轮作对作物生物量影响的研究

美国中西部地区的农作物以玉米为主,轮作是提高作物产量和保护环境的重要耕作措施之一。研究单作玉米(CC),玉米—大豆轮作(CS),玉米—大豆—小麦轮作(CSW)对作物产量和碳(C)和氮(N)质量分数及果实、秸秆和玉米芯中C、N所占比例。在威斯康星州3个试验点,连续4 a(2011—2014年)测定作物生物量。方差分析表明,轮作对作物总生物量、秸秆中C质量分数及试验点与轮作交互作用对大豆产量影响差异显著。轮作可提高玉米和大豆产量,CSW玉米的产量比CC和CS提高了15%和8%。CS或CSW玉米产量比CC提高了540 kg/hm^2,轮作玉米的果实、秸秆、玉米芯生物量占总生物量比例分别为52%、41%和7%。轮作对玉米果实、秸秆中N质量分数、C/N比影响差异不显著。

气候变化对冬小麦产量的影响

本项目主要研究气候变化对美国大平原冬小麦产量的影响,研究区位于德克萨斯州中北部、俄克拉荷马州、堪萨斯州、内布拉斯加州、南达科他州和北达科他州。冬小麦产量资料来自美国农业部,气象资料来自国家海洋和大气管理局(NOAA)。虽然从有记录的第1年到1980年,各区的粮食产量都逐年增加,但从1990年以来,德克萨斯州中北部5 a滑动平均产量开始下降,俄克拉荷马州的也略有下降,堪萨斯州逐年递增,内布拉斯加州、南达科他州和北达科他州的平均粮食产量显著提高,各区的年平均气温持续升高,但北部比南部升温幅度大,哈尔科夫(冬小麦新品种)抽穗期在布什兰为每10 a提前1.6 d,在奇立科西为0.6 d。由于生育期降水量是影响粮食产量的主要因素,灌浆期短可能导致粮食产量下降。但产量的增加可能是由于气温的升高降低了越冬死亡率,本研究表明,气温的升高不利于美国大平原南方地区的冬小麦生产,而对大平原北部地区有利。