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[博士论文] 郭梨锦
作物栽培学与耕作学 华中农业大学 2018(学位年度)
摘要:土壤有机碳与土壤的健康和生产力密切相关。以免耕和秸秆还田是提高土壤有机碳含量的有效措施。尽管有研究报道了不同耕作措施与秸秆还田方式对作物产量、土壤有机碳库和微生物多样性的影响,然而,免耕与秸秆还田下土壤有机碳库的微生物驱动机制尚未明确。因此,研究免耕与秸秆还田对土壤有机碳库、温室气体排放和微生物多样性的影响,以及土壤有机碳库的微生物驱动机制,具有重要意义。本研究于2012-2014年在湖北省武穴市大法寺镇的试验基地进行,以我国长江中下游典型的稻麦种植系统为研究对象。大田试验采用裂区试验设计,其中耕作措施(常规翻耕与免耕)为主区,秸秆还田方式(前茬作物秸秆全量还田和秸秆不还田)为副区,共有4个处理,3个重复,共计12个小区,处理分别为:翻耕+秸秆不还田(Conventional intensive tillage with straw removal,CTNS)、翻耕+秸秆还田(Conventional intensive tillage with straw returning,CTS)、免耕+秸秆不还田(No-tillage with straw removal,NTNS)与免耕+秸秆还田(No-tillage with straw returning,NTS)。经过3年的稻麦种植,主要的试验结果如下:
  (1)耕作措施与秸秆还田方式显著影响表土层(0~5cm)土壤有机碳(Soilorganic carbon,SOC)、可溶性有机碳(Dissolved organic carbon,DOC)、微生物量碳(Microbial biomass carbon,MBC)和土壤团聚体SOC。与翻耕相比,免耕处理下土壤SOC、DOC、MBC、2~1mm和1~0.25mm土壤团聚体SOC含量分别提高了2.3%~15.5%、8.8%~12.6%、15.1%~39.8%、4.6%~19.9%和13.4%~14.6%。与秸秆不还田相比,秸秆还田提高了SOC、DOC、MBC、2~1mm和1~0.25mm土壤团聚体SOC的含量,分别为6.5%~9.5%、13.0%~29.9%、18.1%~33.3%、12.5%~17.4%和6.2%~7.0%。
  (2)耕作措施与秸秆还田方式显著影响表层土(0~5cm)CO2和CH4的累积排放量,然而对土壤N2O排放无显著影响。与翻耕相比,免耕处理CO2排放量和CH4排放量分别降低7.2%~19.8%和5.8%~19.7%。与秸秆不还田相比,秸秆还田处理CO2排放量和CH4排放量分别增加了9.1%~4.1%和18.6%~232.9%。
  (3)耕作措施与秸秆还田方式显著影响表层土(0~5cm)土壤微生物群落结构。与翻耕相比,免耕处理土壤细菌的生物量、辛普森指数和香农指数分别提高了45.4%~74.6%、2.3%~3.4%和6.1%~12.2%,然而,免耕处理革兰氏阳性菌/革兰氏阴性菌(G+/G-)和单不饱和脂肪酸/饱和脂肪酸(MUFA/STFA)分别降低了12.0%~25.4%和28.2%~42.3%。与秸秆不还田相比,秸秆还田处理的土壤细菌生物量、MUFA/STFA、辛普森指数和香农指数提高了20.6%~58.1%、5.9%~30.0%、3.1%和12.8%,然而秸秆还田处理降低了G+/G-9.5%~20.7%。
  (4)耕作措施与秸秆还田方式显著影响表层土(0~5cm)土壤微生物功能多样性。与翻耕相比,免耕处理土壤微生物的香农指数、辛普森指数和均匀度指数分别提高了1.9%~7.1%、0.3%~1.3%和1.3%~2.7%。与秸秆不还田相比,秸秆还田处理土壤微生物的香农指数、辛普森指数和均匀度指数分别增加了17.1%~25.5%、12.0%~27.5%、19.6%~33.7%、1.1%~8.8%、0.2%~1.5%和1.3%~3.8%。
  综上所述,经过3年的稻麦种植,本研究发现免耕与秸秆还田是增加长江中下游稻麦种植系统的土壤有机碳含量的有效途径。耕作措施与秸秆还田方式通过影响细菌群落,改变了2~1mm土壤团聚体有机碳含量和甲烷排放,从而影响土壤有机碳含量。然而,免耕与秸秆还田下土壤(0~20cm)有机碳库微生物驱动机制,还需要长期定位试验进一步研究。
[博士论文] 郑文魁
土壤学 山东农业大学 2017(学位年度)
摘要:控释氮肥能够调控养分释放,提高作物产量和肥料利用率,成为解决化肥问题理想的选择。目前市场上控释氮肥种类繁多,施用效果良莠不齐,选择合适的控释氮肥类型及施用方法是降低生产成本、提高产量的重要前提。控释尿素与普通尿素配施是农业实际生产中常采用的施肥方式,既达到了控制养分释放的效果,又大大降低了生产成本,研明其对作物的增产机理以及长期施用的效果可为控释氮肥在小麦、玉米上的推广应用提供有力的理论支持。本文在冬小麦-夏玉米轮作体系下,在山东农业大学南校区试验站,通过7年的连续池栽定位试验,以普通尿素分次施肥为对照,研究了树脂包膜尿素、硫包膜尿素和硫加树脂包膜尿素在田间条件下的氮素释放特征以及一次性基施控释尿素对小麦、玉米产量及产量构成因素、氮素利用率、土壤养分和土壤酶活性的影响;在山东农业大学南校区试验站,通过2年定位大田试验研究了控释掺混尿素一次性基施对小麦、玉米生长、产量、氮素利用率及经济效益的影响;在山东省桓台县华北集约化农业生态系统试验站,利用8年长期定位大田试验研究了长期一次性基施控释掺混尿素对小麦、玉米产量、氮素利用率、氮素表观平衡、土壤养分状况及经济效益的影响。主要结果如下:
  1.不同包膜类型控释尿素对小麦、玉米产量、氮素利用率及土壤生化性质的影响
  控释尿素的田间养分释放特征除了受包膜材料的影响以外,还主要受土壤温度的影响,因此在选择合适的控释肥种类时还应考虑到作物的生育期和种植区的土壤温度状况。3种不同包膜类型控释尿素中,硫包膜尿素的养分释放速率最快,硫加树脂包膜尿素次之,树脂包膜尿素的养分释放速率最为缓慢。与普通尿素分次施用相比,长期一次性基施3种不同包膜类型控释尿素的小麦、玉米产量分别显著增加4.9%~11.5%和7.3%~13.0%,氮素利用率分别提高28.7%~34.4%和65.9%~80.3%,其中硫加树脂包膜尿素施用效果最佳,小麦、玉米产量分别增加11.5%和13.0%。即使控释尿素在减少施用量30%的情况下,其获得的小麦、玉米产量与全量普通尿素相比无显著差异。控释尿素能够显著增加小麦、玉米生育中后期土壤的硝铵态氮含量,一次性基施控释尿素满足了小麦、玉米各生育期尤其是生育关键期对氮素的需求。另外,控释尿素处理较普通尿素处理能够显著提高耕层土壤的全氮和有机质含量,缓解土壤酸化。控释尿素在提高土壤酶活性方面优于普通尿素,其中硫加树脂包膜尿素和硫包膜尿素施用效果优于树脂包膜尿素。
  2.控释掺混尿素对小麦、玉米产量、氮素利用率及经济效益的影响
  控释掺混尿素的氮素释放规律能够与小麦、玉米的氮素吸收相吻合,并且两者呈显著的线性正相关。2年试验结果表明,一次性基施控释掺混尿素较普通尿素分次施用,小麦、玉米产量分别显著增加4.8%~16.8%和4.0%~21.0%,氮素利用率分别提高33.7%~56.4%和16.7%~48.5%,年平均净收益增加14.5%~19.9%。即使控释掺混尿素在减氮1/3的情况下,其获得的小麦、玉米产量与常量普通尿素相比无显著差异,而普通尿素在减氮1/3的情况下,与全量施肥相比,小麦、玉米产量分别显著降低6.4%~11.1%和7.2%~9.4%。施用控释掺混尿素显著增加了小麦有效穗数、小麦穗粒数及玉米行粒数,对小麦千粒重、玉米穗数和玉米穗行数没有显著影响,因此控释肥掺混尿素增产主要是通过增加小麦的有效分蘖数和增加玉米的行粒数实现的。控释掺混尿素显著增加了小麦、玉米生育中后期耕层土壤的硝铵态氮含量。在玉米收获期,控释掺混尿素较普通尿素可显著提高0-40 cm土层的土壤硝态氮含量,有效减少硝态氮向深层土壤的淋溶。施用控释掺混尿素能够有效显著提高玉米植株的株高、茎粗以及玉米生育中后期叶片的叶绿素SPAD值,提高玉米在生育中后期的光合能力。
  3.长期施用控释掺混尿素对小麦、玉米产量、氮素利用率、氮素表观平衡、土壤肥力及经济效益的影响
  8年的连续定位试验结果表明,与相同施氮量的常规尿素分次施肥相比,长期一次性基施控释掺混尿素小麦、玉米多年平均产量分别显著增加8.2%~11.9%和6.8%~9.8%,农田经济效益提高15.4%~21.8%,小麦、玉米氮素利用率分别提高35.7%~37.6%和13.2%~14.3%。控释掺混尿素较普通尿素可提高0-60 cm土层的土壤硝铵态氮含量,有效减少硝态氮向60-200 cm土层的淋溶。与相同施氮量的常规尿素分次施肥相比,控释掺混尿素的氮素表观损失量减少6.8%~11.3%。长期一次性施用普通尿素显著降低土壤中交换性阳离子(Ca2+和Mg2+)的含量,从而降低了土壤pH,导致土壤酸化。与常规尿素分次施肥相比,长期一次性基施控释掺混尿素显著提高了耕层土壤的全氮和有机质含量,提高了土壤肥力。
[硕士论文] 贾源旭
自然地理学 延边大学 2017(学位年度)
摘要:图们江口地处中国、朝鲜、俄罗斯三国交界,该区域河湖众多,湿地动植物种类极为丰富,湿地研究和保护价值巨大。区位特点使对朝鲜和俄罗斯境内的湿地调查困难,因此,遥感是进行该地区湿地分类的最佳途径。高光谱遥感数据的光谱分辨率高,具有对地物类型进行精细研究的潜力,但其也有空间分辨率较低、数据冗余、数据质量等问题。针对上述问题,本文利用重访周期长,较易获取的国产HJ-1A卫星高光谱数据开展影像融合、包络线去除、特征光谱提取等研究。针对图们江口地区湿地分类需求,利用发展成熟,应用广泛的支持向量机方法开展湿地分类研究,主要研究成果如下:
  (1)针对国产HJ-1A卫星高光谱遥感影像空间分辨率较低的不足,应用Landsat-8全色影像开展了主成分(PC)变换、Gram-Schmidt Pan Sharping两种融合方法的光谱保真性分析。结果表明:Gram-Schmidt Pan Sharping融合方法对水田、水体、林地和草地的光谱保真更好,主成分(PC)变换融合方法对裸地的光谱保真更好,两种融合方法对沼泽的光谱保真相近。在460~516nm波段Gram-Schmidt Pan Sharpening融合影像的光谱保真性更优,516~952nm波段主成分(PC)变换融合影像的光谱保真性表现较好。
  (2)采用基于光谱标准差阈值的特征光谱提取方法提取了融合前、后HJ-1A高光谱影像中湿地的特征光谱。融合前影像中,包络线去除前水体的特征光谱较多,在可见光和近红外范围都有分布,水田的特征光谱较少,只在可见光范围分布,沼泽没有特征光谱;包络线去除后,只有水体仍存在特征光谱,全部分布在近红外范围,并且数量也减少。融合后影像中,包络线去除前水体的特征光谱较多,沼泽和水田的特征光谱较少,全部分布在可见光范围;包络线去除后水田、水体和沼泽都不再有特征光谱。
  (3)采用支持向量机方法进行分类实验,对比分析HJ-1A高光谱影像在经过融合前、后;包络线去除前、后;应用全部波段或特征波段分类8种处理情况下的分类结果后发现:影像在经过包络线去除处理后总体分类精度和kappa系数均明显下降,原因是包络线去除扩大了条带噪声,降低了信噪比,水田和沼泽的分类效果有提高有降低;影像在经过与Landsat-8全色影像融合处理后,以及应用影像的特征光谱波段分类时总体分类精度和kappa系数,水田和沼泽的分类效果有提高有下降。水体的分类效果在各情况下变化不明显。基于融合前包络线去除前的HJ-1A高光谱影像,应用湿地的特征光谱波段分类得到的总体分类精度及水田、水体和沼泽的分类精度最高。
  上述研究成果可成为今后进一步研究国产高光谱影像质量提升方法,提高国产高光谱影像的湿地自动分类精度,图们江口地区湿地遥感监测和国产高光谱影像的应用提供基础研究支撑。
[硕士论文] 张露洋
公共管理学;土地资源管理 东北农业大学 2017(学位年度)
摘要:近年来气候变化显著,气候变化通过改变耕地的水热条件进而对耕地种植界限、物候期、生产潜力和种植结构布局影响深远。三江平原作为我国重要的商品粮基地,气候变化和耕地布局变化显著。因此,分析近年来三江平原气候变化特征、耕地变化特征以及气候变化对耕地的影响较有科研意义和实践意义。本文利用2000-2015年间三江平原耕作期(5月-9月)的均气温和降水量数据分析耕作期气候月间差异、年际差异、空间分布差异、距平和累积距平特征以及气候趋势系数差异,以期对研究区气候现状及变化进行简要分析;利用2000、2005、2010以及2015年的土地利用数据分析研究区耕地数量与规模的变化、内部结构变化、空间差异与演变以及景观特征,以期对研究区耕地的变化与现状进行简要分析;进而分析不同气候条件下耕地的分布特征以及气候变化对耕地及其内部结构的影响。
  本研究主要内容包括:⑴耕作期气候因子变化分析。2000-2015年三江平原耕作期均温平均值为18.05℃,温差最大为1.62℃,气候倾向率为0.075℃/10a,长期形成偏冷期—波动期—偏暖期的变化趋势。时间差异小而空间差异大,低温区主要集中在高程较大的区域。气候趋势系数和倾向率在空间上呈现较为明显的经向地带性,同时呈由东向西递减的规律。农区和垦区耕作期均温变化趋势相似,且垦区的均温优势随着时间的推移呈增长态势。2000-2015年三江平原耕作期降水量平均值为428.25mm,差值最大为198.51mm,气候倾向率为88.12mm/10a,长期形成少雨期—多雨期的变化趋势。空间差异显著,有较明显的经向地带差异。农区和垦区耕作期降水量均值变化趋势相似,农区降水量优势随着时间的推移呈减少态势。抚远县、富锦市部分区域、饶河县部分区域和宝清县部分区域的增加趋势较为明显。⑵耕地利用变化分析。2000-2015年间耕地面积略有增加,但内部结构快速调整。耕地总面积由568.35万hm2增至579.91万hm2,旱地面积持续减少同时水田面积持续增加,二者比例由3.8∶1变至1.2∶1,同时水田的变化较旱地和耕地总量相比更为显著。耕地重心变化较小,旱地大之,水田重心变化最大。2000-2015年垦区垦殖指数均值约为农区的1.75倍。农区旱地与水田的比例由6.35减至2.43,垦区旱地与水田的比例由2.32减至0.50。2000-2015年间垦区旱改水面积约为农区的1.85倍,水改旱面积差异不大,其中建三江管理局和牡丹江管理局旱改水趋势明显。对垦区而言,水田较旱地比更为聚集,人为干扰程度更低,但是斑块面积差异更大,而农区则相反。⑶气候变化对耕地利用的影响分析。气温对耕地分布优势度的影响要大于降水对其的影响,降水量的缺失可以通过灌溉进行弥补,同时降水过量不利于耕作,气候条件较差(低温少雨)的地区耕地面积较少。降水和气温的变化对旱地的优势种植影响较小,气温变化对水田的优势种植影响较大。垦区不论在气候变化幅度还是耕地变化幅度上都高于农区,但是耕作期气温升高幅度对农区耕地(旱地和水田)面积变化幅度影响的效率高于垦区,耕作期降水量升高幅度对农区和垦区耕地(旱地和水田)面积变化幅度影响的效率相差不大。随着耕作期降水量增加(增温)幅度的增加,耕地和水田动态度表现出增加的趋势,同时水田动态度的增加幅度较大,而旱地动态度表现出减少的趋势。耕作期气温变化幅度对耕地、旱地和水田动态度的影响在强度和程度上大于降水量对其的影响。随着区域耕作期降水量增加(增温)幅度的升高,旱改水面积变化度表现出增加的趋势,而水改旱面积变化度表现不显著。
[硕士论文] 王敬婼
生态学 河南师范大学 2017(学位年度)
摘要:针对目前中原经济区农业资源不均、环境污染日益严重以及可持续性发展不足等问题,本研究以传统农业生产模式(“麦-玉”复种,秸秆焚烧)为对照,应用能值评价法(EMA)和生命周期评价法(LCA),对中原经济区不同农业循环模式即农田循环模式(秸秆直接还田)、农牧循环模式(粮-牛-粮)和农菌循环模式(粮-菌-粮)下的农田系统进行了分析研究。
  本研究主要内容包括:⑴通过能值评价发现,三种循环农业模式均优化了能值投入结构,其不可更新资源投入较传统农业生产模式分别降低了4.42%-6.00%;循环农业模式增加了总能值产出,其较传统农业生产模式高0.50%-6.35%;循环农业的能值指标较传统农业生产模式更优,其中可更新比率较传统农业生产模式增加了642.72%-730.06%,环境负载率较传统农业生产模式降低了86.51%-88.87%,净能值产出率较传统农业生产模式高0.91%-9.17%,可持续性指标比传统农业生产模式高704.68%-848.25%。综合来讲,三种循环农业模式具有更优的能值投入结构、更高的能值产出和更好的可持续发展性,其中又以农牧循环模式和农菌循环模式更优。⑵通过生命周期评价发现,三种循环农业模式降低了“麦-玉”两熟制种植模式的环境总影响,其中全球增温潜势较传统农业生产模式降低了50.88%-51.45%,环境酸化潜势较传统农业生产模式降低了10.98%-14.04%,富营养化潜势较传统农业生产模式降低了0.04%-1.93%;对环境和人体毒性影响较传统农业生产模式降低了2.90%-13.62%。综合来看,三种循环农业的各项环境影响均小于传统农业,其中又以农牧循环模式和农田循环模式最优,但在实际生产中仍应注意优化施肥和病虫害治理方式,减少化肥和农药的过量施用,进一步降低农业生产对环境造成的负面影响。⑶结合循环农业的发展特点,通过EMA-LCA综合评价发现,三种循环农业模式的综合效益均优于传统农业生产模式,其中资源减量化指标较传统农业生产模式提高1.45%-53.36%,再循环利用指标较传统农业生产模式提高38.67%-45.94%,经济竞争力指标较传统农业生产模式提高11.11%-730.06%,污染减排指标较传统农业生产模式提高2.53%-51.15%,可持续发展指标较传统农业生产模式提高642.72%-848.25%。综上可知,三种农业循环模式体现了循环农业的“减量化、再循环、再利用、可控化”的原则,达到了节能减排的目的。三种循环农业模式中又以农牧循环模式的综合指标更好。
[硕士论文] 任晓静
环境工程 华中农业大学 2017(学位年度)
摘要:甲烷(CH4)是仅次于CO2的重要温室气体,CH4的主要排放源来自农业活动,在各种农业排放源中,稻田是CH4最重要的农业源。从农田管理的角度寻求CH4减排成为当前研究的一个重要方向。因此,本研究依托中国科学院盐亭紫色土农业生态试验站,以川中丘陵地区典型冬水田为研究对象,采用静态暗箱-气相色谱法,在2012~2015年对冬水田(RF)和冬水田转稻麦轮作(RW)的CH4排放通量进行了连续三年的定位观测,研究了冬水田转为稻麦轮作后对CH4排放的影响。主要研究结果如下:
  1.冬水田和稻麦轮作处理的CH4排放通量均整体表现出“冬春低、夏秋高”的季节规律。冬水田转稻麦轮作处理后,CH4累积排放量减少43%,其中稻季减少量占总减少量的39%,非稻季占61%,并多出一季小麦产出,说明将冬水田转为稻麦轮作能显著降低CH4排放通量,其中非稻季CH4减排量大于稻季,同时增加了作物产量。
  2.冬水田的休闲期水分排干种植小麦后,其麦季CH4排放通量比冬水田在该时段的排放通量减少70%~81%,因此,冬水田转稻麦轮作能显著减少休闲期的CH4排放通量;在2012~2015年,RF处理的休闲期CH4平均排放通量比RW处理麦季高3~80倍,相应的累积排放量高3~6倍,非稻季CH4排放量冬水田明显高于稻麦轮作;在RF处理的非稻季,三年间的CH4平均排放通量分别为0.8、1.62和3.65mg Cm-2 h-1,RW处理相应的通量分别为0.01、0.1和1.05mg Cm-2 h-1,三年间RF、RW处理非稻季的CH4排放通量均在逐年增加。
  3.冬水田转为稻麦轮作后,其稻季CH4排放通量比冬水田稻季减少24%~33%,因此,冬水田转稻麦轮作不仅在冬季休闲期,在稻季也能显著降低CH4排放通量;在2013年和2014年的稻季,RF处理的CH4平均排放通量比RW处理高2倍,相应的累积排放量高1.4倍,稻季CH4排放量RF处理明显高于RW处理;2013年和2014年的稻季,RF处理的CH4平均排放通量分别为10.22和11.78mg Cm-2 h-1,RW处理相应的通量分别为5.64和6.89mg Cm-2 h-1,两年的RF、RW处理在稻季的CH4排放通量均在逐年增加。
  4.在RF处理2013年的稻季,常规施肥与无氮肥处理的CH4排放通量之间差异不显著(p<0.05),而在2014年稻季常规施肥处理的CH4排放通量大于无氮肥处理,差异显著(p>0.05),在2014~2015年的休闲期,常规施肥处理的CH4排放通量明显高于无氮肥,氮肥对RF处理的CH4排放整体表现为促进作用;在2012~2015年,RW处理麦季常规施肥处理的CH4累积排放量分别是无氮肥处理的2.3、1.7和1.0倍,稻季常规施肥处理分别是无氮肥处理的1.1和1.3倍,RW处理麦季和稻季的常规施肥处理CH4排放通量均大于无氮肥处理的,氮肥对RW处理的CH4排放有促进作用。
  5.在2012~2015年,不管是RF还是RW的稻季有植株处理的CH4排放通量均大于无植株处理的,差异显著(p<0.05);在2013年和2014年稻季,RF处理有植株处理的CH4累积排放量分别是无植株处理的2.2和3.1倍,RW处理有植株处理的CH4累积排放量分别是无植株处理的2.7和1.8倍。但RW处理麦季,有植株与无植株处理的CH4排放通量差异不显著(p>0.05)。整体而言,植株对RF和RW处理的稻季CH4排放有明显的促进作用,对麦季CH4排放影响不显著。
  6.RF和RW处理的CH4排放通量均与5cm土壤温度之间呈显著正相关关系(p<0.05);当RF的土壤温度高于10℃左右,RW处理的土壤温度高于15℃左右时,CH4排放通量随着温度的升高而增加。综合分析影响CH4排放的环境因子,得到RW处理的CH4排放受铵态氮、硝态氮、可溶态总氮和土壤温度这4个因子影响较大,其中土壤温度是主要影响因子;但在RF处理的休闲期,田间水深是影响CH4排放的主要因子。
  7.土壤水分与RW处理CH4排放量之间关系不显著(p>0.05),田间水深与RF处理CH4排放量之间呈显著正相关关系(p<0.05),且主要集中1~5cm水层。RF处理的土壤有机碳与CH4通量之间关系不显著(p>0.05),铵态氮、硝态氮和可溶态总氮含量与CH4通量之间关系关系不显著(p>0.05); RW处理的土壤有机碳与CH4通量之间关系均不显著(p>0.05),铵态氮和可溶态总氮含量与CH4通量之间关系不显著(p>0.05),硝态氮含量与CH4通量之间呈极显著负相关关系(p<0.01)。
  综上,在冬水田转稻麦轮作的过程中,土壤水分状态的改变、温度和可溶态氮含量的变化是影响CH4排放的主要因子,冬水田转稻麦轮作在减少CH4排放的同时增加了农作物产出。因此,冬水田转稻麦轮作对环境和农户都是有利的。
[博士论文] 高建民
作物栽培学与耕作学 河南农业大学 2017(学位年度)
摘要:人类活动产生的N2O主要来源于农田土壤,氮素是农田N2O排放最主要的驱动因素。为了增加小麦和玉米产量,在华北平原小麦-玉米轮作农田,氮肥普遍被过量施用。近年来,随着中国政府对秸秆禁烧力度的加大,小麦、玉米秸秆还田面积逐年扩大。目前,有关小麦-玉米轮作农田土壤N2O排放的机理及其影响因素,还没有得出一致的结论。为在小麦-玉米轮作农田探索出既能稳定作物产量又可减少N2O排放的水氮供应模式和秸秆还田方式,本研究设置了田间和室内培养两个试验。田间试验设传统施肥(250kg.hm-2)和优化施肥(200kg.hm-2,)2个氮水平;开沟20cm深施(K)和表面撒施(S)2种施氮方式;传统灌溉量(C相当于90mm.hm-2)和推荐灌溉量(T相当于60mm.hm-2)2个灌水量,共8个处理,分别为TK200、TS200、CK200、CS200、TK250、TS250、CS250、CK250,每个处理3次重复。室内培养试验以华北平原小麦-玉米轮作农田面积较大的潮土和砂姜黑土为供试土壤,每种土壤分别设置对照(CK,N0)、施肥200kgNhm-2(N200),250kgNhm-2(N250)、玉米秸秆+200kgNhm-2氮肥混施(MN200)、玉米秸秆+250kgNhm-2氮肥混施(MN250)、小麦秸秆+200kgNhm-2氮肥混施(WN200)和小麦秸秆+200kgN hm-2氮肥混施(WN250)共8个处理,每个处理3次重复。在保持土壤WFPS为80%的条件下连续培养30d。
  田间试验结果表明:(1)施肥后灌溉或遇强降雨均可导致农田土壤N2O排放量短暂急速增加并形成排放峰,两个周年试验期间共产生9个N2O排放峰,其中7个与施肥后强降雨或灌溉事件有关。(2)作物各生长季间、年际间N2O累积排放量差异显著。在其它条件相同的情况下,撒施处理N2O累积排放量均高于开沟施肥处理。在玉米季,N2O累积排放量随施氮量的增加而增加,而小麦季则未发现类似的规律。(3)两个灌水量处理间作物籽粒产量和N2O排放均没有明显影响;两个氮肥用量处理间小麦、玉米籽粒产量也无明显差异。(4)在所有处理中,年均N2O累积排放量以CS250处理最高,达到3.39kg.hm-2;CK200处理最低(1.9kg.hm-2),较CS250处理减少了44%,而年均籽粒产量则以TK250处理最高(14659kg.hm-2),其次为CK200处理(14379kg.hm-2)。综合各方面因素考虑,在传统灌溉条件下按照200kg N hm-2,进行开沟施肥是华北平原小麦-玉米轮作农田较为科学的水氮供应模式,既能保持相对高产又能减少氮肥用量和N2O排放。
  室内试验结果显示:(1)在两种供试土壤中,施氮处理的N2O累积排放量显著高于不施氮肥的处理。在砂姜黑土中,当施氮量为250kg N hm-2时,玉米或小麦秸秆与氮肥混施处理的N2O累积排放量,较相应仅施用氮肥的处理分别增加60%和30%;当施氮量为200kg N hm-2时,玉米或小麦秸秆与氮肥混施处理的N2O累积排放量,分别较相应仅施氮肥的处理减少20%和50%。在潮土中,不管施氮量高低,小麦秸秆与氮肥混施较相应仅施氮肥的处理,N2O累积排放量增加40%~50%,而玉米秸秆与氮肥混施较相应仅施氮肥的处理,N2O累积排放量减少10%~20%。(2)在两种土壤中,氮肥与同一种农作物秸秆混施时,施氮量为250kgN hm-2处理的N2O累积排放量较施氮量为200kg N hm-2处理高1.1~3.3倍。(3)对于两种土壤来说,所有处理16S rRNA的基因丰度在培养过程中均没有发生明显变化,而秸秆与氮肥混施处理的nosZ和nirS基因的平均丰度,均高于对照和仅施用氮肥的相应处理。然而,经方差分析发现,含有nosZ和nirS基因的反硝化细菌丰度与土壤N2O的排放没有显著相关性。
  综上所述,本研究丰富了水氮供应对华北平原地区小麦-玉米轮作农田N2O排放的影响以及小麦、玉米秸秆与氮肥混施对此轮作体系下农田潮土和砂姜黑土N2O排放、反硝化细菌丰度影响的理论,探索出了一种在保持周年两熟作物相对高产的前提下,减少农田N2O排放较为科学的水氮供应模式。若在华北平原小麦-玉米轮作农田全部推广此水氮供应模式,每年可以减少N2O排放量约1.2万吨,节约氮肥(以尿素计算)约40万吨。本研究首次明确了在土壤高含水量条件下,秸秆与氮肥混施时,氮肥用量和所用秸秆的种类是影响土壤N2O排放的重要因素。
[硕士论文] 冯腾腾
蔬菜学 扬州大学 2017(学位年度)
摘要:近年来,我国的设施园艺发展非常迅速,栽培面积逐年增加,形成了不同区域特色的设施类型、生产模式和技术体系,但设施蔬菜生产多为连作,一些老的产区蔬菜连作障碍日益严重,制约了设施蔬菜的可持续发展。本试验针对设施园艺作物连作障碍发生的严峻现状,采用连年种植黄瓜方式,以“津春5号”黄瓜为试材,设定不同的施肥处理,重点研究蚓粪以及水稻秸秆生物炭两种经过处理的农业有机固废对连作黄瓜的调控效果,以期通过合理的施肥方式缓解黄瓜连作障碍,实现高产优质高效的目的,为蔬菜连作障碍的研究奠定一定的理论基础。试验共分为两个部分:蚯蚓粪和秸秆生物炭对连作黄瓜的调控效果,分别测定了不同处理连作不同年份黄瓜苗期植株性状、产量性状、果实品质性状以及土壤的理化性质。主要研究结果如下:
  1.蚯蚓粪、秸秆生物炭、普通生物有机肥处理的连作黄瓜的营养生长较好,且两年之间相比差别较小;而其他肥料处理均有不同程度的下降,其中以无机复合肥(CK)下降幅度最大。
  2.蚯蚓粪、秸秆生物炭处理可以显著提升连作黄瓜的产量,VP3、VP2处理的单株产量较高,极显著高于CK;秸秆生物炭处理产量也比较高,极显著高于CK。
  3.蚯蚓粪可以显著提升连作黄瓜的可溶性固形物、可溶性糖、可溶性蛋白质以及维生素C的含量;秸秆生物炭对于改善连作黄瓜的品质的作用不明显。
  4.蚯蚓粪可以显著提升连作黄瓜土壤的有机质、微生物氮、全磷的含量,减缓pH值的下降和EC值的上升;生物炭可以显著提升连作黄瓜土壤的氨氮、微生物氮、全磷的含量,减缓pH值的下降和EC值的上升。
[硕士论文] 肖求清
作物栽培学与耕作学 华中农业大学 2017(学位年度)
摘要:稻虾共作(RC)是应用食物链理论、生态位理论和种间互利共生理论,将水稻种植和小龙虾养殖有机结合的新型生态农业模式。RC充分利用稻田光、热、水及生物资源,具有很好的社会、经济和生态效益,应用前景广阔。RC生态系统中,水稻为小龙虾提供庇护场所、合适的水温、氧气和食物,小龙虾通过取食稻田虫子和杂草,减轻稻田虫害和草害,减少了除草剂、杀虫剂等农药的使用。
  为了明确稻虾共作对稻田二化螟为害的影响,探明稻虾共作对稻田昆虫多样性和稻田植物多样性的影响,本研究通过设置大田小区试验和调查试验进行研究。
  大田小区试验于2015年、2016年两年在湖北省潜江市后湖农场军垦队进行;调查试验于2015年在潜江市白鹭湖农场研究常规稻作(CK)和不同RC年限(RC1、RC2、RC3、RC4、RC9)对稻田昆虫多样性和植物多样性的影响,于2016年在后湖农场调查不同RC年限(CK、RC1、RC2、RC5、RC10)对稻田昆虫多样性的影响;同时2015年、2016年在潜江市后湖农场、白鹭湖农场、积玉口镇调查RC对稻田二化螟为害的影响。取得的主要研究结果如下:
  (1)稻虾共作对稻田二化螟为害的影响分析表明:RC模式经过冬、春两季田面覆水极显著降低稻田二化螟幼虫越冬基数,减少第二年稻田内二化螟虫源,从而影响后期二化螟世代的发生为害。对比CK稻田,RC稻田越冬代二化螟幼虫减少100%,第二代二化螟幼虫减少46.6%,第三代二化螟幼虫减少71.8%,枯心率减少31.0%,二化螟蛾高峰期晚10天,说明RC显著减轻稻田二化螟的危害,推迟二化螟的发育进度。
  (2)稻虾共作对稻田昆虫多样性的影响分析表明:大田试验显示经过一年完整的RC模式后,稻田昆虫总数下降41.0%,其中植食性昆虫下降42.5%,捕食性昆虫下降47.0%,中性昆虫下降37.7%,寄生性昆虫下降57.1%。调查数据表明RC稻田各类昆虫数量随稻虾共作年限越长呈先减少后增加的趋势。2016年调查数据结果显示稻虾共作1年限(RC1)昆虫数量最少,2015年调查数据结果显示稻虾共作2年限(RC2)昆虫数量最少;虽然RC年限越长植食性害虫增加,但捕食性天敌相应也增加,因此整体虫害不会加重。
  (3)稻虾共作对稻田植物多样性的影响分析表明:大田试验显示经过一年完整的RC模式后,稻田田内和田埂杂草种类、个体数和盖度都极显著下降,田内杂草种类、个体数和盖度分别下降54.5%、50.5%和62.6%,田埂杂草种类、个体数和盖度分别下降33.3%、50.6%和28.4%。2015年调查试验数据的分析结果为:植物多样性随RC年限越长呈先降后升的趋势,RC4时稻田杂草种类和数量均最少。结合大田数据和调查数据表明:RC改变了稻田杂草优势种,影响稻田植物多样性。
  总之,对比常规稻田,稻虾共作能显著减轻稻田二化螟的危害,改变稻田杂草和昆虫的组成及结构,杂草和昆虫多样性随稻虾共作年限越长表现为先增加后减少的趋势。
[硕士论文] 庞荔丹
农业资源与环境;植物营养学 东北农业大学 2017(学位年度)
摘要:我国是一个农业大国,根据2016年底的土地调查结果显示,我国的耕地面积大约有20.3亿亩左右。在这些农用耕地上,每年会产生7亿吨左右的各类农作物秸秆。而玉米则是我国东北地区的主要粮食作物之一,黑龙江每年有约3600万吨的玉米秸秆产生,在这3600万吨中,却有将近40%的秸秆都以焚烧或废弃的方式被无端浪费掉了,还田率只达到了10%。因此,在东北的黑土地区推广进行玉米秸秆还田措施,不仅可以阻止东北黑土的进一步退化,还可以减少秸秆焚烧带来的能源浪费和环境污染。还田后的玉米秸秆在增加土壤肥力、丰富土壤养分,改善土壤性状等方面扮演着重要的角色。在此对秸秆还田后,土壤中发生的一系列养分指标的变化进行探究,可以为秸秆还田的生产实践供理论指导。本文采用田间试验与室内培养相配合的方式,田间试验主要分析玉米秸秆还田后,秸秆腐解率以及对土壤理化性质的影响,室内培养则是模拟粉末状秸秆与不同浓度氮肥搭配还田后,对土壤的呼吸状况,土壤酶以及微生物量碳的影响。
  本研究主要内容包括:⑴各处理秸秆通过一年的还田时间,腐解率为57.9%-74.4%,其中长度为3-5厘米秸秆腐解率要高于长度5-10厘米的秸秆处理;在同一还田时间内,相同的埋深下,玉米秸秆腐解率随着所施氮肥的增加而增大;在同一还田时间内,相同的氮素水平下,15厘米埋深的秸秆腐解率大予30厘米埋深的秸秆。且处理当中的氮水平越高,玉米秸秆的腐解速率越快。玉米秸秆还田土壤当中后,可有效减少土壤容重,改善土壤孔隙状况。还田后,土壤容重的减少了2.24%-5.46%,孔隙度增幅为2.66%-6.06%,相同还田量与同一秸秆长度下,埋深为15cm各组处理的容重和孔隙状况优于埋深为30cm组。⑵玉米秸秆还田可有效增加土壤当中各类营养元素的含量,各组处理中,土壤全氮的增幅为1.71%-7.46%、土壤全磷的增幅为2.1%-3.54%、土壤缓效钾的增幅达到了3.8%-23.73%,有机质的增幅为0.67%-4.46%。玉米秸秆还田后,各处理的碳氮比和CK相较均出现不同程度的降低,其中L3W2D2处理降低幅度最小,为0.016; L1W1D1降低幅度最大,为0.38,各组处理之间差异并不显著。土壤碱解氮的含量变化表现为,随着秸秆的加入先增高后降低,在还田150天后,各处理当中碱解氮增加量最大的处理是L2W1D1,增幅为28%,约16.54mg/kg,且与其他处理差异显著。土壤速效磷含量变化表现为,随秸秆还田后称M型动态变化,在前0-60天里逐渐增加至最大值随后降低,在还田150天后,各处理当中土壤速效磷增加量最大的处理是L1W1D1,增幅为14.7%,约13.57mg/kg,但与L2W1D1、L2W1D2差异不显著。土壤速效钾含量在还田30天时就已增幅明显,部分处理达到还田期间最大值,经过随后4个月的还田过程,最终逐渐降低,各处理当中土壤速效钾增加量最大的是L2W1 D2,增幅为23.46%,约39.31mg/kg。⑶玉米秸秆搭配一定浓度的氮素还田可以增加土壤当中微生物量碳含量,并能够使土壤脲酶,土壤蔗糖酶和土壤过氧化氢酶的活性得到显著提升;相同氮肥施用水平下,土壤微生物量碳与三种酶活性会随着还田秸秆量的增加而增强。在相同的还田秸秆量下,处理C1N2与C2N1为最优。这种还田方式对土壤多酚氧化酶活性表现出一定的抑制性。未加入秸秆与氮肥的对照处理C0N0当中,土壤多酚氧化酶活性显著高于其他处理。玉米秸秆搭配一定浓度的氮素还田可以显著增加土壤的呼吸总量,其中C1N0,C1N1,C2N1处理较对照处理C0N0相比,土壤呼吸量增加近4倍。土壤微生物量碳含量,土壤脲酶、蔗糖酶、过氧化氢酶活性与土壤的呼吸量均表现为显著正相关,土壤多酚氧化酶活性与土壤呼吸量表现为负相关。
[博士论文] 王峰
土壤学 华中农业大学 2017(学位年度)
摘要:干旱是造成农业损失最严重的自然灾害之一,即使在湿润多雨的亚热带红壤区也频发季节性干旱。人们对季节性干旱的发生机制及其调控进行了深入研究和实践,然而,多是单一研究土壤或作物对季节性干旱响应,缺乏对土壤-作物系统对季节性干旱响应及缓解季节性干旱对策的系统探讨。本研究在充分认识亚热带红壤区季节性干旱时空特征的基础上,通过设置不同的作物种植时期、耕作措施,探索从时间和空间上减缓季节性干旱的途径。通过设置不同的施肥措施和秸秆覆盖等水保措施,分析土壤水分、作物生长及根系分布、土壤结构变化与季节性干旱的关系;从土壤、作物、施肥、田间管理多方面探讨对土壤-作物系统对季节性干旱的响应及季节性干旱的发生机制,得到如下主要结论:
  1.亚热带红壤区季节性干旱具有鲜明的时空特征。该区每年7~10月蒸发量大于降雨量,7~8月份蒸发量是降雨量的2.1倍,两者相差达265.8mm,此时段最易发生干旱。林地、草地、裸地和农田四种土地利用方式中,农田7~8月份处于作物需水旺盛期,且根系多分布在0-30cm土层。因此,每年7~8月农田0-30cm土层易发生季节性干旱,且连续干旱超过12天不利于玉米生长,玉米生长前期遇旱减产风险大于后期遇旱。调整播期或促进根系下扎可能会减少季节性干旱危害。
  2.错开作物需水旺盛期或关键期与季节性干旱易发时段将有利于避旱。连续两年从5月中旬开始每15天播种一期玉米,每年播种五期。以正常播期6月中旬为参照,播期前移,玉米产量无显著变化;播期后移,玉米籽粒产量显著下降,减产达23.3%-52.6%;不同播期间茎叶干重差异不显著。不同播期玉米成熟期的根系90%以上均分布在0-30cm土层,且无明显分层,根质量密度也无显著差异。播期前移可能会避开作物后期遇旱,但是改变播期并没有改善根系分布,也没有明显的避旱效果,播期后移作物反而减产。通过调整播期来减缓季节性干旱的效果不佳。
  3.相对于常规耕作,短期的深耕、免耕和压实均改善0-40cm土层水分状况,提高田间持水量3%-5%和有效水含量22%-50%,且主要影响0-20cm土层。与常规耕作相比,短期的深耕提高玉米籽粒产量25.8%,15cm×40cm土体玉米总根质量密度21%;短期的免耕和压实则分别减产16.7%和21.6%,分别降低玉米总根质量密度21%和50.5%;短期的深耕降低了0-10cm表层玉米根系比例约10%,提高30-40cm深度根系比例43%;短期的免耕和压实分别提高10.5%和6.2%,降低30-40cm深度根系比例10.5%和54.5%。该区季节性干旱多发于0-30cm土层,下层土壤含水量充足,仅提高表层土壤有效水对缓解季节性干旱作用有限;而短期的深耕促进根系下扎,吸收深层水分。针对时空特征鲜明的亚热带红壤季节性干旱,短期深耕缓解红壤干旱效果优于其它耕作措施。
  4.与长期免耕不施肥相比(CK),长期免耕施用化肥(NPK)、有机肥(鸡粪,OM)和化肥配合秸秆覆盖还田(NPK+S)显著提高土壤有机质含量和土壤氮磷钾含量;轻微提高(小于7%)0-40cm土层田间持水量、有效含水量和吸水速率,且主要影响0-20cm土层;NPK和OM分别降低地表非饱和导水率50.7%和67.7%,NPK+S则提高128.0%;NPK、OM和NPK+S分别降低表层土壤第一阶段蒸发失水速率23.7%、36.8%和50.0%,分别提高夏玉米叶面积37.6%、45.1%和46.9%和根质量密度47.7%、133.0%和103.4%。玉米各生育期根干重、根深度、深层根系分布比例从高到低依次是NPK+S>OM>NPK> CK,且根系90%均分布在20 cm以上土层。与CK相比,三种施肥均提高玉米产量和水分利用率3-4倍,但是在发生持续干旱时,均增大玉米CWSI1.1-5.2倍。长期免耕施肥虽然促进了根系生长,但是大量根系分布在20cm表层土壤,加之施肥显著增大叶面积,导致在发生持续干旱时,表层土壤失水快,作物CWSI高,加剧表层土壤干旱和作物水分胁迫。
  5.亚热带红壤区前期水蚀后期干旱。本研究通过在作物间设置无水保措施的作物对照(CK)和百喜草带(B)、秸秆覆盖(SM)、聚丙烯酰胺表施(PAM)、稻草覆盖+PAM(SPAM)、百喜草带+PAM(BPAM)5种水保措施,研究雨蚀地表结构变化对旱季性干旱的响应,结果表明,夏玉米生育期0-30cm土壤储水量CK与B、PAM和BPAM措施差异在5%以内,与SM和SPAM措施差异为7.4%和8.2%。与5种水保措施不同,降雨后作物对照(CK)显著(p<0.05)降低0-20cm土壤的WSA0.25和0-30mm土层孔隙率及平均孔径,显著(p<0.01)增加结皮覆盖率。CK措施下土壤的WSA0.25是5种水保措施土壤WSA0.25含量的63%-88%,土壤孔隙率是5种水保措施的79%-97%。我们用干旱强度I和干旱程度D量化土壤失水速率和土壤干旱状况。相关分析表明,干旱强度I与结皮大小、结皮覆盖率显著正相关,与WSA0.25显著负相关。干旱程度D与结皮覆盖率显著正相关,与WSA0.25和0-15mm孔隙率显著负相关,且土壤0-15mm孔隙率对I和D的影响最大。CK措施连续干旱20天的平均I值和最后D值分别是5种水保措施1.2-2.5倍和1.1-1.4倍。水蚀改变地表结构,虽然对土壤储水量影响很小,但是显著提高了表层土壤失水速率和干旱程度。雨蚀改变地表结构提高地表失水速率是季节性干旱形成的原因之一。
  6.秸秆覆盖作为一种水保措施被广泛运用。本试验通过设置三个秸秆覆盖和施氮水平研究土壤-作物系统对土壤水热状况的响应,结果表明,秸秆覆盖轻微提高0-30cm土壤含水量(小于5%),对土壤0-5cm土层最大降温3.3℃-6℃,最大增温0.7℃-2.5℃,其降温效果大于增温效果。施氮提高玉米产量,施氮加覆盖增产更多。不施氮时高覆盖量玉米籽粒产量显著降低,不施氮时覆盖10000kg/hm2玉米籽粒减产达21%。覆盖总体降低土壤NO3--N含量,提高NH4+-N含量;施氮总体提高土壤NO3--N含量,降低NH4+-N含量。覆盖和施氮总体分别提高玉米吸氮量超过16.9%和23.6%。覆盖时增施氮肥,氮素生产率提高。低氮水平下覆盖降低氮素生产率,高氮水平下覆盖提高氮素生产率。秸秆覆盖的作用受氮水平限制,覆盖和施氮相互弥补,既有利于改善田间水热状况,又有利于提高作物产量和水分利用率。
  7.在阐明亚热带红壤区季节性干旱时空特征的基础上,通过不同播期、耕作、施肥和水保措施,对季节性干旱发生的原因及对策进行了探讨,结果表明:亚热带红壤农田根系分布和地表失水是该区季节性干旱发生的两个原因。为促进根系下扎和减少地表失水,我们建议每年夏季作物尽量深松耕、早播种、早施肥,耕作深度最好超过30cm,避免6月中旬以后播种,同时有机肥配合化肥作为基肥深施土壤;尽量保持全年秸秆覆盖。
[硕士论文] 赵权
遗传学 贵州师范大学 2017(学位年度)
摘要:连作障碍是影响荞麦产量的重要因素之一,针对这一实际生产问题,本研究以高产甜荞品种丰甜1号为材料,利用盆栽试验研究连作对甜荞根际土壤理化性质、土壤微生物、土壤酶活性和叶片生理生化指标、植株农艺性状、根系形态、产量等的影响。同时进行肥料调控试验,并从根际土壤理化性质、土壤微生物、土壤酶活性以及植株农艺性状、根系形态和产量等角度分析不同肥料调控对甜荞连作障碍的缓解效应。主要研究结果如下:
  1.连作根际土壤速效养分、土壤酶活性均显著低于对照(正茬),pH值均显著高于对照,且差异随着连作茬数的增加其程度进一步加大。土壤各种酶活性在各生育期活性表现不一致,土壤碱性磷酸酶在开花期和灌浆期活性最高;土壤脲酶活性总体在灌浆期最高;土壤蔗糖酶在灌浆期和成熟期活性最高;土壤过氧化氢酶活性在苗期最高。连作根际土壤细菌和真菌量均显著高于对照,土壤放线菌量显著低于对照,随着连作茬数的增加,土壤细菌先增加后降低,土壤放线菌表现为总体下降趋势,土壤真菌量则随着连作茬数的增加而增加。连作根际土壤细菌量在开花期最多,土壤放线菌量在开花期和灌浆期最多,土壤真菌量在开花期最多。速效氮、速效磷、速效钾、有机质、磷酸酶、脲酶、蔗糖酶、过氧化氢酶和放线菌量与连作茬数之间呈极显著负相关关系;pH值与连作茬数之间呈极显著正相关关系;真菌量与连作茬数之间呈显著正相关关系。
  2.连作叶片叶绿素和可溶性蛋白含量均显著低于对照,在生育期
  中叶绿素含量花后7d最高,之后逐渐降低,可溶性蛋白含量在花后7 d到28 d呈先增加后降低趋势。连作叶片过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)活性在7 d和14 d显著低于对照,21 d和28 d显著高于对照,两种酶活性均随着生育期的推进而升高;连作叶片超氧化物歧化酶(SOD)活性显著高于对照,在14 d时其酶活性最高,呈先增加后降低趋势。连作茬数与叶绿素含量、可溶性蛋白含量、过氧化物酶活性、过氧化氢酶活性和超氧化物歧化酶活性之间呈极显著正相关关系,叶片生理生化指标之间存在不同程度的相关性。
  3.连作株高、主茎分枝数、主茎节数、1,2节节间粗度、百粒重、产量、叶面积和根系形态中根系长度、根系表面积、根系体积均显著低于对照,且随着连作茬数的增加而进一步加大。产量、株高、主茎分枝数、主茎节数、叶面积、百粒重、根系长度和根系体积与连作茬数之间呈极显著负相关;1,2节节间粗度和根系体积与连作茬数之间呈负相关关系,在5%水平差异显著。
  4.施用化肥对土壤速效养分、土壤酶活性、土壤微生物量和农艺性状、产量、叶面积以及根系形态中根系长度、根系表面积、根系体积均有提高作用,对土壤pH值有降低作用。施用化肥对甜荞连作障碍都具有一定的缓解作用,其中,施用复合肥效果好于其他肥料。
[硕士论文] 李小牛
水利工程 太原理工大学 2017(学位年度)
摘要:本研究是以山西太原轻度盐碱与中度盐碱地区为主要的研究区域,以玉米为研究对象,开展秸秆覆盖研究。设置4个处理组,覆盖量分别为1.2kg/m2(F1.2),0.9kg/m2(F0.9),0.6kg/m2(F0.6),0.3kg/m2(F0.3),与1个对照组未覆盖(CK)。其目的主要是研究有利于改善轻度、中度盐碱地地区土壤水盐运移的规律以及改善玉米生长特性指标的最佳秸秆覆盖量。通过试验研究取得了一些初步成果:
  1、不同秸秆覆盖量条件下对盐碱地玉米株高、茎粗、叶面积指数的影响,主要包括:①对于玉米生长发育指标来说,在出苗初期处理组之间的差异不是特别明显,差异性主要集中在玉米生长的中后期。②轻度盐碱地的各个处理组玉米株高、茎粗、叶面积指数均比中度盐碱地对应处理组的相关数据大。③结果表明F0.9的覆盖量适合盐碱地玉米生长发育。
  2、不同秸秆覆盖量条件下对玉米产量的影响,主要包括:①从玉米产量分析表明,轻、中度盐碱地,处理组玉米产量都比对照组 CK有不同程度的增加。②处理组F0.6玉米产量最多,增产效果由高到低的顺序为:F0.6>F0.9>F1.2>F0.3>CK。③轻度盐碱地、中度盐碱地 F0.6比CK分别增产21.39%、14.5%。
  3、不同秸秆覆盖量条件下对土壤温度的影响,主要包括:①经过秸秆覆盖的处理组与没有经过秸秆覆盖的对照组的地温差异表现明显。②中度盐碱地,覆盖量为F0.6时,既有利于白天的热传导快速提高地温又有利于夜间的保温效果,可以延缓地温下降,为植株发育提供一个适宜的地温环境。
  4、不同秸秆覆盖量条件下对土壤含水率的影响,主要包括:①轻、中度盐碱地,秸秆覆盖对土壤表层0-20cm含水率影响明显。②处理组F0.9农田含水率数值最高,处理组农田土壤含水率均高于对照组对应土壤层的含水率。轻度盐碱地,农作物棵间土壤蒸发量从大到小依次为CK>F0.3>F0.6>F0.9>F1.2。秸秆覆盖处理可以起到蓄水保墒作用。③综合轻、中度盐碱地农作物耕作层含水量来说,F0.9的覆盖量最为合适。
  5、不同秸秆覆盖量条件下土壤含盐量的影响,主要包括:①轻、中度盐碱地,处理组含盐量明显低于对照组的含盐量。②处理主要对农田土壤深度0-20cm含盐量影响最大,当农田土壤深度不断增加时,秸秆覆盖措施对农田土壤含盐量变化逐渐减小。处理组F1.2、F0.9相比较于对照组脱盐效果明显。③从经济方面与控盐效果综合来说,处理组F0.9脱盐作用较好。
  6、秸秆覆盖对玉米生理指标变化的影响,主要包括:①轻、中度盐碱地都是处理组F0.9净光合速率提升效果明显。②处理组F0.9的蒸腾速率最大③处理组F0.9的叶绿素含量为最高。
  7、从玉米生长指标及土壤水分、盐分、温度数据分析综合来说,0.6-0.9kg/m2的秸秆覆盖量对汾河灌区玉米的种植最为适宜。
[硕士论文] 杭程光
农业机械化工程 西北农林科技大学 2017(学位年度)
摘要:机械深松能够有效的改善农田土壤的耕层结构,为农业生产的可持续发展提供基础。本文针对深松耕土壤扰动机理不明的问题,综合利用高速摄影技术、土槽试验、离散元仿真等方法,研究了深松部件与土壤的互作用机理,探明了深松机关键结构参数对土壤扰动行为的影响,为深入理解深松耕土壤的扰动机理,优化深松机结构参数、提高深松作业质量提供依据。
  1、土壤参数测定与边界模型构建。为建立准确的离散元仿真模型,测定了试验用土(塿土)的质地、含水率等物理特性参数,并构建了不同结构参数深松铲及土壤颗粒的边界模型。
  2、基于离散元方法的深松土壤扰动机理研究。以箭形深松铲为对象,在分析深松铲-土壤系统互作用过程的基础上,应用高速摄影技术、离散元方法,结合土槽试验分析了深松土壤的扰动机理。结果表明:1)土壤的扰动范围随其与深松铲之间距离的增大而减小,不同位置土壤的扰动范围由大到小为浅层、中层、深层;2)土壤的运动速度随其与深松铲之间距离的增大而减小,不同深度土壤颗粒的运动速度在x、y、z方向上存在较大差异;3)仿真与试验获取的土壤扰动截面轮廓形状基本吻合,土壤蓬松度、土壤扰动系数、地表土壤纵向堆积角度仿真值与试验值的误差分别为13.21%、17.38%、9.42%。
  3、基于离散元方法的深松铲间土壤运动行为分析。在分析双铲协同作用对土壤扰动过程影响的基础上,应用土槽试验与离散元方法,研究了深松铲间土壤的扰动行为。结果表明:1)土壤的横向、纵向扰动范围随土壤与深松铲之间距离的增大而减小;2)不同位置土壤颗粒的受力及运动速度随其与深松铲之间距离的增大而减小;3)仿真与试验获取的土壤扰动截面轮廓形状基本吻合,土壤蓬松度、土壤扰动系数仿真值与试验值的误差分别为14.45%与12.06%。
  4、深松机关键结构参数对土壤扰动行为的影响。研究了铲形、入土角、铲距对土壤扰动行为的影响。结果表明:1)当铲形分别为箭形、凿形、翼形时,土壤颗粒受到的平均作用力及扰动宽度由大到小为翼形、箭形、凿形,平均运动速度由大到小为箭形、凿形、翼形的规律;2)当入土角分别为18°、23°、28°时,土壤颗粒受到的平均作用力差异较小,平均运动速度与扰动宽度随入土角的增大而增加;3)当铲距分别为300、400、500 mm时,土壤颗粒受到的平均作用力随铲距增大呈现先增后减的趋势,平均运动速度随铲距的变化差异较大,扰动宽度随铲距的增大而增加,土壤在地表的堆积高度随铲距的增大而减小。
[硕士论文] 张艳艳
生物学 河南师范大学 2017(学位年度)
摘要:为寻找适当的耕作与培肥模式,改善耕层土壤结构及肥力水平,提高土壤供给力,并以耕层促进植株冠层生长,提高生产力,达到高产之目的特设本试验。试验在河南省许昌县陈曹乡史庄村长期定位耕作试验田进行,以百农207为材料,设置6个处理:深耕、浅耕、免耕、深耕+有机肥、浅耕+有机肥和免耕+有机肥,研究耕层调控与增施有机肥对土壤结构的改善、水肥分布的调节、根系生长的影响,并通过多元统计和通径分析研究耕层供给力对小麦植株生长状况的影响。
  本研究主要内容包括:⑴不同耕作与增施有机肥模式对土壤结构与含水量的影响差异显著。土壤容重以越冬期的深耕处理、拔节期的浅耕+有机肥处理、开花和成熟期的深耕+有机肥处理显著低于其它处理(P<0.05)。除越冬期20-40 cm土层和成熟期0-20 cm土层外,越冬期至成熟期以深耕+有机肥处理土壤含水量显著高于其它处理(P<0.05)。⑵增施有机肥能够改善土壤肥力水平,提高各土层土壤的养分含量。0-20 cm土层,越冬期至成熟期浅耕+有机肥处理土壤有机质含量显著高于其它处理(P<0.05);20-40cm土层,越冬期至开花期的免耕+有机肥处理土壤有机质含量显著高于其它处理(P<0.05)。免耕和免耕+有机肥处理有利于0-20 cm土层土壤速效磷含量的积累,浅耕+有机肥有利于20-40 cm和40-60 cm土壤速效磷含量的积累。越冬期免耕+有机肥处理土壤脲酶活性显著高于其它处理(P<0.05),拔节期至成熟期深耕+有机肥处理土壤脲酶活性最高;越冬期和成熟期浅耕+有机肥处理土壤蔗糖酶活性显著高于其它处理,拔节期和开花期深耕+有机肥处理显著高于其它处理(P<0.05)。⑶增施有机肥可促进小麦生长,提高冠层光合速率。浅耕+有机肥处理植株叶面积指数最高,与其它处理间差显著(P<0.05)。施加有机肥处理下,叶片角度指数较小,叶片与主茎夹角由上至下逐渐增大,减少了叶片间的相互遮挡,叶片叶绿素含量和荧光参数高,可延缓叶片衰老,延长叶片光合时间,以浅耕+有机肥与深耕+有机肥处理效果最佳;小麦灌浆中后期的茎秆抗折力增强,倒伏指数降低,抗倒性提高,小麦茎秆抗倒性均以深耕+有机肥处理效果最好,浅耕+有机肥次之。⑷增施有机肥能够提高小麦的穗长,增加每穗小麦的有效小穗数,提高穗粒重及小麦总产量,以浅耕+有机肥处理(STF)显著高于其它处理(P<0.05)。⑸增施有机肥能够提高植株地上冠层与地下根系的干物质积累量,提高植株氮素积累量和土壤全氮含量,提高花后各时期旗叶净光合速率及根系呼吸速率。浅耕+有机肥处理有利于茎秆及叶片的干物质积累,提高成熟期穗部的干物质积累量;根系干物质积累在开花期和成熟期0-20cm土层免耕+有机肥处理、20-40 cm土层浅耕+有机肥处理和40-60cm土层深耕+有机肥处理显著高于其它处理(P<0.05)。浅耕+有机肥处理下叶片和穗部氮素积累量显著高于其它处理(P<0.05),0-20 cm土层全氮含量最高;免耕+有机肥处理40-60 cm土层土壤全氮含量显著高于其它处理(P<0.05)。花后各时期深耕(有机肥)处理的旗叶净光合速率高,根系呼吸速率低,碳分配给植株的比例高于根系,根效率最高。⑹不同耕作与有机肥处理下,土壤容重与孔隙度差异显著,相关分析表明土壤养分、酶活性和根系生物量与土壤容重和孔隙度之间存在显著相关关系(P<0.05);多元回归分析和通径分析发现,土壤脲酶活性和根系干物质积累量有利于株高的生长,一定范围的土壤含水量和容重能够促进叶片的生长,提高叶面积指数,提高土壤含水量能够影响叶片角度指数,提高冠层不同层次的受光率,旗叶净光合速率受脲酶活性的影响最大,脲酶活性和根系干物质积累量提高促使叶片叶绿素荧光参数的提高。
[硕士论文] 马少帅
水利工程 太原理工大学 2017(学位年度)
摘要:我国土地盐渍化现象较为严重,且分布广泛,农业用水短缺且分布不均匀,再加上农业生产过程中肥料的滥用,严重影响了我国农业的发展,因此改良盐碱地、提高盐渍化土地的利用率以及提高水分利用率、节约水资源,合理施用肥料是发展农业生产过程中必不可少的一步。大同盆地盐碱地较多,盐渍化耕地利用率小,水资源短缺,属严重缺水地区,且受日照影响较为严重,大量的不合理的施肥造成土壤盐渍化现象加剧,由于水肥制度的不合理,不仅降低了水肥利用率,还浪费水资源以及污染环境。目前已经有很多人进行水肥耦合的研究,但大多说是针对于非盐碱地的,本试验是在盐碱地的基础上,通过对青贮玉米进行水肥控制管理来进行研究的。试验设两个因素:灌水量3个水平,上限控制田间持水量的100%,90%和80%(W1,W2,W3),下限控制在田间持水量的60%左右,施肥量设置900、750、600和450 kg/hm2(F1,F2,F3,F4)四个施肥水平。通过试验,研究了盐碱地不同水肥处理对青贮玉米株高、叶面积指数等生长性状的影响、对玉米产量、水分利用效率以及耗水量的影响、对土壤水盐分布和氮素的影响,最终提出最适宜当地的水肥生产模式,对提高当地水分利用效率、节约用水资源、减少施肥量、减少环境污染、提高玉米产量有重要的意义。试验研究取得的结论如下:
  ⑴在整个生育过程,不同水肥处理下0-40cm土层含水率变化较为频繁,40-100cm土层含水率受水肥的影响不大。土壤剖面全生育期平均含水率与灌水量呈正相关,与施肥量呈负相关;不同水肥处理下,0-40cm土层电导率变化较为频繁,0-10cm土层出现盐分聚集的现象,40-100cm土层电导率基本不受水肥的影响。灌水量对电导率的影响主要表现在0-40cm,灌水量相同时,降低施肥量有利于降低表层的电导率。
  ⑵在玉米整个生育期中,灌水量对土壤铵态氮影响不显著,在玉米生育前期,施肥量对硝态氮的影响不显著,在生育中后期,适当增加灌水量有利于提高硝态氮的浓度,W1处理对硝态氮没有太大的影响,W2处理下,施肥量对硝态氮浓度影响不显著。
  ⑶灌水量对玉米耗水量的影响显著,耗水量与灌水量呈正相关关系,施肥量对耗水量的影响不显著;灌水量一定时,适当的降低施肥量有利于提高作物水分利用效率,施肥量过低会导致水分利用效率减小。试验表明施肥量为600-750kg/hm2时,最有利于提高水分利用效率,水分利用效率能达到1.63-2.06,施肥量为F4(450kg/hm2)时,玉米水分利用效率最低,保持在1.24-1.41范围内。除F1外,其它施肥水平下,非充分灌溉玉米水分利用效率高于充分灌溉,且随着亏水程度的加剧,水分利用效率降低的幅度减小。
  ⑷在生育前期,灌水量对玉米株高、叶面积指数等生长指标影响不大,生育中后期,适当增加水肥用量,能够提高青贮玉米的株高、叶面积指数、产量以及干物质的累积量,灌水量对株高、产量的影响差异显著,对叶面积指数的影响没有显著性差异;施肥量在450-750kg/hm2时,玉米干物质的积累、产量和株高均与施肥量成正相关,施肥量从750增加到900kg/hm2时,玉米的各个生长指标以及产量等均略有下降;施肥量相同时,W2处理下玉米鲜重最大,灌水量相同时,在一定的施肥量范围内,玉米鲜重与施肥量呈正相关关系。
[硕士论文] 马宏业
环境科学 郑州大学 2017(学位年度)
摘要:秸秆是一种可再生的环境友好的生物质资源。秸秆还田在实现资源就地利用的同时还能与化肥共同作用提高土壤肥力,是发展农业、保护环境的重要举措。
  本试验采用盆栽法模拟中原地区小麦-玉米轮作体系中玉米种植过程,以自制的复合菌剂作为秸秆腐熟剂,以小麦秸秆作为还田物,研究干旱条件下秸秆快腐还田配施氮肥等措施对土壤理化性质的影响。同时探讨了在秸秆快腐还田基础上实现氮肥减量并提高作物氮肥利用率的可行性。
  主要结论如下:
  1、通过菌种筛选获得了两株高效纤维素、半纤维素降解菌,经鉴定分别属绿色木霉和青霉。将两株真菌与实验室保存的黄孢原毛平革菌进行菌种复配制备秸秆腐熟剂。当三者比例为1:1:1时对秸秆降解效果最佳,10d时秸秆降解率达45.2%。
  2、秸秆深埋、配施复合肥、施加腐熟剂等措施可不同幅度地提高秸秆的腐解速率,促进秸秆中养分的释放。试验90d时秸秆中养分释放率为K?P?N。与商业腐熟剂相比,自制腐熟剂对秸秆的促腐效果良好,具有较高的应用价值。土壤含水率较低时,自制腐熟剂仍保持较高的秸秆降解效率。
  3、结果表明,相较BS和CF处理,BS+DI+CF能够减少土壤中氮素流失,有效改善土壤主要理化性质,提高土壤肥力,从而提高作物产量。不同处理的氮肥利用率为RF+DI+BS?CF+DI+BS?RF?CF。其中RF+DI+BS处理和CF+DI+BS处理分别比RF处理和CF处理高出10.7、14.1个百分点。基于秸秆快腐还田的氮肥减量30%存在较大可行性。
[硕士论文] 李伟
农业机械化工程 西北农林科技大学 2017(学位年度)
摘要:分层深松有利于深层土壤的熟化,减少残茬、杂草的堵塞,具有较大的应用前景。本文以分层深松的理论分析为基础,使用数字化土槽试验方法,研究前铲的入土深度、铲形及入土角度对分层深松土壤扰动的影响,为分层深松机的设计提供依据,有助于深松作业质量的提高。本文的主要研究内容和结论如下。
  (1)土壤分层深松的理论研究。分析了分层深松条件下的土壤剪切、破碎过程,以土壤抬升体积预测模型的形式,深入探讨分层深松铲-土壤的相互作用关系;得到影响分层深松土壤扰动的主要因素为前、后铲的入土深度、铲宽(铲形)、入土角和前后铲的纵向间距。
  (2)不同前铲入土深度对分层深松土壤扰动的影响。采用数字化土槽试验方法,通过深松土壤扰动效果的评价指标,研究了前铲入土深度为100、150、200、250mm条件下分层深松土壤扰动效果的差异情况。EDEM仿真结果表明,与单铲深松相比,分层深松可分离、疏松不同土层的土壤,减少上下土层土壤的混合;随着前铲入土深度的增加,后铲的土壤运动范围随之减少。土槽试验结果表明,随着前铲入土深度的增加,分层深松的土壤坑形轮廓宽度和土壤蓬松度随之增大;当前铲入土深度为150mm时,分层深松的土壤扰动系数和深松深度稳定性最高;不同前铲入土深度条件下,分层深松后土垄垄沟的宽度和土壤扰动系数均大于单铲深松,土壤地表平整性和深松深度稳定性优于单铲深松,但分层深松后的土垄高度均低于单铲深松。
  (3)不同前铲铲形对分层深松土壤扰动的影响。以凿形铲、箭形铲和翼形铲为对象,对比研究了前铲铲形对分层深松土壤扰动的影响。结果表明,当分层深松铲的前铲为翼形铲时,土壤坑形轮廓、深松沟底和土垄垄沟的宽度、土壤蓬松度和扰动系数最大,且土壤地表平整性和深松深度稳定性最好,箭形铲次之,凿形铲最小;不同前铲铲形条件下,分层深松的土垄垄沟宽度均大于单铲深松,地表平整性和深松深度稳定性优于单铲深松,但分层深松的土壤坑形轮廓宽度和土垄高度均小于单铲深松。
  (4)不同前铲入土角对分层深松土壤扰动的影响。通过数字化土槽试验方法,研究前铲入土角度为15°、19°、23°、27°、31°条件下分层深松土壤扰动效果的变化。试验结果表明,分层深松后,土壤坑形轮廓宽度随前铲入土角的增大而减小;当前铲入土角为15°时,分层深松铲的土壤蓬松度、土垄高度最大;当前铲入土角为27°时,分层深松铲的土壤扰动系数最大;分层深松铲在前铲入土角为31°时的垄沟宽度最大,土壤地表平整性和深松深度稳定性最好;不同前铲入土角条件下,分层深松的土壤坑形轮廓宽度均小于单铲深松。
[硕士论文] 刘晶晶
农业水土工程 西北农林科技大学 2017(学位年度)
摘要:灌溉、覆膜广泛用于我国西北地区提高水分利用效率和作物产量,但对农田温室效应与碳足迹贡献产生重要影响。本文采用静态暗箱-气相色谱法对关中平原小麦-玉米轮作(2014-2015年)农田温室气体(CO2、CH4和N2O)排放通量进行了监测,并用净增温潜势(NGWP)和碳足迹两个指标评估不同灌溉量和覆膜方式对关中平原农田温室效应、作物生产碳足迹的分布和构成的影响。灌溉量试验在作物关键需水期(冬小麦越冬期和拔节期、夏玉米出苗期和拔节期)设置W0(0mm)、W120(120 mm)、W180(180mm)、W240(240 mm)4个处理。覆膜方式试验处理设置不覆膜(CK)、半膜覆盖(BM)、垄作覆膜(LM)、全膜覆盖(QM)。结果表明:
  (1)灌溉量试验:与W0处理相比,W120、W180、W240处理下小麦产量分别增加了31.3%、44.3%、33.7%,玉米产量分别增加了9.9%、22.6%、33.8%; CO2的年际排放总量分别增加了22.2%、24.3%、15.1%,N2O的年际排放总量分别增加了18.6%、67.8%、91.5%,但CH4的年际吸收总量分别降低了51.7%、79.6%、97.8%; NGWP分别增加了20.1%、31.6%、31.4%。W120处理下碳足迹较W0处理降低了19.1%,但W180、W240处理与W0处理相比无显著性差异;W120、W240处理单位产量碳足迹较W0处理分别增加了44.5%、23.3%,而W180处理与W0处理无显著性差异。综合考虑不同灌溉量的经济效应和环境效应,180mm的灌水量更有利于关中平原小麦-玉米轮作系统的节水及固碳减排。
  (2)覆膜方式试验:与CK处理相比,BM、LM、QM处理下作物年际总产量分别增加了9%、16.5%、26.6%; CO2的年际排放总量分别增加了33.9%、9.3%、31.6%,N2O的年际排放总量分别增加了22.9%、14.3%、47.1%,但CH4的年际吸收总量无显著性差异;NGWP分别增加了9%、16.7%、26%;LM、QM处理碳足迹较CK处理减少了33.2%、21.9%,而BM处理碳足迹与CK处理无显著差异;BM处理单位产量碳足迹较CK处理增加了16.3%,而LM处理较CK处理减少了13.1%,QM处理与CK处理无显著性差异。综合考虑不同覆膜方式的经济效应和环境效应,垄作覆膜更有利于关中平原小麦-玉米轮作系统的固碳减排。
[硕士论文] 张乐
水文学及水资源 西北农林科技大学 2017(学位年度)
摘要:陕西省渭北旱塬地区耕地面积占陕西省全部耕地面积的36.2%,小麦产量占陕西省小麦总产的70%左右,在全省粮食生产中占核心地位。该地区属于半湿润易旱地区,夏季蒸发强烈,水资源严重匮乏,且地下水埋藏较深,几乎无地下水补给能力,农业用水主要依靠自然降水补给,属于典型的雨养农业区。在这个气候特殊的地区,只有研究好干旱情况和农业生产之间的匹配特性关系,才能更有效地提高研究区作物的产量。本文以ArcGIS为工具,运用频率分析、克里金插值和图形分析方法,对陕西省渭北旱塬地区29个县(市、区)1981~2005年的逐日降水资料进行分析计算,分别得到了渭北旱塬地区年降水频率为5%、50%、95%的降水量分布;冬小麦全生育期内干旱降水频率为80%、90%、95%的作物缺水量分布和典型作物冬小麦7个生育阶段内干旱频率分别为80%、90%、95%的作物缺水量分布特征揭示了研究区针对典型作物的干旱-农业匹配特征。研究所得的主要结论如下:
  (1)渭北旱塬地区年降水量的分布特征是:5%的丰水年年降水量分布从东北至西南逐渐增多,降水量最多的地区是宝鸡市,最少的地区是延安市南部和渭南市合阳县;50%的平水年年降水量分布以铜川市宜君县和宝鸡市中部为最多,并向四周逐渐减少。宝鸡市以东部分和研究区北部的富县、宜川县年降水量较少;95%的枯水年年降水量分布与50%有相似趋势,而干旱程度最大的地区依旧为渭北旱塬宝鸡市以东区域,但区域扩大;研究区东北部区域较其他地区而言丰水年降水偏少,枯水年降水偏多,总体降水量分布较均匀,年际变化小。
  (2)对冬小麦全生育期内降水频率为80%、90%、95%三种干旱情况下缺水量分布的研究揭示:总体上在三种不同干旱频率下研究区冬小麦缺水量东北部较多,由东北向西南逐渐减小,在研究区中部变化幅度最大。冬小麦缺水量最多的地区在黄龙县、洛川县周围,缺水量最少的地区在宝鸡市金台区周围。但不同干旱频率下的区别也是相当明显,在全生育期干旱频率为80%的情况下分布为,在乾县-彬县形成了一个缺水量较少的纵带;而在全生育期干旱频率为90%的情况下,在渭北旱塬中东部地区冬小麦缺水量随距离变化较快,最缺水的等级囊括的范围最小;全生育期干旱频率为95%的情况下缺水量最小的地区面积扩大至咸阳西部。
  (3)对于冬小麦各生育阶段不同干旱降水频率下缺水量分布的研究发现,不同干旱频率下,作物缺水量大体符合东多西少的规律,但不同生育阶段缺水量分布情况略有不同。而从时间上看,冬小麦每个生育阶段缺水情况也有不同。大体上,三个干旱频率下,冬小麦缺水量表现为:抽穗-灌浆期>拔节-抽穗期>返青-拔节期>灌浆-收获期>越冬-返青期>分蘖-越冬期>播种-分蘖期。
  (4)对于干旱降水频率高—缺水量少的组合状态,考虑到水资源量对缺水量的可满足程度,从获得最大种植效益的角度出发,可以考虑先对缺水量较少的区域进行及时的补充灌溉,以确保该地区冬小麦的正常生长。而对于对应的同期缺水量大的地区,则只能在在水资源充足的情况下进行灌溉。
  (5)定义农业干旱指标对干旱-农业的匹配性进行描述,指标值越高,干旱-农业匹配度越高,对作物生长越不利。依据农业干旱指标对作物遭受干旱威胁程度作以评价,分为高危、中危、低危。研究发现宝鸡市、咸阳市、旬邑县3个县市干旱-农业匹配性相对较差,富县、宜川县干旱-农业匹配性最好。灌溉时应挑选危险程度低的,缺水量少地区,在其缺水率最大的时期进行灌溉,使同样的水量发挥出更大的实际效益。
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