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土壤学报 2017年第5期54卷 1259-1268页

作者：李荣侯贤清贾志宽宁夏大学农学院银川750021 西北农林科技大学中国旱区节水农业研究院陕西杨凌712100 农业部西北黄土高原作物生理生态与耕作重点实验室陕西杨凌712100

探讨沟垄二元覆盖对旱地土壤肥力及作物生产力的影响,对完善半湿润区作物微集水栽培技术具有重要的理论和实践意义。2007—2011年在渭北旱塬进行5年定位试验,设置垄上覆地膜,沟内分别覆普通地膜、生物降解膜、玉米秸秆、液体地膜和沟不... 详细信息

探讨沟垄二元覆盖对旱地土壤肥力及作物生产力的影响,对完善半湿润区作物微集水栽培技术具有重要的理论和实践意义。2007—2011年在渭北旱塬进行5年定位试验,设置垄上覆地膜,沟内分别覆普通地膜、生物降解膜、玉米秸秆、液体地膜和沟不覆盖等不同沟垄覆盖模式,以传统平作为对照。结果表明,2011年春玉米收获后各处理土壤有机质及速效养分含量随土层的加深而降低,与2007年试验处理前相比,沟垄二元覆盖各处理土壤养分含量明显增加,而垄覆地膜+沟不覆盖和传统平作处理有所下降。垄覆地膜沟覆秸秆处理0~20 cm层土壤有机质、碱解氮、有效磷和速效钾含量均显著高于对照,垄覆地膜沟覆地膜和垄覆地膜沟覆生物降解膜处理有机质和碱解氮含量较对照有所增加,而其有效磷和速效钾含量显著增加。20~60 cm层土壤有机质和速效养分含量各沟垄二元覆盖处理均略高于对照。各沟垄覆盖处理表层(0~20 cm)土壤脲酶、磷酸酶和蔗糖酶活性均较对照增加,且以垄覆地膜沟覆秸秆处理土壤酶活性最高,垄覆地膜沟覆生物降解膜和垄覆地膜沟覆地膜处理次之。垄覆地膜沟覆生物降解膜、垄覆地膜沟覆地膜和垄覆地膜沟覆秸秆处理较对照显著增产41.1%、42.1%、39.3%,水分利用效率显著提高38.0%、39.6%、37.0%。在渭北旱塬区进行沟垄二元覆盖对提高土壤肥力、酶活性及春玉米产量和水分利用效率有显著提高作用,以垄覆地膜沟覆秸秆处理最佳,垄覆地膜沟覆地膜和垄覆地膜沟覆生物降解膜次之。可见,垄覆地膜沟覆地膜、生物降解膜或秸秆的沟垄全覆盖种植在渭北旱塬雨养农业区春玉米生产栽培具有一定的可行性和应用价值。

关键词：沟垄二元覆盖土壤养分土壤酶活性作物生产力水分利用效率

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两种轮作模式下秸秆还田对土壤呼吸及其温度敏感性的影响

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中国生态农业学报 2017年第8期25卷 1106-1118页

作者：丁瑞霞王维钰张青西北农林科技大学中国旱区节水农业研究院/农业部西北黄土高原作物生理生态与耕作重点实验室杨凌712100 西北农林科技大学农学院杨凌712100 陕西省循环农业工程技术研究中心杨凌712100

通过分析不同作物轮作模式下秸秆还田对土壤呼吸及其温度敏感性的影响,为深入探究关中地区农田生态系统碳循环提供理论依据。试验设置于陕西省杨凌地区,在2012年10月至2014年9月期间以冬小麦-夏玉米轮作模式和冬小麦-夏大豆轮作模式作... 详细信息

通过分析不同作物轮作模式下秸秆还田对土壤呼吸及其温度敏感性的影响,为深入探究关中地区农田生态系统碳循环提供理论依据。试验设置于陕西省杨凌地区,在2012年10月至2014年9月期间以冬小麦-夏玉米轮作模式和冬小麦-夏大豆轮作模式作为研究对象,分别设置秸秆还田(SM)和秸秆不还田(NS)两个处理,测定分析不同处理下土壤呼吸、土壤温度及土壤含水量的变化趋势和差异,并估算土壤呼吸的温度敏感性(Q_(10))。结果表明:土壤呼吸存在明显的季节变化,在作物生育期大部分时间内,SM处理的土壤呼吸速率均显著高于NS处理(P<0.05),且SM处理的作物生育期土壤呼吸平均速率及土壤呼吸累计排放量也极显著高于NS处理(P<0.01);不同作物生育期土壤呼吸平均速率依次为夏玉米>夏大豆>冬小麦,土壤呼吸总量表现为冬小麦>夏玉米>夏大豆、冬小麦-夏玉米轮作>冬小麦-夏大豆轮作。冬小麦-夏玉米轮作与冬小麦-大豆轮作的土壤温度间存在差异;其中,在冬小麦生育前期,冬小麦-夏玉米轮作的土壤温度显著高于冬小麦-大豆轮作;第2季夏玉米生育期内5 cm深度的土壤温度显著低于同季的夏大豆;相比NS处理,SM处理能提高冬季土壤的温度,并降低春季和夏季的土壤温度;在高温少雨的时期内,SM处理能够提高0~30 cm土壤的平均含水量,不同的前茬作物引起两种轮作模式中冬小麦耕作层土壤含水量间明显的差异,夏玉米耕作层土壤含水量显著高于夏大豆。相关分析表明,土壤呼吸与5 cm和10 cm土壤温度均存在极显著的正相关性,且与5 cm土壤温度的相关性更好;但土壤呼吸与0~30 cm的土壤平均含水量无显著相关性。5 cm和10 cm土壤温度变化能够分别解释土壤呼吸变化的64.6%~67.3%和51.5%~59.6%。整个研究周期内,温度敏感性(Q_(10))为1.70~2.01,冬小麦-夏玉米轮作的温度敏感性显著高于冬小麦-大豆轮作,且同一轮作模式下SM处理的温度敏感性显著低于NS处理。因此,秸秆还田能够提高农田的土壤呼吸作用,降低土壤呼吸的温度敏感性,同时能够调节土壤的水热状况。

关键词：轮作模式秸秆还田土壤呼吸温度敏感性土壤水热

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氮磷肥配施促进半干旱区沟垄集雨种植谷子节水增产

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农业工程学报 2016年第23期32卷 106-115页

作者：连延浩王天露张旭东贾志宽刘启韩清芳西北农林科技大学中国旱区节水农业研究院杨凌712100 农业部西北黄土高原作物生理生态与耕作重点实验室杨凌712100 西北农林科技大学农学院杨凌712100

沟垄集雨种植是西北旱作农田广泛运用的高效节水栽培模式,为优化施肥配置,进一步提升其增产效能,该研究在沟垄集雨和平作2种种植模式下分别设置不施肥、低量(N 93 kg/hm2+P2O5 48 kg/hm^2)、中量(N 186 kg/hm2+P2O596 kg/hm^2)和高量(N ... 详细信息

沟垄集雨种植是西北旱作农田广泛运用的高效节水栽培模式,为优化施肥配置,进一步提升其增产效能,该研究在沟垄集雨和平作2种种植模式下分别设置不施肥、低量(N 93 kg/hm2+P2O5 48 kg/hm^2)、中量(N 186 kg/hm2+P2O596 kg/hm^2)和高量(N 279 kg/hm^2+P2O5 144 kg/hm^2)共4个施肥量水平,对宁南旱区连续4 a(2012—2015年)施肥梯度处理下谷子产量及水肥利用效率进行了研究。结果表明,沟垄集雨种植较平作可有效降低土壤水分蒸发,谷子全生育期总耗水量减少了18.3~26.8 mm;同一施肥水平下,沟垄集雨种植在2012、2013年(丰水)呈减产趋势,在2014、2015年(平水)显著增产,较平作增加了穗粒数和收获指数,提高了谷子的水肥利用效率。在各降雨年份下,随施肥量的加大,沟垄集雨种植下谷子干物质积累量、产量和水分利用效率均呈增加趋势,当超过中肥后增幅不显著,肥料农学利用效率呈下降趋势,经济收益在中肥下达到最大。综合产量和经济效益分析,中肥是半干旱区谷子沟垄集雨种植模式的适宜施肥量,较平作种植在平水年型下可增产7.6%,水分利用效率和肥料农学利用效率分别提高了14.9%和9.9%。

关键词：土壤水分施肥降雨沟垄集雨产量水肥利用效率谷子半干旱区

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北方旱作区沟垄二元覆盖技术研究进展

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应用生态学报 2016年第4期27卷 1314-1322页

作者：李荣侯贤清王晓敏贾志宽韩清芳宁夏大学农学院银川750021 西北农林科技大学中国旱区节水农业研究院/农业部西北黄土高原作物生理生态与耕作重点实验室陕西杨凌712100

北方旱作区降水稀少,水分不足是限制作物生长的主要因素,沟垄二元覆盖技术可进一步提高降水的利用效率和作物生产水平,在国内外已备受关注.为深刻理解中国北方旱作区沟垄二元覆盖技术模式及研究进展,本文就沟垄二元覆盖技术的概念、研... 详细信息

北方旱作区降水稀少,水分不足是限制作物生长的主要因素,沟垄二元覆盖技术可进一步提高降水的利用效率和作物生产水平,在国内外已备受关注.为深刻理解中国北方旱作区沟垄二元覆盖技术模式及研究进展,本文就沟垄二元覆盖技术的概念、研究现状、配套农机具、技术模式及其土壤生态与作物效应进行了综述;在总结现有研究的基础上,归纳了典型旱作区沟垄二元覆盖技术模式的类型、作业操作及应用效果;科学评价不同沟垄二元覆盖技术下土壤与作物的生态效应;指出了目前沟垄二元覆盖技术研究中所存在的问题,并提出相应的建议.综合国内外沟垄集雨栽培技术的研究进展,提出沟垄二元覆盖模式及技术体系今后的重点研究方向:1)建立适合北方不同旱作类型区及不同作物的垄沟比;2)重视土壤水分与温度、肥力等其他因子耦合性研究;3)探索最佳环保型覆盖材料;4)加强沟垄二元覆盖模式及体系的技术评价、技术推广与配套机具设计等方面的研究.

关键词：旱作区沟垄二元覆盖技术

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不同农作区土壤轮耕模式与生态效应研究进展

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生态学报 2016年第5期36卷 1215-1223页

作者：侯贤清李荣贾志宽韩清芳宁夏大学农学院银川750021 西北农林科技大学中国旱区节水农业研究院农业部西北黄土高原作物生理生态与耕作重点实验室杨凌712100

适时进行不同土壤耕作措施的合理组配,形成与种植制度相适应的旱作土壤轮耕技术体系,以解决长期单一耕作措施所带来的诸多问题,在国内外已备受广泛关注。为深刻理解中国农作区土壤轮耕模式及其生态效应研究进展,就土壤轮耕的概念、轮耕... 详细信息

适时进行不同土壤耕作措施的合理组配,形成与种植制度相适应的旱作土壤轮耕技术体系,以解决长期单一耕作措施所带来的诸多问题,在国内外已备受广泛关注。为深刻理解中国农作区土壤轮耕模式及其生态效应研究进展,就土壤轮耕的概念、轮耕模式及其土壤与作物生态效应进行了详细的阐述;在总结现有研究的基础上,归纳总结了不同农作区土壤轮耕模式的类型、作业效果及其机械选择;科学评价不同轮耕模式下土壤与作物的生态效应;指出了目前土壤轮耕技术研究中所存在的问题,并提出相应的建议。针对我国区域农作制的合理轮耕周期研究比较困难,综合国内外土壤轮耕的研究进展,提出土壤轮耕模式及技术体系今后的重点研究方向:(1)结合各区域主流种植模式,研究轮耕与轮作相结合的轮耕模式;(2)不同区域轮耕周期的确定与完善;(3)从技术上解决轮耕导致的土壤质量下降和作物减产的问题;(4)轮耕对土壤供肥与作物吸肥的影响;(5)加强轮耕模式及体系的技术评价、技术推广与配套技术的研究。

关键词：农作区轮耕模式生态效应研究进展

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玉米早期根系构型及其生理特性对土壤水分的响应

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生态学报 2016年第10期36卷 2969-2977页

作者：张旭东王智威韩清芳王子煜闵安成贾志宽聂俊峰西北农林科技大学农学院农业部西北黄土高原作物生理生态与耕作重点实验室杨凌712100 西北农林科技大学中国旱区节水农业研究院旱区作物高效用水工程实验室杨凌712100

为了探明玉米早期根系结构及其对土壤水分的生理响应,揭示玉米幼苗的抗旱机理,以蠡玉18为材料,采用盆栽试验,设置轻度胁迫(LS)、中度胁迫(MS)、重度胁迫(SS)和正常供水(CK)4个水分处理,系统研究从播种开始持续水分处理对夏玉米苗期根系... 详细信息

为了探明玉米早期根系结构及其对土壤水分的生理响应,揭示玉米幼苗的抗旱机理,以蠡玉18为材料,采用盆栽试验,设置轻度胁迫(LS)、中度胁迫(MS)、重度胁迫(SS)和正常供水(CK)4个水分处理,系统研究从播种开始持续水分处理对夏玉米苗期根系形态结构及活力、保护酶系统及生理调节物质的影响。结果表明:随着水分胁迫程度的加剧,玉米根长、根表面积、根体积和根干重等各形态指标较CK下降幅度逐渐增大,不同水分胁迫使夏玉米苗期根系结构存在差异。轻度和中度胁迫显著增加了细根(0.05—0.25 mm)根长和根表面积比例,重度水分胁迫显著降低粗根(>0.50 mm)根长与根表面积比例。玉米苗期根冠比、根系活力和丙二醛(MDA)含量随水分胁迫程度的增强而上升,随着胁迫时间的延长,根冠比逐渐降低。根系可溶性蛋白含量随土壤水分含量的下降而下降,MS、SS处理较CK显著降低(P<0.05)。夏玉米根系中SOD对水分胁迫较CAT、POD更敏感,轻度水分胁迫下主要依赖CAT、中度水分胁迫下主要依赖POD、重度水分胁迫下主要依赖SOD来降低氧化伤害;且重度胁迫下,随着胁迫时间的延长保护酶活性下降。苗期玉米通过增加根冠比、增强根系活力和不同保护酶活性及降低可溶性蛋白等渗透调节物质来协同减少水分胁迫的危害。

关键词：水分胁迫玉米根系构型生理特性

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密度对不同株型夏玉米光合特性与群体冠层结构的影响

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西北农业学报 2016年第12期25卷 1792-1801页

作者：邬小春苏文楠韩清芳王兴义孟祥萍丁瑞霞王子煜农业部西北黄土高原作物生理生态与耕作重点实验室西北农林科技大学中国旱区节水农业研究院陕西杨凌712100 西北农林科技大学农学院陕西杨凌712100

为探明高产夏玉米群体光合生理基础及群体光合效率,选用紧凑型品种‘郑单958’与半紧凑型品种‘强盛101’,设置6.75×104 hm^(-2)(D1)、8.25×104 hm^(-2)(D2)、9.75×104 hm^(-2)(D3)3个种植密度,研究密度对不同株型玉米... 详细信息

为探明高产夏玉米群体光合生理基础及群体光合效率,选用紧凑型品种‘郑单958’与半紧凑型品种‘强盛101’,设置6.75×104 hm^(-2)(D1)、8.25×104 hm^(-2)(D2)、9.75×104 hm^(-2)(D3)3个种植密度,研究密度对不同株型玉米光合特性、群体冠层特征与产量的影响。结果表明,夏玉米叶面积指数(LAI)与产量(Y)均随密度的增加而升高,透光率(LT)、净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、PSⅡ最大光化学效率(F_v/F_m)和PSⅡ实际量子产量(YE)随密度的增加而降低,其中‘强盛101’的F_v/F_m和YE小于‘郑单958’,其他各项指标均大于‘郑单958’,在生育后期能够保持较大绿叶面积,利于有机物的积累。2个株型品种同一密度下的产量并无显著差异,同一品种不同密度下均是D1的产量显著低于D2和D3。

关键词：玉米密度株型光合特性冠层结构产量

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锰素浸种对小麦幼苗光合特性及其根系形态与活力的影响

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西北植物学报 2016年第4期36卷 745-750页

作者：孟祥萍李春霞国海燕丁瑞霞杨宝平蔡铁韩清芳西北农林科技大学中国旱区节水农业研究院/农业部西北黄土高原作物生理生态与耕作重点实验室陕西杨陵712100 西北农林科技大学农学院陕西杨陵712100 西北农林科技大学林学院陕西杨陵712100

采用盆栽试验,以小麦品种‘西农979’为材料,设置对照（0g/L）、低（0.03g/L）、中（0.06g/L）和高（0.12g/L）4个锰浸种浓度,探讨锰素浸种对小麦苗期光合作用、根系形态指标及其活力的影响。结果显示：（1）在0~0.06g/L锰浸种浓度下,... 详细信息

采用盆栽试验,以小麦品种‘西农979’为材料,设置对照（0g/L）、低（0.03g/L）、中（0.06g/L）和高（0.12g/L）4个锰浸种浓度,探讨锰素浸种对小麦苗期光合作用、根系形态指标及其活力的影响。结果显示：（1）在0~0.06g/L锰浸种浓度下,随着锰浓度的增加,小麦幼苗叶片的光合色素含量和净光合速率显著增加,气孔导度增大,胞间二氧化碳浓度降低,叶片水分利用效率增加,并在0.06g/L浓度时效果最佳;当锰浓度高于0.06g/L时,叶片净光合速率、蒸腾速率、气孔导度及胞间二氧化碳均呈下降趋势。（2）0.06g/L锰浸种处理小麦幼苗总根长、根表面积、根体积和根系活力均达到最大,并显著高于对照。（3）小麦幼苗的地上部、根系和整株干重以及根冠比均随着锰浓度的增加呈先升后降的单峰曲线变化,并在0.06g/L处理下达到最大,且显著高于对照。研究表明,适宜浓度锰素浸种能够有效提高小麦苗期的光合特性,促进根系发育,进而促进小麦出叶和冬前分蘖,但过高浓度的锰素浸种则会抑制小麦生长;综合考虑小麦幼苗光合特性、根系和生物量的表现,当地缺锰地区可通过适当浓度锰素（0.06g/L）浸种有效促进小麦苗期生长。

关键词：锰素浸种小麦苗期根系光合

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免耕/深松隔年轮耕对土壤性状及作物生产力的影响

免耕/深松隔年轮耕对土壤性状及作物生产力的影响

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中国农学会耕作制度分会2016年学术年会

作者：侯贤清李荣贾志宽韩清芳宁夏大学农学院西北农林科技大学中国旱区节水农业研究院/农业部西北黄土高原作物生理生态与耕作重点实验室

【研究目的】旱作区因连年翻耕而引起严重的土壤质量恶化,使作物生产力下降,因此,采用合理的耕作措施对改善土壤性状和提高作物产量具有重要意义。【方法】本研究于2007—2010年在西北黄土高原半旱区进行连续3年的轮耕试验,研究了耕层... 详细信息

【研究目的】旱作区因连年翻耕而引起严重的土壤质量恶化,使作物生产力下降,因此,采用合理的耕作措施对改善土壤性状和提高作物产量具有重要意义。【方法】本研究于2007—2010年在西北黄土高原半旱区进行连续3年的轮耕试验,研究了耕层土壤容重、团聚体、土壤有机质、全氮含量及作物产量的影响。结果表明,免耕/深松轮耕可明显改善土壤物理性状,增加有机碳氮含量,显著提高作物的产量。【结果】经过3年轮耕后,与连年翻耕(CT)相比,两年免耕一年深松(NT/ST/NT)和两年深松一年免耕(ST/NT/ST)处理0～40 cm土层土壤容重分别显著降低3.3%和6.5%,改善了土壤的孔隙状况;同时还显著提高了0～10 cm、20～30 cm土层的>0.25 mm机械稳定性团聚体的数量,使0～40 cm土层土壤团聚体平均重量直径和几何重量直径显著增加;轮耕处理比传统翻耕可有效提高0～40 cm土层有机质和全氮含量,有机质含量分别提高4.8%和10.4%,全氮含量分别提高5.2%和8.3%;轮耕处理的小麦生物量和产量显著高于连年翻耕处理,其中小麦产量分别增产9.6%和10.7%。【结论】免耕/深松隔年轮耕可显著改善土壤的物理性状,显著增加耕层土壤有机碳氮含量,维持了作物的生产力,在宁南旱区有重要的应用前景。

关键词：轮耕土壤容重团聚体土壤有机质土壤全氮作物产量

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关中灌区沟垄集雨种植补灌对冬小麦光合特征、产量及水分利用效率的影响

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应用生态学报 2015年第5期26卷 1382-1390页

作者：张玉韩清芳成雪峰杨姗姗贾志宽丁瑞霞任小龙聂俊峰农业部西北黄土高原作物生理生态与耕作重点实验室/西北农林科技大学中国早区节水农业研究院陕西杨凌712100 西北农林科技大学农学院陕西杨凌712100

通过大田试验,研究了沟垄集雨种植结合不同补灌量处理对冬小麦光合器官、光合速率、产量和水分利用效率的影响.结果表明：沟垄宽度各为60 cm时,集雨种植不灌溉（T1）、返青期种植沟补灌375 m3·hm-2（T2）和种植沟补灌750 m3·h... 详细信息

通过大田试验,研究了沟垄集雨种植结合不同补灌量处理对冬小麦光合器官、光合速率、产量和水分利用效率的影响.结果表明：沟垄宽度各为60 cm时,集雨种植不灌溉（T1）、返青期种植沟补灌375 m3·hm-2（T2）和种植沟补灌750 m3·hm-2（T3）3个处理较平作灌水750 m3·hm-2（畦灌,T4）处理的小麦籽粒产量分别提高2.8%、9.6%和18.9%,收获系数提高2.0%~8.5%,旗叶叶绿素含量提高41.9%~64.4%,整个生育期内0~40 cm土壤含水量增加了0.1%~4.6%;开花期和灌浆期的叶片光合速率分别较T4处理提高了22.3%~54.2%和-4.3%~67.2%,农田总水分利用效率较T4处理分别提高17.9%、10.4%和15.4%,比平作不灌水处理（CK）提高69.3%、58.6%和65.7%;降水利用效率较CK提高94.3%~124.5%;T2、T3处理各生育阶段叶面积均显著高于T4处理,灌溉水利用效率分别比T4处理提高119.1%和18.8%.在灌溉量减少50%的条件下,集雨种植比畦灌处理能维持较高的籽粒产量,显著提高灌溉水利用效率,尤其是在降雨量偏少的年份,可以显著提高小麦水分利用效率.

关键词：灌区冬小麦沟垄集雨种植补灌光合特征产量水分利用效率

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