苏州市吴中区生态保护红线区生态环境质量定量评价

为了探讨苏州市吴中区陆域生态保护红线区生态环境质量的时空变化特征,选择2000—2015年植被生长最佳时期7—8月的能反映生态环境质量的净初级生产力、地表温度、地表裸露度和植被覆盖度4个指标,利用空间主成分分析方法构建生态因子(Ef,由生态环境质量指数归一化得到),并将生态环境质量划分为5级,对Ef进行slope分析和F显著性检验,探讨7—8月月平均生态因子(珔Ef)和生态因子变化率(ΔEf)的坡向分异情况。结果表明,近16 a来,ΔEf在[-0.08,0.06]之间,研究区总面积43%的区域ΔEf<0,57%的区域ΔEf>0,生态环境质量总体上呈缓慢变好趋势;研究区生态环境质量总体属Ⅱ级(珔Ef为0.700±0.001),属Ⅰ级的有东吴国家森林公园、光福风景名胜区和米堆山生态公益林,属Ⅱ级的有西山风景名胜区、东山风景名胜区、石湖风景名胜区、藏书风景名胜区、渔洋山生态公益林、清明山生态公益林和玉屏山生态公益林,属Ⅲ级和Ⅳ级的分别为木渎风景名胜区和甪直风景名胜区。研究结果既可为苏州市吴中区生态保护提供重要的数据支撑和科学依据,又可为将来促进生态红线的智能化动态监测和有效管控提供新思路和新方法。

氮肥与行距对不同生育期虉草产量与品质的调控效应

以通草1号虉草(Phalaris arundinacea cv.Tongcao No.1)为供试材料,采用行距(30、50、70cm)和施氮量(含氮量为0、46、92kg·hm^(-2))二因素裂区试验设计,研究了行距与施氮量对不同生育时期虉草营养成分含量的影响。结果表明,氮肥与行距对虉草产量和品质影响明显。随施氮量增加,各生育时期虉草产量、粗蛋白、粗灰分、钙和磷含量升高,而无氮浸出物含量下降。抽穗期虉草粗纤维和酸性洗涤纤维含量随施氮量增加而降低,而成熟期和秋季再生期随施氮量增加反而升高。随着行距增加各生育时期虉草产量下降。在9个处理组合中,以行距30cm、施氮量92kg·hm^(-2)组合抽穗期和成熟期草产量最高,以行距70cm、施氮量92kg·hm^(-2)组合饲草品质最好。抽穗期是虉草刈割利用的适宜时期,种植行距30cm、施氮92kg·hm^(-2)时可获得较高的饲草产量和粗蛋白质产量。

马铃薯垄沟集雨栽培技术研究

[目的]为建立马铃薯(Solanum tuberosum L.)垄沟集雨栽培技术提供参考。[方法]通过马铃薯不同垄膜宽度集雨效率比较试验,在进行土壤水分检测的基础上,观察测定出苗保苗率及增产效果,研究垄膜沟植技术的综合生产效益。[结果]马铃薯垄膜沟植技术下出苗率较平作、平作覆膜技术高,出苗提前,其中,30～60 cm垄膜宽度处理下表现较明显。增产效果最好的处理为40～50 cm垄膜宽度,增产幅度为23.2%～33.0%。[结论]垄膜沟植技术能够有效地提高马铃薯对雨水的利用效率,增加土壤根层含水量,提高马铃薯抗旱性和产量。

河套地区不同土壤类型食用向日葵耗水规律的研究

以食用向日葵品种S31为供试材料,研究不同土壤类型条件下向日葵的耗水规律。结果表明:三种土壤处理的向日葵均呈现相似的耗水动态,从苗期至现蕾期耗水量平缓上升,现蕾期至开花期耗水量迅速增加,并达到全生育期的最高值,灌浆后耗水量缓慢下降。其中沙土种植的向日葵全生育期耗水量达到4028.25m3/hm2,显著高于壤土和粘土处理;但沙土向日葵处理籽实产量较低,仅为3819.52kg/hm2,显著低于壤土处理。

带田残茬带宽度及高度对土壤风蚀模数影响的风洞试验

为了探究带宽和残茬高度对土壤风蚀模数的影响,利用野外移动式风洞对阴山北麓地区带田土壤风蚀模数进行了原位测试。结果表明:作物残茬带对间作翻耕地具有保护作用,土壤风蚀模数在全部留茬时最小,全部裸露时最大,残茬与耕翻裸露地间作时居中。不同残茬降低风蚀模数程度不同,莜麦茬可以降低48.92%～67.39%,油菜茬可以降低5.22%～34.36%。不同带宽和残茬高度的间作组合,土壤风蚀模数都随风速的增加而增大,呈指数曲线变化规律。在一定风速吹蚀下,残茬带宽从0.5～3.0m变化,土壤风蚀模数随带宽的增加而减小,符合幂函数曲线变化规律;残茬高度从5～25cm变化,土壤风蚀模数随残茬高度增加而线性降低。研究说明减少耕翻和作物留茬是控制风蚀的有效措施。

降解地膜覆盖对土壤环境和旱地向日葵生长发育的影响

为了减轻农田白色污染,提高旱作区农作物温度和水分利用效率,在阴山北麓进行了地膜覆盖模拟试验。研究不同覆膜处理对土壤温度、水分和旱地向日葵生长发育的影响。结果表明:覆膜处理较露地处理地温平均提高了3℃左右,日本降解膜增温作用最为明显。2009年与2010年,日本降解膜处理的向日葵水分利用效率分别为8.19、7.23kg/(hm2.mm),表现均高于其他试验处理。从生长发育结果来看,日本膜处理的向日葵生育期较露地处理和广东膜处理有所提前,籽实产量等性状指标值与普通地膜无显著差异,但均显著高于露地处理。从地膜降解结果来看,广东膜裂解早,增温保墒作用不足;日本膜约90天分解为碎块,此时向日葵已渡过低温期,日本膜增温保墒作用良好,对向日葵增产作用显著,同时生态环保,适宜在该干旱半干旱地区推广。

地膜厚度对马铃薯生长及农田水热条件和残膜污染的影响

为寻求阴山北麓农牧交错带马铃薯种植适宜的农用地膜厚度,揭示地膜厚度对马铃薯生长发育、土壤水热状况及地膜残留的影响规律,并评价其经济效益,选择当地主栽作物马铃薯为研究对象,在膜下滴灌栽培方式下通过设置4种地膜厚度(0.006、0.008、0.011 mm和0.012 mm)的田间试验,研究地膜厚度对马铃薯生长发育及地膜残留的影响。结果表明,增加地膜厚度对株高有促进作用,出苗率在0.008 mm处理最高。生育期土壤水热状况:增厚地膜可提升4周内0～20 cm土壤贮水量,随后作用相反,播后4周是土壤贮水量响应的拐点,并且在5周内可促进地表以下5 cm处的土壤积温。0.008 mm处理的产量、商品薯率和经济效益均最高。土壤残膜量随地膜厚度增加而增大,但回收难度随之降低,且加深翻耕深度加重了20～30 cm土层的残膜污染,需要通过加强残膜回收机具的研发利用来削减残膜系数,降低农田白色污染,提高土壤环境承载力。推荐阴山北麓农牧交错带马铃薯种植采用0.008 mm地膜配套适宜残膜回收机具以获得优良的经济效益与生态效益。

阴山北麓旱作区垄沟集雨种植增产机理研究

为改善旱作农田水分状况,提高作物水分利用效率(WUE),达到高产稳产的目的,在内蒙古阴山北麓地区对垄沟集雨栽培措施下食用向日葵和马铃薯的土壤水热及作物生长状况进行了研究。结果表明:马铃薯试验不同处理距地表10 cm地温变化基本上在整个生育期一直表现为:垄膜沟植>起垄沟植>垄作>平作;向日葵试验在6月中旬前不同处理距地表10 cm地温表现为:垄膜沟植>垄作>起垄沟植>平作,而到6月下旬至8月上旬起垄沟植处理温度高于垄作,表现为:垄膜沟植>起垄沟植>垄作>平作,8月中旬至9月上旬起垄沟植温度最高,表现为:起垄沟植>垄膜沟植>垄作>平作,9月中下旬又表现为:垄膜沟植>起垄沟植>垄作>平作。整个生育期,向日葵采用垄膜沟植、垄作和起垄沟植较平作积温分别增加了162.6℃·d、35.8℃·d和80.6℃·d,而马铃薯分别增加了228.7℃·d、48.6℃·d和58.7℃·d。不同作物叶面积指数呈现先增加后降低趋势,向日葵叶面积指数最高值出现在播种后100天左右,马铃薯出现在播种后90天左右,整个生育期向日葵叶面积指数大小顺序基本表现为:垄膜沟植>起垄沟植>垄作>平作,而马铃薯在播种后90天之前,叶面积指数大小顺序基本表现为:垄膜沟植>起垄沟植>平作>垄作,之后垄膜沟植叶面积指数下降明显,在收获前15天左右不同处理叶面积指数大小顺序基本表现为:起垄沟植>垄作>平作>垄膜沟植。向日葵和马铃薯增产趋势表现为:垄膜沟植>起垄沟植>垄作>平作。向日葵和马铃薯生育期耗水量均表现为:垄膜沟植<起垄沟植<垄作<平作,WUE变化趋势相同,均表现为:垄膜沟植>起垄沟植>垄作>平作。

滴灌条件下减量施肥对玉米产量及肥料利用率的影响

为提高滴灌条件下的肥料利用效率,降低因过量施肥引起环境污染的风险,2015—2016年在河套灌区研究了在常规施肥(NPK)基础上减氮12%(N1PK)、减氮24%(N2PK)、减氮36%(N3PK)和减氮48%(N4PK)对玉米产量及肥料利用率的影响,结果表明,与常规施肥相比,少量减氮处理N1PK和N2PK对玉米的生长发育和产量构成因素影响不大,对产量也没有显著影响;减氮量较大的N3PK和N4PK处理降低了玉米行粒数和百粒重,增加了秃尖长度,两年平均,N3PK和N4PK处理分别使产量降低了7.9%和13.0%。氮肥的利用率随着氮用量的减少而升高,两年平均从29.3%提高到35.7%。磷肥的利用率随着氮肥用量的增加先升高后降低,不同处理相比,N1PK和N2PK处理的磷肥利用率最高,分别为19.9%和20.0%。综合考虑,在河套灌区的滴灌条件下,氮肥用量在现有的用量基础上减少12%~24%,可以在不减产的前提下获得较高的肥料利用率,减氮36%~48%则会使产量显著降低。

国内外旱作农业研究进展

文章以发展阶段为主线介绍了国内外旱作农业早期、近代的研究进展,从集雨抗旱、防风蚀措施、旱区土壤改良、蓄水保墒补灌等研究领域,对国内外旱作农业研究中比较具有代表性的研究成果进行介绍举例,并由旱作农业研究发展方向、国内外旱作农业研究方式的区别以及旱作农业研究存在的问题等方面对国内外旱作农业研究进行了评述与展望。

长期不同施肥条件下马铃薯耕层土壤温度变化

为探索不同施肥措施对土壤温度变化的影响,利用肥料长期定位试验,对10 cm土层的土壤温度进行连续监测,结果表明:10 cm地温的日变化规律呈正弦曲线,不同施肥条件下地温在15:00—17:00达到最大值,7:00—9:00最低。施肥对土壤地温的影响主要是通过影响土壤水分和作物生长产生的间接作用,与对照相比,施肥处理下的地温日平均值及≥10℃的积温均较低,不同处理间的地温日平均值差异在马铃薯块茎增长期最大,NPKM、NPK和M的地温平均值分别比CK低1.7℃、1.3℃和1.1℃;整个生育期内的积温,NPKM、NPK和M分别比CK低86℃、83℃和68℃。

全覆膜栽培技术对盐碱地盐分积累及向日葵产量影响的研究

采用全覆膜、半覆膜等不同地膜覆盖技术,在内蒙古河套灌区盐碱地向日葵上进行了抑制盐分、提高出苗率和产量的田间试验。结果表明,在耕层土壤全盐含量3.5-6.0g/kg的中重度盐碱地上,全覆膜比不覆膜的耕层脱盐率提高44.1%,比传统半覆膜的脱盐率提高14.2百分点;同时比不覆膜和传统半覆膜的向日葵出苗率分别提高45.6百分点和17.7百分点,向日葵产量分别提高183.5%和67.0%,是一项进一步提高盐碱地利用率与作物增产率的有效技术。

模拟降雨条件下旱作区不同覆膜方式蓄积效应研究—以内蒙古阴山北麓地区为例

在内蒙古阴山北麓地区进行模拟降雨试验,研究不同模拟降雨量下不同覆膜方式的雨水蓄积效应。研究结果表明:垄作全覆膜的集雨效果最好,且对于沙壤土,垄作全覆膜比对照处理的贮水量提高1.09%~4%;对于粘壤土,垄作全覆膜贮水量比对照处理的贮水量提高2.26%~8.46%。在降雨强度为20 mm?h?1前提下,垄沟覆膜处理在雨量达到20 mm后,集雨效果下降明显。由于垄作全覆膜的抑蒸和集雨作用,使有限降雨集中在沟内种植区,起到蓄墒保墒的作用。

不同灌水处理对糜子生长发育及产量的影响

针对旱农区降雨较少,作物水分利用效率低下的生产情况,通过对当地主栽糜子品种内糜5号进行不同灌水量处理,在其生长关键期(分蘖期、孕穗期)进行取样并测定其生理指标、形态指标和产量,研究不同灌水时期和灌水量对糜子生长发育和产量的影响程度,结果表明:不同处理间单株平均株高、叶面积和干物质量均表现最高的为处理12,且该处理下在分蘖期单株平均株高、叶面积和干物质量分别比处理9(CK)高6.0%、11.1%、14.3%,孕穗期分别比处理9(CK)高11.1%、5.6%、10.1%。分蘖期不同处理间糜子叶片叶绿素含量差异显著,处理12、处理6、处理2分别与处理9(CK)之间达到了极显著差异,且处理12叶绿素b和叶绿素总量表现最高;处理12与对照间丙二醛含量达到极显著差异,且处理12丙二醛含量表现为最低。不同处理间产量差异明显,产量最高的处理为处理12,为6 387.0 kg/hm2,较处理9(CK)增产7.6%。因此,播前、幼苗、拔节和孕穗期共灌水120 m3/667m2能够使糜子增产,提高植株抗旱能力。

有机肥施用对玉米生长发育及水分利用的影响

玉米为黄土高原区主栽作物,农民为了获得较高的产量而进行大量化肥投入,致使土壤理化性状恶化和作物产量降低,而施用有机肥是有效改善手段之一。试验设计5个处理,有机肥用量分别为0 kg/hm^2(M0)、11 250 kg/hm^2(M1)、22 500 kg/hm^2(M2)、33 750 kg/hm^2(M3)和45 000 kg/hm^2(M4),分析不同处理植株叶面积指数、干物质生产、水分利用和产量形成等差异,结果表明:化肥与有机肥配合施用可显著提高玉米植株叶面积指数、干物质积累量、水分利用效率和产量,在有机肥施肥量为M2处理时各种指标均表现较好。其中叶面积指数为4.58,较对照高8.30%;干物质积累量为513 g/株,较对照高8.20%;水分利用效率为25.98 kg/(mm·hm^2),较对照高31.40%,籽粒产量为10 136.20 kg/hm^2,较对照高30.25%。因此,增施有机肥22 500 kg/hm^2可以作为当地玉米产量潜力提升的有效技术措施。

旱区沟垄覆膜技术的研究进展

提高单位面积作物产量和水分利用效率是改善和应对作物干旱的技术途径,而沟垄覆膜技术在传统农业耕作的基础上有效地解决了干旱问题。文章综述了地膜覆盖技术的发展及沟垄覆膜栽培技术在增温保墒、提高光合性能、改善土壤质量、提高作物产量等方面的研究进展,指出了沟垄覆膜栽培技术在导致作物早衰、土壤残膜污染、土壤肥力过耗、增加生产成本等方面的不足,提出沟垄覆膜栽培技术研究不仅要重视土壤水分、温度、肥力和作物产量形成之间的耦合关系,而且要重视环保型地膜材料及地膜回收机具的研发,从而进一步完善沟垄覆膜栽培技术体系,以期为科研工作者提供一些研究方向及参考。

乌兰察布市地膜使用及残留污染现状分析

为了解乌兰察布市地膜使用和残留污染现状。明确土壤残留地膜污染程度．采用发放调查问卷和田间样品采集两种方法对该市典型区域进行了地膜残留调研，结合历年统计资料对该市地膜使用现状进行了分析。结果表明：2001—2010年鸟兰察布市地膜覆盖面积和地膜使用量总体上呈现先直线下降后稳定回升的“V”字形变化趋势。2005年地膜覆盖面积和地膜使用量均迭到低谷．与2001年相比降低幅度为42．02％和40．28％，2010年地膜覆盖面积和地膜使用量较2005年增加幅度分别为67．60％和93．54％。鸟兰察布市基本维持着一家一户分散经营模式，耕翻深度不足25cm，该地区地膜使用量为3．0-3．5kg／667m^2，大部分残留地膜集中在0-20cm层次，20-30cm层次残膜较少，0～30cm地膜残留量为0．8～6．4kg,／667m^2，初步认为鸟兰察布市地膜使用对农作物生长和产量基本没有负面影响．但必须警惕地膜覆盖面积和使用量大幅度增加后引发的环境污染和残膜污染威胁。鸟兰察布市无残膜回收机具．残膜通过耙耱和抛茬作业被带出农田，耙耱次数越多地膜残留越少。建议鸟兰察布市优化耕作制度，通过作物间合理轮作倒茬．推广后期揭膜技术、应用降解地膜、研制或引进地膜回收机具，并加强宣传培训、政策引导和法制保障等手段正确认识地膜残留危害．大幅度降低地膜残留污染。

不同厚度沙埋下植物光合特性变化与补偿性生长的关系

在自然条件下通过对海岸沙地不同株型单叶蔓荆(Vitextrifolia var.simplicifolia Cham)在不同厚度沙埋处理下土壤温度、湿度,沙上叶片鲜重(FW)和干重(DW)、叶片净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)和气孔导度(Gs)的测定以揭示沙埋后植物的快速生长与光合作用的关系以及植物补偿性生长在其耐沙埋中的作用。结果表明,不同厚度沙埋下,土壤表层含水量最低和温度最高(40℃),随着沙埋厚度增加,土壤含水量显著增加,而土壤温度(28℃)降低。轻度和中度沙埋5 d和10 d,幼株和成株沙上叶片鲜重(FW)和干重(DW)增加,单叶蔓荆成株沙上顶部叶片FW分别较对照增加27%和29%;DW较对照增加23%和27%,并与对照差异显著(P<0.05)。幼株和成株单叶蔓荆对照和不同厚度沙埋下沙上叶片Pn、Tr、Gs日变化曲线均呈现"双峰型",且植株上部叶片Pn、Tr、Gs高于下部叶片。但在轻度和中度沙埋处理下,幼株和成株单叶蔓荆叶片Pn、Tr、Gs增加并高于对照,成株在光合第一个高峰期顶部叶片Pn分别较对照高13%和24%,Tr分别较对照增加33%和72%,Gs较对照分别增加了55%和27%。研究表明,沙埋下植株快速生长和叶片物质积累加速与光合作用增高呈正相关。沙埋胁迫激活植株补偿生长是引起植物Pn增加,干物质积累的主要原因。而沙埋使叶片损失导致植物能量代谢失衡是激活补偿生长的内因,沙埋使植物下部处于低温潮湿环境是补偿生长的外因。沙埋胁迫下植物补偿生长在其维持能量和物质代谢平衡和适应沙埋中起重要作用,是单叶蔓荆适应沙埋的重要生理调控策略。

冬春季海岸滨麦碳水化合物变化差异性与其环境异质性的关系

以烟台海岸不同生态断带自然生长的滨麦(Leymus mollis(Trin.)Hara)为试验材料,通过在晚秋气温降低和冬季冷冻和春季气温回升过程中滨麦叶片和地下各器官可溶性糖、淀粉和纤维素含量的测定以探讨不同生态断带滨麦在其含量上的差异与环境异质性关系及在滨麦抗盐抗风中作用。结果表明,处在近高潮线(10m)高盐、高水分、强风和低温环境的滨麦根茎和芽粗壮、地上枝叶低矮,春季返青晚;随远离高潮线(50m)土壤盐浓度和海风风速降低,温度增高,滨麦根茎变细,地上枝叶细长,春季返青早,其不同生态断带滨麦形态可塑性与环境异质性相关。随晚秋气温下降不同生态断带滨麦地上部非结构碳水化合物向地下转移,地下繁殖器官根茎和芽成为了非结构性碳水化合物的"库"。在茎和根中可溶性糖向顶芽转移同时淀粉下降,纤维素含量增加。但近高潮线10m处的滨麦,冬季地上非结构性碳水化合物向地下转移较早,芽中储存了较多的非结构碳水化合物,春季返青晚但叶中积累较多的纤维素与其抗冻和抗风相关;而生活在远离高潮线50m处的滨麦晚秋生活期略有加长,冬季转移到地下部的非结构碳水化合物较少,储存量较低,返青较早,其叶片和地下部非结构碳水化合物含量较高与其环境低盐、弱海风及其快速生长相关。因此,不同生态断带滨麦在入冬和春季地上和地下碳水化合物转移和转化上的差异在其适应异质环境、产生形态可塑性、形成多抗逆性中起重要作用。

海岸单叶蔓荆沙埋胁迫下碳水化合物变化与其耐沙埋的关系

选择烟台海岸沙地抗沙埋强的单叶蔓荆(Vitex trifolia var.simplicifolia)为试材,在自然环境条件下根据单叶蔓荆匍匐茎长度进行了轻度(1/3茎长)、中度(2/3茎长)和重度半埋以及全埋处理。在沙埋20d后,测定了不同沙埋处理下匍匐茎各段上匍匐茎长度、枝条高度、不定根长度,以及可溶性糖、淀粉、纤维素含量,以探讨单叶蔓荆碳水化合物变化和转化在其耐沙埋中作用。结果显示,在轻度、中度半埋和全埋下单叶蔓荆匍匐茎长度均显著大于对照,被沙埋匍匐茎处有大量不定根生成;同时,可溶性糖和淀粉含量增高和纤维素含量下降,尤其是生长最快的匍匐茎顶部(如轻度半埋),茎中可溶性糖较低、淀粉增加最多,纤维素最低。但是被重度半埋和全埋的匍匐茎生长较少,茎中纤维素含量较多、淀粉含量较少。研究表明,沙埋是一种胁迫,它损伤叶片、扰乱碳水化合物代谢平衡。但它又是胁迫信号使植物产生适应性反应,它使未遭沙埋的匍匐茎顶端通过加速碳水化合物转化、分解纤维素、提高淀粉和可溶性糖含量,为顶端生长提供能量和营养,以加速匍匐茎快速生长摆脱沙埋。同时沙埋部位枝叶通过分解其纤维素,产生更多的可溶性糖和淀粉为匍匐茎不定根生长提供能量。因此,沙埋后匍匐茎内碳水化合物的转化是其快速生长和摆脱沙埋的能量来源而在其适应沙埋生长中起重要作用。单叶蔓荆对沙埋的适应性反应表现了其具有表型可塑性特性,该特性是其沙埋后维护匍匐茎顶部快速生长、不定根形成、碳水化合物转化以及具有较高抗沙埋能力的关键。