华北平原不同年代冬小麦品种灌浆特性对水分亏缺的响应

选取华北平原20世纪50年代以来的代表品种碧蚂1号、济南2号、泰山1号、冀麦26、冀麦38和济麦22,通过田间试验的方法研究了灌溉和雨养条件下不同年代小麦品种籽粒千粒重和灌浆特性的差异.结果表明:1)在灌溉和雨养条件下,小麦籽粒千粒重随品种的更替均呈逐渐增加的趋势,灌浆期天数和平均灌浆速率逐渐增加,其中速增期天数和灌浆速率的增加是当前小麦品种济麦22籽粒千粒重较高的主要原因;2)与灌溉条件相比,在雨养条件下不同年代小麦品种的籽粒千粒重、灌浆期天数和平均灌浆速率、速增期天数和灌浆速率均有所下降,但下降幅度存在差异,当前品种济麦22的下降幅度高于以前品种,对水分亏缺的敏感性较强.因此,在未来的小麦育种中,应更多地选育速增期天数多和灌浆速率高的品种,并提高其对水分亏缺的适应性.     

河套灌区小麦耐盐性指标筛选与评价

为确定河套灌区永良四号小麦耐盐指标,本研究根据两年大田定位试验观测,建立该灌区小麦产量、生物量、株高、叶片K⁺与土壤耕层盐分含量S型耐盐函数,同时分析小麦产量随40 cm耕层土壤盐分含量的变化特征。结果表明,小麦生物量与0~20 cm土层含盐量的耐盐函数拟合性最好,决定系数最大,可作为河套灌区小麦耐盐性评价的关键指标;当0~20 cm土层土壤含盐量达到2.926g/kg时,小麦产量开始急剧下降。研究结果将为进一步研究小麦耐盐性提供参考,对当地小麦生产具有重要指导意义。     

耕作方式对华北农田土壤有机碳储量及温室气体排放的影响

耕作方式能够改变土壤有机碳在土层中的分布,进而对土壤有机碳及土壤碳储量产生影响。该研究在模型调整的基础上选取了土壤有机碳(SOC)、土壤碳密度(SCD)、土壤呼吸(SR)以及生物量碳(BC)4个指标对DNDC(denitrification-decomposition)模型在华北麦-玉两熟农田的适用性进行验证,并用该模型模拟当地土壤碳储量(SCS)动态变化以及温室气体排放特征。结果表明,模型模拟值与实测值吻合良好,此模型可以适用于华北麦-玉两熟农田土壤有机碳的模拟研究;2001-2010年SOC和SCS逐年递增;对未来100a模拟发现,前15a旋耕(RT)和翻耕(CT)处理SOC增长迅速,而免耕(NT)SOC的剧烈增长趋势要持续近40a;对比各处理100a碳储量变化可知,前20aCT处理SCS最大,20a后NT处理SCS最大;各处理土壤全球变暖潜势(GWP)大小为CT>RT>NT。通过验证该文证明了DNDC模型可以较好地研究华北麦-玉两熟农田土壤碳循环;长久来看NT有利于农田SCS的积累以及GWP的降低。该研究能够为华北麦-玉两熟农作区固碳减排提供依据。     

松辽平原中部地区应对气候干旱变化的土壤耕作技术

近30a松辽平原中部地区气候变化显著,该地区玉米生产干旱风险增加。论文利用四平、长春等7个站点的逐日气候数据,分析了近30a松辽平原中部地区玉米季(5-9月)气候变化情况,研究发现该地区玉米季降雨量呈现减少趋势,平均温度、最高温度和最低温度均呈增加趋势;整体上玉米季干旱风险加剧,近10a发生频率为60%,增加幅度尤为明显。在此基础上,该文从土壤耕作技术应对角度分析了免耕(NT)、旋耕(RT)、翻耕(CT)和宽窄行(DL)等技术对土壤蓄水能力、透水性和紧实度的影响,探讨了不同耕作措施对土壤耕层结构的影响,比较了不同耕作技术下玉米产量差异,分析了土壤耕作措施对气候干旱变化的适应性。结果表明:以免耕和宽窄行技术为核心的保护性耕作技术是松辽平原中部地区应对干旱气候最为合理的土壤耕作技术,对于减小该地区玉米季干旱风险,提高玉米产量具有重要意义。     

我国西南烟区典型植烟土壤烤烟氮素的吸收规律

通采用¹⁵N同位素示踪方法,研究我国西南烟区典型红壤、黄壤、水稻土烤烟的氮素吸收规律。结果表明,烤烟氮素的累积与烟叶产量显著正相关,西南烟区烤烟氮适宜需求量为60~100 kg hm^–2。不同土壤类型上种植的烤烟,其氮吸收差异显著,云南红壤烤烟生长前期的氮素吸收速率最高,其次是水稻土烤烟,黄壤烤烟最低;相应氮素吸收高峰分别在移栽后7、9和11周。烤烟中总氮、土壤氮、肥料氮的吸收速率均呈单峰曲线变化,且肥料氮的吸收高峰早于土壤氮;烤烟进入旺长期以后,土壤氮的吸收速率逐渐高于肥料氮,转入以吸收土壤氮为主。西南烟区烤烟打顶前土壤氮的累积比例为59.8%,肥料氮为72.1%,不同土壤类型烤烟打顶前氮素累积比例差异显著,红壤、黄壤、水稻土烤烟分别为87.8%、47.3%和49.2%。因此,根据不同土壤类型烤烟氮素吸收动态,在适宜的氮素需求量下,应以烤烟打顶前氮素需求量和土壤氮素供应量来计算烤烟氮肥需求量。     

玉米-大豆轮作及氮肥施用对土壤细菌群落结构的影响

在大豆开花期分别对3个施氮水平下(0、50和100 kg hm^-2)大豆连作(大豆-大豆-大豆)、玉米-大豆轮作I (大豆-玉米-大豆)及玉米-大豆轮作II (玉米-玉米-大豆),应用PCR-DGGE技术研究了玉米-大豆轮作及施氮对土壤细菌群落结构变化的影响。结果表明,随着施氮水平的提高,3种种植方式土壤中细菌群落多样性、丰富度均呈减少趋势。高氮处理(100 kg hm^-2)明显降低了大豆连作、玉米-大豆轮作II根际土壤细菌群落多样性及丰富度,玉米-大豆轮作I根际土壤细菌群落多样性及丰富度略有降低。玉米-大豆轮作I种植方式可减轻氮肥对其根际细菌群落多样性和丰富度的影响,但施氮明显改变了其细菌群落结构。玉米-大豆轮作II中大豆根际土壤细菌群落结构较为稳定,受氮肥影响较小。在3种种植方式的土壤中,分布着酸杆菌门、变形菌门及厚壁菌门细菌,其中前两门菌群占主导地位。     

耕作方式对华北两熟区冬小麦生长发育和产量的影响

为了解华北地区小麦–玉米两熟区不同耕作模式对冬小麦生育进程、群体大小及产量形成的影响,2009–2011年通过田间定位试验比较了免耕(NTS)、旋耕秸秆还田(RTS)、翻耕秸秆还田(CTS)和翻耕秸秆不还田(CT) 4种耕作模式对冬小麦生长发育和产量的影响。结果表明,RTS、CTS和CT处理对冬小麦生育进程、群体大小、籽粒灌浆和产量无显著影响,而NTS处理推迟了小麦生育进程,造成明显的贪青晚熟。在基本苗差异不大的情况下,NTS处理的单株分蘖显著低于其他处理,群体数量和有效穗数不足,降低了干物质积累量,最终产量最低,较CT处理有效穗数低14.4%~16.9%,产量低16.4%~18.3%。虽然NTS处理推迟了冬小麦的生育进程,分蘖少穗数不足导致减产,但其粒灌浆时间较长,千粒重显著高于其他处理。因此,通过增加播种量和选择分蘖能力强的品种等技术保证免耕小麦群体数量,是华北地区冬小麦免耕技术研究应用亟需解决的问题。     

全球气候变暖对中国种植制度可能影响Ⅶ.气候变暖对中国柑桔种植界限及冻害风险影响

 【目的】以1981年为界,把1950s—2007年划分为两个时段,对比分析1950s—1980年和1981—2007年柑桔种植区界限的地理位移以及北界线位移后的冻害风险。【方法】利用中国种植制度分区标准和农业气候指 标,对比分析两个时段柑桔种植区界限的演变特征,并采用ArcGIS绘制柑桔种植区界限地理位移图;利用冻害风险评估指标对气候变暖背景下柑桔种植区界限位移后的冻害风险进行评估。【结果】与1950s—1980年相比,1981—2007年柑桔最适宜种植区、适宜种植区、次适宜种植区和可能种植区的北界线平均位移了0.75个纬度,位移最大的是柑桔次适宜种植区,其次分别为适宜种植区、最适宜种植区和可能种植区,4个种植区北界线东段的北移程度均明显大于西段;最适宜种植区和适宜种植区南界线分别北移了0.56和0.42个纬度;种植面积增加得最多的是最适宜种植区,其次为适宜种植区,面积减少得最多的是不能种植区,其次分别为可能种植区和次适宜种植区。气候变暖背景下,柑桔最适宜种植区和适宜种植区敏感区域轻级和中级冻害的出现频率较各自的非敏感区域显著增加,重级和极重级冻害出现频率在敏感区域和非敏感区域均较低;柑桔次适宜种植区和可能种植区敏感区域轻级冻害的出现频率均较各自非敏感区域低,但二者敏感区域的重级和极重级冻害风险较各自的非敏感区域显著增加。【结论】全球气候变暖背景下,中国柑桔种植区界限发生了明显北移;柑桔界限北移后,柑桔种植区敏感区域的冻害风险明显高于非敏感区域。     

京郊山地旱作区作物水分生态适应性系统评价

为了提高京郊山地旱作区农作物产量,以延庆县为例,依据农户调查、田间试验和数学模型等方法,从作物生长期间降水状况、作物生长发育与降水分布的时序关系、农田水分供需平衡与作物生态适应性判定和作物水分利用效率等方面,对京郊山地旱作区主要作物生态适应性进行了系统评价。结果表明:不同作物降水利用状况存在明显差异,其规律是:多年生苜蓿>春玉米>春大豆>春谷子>马铃薯。5种作物中春玉米、春谷子和春大豆生长发育与降水分布耦合性较好,马铃薯和多年生苜蓿生长发育与降水分布耦合性较差。农田作物水分满足率和生态适应性指数,4种春作物排序依次为:春玉米>春谷子>春大豆>马铃薯。水分利用效率依次为春玉米>苜蓿>春谷子>春大豆>马铃薯。研究结果可为京郊山地旱作区制定合理的种植制度提供理论依据。     

不同耕作方式麦田土壤温度及其对气温的响应特征——土壤温度特征及热特性

 【目的】研究耕作方式对冬小麦田土壤温度和热特性的影响规律。【方法】于河北省栾城县设置翻耕、旋耕和秸秆覆盖免耕处理,采用热脉冲-时域反射技术监测2004－2005年冬小麦生育期土壤温度及热特性,探讨了不同耕作方式下的土壤温度效应。【结果】耕作方式对土壤温度主要集中在冬小麦拔节前。相对于其它处理,免耕在气温降低阶段表现“增温效应”,在升温阶段表现“降温效应”,且达到极显著水平;免耕在播种-分蘖期降低土壤日均温0.69～1.02℃,推迟了冬小麦出苗2 d、分蘖7 d,缩短了冬前分蘖时间7 d,分蘖活动积温减少54.12～55.55 ℃?d;免耕越冬期具有较高土壤平均温度0.02～0.09℃和耕层土壤负积温0.87～2.25℃?d,但在越冬期稳定通过0℃以上晚7 d,低温持续时间长2～3 d,并推迟返青2～6 d;免耕完成返青消耗了更多活动积温21.54～29.15℃,造成拔节推迟5 d;免耕在冬小麦营养生长阶段降低累积温差123.43～148.62℃和日平均温差1.17～1.42℃。旋耕相对于翻耕推迟了返青4 d,减少活动积温8.55℃,增加累积温差25.19℃。不同耕作方式农田土壤容积热容量、热导率和热扩散系数无明显差异。【结论】从冬小麦生育进程上来说,热量资源利用效率以翻耕最高、旋耕居中、免耕最低;免耕缩小温度变化幅度不利于冬小麦生长发育,但有利于冬小麦保苗。免耕表现增降温效应的主要原因是秸秆覆盖而不是土壤物理性质的变化。