覆膜和灌水对科尔沁沙地垄沟种植玉米产量和水分利用特征的影响

在半干旱区,有限的水资源影响着灌溉农业的可持续发展,探索作物产量-水分关系是确定作物合理灌溉制度的研究重点。该试验设计11个处理:垄沟全覆膜雨养处理,QF;全生育期分别供水650、500、400 mm(灌溉+降水)的膜下滴灌(垄覆膜)处理,SMD、MMD、LMD;浅埋滴灌(埋于垄面)处理,SDD、MDD、LDD;传统平作漫灌处理,SGG、MGG、LGG;对照为当地平作充分漫灌处理,NM。通过2018年田间试验研究不同覆膜方式结合不同灌溉水平的垄沟种植模式对玉米产量-水分关系的影响,探索有利于提高科尔沁沙地玉米产量和水分利用效率的高效节水模式。结果表明:灌水量(Ai)与玉米耗水量(ETc)、产量及水分利用效率(WUE)分别呈正线性关系(R2=0.95-1)、二次曲线和负线性关系。相比NM处理,垄沟种植模式提高了玉米产量和WUE,减少了ETc和作物系数(kc)。其中,QF的ETc(292 mm)极显著低于其他节水模式(P<0.01),和NM处理相比,Ai节省了649 mm,产量增加了2.24%,WUE达到最大值6.30 kg·m^−3,极显著高于其他种植模式(P<0.001)。同时,QF处理的玉米净经济效益(NP)高达20874.69 yuan·hm^−2,投入产出比达到2.01。DD处理的玉米产量和投入产出比均最大,但是WUE极显著低于QF处理(P<0.001)。综上所述,垄沟全覆膜雨养(垄沟比为50꞉30,灌溉量为38 mm)为获得高产、高水分利用效率以及高经济效益的最佳节水种植模式,可在科尔沁沙地可以适当推广该种植模式。研究结果可为缓解区域地下水过度利用状况、确定生态农业灌溉制度和科学规划作物种植结构提供理论依据,以期实现区域生态农业可持续发展。

基于“山水林田湖草沙生命共同体”理念的我国北方沙地治理模式探索

沙漠化土地治理是我国北方干旱半干旱区生态质量及社会发展的关键环节。自20世纪中期以来,随着国家重大生态建设工程的实施,我国沙化土地治理取得了显著的成效。近年来,随着人口密度增加、产业结构改变以及人们对生态环境质量要求的提高,以往的沙地治理模式出现了一定的不足。“山水林田湖草沙生命共同体”理念是新时代生态文明建设的全新思维,“山水林田湖草沙”一体化治理是我国生态文明建设和乡村振兴战略实施的重要抓手。在“山水林田湖草沙生命共同体”理念下,我国沙地治理如何实施尚无明确的方向。本文基于我国沙地治理的历史、治理成效及存在问题,从“山水林田湖草沙生命共同体”理念出发,探讨了我国沙地治理的方向与潜在模式,以期为我国沙漠化土地治理及北方干旱半干旱区生态文明建设提供理论依据。

风沙流吹袭对油莎豆和大豆幼苗生理特征的影响

【目的】了解油莎豆(Cyperus esculentus)和大豆(Glycine max)幼苗对风沙流吹袭的生理响应。【方法】在内蒙古自治区东部的科尔沁沙地利用野外便携式沙风洞模拟风沙流吹袭,设置0(CK)、7、10、15 m/s 4个风沙流吹袭强度,分析风沙流吹袭对油莎豆和大豆幼苗膜质过氧化、保护酶系统以及渗透调节物质的影响。【结果】在风沙流吹袭的胁迫下,油莎豆和大豆幼苗的丙二醛(MDA)含量显著增加(P<0.05),发生了膜质过氧化损伤。油莎豆幼苗中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)活性在15 m/s风沙流强度下分别为62.6、62.5、27.1 U/g,相较7 m/s风沙流强度显著增加(P<0.05);大豆幼苗3种保护酶的活性在15 m/s风沙流强度下与对照(CK)相比均无显著差异(P>0.05)。油莎豆幼苗的脯氨酸(Pro)和可溶性糖含量随风沙流吹袭强度的增加呈上升趋势;大豆幼苗的脯氨酸含量与对照(CK)相比显著增加(P<0.05),可溶性糖含量无显著变化(P>0.05)。【结论】风沙流胁迫有效地激活了油莎豆幼苗的保护酶系统,起到了缓解膜质过氧化损伤的作用;大豆幼苗的保护酶对风沙流胁迫的响应非常有限,未发挥保护作用。脯氨酸(Pro)和可溶性糖共同在油莎豆幼苗中发挥了渗透调节作用;大豆幼苗中发挥渗透调节作用的主要是脯氨酸。