不同降水年型下长期施肥旱地小麦产量效应

以黄土高原30年长期肥料定位试验为基础,依据降水将生育年划分为干旱年、平水年和丰水年,研究不同施肥方式对黄土高原冬小麦产量、肥料贡献率和降水利用率的影响.结果表明: 小麦连续种植30年中,氮磷配施和氮磷钾配施下小麦产量、肥料贡献率和降水利用率显著高于不施肥和单施肥处理,氮磷钾配施下小麦产量、肥料贡献率和降水利用率分别达到3480 kg·hm^-2、61.45 kg·kg^-1、6.13 kg·mm^-1·hm^-2;不同降水年型下,丰水年小麦产量、肥料贡献率和降水利用率相对较高;使用逐步回归分析可知,不同降水年型下小麦产量主要受氮磷肥施用量、休闲期降水和越冬期降水影响.黄土旱塬可以通过提高氮磷用量同时适当施用钾肥,以及在休闲期做好蓄水保墒工作来提高小麦产量.     

二化螟种群空间格局的经典分析与地统计学比较研究

为揭示二化螟幼虫空间格局特征并阐明经典格局分析的局限性与地统计分析的优越性,从2个原始样本出发,另构建了一系列格栅样本、随机样本和顺序样本并进行了比较研究。结果表明,经典格局分析不能有效区分频次分布相同但分布型或聚集程度不同的样本,存在受样方大小、格栅初始点位置和样本容量大小影响等许多局限性,其中受格栅初始点位置影响是首次报道;而地统计学半变异函数能有效刻划二化螟种群空间分布格局,表征其聚集强度和空间异质性,且受样方大小、格栅初始点位置和样本容量大小的影响较小,二化螟种群在低密度下呈随机分布;在高密度下呈聚集分布,聚集强度为0．1056,空间依赖范围为193cm,在高密度下二化螟种群空间分布存在几何异向性,行方向上的聚集强度（0．2716)明显高于列方向(0．0867),但行方向上的空间依赖范围(115cm)小于列方向(264cm)。     

钻井废弃物配合外源有机物质对风沙土理化性质及菠菜生长的影响

采用室内盆栽试验研究水基废弃钻井泥浆、岩屑等钻井废弃物配合腐植酸、木本泥炭等外源有机物质在风沙土中的施用效果,并分析其对菠菜生长的影响,以期为钻井废弃物资源化利用和风沙土改良提供参考。共设3组室内盆栽试验:基础组共4个处理,以风沙土为对照(CK),将风沙土与岩屑按质量比1∶1混合后分别添加0、2%、4%含量水基废弃钻井泥浆(干基);基础组处理分别添加1%腐植酸、1%腐植酸+3%木本泥炭混合物,作为腐植酸组和木本泥炭组。结果表明: 基础组中,与CK相比,施用钻井废弃物显著增加了土壤有机质含量,pH和电导率上升,2%含量水基废弃钻井泥浆显著促进菠菜生长。腐植酸和木本泥炭使土壤pH降低,有机质含量显著增加,电导率上升,腐植酸组株高、总叶面积、鲜重、干重等植物生长指标均高于基础组中对应处理,混合添加腐植酸和木本泥炭后对植物生长促进效果不显著。最佳处理为腐植酸组添加2%含量水基废弃钻井泥浆,土壤有机质含量为13.1 g·kg^-1,播种40 d后菠菜株高、总叶面积、鲜重和干重分别比CK显著增加49.7%、93.4%、83.3%、34.6%。钻井废弃物配合有机物质施用可以显著增加土壤有机质含量,促进菠菜生长,风沙土+岩屑+水基废弃钻井泥浆(2%)+腐植酸(1%)是最佳组合模式。     

保护性耕作措施对旱地春玉米土壤水分和硝态氮淋溶累积的影响

通过渭北旱塬春玉米15年定位试验,研究6种保护性耕作方式,即传统翻耕(CT)、免耕(NT)、免耕配施生物炭(NB)、免耕秸秆覆盖(NS)、免耕地膜覆盖(NF)和免耕秸秆地膜覆盖(NSF)对土壤水分与硝态氮淋溶的影响,探索适宜于该区可持续发展的农田管理措施.结果表明: 与NT相比,第一次水分补给时期0～100 cm土层,CT处理水分补给量无显著差异,NS、NB、NSF和NF处理显著降低;在100～300 cm土层,NS、NB、NF和NSF处理显著增加了水分补给量,CT显著低于NT处理.第二次水分补给时期,水分补给主要集中在0～100 cm土层,且各处理与NT水分补给量无显著差异.水分消耗时期,各处理与NT处理在0～100 cm土层消耗量无显著差异,NF和NSF在100～300 cm土层水分消耗量显著增加,分别增加了33.9%和59.9%.在0～200 cm土层,与NT相比,CT处理显著增加了硝态氮累积量,是NT的2.2倍,NS、NB、NF和NSF处理显著减少了硝态氮累积量,分别减少了44.6%、61.5%、69.2%和69.8%;而在200～300 cm土层,NS处理显著增加了硝态氮累积量,CT与NT处理无显著差异,NB、NF和NSF处理显著减少.土壤水分运动能显著影响硝态氮在土壤剖面的分布,NB、NF和NSF处理硝态氮主要分布在0～40 cm土层,NS主要分布在0～100 cm和200～300 cm土层,而NT和CT处理硝态氮在整个剖面大量分布,其中NS、NT和CT处理出现两个硝态氮累积峰.不同农田管理措施通过对水分的调控减少硝态氮淋溶,进而提高氮素利用效率,其中免耕基础上秸秆地膜覆盖能有效调控土壤水分运动和减少硝态氮淋溶累积,是旱塬区改善农田水肥状况,增加作物产量的可行措施.     

不同降水年型下长期施肥的小麦产量效应

合理施用氮磷化肥是提高小麦产量的主要措施之一.用二元二次回归方程探讨不同降水年型下的氮磷优化用量,为黄土旱塬小麦施肥提供依据.结果表明: 不同降水年型小麦最高产量所需要的氮磷肥用量不同,平水年小麦最高产量4229 kg·hm^-2时的氮用量为172 kg·hm^-2、磷用量164 kg·hm^-2;丰水年最高产量4896 kg·hm^-2时,施氮量较平水年多2%,为175 kg·hm^-2,施磷量较平水年少约1%,为162 kg·hm^-2;干旱年施氮磷量较平水年少约16%和5%,当施氮磷量超出这个用量时,小麦产量开始呈下降趋势.不同降水年型最佳经济施肥量不同,平水年最佳经济施氮量为161 kg·hm^-2、施磷量为151 kg·hm^-2;而干旱年的最佳氮、磷量为135、143 kg·hm^-2;丰水年最佳经济氮、磷量分别较平水年多约3%和1%,为167、153 kg·hm^-2.最佳经济氮磷施用量比最高产量氮磷施用量低6%~8%.实际生产中建议氮磷减少10%的用量,提高肥料利用率,获得最大经济效益.     

土壤侵蚀与土地利用方式对黑土地土壤水气传输特性的影响

土壤侵蚀是东北黑土退化的主要原因之一,了解不同土地利用方式下土壤水气传输性质的差异,可以为黑土区水土资源的高效利用和保护提供科学依据。本研究选取东北黑土区典型的3种土地利用方式(农地、林地、撂荒地)进行0~5 cm土层原位土壤饱和导水率、导气率和相对气体扩散率的测定,探讨土壤侵蚀和土地利用方式对土壤水气传输性质的影响。结果表明:不同侵蚀程度农地之间以及不同土地利用方式之间土壤水气传输性质差异显著。重度侵蚀农地容重显著高于其他样地,未侵蚀农地容重显著低于其他样地。与未侵蚀农地相比,轻度、中度和重度侵蚀农地容重分别增加12.7%、17.6%和39.2%,饱和导水率分别降低84.4%、53.7%和12.7%,导气率分别降低94.6%、64.4%和14.0%,相对气体扩散率分别降低91.3%、82.6%和4.3%。松林地饱和导水率、导气率和相对气体扩散率较未侵蚀农地分别降低86.5%、83.0%和91.3%。沙棘林地饱和导水率、导气率和相对气体扩散率较未侵蚀农地分别降低51.7%、45.6%和82.6%,撂荒地饱和导水率、导气率和相对气体扩散率较未侵蚀农地分别降低16.2%、1.4%和73.9%。可以利用测得的土壤导气率、相对气体扩散率估算土壤饱和导水率。土壤侵蚀和土地利用方式显著影响黑土地土壤水气传输特性。