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农业工程学报 2015年第4期31卷 240-247页

作者：张恒恒严昌荣张燕卿王健波何文清陈保青刘恩科中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所/农业部旱作节水农业重点开放实验室北京100081

农田系统对大气CO2库呈碳汇还是碳源效应取决于土壤有机碳的固定和温室气体释放之间的平衡,而耕作措施会改变土壤有机碳含量和储量,影响农田系统的碳循环与碳平衡。该研究以北方旱区山西临汾20 a长期保护性耕作定位试验为基础,田间原位... 详细信息

农田系统对大气CO2库呈碳汇还是碳源效应取决于土壤有机碳的固定和温室气体释放之间的平衡,而耕作措施会改变土壤有机碳含量和储量,影响农田系统的碳循环与碳平衡。该研究以北方旱区山西临汾20 a长期保护性耕作定位试验为基础,田间原位测定土壤呼吸和土壤有机碳含量,确定各类农业投入碳排放参数,利用碳足迹方法综合分析不同耕作措施（传统耕作CT和免耕NT）下农田生态系统碳平衡。结果表明：在化肥、机械等农业投入产生的间接碳排放量方面,化肥投入碳排放量约占系统农业总投入碳排放量的73.5%-77.4%,是农业投入中主要的碳源。由于免耕减少了翻耕、旋耕和秸秆移除3道程序,NT比CT少排放约5.1%,NT产量显著提高28.9%,且碳生产力大于CT。0-60 cm土壤有机碳储量NT（50.86 Mg/hm2）比CT（46.00 Mg/hm2）高10.5%。与CT相比,在小麦休闲期和生育期NT土壤呼吸CO2释放总量高于CT。但根据农田系统碳平衡公式分析得出,NT更有利于农田生态系统固碳,呈碳汇效应,而CT表现为碳源。因此,长期免耕耕作能够提高农田土壤固碳量,减少大气温室气体排放,对于改善北方旱区土壤碳库和减排效果是一个良好的选择。

关键词：土壤农业生态系统传统耕作免耕土壤有机碳碳平衡

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地膜秸秆双覆盖对免耕种植玉米田土壤水热效应的影响

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农业工程学报 2014年第19期30卷 78-87页

作者：殷涛何文清严昌荣刘爽刘恩科中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所农业部旱作节水农业重点开放实验室北京100081

针对免耕秸秆覆盖种植在北方旱区导致土壤温度降低，从而造成作物产量下降的问题，该研究依托山西寿阳农业部旱地农业野外科学试验站长期保护性耕作定位试验，在免耕秸秆覆盖（NTSM）的处理上增加了地膜覆盖措施，研究秸秆地膜双覆盖免... 详细信息

针对免耕秸秆覆盖种植在北方旱区导致土壤温度降低，从而造成作物产量下降的问题，该研究依托山西寿阳农业部旱地农业野外科学试验站长期保护性耕作定位试验，在免耕秸秆覆盖（NTSM）的处理上增加了地膜覆盖措施，研究秸秆地膜双覆盖免耕（NTSMP）措施对农田土壤水分、土壤温度、水分利用效率及作物产量的影响。研究结果表明，在玉米生长前期，NTSMP0～20cm土层的土壤含水率分别比NTSM和对照处理（CT）高20.2%和21.5%，差异显著（P〈0.05），但在40～110cm土层，NTSMP处理土壤含水率却分别比NTSM及CT低8.8%～14.0%和12.7%～18.8%，差异显著（P〈0.05）。整个生育期结束后，NTSMP处理的土壤储水量出现了负增长，但与CT处理相比差异并不显著（P〉0.05）。玉米生育期前期（4月～5月）0～10cm土壤平均温度，NTSMP处理比NTSM和CT分别高3.2℃和1.9℃，差异显著（P〈0.05）。NTSMP处理的玉米产量分别比NTSM和CT高50.3%、36.8%（P〈0.05），水分利用效率分别提高了42.5%和30.4%（P〈0.05）。可见，NTSMP在玉米生育前期可以增加表层土壤温度，提高表层土壤含水率，为玉米生长提供了良好的水热条件，并最终实现了玉米产量和水分利用效率的大幅提高。

关键词：土壤含水率温度地膜秸杆双覆盖免耕

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山西寿阳县旱作农业土地生产潜力

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农业工程学报 2009年第1期25卷 55-59,F0004页

作者：刘勤严昌荣何文清刘爽中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所北京100081 农业部旱作节水农业重点开放实验室北京100081

北方旱区是中国最具开发潜力的农业生产基地,土地生产潜力作为土地最本质的属性,它的研究越来越受到人们的重视。该文以山西寿阳县33a气候数据、土壤理化数据和图件资料为基础,采用"机制法"对土地生产潜力分别进行了光合、温... 详细信息

北方旱区是中国最具开发潜力的农业生产基地,土地生产潜力作为土地最本质的属性,它的研究越来越受到人们的重视。该文以山西寿阳县33a气候数据、土壤理化数据和图件资料为基础,采用"机制法"对土地生产潜力分别进行了光合、温度、水分和土壤的逐级订正,估算土地生产潜力。研究结果表明:水分不足是气候生产潜力的主要限制因子,经水分订正后,多年平均气候生产潜力相对光温生产潜力减少了三分之二;土地生产潜力分布特点基本满足地形地貌类型的分布特点,河谷盆地生产潜力较高,山地部位生产潜力较低,而土壤养分总体含量较低,存在重用轻养现象,肥力补偿差。

关键词：土地生产潜力机制法 GIS 寿阳县北方旱区

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覆膜和种植密度对旱作春玉米产量和蒸散量的影响

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农业机械学报 2017年第1期48卷 206-211页

作者：任新茂孙东宝王庆锁中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所北京100081 农业部旱作节水农业重点开放实验室北京100081

为探究黄土高原旱作玉米的适宜种植密度,开展了玉米露地与覆膜6个种植密度的大田试验。结果表明:覆膜加速了玉米的生长和发育,表现在株高和叶面积指数的增加,生育期的提前,如抽穗期(即最大高度出现时)比露地种植提前了11 d。在玉米生长... 详细信息

为探究黄土高原旱作玉米的适宜种植密度,开展了玉米露地与覆膜6个种植密度的大田试验。结果表明:覆膜加速了玉米的生长和发育,表现在株高和叶面积指数的增加,生育期的提前,如抽穗期(即最大高度出现时)比露地种植提前了11 d。在玉米生长的中后期,露地玉米株高具有随密度增加而降低的趋势,而覆膜玉米则无显著差异。无论是覆膜还是露地种植,玉米叶面积指数都是随种植密度的增加而提高。玉米的蒸散量随种植密度的增加而增加,但覆膜种植降低了玉米对水分的消耗,在不同程度上缓解了因种植密度增加而导致的蒸散量增加与降水不足之间的矛盾。覆膜显著提高了玉米产量和水分利用效率,平均产量和水分利用效率较露地种植分别提高52.79%和60.55%。露地与覆膜种植产量和水分利用效率随种植密度的增加都呈现先增加后减小的趋势,但获得最高产量与水分利用效率对应的种植密度不同:露地种植在密度为52 500株/hm^2(D2)时获得最高产量和水分利用效率,而覆膜种植增大了单位面积土地可支撑的群体,最高产量和水分利用效率分别在密度为82 500株/hm^2(D4)和67 500株/hm^2(D3)时获得,但D3与D4下水分利用效率无显著差异,所以在试验气候年型下,黄土高原东部露地和覆膜种植的春玉米适宜密度分别为52 500株/hm^2和82 500株/hm^2。

关键词：旱作春玉米种植密度覆膜产量农田蒸散

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反硝化细菌法结合痕量气体分析仪/同位素比质谱仪分析水体硝酸盐氮同位素组成

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分析化学 2012年第9期40卷 1360-1365页

作者：徐春英李玉中郝卫平李巧珍董一威房福力郭智成中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所/农业部旱作节水农业重点开放实验室

建立了反硝化细菌法结合痕量气体分析仪(TraceGas)/同位素比质谱仪分析水体硝酸盐氮同位素组成的方法。对反硝化细菌生长、培养条件和方法的精密度及稳定性进行了分析,并利用标准样品USGS34研究了样品反硝化孵育时间、TraceGas捕集N2O... 详细信息

建立了反硝化细菌法结合痕量气体分析仪(TraceGas)/同位素比质谱仪分析水体硝酸盐氮同位素组成的方法。对反硝化细菌生长、培养条件和方法的精密度及稳定性进行了分析,并利用标准样品USGS34研究了样品反硝化孵育时间、TraceGas捕集N2O气体时间对δ15 N测定的影响。结果表明:恰当的氧气量才能培养出有效的反硝化细菌;本方法精密度及稳定性较好,同一制备时间内硝酸盐δ15 N的SD在0.09‰～0.14‰之间,6个月内SD为0.12‰;样品反硝化孵育3～24h可以得到稳定的δ15 N;TraceGas捕集时间为500s时得到的δ15 N校正值与真实值最接近。应用本方法对养殖场污水和灌溉井水的硝酸盐δ15 N进行了测定。

关键词：反硝化细菌水体硝酸盐氮同位素痕量气体同位素比质谱

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晋北半干旱区苜蓿灌水次数与磷肥施用水平优化

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农业工程学报 2012年第14期28卷 112-117页

作者：王庆锁孙东宝侯向阳中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所/农业部旱作节水农业重点开放实验室北京100081 中国农业科学院草原研究所呼和浩特010010

为优化苜蓿种植的水肥施用水平,在山西省北部半干旱区,采用田间试验裂区设计,研究了4个灌水处理(无灌溉,W0;灌水1次75mm,W1;灌水2次150mm,W2;灌水3次225mm,W3)和3个磷肥施用处理(未施磷肥,P0;低磷肥施用量105kgP2O5/hm2,P1;高磷肥施用量... 详细信息

为优化苜蓿种植的水肥施用水平,在山西省北部半干旱区,采用田间试验裂区设计,研究了4个灌水处理(无灌溉,W0;灌水1次75mm,W1;灌水2次150mm,W2;灌水3次225mm,W3)和3个磷肥施用处理(未施磷肥,P0;低磷肥施用量105kgP2O5/hm2,P1;高磷肥施用量210kgP2O5/hm2,P2)交互作用下的苜蓿生长和干草产量。结果表明,施用磷肥可以提高苜蓿的抗寒性,表现在秋季枯黄迟,早春返青率提高。随着灌溉次数和磷肥施用量的增加,苜蓿的开花期推迟,开花率降低。除第3茬苜蓿外,第1茬、第2茬和全年的苜蓿干草产量都随灌溉次数和磷肥施用量的增加而增加,其中灌水和磷肥的增产效应显著或极显著,灌水和磷肥的互作效应不显著。在晋北地区,以第1茬和第2茬苜蓿分别灌水2次(W2)而第3茬以无灌溉(W0)、肥料以低磷肥施用水平(P1)的水肥配置方案为宜。

关键词：磷生长灌溉苜蓿开花产量半干旱区

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基于产量响应诊断冬小麦水分亏缺适宜土层及其水分阈值

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农业工程学报 2014年第20期30卷 147-154页

作者：赵叶萌刘晓英钟秀丽曹金峰任图生冯丹红中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所农业部旱作节水农业重点开放实验室北京100081 中国农业大学资源与环境学院北京100093

明确作物产量对水分亏缺的响应是实施非充分灌溉的科学基础。该文在华北气候下，通过设置不同灌水次数造成处理间的土壤供水差异，探讨了大田冬小麦籽粒产量与不同生育时期、不同土层深度的土壤水分之间的关系，系统分析了影响小麦产量... 详细信息

明确作物产量对水分亏缺的响应是实施非充分灌溉的科学基础。该文在华北气候下，通过设置不同灌水次数造成处理间的土壤供水差异，探讨了大田冬小麦籽粒产量与不同生育时期、不同土层深度的土壤水分之间的关系，系统分析了影响小麦产量的水分阈值，提出了适宜的土壤水分诊断深度。结果表明：不论从土壤水分动态、还是从全生育期平均水分来看，亏水处理与充分供水对照在浅层土壤的水分差异最大，且随土层深度增加而减小。0～0.4、0～0.8、0～1.2 m的水分差异分别在19.7%～36.5%、9.3%～21.7%和2.9%～9.7%之间。此外，土壤水分变异程度随土层深度增加而减小。不同生育期、不同深度的水分与小麦产量关系多为开口向下的抛物线函数，但函数关系的显著程度随生育期及土层深度而变化，其中0～0.4 m的水分与产量关系最为密切。影响小麦产量的水分阈值随生育进程呈下降趋势。自拔节孕穗至乳熟期，0～0.4、0～0.6、0～1.0、0～1.2及0～1.6 m的水分阈值由田间持水率的83.1%～95%下降到72.3%～90.0%。依据处理间土壤水分动态差异、全生育期平均水分差异、不同土层的水分变异程度、土壤水分与小麦产量关系显著性程度4方面的分析，该文提出0～0.4 m为适宜的水分亏缺诊断深度，相应在拔节孕穗、抽穗、开花、灌浆初期、灌浆中期、灌浆后期、乳熟期的水分阈值分别为95.0%、98.4%、79.9%、73.7%、88.6%、79.6%和75.7%。该结果对小麦亏缺灌溉管理具有实际指导意义。

关键词：土壤灌溉水资源冬小麦水分亏缺诊断诊断土层土壤水分阈值产量

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基于自然灾害系统理论的辽宁省玉米干旱风险分析

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农业工程学报 2012年第8期28卷 186-194页

作者：单琨刘布春刘园杨晓娟乐章燕王健中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所/农业部农业环境与气候变化重点开放试验室/农业部旱作节水农业重点开放实验室北京100081 廊坊市气象局廊坊065000

为了减轻旱灾对辽宁地区玉米生产的影响,该文通过对辽宁省23个气象站点46 a气象数据和气象站点所在县玉米产量、种植面积的分析,用实际干旱发生频率、农业气象干旱发生频率、玉米生产相对暴露率和单产水平等4个因素构建了辽宁地区玉米... 详细信息

为了减轻旱灾对辽宁地区玉米生产的影响,该文通过对辽宁省23个气象站点46 a气象数据和气象站点所在县玉米产量、种植面积的分析,用实际干旱发生频率、农业气象干旱发生频率、玉米生产相对暴露率和单产水平等4个因素构建了辽宁地区玉米干旱风险指数,用社会科学统计程序(statistical program for social sciences)和地理信息系统(geographic information system)对辽宁地区玉米干旱进行了风险分析和风险区划。结果表明,辽宁省有30%的站点处于玉米干旱较高或高风险区,主要分布于辽西山地丘陵和辽南沿海地区;玉米干旱中等风险区主要分布在辽西走廊和辽中平原及渤海湾附近地区;玉米干旱低风险区主要分布在辽东山地丘陵地带。经检验50%以上站点的干旱风险指数与玉米相对气象产量显著相关。所构建的辽宁地区玉米干旱风险指数能客观地反应干旱对玉米生产的影响。该研究为玉米避灾和减灾管理提供科学依据。

关键词：干旱风险分析地理信息系统风险指数风险区划玉米

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海冰水盐分浓度及灌溉次数对土壤水分和棉花产量的影响

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农业工程学报 2010年第8期26卷 25-32页

作者：武雪萍郑妍刘恩科王小彬赵全胜查燕蔡典雄白洋胡育骄农业部植物营养与养分循环重点开放实验室中国农业科学院农业资源与农业区划研究所北京100081 农业部旱作节水农业重点开放实验室北京100081 中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所北京100081

为了探讨环渤海地区海冰水灌溉技术,于2008年采用微区试验,研究了海冰水不同盐分浓度(1、3、5、7、9g/L)和不同灌溉次数对土壤水分及棉花产量的影响。结果表明,采用海冰水灌溉能明显提高土壤水分含量,尤其以播种前灌溉和苗期灌溉效果最... 详细信息

为了探讨环渤海地区海冰水灌溉技术,于2008年采用微区试验,研究了海冰水不同盐分浓度(1、3、5、7、9g/L)和不同灌溉次数对土壤水分及棉花产量的影响。结果表明,采用海冰水灌溉能明显提高土壤水分含量,尤其以播种前灌溉和苗期灌溉效果最佳,当每次灌溉量为450m3/hm2时,与不灌溉相比,土壤含水率增幅为22.85%～31.32%,可以有效缓解棉田春季旱情。不同处理的棉花,以盐分质量浓度1g/L海冰水、灌溉3次的处理的产量、平均果枝数以及单颗棉桃质量3项指标均为最高,比不灌溉处理增产38.63%;其次为盐分质量浓度3g/L海冰水灌溉2次的处理,增产率为29.8%。随灌溉水矿化度增加,产量呈现递减趋势,盐分质量浓度为9g/L、灌溉3次的处理与不灌溉处理相比出现显著减产,减产率为28.48%。综合考虑海冰水长期灌溉效应及海冰脱盐技术,建议采用盐分质量浓度3g/L海冰水进行棉田灌溉,降雨正常年份以播种前和苗期2次灌溉为宜,每次灌水量450m3/hm2,并要注意配合必要的灌溉和排水措施。

关键词：海冰灌溉土壤盐水棉花产量土壤水分

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常规灌溉条件下施氮对温室土壤氨挥发的影响

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农业工程学报 2011年第7期27卷 23-30页

作者：李银坤武雪萍梅旭荣段敏杰武其甫吴会军王小彬蔡典雄中国农业科学院农业资源与农业区划研究所农业部植物营养与养分循环重点开放实验室北京100081 中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所农业部旱作节水农业重点开放实验室北京100081

为明确温室土壤的氨挥发特征,探讨适宜的减量施氮措施对氨挥发损失量及黄瓜产量的影响,在常规灌溉条件下设置了3个施氮(尿素)处理,采用通气法测定了冬春季黄瓜地中的氨挥发速率。结果表明:温室土壤在氮肥基施后7d出现氨挥发速率峰值,但... 详细信息

为明确温室土壤的氨挥发特征,探讨适宜的减量施氮措施对氨挥发损失量及黄瓜产量的影响,在常规灌溉条件下设置了3个施氮(尿素)处理,采用通气法测定了冬春季黄瓜地中的氨挥发速率。结果表明:温室土壤在氮肥基施后7d出现氨挥发速率峰值,但在氮肥追施后,施肥带与非施肥带的氨挥发速率峰值分别在第1d与第5d出现,氨挥发速率的峰值比氮肥基施时下降了8.6%～46.3%,施肥带的累积氨挥发量是非施肥带的0.91～1.54倍。冬春季黄瓜地的氨挥发损失量为16.7～26.6kg/hm2,其中减施氮25%处理N900(900kg/hm2)与减施氮50%处理N600(600kg/hm2)与习惯施氮处理N1200(1200kg/hm2)相比,氨挥发损失量分别降低了22.1%和37.2%。而2a黄瓜产量的平均值以处理N600(600kg/hm2)最高,比处理N1200(1200kg/hm2)增加了6.52%。综合考虑氨挥发损失量、黄瓜产量及施氮量,在河北省的温室冬春季黄瓜生产中,比农民习惯氮用量(1200kg/hm2)减少25%～50%的措施是可行的。

关键词：温室氮肥料氨挥发黄瓜

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