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田间微集雨技术研究及应用 总被引：22，自引：6，他引：16
过去30 a,田间微集雨技术逐渐发展成为黄土高原雨养农业区的主要耕作技术。自上世纪八十年代以来,不同田间微集雨及覆盖（地膜、砂石和秸秆）栽培技术在黄土高原不断更新换代,先后经历了垄沟无覆盖技术、平地覆盖技术、垄沟半覆盖技术和垄沟全覆盖技术等发展过程,特别是沟垄地膜全覆盖技术大面积推广和应用,为西北旱区粮食单产大幅度提高提供了强大的支撑作用。本文综述了田间微集雨技术的演变历程及对农田生态系统的影响及机理,归纳了垄沟和覆盖模式及播种方式对作物产量形成、水分利用效率、作物生理生态、土壤质量、土壤微生物、杂草、病虫害、覆盖物残留和作物物候等的影响,并分析了该技术的高产高效和生态风险以及两者的互作关系。文章最后还对该技术的高效性、可持续性和发展潜力进行了讨论,旨在对雨养农业生态系统的可持续管理提供理论指导。 相似文献
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从农田生态系统过程角度综合分析了气候变化（[CO2]增加、温度升高）对土壤碳库、氮供给生物化学过程的综合影响和长期效应。总结指出,[CO2]增加、温度升高对农田生态系统过程的影响具有明显的时间效应,短时间尺度上加快农田土壤养分周转,改变碳氮组分,长时间尺度上导致土壤养分有效性降低;[CO2]增加、温度升高和养分管理对农田生态系统过程的影响具有显著的交互作用,土壤养分有效性制约着气候变化对农田生态系统生产力和碳汇功能的影响。因此,气候变化（[CO2]增加、温度升高）情景下对农业生产管理包括施肥运筹及秸秆还田策略等的启示在于：根据气候变化背景下土壤养分的周转规律有效管理农田土壤养分、保持农田土壤肥力,从而保障农业高产的可持续性以及农田碳汇的生态服务功能。 相似文献
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几种保护性耕作措施在黄土高原旱作农田的实践 总被引：16，自引：5，他引：11
自2001年起,甘肃农业大学的研究者在甘肃省定西市安定区李家堡镇布设了不同保护性耕作措施下春小麦→豌豆和豌豆→春小麦轮作系统的定位试验,以研究免耕不覆盖(NT)、传统耕作秸秆还田(TS)、免耕秸秆覆盖(NTS)、传统耕作地膜覆盖(TP)和免耕地膜覆盖(NTP)等保护性耕作措施在黄土高原旱作农田生态系统中的效应。本文就近10年依托该试验获取的相关研究结果进行综述,重点阐述特定土壤、气候、农作制度下土壤理化性状、土壤微生物及其酶活性、土壤温室气体排放、作物生理生态等对上述几种保护性耕作措施的响应。初步得到免耕秸秆覆盖措施有助于形成良好的土壤结构、减少土壤侵蚀、改善土壤持水特性、提高土壤养分利用效率、改善土壤微生物区系、增强作物光合效能、增加作物产量等结论,对筛选出当地适宜的耕作模式、改善区域土壤质量、促进农业可持续发展有重要意义。在此基础上,提出目前该项研究存在的问题和今后重点关注的方向:1)保护性耕作土壤碳循环机理;2)覆盖方式的创新;3)温室气体排放测量方法的改进与完善。 相似文献
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气候变化是当前人类社会面临最为严峻的全球环境问题之一。中国作为当前全球温室气体排放的第一大国家,实现碳中和是应对气候变化的最根本举措。该研究以河北省晋州市周家庄乡为研究区域,以冬小麦-夏玉米轮作体系为例,通过对不同灌溉技术、灌溉方法和灌溉制度下的冬小麦-夏玉米农田开展耕作试验,结合作物产量和土壤CO2、N2O排放通量的测定,分析在保证作物不减产的情况下不同耕作方式和水肥组合下土壤CO2、N2O排放通量变化特征及其规律。结果表明：1）在当地传统灌水量和施肥量的基础上适当增大或减小,都会显著影响作物产量、水分利用效率;2）耕作方式与灌水量、施肥量三者间存在显著的交互作用（P<0.05）,共同影响土壤二氧化碳当量的排放。与深耕相比,旋耕方式下的冬小麦-夏玉米土壤N2O排放通量依次降低21.19%、16.29%（P<0.05）;土壤CO2排放通量依次降低15.33%、8.29%（P<0.05）;3）优化水肥模式,适当减少灌水量和施肥量,可以在保证作物产量不低于当地传统产量的情况下兼顾节水与减排,从而降低农业温室气体排放,为碳中和做出贡献。 相似文献
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农田生产系统模型(APSIM)在土地和水肥资源管理中的应用 总被引：1，自引：0，他引：1
农业生产系统模型(Agricultural Production System Simulator,简称APSIM)是澳大利亚农业生产系统研究组(Agricultural Production System Research Unit,APSRU)开发的一种具有模块化结构的作物生产系统模拟器。其功能是分析在不同气候背景条件下,耕作系统(farming system)的生产力和作物的水肥资源利用,以及水分平衡的变化。该模型的特点是通过控制系统可以进行农业生产管理方式的设置,如品种使用、播种期、灌溉与施肥的时间及总量、休闲和轮作等等。模型可以进行多年连续模拟,用来分析长期气候波动和气候变化对农田生态系统的影响。该农业生产系统模型与流域水文模型结合在国外已经成功应用于水资源和农业生产的可持续发展的研究和开发中,其使用对我国农业结构调整、土地与水资源管理和气候应用等方面的研究具有参考价值。 相似文献
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兰州地区农田土壤速效磷与速效钾含量的变化特征 总被引：1，自引：1，他引：0
以兰州地区3县5区不同利用方式农田为研究对象,从作物种类、土地利用强度和耕作方式3个角度采集80个样点表层土壤样品(0—20cm),对其pH值、电导率、速效磷和速效钾进行了分析。结果表明:(1)兰州地区农田土壤pH值为8.59,蔬菜地pH值低于其它作物农田,但差异不显著。重度利用农田土壤pH值低于轻度和中度农田,日光温室农田pH值低于大田和砂田,但差异不显著。(2)土壤电导率具有较大的变异,变异系数高达107.31%,不同作物种类、利用强度及耕作方式下土壤电导率不具有显著差异性。(3)研究区土壤速效钾含量具有一致性,平均含量为362.65mg/kg,变异系数为48.81%,不同作物种类、不同土地利用强度和耕作方式土壤速效钾不具有显著差异性。(4)速效磷平均含量为14.07mg/kg,不同种类作物农田土壤中,蔬菜地速效磷高于其它种类作物;不同利用强度下,重度利用农田土壤速效磷高于中度和轻度农田;从耕作措施分析,日光温室农田土壤速效磷显著大于砂田和大田。研究表明,基于作物种类差异的不同土地利用方式及耕作措施对土壤酸碱性及速效磷含量具有不同程度的影响,集约型农业管理措施是导致速效磷含量增加的主要原因之一,且重度农田土壤有酸化的趋势。 相似文献
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水土保持耕作下陇东玉米-小麦-大豆轮作系统产量、土壤易氧化有机碳动态 总被引：5，自引：3，他引：5
在陇东黄土高原定位研究了玉米－冬小麦－大豆轮作系统中4种耕作处理：传统耕作（T1）、耕作覆草（T2）、免耕（T3）和免耕覆草（T4）对作物产量和表层土壤有机碳的影响。结果表明，2001年至2004年，经过2个轮作周期后，4个处理下作物产量无显著差异；免耕＋秸秆还田下土壤易氧化有机碳比传统耕作处理下显著增加2.44g／kg，易氧化有机碳与土壤全氮和水稳性团粒结构有显著的正相关关系，说职水土保持耕作对改善土壤理化性质有积极促进作用。易氧化有机碳组分可指示轻壤质地土壤对耕作措施的响应，水土保持耕作对产量增加的效应滞后于其对土壤理化性质产生的良好效应。 相似文献
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气候变化对中国农业生产的影响及应对策略 总被引：32，自引：2，他引：30
全球气候呈现变暖的趋势, 对农业生产和粮食安全产生重大影响, 并成为当今全球环境变化关注的热点问题之一。本文采用文献综述与比较研究的方法, 系统分析了气候变化对光资源、温度、土壤质量和水环境等农业生产要素的影响机理, 探讨了气候变化对我国作物种植区域和种植制度、农作物病虫害、农业生产能力以及农业经济与管理等方面的实际影响, 通过梳理国外应对气候变化的主要农业战略, 提出新时期我国应对气候变化的农业可持续发展策略。 相似文献
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作物生长模型的应用研究进展 总被引：7，自引：0，他引：7
作物生长模型不仅能够进行单点尺度上作物生长发育的动态模拟,而且能够从系统角度评价作物生长状态与环境要素的关系。本文通过梳理当前作物生长模型应用的诸多研究成果,剖析模型在气候变化对农业生产影响研究、作物生长模型区域应用中的关键问题,总结了当前以作物生长模型为核心的农业决策支持系统开发的研究情况,意在促进作物生长模型在生态、农业、区域气候资源和气候变化等研究中更广泛地应用。结果表明,作物生长模型在国内外的研究与应用广泛而深入,在气候变化背景下,应用作物生长模型进行历史时期气候条件和农业气象灾害对作物生产状况和产量的影响研究已相当广泛且相对成熟。利用全球气候模式（GCM）或区域气候模式（RCM）构建未来气候变化情景,再与作物生长模型耦合已发展成为评估未来气候变化对农业生产影响的重要手段。通过集成与整合多作物生长模型、多气候模式集合模拟、优化气候模拟数据订正方法可有效降低气候变化对农业生产影响评估的不确定性。遥感数据同化技术能够将站点模型运用到区域尺度上评价不同环境因子对农业生产的影响,拓宽了作物生长模型的应用尺度范围并有效提高作物产量估算的精度。以作物生长模型为核心的农业决策支持系统的研究与应用越来越多元化,是辅助农业生产管理和决策的重要工具。然而,由于作物生态系统的复杂性,作物生长模型模拟结果仍存在很大的不确定性,今后对作物生长机理及过程间耦合机制的探索还需加强,以便进一步完善和改进模型,促进作物生长模型更广泛地应用。 相似文献
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适应二氧化碳肥效作用的农业技术潜力分析 总被引：1，自引：0，他引：1
从育种、耕作与栽培三个方面分析了适应CO2肥效作用的农业技术潜力措施.在育种方面,采用综合运用育种理论和育种技术培育新品种,改善作物生理和生态性状来适应大气中CO2含量升高;在耕作制度上,采用调整作物播期、改变当前多熟制边界、调整水作和旱作作物、C3作物和C4作物的播种面积和区域布局等措施;在栽培措施上,采用调节作物冠层温度、改善灌溉条件、保持土壤肥力和养分以及综合防治病虫草害和极端天气灾害等综合措施.扬长避短,兴利除弊,采取主动适应CO2肥效作用的策略,最大限度发挥作物产量潜力. 相似文献
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ABSTRACT The concern about global climate change continues to increase research interest regarding carbon and nitrogen dynamics in the soil. This is based on their role in maintaining soil fertility, which can instead be a source of greenhouse gas emissions if not managed properly, while threatening food security. Humid tropical conditions enable intensive agricultural cultivation with various cropping systems to fulfill the demand for agriculture products. Such climate accelerates the soil organic matter decomposition rate so that it strongly influences soil carbon and nitrogen dynamics. However, inappropriate implementation of intensive agricultural systems that does not consider the balance between carbon and nitrogen input and output, negatively affects soil fertility, mainly decreasing soil organic carbon and total soil nitrogen, changing the composition of carbon and nitrogen owing to the loss of soil organic matter through erosion and leaching, thus, causing soil degradation. Mitigation strategies can be performed by using organic matter and crop residue, crop rotation and improvement of crop pattern, soil tillage and fertilization, cover crops and mulch. Sustainable land management for maintenance of soil organic carbon and total soil nitrogen dynamics should be locally and globally developed and adopted for a more sustainable agricultural system. Recovery of soil capacity to accumulate carbon is a strategic step to reduce the impact of climate change. Hence, an intensive study on efficient soil organic carbon management is required to improve food production and mitigation of climate change to attain sustainable development goals in 2030. 相似文献
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淤地坝属于黄土高原重要的水土保持工程措施,兼具淤地造田之效。以淤地坝为载体,坝地作物种植为核心的淤地坝旱作农业系统是黄土高原独特的农业系统和农业景观。通过文献梳理和实地调研,对黄土高原淤地坝旱作农业系统进行了系统分析。研究表明:(1)黄土高原淤地坝的人工修筑史可以追溯至明代万历年间,距今至少已有400余年的历史,1950年代以后得到普遍推广;(2)淤地坝传统的修筑技术和坝地旱作农业耕作技术体系,体现出人与自然和谐共处的生存准则和先民智慧的生活理念;(3)淤地坝旱作农业系统具有显著的经济价值、生态价值、文化价值、景观价值、社会价值与科研价值等农业文化遗产价值,在黄土高原生态文明建设、农业可持续发展和农耕文化传承等方面具有重要意义。 相似文献
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Changes in Soil Iron Fractions and Availability in the Loess Belt of Northern China After 28 Years of Continuous Cultivation and Fertilization 总被引：1，自引：0，他引：1
Iron(Fe) deficiency in calcareous soils of the Loess Plateau of China is a wide spread issue and primarily affects agricultural production due to the relatively higher soil pH and carbonate content. Understanding the relationships between Fe distribution in soil fractions, Fe availability, and their responses to cropping and fertilization could provide essential information for assessing Fe availability in soils and managing soils to improve Fe availability. A long-term field experiment was established in 1984 in a split-plot design using cropping systems as main plots and fertilizer treatments as subplots on a farmland in the Loess Plateau. The cropping systems included fallow, continuous wheat cropping, continuous alfalfa cropping, continuous maize cropping, and a rotation system that included a legume. Various fertilization treatments using chemical and/or manure fertilizers were included in each cropping system. Soil samples were collected from 0–10 and 20–40 cm depths in 2012. Long-term planting of crops significantly increased the concentrations of available Fe in the soils. The largest increase was observed in the continuous alfalfa cropping system. Long-term cropping significantly increased the concentrations of Fe associated with carbonates and organic matter, but decreased the concentration of Fe associated with minerals in the soils. The effect of fertilization on the distribution of Fe in the soil fractions varied with cropping system and soil depth. The fertilization treatment with manure generally increased the concentrations of Fe associated with the soil fractions.Long-term cropping and fertilization in the highland farmland significantly affected the availability of Fe and the distribution of Fe fractions in the soil. 相似文献
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中国农田生产系统土壤保持功能及其经济价值 总被引：26，自引：0，他引：26
农田生产系统不仅为人类提供了多种多样的农产品,同时,农作物对地表的覆盖以及各种水土保持措施的采用,使农田生产系统也发挥着重要的土壤保持功能。根据计算,我国农田生产系统每年保持土壤的数量为101.9×108t,其中,西南地区、黄土高原区和东北地区的农田土壤保持功能最为突出。采用市场价格法、机会成本法和影子工程法对农田保持土壤的价值进行评估,结果表明:我国农田每年保持土壤养分的价值为4408.50×108元/a,减少耕地废弃价值为164.09×108元/a,减轻淤积的价值为53.74×108元/a,总计4626.66×108元/a,相当于2000~2002年我国种植业平均产值的32.08%。其中,东北地区、黄土高原区和西南地区保持土壤价值较大,合计为2851.8×108元,占总价值的61.6%。 相似文献
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黄土高原的生态环境建设与特色农业产业经济 总被引：1，自引：0，他引：1
人口超载、干旱缺水和水土流失侵蚀环境构成了黄土高原生态环境建设与可持续发展的基本矛盾。在总结黄土高原生态环境建设所取得基本经验的基础上,初步分析了生态环境建设宜解决的几个关键问题,并从地域资源优势的角度出发,提出了发展绿色食品及特色农产品、牧草、优质干果等农业产业经济的建议。 相似文献
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气候变化对农业水管理的影响及应对策略研究 总被引：2，自引：2，他引：0
气候变化导致全球年平均气温上升、降水模式变化、河流特性改变、极端气候事件频发等,显现出其对农业水资源和农业生产造成的影响,使全球尤其是干旱和半干旱地区可持续农业发展和现代农业水管理面临重大挑战。该文介绍气候变化下的极端气候事件发生,评价气候变化通过气温和降水的改变以及极端气候事件频度和程度加剧等各种方式对农业用水可利用量和水质以及作物需水造成的影响,阐述气候变化通过水要素对灌溉用水、可用耕地、作物产量带来的影响,综述气候变化对农业水管理的影响及应对策略,提出在气候变化对农业水管理的影响及应对策略研究上,应认真考虑气候变化对农业水管理影响的尺度效应和不确定性,从而有助于因地制宜地制定和合理选用农业水管理应对策略;应积极构建基于多模型集成模式的气候变化对农业水管理影响的综合评估方法,从而有利于改善综合预测评估结果的准确性和可靠性;应深入进行农业水管理应对策略的适应-减缓利弊权衡研究和协同效用分析,从而有效改进和提高应对策略的效用。建议国内应该加强对综合评估方法和效用分析的研究力度。 相似文献
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黄土高原丘陵沟壑区土壤物理性质对苜蓿
种植年限的响应 总被引：2，自引：0，他引：2
西部黄土高原丘陵沟壑区是中国乃至世界上水土流失最严重的区域,以禾谷类作物单播为主的传统农业生产系统和过度耕作是引致水土流失的最主要原因。紫花苜蓿作为优良豆科牧草,在区域生态环境建设和产业结构调整中发挥着重要作用。因此,本研究通过设置在陇中黄土高原半干旱区的长期定位试验,以苜蓿草地(3 a、10 a、12 a)和农田(马铃薯地)为主要研究对象,探讨了土壤物理性质对于苜蓿种植年限的响应,为黄土高原雨养农业系统紫花苜蓿适宜种植年限的选择及苜蓿草地的可持续利用提供科学依据。结果表明,随着紫花苜蓿种植年限的加长,土壤表层呈容重降低、孔隙度增加的变化趋势,而下部土层变化不明显。苜蓿种植可以提高耕层0~30 cm土壤0.25 mm水稳性团聚体含量、平均重量直径(MWD)和几何平均直径(GMD),同时降低团聚体破坏率(PAD),且随种植年限的延长效果愈加明显。苜蓿种植一定年限后土壤总有机碳(TOC)和易氧化有机碳(ROOC)与农田差异明显,其中种植苜蓿土壤易氧化有机碳占总有机碳的比例为44%~57%,农田土壤易氧化有机碳比例占52%~68%,表明种植苜蓿不仅提高了土壤总有机碳含量,且改变了土壤有机碳的组成比例。与农田相比,苜蓿种植可改善土壤水分入渗性能,表现为随种植年限的延长呈现先增加后降低的趋势。黄土高原沟壑区种植苜蓿可以改善土壤有机质形态和物理结构,提高土壤渗透能力,但苜蓿种植年限以10 a为宜,10 a之后应该进行轮作换茬以维持雨养农业系统的可持续发展。 相似文献
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黄土高原不同降水类型区林地、草地与农田土壤干燥化效应比较 总被引：6，自引：0，他引：6
黄土高原人工林草地和旱作农田土壤干燥化问题十分突出,严重威胁着人工植被建设成效和旱作农业可持续发展。通过对黄土高原半湿润区、半干旱区和半干旱偏旱区53类林地、草地和农田深层土壤湿度的观测,分析比较了各类型区各类林地、草地和农田土壤湿度、土壤水分过耗量、土壤干燥化指数、土壤干层厚度等土壤干燥化效应指标。结果表明:(1)林地、草地和农田土壤湿度平均值依次为6.46%～12.57%、6.49%～11.52%和9.32%～16.00%,均以半湿润区最高,半干旱区居中,半干旱偏旱区最低,林地、草地和农田土壤水分过耗量平均值分别为521mm、491mm和30mm,林地土壤水分过耗量以半干旱区最高,草地以半湿润区和半干旱偏旱区最高,农田以半干旱偏旱区最高;(2)林地、草地和农田土壤干燥化指数平均值依次为39%、42%和96%,分别属于严重干燥化、严重干燥化和轻度干燥化强度,林地土壤干燥化程度以半干旱区和半干旱偏旱区最严重,草地以半湿润区和半干旱偏旱区最严重,农田以半干旱偏旱区最严重,林地、草地和农田土壤干层厚度平均值依次为881cm、836cm和336cm,林地土壤干层厚度以半干旱区和半干旱偏旱区最厚,草地和农田以半干旱偏旱区最厚。 相似文献