秸秆带状覆盖对半干旱雨养区冬小麦田地温和产量的影响

为了明确秸秆带状覆盖对西北半干旱雨养区冬小麦田地温和产量形成的影响,于2013-2015年连续进行2年定位试验,设不覆盖露地(CK)、全膜覆土穴播(PM)、秸秆带状覆盖(覆盖带和种植带各30 cm,播种3行,SM₁)、(覆盖带和种植带各40 cm,播种4行,SM₂)、(覆盖带和种植带各50 cm,播种5行,SM₃)5个处理.结果表明: 各处理在不同生育时期、不同土层土壤温度存在显著差异.与CK相比,SM₁、SM₂和SM₃处理全生育期0～25 cm土层土壤温度分别比CK显著降低1.0～1.3 ℃、0.7～0.9 ℃和0.7～1.1 ℃.不同时期比较,覆盖处理存在增温和降温的双重效应,秸秆覆盖在苗期-越冬期具有提高地温的作用,返青期-成熟期具有降温效应,增温效应覆膜>秸秆覆盖,而降温效应秸秆覆盖>覆膜.同时,秸秆覆盖降低了全生育期土壤有效积温和日变化幅度,全生育期有效积温较CK降低3.4～33.5 ℃·d,土壤温差较CK降低0.6～2.0 ℃;秸秆覆盖在越冬期平均温度比CK高0.2～0.3 ℃、负积温比CK高0.4～17.0 ℃·d.秸秆覆盖较CK增产11.9％～19.5％,处理间单位面积穗数的差异是引起产量差异的主要结构因素.因此,秸秆带状覆盖适宜在西北雨养区旱地冬小麦产区推广应用.     

氮磷肥配施对冬小麦灌浆期光合参数及产量的影响

在西北绿洲生态条件下, 实验设4个处理, 即165(N₁)和225 kg·hm^-2(N₂)2个氮素(纯氮)水平及105(P₁)和165 kg·hm^-2(P₂)2个磷素(P₂O₅)水平, 研究了氮磷肥配施对冬小麦(Triticum aestivum)品种临抗2号光合特性及产量的影响。结果表明, 低氮(165 kg·hm^-2)处理组的净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)及蒸腾速率(T_r)日变化均呈双峰曲线, 有光合“午休”现象; 高氮(225 kg·hm^-2)处理可减弱甚至使光合“午休”现象消失; 高磷(165 kg·hm^-2)和低磷(105 kg·hm^-2)处理对光合特性的影响差异不显著。N₂P₂具有最高的群体叶面积指数(LAI)、群体光合速率(CAP)、穗粒数、亩穗数、千粒重及产量, 且与N₁P₁和N₁P₂的差异均达显著水平, 与N₂P₁则无显著差异。但N₂P₂水分利用效率(WUE)低于N₂P₁, 显著高于N₁P₁和N₁P₂ (N₁P₁高于N₁P₂, 但无显著差异)。氮肥对光合“午休”的影响大于磷肥, 二者互作效应差异不显著。该实验条件下, 当N、P分别为225和105 kg·hm^-2时有利于提高冬小麦的光合速率及产量。     

秸秆带状覆盖对半干旱雨养区冬小麦耗水特征和产量的影响

为探索半干旱雨养区小麦高产高效的覆盖种植技术新途径,于2013—2015年连续进行定位试验,设秸秆带状覆盖3行(覆盖带和种植带各30 cm,播种3行,SM₁)、秸秆带状覆盖4行(覆盖带和种植带各40 cm,播种4行,SM₂)、秸秆带状覆盖5行(覆盖带和种植带各50 cm,播种5行,SM₃)、全膜覆土穴播(PMF)、不覆盖露地(CK)5个处理,研究不同覆盖方式对西北雨养区冬小麦的耗水特性、产量和水分利用效率的影响.结果表明: 覆盖能显著改善作物土壤墒情,秸秆带状覆盖处理的土壤墒情好于地膜覆盖处理,且SM₁＞SM₂＞SM₃,0～2 m土壤贮水量在小麦开花期分别平均比CK高15.4%～20.8%、11.2%～14.7%和10.1%～14.5%;秸秆带状覆盖显著提高了生育期耗水量,降低了播种至开花阶段耗水量,增加了开花至成熟阶段耗水量及其占总耗水量的比例;覆盖会提高小麦对120 cm以下深层贮水的调用比例.与CK相比,秸秆带状覆盖和地膜覆盖处理籽粒产量分别显著增加11.9%～19.5%和26.9%～27.1%,水分利用效率分别显著提高9.8%～13.9%和18.4%～22.0%.因此,秸秆带状覆盖种植模式有利于降低冬小麦前期耗水比例,改善土壤墒情,显著提高冬小麦籽粒产量和水分利用效率,是适宜于西北黄土高原半干旱区冬小麦的绿色种植技术.     

我国旱地小麦区域试验精确度及其环境综合评价

选用2003-2009年我国4个麦区、233个品种(系)、82个试点组成的全国旱地冬春小麦区域试验产量资料,研究了我国旱地小麦国家区域试验点的精确度、环境鉴别力和代表性,并对试验环境进行综合评价．结果表明：一年一点试验平均试验误差变异系数(CV)为6.1%,平均相对最小显著差数(RLSD)为10.5%,一年多点试验的CV值均在8.2%以内,大多数试点的CV和RLSD控制得较好,试验精确度和品种比较精确度均较高．试点分辨力以西北春小麦组最强,其他3个产区差别不大．试点代表性以东北春小麦组最好、西北春小麦组最差．在综合考虑试点分辨力和代表性基础上,借助GGE模型构建环境综合评价参数（r_g-h）,结果显示,我国旱地小麦理想试点比例只有32.4%,产区间比较,理想试点的比例依次为：西北春小麦旱地组（40.9%）＞东北春小麦旱地组（33.3%）＞黄淮冬小麦旱地组（30.4%）＞北部冬小麦旱地组（21.4%）.     

微集雨模式与降雨变律对燕麦大田水生态过程的影响

以春燕麦坝莜3号品种为试材,分别于2009年和2010年在甘肃省定西市农业气象站进行大田试验。两个生育期的降雨总量基本一致,其中2009年生长季的降雨变律特征与多年观察值相似,而2010年则表现为"前半期降雨多、后半期降雨少"的变律特征。微集雨技术共含8个不同处理,包括①平地不种植(裸地)、②平地种植和③6个垄沟和覆膜处理组(3种垄沟宽度比(2 ∶ 1、1 ∶ 1和2 ∶ 3)× 2种覆膜方式(垄上覆膜和不覆膜)),测定了各处理组土壤剖面贮水量、耗水量、水分利用效率和产量相关指标。结果表明,垄上覆膜处理组的叶面积指数、水分利用效率和产量显著高于其它处理组,同时提高了雨水转化为土壤水和作物水的转化效率,并促进了生育后期土壤贮水量的迅速回升。就不同垄沟比来说,各参数值在垄沟比为1 ∶ 1的处理组中最高。此外,就两种降雨变律年型而言,"降雨量前倾"的2010年燕麦的水分利用效率、产量和叶面积指数显著高于2009年(P<0.05),且显著提高了0-130 cm剖面土壤贮水量。     

极端干旱条件下燕麦垄沟覆盖系统水生态过程

围绕极端气候条件下沟垄沟覆盖系统水文过程和水生产力变化问题开展两年的大田试验研究。以裸燕麦坝莜3号品种为材料,于2010年和2011年在甘肃定西进行,以充分灌溉为对照组,设置平地无种植、垄沟无覆膜种植、垄沟覆膜种植、裸地4个处理(此4个处理均无灌溉),测定生育期降雨、气温、0—140 cm土壤剖面水分变化、作物生长和产量等指标。结果表明,2010年和2011年分别为阶段性极端干旱和全生育期极端干旱两个类型,均导致所有处理组中土壤剖面60—100 cm的"土壤干层"现象,垄沟覆膜处理对"土壤干层"现象具有显著的缓解效应。与对照组相比,垄沟覆膜处理显著促进了收获期土壤剖面贮水量的回升,其贮水量分别提高了41.2 mm(2010年)和22.4 mm(2011年),全生育期水分利用效率和水生产力分别提高了1.7、0.4 kg·hm-2·mm-1(2010年)和6.5、9.8 kg·hm-2·mm-1(2011年)。另外,垄沟覆膜处理组的地上生物量比对照组降低了30.5%(2010年)和67.42%(2011年),但收获指数较对照分别提高了33.4%(2010年)和55.6%(2011年)。研究表明,垄沟覆膜处理促进了降水向土壤水和作物水的转化效率,显著地缓解了作物水分供需矛盾,是应对极端气候变化的重要生态策略。     

祁连山东段高原鼢鼠种群特征与环境因子的关系分析

为明晰环境因子对高原鼢鼠(Eospalax baileyi)种群特征的影响,本研究以高原鼢鼠的种群密度、体重、妊娠率作为其种群特征指标,选择2008~2014年的归一化植被指数(NDVI)、年均降水量和年均温为环境因子,分析种群特征与环境因子在时间尺度上的变化关系。2008~2014年,研究区域归一化植被指数(NDVI)年度间无显著性差异(P0.05),高原鼢鼠体重、妊娠率和种群密度年度间均无显著性差异(P0.05);高原鼢鼠雌雄个体体重以及种群密度和妊娠率均与环境因子归一化植被指数(NDVI)、年均降水量及年均温均无相关关系(P0.05)。以上结果说明,高原鼢鼠体重变化、妊娠率和种群密度与栖息地植被生长状况及气候因子无相关关系,环境因子对高原鼢鼠种群特征的影响较小。     

旱地全膜双垄沟玉米生产的AquaCrop模型模拟及管理措施优化

为研究AquaCrop模型模拟旱地全膜双垄沟栽培模式的适用性,寻求最佳农艺管理措施,本研究选择2014和2015年玉米施氮梯度试验数据对模型中品种和胁迫参数进行率定和验证,并模拟不同管理措施水平下产量变化趋势.结果表明: 所有处理实测和模拟产量的平均根方误差(RMSE)、标准化均方根误差(NRMSE)和符合度指数(d)分别为717 kg·hm^-2、10.0%和0.96,总生物量的RMSE、NRMSE和d分别为951 kg·hm^-2、6.5%和0.98,能够较好的反映旱地全膜双垄沟玉米的栽培特性;在冠层覆盖度和生物量动态模拟分析中得出施氮270 kg N·hm^-2时的拟合度最好,随着氮肥的胁迫增加,模拟精度逐渐降低;甘肃中部地区全膜双垄沟玉米栽培模式中最佳播种期在4月下旬至5月上旬,播种密度为45000～65000株·hm^-2,生育期时长在130～145 d,施氮量为240～280 kg·hm^-2.本研究结果对AcquaCrop模型在甘肃干旱区域的应用具有一定参考价值,而且有助于农业栽培技术的转化和推广.     

灌溉对干旱区冬小麦干物质积累、分配和产量的影响

为探明灌溉对干旱区冬小麦(Triticum aestivum)产量、水分利用效率(WUE)、干物质积累及分配等的影响, 以甘肃河西走廊冬小麦适宜种植品种‘临抗2号’为材料进行了研究。在冬季灌水180 mm的条件下, 生育期以灌水量和灌水次数等共设置5个处理, 分别为: 拔节期灌水量165 mm (W1)、拔节期灌水量120 mm +抽穗期灌水量105 mm (W2)、拔节期灌水量105 mm +抽穗期灌水量105 mm +灌浆期灌水量105 mm (W3)、拔节期灌水量75 mm +抽穗期灌水量75 mm +灌浆期灌水量75 mm (W4)、拔节期灌水量105 mm +抽穗期灌水量75 mm +灌浆期灌水量45 mm (W5)。结果表明: 随着生育期的推进, 土壤有效含水量(AWC)受灌水次数及灌水量影响更加明显; W3、W4处理的土壤各层AWC在灌浆期均较高; 叶面积指数(LAI)下降慢, 延缓了生育后期的衰老; 生育后期干物质积累增加, 提高了穗粒数、千粒重和籽粒产量。籽粒产量以W3处理最高, 但W4具有最高的WUE, 且籽粒产量与W3无显著差异, 但W4较灌溉总量相同的W2和W5以及灌水量最少的W1具有明显的指标优势。W1、W2、W5处理灌浆期各层土壤AWC均较低, 花后LAI下降快, 干物质积累减少, 灌浆持续期缩短, 穗粒数和千粒重减少, 最终表现为籽粒产量和WUE下降。灌浆期水分胁迫可促进花前储存碳库向籽粒的再转运, 并随着干旱胁迫的加重而提高, 对籽粒产量起补偿作用; 水分胁迫提高了灌浆速率, 但缩短了灌浆持续期。相关性分析表明, 灌浆持续期、有效灌浆持续期、有效灌浆期粒重增加值和最大籽粒灌浆速率出现时间与千粒重和籽粒产量均呈正相关。综合考虑, 拔节、抽穗及灌浆期各灌溉75 mm是高产高WUE的最佳灌水方案。     

一种地下啮齿动物土丘数量和分布调查的新方法

地下啮齿动物挖掘形成的土丘数量变化以及分布是其生态学研究的重要内容之一。传统的土丘数量和分布调查方法是计数法和填图法,存在工作量较大和误差较高等缺点。实时动态控制系统技术(RTK)是一种高精度的GPS测量方法,能够在野外实时得到厘米级的定位精度。本文以甘肃省天祝县抓喜秀龙乡高原鼢鼠(Eospalax baileyi)分布区为调查区域,利用RTK技术实现了高原鼢鼠土丘数量和分布情况调查,并结合Arc GIS软件实现了土丘数量及其相对种群密度变化的统计分析。RTK技术在研究其土丘空间分布特征、相对种群密度(以土丘数量代表)以及草地危害评估等方面具有很好的效果。此方法不仅可用于地下啮齿动物土丘数量和分布调查,还可用于地上啮齿动物洞口数量和分布的调查。