渭北旱塬苹果园地产量和深层土壤水分效应模拟

为了研究实时气象条件下渭北旱塬不同生长年限苹果园地产量变化趋势和深层土壤水分变化规律,在模型适用性与模拟精度验证基础上,应用WinEPIC模型模拟研究了1962—2001年期间洛川旱塬苹果园地产量演变动态和深层土壤水分效应。结果表明：(1) 在模拟研究期间,洛川旱塬4—40年生苹果园产量整体上呈波动性下降趋势,初期产量逐渐增加,11—23年生达到最大值(平均为28.8 t/hm2),之后随降水量年际波动呈现出明显的波动性降低趋势。(2) 40年间苹果园地遭受的干旱胁迫日数呈波动性上升趋势,与年降水量波动趋势相反。(3) 1—15年生期间苹果园地平均年耗水量高于同期年降水量,导致苹果园地0—10 m土层土壤强烈干燥化,逐月土壤有效含水量波动性降低,1—10年生、11—20年生和21—40年生期间发生土壤干燥化并且程度逐渐加剧,但干燥化速率逐渐减缓,土壤干燥化速率分别为95.4 mm/a、12 mm/a和1.5 mm/a。(4) 随生长年限的延长,苹果园地0—10 m土层土壤湿度逐渐降低、土壤干层分布深度逐渐加大,在14年生时超过了10 m,20年生以后2—10 m 土层形成稳定的土壤干层。因此,基于土壤水分利用的苹果生长与果园利用的合理年限为20 a,最长不宜超过23 a。     

黄土高原降水年内分布差异对旱作果园蒸散特征的影响

天然降水是雨养农业区水文循环的主要驱动因子,在一定程度上决定着土壤水分生态环境,从而影响作物的蒸散特征。本研究通过分析静宁地区历年降水年内分布特征,明确了降水的集中趋势,在2018和2019年田间定位试验基础上,探究土壤水分随降水发生的变化过程以及果园蒸散特征对降水年内分布差异的响应规律。结果表明: 试验区历年降水集中度较高,集中期多分布在7和8月,8月所占比例达75%,且各年降水集中期出现的早晚变化较大。土壤水分对降水的响应主要集中在0～40 cm土层,深层水分只有在大雨量和连续性降水出现时才会发生明显变化。同为丰水年的情况下,2018年降水集中度高,集中期早,时间短,果树日耗水强度呈单峰结构,变幅较大;2019年降水分布均匀,集中期滞后,日耗水强度呈双峰结构,变幅小,大峰靠后。果树最大需水期历时长,2018年大雨的集中分布无法满足后期果树生理需水,果实产量受损,降水利用效率较2019年下降30.2%。黄土高原地区在苹果树幼果生长期往往会出现短暂干旱,影响果实品质,需加强该时段的水分管控。     

AMMI模型在旱地春小麦稳定性分析中的应用

基因型与环境的互作(GEI)决定了作物在多变环境下性状的稳定性。AMMI模型是一种将方差分析和主成分分析结合于一体,能更有效分析GEI、进而评价基因型稳定性和环境对基因型差异分辨力的有力工具。利用AMMI模型对10个品种(系)、13个试点组成的全国旱地春小麦区域试验产量资料分析表明,试点间平均产量变幅为396.6~4050.2 kg.hm-2,现代品种间的平均产量变幅为1318.6~2315.6 kg.hm-2;基因型间、环境间和GEI引起的产量变异达到极显著水平,三者的变异平方和分别占总处理平方和的6.2%、70.3%、23.5%,表明环境和GEI对产量变化的影响远大于基因型。用前3个代表了90.8%GEI信息的显著主成分计算基因型稳定性参(Di)和试点分辨力(Dj),基因型间Di最大相差达3倍、而试点间Dj最大相差19倍;属于高产、稳产的品种有:定西35、西旱1号、定丰889,而在这两方面均表现最差的品种为蒙麦35号。有些品种对某些试点有特殊适应性,局部推广价值也大。     

Impacts of climate change on rice production in Africa and causes of simulated yield changes

This study is the first of its kind to quantify possible effects of climate change on rice production in Africa. We simulated impacts on rice in irrigated systems (dry season and wet season) and rainfed systems (upland and lowland). We simulated the use of rice varieties with a higher temperature sum as adaptation option. We simulated rice yields for 4 RCP climate change scenarios and identified causes of yield declines. Without adaptation, shortening of the growing period due to higher temperatures had a negative impact on yields (?24% in RCP 8.5 in 2070 compared with the baseline year 2000). With varieties that have a high temperature sum, the length of the growing period would remain the same as under the baseline conditions. With this adaptation option rainfed rice yields would increase slightly (+8%) but they remain subject to water availability constraints. Irrigated rice yields in East Africa would increase (+25%) due to more favourable temperatures and due to CO2 fertilization. Wet season irrigated rice yields in West Africa were projected to change by ?21% or +7% (without/with adaptation). Without adaptation irrigated rice yields in West Africa in the dry season would decrease by ?45% with adaptation they would decrease significantly less (?15%). The main cause of this decline was reduced photosynthesis at extremely high temperatures. Simulated heat sterility hardly increased and was not found a major cause for yield decline. The implications for these findings are as follows. For East Africa to benefit from climate change, improved water and nutrient management will be needed to benefit fully from the more favourable temperatures and increased CO2 concentrations. For West Africa, more research is needed on photosynthesis processes at extreme temperatures and on adaptation options such as shifting sowing dates.     

渭北旱塬保护性耕作对冬小麦-春玉米轮作田蓄水保墒效果和产量的影响

通过2007—2010年田间定位试验,研究了平衡施肥、常规施肥和无肥(或低肥)条件下,免耕、深松和翻耕处理对渭北旱塬冬小麦-春玉米轮作田土壤贮水量、作物产量、水分利用效率(WUE)和纯收益的影响.结果表明:休闲期免耕处理蓄水保墒效果最好,深松次之,翻耕最差;轮作田生育期内免耕和深松处理0~200 cm平均土壤贮水量分别较翻耕提高6.7%和1.9%;各施肥条件下作物产量、WUE和纯收益均以深松处理最高,且以平衡施肥深松处理表现最好,2007—2008年冬小麦、2009年春玉米、2009—2010年冬小麦产量分别为6909、9689、5589 kg.hm-2,WUE分别为18.5、25.2、23.0 kg.hm-2.mm-1,纯收益分别为5034、5045、7098元.hm-2.因此,平衡施肥与深松组合处理的蓄水保墒和增产增收效果最好,是渭北旱塬冬小麦-春玉米轮作田较适合的施肥耕作模式.     

区域气候变化情景下气候变率对我国水稻产量影响的模拟研究

利用中国随机天气模型将中国区域气候模式ＲＣＭ与作物模式ＣＥＲＥＳ－Ｒｉｃｅ相连接，模拟了３种气候变率（０％，１０％，２０％）水平下未来气候（２０５０年，假定此时ＣＯ２浓度为５５０ｍｇ／Ｌ）对我国水稻主产区（广州，长沙，南京）灌溉水稻和雨养水稻在考虑ＣＯ２肥效与否条件下的产量，模拟结果表明；（１）气候变率对水稻产量的影响因经营方式和研究地区的不同而有差异，对灌溉水稻来说，气候变率对其产量有负面影响，     

黄土高原沟壑区王东沟小流域土壤有机碳空间分布

地貌和土地利用是影响土壤有机碳(Soil organic carbon,SOC)空间变异的重要因素。以黄土高原沟壑区王东沟小流域(8.3 km2)为对象,在考虑地貌单元和土地利用影响的基础上,采集0—20cm样品448个,0—200cm样品33个。研究了地貌单元(塬面、塬坡和沟道)和土地利用方式对SOC含量的影响。结果表明,地貌单元和土地利用对小流域表层和深层SOC的含量分布影响都有显著差异。0—20cm土层的SOC含量,沟道塬面塬坡;塬面表层SOC含量的变化平缓;塬坡和沟道SOC变异大于塬面。0—200cm土层SOC三地貌单元差异达极显著水平(P99.9%),塬面SOC含量最高(5.37g kg-1),塬坡(3.06 gkg-1)最低。不同地貌单元条件下土地利用方式对表层和剖面SOC含量分布的影响也存在明显差异。塬面区,人工草地SOC含量亦明显高于农田和果园,但仅40cm以上土层SOC达到显著差异。在塬坡上,不同土地利用类型间,发生显著差异深度达到140cm。沟道内,林草两种土地利用类型间的SOC含量无显著差异。在估算该地区SOC密度和储量时,需要充分考虑地貌单元和土地利用方式的影响。     

黄土高原西部旱农区不同品种马铃薯集雨限灌效应

通过大田试验研究了集雨限灌对同薯23号和大西洋两个马铃薯品种的补灌效应.结果表明：集蓄雨水在苗期补灌能显著提高旱作马铃薯的产量,且大西洋增产幅度高于同薯23号;在薯块膨大期补灌同薯23号的产量增加不显著,而大西洋减产.低额补灌（补灌45 mm）有利于同薯23号水分利用效率（WUE）和灌水利用效率（IWUE）的提高.大西洋苗期补灌的WUE和IWUE均高于薯块膨大期.补灌提高了同薯23号的大薯率、中薯率和单株薯产量,降低了小薯率, 但绿薯率、烂薯率有所增加;大西洋的大薯率和小薯率增加,中薯率稍有下降,烂薯率增加.     

北京东灵山木腐菌主要种类的区系组成及分布特征

于2013年9月中旬和2014年9月下旬,对北京东灵山自然保护区的木材腐朽真菌进行调查和分析。结果表明:在15种树属上共采集1007份标本,经鉴定为128种,隶属于11目24科;其中优势科为多孔菌科、锈革孔菌科和皱皮菌科,分别占该地总种数的27.34%、17.96%和12.5%;优势种为14种,个体数量占全部数量的48.76%,而且绝大部分为白腐菌;通过绘制稀疏曲线,发现在倒木腐烂阶段的中后期,寄主直径为0~5 cm和10 cm,寄主树种为栎属和杨属,基质树皮存在状态下木腐菌数量和物种多样性较高;生长个体数量少的基质含有较多的木腐菌物种;发挥主要降解作用的功能类群中,后续降解者的数量最多,先锋物种和终极分解者数量较少;该地褐腐菌比例较低与缺少针叶树种有关;为了提高该地木腐菌的多样性,可以从保护基质多元化着手。