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气候变化背景下有限供水冬小麦的适宜播期研究
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作者 刘青姗 刘娜 +2 位作者 邵立威 陈素英 张喜英 《中国生态农业学报(中英文)》 北大核心 2025年第4期694-708,共15页
自工业革命以来,气候变化加剧导致华北平原中北部冬小麦-夏玉米生长条件发生改变,调整冬小麦播期对该地区实施“两早-两晚”技术具有重要意义。本试验基于中国科学院栾城农业生态系统试验站2016—2023年限水灌溉条件下冬小麦7个生育期4... 自工业革命以来,气候变化加剧导致华北平原中北部冬小麦-夏玉米生长条件发生改变,调整冬小麦播期对该地区实施“两早-两晚”技术具有重要意义。本试验基于中国科学院栾城农业生态系统试验站2016—2023年限水灌溉条件下冬小麦7个生育期4个播期2个品种的试验数据,确定以稳产为前提的冬小麦适宜播期及满足适播的热量条件。4个播期分别为当地正常播期(播期1)以及每个播期在上一个播期基础上推迟5~7 d (播期2、3和4)。结果表明,除‘石优20’外,冬小麦在播期2后产量明显下降,播期4与其他3个播期下的产量差异较大,根据本试验条件适播日期为10月12—24日,以作物发育基点温度为0℃计算的冬前积温和生育期总积温需分别达350和2 010℃·d。不同播期通过积温影响冬小麦各阶段生育期,随着播期的推迟,不同生长阶段(播种—越冬、越冬—拔节、拔节—扬花和扬花—收获)持续时间变化分别为缩短、延长、延长和缩短,且不同品种对播期的响应不同。晚播冬小麦冬前不具备充分分蘖的气象条件,在拔节期形成最大群体,发育进程滞后影响群体数量以及生殖生长持续时间,从而导致作物减产。冬小麦扬花前生物量增长速率与小麦群体动态变化同步,若冬末春初遇到高温,晚播冬小麦能弥补前期生长进程过慢产生的差距。播期对产量三要素产生的影响为:穗数降低、穗粒数增加和千粒重变化无统计学差异,晚播冬小麦收获指数高于早播,籽粒品质随播期推迟存在下降趋势,但不同品种间存在差异。通过本研究得到以下结论:在温度升高的气候变化背景下,冬小麦适宜播种日期可推迟2.6 d,为夏玉米延长灌浆期晚收获创造条件,研究结果为华北平原中北部实施“两早-两晚”技术的决策提供了理论支撑,为农业发展适应气候变化减轻压力。 展开更多
关键词 气候变化 限水 冬小麦 播期 稳产
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河北山前平原冬小麦/夏玉米生育期优化配置生产技术规程
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作者 邵立威 刘青姗 +1 位作者 张泽伟 于丛娜 《农业工程技术》 2025年第1期119-120,共2页
在河北省山前平原冬小麦/夏玉米一年两熟生产中,为实现周年产量不降低且显著降低灌溉用水量的目标,根据中国科学院栾城农业生态系统试验站长期试验结果总结编制了该技术规程,为河北山前平原冬小麦/夏玉米农业生产提供科学依据。
关键词 冬小麦 夏玉米 播期 技术规程
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节水减氮对太行山山前平原优质小麦产量品质的影响
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作者 王超 付叶涵 +7 位作者 杨晗 高碧玮 乔匀周 李永鹏 马玉诏 杨红 董宝娣 张月辰 《中国生态农业学报(中英文)》 北大核心 2025年第11期2207-2218,共12页
农业集约化背景下水氮是限制作物产能提升的重要原因,但大量灌溉使得太行山山前平原区地下水超采严重,同时氮肥投入过多造成土壤和水体环境承载能力下降,因此,优化氮肥和灌溉应用对于提高干旱地区作物产量和品质、维持生态可持续性具有... 农业集约化背景下水氮是限制作物产能提升的重要原因,但大量灌溉使得太行山山前平原区地下水超采严重,同时氮肥投入过多造成土壤和水体环境承载能力下降,因此,优化氮肥和灌溉应用对于提高干旱地区作物产量和品质、维持生态可持续性具有重要意义。本研究以太行山山前平原区普栽优质强筋冬小麦‘藁优2018’为供试品种,通过设置4个水分处理[W0(雨养旱作)、W1(拔节水)、W2(拔节水+抽穗水)、W3(拔节水+抽穗水+灌浆水,常规灌溉)]和3种施氮水平[N250(农民普施纯氮量,N 250 kg·hm^(-2))、N200(N 200 kg·hm^(-2))、N150(N 150 kg·hm^(-2))],研究了节水减氮对冬小麦氮素转运、水氮利用效率及品质的影响,并综合评价各节水减氮措施的效果。结果表明:与常规灌溉相比,节水处理产量显著降低16.9%~60.7%,主要是因为穗粒数减少和千粒重的降低。与N250相比,减氮处理N150增加不同节水处理的小麦平均地上部生物量(2.5%~21.6%)。节水处理W0增加不同施氮水平下氮素转移量对籽粒的贡献率(43.9%~131.8%),最终增加了籽粒粗蛋白含量(10.9%~36.3%),但显著减少总蛋白含量(7.6%~46.5%)。灌溉量越少,籽粒粗蛋白含量越高,但总蛋白含量越低。在节水处理W0中,与N250相比,N150和N200显著增加总蛋白含量37.5%和24.7%。与W3相比,节水处理显著减少氮肥偏生产力(16.4%~59.6%),但显著增加产量水分利用效率(3.1%~38.2%)和生物量水分利用效率(41.9%~93.4%)。产量与氮利用效率、总蛋白含量、千粒重、氮肥偏生产力呈显著正相关。氮转运量对籽粒的贡献率与籽粒粗蛋白含量,产量水分利用效率和生物量水分利用效率成显著正相关。综合分析得出W3N150得分最高(2.94),且与施氮处理相比,各灌溉处理平均得分差异更大。因此,节水处理可视为该地区小麦产量提高的主要限制因素,减氮处理可作为该地区“双减”策略的主要减量措施,这对优质小麦生产具有重要意义。 展开更多
关键词 小麦 水氮互作 品质 主成分分析 氮利用效率
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干旱对太行山山前平原雨养农田产量影响的模拟研究 被引量:1
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作者 王亚凯 刘孟雨 +4 位作者 董宝娣 乔匀周 张明明 杨红 靳乐乐 《干旱地区农业研究》 CSCD 北大核心 2019年第2期185-194,共10页
以多时间尺度标准化降水蒸散指数(SPEI)作为干旱指标,利用APSIM模型(农业生产系统模拟模型)模拟太行山山前平原雨养旱作农田冬小麦-夏玉米近30 a产量变化,分析干旱对作物产量的影响。结果显示:APSIM模型对模拟雨养条件下作物产量具有良... 以多时间尺度标准化降水蒸散指数(SPEI)作为干旱指标,利用APSIM模型(农业生产系统模拟模型)模拟太行山山前平原雨养旱作农田冬小麦-夏玉米近30 a产量变化,分析干旱对作物产量的影响。结果显示:APSIM模型对模拟雨养条件下作物产量具有良好的适用性,玉米产量年际波动较大、变异系数为51.2%,易受降雨因素影响;小麦产量波动相对较为稳定,变异系数为26.4%。干旱指数与作物产量极显著相关(P<0.01),其中小麦产量与SPEI-3-Apr相关系数达0.79,玉米产量与SPEI-3-Sep相关系数达0.88,适宜干湿状态在0~2之间;所建立的回归方程分别可以解释61.8%的小麦产量变异和87.7%的玉米产量变异。研究表明,SPEI-3-Apr、SPEI-3-Sep可分别作为该地区雨养农田小麦、玉米产量的估计指标。 展开更多
关键词 雨养农田 冬小麦-夏玉米产量模拟 标准化降水蒸散指数(SPEI) APSIM模型
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谷子近缘野生种的亲缘关系及其利用研究 被引量:16
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作者 赵美丞 刁现民 《作物学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第2期267-279,共13页
谷子在约1万年前由青狗尾草驯化而来,我国是谷子的起源中心。谷子所属的狗尾草属在全世界约有125个种,其中中国有15个种,从二倍体到八倍体均有。目前利用染色体原位杂交技术鉴定出狗尾草属6个基因组,利用分子标记分析发现狗尾草属是多... 谷子在约1万年前由青狗尾草驯化而来,我国是谷子的起源中心。谷子所属的狗尾草属在全世界约有125个种,其中中国有15个种,从二倍体到八倍体均有。目前利用染色体原位杂交技术鉴定出狗尾草属6个基因组,利用分子标记分析发现狗尾草属是多起源的,与其多样性的基因组一致。系统演化分析发现,青狗尾草和谷子亲缘关系最近,其次是法式狗尾草和轮生狗尾草;基因组比较分析发现,S.adhaerans的B基因组和S.grisebachii的C基因组与谷子和青狗尾草的A基因具有相对近的亲缘关系,而其他基因组和谷子亲缘较远。在野生资源的利用方面,谷子育种工作者已成功将近缘野生种自然发生的抗除草剂基因转育到谷子中,培育成功了可化学除草的新品种并在生产上利用。本文对谷子野生种的分类、基因组构成、系统进化关系和遗传育种的研究进展进行了综述,重点讨论了谷子近缘野生种在谷子起源与驯化、遗传育种中起到的作用,并对谷子近缘野生种在谷子驯化及育种中的进一步利用做了展望。 展开更多
关键词 谷子 近缘野生种 系统进化分析 遗传育种
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化肥和饲料添加剂生产磷流动特征研究 被引量:2
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作者 陈炫冀 陈晓辉 +1 位作者 柏兆海 马林 《中国生态农业学报》 CSCD 北大核心 2017年第11期1565-1579,共15页
磷是作物和畜禽生长必需的营养元素,同时也是不可再生资源。为了提高农牧业生产力,80%左右的磷矿石用于生产磷肥与磷饲料添加剂,因此提高磷肥和磷饲料添加剂生产效率至关重要。然而关于磷肥和磷饲料添加剂"采矿—选矿—磷酸—磷肥... 磷是作物和畜禽生长必需的营养元素,同时也是不可再生资源。为了提高农牧业生产力,80%左右的磷矿石用于生产磷肥与磷饲料添加剂,因此提高磷肥和磷饲料添加剂生产效率至关重要。然而关于磷肥和磷饲料添加剂"采矿—选矿—磷酸—磷肥/磷饲料添加剂"整个链条的磷流动特征和各个环节效率的定量研究却很少。本研究通过企业实地调研,建立企业流动数据库,利用物质流分析的方法扩展了NUFER(NUtrient flows in Food chains,Environment and Resources use)模型的磷肥和饲料磷添加剂生产模块。以我国某大型磷化工企业为例,定量揭示磷化工企业"采矿—选矿—磷酸—磷肥/磷饲料添加剂"整个链条磷流动特征、损失和利用效率;分析各种磷肥和饲料添加剂产品生产磷流动、利用效率和磷足迹;并利用情景分析提出提高磷利用效率的策略和优化潜力。结果表明:2015年该企业利用含3.902?106 t P2O5的自然矿石,生产了2.426?106 t(折纯P2O5,下同)磷复肥和磷饲料添加剂,其中磷酸二铵和磷酸一铵是最主要的产品,分别为156万t和54万t。磷酸二铵、磷酸一铵、重过磷酸钙、磷酸一二钙、普通过磷酸钙、复合肥、硫肥和磷酸二氢钾产品的生产效率分别为98%、98%、93%、95%、91%、99%、98%和91%,整个生产链条的生产效率为80%。大多数的磷资源在矿石加工部门损失掉,占磷损失量的51%;其次是矿石开采部门(25%)和磷酸生产部门(14%)。通过提高生产效率和废弃物利用率,磷资源损失预计可以减少42%。研究企业的磷利用效率在国内已达先进水平,但仍有提升潜力。 展开更多
关键词 磷资源 磷流动 磷利用效率 物质流分析 NUFER模型 磷化工企业
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有限水供应下基于土壤墒情预报的地面精准控灌技术规程
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作者 邵立威 刘娜 +1 位作者 张泽伟 刘勇 《农业工程技术》 2025年第4期74-75,共2页
准确预报土壤墒情是实施农田高效灌溉管理的重要途径。目前河北平原冬小麦夏玉米一年两作农田以一家一户种植管理为主要种植方式,田块土壤墒情差异大,需根据不同田块的实际管理情况开展土壤墒情预报。随着智能手机普及,制定了小麦玉米... 准确预报土壤墒情是实施农田高效灌溉管理的重要途径。目前河北平原冬小麦夏玉米一年两作农田以一家一户种植管理为主要种植方式,田块土壤墒情差异大,需根据不同田块的实际管理情况开展土壤墒情预报。随着智能手机普及,制定了小麦玉米一年两作田块尺度基于手机APP的墒情预报与地面精准控灌技术规程,以确保所有田块都能获得适量实时供水,提升用水效率。 展开更多
关键词 低压管道 地面灌溉 土壤墒情预报APP 精准控灌 技术规程
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土壤质地和滴头流量对地下滴灌土壤水分运移特征的影响 被引量:1
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作者 贾明磊 魏飒 +2 位作者 刘帆 张玉翠 沈彦俊 《中国生态农业学报(中英文)》 北大核心 2025年第4期749-758,共10页
地下滴灌是一种局部灌溉方式,灌溉水经由滴头在土壤中形成湿润体的过程对作物生长用水至关重要。根据土壤质地、滴头流量和土壤含水率等因素选择适宜的灌溉参数,能够避免灌溉过量或不足。本研究以壤土、砂土和黏土3种质地土壤为研究对象... 地下滴灌是一种局部灌溉方式,灌溉水经由滴头在土壤中形成湿润体的过程对作物生长用水至关重要。根据土壤质地、滴头流量和土壤含水率等因素选择适宜的灌溉参数,能够避免灌溉过量或不足。本研究以壤土、砂土和黏土3种质地土壤为研究对象,设置地下滴灌滴头埋深为30 cm,对0.39 L·h^(−1)、0.90 L·h^(−1)和1.38 L·h^(−1)流量下土壤湿润锋的变化规律进行观测。结果表明,不同土壤类型含水量变化对不同滴头流量的响应存在差异,壤土和砂土在高流量下更易形成规律的湿润体,而黏土则受到滞水效应的影响,在低流量时表现出明显的滞水特性。不同土壤质地对水分运移的影响也有所不同,砂土中湿润锋垂直向下运移距离最大,但垂直向上运移距离为15~20 cm,比壤土小,运移能力较低;黏土中水分运移所受阻力最大,因此在各方向运移距离最短,但变化持续时间最长;壤土中水分运移距离在水平和垂直向下方向上均处于居中水平,垂直向上运移距离最大,说明壤土中水分向上的传输能力最强,该土壤类型相对砂土和黏土更适合30 cm左右埋深的地下滴灌。对于同一质地而言,砂土和壤土中湿润锋在3个方向的运移速率均随滴头流量的增加而增大;黏土水分湿润锋在水平和垂直向下方向运移速率随滴头流量在6%~10%之间变化,相对其他土壤质地变化程度较小,说明黏土水分湿润锋运移在这两个方向上受流量影响较小,但其垂直向上方向运移速率随滴头流量增加先降低再增加,且降低幅度远高于增加幅度,说明较低流量更有利于黏土水分向上运移。在3种土壤质地和3种滴头流量下,随着入渗时间的延长,湿润锋的运移速率总体呈逐渐减缓的趋势;随滴灌流量的增加,湿润锋在水平方向与垂直向上方向的运移距离之比相应增大,说明流量增加相对于土壤水分向上运移来说更有利于促进其水平运移能力。此外,湿润锋水平和垂直方向的运移速率与入渗时间遵循幂函数的规律。砂土垂直向上只运移到距地表10 cm左右处,壤土在3种流量条件下垂直向上运移均达到地表,黏土垂直向上只运移到距地表10.3 cm处。综上所述,不同质地土壤进行地下滴灌时,砂土的滴头埋深须在15 cm以内,流量在0.39 L·h^(−1)左右可以保证作物苗期用水的同时减少渗漏;对于壤土而言,滴头埋深可增至30 cm,流量需依据种植作物出苗时间、灌溉时间以及节水目标决定;黏土滴灌不适合深埋和深根系植物。 展开更多
关键词 地下滴灌 土壤质地 滴头流量 湿润锋 土壤水分运移规律
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播期、播量对旱作小麦‘小偃60’生长发育、产量及水分利用的影响 被引量:57
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作者 张明明 董宝娣 +5 位作者 乔匀周 赵欢 刘孟雨 陈骎骎 杨红 郑鑫 《中国生态农业学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第8期1095-1102,共8页
在旱作条件下,探讨播期及播量对小麦新品系‘小偃60’群体性状、产量及水分利用的影响,可为小麦适雨栽培提供技术依据。试验于2014—2015年在中国科学院南皮生态农业试验站进行,自10月15日至11月14日,每6 d设置一个播期,共设6个播期(T1~... 在旱作条件下,探讨播期及播量对小麦新品系‘小偃60’群体性状、产量及水分利用的影响,可为小麦适雨栽培提供技术依据。试验于2014—2015年在中国科学院南皮生态农业试验站进行,自10月15日至11月14日,每6 d设置一个播期,共设6个播期(T1~T6),设播量不变(B1)和逐期增加播量(B2)两个处理:B1为300 kg·hm^(-2),T1到T6播量相同;B2为随播期推迟播量逐期增加,每推迟1 d增加7.5 kg×hm^(-2),各播期的播量分别为300 kg·hm^(-2)(T1)、345 kg·hm^(-2)(T2)、390 kg·hm^(-2)(T3)、435 kg·hm^(-2)(T4)、480 kg·hm^(-2)(T5)和525 kg·hm^(-2)(T6),研究了不同播期和播量下‘小偃60’群体性状、产量及水分利用的变化规律。试验结果表明:1)随播期推迟,出苗时间延长、生育期推迟,全生育缩短;播量对生育期无显著影响。2)随播期推迟,出苗率和单株成穗数逐渐降低;播量增加,基本苗及穗数提高。3)随播期推迟,株高和生物量降低;播量增加,生物量提高,株高无显著变化。4)随播期推迟,籽粒产量下降;逐期增加播量后,11月2日前籽粒产量可达6 600 kg×hm^(-2)以上且无显著差异。5)若随播期推迟增加播量,前4个播期产量、水分利用效率无显著变化,皆达29 kg×hm^(-2)×mm-1以上。研究结果表明,‘小偃60’是一个播期宽泛的品种,随播期推迟产量下降,但在一定播期范围内通过增加播量,提高群体(穗数),可以获得与适时播种相近的产量,播量与播期推迟天数的理论关系为y=0.368 2x2+1.193 9x+316.7(R^2=0.983 9)。 展开更多
关键词 冬小麦 小偃60 播期 播量 产量 水分利用效率
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冀西北降水同位素特征及其水汽来源分析
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作者 张婷 黄领梅 +3 位作者 孔晓乐 裴宏伟 马全伟 沈彦军 《中国生态农业学报(中英文)》 北大核心 2025年第4期759-768,共10页
冀西北地区地处我国北方干旱湿润过渡带,生态系统对降水的敏感性极强,明确降水的时空分布规律及其来源可为区域农业发展及水资源高效利用提供科技支撑,然而目前对其大气降水中氢氧稳定同位素的认识仍十分有限。本研究采用数理统计法和... 冀西北地区地处我国北方干旱湿润过渡带,生态系统对降水的敏感性极强,明确降水的时空分布规律及其来源可为区域农业发展及水资源高效利用提供科技支撑,然而目前对其大气降水中氢氧稳定同位素的认识仍十分有限。本研究采用数理统计法和同位素示踪法,对冀西北地区张家口市桥东区、张北县和康保县3个站点开展降水同位素观测,分析其时空分布规律及其环境效应,并通过后向轨迹追踪法定量分析了本地区的水汽来源。结果表明:冀西北降水δ^(2)H和δ^(18)O同位素具有明显的季节变化特征,夏季富集、冬季贫化,δ^(2)H和δ^(18)O的最大值和最小值分别出现在桥东区的6月(-38.7‰和-5.7‰)和张北县的1月(-164.8‰和-21.2‰)。降水中稳定同位素温度效应和纬度效应显著,但不存在雨量效应。区域大气降水线为δ^(2)H=7.957δ^(18)O+7.226 (R^(2)=0.962)。水汽输送轨迹显示,夏季降水水汽主要受东亚季风环流影响,东亚季风带来的水汽分别占桥东区、张北县和康保县3个站点夏季降水总量的53.53%、55.43%和52.17%;其他季节主要受西风带水汽以及蒙古大陆性气团控制,水汽占比之和达70%以上。本文结果对于增进区域水循环的认识及水资源的合理优化配置具有重要意义。 展开更多
关键词 降水 同位素 水汽来源 后向轨迹追踪模型 冀西北地区
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滹沱河冲洪积扇北部农田土壤水氮通量模拟
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作者 张津铭 王仕琴 +2 位作者 冯文钊 张志雄 孙和平 《中国生态农业学报(中英文)》 北大核心 2025年第11期2096-2106,共11页
冲洪积扇地区是农业发展的主要区域,也是氮素淋失敏感区域,目前对冲洪积扇区域尺度农田深层土壤水分和氮素淋失通量时空分布的认识仍然有限。本研究选择滹沱河冲洪积扇北部农田为主要研究区,基于改进的HYDRUS区域尺度水氮通量模型,并行... 冲洪积扇地区是农业发展的主要区域,也是氮素淋失敏感区域,目前对冲洪积扇区域尺度农田深层土壤水分和氮素淋失通量时空分布的认识仍然有限。本研究选择滹沱河冲洪积扇北部农田为主要研究区,基于改进的HYDRUS区域尺度水氮通量模型,并行模拟1975—2021年区域农田土壤水分和硝态氮运移过程。结果表明:研究区不同作物类型是影响土壤硝态氮累积量和淋失量的主要因素之一,主要作物类型年均硝态氮累积量由大到小依次为蔬菜(2432 kg·hm^(-2)·a^(-1))、小麦-玉米轮作(1508 kg·hm^(-2)·a^(-1))、棉花(1504 kg·hm^(-2)·a^(-1))和果园(364 kg·hm^(-2)·a^(-1)),年均土壤水分补给通量由大到小依次为蔬菜(351 mm·a^(-1))、小麦-玉米轮作(98 mm·a^(-1))、果园(87 mm·a^(-1))和棉花(54 mm·a^(-1)),多年平均氮淋失量由大到小依次为蔬菜(374 kg·hm^(-2)·a^(-1))、小麦-玉米轮作(68 kg·hm^(-2)·a^(-1))、果园(23 kg·hm^(-2)·a^(-1))和棉花(21 kg·hm^(-2)·a^(-1))。作物类型不仅影响土壤水氮通量的空间分布,也影响硝态氮淋失对地表氮输入响应滞后的时间;蔬菜高灌溉和高施肥的管理方式使得硝态氮淋失滞后时间最短,小麦-玉米轮作次之,再次为果园,棉花最长。小麦-玉米轮作土壤硝态氮累积量和淋失量与水分补给通量呈正相关。土壤硝态氮淋失对降水的年际和季节性响应均很明显,硝态氮淋失量发生明显变化均发生在强降水时期。本研究可为区域尺度面源污染防控和地下水质保护提供科学支撑。 展开更多
关键词 水氮运移 氮素流失 滹沱河冲洪积扇北部 HYDRUS模拟 空间差异
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基于NSGA-Ⅱ算法的白洋淀上游种植结构优化 被引量:17
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作者 王璐 杜雄 +3 位作者 王荣 杨艳敏 胡玉昆 侯振军 《中国生态农业学报(中英文)》 CAS CSCD 北大核心 2021年第8期1370-1383,共14页
合理的种植结构是实现区域水资源及土地资源优化配置的基础。针对白洋淀上游水资源紧缺、种植结构不合理等问题,结合当前主要作物种植结构现状,本研究以作物种植面积为优化变量,以水资源、土地资源、社会需求等为约束条件,以经济效益、... 合理的种植结构是实现区域水资源及土地资源优化配置的基础。针对白洋淀上游水资源紧缺、种植结构不合理等问题,结合当前主要作物种植结构现状,本研究以作物种植面积为优化变量,以水资源、土地资源、社会需求等为约束条件,以经济效益、生态效益最大及总灌溉耗水量最小为目标,构建基于非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)的作物种植结构多目标调整模型,并提出了针对白洋淀上游平原区、山区等不同水资源限制和农业机械化程度情景下的种植结构调整优化方案。研究结果表明,在平原区现状机械化水平下,在不限制用水的情景下,可以通过调减一年两作的种植面积,增加蔬菜和绿豆-鲜食玉米等的种植面积,达到提高经济效益12.6%的目的,而生态效益和节水效益都有所降低。在限水情景下,小麦-玉米调减比例增加,调增绿豆-鲜食玉米、春季甘薯、蔬菜和果蔬的面积,实现经济效益和节水效益的提高;而要达到节水20%的目标,所有作物的种植面积都要缩减,高耗水种植制度小麦-玉米种植面积缩减比例达21.5%,同时经济效益和生态效益都下降。在未来提高机械化水平的情景下,调整优化后的经济效益相比现状机械化水平提高或下降减少。在山区所有情景下,小麦-玉米种植面积随着对水分限制水平(不限水—小于现状水资源—节水20%)的增加调减比例增加,同时增加果树的种植面积。在山区可以通过种植结构的调整达到既节水20%,同时经济效益提高的目标,这是平原区所不能达到的。总之,无论是平原区还是山区,均是在不限水情景下优化后的经济效益、生态效益相对较高,而节水越多,优化后的经济效益、生态效益增幅越小、降幅越大。并且在平原区如果在节水要求不高的情景下应适当增加蔬菜面积,减少粮食种植面积;在节水要求高的情景下应削减所有作物包括水果、蔬菜的种植面积,在山区应该适当削减粮食种植面积,扩大果树的种植面积。该研究不仅可为研究区未来作物种植结构调整提供决策依据,也为在类似地区种植结构调整和水资源优化管理提供了新的情景参考。 展开更多
关键词 NSGA-Ⅱ算法 种植结构 经济效益 生态效益 水资源优化
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‘小偃60’在不同水氮条件下的用水特性 被引量:1
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作者 陈骎骎 张明明 +3 位作者 董宝娣 刘孟雨 郑鑫 赵欢 《中国生态农业学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第10期1253-1259,共7页
以过筛土壤为培养基础,以圆形桶为容器,设置了3个水分梯度(W0、W1、W2,分别为田间持水量的50%、65%、80%)、4个氮素梯度(N0、N1、N2、N3,施氮量分别为每桶0 g·kg?1、0.10 g·kg?1、0.20 g·kg?1、0.29 g·kg?1),探究... 以过筛土壤为培养基础,以圆形桶为容器,设置了3个水分梯度(W0、W1、W2,分别为田间持水量的50%、65%、80%)、4个氮素梯度(N0、N1、N2、N3,施氮量分别为每桶0 g·kg?1、0.10 g·kg?1、0.20 g·kg?1、0.29 g·kg?1),探究冬小麦新品系‘小偃60’干物质积累与分配、水分利用效率、光合参数的变化规律,为其推广及高产高效栽培提供依据。结果表明,水、氮均对冬小麦生物量及产量、叶片叶绿素含量、叶水势、叶片净光合速率等有显著影响,且水对籽粒产量的主效应大于氮肥。水分和氮肥适宜处理(W2N2)比水分和氮肥轻度亏缺处理(W1N1)增产66.03%,W1N1比水分和氮肥严重亏缺(W0N0)增产153.30%。在相同水分处理下,冬小麦叶绿素SPAD值随着施氮量的升高而升高,而在相同施氮量条件下,水分严重亏缺处理(W0)和水分适宜处理(W2)的冬小麦叶绿素SPAD值均低于水分轻度亏缺处理(W1)。水分对叶片水势为正效应,表现为随着土壤含水量的增加显著升高到不明显升高趋势。光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、瞬时水分利用效率(WUEi)均随着施氮量的增加而升高,Pn、Tr随土壤水分提高而上升,WUEi却随土壤水分提高而下降。在低氮(N1)或者不施氮肥(N0)条件下,产量水分利用效率(WUEy)随水分的增加表现先升高而后变化不明显的变化趋势;在适宜氮肥(N2)和高氮(N3)条件下,WUEy随着水分的增加而升高。通过对试验结果的分析得出如下结论:1合理的水氮管理使‘小偃60’的籽粒产量及水分利用效率(WUE)维持在较高水平,过多水肥均引起产量及WUE下降;2不同水氮下籽粒产量、水分利用效率均与叶片净光合速率显著正相关;3‘小偃60’在河北环渤海地区更适合在低水中肥条件下种植。 展开更多
关键词 冬小麦 水氮交互 干物质积累 水分利用效率 光合特性
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