运用气候箱模拟石河子棉区棉花冷害的试验研究

为了确定引起棉花障碍型冷害的主导气象因子,达到及时预报、减轻损失的目的,2003-2005年在新疆石河子棉区乌兰乌苏农业气象试验站内,通过智能人工气候箱实施低温处理试验,模拟2001年石河子地区发生障碍型冷害时的温、湿度变化,并做不同光照强度处理的对比试验。结果表明,棉花在花铃期遭受异常低温冷害之后,其叶片、蕾和幼铃都会出现异常脱落现象,并且其蕾和幼铃先于叶片表现出受害现象,其减少率也大于叶片;而且受害程度不仅与冷害过程中的温、湿度及光照强度有关,而且与冷害发生前所处的环境条件密切相关。     

新疆棉区划分与可持续性评价

本文根据新疆棉花生产现状,棉区划分的基本思路和依据,系统地研究了全疆棉区的区域性,流域性和适应性划分,从而地全疆棉区生产发展进行了可持续性评价,在“发展满意度”,“持续度”基础上,利用棉区发展的“优势度”“集聚度”“饱和度”四个概念,设计了评价模型及其相应指标体系,进一步将全疆６０个产棉市县,１００个产棉兵团农场分为可持续性,基本可持续性,初步可持续性和非可持续性四个类型。     

黄河流域气象水文干旱时滞效应与影响因素分析

本文基于ERA5气候数据、GRACE重力卫星的Level 3水储量产品数据,计算了黄河流域的标准降水蒸散指数（Standardized Precipitation Evapotranspiration Index,SPEI）和标准化陆地水储量指数SWSI(Standardized Water Storage Index, SWSI),采用Spearman秩相关法探究了SPEI和SWSI之间的时滞效应,并利用地理探测器模型分析了气象水文干旱时滞差异的主导影响因素以及各因素之间两两交互的影响作用。研究结果表明：2003—2019年黄河流域气象干旱与水文干旱间均存在明显的时滞效应,不同月份的SWSI和SPEI的滞后时间不一样,整个流域春冬两个季节的平均滞后时长为3个月,夏秋季节的平均滞后时长为4个月。土壤类型对时滞差异的影响最大,气象因子和人类活动对时滞差异的影响次之,气象因子中潜在蒸散的影响最大。不同因子间的交互影响均比单因子影响大。在双因子交互影响中土壤类型和潜在蒸散之间的协同作用最为显著,其次为土壤类型与温度以及土壤类型与土地利用的协同作用。     

川西亚高山暗针叶林土壤温度和水分动态及其与气象因子的关系

暗针叶林是川西亚高山林区的主要森林类型,但目前亚高山暗针叶林气象因子与土壤温度、水分的相关性及其对土壤温度、水分的影响程度尚不清晰.本文运用Pearson相关分析和随机森林模型,分析了2019年川西亚高山暗针叶林土壤温度和体积含水量的动态变化特征及其与气象因子的关系,探讨了气象因子对土壤温度、土壤体积含水量的影响大小....     

新疆棉花种植面积时空格局演变特征及驱动机制研究

新疆棉花种植业发展迅速,已成为新疆国民经济的支柱产业之一,是农民增收的重要途径。对新中国成立以来新疆棉花种植业的调查数据进行统计分析,探究其时序演变规律和空间分布特点,并运用灰色系统关联分析和计量经济学的分析方法,构建棉花种植面积和其影响因素的交互作用关联度模型,定性与定量相结合揭示新疆棉花种植业发展的主要驱动力。研究结果表明:①自1949年以来,新疆棉花种植面积不断扩大,且表现出明显的阶段性和波动性,三大棉区即南疆棉区,北疆棉区,东疆棉区变化特点各异,其中南疆棉区起主导作用。按绿洲划分,以塔里木盆地绿洲棉区和西北沿边绿洲棉区变化明显。②棉花种植面积与各影响因素间的关联度都较强,其中,棉花种植面积与棉花单产的关联度最强;进一步建立作用关系模型,得出其弹性为0.883。③运用以上关联分析结果,将南疆棉区划分为最宜棉区、适宜棉区、不宜棉区3种区域,其中适宜棉区占50%以上,表明目前南疆棉花种植业发展基本合理,但处于不宜棉区的部分县市应该减少棉花种植或退棉,进一步优化农业种植结构。     

土壤质量时空变异及其与环境因子的时空关系

土壤质量能体现自然因素与人类活动对土地的影响,深入认识土壤质量的时空变异与环境因子的关系对 土地质量改善与土地可持续利用具有重要意义。土壤质量的时空变异是指在一定的景观内,不同时间不同地点不 同土层的土壤特征存在明显的差异性和多样性,由确定性(Deterministic)和随机性(Stochastic)两大组分构成。土壤 质量时空变异是由多重尺度上的土地利用(植被)、气象(降雨)、地形、土壤、人为活动等多因子综合作用的结果,但 是就某一具体地区而言存在重点尺度和主控因子,土壤质量时空变异的重点尺度与主控因子的时空关系因时间、 空间和尺度而异。本文首先介绍了土壤质量时空变异的概念与内涵,重点综述了土壤理化特性(尤其是黄土高原地 区)的时空变异及其与环境因子时空关系的研究进展,探讨了土壤质量时空变异的发展趋势,以期对我国土壤质量 的时空变异研究有所启迪与帮助。     

陇东黄土高原土壤水分演变及其对气候变化的响应

以西峰为例,利用近45 a气象观测资料和近25 a的土壤水分观测资料,分析全球气候变暖背景下陇东主要气象要素及土壤水分的变化特征,探讨了气候变化对土壤水分的影响,以及影响土壤水分变化的主要气象因素。1993年以后,土壤水分以负距平为主,土壤干旱严重,0—50 cm和60—100 cm土层土壤水分含量在1997年和1995年降到最低值。春季是土壤水分减少最明显的季节,其中表层土壤水分对气候变化的响应更为明显,而夏秋季,较深层的水分变化更为明显。影响土壤水分的气象因子以降水、蒸发为主,气温通过影响蒸发间接产生影响。通过对土壤水分演变特征及其影响因子的分析,为进一步理解土壤水分条件的恶化原因,采取措施,合理利用气候资源,调整农业生态布局,恢复生态环境,积极应对气候变化提供决策方面的参考。     

国家标准"城市火险气象等级"的研制

比较各地城市火险气象预报因子、方法和等级标准,选取普遍采用的5个气象因子;日最小相对湿度、连续无降水日数对城市火险的贡献最大,指数范围分别为0～40和0～30,日最高温度、日最大风力0～20,日降水量0～-20,综合指数范围一般为0～100进行等间隔划分,得到从低到高5级城市火险气象等级标准.通过两项试验来优化等级划分效果:1)从北到南选取5个城市,比较上述方法与各地方法计算的2001年1、4、7、10月逐日火险等级,经过反复调试,使两套方法计算的等级完全一致和相差一级合计在85%以上;2)统计全国31个中心城市2000～2003年逐日城市火险气象等级5级分布的概率,使之基本符合正态分布.从而得到各气象因子的划分范围、对应城市火险气象指数值以及综合城市火险气象等级标准,给出相应名称和指示意义.     

沿海滩涂围垦区土壤质量演变研究——以江苏省如东县为例

对江苏省如东县不同年限的滩涂围垦区和光滩土壤样品进行分析,运用SPSS软件对垦区间土壤指标进行单因素方差分析和差异显著性检验,采用土壤质量综合指数法进行土壤质量评价,引入土壤质量障碍因子诊断模型分析关键改良因子。结果表明：滩涂围垦60 a来,研究区土壤质量随围垦时间变化轨迹为“急剧提高—相对稳定—持续提高”。围垦前10 a土壤质量急剧提高,土壤质量指数（SQI）由0.19增至0.37,年均增长11.84%,垦区差异显著;围垦10~30 aSQI由0.37增至0.42,年均增长0.54%,围垦30~40 aSQI由0.42增至0.45,年均增长0.71%,垦区差异不明显,因此围垦30 a左右土壤质量处于相对稳定状态;围垦40~60 a土壤质量持续提升,SQI由0.45增至0.56,年均增长1.22%,垦区差异显著。土壤质量的障碍因子分析显示较低的TOC、TN和粒含量是土壤质量的主要限制因子,且与pH、盐分显著负相关,因此盐碱度降低是研究区土壤质量提升的根本原因,肥力提高以及土壤质地的改善是土壤质量进一步提升的关键。     

南极菲尔德斯半岛土壤可培养细菌多样性分析

对中国第29次南极科学考察采自南极菲尔德斯半岛区域16个站位的土壤样品进行了细菌的分离培养。经细菌16S r DNA序列测定及系统发育分析,共鉴定得到3个门,13个属的67株细菌。其中优势门为放线菌门(Actinobacteria)和变形菌门(Proteobacteria),优势属为节杆菌属(Arthrobacter)和假单胞菌属(Pseudomonas)。对受到不同外界动物因素影响的4个典型站位的土壤理化性质进行了测定,初步分析了土壤理化因子对可培养细菌群落结构的影响。结果表明在菲尔德斯半岛人活动对土壤中可培养细菌群落的影响显著区别于企鹅和海豹。研究还对产淀粉酶的菌株进行了筛选,发现8株产淀粉酶的菌株。     

四川植棉紫色土养分对棉花营养和纤维品质的影响

在分析植棉紫色土养分对棉花营养影响的基础上,讨论了土壤养分对棉花纤维品质的作用.比强度、2.5％跨距长度、伸长度、麦克隆值和整齐度五个纤维品质指标中,前三者与土壤养分显著相关.土壤养分中对纤维品质影响较大的是微量元素硼、铜及大量元素磷、钾,其中以硼和铜与棉花纤维品质的关系最为密切.     

棉花-花生在不同间作模式下土壤养分的变化特点

通过田间试验研究了棉花－花生在不同间作模式下土壤养分的变化,结果表明：棉花－花生在合理的间作条件下,土壤养分有一定的互补作用。棉花能充分利用固定的氮,花生能利用棉花活化的土壤磷;棉花－花生间作,要注意钾素的补充。间作距离小,这两种作物一方面发生养分竞争,更主要的是地上部竞争,影响经济产量。间作距离过大与单相作类似。     

阿拉尔灌区棉田蒸散量计算模型

根据2000年阿克苏水平衡站有底测坑试验资料，分析了土壤水分有效性函数与土壤相对有效含水率，作物生物学特性函数，与群体叶面积指数的关系，结果表明：（1）土壤水分有效性函数与土壤相对有效含水率呈直线函数关系；（2）作物生物学特性函数与群体叶面积指数呈指数函数关系。选用20cm蒸发器水面蒸发量、作物生物学特性函数和土壤水分有效性函数，应用数理统计方法建立了阿拉尔灌区棉田蒸散量计算模型。该模式仅需常规气象与土壤湿度资料，计算简便，精度较高，便于在缺乏实测资料的地区使用。     

绿洲棉田非饱和土壤导水率的野外试验研究

非饱和土壤导水率是研究土壤水盐运动的重要参数之一,其测定方法很多。根据Libardi等人提出的野外测定非饱和土壤导水率的θ法,通过在阿克苏水平衡试验站棉田的试验,求得了该站绿洲棉田的非饱和土壤导水率,建立了计算非饱和土壤导水率的经验公式,将θ法与毛细管模型确定的非饱和土壤导水率与土壤含水率的关系进行了比较,并分析了θ法的误差来源。研究结果表明:θ法简单实用,是一种野外测定非层状土壤非饱和导水率的行之有效方法。     

不同覆盖对棉田棉蚜和棉叶螨及其天敌种群动态的影响

通过田间调查,比较露地、窄膜、宽膜、全膜和秸秆覆盖下主要棉田害虫和天敌种群动态。结果表明,不同覆盖方式对棉蚜种群动态影响很大,除窄膜和宽膜覆盖之间差异不显著外,其他覆盖差异均达到极显著,7月16日全膜和秸秆覆盖达峰值,比露地、窄膜和宽膜覆盖早5 d;高峰时全膜覆盖棉蚜数量分别是露地、窄膜、宽膜和秸秆覆盖的2.56、1.78、2.16倍和5.93倍。对棉叶螨种群动态影响不同于棉蚜,整个调查期,窄膜、宽膜和全膜之间无论从数量还是增长速率来看都呈相似趋势,而秸秆覆盖棉田棉叶螨数量显著高于其他覆盖,高峰时分别高出露地、窄膜、宽膜和全膜覆盖9 584.4、7 816.4、7 540.4头/百株和8 436.8头/百株。不同覆盖下主要天敌种类基本一致,但种群变化并没有明显的规律。     

棉花精准农业种植与管理系统初步分析--以新疆生产建设兵团为例

作为一种新的农业微观经营管理方式,精准农业已成为农业发展的趋势之一。本文以新疆兵团棉花种植的实际情况出发,结合在试验区开展的精准棉花种植研究工作中采用的技术思想、方法、手段及取得的初步成果,从农田信息采集系统、信息处理系统和实施系统三个方面进行棉花精准种植信息系统集成研究,可为新疆及其它地区棉花精准种植提供参考模式。     

基于电磁感应数据的膜下滴灌土壤水分动态变化研究

快速、无损监测农田土壤水分含量,是智慧农业的重要研究内容.以新疆南疆阿拉尔国家农业科技园区膜下滴灌棉田为研究对象,运用EM38-MK2大地电导率仪快速、高效的获取了4组不同时期的棉田土壤表观电导率数据,并同步采集表层土壤(0～20 cm)样品,通过构建表观电导率数据与室内测定含水量数据间的反演模型获取了测点的含水量数据...     

Impact of Irrigation Methods on Soil Salt Content and Their Differences in Whole Cotton Growing Season in Arid Area of Northwest China

Research for changes of soil water and salt is an important content of land sciences and agriculture sciences in arid and semi arid regions. In this paper, sampling in actual agricultural fields, laboratory analysis of soil samples and statistical analysis methods are used to quantitatively analyze soil salinity changes under different irrigation methods throughout the cotton growing season in Shihezi reclamation area. The results show that irrigation methods play an important role in soil salt content in the surface soil (0-20 cm) and sub-deep soil (40-60 cm), followed by deep soil layer (60-100 cm) and root soil layer (20-40 cm). Furrow irrigation yields the maximum soil salt content in deep layer (60-100 cm) or sub-deep layer (40-60 cm) and the maximum salinity occurs in the first half of the cotton growing season (June or earlier). In contrast, drip irrigation yields the maximum soil salinity in the root layer (20-40 cm) or sub-deep (40-60 cm), and this usually appears in the second half growing season (July or after). The ratio of chloride ion to sulfate ion (Cl^-/SO₄^2-) and its change in the soil are on the rise under furrow irrigation, while the value first increased and then decreased with a peak point in June under drip irrigation. This suggests that furrow irrigation may shift the type of soil salinization to chloride ion type moreso than drip irrigation. Potassium and sodium ion contents of the soil show that soil sodium+potassium content will drop after the first rise under furrow irrigation and the value is manifested by fluctuations under drip irrigation. Potassium+sodium content change is relatively more stable in the whole cotton growth period under irrigation methods. The maximum of sodium and potassium content of the soil usually occur in deep soil layer (60-100 cm) or sub-deep soil layer (40-60 cm) in most sample points under furrow irrigation while it is inconsistent in different sample points under drip irrigation. A nonparametric test for paired samples is used to analyze differences of soil salt content under different irrigation methods. This analysis shows that the impact of irrigation on soil salinity is most significant in July, followed by August, June, May, and April in most sample points. The most significant impact of irrigation methods occurs in the surface soil layer (0-20 cm), followed by deep layer (60-100 cm), root layer (20-40 cm) and sub-deep (40-60 cm). These conclusions will be benefitial for mitigation of soil salinization, irrigation and fertilization and sustainable land use.