塔里木灌区膜下滴灌的棉田土壤水盐分布特征

通过膜下滴灌田间试验,研究了塔里木灌区棉田土壤盐分运移特征。结果表明:膜下滴灌的棉田土壤盐分呈Y状垂直分布,膜下土壤盐分含量小于膜间,膜间土壤盐分从表层到深层呈逐渐增减的趋势。随滴灌量增加,膜下土壤盐分峰值位置下移。滴灌量从2 618 m3/hm2增大到4 265m3/hm2,湿润峰位置从40 cm下移至100 cm,盐分峰值位置从30 cm下移至60 cm。滴灌结束后,膜下0~60 cm及0~100 cm土壤平均含盐量均减小。脱盐程度随滴灌量增大而增加,0~60 cm土层脱盐率从6.0%增加到34.8%;而膜间土壤呈积盐状态,积盐程度随滴灌量减小而增大。随滴灌年限增加,0~60 cm的土层平均含盐量逐年增加,从2005年到2007年,4 265、3 926、3 600、3 271m3/hm2灌溉定额下的土壤平均含盐量年均增加了0.4、0.6、1.1、1.1 g/kg。研究结果指出了塔里木灌区现行棉花膜下滴灌制度存在的积盐问题,成果对完善干旱区膜下滴灌灌溉制度具有一定得指导意义。     

1998-2018年中国粮食作物化肥利用效率与减施策略研究

This paper studied the fertilizer rate(FR), fertilizer use efficiency(FUE) and fertilizer overuse rate(FOR) of rice, corn and wheat in China from 1998 to 2018 and briefly analysed the reasons why farmers were willing to apply more fertilizers.(1) The FR of grain in China reached 373.7 kg/ha in 2018, an increase of 26.8% compared to that in 1998. In 2018, the FR for corn was the highest, at 411.2 kg/ha, compared to the values of 338.3 kg/ha for rice and 371.7 kg/ha for wheat.(2) In recent years, the FUE of grain in China has obviously improved, with values of 32.9% in 1998, 36.7% in 2008, and 39.3% in 2018. In 2018, the FUE for rice was the highest(41.2%), followed by that for corn(39.9%), and the FUE for wheat was the lowest(36.0%).(3) By 2018, fertilizer was overused in all zones of rice, corn and wheat. In 2018, the average FOR for wheat reached 69.0%, which was 35.9% higher than that for corn and 42.8% higher than that for rice.(4) The lower price of chemical fertilizers was the main reason leading to overapplication.(5) Establishing market mechanisms and adjusting regional planting structures can be effective in reducing the application of chemical fertilizers.     

新疆北部覆膜滴灌棉田的碳交换日、生长季变化特征

利用涡动相关系统测定新疆石河子棉区覆膜滴灌棉田的CO₂通量,分析2010年棉花各生育期净生态系统碳交换（NEE）的日变化特征,并将[NEE]拆分为生态系统总生产力（GEP）和生态系统呼吸（R_eco）,分析三者的生长季变化特征及其影响因素。结果表明：在播种期和苗期,棉田白天和夜间的NEE变化幅度都较小;其他生育期NEE白天呈‘V’形变化,夜间为正值且变化小。NEE的日变化主要受太阳总辐射影响。GEP、R_eco和NEE的生长季变化趋势与叶面积指数变化相对一致,最大日累积量均出现在花铃期,分别为11.8,8.0和-6.2 g C·m^-2·d^-1。播种期、苗期、蕾期、花铃期和吐絮期的日平均[NEE]分别为2.6,1.6,-1.2,-2.8和0.5 g C·m^-2·d^-1。整个生长季棉田NEE累积量为-122.2 g C·m^-2,表现为碳汇。由偏相关分析可得,GEP,R_eco和NEE的生长季变化与气温的相关系数最高,其次为饱和水汽压差,再次为太阳总辐射和土壤温度,结果表明气温是影响棉田GEP,R_eco和NEE生长季变化的主要气象因素。气温对棉田GEP,R_eco和净碳吸收起促进作用,而饱和水汽压差对其起限制作用。     

基于电磁感应数据的膜下滴灌土壤水分动态变化研究

快速、无损监测农田土壤水分含量,是智慧农业的重要研究内容.以新疆南疆阿拉尔国家农业科技园区膜下滴灌棉田为研究对象,运用EM38-MK2大地电导率仪快速、高效的获取了4组不同时期的棉田土壤表观电导率数据,并同步采集表层土壤(0～20 cm)样品,通过构建表观电导率数据与室内测定含水量数据间的反演模型获取了测点的含水量数据...     

干旱区绿洲城市土地利用效益研究——以乌鲁木齐为例

对绿洲城市土地利用效益进行评价和研究有助于衡量绿洲城市土地利用水平,实现绿洲城市土地的高效协调利用.选取典型干旱区绿洲城市乌鲁木齐,利用多时相TM影像数据,对乌鲁木齐1990-2005年土地利用的基本特征进行分析,在此基础上采用综合指标评价法、灰色关联度和相关数学方法从土地利用的经济、社会和生态效益三方面对1990-2...     

农业化肥减量及生物肥料替代可行性研究——来自新疆棉区调查数据的实证

推进化肥减施增效是实现中国农业绿色高质量发展的关键途径。本文以新疆棉花为例,基于2000—2020年棉花化肥施用量及技术、资本、劳动力投入时序数据,构建生产函数考察了新疆棉花单位面积化肥施用强度变化及其对棉花单产提升的贡献作用,并利用2015—2020年不同植棉区化肥和生物肥料施肥区的微观定位调查数据,采用熵权法构建肥料应用效益评价指标体系,对两种肥料的综合效益做出总体评判,并对经济效益（棉花产量、黄萎病害发生率）和生态效益（土壤有机质、微生物数量）及两种肥料施用成本进行具体比较,探讨了生物肥替代化肥的可行性及其实现机制。研究表明：① 2000—2020年间新疆棉花单位面积化肥施用强度呈不断上升态势,高于同期国内大部分植棉省份,自2016年起趋于减缓和平稳,施肥量浮动在585 kgN/hm²左右。② 2000—2010年随着单位面积化肥施用强度的增加,对棉花单产增加呈正向促进作用;而2010—2020年,单位面积化肥施用强度增加对棉花单产提高的贡献率为-21.29%,表明持续增加化肥用量对棉花单产提高已呈现负效应。③ 生物肥料施肥区生态效益优势更突出,但经济效益低于化肥区,两种肥料的综合效益随使用年限增加差距趋于缩小;较化肥组,研究期内不同植棉区生物肥组棉花单产降低3%~8%,黄萎病害发病率降幅27.75%~58.20%,土壤有机质含量提高了14.59%~28.54%,土壤微生物数量显著增加;生物肥单位施用成本高于化肥14%~19%。根据生物肥生态属性及作用机理,结合农户经济理性及传统的化肥依赖,建议在生物肥推广初期,实行一定的政策激励或生态补偿,同时积极引导和培育农户亲环境意识,农业化肥逐步减量及生物肥替代具有理论与实践可行性。     

焉耆县滴灌条件下土壤水热盐的动态变化特征

为了揭示焉耆县良种场的土壤水热盐动态变化,对有膜覆盖和无膜覆盖条件下各土壤层进行水热盐的系统观测和单因素方差分析及相关性分析。结果表明：（1）土壤温度的日变化呈现先降低后升高再降低的趋势,有膜各层土壤温度高于相对应的无膜各层土壤温度,各层土壤温度和大气温度变化趋势一致。（2）有膜各层土壤盐分要高于相对应的无膜各层土壤盐分,表层土壤水分小于底层,有膜10～20 cm土壤水分含量比较低,无膜10～50 cm土壤水含量比较接近;滴灌后,土壤水分和盐分经历快速下降和缓慢下降两个过程。由于文献对于有膜覆盖与无膜覆盖条件下土壤水热盐变化的研究相对较少,文章通过研究焉耆县农田生育期有膜和无膜条件下土壤水热盐的变化特征,为研究区土壤盐渍化的防治提供科学依据。     

Water-saving potential in aeolian sand soil under straight tube and surface drip irrigation in Taklimakan Desert in Northwest China

Evaporation loss from the saturated soil beneath drip irrigation emitters highly influences the irrigation efficiency of drip irrigation (DI). Subsurface drip irrigation (SDI) is one good approach to curb this inefficiency, but in a new irrigation method, straight tube irrigation (STI), the irrigation tubes do not need to be buried and thus STI is recommended to increase the irrigation efficiency under normal surface-applied DI. STI consists of only connectors and water-transference tubes that can directly transfer irrigation water from the lateral emitters in the drip line to the root zone of plants. Five-month field experiments were carried out in Aeolian sand soil in the forest-belts of the Taklimakan Desert, which have poor water storage capacity, to compare the potential water saving between STI and DI. The preliminary results showed that, compared with DI, STI (1) improved the soil water content in soil depths from 40 to 100 cm under the soil surface; (2) achieved the same irrigation effects in relatively shorter irrigation durations; (3) had very little water loss due to deep seepage; and (4) formed a layer of dry sand about 10 to 30 cm thick immediately below the soil surface, which lessened evaporation loss of soil water beneath the emitters on the soil surface. This demonstrates that STI can maximize the water-saving potential of DI through the reduction of wetted soil perimeters on the soil surface. This is valuable information for water-saving engineering applications and projects with STI in arid and semiarid regions.     

基于农户利用效率的平原和山区耕地利用形态比较

土地利用形态是土地利用转型研究的核心内容。农户土地利用决策是引起土地利用系统变化与土地利用转型的深层因素,当前学者从多个视角对耕地利用形态展开了系列的理论与实证研究,但从农户层面深入探讨耕地利用隐性形态及其形成机理的研究相对较少。为揭示农户耕地利用隐性形态的差异及其影响因素,本文以农户耕地利用效率为切入点基于平原区寿光市和山区沂源县农户调研数据,从农户家庭劳动力要素变动与农业生产决策视角对农户的耕地利用效率进行了测算,构建结构方程模型探讨了农户耕地利用效率的驱动机制。研究表明,寿光市和沂源县耕地利用效率较低,并且存在地貌类型和农户类型上的差异,平原（寿光市）耕地利用效率要高于山区（沂源县）,老年农户耕地利用效率低于年轻农户。在影响路径方面,农户耕地经营规模、生产要素投入和耕地产出直接影响耕地利用效率,而种植结构对耕地利用效率的影响不显著。     

古尔班通古特沙漠与石河子绿洲膜下滴灌棉田能量输送特征的研究

不同生态环境下垫面条件下的能量输送特征有着很大差异,是陆地-大气间相互作用过程研究的重要组成部分。为了探寻近地面层湍流运动规律,定量分析沙漠和绿洲膜下滴灌棉田下垫面物质与能量输送,利用常规气象梯度法观测的数据,根据Monin-Obukhov相似性理论,运用空气动力学方法和能量平衡法,对古尔班通古特沙漠南部流动沙区及其以南100 km的石河子绿洲膜下滴灌棉田的能量输送模式及其日变化进程进行了分析研究。结果表明:在沙漠生态条件下,大部分净辐射用于感热通量的散失,另一部分用于向地下传输,少部分则用于潜热输送;在膜下滴灌棉田生态条件下的绿洲能量输送的基本模式为:农田蒸散的潜热能量占绝大部分,少部分用于感热通量和土壤热通量的消耗,同时存在一定的地表能量平衡差额。这些结论为合理配置自然资源、分析和评估绿洲生产潜力提供科学依据。