栽培和施肥模式对黄土区旱地土壤微生物量及可溶性有机碳、氮的影响

以黄土高原南部地区的两个定位试验为基础,研究了旱地不同栽培和施肥模式对土壤微生物量碳、氮和可溶性有机碳、氮的影响。结果表明,秸秆覆盖显著提高土壤微生物量氮(SMBN)含量,地膜覆盖使SMBN含量显著降低;秸秆和地膜覆盖显著降低小麦拔节期和灌浆期土壤可溶性有机氮(SON)含量。适量施用化学氮肥(120kg/hm2)有利于小麦生长后期SMBN含量的升高,而过量施用(240 kg/hm2)显著降低SMBN含量。与不施肥处理相比,土地经长期撂荒后0-10 cm土层SMBC,SMBN,SOC和SON含量显著提高;氮磷钾配施有机肥显著提高小麦各生育期0-10,10-20 cm土层SMBC,SMBN,SOC和SON的含量;单施氮磷钾肥对土壤SMBC,SMBN含量无明显影响,提高土壤SOC,SON的平均含量。土壤SMBC,SMBN,SOC和SON含量两两之间呈极显著正相关关系,四者含量与土壤有机碳、全氮含量间的正相关关系也达显著或极显著水平。

旱地地膜和秸秆双元覆盖栽培下小麦产量与水分效应

通过覆盖措施提高水分利用率对旱地农业生产具有重要意义。该文采用田间对比试验,研究了旱地冬小麦几种覆盖栽培下产量、水分利用率、土壤水分剖面和硝态氮的分布的差异。结果表明,地膜和秸秆双元覆盖模式下小麦籽粒产量比对照增产12.11%～17.65%,水分利用效率(WUE)比常规栽培提高7.2%～30.8%,土壤0～20 cm土层的含水量提高到12%～16%,硝态氮含量提高到4.70～10.17 mg/kg。地膜和秸秆双元覆盖模式能够显著的提高作物产量和水分利用率,并显著增加耕层土壤中水分含量和硝态氮含量,减轻了土壤剖面硝态氮的淋溶累积。

黄土塬区旱作农田长期定位施肥对冬小麦水分利用的影响

对长期定位施肥试验第22年度的测定数据进行了分析,探讨了旱地施肥对冬小麦水分利用的影响。试验结果表明,测定年份冬小麦的耗水深度受播种前雨季降雨入渗深度的影响位于地下200 cm左右。长期单施磷肥处理,播种期土壤有效贮水量与不施肥的对照接近,而单施氮肥,氮磷配施和氮磷钾配施均显著低于对照;在施P2O590 kg/hm2配施氮肥或施N 90 kg/hm2配施磷肥,随着施氮量或施磷量从0增加到180 kg/hm2,播种期土壤有效贮水量均逐渐降低,但前者作物的土壤水分消耗表现出降低趋势,而后者表现出增加趋势。与对照相比,各施肥处理均提高了土壤有效底墒的利用率。氮磷配施比单施磷肥降低了土壤供水占作物耗水的比例,使得作物生长和产量的形成对当季降水的依赖性增加。与对照相比,氮磷配施及氮磷钾配施显著提高了冬小麦收获指数、产量和水分利用效率,而单施磷肥和氮肥使收获指数、产量和水分利用效率显著降低。施P2O590 kg/hm2的条件下,不同施氮量之间收获指数差异较小,而产量和水分利用效率均高于单施磷肥;施N 90 kg/hm2的条件下,不同施磷量作物的收获指数、产量和水分利用效率均得到提高。

黄土旱塬长期施肥条件下小麦钾素营养和肥料利用率的研究

为了给黄土旱地经济合理施肥、粮食增产提供科学依据。[方法]在长期定位试验的基础上,研究了不同施肥对小麦产量、各生育期钾素营养和肥料利用率的影响。[结果]不同施肥小麦增产效果差异显著。单施氮肥小麦增产75.3%,单施磷肥小麦产量则降低24.7%,NM、PM、NPM配施小麦增产75.9%~92.9%;小麦钾素的吸收主要集中在生长发育前期,孕穗期以后因泌钾现象多表现为负吸收,施用有机肥,特别是无机肥与有机肥配施,促进小麦吸钾作用明显,小麦植株各器官含钾量明显提高;单施N肥、NP配施小麦钾素的吸收量、吸收速率较高,单施有机肥及有机无机肥配合施用小麦钾素吸收量和吸收速率比对照也有明显提高;单施N肥小麦氮肥利用率较高为76.73%,单施P肥小麦磷肥利用率较低仅为14.20%,NP配施与单施P肥相比,吸磷量、吸钾量分别增加112.53%和79.36%。施用有机肥可以显著提高作物氮、磷、钾吸收量,但肥料利用率却不高。[结论]施用有机肥以及有机无机肥配合施用,可以明显促进小麦对氮、磷、钾养分的吸收,提高小麦产量。

黄土高原旱作小麦化感表达在根际土中的时空异质性研究

采用盆栽试验基于统计学方法,对4种不同品种小麦在4个连续生长期根系表层土壤(0~20cm)化感潜势时空异质性进行了研究。结果表明:不同品种小麦之间根系土壤化感潜势差异极显著(P=0.01),随生育期变化,化感潜力的变异与品种有关,一般15cm为普通小麦耕层土壤化感潜力的转折位点。变异函数分析显示,4种小麦根系土壤化感潜势变化是独立、随机、异质性的。"碧玛1号"、"丰产3号"、"宁冬1号"、"小偃22号"变异函数理论模型分别为线形模型、球型模型、指数模型和高斯模型。其中"小偃22号"的化感背景值和化感潜力空间结构比随生育期增大,导致0~20cm表层土壤化感表达具有高度的空间异质性。4种普通小麦的化感表达均存在时空异质性,其中"宁冬1号"的表层土壤化感表达具有很好的分形特征,其空间分布格局的变异存在尺度依赖。"宁冬1号"化感潜势在表层土壤的空间分布趋于离散表达,化感潜力的有效纵向半径和有效延深半径分别为5cm和14cm。这种时空变异格局可能与根系发育特征、根系翻转运动及土壤环境有关,化感实施过程可能为熵增过程。根系表层土壤化感潜势时空异质性的研究可为监测化感作用实施,定位有效化感物质和合理利用土壤化感潜势提供理论...

基于SHAW模型的黄土高原半干旱区农田土壤水分动态模拟

黄土高原半干旱区土壤蒸发强烈,准确地掌握土壤水分动态对于旱地农业水分管理至关重要。应用基于物理基础的一维水热耦合SHAW(The Simultaneous Heat and Water)模型,模拟了陕西子洲岔巴沟流域1964~1967年土壤水分和土壤蒸发的动态特征,以及神木六道沟流域2006年坡地和梯田土壤水分变化。结果表明,除表层土壤水分模拟结果偏差较大,其他土层模拟值与实测值基本吻合,模拟期土壤水分模拟的相对平均绝对误差(Relatively Mean Absolutely Error,RMAE)为5.2%~11.4%。1964~1967年土壤累积蒸发量模拟值与实测值平均相对偏差为0.8%~6.1%,土壤蒸发的模拟值与实测值较为一致。因此,SHAW模型可以用于黄土高原半干旱区农田土壤水分动态规律研究。

黄土塬区旱作农田高生产力的水分环境效应与产量波动性

以长武生态站水肥产量效应的长期定位试验资料为基础，结合模型预测的分析方法，揭示出黄土高原旱作塬区高产农田的水分环境效应在于过度消耗土壤水库，降低土壤含水量，使作物生长转而过度依靠年度降水，出现年际产量的高波动性。指出旱作高产高波动性具有可持续性，它是当前旱作农业的基本特点。

黄土塬区旱作冬小麦增产潜力研究

在长期冬小麦潜势试验和肥料试验的基础上 ,建立了作物光温水肥产量模型 ,从光温生产潜力、旱作产量潜势、现阶段施肥水平下光温水肥产量潜力和目前试区产量现状共4个层次 ,对黄土塬区旱作冬小麦的增产潜力进行了分析。结果指出 ,目前黄土塬区冬小麦实际产量仅达到了光温潜力的41 6 %、旱作产量潜势的49 3 %、试区施肥水平下光温水肥产量潜力的78 6 %。因此 ,采用合理施肥方式和加强田间管理 ,黄土高原塬区旱作冬小麦还有较大的增产潜力。

黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室土壤侵蚀模拟实验大厅降雨装置

黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室土壤侵蚀模拟实验大厅自 1 992年竣工以来运转正常 ,在降雨面积之大、降雨强度调节范围之宽、降雨特性与天然降雨之接近程度、以及自动化控制程度等方面 ,目前均为全国之最。在土壤侵蚀实验研究中发挥了重要作用。在论述土壤侵蚀模拟实验重要意义的基础上 ,简要介绍了有关模拟降雨装置 (包括降雨喷头、供水管网等 )的设计依据、选型和布设安装等情况 ,并介绍了模拟降雨的基本特征。

旱地胡麻覆膜穴播种植与节水补灌试验研究

干旱是威胁宁南山区胡麻生产持续发展的首要限制因子。采用地膜覆盖穴播种植技术 ,探索了旱地胡麻覆膜穴播种植的增产机理及其增产效应。结果表明 ,覆膜穴播可以提高土壤地温 ,保持土壤水分 ,促进土壤速效养分的充分释放和有效利用。又因穴播种植 ,胡麻籽粒顶土合力增强 ,出苗率高达 79.4%～ 96.2 % ,籽粒产量提高 37.9%～ 46.2 %。与此同时 ,作者于胡麻覆膜穴播种植后 ,在胡麻的关键生育期枞形后期—现蕾初期 ,进行了膜上节水补灌试验。结果表明 ,节水补灌 30 0～ 450 m3 /hm2可提高籽粒产量 30 %～ 44% ,水分生产效率达0 .30～ 0 .32 kg/(hm2 · mm) ,水分生产效率提高 8%～ 1 4 .9%。这一新的种植方式 ,效益显著 ,应在干旱半干旱地区的胡麻产地大面积推广应用

黄土高原旱区长期不同轮作施肥对土壤供氮能力的影响

自 1 98 4年开始的长期不同轮作与施肥试验表明 :种植作物可提高土壤供氮能力 6.88%～ 36.58%,以种植苜蓿提高幅度最大 ,是裸地的 1 .37倍。长期施用氮肥、磷肥、有机肥及三者配施可提高土壤供氮能力 9.8%～ 1 33.98%,其中以施氮、磷及有机肥玉米连作提高幅度最大。不同轮作系统中土壤供氮能力 :粮草 3年轮作 >粮草 8年轮作 >粮豆 3年轮作 >粮饲豆 4年轮作 ;种植作物可有效增加土壤有机氮水平 ,提高剖面土壤供氮能力。施用有机肥可有效地增加深层土壤供氮潜力并在 1 0 0 cm处出现迅速减小的现象

论我国旱地农业建设的技术路线与途径

旱地农业建设是我国农业生产的重要方面 ,通过对我国旱地农业战略地位和主要特征的分析 ,从持续发展角度 ,提出了旱地农业建设的技术路线 ,总结分析了旱地农业建设的技术途径。指出我国旱地农业建设应以降水的高效利用为中心 ,提高降水利用率、降水生产潜力开发利用率和水分利用效率 ,积极发展并完善集雨补灌技术

水肥空间组合对冬小麦生物学性状及生物量的影响

目的】研究水肥空间组合对冬小麦形态指标及生物量的影响,对指导旱地施肥具有一定理论和实践意义。【方法】以肥熟土垫旱耕人为土为供试土壤,在全生育期遮雨和人工控制土壤水分条件下,采用分层隔水土柱试验法研究与田间土层分布相同土柱不同土层水分、氮、磷组合对冬小麦叶面积、株高、分蘖数、生物量、根冠比和收获指数等指标的影响。【结果】与整体湿润水分处理相比,上干下湿水分处理(0～30cm土层干旱胁迫,30～90cm土层湿润)下,抽穗期小麦旗叶面积、株高分别降低7.03%和3.77%;小麦地上部和根系生物量及收获指数也不同程度降低,但根冠比增加。从肥料处理看,单施磷和氮磷配施处理,小麦叶面积、株高、有效分蘖数和总生物量均极显著高于单施氮和CK,这与供试土壤各土层严重缺磷,而氮素供应相对丰富有关。从不同土层施肥看,在两种水分处理下,单施氮时,以均匀施入0～90cm土层小麦叶面积、株高、有效分蘖数、地上部生物量和根系生物量最高,施入0～30cm土层最低;单施磷和氮磷配施时,0～90cm与0～30cm土层施肥间总叶面积、旗叶面积、株高、有效分蘖数以及总生物量差异不显著,但均显著高于30～60cm和60～90cm土层相应施肥处理。【...

黄土高原水土流失区粮食现状与增产潜力研究

以黄土高原10个试区的攻关资料为基础 ,从区域旱作产量潜势、试区攻关水平和试区所在县的产量现状三个层次 ,详细剖析了黄土高原水土流失区粮食现状和增产潜力。结果指出 ,该区粮食增产潜力很大 ,目前整体产量水平仅达到试区攻关水平的74.7 % ,达到旱作粮食产量潜势水平的54.2 %。在黄土台塬区和丘陵区中 ,丘陵区的粮食增产潜力较台塬区大 ,前者尚有117.6 %增产能力 ,后者仅56.6%。但考虑到人口增长和坡耕地的退垦等因素 ,未来30年内黄土高原水土流失区的粮食供需仍处于负平衡。

旱作高产田产量波动性和土壤干燥化

根据旱地作物长期田间试验数据 ,论述了旱作农业生产中作物产量波动性是一个规律性现象 ,并用波动系数加以表述。研究结果表明旱作高产田与低产田相比 ,存在相似的产量波动性 ,区别是它在较高产量水平上波动。高产田作物耗水量较高 ,从而导致土壤相对干燥化。土壤干燥化是高产田产量产生波动性的直接原因 ;而低产田则因作物吸水能力低 ,土壤储水不能充分利用所致