【摘 要】
：
随着全球极端气候事件频发,陇中黄土高原丘陵沟壑区农业生产面临的威胁日益增大。其中,频发的干旱造成了粮食减产和绝收,亟需采取适宜的农田管理措施以促进区域农业水土资源的高效利用。为此,本研究以典型半干旱陇中黄土高原丘陵沟壑区旱地春小麦为研究对象,采用田间不同时期、程度和历时干旱胁迫试验和作物生长模型模拟相结合的方法开展研究。探讨了干旱胁迫下半干旱黄土高原丘陵沟壑区较为适宜的管理措施,研究了不同干旱胁迫
论文部分内容阅读
随着全球极端气候事件频发,陇中黄土高原丘陵沟壑区农业生产面临的威胁日益增大。其中,频发的干旱造成了粮食减产和绝收,亟需采取适宜的农田管理措施以促进区域农业水土资源的高效利用。为此,本研究以典型半干旱陇中黄土高原丘陵沟壑区旱地春小麦为研究对象,采用田间不同时期、程度和历时干旱胁迫试验和作物生长模型模拟相结合的方法开展研究。探讨了干旱胁迫下半干旱黄土高原丘陵沟壑区较为适宜的管理措施,研究了不同干旱胁迫对春小麦产量、水氮利用效率的影响规律,明确土壤水、碳、氮动态运移特征对不同干旱胁迫的响应规律,为该地区水资源的高效利用提供依据。得到以下主要结论:1.APSIM作物生长模型能较好的模拟陇中半干旱区不同干旱胁迫条件下旱地春小麦产量形成过程,对0～110cm土层土壤水分、硝态氮含量以及0～50cm土层土壤有机碳含量的模拟具有较高的精度。模拟小麦籽粒数的平均RMSE为167.05 number·m-2,平均NRMSE为3.27%,平均ME为0.76;小麦千粒重的RMSE为1.29g,NRMSE为3.87%,ME为0.59;小麦产量的RMSE为107.34kg·hm-2,NRMSE为4.52%,ME为0.69。模拟土壤体积含水量的RMSE为1.57%,NRMSE为9.55%,ME为0.62;模拟土壤有机碳含量的RMSE为1.34g·kg-1,NRMSE为15.85%,ME为0.79;模拟土层土壤硝态氮含量的RMSE为0.93g·kg-1,NRMSE为12.31%,ME为0.64。2.拔节期是春小麦生长发育的关键时期,春小麦对该阶段干旱胁迫的耐受性最差,随着干旱胁迫持续时间的增加,春小麦对干旱胁迫的耐受性不断减弱。拔节期、抽穗期和灌浆期发生任何程度的干旱胁迫均对春小麦产量造成不利影响,出苗期-分蘖期持续干旱胁迫,且后期灌水量小于100mm时,春小麦产量大幅下降,而分蘖期适度干旱胁迫有利于提高研究区春小麦产量。当灌水量达到400mm时,春小麦产量达到最高为4631.00kg·hm-2。3.春小麦生殖生长阶段干旱胁迫造成农田蒸散量增加,土壤含水量下降,春小麦产量随蒸散量增加呈先增后降的变化趋势。灌浆期干旱胁迫对小麦生育期内土壤水分含量影响最大,而出苗期和分蘖期适度胁迫均有利于提高土壤水分含量。灌水量小于200mm条件下,土壤表层0～30cm土层土壤水分变异性较大,且易于形成含水量最高峰;30～110cm土层土壤含水量与干旱胁迫发生时期有关,营养生长阶段干旱胁迫,土壤含水量随着土层增加呈递增趋势,而生殖生长阶段,随着土层增加呈递减趋势。灌水量300～500mm条件下,0～110cm土层土壤含水量均呈递增趋势,且灌水量400mm和500mm的土壤含水量差异并不显著。4.抽穗期、开花期和灌浆期干旱胁迫均有利于提高土壤中有机碳含量,开花期干旱胁迫下土壤有机碳含量最高为8.03g·kg-1。土壤有机碳含量随灌水量呈先增再减的变化趋势,当生育期灌水量达到200mm时土壤有机碳含量最高为8.00g·kg-1。5.春小麦抽穗期干旱胁迫有利于提高春小麦植株的氮素吸收,在降低土壤表层硝态氮含量的同时,也减小了硝态氮被淋洗到深层土壤的风险,灌水量200mm的植株氮素吸收量最高为163.98kg·hm-2。不同灌水改变了硝态氮在土壤剖面中的分布,表现在小于200mm灌水条件下,土壤硝态氮主要聚集在土壤表层;300～500mm灌水条件下,土壤表层硝态氮含量大幅下降,土壤硝态氮在0～110cm土层发生了明显的运移。6.出苗期和分蘖期适度干旱胁迫均有利于提高小麦水分利用效率和氮素利用效率,而发生在分蘖期后的干旱胁迫均对小麦水分利用效率和氮素利用效率产生不利影响。春小麦水分利用效率和氮素利用效率随灌水量呈先增后降的变化趋势,当生育期灌水量达到300mm时,春小麦水分利用效率和氮素利用效率达到最大分别为12.94kg·mm-1和32.04kg·kg-1。研究验证了APSIM模型对不同干旱胁迫下陇中黄土高原丘陵沟壑区旱地春小麦生长发育过程以及土壤水、碳、氮运移过程的模拟能力。阐明了春小麦生产以及土壤水、碳、氮在半干旱地区水分限制因素条件下的响应规律。对实现研究区旱地春小麦水分高效利用具有重要的意义和应用价值。
其他文献
中药材采后加工在中药药性的形成和品质的提升方面具有重要作用。大黄为蓼科多年生草本药用植物掌叶大黄（Rheum palmatum L.）、唐古特大黄（Rheum tanguticum Maxim,ex Balf）.或药用大黄（Rheum officinale Baill.）的干燥根和根茎,甘肃礼县为“中国大黄之乡”,当地在大黄采收后需要采用独特的“烟熏干燥”加工工艺。前期研究发现烟熏干燥可以显著提高
氮（N）是作物生产中最重要的产量限制因素,因此,为了满足全球人口快速增长对粮食的需求常被过量施用。过量氮肥的长期施用不仅降低了作物产量和品质,氮肥利用率持续下降,也造成了大气、水体和土壤等环境的严重污染。秸秆还田会部分消除过量氮肥施用产生的负面效应。本研究依托始于2013年在甘肃省定西市安定区进行的不同氮用量定位试验。定位试验设置6个氮肥施用量（N0:不施氮,对照、N75:施氮量 75 kg ha
中药材非药用部位具有较高的研究和利用价值,探索如何高效、合理、经济地利用这些资源具有重要意义。党参Codonopsis pilosula是食药两用的大宗药材,药用器官为根,地上的茎、叶、花含有大量化学成分,其药用价值的挖掘及利用途径的探索仍有待研究。本试验以党参叶为研究对象,通过UPLC-MS/MS等化学方法探明了党参叶可利用的化学物质基础。基于其优势化学成分,探究了可能具有的重要生理活性。通过体
子宮内膜炎（Endometritis）是影响奶牛养殖业健康发展的主要生殖系统疾病之一,可导致奶牛怀孕率下降,配种次数增加、空怀期延长、妊娠风险增加、产奶量下降,严重者则造成奶牛繁殖力丧失从而增加淘汰率,影响奶牛产业的健康发展。该病在我国的发病率呈上升趋势,并呈现出地域差异,流行情况与病原微生物感染、自身激素水平、继发因素、卫生环境、饲养管理等因素有关。阴道作为奶牛生殖系统重要的微生态区系,对阻止病
包虫病（Hydatid disease）,又称为棘球蚴病（Echinococcosis）,是由棘球属绦虫中绦期幼虫棘球蚴引起的一种重要的人兽共患寄生虫病,也是世界卫生组织确认的十七种被忽视的热带病之一。三江源地区是青藏高原上棘球绦虫发生流行最严重的地区之一,主要包括多房棘球绦虫（Echinococcus multilocularis）、细粒棘球绦虫（Echinococcus granulosus）
类泛素蛋白修饰分子（Small ubiquitin-like modifier,SUMO）修饰是重要的蛋白质翻译后修饰之一,它在改变蛋白质稳定性、亚细胞定位和蛋白质互作关系中起着重要作用。SUMO化修饰广泛参与植物应对干旱、极端温度、盐和营养素缺乏等非生物胁迫。马铃薯根系浅,容易受到多种非生物胁迫的影响,特别是干旱胁迫。揭示马铃薯抗旱的分子机制,进而筛选抗旱性马铃薯品种是保证产量和品质的根本方法。
客观理解区域作物生产对气候变化的响应和适应机理,提出适应气候变化的农作措施,可为区域粮食生产的可持续发展提供一定的理论依据。本研究选择黄土丘陵典型雨养农业区——定西市,以旱地春小麦（Triticum aestivum L.）为研究对象,立足2002—2005年长期积累与2015—2017年补充的大田试验数据,结合1971—2017年研究区历年统计年鉴数据,运用本土化APSIM模型（Agricult
硅是地球表面第二丰富的元素,在植物体内常以无定形二氧化硅或可溶性硅形式存在。硅不是植物的必需养分,但可通过直接抑菌、形成物理屏障、诱导合成防御性酶和化合物来提高植物对生物和非生物胁迫的抗性。然而,硅是否影响厚皮甜瓜果实愈伤尚未见报道。本研究通过使用50mmol/L硅酸钠处理人工损伤的厚皮甜瓜果实“玛瑙”,评价硅酸钠处理对果实愈伤效果的影响,在转录组分析的基础上,揭示糖代谢、脂肪酸代谢和苯丙烷代谢在
在典型的保护性耕作田间管理和轮作实践中,研究土壤有机碳（SOC）及其相关组分的特征以及秸秆还田对土壤团聚体稳定性的影响,对于维持任何农业生态系统的土壤质量至关重要。保护性耕作制度包括秸秆还田和耕作方式可以显著改变土壤有机碳含量、储量、活性有机碳库和土壤稳定团聚体。自从秸秆还田管理以来,健康土壤和植物生产所需的适当秸秆用量仍然未知。土壤的可持续管理可以通过保护性耕作实践来实现,包括免耕（NT）和免耕
好氧堆肥是实现农业废弃物无害化和资源化的有效技术途径,不仅可实现资源的有效循环利用,也可减少由废弃物处理不当而引发的大气、水体和土壤污染。然而,好氧堆肥过程中因存在木质纤维素等难降解的限速有机物质,导致好氧堆肥原料腐解慢、堆肥周期过长、腐熟效果差。为此,本试验设置了5个C/N比处理:15:1、20:1、25:1、30:1、35:1（分别记为T1、T2、T3、T4、T5）,研究C/N比对好氧堆肥过程