环保地膜覆盖对土壤水分及玉米产量的影响

为了提高旱作农区降雨利用效率,并解决地膜覆盖造成的环境污染问题,在渭北旱塬进行了普通地膜、生物降解膜和液态膜玉米集雨种植栽培试验。结果表明:普通地膜和生物降解膜覆盖处理在玉米不同生育阶段较对照0～60cm土层土壤贮水量均有所提高,与液态膜及不覆盖处理(CK)相比呈显著性差异(p<0.05);不同材料覆盖处理的土壤水分空间变化规律相同,普通地膜和生物降解膜覆盖处理可有效提高土壤含水率,并能增强0～200cm土层土壤含水率的稳定性;普通地膜和生物降解膜处理的玉米籽粒产量比对照(CK)分别提高了19.96%和19.67%,水分利用效率分别比对照提高32.08%和31.81%,均与对照(CK)呈显著性差异,液态膜处理的籽粒产量及水分利用效率与对照无显著性差异。可见,生物降解膜与普通地膜在土壤保水及对玉米产量的影响方面均具有显著效果,且相互间没有明显差异,生物降解膜可以替代普通地膜应用于农业生产。

旱地冬小麦氮磷自然供给能力及其吸收氮磷来源的长期定位试验

利用在黄土旱塬上布置的 13年小麦连作肥料定位试验资料 ,研究了旱地冬小麦氮磷的自然供给能力和吸收来源于肥料和土壤的氮磷相对比例。结果表明 ,旱地冬小麦氮素的自然供给能力为 2 6 6 8～ 2 7 4 9kg/hm2 ,平均为 2 7 2kg/hm2 ;磷素自然供给能力为 5 2 1～ 8 4 9kg/hm2 ,平均为 7 31kg/hm2 。小麦吸收氮素有 51 9%～ 76 8%来自氮肥 ,平均为 6 6 6 % ;而来自土壤为2 3 2 %～ 4 8 1% ,平均 33 4 %。小麦吸收磷素来源于肥料的为 13 6 %～ 4 7 8% ,平均为2 8 7% ;来源于土壤为 52 2 %～ 86 4 % ,平均为 71 3%。同一肥底基础上 ,随肥料用量的增加 ,小麦吸收氮或磷素来源于肥料的比例也增大 ,而来源于土壤的比例逐渐减少。本试验条件下 ,氮肥利用率变幅为 32 6 %～ 6 6 0 % ,平均为 51 1% ;磷肥利用率变幅为 1 72 %～ 14 0 2 % ,平均为 7 0 %

黄土旱塬区长期施氮对土壤剖面养分分布的影响

对黄土塬区冬小麦连作条件下施用氮肥对土壤养分在剖面分布的影响进行了研究。试验结果表明,有机质、全氮和有效氮在土壤剖面大致呈"S"型分布,全磷在整个剖面呈抛物线型分布。不同处理耕层土壤养分差异较明显,耕层以下土壤养分变化趋势与耕层基本相一致。长期施用氮肥对土壤60cm以上土层土壤养分影响较大,而对100cm以下土层土壤养分影响较小。单施化学氮肥对土壤肥力影响不明显,而有机肥与化学氮肥配合施用对提高土壤肥力有较好的作用。

渭北旱塬苜蓿和沙打旺生产力对种间竞争的响应

大田条件下采用生态替代试验对沙打旺(Astragalus adsurgens Pall.)和紫花苜蓿(Medicago sativa L.)单播及混播的当年草地进行地上生物量动态及种间竞争的研究。结果表明:单混播苜蓿地上生物量与其绝对生长速率显著大于沙打旺,并且随播种密度升高而增大,3种密度下苜蓿单混播生产力均在2005年6月最高,其中两牧草地上生物量的累积与返青天数均呈显著正相关。不同密度处理下两牧草表现为阶段性的资源共享和资源竞争关系,随密度增大,资源共享程度降低,而资源竞争反之。但中高密度下整个生育期内苜蓿的相对竞争力均高于沙打旺,低密度在返青后开始出现种间竞争关系,随生育期变化竞争增强。混播当年苜蓿竞争力始终大于沙打旺,其中密度效应为两者种间关系调节的重要影响因素。混播中苜蓿生物量与苜蓿对沙打旺的竞争优势为性状互利关系。因此,植物生产力对物种种间关系的积极响应可能为旱生环境中植物生活史对策的重要特征。

施肥对旱地冬小麦水分利用效率的影响

据陕西省长武县旱塬冬小麦肥料实验资料,分析了冬小麦的水肥与产量关系。结果表明,作物耗水量、水分利用效率、底墒利用率与产量关系密切;施肥方式、种类和数量均直接影响水分利用效率和底墒利用率;注重肥料配合施用,适当增施有机肥、N肥和P_2O_5能明显改善水分利用效率和底墒利用率。N、P_2O_5比例对土壤水分利用表明,N肥有利于提高水分利用效率,P_2O_5则有利于提高底墒利用率和增加对土壤深层水的利用。

干旱半干旱高寒山区蚀变矿物遥感信息提取效果与找矿预测

新疆阿尔金地区位于阿尔金成矿带,属于干旱半干旱高寒山区景观区,该区成矿条件优越,但自然地理条件较差,基岩裸露利于蚀变矿物准确提取,采用CASI/SASI航空高光谱遥感进行蚀变矿物遥感信息提取及找矿预测,可以克服自然条件影响,降低成本。本文以CASI/SASI航空高光谱遥感数据为数据源,以干旱半干旱高寒山区景观区为研究背景,评价研究该区CASI/SASI航空高光谱蚀变矿物遥感信息提取效果,通过野外地质调查,发现了镍、铁、钴、钒、钛、铜等元素多金属矿化线索,并最终圈定了YC01和YC02等两处找矿预测区。说明CASI/SASI航空高光谱遥感在干旱半干旱高寒山区蚀变矿物遥感信息提取效果显著。

黄土塬区夏玉米物质生产及水分利用对品种间作竞争的响应

品种间作竞争具有优化作物个体形态特征和生物量分配的生态效应。综合干旱环境、密度和降雨年际变化影响下的品种间作生物量分配机制研究,可为旱区作物增产增效栽培提供理论依据。试验于2011年(降雨量645.0 mm,湿润年份)和2012年(降雨量497.1 mm,干旱年份)调查了两个玉米品种(‘郑单958’和‘沈单16号’)、两种密度(4.5万株?hm-2和7.5万株?hm-2)隔行间作处理下,地上部生物量和地下部根系形态特征,并分析了品种间作下生物量分配策略、根系竞争机制与产量、水分利用效率的关系。结果显示:1)干旱显著降低玉米根系表面积(SA),低密度间作下‘沈单16号’扬花期SA显著降低而‘郑单958’显著增加,高密度间作‘郑单958’的SA显著下降25.3%,间作下根系对于水资源的竞争随种植密度的增加而加剧;两个种植密度和两个不同降雨年份,间作系统0~20 cm土层根长密度(RLD)显著增加,增加种植密度和雨水亏缺,刺激根系向深层土壤生长,导致30~40 cm土层RLD的增加,且‘郑单958’的RLD增加幅度远高于‘沈单16号’。2)间作竞争下生物量积累具有品种差异,‘郑单958’集中在营养生长期,而‘沈单16号’集中在生殖生长期;且随种植密度的增加,间作栽培下单株生物量显著降低。3)群体收获指数(HI)在高密度间作下,两个不同降雨年份出现平均6.0%的增加幅,雨水充足促进群体HI的提升;根冠比因降雨和种植密度而变,雨水充足、低密度间作下根冠比较大,干旱和高密度下资源竞争造成‘郑单958’根冠比显著下降。4)干旱年份玉米品种间作增产优势显著,高、低密度间作增产率分别为10.3%和21.4%,水分利用效率(WUE)分别增加28.2%和42.0%;且‘郑单958’增产和增效能力分别较‘沈单16号’高17.6%和50.0%。综上所述,品种间作栽培下‘郑单958’具有更合理的地上部生物量分配和响应机制,其根系通过减少冗余生长,降低资源消耗来应对土壤干旱,高效的根系自我调节能力和生物量分配机制在间作系统产量形成和WUE提升中起到了关键作用。

一种新型月球地形自动识别迭代算法

针对现有月球地形自动识别算法的识别率和精确度较低的问题,提出一种结合CCD图像和DEM数据信息,自动识别月球地形的动态分块迭代算法,实现了识别率和识别精度的双重提高。新算法提取CCD和DEM数据中月表地形的不同特征来构建图像子块的特征向量,再对特征向量聚类区分月球地形。算法根据输入图像的精度决定初始子块尺寸,提取子块的特征向量后聚类区分月海、月陆。每轮输出分类可信度高的子块结果后,会对分类结果可信度较低的子块进行细分,对细分后的子块重新提取特征向量并再次聚类分类,直到迭代算法终止。新算法已在三个典型的月面区域:虹湾(SI)、H010和危海(Crisium)区域进行了测试,试验结果与现有的地形分块识别算法相比,新算法的识别率和相关kappa系数均优于已知的自动识别算法结果。

黄土旱塬区新增耕地质量等别及粮食产能影响因素

[目的]对黄土旱塬区新增耕地质量等别及粮食产能的影响因素进行分析,为实现黄土旱塬区耕地保护和提高粮食安全保障提供理论依据。[方法]以陇中黄土旱塬区甘肃省白银市景泰县2015—2017年3个耕地占补平衡项目为例,以新增耕地的7种农用地分等因素为依据,对新增耕地耕地的质量等别和粮食产能进行计算,同时对新增耕地的土壤理化特性进行分析,并利用计量经济学Logistic回归模型,从构成新增耕地质量的主要因素入手分析各因素对粮食产能的影响。[结果]景泰县占补平衡项目的实施,使新增耕地等别提高1~2个等别。粮食产能与新增耕地平均等别呈显著的正相关关系,水浇地以占总新增耕地91.84%的面积,创造了比例为93.36%的总粮食产能。新增耕地年限3 a时,土壤结构破坏率较1 a时降低了2.05%,土壤抗侵蚀能力得到显著提高,土壤全氮、有机质及速效钾分别较1 a时提高了10.67%,15.39%以及13.62%。耕种5 a,4 a,3 a项目单位面积产能较项目未实施时粮食产能分别提高15.69%,9.80%和3.92%。[结论]5项因素对新增耕地粮食产能影响程度表现为:新增耕地质量等别>新增耕地基础设施>新增耕地面积>新增耕地单位面积投资>新增耕地年限,因此要将新增耕地粮食产能提高的着力点放在耕地质量等别的提高方面。

松嫩平原湿地植物群落多样性的环境梯度分布格局及控制因子

物种丰富度格局及其决定因素是生态学核心问题,但对其形成机制仍缺乏共识。为探究松嫩平原西部半干旱区沿湖岸至高地环境梯度(局地尺度)植物群落多样性分布格局及其决定因素,以沿该梯度依次分布的7种群落(狭叶香蒲沼泽、小香蒲沼泽、芦苇沼泽、草丛沼泽、拂子茅草甸、羊草草甸和榆树疏林)为对象,采用样带网格调查法及聚类分析法划分群落类型,测定物种丰富度、α多样性和β多样性及其环境因子(水位、土壤含水率、有机质等),揭示群落多样性空间分布规律及其形成机制。结果表明,沿湖岸至高地环境梯度:(1)物种丰富度(2.00—18.00)和α多样性(Simpson指数0.12—0.90;Shannon-Wiener指数0.23—2.57和Pielou指数0.34—0.88)总体上均呈类似N字型分布(在下部深水生境狭叶香蒲沼泽最低、中下部季节性积水生境草丛沼泽最高、中上部湿润生境拂子茅草甸较低、上部沙丘干旱生境榆树疏林又较高);(2)广义的β多样性(Jaccard指数0.56—0.96)可以分解成物种周转(丰富度没有变化的地点间的物种替代)和嵌套(物种贫乏地点是物种丰富地点子集时的物种差异)两个过程,其在该梯度上半段干旱生境和下半段浅水生境相对较高,且主要由周转过程控制。在常年积水生境上最低且仅由嵌套过程控制,而在环境梯度中间地段则由周转和嵌套过程共同控制;(3)物种丰富度和α多样性的主控因子沿该梯度发生了明显转换,在高水位区由水位、有机质和全磷共同控制;中水位区仅由速效磷控制;低水位区由pH和含水率控制。因此,松嫩平原半干旱区沿湖岸至高地环境梯度物种丰富度和α多样性存在明显的空间分布格局及具有较高的β多样性,且其主要形成机制为微地形创造局地空间环境异质性与物种库相互作用共同塑造了植物群落多样性,故在生物多样性管理实践中应对其空间分布格局完整性加以重点保护。