黄土高原旱塬区玉米田土壤水分变化特征及对产量的影响

黄土高原旱塬区属半干旱半湿润气候过渡区,土壤水是影响该地区玉米生长的主要因素。运用黄土高原旱塬区董志塬所在地西峰农业气象试验站1981-2015年玉米试验田土壤湿度及产量观测资料,利用统计学方法,计算分析1981-2015年这35年间土壤水的变化规律及对产量的影响。结果表明,黄土高原旱塬区玉米全生育期土壤平均贮水量呈高-低-高的抛物线状变化趋势,贮水量最大时期为乳熟期至成熟期,最小时期为拔节期至抽雄期;土壤耗水量呈低-高-低的抛物线变化趋势,最大时期为拔节期至抽雄期,最小时期为播种期至七叶期。35年来土壤深度为50 cm的土层贮水量、耗水量均呈下降趋势;玉米产量受抽穗期土壤水分变化的影响最大。土壤深度为50 cm的土层贮水量及耗水量对玉米单产的最大影响均出现在7月中旬,分别为21、27 kg/(hm^2·mm)。建议采取有效保墒节水技术措施,减轻玉米关键生育期土壤水分不足对生长的胁迫。

黄土高原旱塬区果-草-鸡生态循环模式及耦合效应分析

黄土高原旱塬区生态脆弱,水资源匮乏,传统的粮经二元种植模式已严重影响和制约着黄土高原旱塬区农业的可持续发展。因此,应用系统耦合和生态循环理论,将生态涵养与优质高效生产有机结合,建立适宜于黄土高原旱塬区资源特征的粮、经、饲三元种植的农业发展模式,成为实现该区域生态与经济协调可持续发展的关键环节。本文以位于黄土高原中部的甘肃省庆阳市为研究区域,从该区域的土地资源特征和水热条件出发,设计了以功能耦合和产业耦合为核心的果-草-鸡耦合的生态循环模式,对生态循环结构进行了配置,提出了相应的技术规范,分析了其耦合效应。试验结果表明:该模式将果、草、鸡3个子系统结合在一起进行耦合生产,改善了果园系统的物种结构,提高了农业资源利用率,使果园系统能量相互转化和循环利用。与传统的清耕果园模式相比,单位面积的产出利润提高3.82倍,水分利用率提高54.1%,水土流失量减少58.82%,化肥和农药施用量分别下降25.24%和5.56%,土地资源利用率提高36.84%,具有显著的生态、经济和社会效益,在黄土高原地区具有广泛的应用和推广价值。

黄土高原旱塬区3种堇菜属植物光合特性分析

黄土高原旱塬区3种堇菜属植物分布状况、种群数量以及长势不同,为了探究堇菜属植物对光照强度和干旱生境的光合特性响应策略,试验通过测定同一生境下3种堇菜属植物以及紫花地丁在不同生境(田间、路边、荒地和林下)下的光合特性,比较净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、光能利用效率(LUE)及水分利用效率(WUE)等光合指标差异性,判断3种堇菜属植物在同一生境下光合特性的差异,分析紫花地丁光合特性与生态因子的相关性。结果表明,同一生境下3种堇菜属植物整个生长周期的净光合速率大小依次为紫花地丁>斑叶堇菜>早开堇菜;紫花地丁在4种生境条件下净光合速率大小依次为田间>路边>荒地>林下,生态因子光合有效辐射(PAR)、叶面温度(Tleaf)、土壤含水量(SMC)与光合参数Pn、Tr均呈正相关,与Gs、LUE、WUE均呈负相关。在路边干旱无遮挡的生境下,3种堇菜中紫花地丁适应性更强,光照强度是限制黄土高原旱塬区堇菜属植物分布的重要因素;最适宜紫花地丁生长的生境为田间,适度遮阴能够打破其“光合午休”现象,使其具有更大的光合作用潜力及更强的生态适应性。