【目的】根构型直接影响作物的水肥吸收,而定量根构型的相关指标多局限于二维分析,缺乏有效的3D分析指标。论文探讨计算分析根构型3D特征的指标与操作方法,用于定量稻麦轮作制不同耕作方式对小麦根构型的影响。【方法】使用自制的根构型数字化仪,测取田间小麦根系的真实空间拓扑数据,获得根系构型的空间坐标。然后运用Matlab编程实现小麦根构型拓扑数据的虚拟重构,令虚拟根系再现实体根系的空间拓扑。结合分形理论与软件的计算分析功能对虚拟根构型进行分形维计算,分别获取3D分形维数、3D分形丰度、2D分形维数、2D平面分形丰

【目的】研究冬小麦-夏玉米轮作区土壤养分的时间和空间变化规律以及多年轮作对土壤养分的影响。【方法】以国家精准农业示范研究基地为例,利用GIS技术和地统计学方法,结合《北京土壤养分分等定级标准》,分析冬小麦-夏玉米轮作区土壤养分时空变异特征。【结果】从2000—2007年,研究区严重缺乏磷、钾养分,且含量等级呈下降趋势;土壤全氮含量虽在部分区域偏高,但盈亏等级也呈下降趋势;有机质含量略微增加,处于平衡状态。不同年度的各土壤养分的变异系数范围为11.00%—51.71%,属于中等程度的变异。随着时间的推移,有效磷、有机质、全氮和碱解氮空间分布稳定。速效钾在2001年空间分布规律与2000年和200...

[目的]本文旨在获取长江下游稻麦轮作区水稻与小麦机收环节的土壤扰动信息,评价该区在全程机械化条件下各机械化作业环节对土壤系统的影响。[方法]于该区连续开展3个作物季的田间调查,结合贯入阻力和微地貌测试,同时辅以取样法监测土壤含水率及容重。[结果]综合微地貌测试仪、土壤紧实度仪及土壤取样等方法获得的多维度土壤物理指标能够准确反映出中小型稻麦联合收割机对土壤的影响。水稻机收环节的微地貌破坏严重,麦收环节机械对土壤的破坏显著降低。收割机并不造成耕作层土壤容重显著变化,表明稻作制的机械-土壤关系特殊。基于多季、不同作物及不同土层数据的统计分析进一步表明,在该区开展农机安全生产的土壤含水率上限为35%,土壤紧实度下限为1 MPa。履带式中小型收割机造成的土壤压实面积比最低(40%),微地貌破坏能够影响全耕层,因此现有的机械设计准则需要针对稻麦轮作制的区域农业特点进一步修订。[结论]本文组装设计的土壤扰动区域调查方法可为农业智能化农情信息装备的研发提供借鉴,所得的机收土壤扰动结果也可为土壤质量精准管理提供参考。

采用典型区域田间试验结合生物地球化学模型(DNDC模型),以上海市崇明岛为例对稻麦轮作系统作物产量和温室气体排放进行了模拟研究。结果表明:DNDC模型能较好地模拟田间实测到的稻麦轮作系统温室气体排放通量。在常规用量的80%～150%之间增施氮肥对作物产量无显著增加,但稻麦轮作系统综合温室效应呈递增趋势。东滩农业园区稻麦轮作系统最优施氮量为常规用量的62.98%,此时单位产量增温潜势(Global WarmingPotential,GWP)最小,作物产量为12 877.5kg/(hm2.a),综合温室效应较常规施氮降低36.70%。长江下游地区稻麦两熟制农业生态系统能够通过合理控制农田氮肥用量减...

以太湖地区的常熟市为试验区,选择不同土壤类型的农田,设置不同氮肥水平田间小区试验与微区试验,对稻麦轮作下作物产量的氮肥效应及田间适宜施氮量进行了研究。结果表明,无论是水稻,还是小麦,随施氮量增加,作物氮肥农学利用效率均下降。2年多点田间试验结果显示,该地区水稻的区域平均适宜施氮量为(176±24.2)kg.hm-2,小麦为(228±27.1)kg.hm-2。研究结果还表明,在该地区大义黄泥土上,水稻(品种4007)兼顾生产、生态和经济效益比较合理的施氮量为171~204 kg.hm-2。

分别在缺钾的宁镇丘陵区白土与太湖平原地区低位白土类型水稻土上进行的钾肥试验表明:一季钾肥(KCI)最佳用量为150～300kg/hm~2。当季小麦可增产16.8%～22.6%:随着钾肥用量的增加。单位钾肥的谷物增产量及当季钾肥利用率随之下降;但4～6季稻麦的钾肥总利用率为90.3%～98.6%,钾肥具有明显的后效,肥料钾在土层中淋移较少,淋移程度与施钾量及剖面质地有关.相同品种和管理措施下,在不施钾情况下,作物吸钾量与产量均随种植次数增加而明显降低.

通过大田试验,研究土壤-植物复合系统对新亚铵法制浆中段水的处理效果,中段水灌溉对作物产量的影响以及由此而产生的经济效益,以期为新亚铵法制浆中段水的资源化利用开辟途径。试验结果表明,土壤-植物系统对制浆废水中CODcr、总氮、总磷具有较好的去除效果,去除率分别达到了86%,60%及90%以上;同时制浆废水灌溉能够明显促进作物生长,增加作物产量11.56%~47.65%;利用制浆废水灌溉,可以处理废水19 200 m3,节约污水处理费用17 280元,节约肥料投入3 359元,粮食产值达到28 893元,可产生经济效益41 842元。因此,制浆废水作为灌溉用水是可行的,并且下渗水经过收集后可以做为...

【目的】为摸清氮肥与作物产量之间的关系,明确冬小麦/夏玉米轮作体系氮肥投入阈值范围,从污染源头控制氮肥的迁移、流失,提高氮肥吸收利用效率和减少环境污染提供理论依据。【方法】采用大田小区试验,设置不施肥对照、优化减氮25%、优化施肥、优化增氮125%、优化增氮150%、优化增氮200%等6个处理,研究黄壤坡耕地土壤中硝态氮、铵态氮及可溶性氮累积、迁移规律及作物产量的影响。【结果】施氮均能提高土壤硝态氮、铵态氮和可溶性氮的含量及其累积量;各处理硝态氮、铵态氮的垂直迁移趋势不同,且土壤硝态氮、铵态氮主要集中在0～40 cm土层,分别占总硝态氮含量的37.3%～55.1%、29.3%～45.1%,2种作物可溶性氮的垂直迁移趋势基本一致;与优化施肥相比,优化增氮处理对硝态氮、铵态氮向土壤深层迁移趋势影响作用明显,但对土壤可溶性氮向土壤深层迁移趋势影响不明显;施肥各处理的硝态氮、铵态氮和可溶性氮含量及小麦和玉米产量较不施肥处理均有显著增加。【结论】合理施用氮肥可降低土壤硝态氮、铵态氮和可溶性氮及提高作物产量。优化减氮(OPT-N)措施较其他施肥处理的经济效益和环境效益有显著提高,是值得推荐的施氮措施。

【目的】定量研究华北地区冬小麦-夏玉米轮作节水体系的水分周年利用特征。【方法】在大田条件下,通过在小麦季设不灌水(W0)、拔节水(W1)、拔节水+扬花水(W2)和起身水+孕穗水+扬花水+灌浆水(W4)4个水分处理,进行了两个周期的研究。【结果】(1)小麦产量和周年最高产量两年分别在节水灌溉处理W1和W2获得,玉米产量在不同处理间无显著差异。小麦水分利用效率(WUE)与产量的表现相似,玉米WUE显著高于小麦,并随灌水量的增加显著降低;周年WUE则在W0或W1处理最高,而后随灌水量的增加显著降低。(2)W4处理的2 m土体土壤水分含量在各个阶段没有明显变化,其它处理则随小麦生育进程而不断降低(即土...

【目的】针对河西绿洲灌区资源型缺水严重，作物生产中地膜和水氮投入量大且利用率低等问题，探讨水氮减量条件下免耕一膜两年用对后茬作物水分利用特征的影响，为构建试区水氮减量和水分高效利用技术提供实践依据。【方法】2019—2021年，开展三因素裂区试验，设传统翻耕（CT）和免耕一膜两年用（NT)2种耕作方式，减量20%灌水量（I1,1 920 m~3·hm~(-2)）和传统灌水量（I2,2 400 m~3·hm~(-2))2个灌水水平，减量40%施氮（N1,135 kg·hm~(-2)）、减量20%施氮（N2,180 kg·hm~(-2)）和传统施氮（N3,225 kg·hm~(-2))3个施氮水平，研究不同处理的耗水量、棵间蒸发量和水分利用效率。【结果】一膜两年用可优化小麦播前土壤水分环境、减少小麦生育期内无效耗水。与CT相比，NT有利于提高小麦播前土壤含水量和贮水量，分别提高了16.9%—23.0%和14.5%—16.5%；可降低小麦全生育期总耗水量（ET）、总棵间蒸发量（E）和蒸散比（E/ET），降低幅度分别为3.5%—4.2%、19.0%—20.2%和16.8%—19.3%。随着灌水和施氮量减少，耗水量、棵间蒸发量、E/ET 3个指标随之降低，与I2相比，I1的3个指标分别降低了6.1%—6.4%、10.8%—11.1%和5.5%—6.0%；与N3相比，N2、N1的3个指标分别降低了2.2%—3.9%、4.2%—10.9%和1.7%—7.2%；耕作方式、灌水交互作用下，NTI1较CTI1耗水量、E/ET分别降低了0.6%—6.6%和17.4%—17.6%；免耕一膜两年用集成水氮减量进一步优化耗水结构，与CTI2N3相比，NTI1N2的3个指标分别降低了11.0%—12.9%、28.3%—47.6%和22.5%—26.4%。与CT相比，NT显著提高小麦籽粒产量和水分利用效率，分别提高了4.8%—6.3%和9.0%—9.5%。在NT和CT条件下，I1N2与I2N3、I2N2小麦籽粒产量和水分利用效率（WUE）差异不显著；比较不同处理下的小麦籽粒产量和水分利用效率，以NTI1N2最高，与对照CTI2N3相比，籽粒产量和WUE分别提高了5.1%—6.6%和5.7%—6.2%。【结论】在河西灌区，免耕一膜两年用玉米轮作小麦，在全生育期灌水1 920 m~3·hm~(-2)、施氮180 kg·hm~(-2)，是适用于该区的水氮节约小麦高产和水分高效利用的生产技术。

为研究免耕条件下秸秆还田与施肥对小麦-玉米轮作系统土壤养分和酶活性的影响,于西北农林科技大学校内试验地进行试验,设3个秸秆还田水平:秸秆全量还田、秸秆半量还田、秸秆不还田,施肥和不施肥2个施肥水平,共6个处理,以秸秆不还田+不施肥作为对照,研究秸秆还田与施肥对小麦-玉米轮作系统一年内两季不同作物收获期040 cm土层土壤养分含量和土壤酶活性的影响。结果表明,冬小麦和夏玉米收获期土壤不论是020 cm还是2040 cm土层,秸秆全量还田+施肥和秸秆半量还田+施肥处理相比秸秆不还田+不施肥均能增加土壤有机碳、

为揭示滴水量对冬小麦根系生长和耗水特征的影响规律,以新冬18号为材料,田间研究了1 620 m3/hm2(W1)、1 950 m3/hm2(W2)、2 400 m3/hm2(W3)、2 850 m3/hm2(W4)4种滴春水处理对0~100 cm土层含水量空间变异、0~60 cm土层根系生长和产量分布的影响。结果表明,随着滴水量的增加,增加各土层的含水量,毛管间距1/2处0~40 cm土层含水量增幅远大于毛管处;增加0~60 cm根干质量密度、根长密度和根系活性,且毛管间距1/2处的增幅远大于毛管处;产量增加显著,距毛管第3行产量增幅远大于毛管第1行,以W4最高,为7 827.5 kg/hm2...

为研究河南省小麦、玉米及其轮作系统热量利用率的时空变化规律,因地制宜地提出挖掘河南省不同区域热量潜力和提升热量利用率的有效措施,本文利用河南省17个农业气象观测站1981—2014年的气象资料及小麦和玉米的生长发育资料,统计分析了河南省不同区域小麦、玉米及小麦-玉米轮作系统的热量分布及其利用率的时空变化特征,剖析了其区域差异及形成原因。结果表明:1981—2014年,不同年代小麦-玉米轮作系统生育期在豫北略增加、在豫东呈增—减—增变化特征、在豫西缩短、在豫南则先减后增;河南省各区域小麦和玉米生育期所需有效积温均呈增加趋势,是各区域适应气候变化、提高热量利用率而选用中晚熟品种的结果;小麦和玉米潜在与实际有效积温差南高北低,且小麦有效积温差升高,玉米有效积温差降低,表明玉米热量利用程度高于小麦热量利用程度;在小麦和玉米潜在与实际有效积温的共同变化下,小麦-玉米轮作系统有效积温差在豫南和豫东大部较高,而热量利用率北高南低,东高西低,但均呈升高趋势,表明河南大部分地区小麦-玉米轮作系统热量利用率有明显提升,但在豫南和豫东仍存在较大的提升潜力,今后应着重提高该区的热量利用率。

采用田间试验,研究成都平原水稻-小麦轮作下常规施肥和优化施肥对系统生产力、氮素利用及氮素平衡的影响。结果表明:优化施肥显著提高小麦、水稻产量和系统生产力,分别比常规施肥提高15.04%、20.35%和18.37%;优化施肥促进作物籽粒对氮素吸收利用,提高肥料利用率,优化施肥处理小麦氮肥利用率为28.19%,水稻为48.89%,分别比常规施肥提高11.29%和9.06%;水稻小麦轮作下,常规施肥和优化施肥处理土壤氮素盈余量分别为82.89和95.34 kg/hm2,无肥处理亏缺量为-89.04kg/hm2;氮素损失是土壤-植物体系中氮肥去向的主要形式,优化施肥显著降低小麦季氮素损失。

以宜香优2115为材料,采用二因素裂区设计:主区设小麦或油菜秸秆全量翻埋还田(M_1)和秸秆不还田对照(M_0);副区设4个氮肥管理,不施氮(N_0),基肥、分蘖肥、促花肥、保花肥氮肥施用比例为10∶0∶0∶0(N_1),基肥、分蘖肥、促花肥、保花肥氮肥施用比例为3∶3∶2∶2(N_2),基肥、分蘖肥、促花肥、保花肥氮肥施用比例为2∶2∶3∶3(N_3),研究秸秆还田和氮肥管理对直播稻的光合特性、干物质积累及产量的影响。结果表明:麦–稻或油–稻轮作下,氮肥管理对直播稻主要生育时期的干物质积累、光合特性及产量均存在显著或极显著的调控效应,秸秆还田显著影响水稻拔节期、齐穗期的叶面积指数(LAI)及群体干物质积累,同时油–稻轮作下其调控效应高于麦–稻轮作模式。秸秆不还田时,配合N_3施肥方式,可有效提高直播稻结实期剑叶净光合速率、SPAD值和叶面积指数,延缓叶片衰老,且在拔节期至成熟期间保持较高的群体生长率,干物质积累优势明显;秸秆还田下,配以基肥、分蘖肥、促花肥、保花肥氮肥施用比例为3∶3∶2∶2的管理模式,麦茬或油茬直播稻群体构建合理,结实期剑叶光合能力强,有效穗、每穗粒数较多,表现高产,产量最高可达10 090、10 693 kg/hm~2。综合分析,麦–稻或油–稻轮作下秸秆还田,配合基肥、分蘖肥、促花肥、保花肥氮肥施用比例为3∶3∶2∶2的氮肥管理模式,能实现直播稻的高产稳产。