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豫东农田耕层土壤盐分运移特征及影响因素分析

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灌溉排水学报 2023年第12期42卷 172-180页

作者：任文丁大伟刘安能陈金平雍蓓蓓刘春成郭成士张志新谢坤李中阳中国农业科学院农田灌溉研究所河南新乡453002 河南商丘农田生态系统国家野外科学观测研究站/国家农业环境商丘观测实验站/国家农业绿色发展长期固定观测商丘试验站河南商丘476000 中国农业科学院研究生院北京100081 西北农林科技大学草业与草原学院陕西杨凌712100

【目的】探究农田生态系统耕层土壤盐分运移特征及其与水环境关系。【方法】于2010—2020年对河南商丘固定区域内农田生态系统土壤、浅层地下水及流动地表水盐分特征进行观测,采用描述性统计及Piper图分析方法,研究观测区域中土壤及水... 详细信息

【目的】探究农田生态系统耕层土壤盐分运移特征及其与水环境关系。【方法】于2010—2020年对河南商丘固定区域内农田生态系统土壤、浅层地下水及流动地表水盐分特征进行观测,采用描述性统计及Piper图分析方法,研究观测区域中土壤及水体盐分特征长期变化规律及内在联系。【结果】降水量增加是引发耕层土壤(0~20 cm)盐分离子升高的重要原因。耕层土壤电导率最大值通常出现在10—11月,其与8月降水量的线性拟合效果最佳(拟合式为y=0.7943x+126.65,R2为0.6313,P农田生态系统降水量、地下水位与10月的耕层及浅层土壤电导率表现为正向关系,且耕层土壤是水体可溶性盐离子的重要来源。

关键词：盐分迁移土壤可溶性盐土壤电导率耕层土壤水环境

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滴灌模式和土壤水分对冬小麦土壤水提取量和水分利用的影响

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华北农学报 2023年第2期38卷 149-159页

作者：杨明达张素瑜杨慎骄关小康李帅陈金平王同朝河南农业大学农学院河南粮食作物协同创新中心河南郑州450046 商丘市农林科学院河南商丘476000 中国农业科学院农田灌溉研究所河南新乡453003 河南商丘农田生态系统国家野外科学观测研究站河南商丘476000

为探索高效的灌溉策略以减少灌水量并提高作物水分利用效率以缓解黄淮海冬麦区水资源短缺。采用田间裂区试验设计,探究地表滴灌(DI)和地下滴灌(SDI)条件下不同土壤水分状况(分别为田间持水量的50%~60%,60%~70%,70%~80%,记为W_(50)、W_(... 详细信息

为探索高效的灌溉策略以减少灌水量并提高作物水分利用效率以缓解黄淮海冬麦区水资源短缺。采用田间裂区试验设计,探究地表滴灌(DI)和地下滴灌(SDI)条件下不同土壤水分状况(分别为田间持水量的50%~60%,60%~70%,70%~80%,记为W_(50)、W_(60)和W_(70))对冬小麦产量、土壤水提取量、蒸散量和水分利用效率的影响。结果表明,对于整个生长季,与DI处理相比,SDI处理降低0~0.8 m土层土壤水提取比降低11.8%~21.8%,但SDI处理0.8~1.6 m土层土壤水提取量增加28.4%~29.8%。SDI处理的平均土面蒸发量和灌溉量分别比DI处理减少23.1%,8.9%。虽然花后SDI和DI处理间蒸腾速率的差异不显著,但在W_(50)和W_(60)条件下(亏缺灌溉),SDI处理的净光合速率和叶面积指数均高于DI处理。与DI处理相比,在亏缺灌溉条件下,SDI处理的产量增加14.5%~29.3%,水分利用效率增加13.9%~25.9%。与DI处理相比,在W_(70)条件下,SDI处理更多灌溉水下渗到0.8 m以下土层,从而显著降低上层土壤的土壤水提取量及叶片的净光合速率,导致产量降低4.1%~8.9%。SDI处理在W_(60)条件下能够从深层土壤提取更多水分,并调控冬小麦的光合特性,从而提高冬小麦的产量和水分利用效率。

关键词：冬小麦滴灌模式亏缺灌溉土壤水提取量光合特性水分利用效率

种植密度和灌溉、施氮模式对冬小麦土壤水分状况、产量和品质的影响

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灌溉排水学报 2021年第9期40卷 48-56页

作者：王晓森吕谋超王森蔡九茂李迎秦京涛范习超王和洲中国农业科学院农田灌溉研究所河南新乡453002 农业农村部节水灌溉工程重点实验室河南新乡453002 河南商丘农田生态系统国家野外科学观测研究站河南商丘476000

【目的】探索农业节水、减肥背景下豫北地区冬小麦高产高效种植模式。【方法】采用测坑试验设置了密度、灌溉和追氮3因素,其中密度因素设置2个水平(D1:500万株/hm^(2)基本苗;D2:300万株/hm^(2)基本苗),灌溉因素设置3个水平(W1:返青和灌... 详细信息

【目的】探索农业节水、减肥背景下豫北地区冬小麦高产高效种植模式。【方法】采用测坑试验设置了密度、灌溉和追氮3因素,其中密度因素设置2个水平(D1:500万株/hm^(2)基本苗;D2:300万株/hm^(2)基本苗),灌溉因素设置3个水平(W1:返青和灌浆初期灌水;W2:返青、拔节和灌浆初期灌水;W3:返青、拔节、抽穗和灌浆初期灌水;各生育期灌水定额均相同),追氮因素设置2个水平(N1:氮肥返青期一次性追施;N2:氮肥在返青期和抽穗期分2次追施)对冬小麦土壤水分状况、叶片生理指标、产量和品质进行研究。【结果】小麦春季灌返青水、拔节水和灌浆水处理(W2)可在1 m深度土层内形成由浅至深逐渐增加的土壤水分梯度,即能形成适宜冬小麦生长的土壤水分环境又提高了不同土层土壤水的利用。灌水生育期越多冬小麦灌浆期旗叶光合速率(Pn)、蒸腾速率越高,但叶片水分利用效率则随灌水生育期的增多而降低;D2处理Pn高于D1处理Pn;N2处理Pn高于N1处理Pn。种植密度地增加能极显著的提高单位面积小麦穗数(P<0.01),但导致穗粒数和千粒质量极显著下降;灌溉因素对穗粒数、千粒质量、产量和灌溉水利用效率(IWUE)的影响均达显著水平(P<0.05),其中千粒质量随灌水生育期的增加而增加,IWUE随灌水生育期的增加而降低,而穗粒数和产量的最大值均出现在W2处理,其次才是W3处理和W1处理;在氮肥追施总量相同的情况下,N2处理的千粒质量和产量均值比N1处理均值有显著增加。此外,小麦籽粒中的氨基酸和蛋白质随灌水生育期的增加而减少;N1处理氨基酸和蛋白质均值比N2处理的稍高。通过回归分析发现,氨基酸和蛋白质量随产量的增加而线性下降。【结论】豫北地区大穗型冬小麦节水减肥推荐种植模式为:种植密度为300万株/hm^(2)基本苗,足墒播种条件下春季灌返青水、拔节水和灌浆水,每次灌水定额为75 mm;基施复合肥养分量N、P2O5和K2O均为90 kg/hm^(2),返青期和抽穗期各追氮肥1次,每次施纯氮60 kg/hm^(2)。

关键词：密度灌水追氮冬小麦产量品质

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外源多胺拌种对夏玉米抗涝性的影响

灌溉排水学报 2016年第1期35卷 63-66页

作者：刘冰周新国李彩霞甄博中国农业科学院农田灌溉研究所河南新乡453002 中国农业科学院研究生院北京100081 河南商丘农田生态系统国家野外科学观测研究站河南商丘476000

为了缓解玉米生产中涝渍胁迫带来的问题,通过小区试验,研究外源多胺拌种对玉米抗涝能力的影响。结果表明,淹水后,多胺拌种植株的丙二醛物质的量浓度均低于不拌种植株,且在恢复期内基本能下降到正常水平;多胺拌种植株的可溶性蛋白和可溶... 详细信息

为了缓解玉米生产中涝渍胁迫带来的问题,通过小区试验,研究外源多胺拌种对玉米抗涝能力的影响。结果表明,淹水后,多胺拌种植株的丙二醛物质的量浓度均低于不拌种植株,且在恢复期内基本能下降到正常水平;多胺拌种植株的可溶性蛋白和可溶性糖质量分数在处理时期均低于不拌种植株,淹水后均升高,且表现出先升后降的趋势;淹水条件下,百粒质量和产量均大幅度下降,在淹水3、5、7、9d条件下,多胺拌种和不拌种植株百粒质量下降幅度分别为2.94%、14.42%、21.88%、22.11%和16.24%、18.30%、25.59%、27.99%,产量降幅分别为32.10%、43.20%、48.74%、43.94%和35.13%、47.65%、53.67%、48.86%;持续淹水条件下,多胺拌种产量比不拌种产量最高可提高625.11kg/hm2。

关键词：外源多胺拌种夏玉米抗涝性产量

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生物特征及物种组合对重金属污染修复的影响

环境科学与技术 2024年第S1期47卷 59-69页

作者：任文李嗣艺李中阳孙玖明王广帅刘源中国农业科学院农田灌溉研究所河南新乡453002 河南商丘农田生态系统国家野外科学观测研究站国家农业环境商丘观测实验站国家农业绿色发展长期固定观测商丘试验站河南商丘476000 河南大学农学院河南开封475004

生物修复具有成本低廉、不易产生二次污染及便于回收的特点,常被用于重金属污染程度较低区域的修复工作中。文章总结了各类植物应对重金属胁迫的特殊机制,介绍了植物生物特征对修复效果的影响,然后阐述了重金属在食物链中的传递特性及... 详细信息

生物修复具有成本低廉、不易产生二次污染及便于回收的特点,常被用于重金属污染程度较低区域的修复工作中。文章总结了各类植物应对重金属胁迫的特殊机制,介绍了植物生物特征对修复效果的影响,然后阐述了重金属在食物链中的传递特性及其对动物活动习性的影响,分析了可用于重金属修复的动物种类及其对构建平衡网络结构的意义,最后还汇总了微生物对重金属污染的适应机制及应对策略。在上述内容的基础上,总结了植物组合、植物与动物组合及植物与微生物组合中,物种间作用关系对重金属修复的影响。该综述表明了合理搭配物种可以扩大物种适用区间,增强物种抗胁迫能力,同时提升重金属修复效率,但如何有效协调不同物种间作用关系及充分发挥各物种特征是生物组合修复的重要研究方向。

关键词：生物特性重金属修复生物组合种间作用关系生物修复生物多样性

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河南商丘引黄补源区地下水位时空变异研究

灌溉排水学报 2014年第2期33卷 64-68页

作者：白芳芳樊向阳陈金平杨慎骄王和洲中国农业科学院农田灌溉研究所河南新乡453002 中国农业科学院研究生院北京100081 河南商丘农田生态系统国家野外科学观测研究站河南商丘476000

运用地统计学方法,研究1996—2010年商丘地下水位的时空变化规律。结果表明,商丘市地下水位整体上呈增加趋势,民权县和永城市部分地区地下水位小幅下降;地下水位在东西向和南北向呈明显的一阶趋势;2010年和1996年地下水位均表现为几何... 详细信息

运用地统计学方法,研究1996—2010年商丘地下水位的时空变化规律。结果表明,商丘市地下水位整体上呈增加趋势,民权县和永城市部分地区地下水位小幅下降;地下水位在东西向和南北向呈明显的一阶趋势;2010年和1996年地下水位均表现为几何各向异性,2010年地下水位具有强烈的空间相关性(C0/(C0+C1)=0.247),1996年地下水位具有中等强度的空间相关性(C0/(C0+C1)=0.423),空间相关最大变程由1996年的55.006km增加到2010年的60.728km。

关键词：地下水位引黄补源区普通Kriging 地统计学时空变异

呼伦贝尔草甸草原区主要植物种群生态位特征与物种多样性对封育年限响应

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草业学报 2021年第10期30卷 15-25页

作者：聂莹莹陈金强辛晓平徐丽君杨桂霞王旭中国农业科学院农业资源与农业区划研究所呼伦贝尔草原生态系统国家野外科学观测研究站北京100081

采用Levins生态位指数、Pianka生态位重叠指数和物种多样性指数,分析草甸草原区主要植物种群生态位对封育年限的响应特征。结果表明:退化草地实施封育措施后,群落中主要植物种群生态位宽度发生变化,未封育(对照区)样地以多年生草本植物... 详细信息

采用Levins生态位指数、Pianka生态位重叠指数和物种多样性指数,分析草甸草原区主要植物种群生态位对封育年限的响应特征。结果表明:退化草地实施封育措施后,群落中主要植物种群生态位宽度发生变化,未封育(对照区)样地以多年生草本植物蒲公英生态位宽度最大;封育年限为4和13年时,生态位宽度最大的物种均为展枝唐松草;封育年限为5、6、8和10年时,生态位宽度最高的物种依次是羊草、麻花头、囊花鸢尾和贝加尔针茅;退化草地实施封育后,物种间生态位重叠指数值集中在0.6~0.9,而未封育样地物种生态位重叠指数值在0.0~0.3;随着封育年限的增加,生态位重叠指数总平均值表现出先增加后降低的变化趋势,其中未封育(对照区)样地主要植物种群生态位重叠指数总平均值最低,封育5年时,主要植物种群生态位重叠指数总平均值最大,为0.68;封育草地的主要植物种群的生态位重叠指数平均值较未封育(对照区)样地增加了40.76%~93.68%;封育年限为5年时,Shannon-Wiener多样性指数、Simpson多样性指数和Margalef丰富度指数、Pielou均匀度指数最大,分别比未封育(对照区)增加了45.46%、16.51%、45.80%和23.38%。封育后,群落多样性、丰富度和均匀度显著增加,并且植物种间竞争加剧,但在封育5年后,随着封育年限的增加,多样性、丰富度以及均匀度逐渐降低,导致生态位分化,种间竞争减缓,群落趋于稳定。因此,从物种多样性角度出发,该区封育时间不宜过长,在封育5年后,可采取适当利用,保护群落多样性。

关键词：草甸草原围栏封育生态位物种多样性

灌溉模式对红壤稻田土壤环境及水稻产量的影响

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农业工程学报 2010年第6期26卷 26-31页

作者：尹春梅谢小立中国科学院亚热带农业生态研究所长沙410125 中国科学院亚热带农业生态过程重点实验室长沙410125 桃源农田生态系统国家野外科学观测研究站桃源415700

为优化红壤丘陵区水稻生产的水分管理模式,以中国科学院桃源农业生态试验站长期田间定位试验为研究对象,模拟分析了江南红壤丘陵区4种不同灌溉模式对稻田的土壤环境及系统生产力的影响。结果表明,土壤环境方面,雨养稻田与模拟节水灌溉相... 详细信息

为优化红壤丘陵区水稻生产的水分管理模式,以中国科学院桃源农业生态试验站长期田间定位试验为研究对象,模拟分析了江南红壤丘陵区4种不同灌溉模式对稻田的土壤环境及系统生产力的影响。结果表明,土壤环境方面,雨养稻田与模拟节水灌溉相比,水稻生育期白天平均土壤温度高0.3～0.5℃;长期淹灌红壤稻田土壤体积质量相对较低,土壤蓄水能力较强,有利于土壤有机质的累积和氮素质量分数的提高,淹灌表层(0～20cm)土壤全氮质量分数较雨养和湿灌分别高10.8%和8.8%,土壤有机质质量分数分别高7.0%和6.1%。由于江南丘陵区降雨资源丰富,早稻期间雨量充沛,处理间早稻产量差异主要来自不同灌溉模式下土壤环境尤其是土壤养分条件的改变;晚稻期间,水分则成为水稻产量提高的限制因子,雨养区晚稻产量显著低于其他灌溉处理。相对于其他水分管理模式,红壤双季稻田淹水灌溉模式能够获得更高的水稻产量。

关键词：灌溉土壤测定作物产量红壤丘陵区土壤环境

耕作方式对豫东夏玉米产量和水分利用效率的影响

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灌溉排水学报 2017年第9期36卷 13-19页

作者：张笑培周新国王静丽樊向阳黄仲冬杨慎骄王和洲中国农业科学院农田灌溉研究所河南新乡453002 河南商丘农田生态系统国家野外科学观测研究站河南商丘476000 河南农业大学郑州452000

豫东地区夏玉米生长季恰逢雨季,季节性强降水经常导致农田积水,使玉米生长受到涝渍灾害威胁,为探索当地夏玉米的适宜栽培管理模式,试验设置播前翻耕、深松和旋耕3种耕作处理,并以当地种植习惯的免耕贴茬播种为对照,通过田间小区试验重... 详细信息

豫东地区夏玉米生长季恰逢雨季,季节性强降水经常导致农田积水,使玉米生长受到涝渍灾害威胁,为探索当地夏玉米的适宜栽培管理模式,试验设置播前翻耕、深松和旋耕3种耕作处理,并以当地种植习惯的免耕贴茬播种为对照,通过田间小区试验重点研究了不同耕作方式对农田土壤水分、夏玉米农艺性状、籽粒产量及水分利用效率的影响。结果表明,与免耕贴茬播种处理相比,翻耕和深松处理均能在强降雨后有效降低表层土壤含水率,增加夏玉米生长中后期的株高和叶面积;翻耕和深松处理籽粒产量分别提高了26.55%和19.67%;翻耕和深松处理水分利用效率分别提高了15.37%和9.69%,旋耕处理降低了3.45%。综合考虑夏玉米籽粒产量、水分利用效率等因素,翻耕和深松措施是适宜于豫东地区夏玉米高产的栽培模式。

关键词：耕作方式土壤水分夏玉米水分利用效率