性质的影响,该文通过时空转化的方法研究了覆膜滴灌种植春玉米1a和2a的盐碱地土壤盐分及盐分离子在0～150cm土壤剖面上的分布特征,同时以试验地附近未种植的盐碱荒地作为对照。结果表明,覆膜滴灌条件下,当滴头下方20cm处土壤基质势为-10kPa时,0～40cm土层土壤盐分含量、各种盐分离子含量、土壤pH值、Cl-/SO42-和钠吸附比(SAR)随滴灌种植年限增加而降低。这表明根区土壤环境随种植年限增加逐渐变好,有利于作物生长。与盐碱荒地相比,滴灌种植以后40cm以下土层Cl-含量、Na+含量、Cl-/SO42-、钠吸附比(SAR)均增加了。

干旱区盐碱地滴灌土壤基质势对土壤盐分分布的影响

该文通过田间试验研究覆膜滴灌条件下土壤基质势对土壤盐分分布的影响。试验设3个水平的土壤基质势处理:-5kPa(S1),-15kPa(S2)和-25kPa(S3),每个处理重复3次,按随机区组布置。试验结果表明:垄作覆膜滴灌条件下各盐分离子的迁移和分布特性不同。Na+和Cl-易被灌溉水淋洗,主要分布在湿润体的边缘,在滴头附近含量最低,远离滴头含量逐渐增大,土壤基质势越高,淋洗效果越明显,离子含量和土壤总盐量呈线性相关。Mg2+、Ca2+、HCO3-含量受土壤基质势影响较小,在土壤剖面分布相对均匀,离子含量和土壤总盐量之间没有明显相关关系。盐渍化土壤中总盐分的淋洗主要受到作物播种时第一次大水量灌溉和苗期阶段较高土壤基质势控制的灌溉影响,作物生育中后期不同土壤基质势处理对土壤总盐分的淋洗影响较小。该研究结果对盐碱地水盐调控和灌溉制度的制定具有理论意义和应用价值。