农产品水足迹研究进展

水是人类生产生活的重要资源,科学合理地评价人类活动对水资源的影响是实现水资源可持续利用的重要保障.水足迹概念的提出创新性地将人类活动消耗的水资源区分为绿水、蓝水和灰水,拓展了水资源可持续利用的评价思路.基于虚拟水(VW)的水足迹理论和基于生命周期(LCA)的水足迹理论将水质与水量的概念相结合,成为了农业水资源管理研究的热点内容.基于VW的水足迹理论主要包括绿水足迹、蓝水足迹和灰水足迹的计算,以及水环境可持续性评价,而基于LCA的水足迹理论体现了水资源的消耗和污染及其对环境造成的综合影响.本文详细介绍了这两种水足迹理论的计算方法与环境可持续评价的研究进展,对比分析两种水足迹理论在描述农产品生产用水及其环境影响方面的差异性,并对其研究前景进行了展望.     

小麦和玉米根系取样位置优化确定及根系分布模拟

为了确定小麦(Triticum aestivum)、玉米(Zea mays)根系的最优取样位置和更准确地模拟根长密度在土壤剖面的分布, 在冬小麦和夏玉米的灌浆后期, 采用根钻法取样, 比较了不同取样位置对根系分布的影响; 采用Gerwitz和Page模型对根长密度的分布进行了模拟。结果表明, 冬小麦行间和行上取样在0-10 cm土层根长密度差异显著, 在10 cm以下土层差异减少。在确定根长密度分布的取样中, 在0-20 cm土层应考虑根长密度分布的空间差异, 即行上密度大于行间密度; 而在20-100 cm土层, 需要考虑行间根长密度大于行上的空间差异; 在1 m以下土层两个位置的差异逐渐消失, 可不考虑空间差异。夏玉米根长密度在上层土壤表现出距离植株不同位置差异显著的特征。植株位置(株上)、距植株10 cm和距植株20 cm位置根长密度在土壤中的分布特征是: 0-10 cm土层3个位置根长密度差异在50%以上, 根长密度大小是株上>距植株10 cm>距植株20 cm; 而在10-30 cm层次, 根长密度表现为距植株10 cm>株上>距植株20 cm, 30-50 cm土层株上位置的根长密度最小, 50 cm以下各位置根长密度差异不明显。对于玉米根系取样, 50 cm以上土层需要考虑根长密度的空间差异, 50 cm以下土层可不考虑。采用Gerwitz和Page模型, 结合华北平原机械化耕作下形成的土壤犁底层变厚及其犁底层容重增加对根系分布的影响, 在模型中加入土壤容重参数订正可以使模型更准确地模拟根长密度在土壤剖面的分布。     

大气气溶胶增加对作物的影响研究进展

大气气溶胶是指悬浮在大气中的固态和液态颗粒物总称。近年来空气污染带来了一些区域大气气溶胶浓度上升明显,一定程度上对作物生长环境带来影响。国内外关于大气气溶胶增加可能对作物产生的影响表现在:(1)大气气溶胶增加会导致直接辐射减少,而散射辐射可能会有一定程度增加;散射辐射增加有利于一些作物整个冠层光合能力的提高。(2)大气气溶胶带来辐射的改变也会影响近地面小气候环境,尤其是大气昼夜温度变化,从而影响作物干物质积累;而辐射与温度的改变同时也会影响农田蒸散和最终水分利用效率。(3)大气气溶胶形成的干沉降会停留在叶片表面,减少光合有效辐射到达叶片的量,同时对作物叶片结构和功能产生直接影响。在总结国内外研究进展基础上,提出未来关于大气气溶胶增加对作物影响需要进一步明确大气气溶胶带来的作物生长环境改变对作物碳同化、积累和消耗的影响以及直接和散射辐射比例改变如何影响作物光合和蒸腾的相互关系,通过全面系统的研究大气气溶胶对作物产量形成的影响机制,提出有针对性的田间应对技术。