分类： 其他 >> 综合 提交时间： 2018-06-24 合作期刊: 《中国科学院院刊》
摘要： 华北平原农业的高强度水肥投入造成严重地下水超采和氮素污染风险。中国科学院栾城农业生态系统试验站立足农田生态系统的长期生态学监测和研究，围绕农业资源高效利用和可持续发展，建立了农田土壤-作物-大气系统（SPAC）界面节水调控理论与技术，提出基于农田水平衡的休耕轮作和适水型种植制度调整思路，阐明了农田碳氮循环特征和温室气体排放及硝酸盐淋失通量，在厚包气带水盐运移和硝酸盐转化和削减机理方面取得突破性认识，研发了农田生产信息快速获取和精准管理的技术产品与平台，并与农业发展紧密结合，集成了系列农业生产技术模式，为区域农业的优质高效发展和水资源可持续利用提供了理论和技术支撑。
分类： 农、林、牧、渔 >> 农业基础学科 提交时间： 2017-10-20 合作期刊: 《中国生态农业学报》
摘要： 河北低平原淡水资源短缺, 微咸水资源丰富, 合理开发利用微咸水已经成为缓解水资源供需矛盾的重要途径之一。本研究于2011—2015 年在河北省沧州市中国科学院南皮生态农业试验站进行, 以冬小麦和夏 玉米一年两熟种植体系为研究对象, 开展了河北低平原区实施微咸水灌溉对冬小麦及下茬作物夏玉米产量及灌溉对土壤盐分周年平衡的影响。2013—2014 年冬小麦灌溉处理设雨养旱作处理(CK)、拔节期淡水灌溉1 水(F1)、拔节期用2 g·L1、3 g·L1、4 g·L1、5 g·L1 的微咸水灌溉1 次(B21、B31、B41、B51)、拔节期和灌浆期用淡水灌溉(F2)、拔节期用3 g·L1 的微咸水+灌浆期用淡水灌溉(B31F1)、拔节期用淡水+灌浆期用3 g·L1 微咸水灌溉(F1B31)、拔节期和灌浆期都用3 g·L1 的微咸水灌溉(B32)、拔节期、抽穗期和灌浆期都用淡水灌溉(F3)。2014—2015 年根据上年度的试验结果对试验处理进行了精简, 冬小麦灌溉处理设CK、F1、B31、B41、B51、B42(拔节期和灌浆期都用4 g·L1 的微咸水灌溉)。结果表明, 一般年型下冬小麦生育期灌溉2 水就能获得高产和稳产, 平均产量为6 593.4 kg·hm2。利用小于5 g·L1 的微咸水灌溉, 与淡水灌溉相比, 不会造成冬小麦产量降低, 灌溉1 次微咸水比雨养旱作处理增产10%~30%, 可用微咸水替代1 次淡水。微咸水灌溉条件下冬小麦收获时土壤盐分有所积累, 表层土壤含盐量大于1 g·L1, 影响下茬玉米的出苗和生长, 但夏玉米播种后用675~750 m3·hm2 淡水灌溉可满足耕层淋盐需求, 达到玉米生长的安全阈值, 与淡水灌溉处理的玉米产量相比不减产。利用夏季降雨, 可使土壤盐分得到淋洗, 当夏季降雨量大于300 mm 时, 冬小麦微咸水灌溉下土壤盐分达到周年平衡。沧州地区73%以上的年份, 夏季降雨量大于300 mm, 为土壤淋盐创造了条件, 保证了微咸水替代一次淡水灌溉的安全性。
分类： 农、林、牧、渔 >> 农业基础学科 提交时间： 2017-10-20 合作期刊: 《中国生态农业学报》
摘要： 淡水资源短缺已经成为全球性的问题, 开发利用地下咸水资源, 发展农业灌溉已成为各国关注的焦点问题。微咸水或咸水代替部分淡水进行农业灌溉, 在一定程度上可缓解淡水资源的不足, 但咸水和微咸水灌溉带来的土壤积盐和作物减产等问题始终是研究的重点和难点。本文从咸水或微咸水灌溉带来的潜在土壤盐渍化危害入手, 就如何应对咸水和微咸水灌溉带来的次生盐渍化问题, 通过总结前人大量的研究成果, 分析了减轻土壤盐渍化对作物危害的各种途径, 从微咸水灌溉和咸水灌溉两个层面就优化农田管理农艺措施、生物措施、水利工程措施等方面进行概述。重点介绍了咸水或微咸水灌溉对土壤微环境的影响, 优化田间管理农业措施(如合理的灌溉制度和灌溉方式、覆盖、深耕等), 土壤中施入有机物质(如植物秸秆、有机肥、绿肥、生物质炭等)和无机土壤改良剂(如石膏、沸石等)、施用根际促生菌肥、种植盐土植物和耐盐作物品种等, 以及咸水结冰灌溉、暗管排盐等水利工程措施, 这些都是降低咸水灌溉带来的土壤盐害行之有效的方法。以微咸水或咸水补灌为核心, 结合雨水资源利用, 通过种植耐盐植物品种、增施土壤微生物肥、土壤调理剂等措施提高土壤缓冲能力, 配套垄作和地膜覆盖等降低土壤蒸发措施, 抑制土壤盐分表层积聚, 配套秸秆还田和土壤耕作技术, 提高土壤蓄雨淋盐和养分快速提升, 集成微咸水安全高效灌溉技术模式, 制定规范化的技术应用规程, 有机地结合各种改良措施, 可有效控制咸水和微咸水灌区土壤次生盐渍化, 达到咸水资源的高效安全可持续利用, 提升水资源保障能力。
分类： 农、林、牧、渔 >> 农业基础学科 提交时间： 2017-10-20 合作期刊: 《中国生态农业学报》
摘要： 小麦是我国北方重要粮食作物, 在农业生产中经常受到干旱和盐分胁迫影响, 造成减产。种子引发是在种子萌发前用天然或人工合成试剂对种子进行处理, 从而提高植物抗逆性的一种简单而有效的方法。在干旱或高盐条件下, 利用引发剂对小麦种子引发后, 种子萌发提前, 幼苗生长发育代谢增强, 抗逆境相关生理指标提升, 作物抗旱耐盐能力增强, 最终产量及质量得到提高。本文阐述了水、有机物、植物激素、生物活性物质、生物、氧化物、无机信号物质等不同种类引发剂对小麦种子引发的作用机理和效果。并总结了种子引发的主要作用机制, 如: 减少植株对Na+的吸收, 增加对K+、Ca2+的吸收, 减少盐分对生长造成的阻碍; 促进可溶性蛋白和可溶性糖等渗透调节物质的合成和积累, 细胞内维持高渗透压, 有利于根系吸水; 诱使胁迫条件下细胞内超氧化物歧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶、抗坏血酸过氧化物酶等抗氧化酶的合成增多、活性增强, 有效清除活性氧, 维持细胞内氧平衡; 调节植物内源激素合成与运输从而使激素水平处于更加适应胁迫条件的平衡状态等。并讨论了引发剂与植物逆境生理研究之间相互补充、相互促进的关系, 展望了种子引发在农业方面的发展及应用前景。
分类： 农、林、牧、渔 >> 农业基础学科 提交时间： 2017-10-20 合作期刊: 《中国生态农业学报》
摘要： 淡水资源严重匮乏是影响环渤海低平原粮食生产可持续发展的重要限制因素。本文针对该区粮食生产中水分利用效率低、提升潜力巨大, 同时该区浅层微咸水资源和降水资源较丰富的现状, 以中国科学院南皮生态农业试验站最近3 年试验研究结果为基础, 综述了在挖掘咸水利用潜力、提高雨水和灌溉水利用效率方面研究工作进展。针对冬小麦夏玉米一年两作种植, 研究结果显示品种间产量和水分利用效率(WUE)差异显著,最高和最低品种差异达20%左右, 通过选用节水高产品种可显著提升产量和WUE; 冬小麦通过拔节期灌溉关键水, 在促进地上部生物量积累同时, 显著促进地下根系生长, 使冬小麦充分利用土壤储水, 实现限水灌溉下稳产高效; 夏玉米通过缩小行距增大株距的缩行匀播, 可提升夏玉米苗期单株作物根系所占土壤体积空间,增加水分养分对作物的有效性, 提高夏玉米成苗率和苗期所截获辐射量, 比常规种植产量提高10%左右; 冬小麦在拔节期利用含盐量不大于4 gL1 的浅层微咸水替代淡水灌溉, 产量与淡水灌溉相同; 浅层微咸水替代淡水灌溉并配套土壤有机质提升技术和利用夏季降水淋盐, 可实现微咸水灌溉下周年土壤盐分平衡。通过上述措施实施, 实现以咸补淡、以淡调盐、多水源互补高效利用, 在不影响作物产量条件下可节约深层淡水资源,促进区域灌溉农业可持续发展。
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