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不同施氮措施对冬小麦农田土壤温室气体通量的影响 预览
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作者 朱龙飞 徐越 +4 位作者 张志勇 于旭昊 马新明 闫广轩 孔玉华 《生态环境学报》 CSCD 北大核心 2019年第1期143-151,共9页
农田生态系统是大气中温室气体重要的排放源,其温室气体排放量占全球人为活动产生总量的10%-12%,减少农田生态系统温室气体的排放,对于减少温室气体排放总量,缓解全球变暖具有积极的作用。以河南省平顶山市冬小麦农田为研究对象,设置5... 农田生态系统是大气中温室气体重要的排放源,其温室气体排放量占全球人为活动产生总量的10%-12%,减少农田生态系统温室气体的排放,对于减少温室气体排放总量,缓解全球变暖具有积极的作用。以河南省平顶山市冬小麦农田为研究对象,设置5种施氮措施,分别为:尿素+脲酶抑制剂(U+HQ)、尿素+硝化抑制剂(U+DCD)、尿素+脲酶抑制剂+硝化抑制剂(U+HQ+DCD)和包膜尿素(PCU),并以尿素(U)为对照,采用静态暗箱-气相色谱法测定分析了冬小麦栽培关键阶段N2O、CO2和CH4通量及其累积通量。研究表明,3种温室气体通量均随小麦生长呈先降低后升高再降低的趋势。与U相比,其他4种施氮措施均减少N2O累积通量,减排效果呈U+DCD >PCU >U+HQ >U+HQ+DCD的规律,其中U+DCD及PCU减排效果较显著,降幅分别为44.44%和20.99%(P<0.05);除U+HQ外,U+DCD、U+HQ+DCD和PCU均显著降低了CO2的累积排放量(P<0.05),减排效果呈U+HQ+DCD(42.29%) >PCU(40.84%) >U+DCD(34.78%) >U+HQ(6.07%)的规律;其他4种施氮措施均显著降低了CH4的累积吸收量(P<0.05),其中U+DCD和U+HQ+DCD降幅较大,分别为48.21%和49.40%(P<0.05)。与U相比,其他4种施氮措施均显著降低了温室气体全球增温潜势,减排效果呈PCU >U+HQ+DCD >U+DCD >U+HQ,降幅分别为38.29%、36.64%、36.03%、6.54%(P<0.05)。不同施氮措施对小麦产量有显著影响(P<0.05),呈U+DCD >U+HQ >U >PCU >U+HQ+DCD的规律。综合分析表明,普通尿素配施硝化抑制剂可以有效降低温室气体排放并提高冬小麦产量。 展开更多
关键词 施氮措施 冬小麦农田 温室气体通量 氮肥增效剂
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亏缺灌溉对冬小麦农田温室气体排放的影响
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作者 王晓云 蔡焕杰 +2 位作者 李亮 徐家屯 陈慧 《环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期2413-2425,共13页
为研究不同时期亏水量对冬小麦农田土壤温室气体排放的影响,优化灌溉管理措施,试验采用静态箱-气相色谱法对关中平原冬小麦(2016年10月~2017年6月)农田温室气体(CO2、N2O和CH4)排放通量进行了监测研究.试验在冬小麦3个生育期(越冬期、... 为研究不同时期亏水量对冬小麦农田土壤温室气体排放的影响,优化灌溉管理措施,试验采用静态箱-气相色谱法对关中平原冬小麦(2016年10月~2017年6月)农田温室气体(CO2、N2O和CH4)排放通量进行了监测研究.试验在冬小麦3个生育期(越冬期、拔节至抽穗期、抽穗至灌浆期)各设置3个灌水水平(充分灌溉,100%;轻度水分亏缺,80%;重度水分亏缺,60%),共6个处理(CK、T1、T2、T3、T4、T5,其中CK处理为充分灌溉处理,其它处理均为不同程度的水分亏缺处理).阐述了3种气体(CO2、N2O和CH4)在全生育期的动态变化特征,并用作物产量、长远增温效应(net GWPL)和当季增温效应(net GWPS)这3个指标综合评估不同生育期亏水水平对关中平原小麦经济效应和生态效应的影响.结果表明,生育期灌溉后CO2、N2O排放通量基本上呈增加趋势,以CK处理最高,而灌溉后土壤CH4吸收通量迅速减小,高水分处理甚至出现排放特征.与CK处理相比,T1、T2、T3、T4和T5处理下小麦季CO2排放总量分别显著降低了13. 32%、25. 98%、5. 55%、15. 47%和17. 52%(P <0. 05),N2O排放总量分别显著降低了12. 20%、18. 00%、5. 63%、11. 54%和13. 53%(P <0. 05),CH4吸收总量分别显著增加了46. 47%、75. 78%、19. 47%、53. 40%和62. 33%(P <0. 05);T1、T2、T3、T4和T5处理net GWPL较CK处理分别显著降低了10. 07%、12. 77%、6. 50%、6. 81%和11. 53%(P <0. 05);除T3处理外,其他处理较CK处理net GWPS分别显著降低了13. 21%、37. 65%、24. 60%和19. 86%(P <0. 05);T1、T2、T3、T4和T5处理小麦产量较CK处理分别显著减少了12. 56%、32. 53%、2. 25%、20. 93%和18. 14%(P <0. 05),T3处理较CK处理减产2. 25%,但无显著性差异(P> 0. 05).亏缺灌溉显著降低了小麦地温室气体的排放,但会造成不同程度的减产,综合考虑不同生育期亏水水平处理下小麦地的经济效应和生态效应,T3处理更有利于关中平原冬小麦的保产节水减排. 展开更多
关键词 亏缺灌溉 冬小麦农田 温室气体(GHG) 净增温潜势(NGWP) 产量
潮土区常规施肥下冬小麦农田基础地力演变规律 预览
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作者 查燕 武雪萍 +2 位作者 贡付飞 张会民 徐明岗 《中国土壤与肥料》 CSCD 北大核心 2018年第2期35-41,共7页
研究农民习惯施肥条件下潮土区冬小麦农田基础地力的演变规律,为加强潮土农田地力保育,挖掘农田生产潜力和增加作物产量提供依据。依托29个潮土国家级耕地土壤监测点,利用1988-2006年长期监测数据,从土壤性质出发构建了潮土区冬小麦农... 研究农民习惯施肥条件下潮土区冬小麦农田基础地力的演变规律,为加强潮土农田地力保育,挖掘农田生产潜力和增加作物产量提供依据。依托29个潮土国家级耕地土壤监测点,利用1988-2006年长期监测数据,从土壤性质出发构建了潮土区冬小麦农田基础地力指数(BSPI)模型,以此模型为基础分析了潮土区常规施肥下冬小麦农田基础地力的演变规律。经过19年的常规施肥,冬小麦农田基础地力呈显著的上升趋势,与监测初期相比BSPI提升了38.5%,年均增长速率为2.0%。不同地力水平下的冬小麦农田基础地力随时间演变规律不尽一致,低地力区BSPI呈显著上升趋势,年均增长速率为3.2%。高、中地力区BSPI均呈略微上升趋势,都未达到显著上升水平。不同省份间冬小麦农田基础地力指数差异也十分显著,在潮土监测区域,不同省份表现的趋势为江苏省的冬小麦农田基础地力最高,显著高于安徽、湖北、河北、山东、山西5地,而江苏、北京、河南3省间基础地力无显著差异。各省冬小麦农田基础地力指数大小顺序为江苏&gt;北京&gt;河南&gt;湖北、山东&gt;河北&gt;山西、安徽。长期化肥和有机肥的施用,以及配合小麦季部分秸秆还田对培肥低地力农田,提高土壤基础肥力作用显著;对于中、高地力农田,长期施肥能稳定土壤基础肥力,对提高和稳定潮土区粮食产量也十分重要。 展开更多
关键词 潮土 冬小麦农田 常规施肥 基础地力指数
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宁夏黄土丘陵区冬小麦农田土壤呼吸特征及影响因素分析 被引量:3
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作者 董立国 许浩 +3 位作者 张源润 蔡进军 潘占兵 马璠 《干旱区资源与环境》 CSSCI CSCD 北大核心 2013年第1期75-80,共6页
土壤呼吸是陆地碳循环研究的关键环节,是大气CO2的重要来源,文中以冬小麦农田为研究对象,利用ACE土壤呼吸自动监测系统,研究了冬小麦农田土壤呼吸、土壤温度、土壤水分和光合有效辐射的变化特征、相互关系以及碳释放量。结果表明:1)... 土壤呼吸是陆地碳循环研究的关键环节,是大气CO2的重要来源,文中以冬小麦农田为研究对象,利用ACE土壤呼吸自动监测系统,研究了冬小麦农田土壤呼吸、土壤温度、土壤水分和光合有效辐射的变化特征、相互关系以及碳释放量。结果表明:1)土壤呼吸日变化呈现"单峰型",最大值出现在13:00左右,最小值出现在夜间;2)土壤呼吸日变化表明土壤呼吸与土壤温度(0-10cm)和光合有效辐射呈显著正相关关系(P〈0.01),与土壤水分的关系不确定;3)土壤呼吸季节变化表明土壤呼吸与土壤温度呈显著正相关关系(P〈0.01),与土壤水分和光合有效辐射无显著相关关系;4)冬小麦农田碳释放量168gC·m-2·a-1。 展开更多
关键词 宁夏黄土丘陵区 冬小麦农田 土壤呼吸 土壤温度 土壤水分 光合有效辐射
不同栽培模式对渭北旱塬区冬小麦生长期间土壤水分、温度及产量的影响 预览 被引量:35
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作者 陈辉林 田霄鸿 +3 位作者 王晓峰 曹玉贤 吴玉红 王朝辉 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第9期2424-2433,共10页
通过2a大田试验研究了不同栽培模式对渭北旱塬区冬小麦生育期内0-2 m土壤水分,耕层(10 cm处)地温,以及作物产量和水分利用效率的影响。结果表明:(1)推荐施肥+垄上覆膜+沟内覆草(NP+PF+S)、推荐施肥+垄上覆膜(NP+PF)和推... 通过2a大田试验研究了不同栽培模式对渭北旱塬区冬小麦生育期内0-2 m土壤水分,耕层(10 cm处)地温,以及作物产量和水分利用效率的影响。结果表明:(1)推荐施肥+垄上覆膜+沟内覆草(NP+PF+S)、推荐施肥+垄上覆膜(NP+PF)和推荐施肥+麦秸覆盖处理(NP+S)均能增加土壤储水量,但以NP+PF+S和NP+PF处理较好;(2)3种覆盖栽培模式均提高了冬小麦越冬期间耕层地温,但推荐施肥+麦秸覆盖处理(NP+S)在冬小麦返青期耕层地温要低于对照(CK),推荐施肥+垄上覆膜+沟内覆草(NP+PF+S)和NP+S处理在冬小麦返青期后期到收获期耕层地温也均低于CK;(3)NP+PF+S处理较其它处理可增加冬小麦产量,并提高水分利用效率,其次是NP+PF处理,而NP+S处理增产效果不明显。可见,覆膜覆草和覆膜是较为适宜渭北旱塬雨养区冬小麦发展的栽培模式。 展开更多
关键词 渭北旱塬区 土壤水分 地温 覆盖栽培 冬小麦农田
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不同覆盖施肥措施对黄土旱塬冬小麦土壤水分的影响 被引量:42
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作者 王晓峰 田霄鸿 +2 位作者 陈自惠 陈辉林 王朝辉 《应用生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第5期1105-1111,共7页
于2007年9月—2008年7月在位于黄土高原渭北旱塬的王东沟试验区进行冬小麦不同覆盖施肥措施(包括不施肥、农民习惯施肥、推荐施肥、推荐施肥+有机肥、推荐施肥+垄上覆膜、推荐施肥+垄上覆膜+沟内覆草、推荐施肥+全区覆草7个处理... 于2007年9月—2008年7月在位于黄土高原渭北旱塬的王东沟试验区进行冬小麦不同覆盖施肥措施(包括不施肥、农民习惯施肥、推荐施肥、推荐施肥+有机肥、推荐施肥+垄上覆膜、推荐施肥+垄上覆膜+沟内覆草、推荐施肥+全区覆草7个处理)田间试验,并采用水分中子仪定期观测土壤含水量,研究黄土高原旱塬区不同栽培措施下土壤水分的变化特征.结果表明:在干旱季节(春季),推荐施肥+垄上覆膜+沟内覆草措施有利于贮存更多的土壤水分,其土壤储水量约比最低值(推荐施肥+有机肥)高48.2 mm,并可将土壤水分保持到冬小麦需水的关键期,而且推荐施肥+垄上覆膜措施仅次于推荐施肥+垄上覆膜+沟内覆草,表明这两种措施能够在田间蓄积较多天然降水,有利于黄土高原旱区雨养农业的发展. 展开更多
关键词 黄土旱塬 土壤水分 冬小麦农田 覆盖栽培
干旱状况下小区域灌溉冬小麦农田生态系统水热传输 预览 被引量:7
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作者 郭家选 李巧珍 +2 位作者 严昌荣 梅旭荣 李玉中 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第12期 20-24,共5页
该文采用涡度相关技术测定小区域灌溉冬小麦农田实际蒸散量和农田能量平衡各分量,分析表征农田地表获取能量再分配经典参数Priestly-Taylor系数(α=LE/LEeq)的变化特征。结果表明,在华北地区冬小麦返青至成熟期内,日变化过程中白天时... 该文采用涡度相关技术测定小区域灌溉冬小麦农田实际蒸散量和农田能量平衡各分量,分析表征农田地表获取能量再分配经典参数Priestly-Taylor系数(α=LE/LEeq)的变化特征。结果表明,在华北地区冬小麦返青至成熟期内,日变化过程中白天时间段内,Priestley-Taylor系数呈“U”型变化趋势,7:00~18:00时刻内,α平均值为(1.324±0.334),正午前后保持在1.05~1.17之间。在冬小麦生育期季节变化过程中,Priestley-Taylor系数(α)平均值为(1.473±0.454),远高于在湿润下垫面时(α=1.26)的数值,在抽穗开花期内土壤水分充足时α最大值为2.317,拔节时期土壤水分胁迫时α值为0.410。干旱少雨状况下,进行小面积充分灌溉时,由于存在农田热平流现象将导致过多的蒸发蒸腾水分耗散,降低农田灌溉水的利用效率。 展开更多
关键词 农作物 小区域灌溉 生态系统 冬小麦农田 涡度相关法 Priestley-Taylor系数 水热传输
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华北平原冬小麦农田生态系统CO2通量特征及其影响因素 被引量:2
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作者 吴东星 李国栋 +3 位作者 亢琼琼 张茜 曹梓豪 李珍 《应用生态学报》 CSCD 北大核心 2018年第3期827-838,共12页
利用2014—2015年中国科学院封丘农业生态实验站涡度相关系统观测的冬小麦农田生态系统CO2通量数据,结合试验地常规气象观测系统的气象数据,分析冬小麦4个生育期(分蘖期、越冬期、拔节期和灌浆期)内CO2通量的日变化,研究净生态系统碳... 利用2014—2015年中国科学院封丘农业生态实验站涡度相关系统观测的冬小麦农田生态系统CO2通量数据,结合试验地常规气象观测系统的气象数据,分析冬小麦4个生育期(分蘖期、越冬期、拔节期和灌浆期)内CO2通量的日变化,研究净生态系统碳交换(NEE)的季节变化及其与气象要素的关系.结果表明: 冬小麦整个生育期内NEE为-360.15 g C·m-2,总初级生产力总量为1920.01 g C·m-2,冬小麦农田生态系统具有较强的固碳能力.冬小麦农田生态系统CO2通量具有明显的日变化和季节变化特征,分蘖期表现为碳源,越冬期、拔节期和灌浆期表现为碳汇.表观初始光能利用率平均值为0.03 mg CO2·μmol-1,光饱和时的生态系统生产量平均值为1.53 mg CO2·m-2·s-1,月平均生态系统呼吸为193.92g C·m-2·month-1.冬小麦农田生态系统4个生育期NEE与光合有效辐射的相关关系均达到极显著水平.分蘖期、拔节期和灌浆期NEE与饱和水汽压差的相关关系极显著,越冬期达显著水平.冬小麦分蘖期、越冬期和灌浆期NEE日总量与土壤温度呈正相关,拔节期呈负相关关系. 展开更多
关键词 冬小麦农田生态系统 CO2通量 净生态系统碳交换 涡度相关系统 华北平原
华北平原冬小麦农田生态系统通量贡献区 被引量:2
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作者 吴东星 李国栋 张茜 《应用生态学报》 CSCD 北大核心 2017年第11期3663-3674,共12页
利用2013—2014年涡度相关系统观测的华北平原冬小麦农田生态系统通量数据,结合通量贡献区模型FSAM,分析华北平原冬小麦农田生态系统通量贡献区的时空分布特点,对比研究不同大气稳定层结条件和生长期内通量贡献区的分布差异.结果表明:... 利用2013—2014年涡度相关系统观测的华北平原冬小麦农田生态系统通量数据,结合通量贡献区模型FSAM,分析华北平原冬小麦农田生态系统通量贡献区的时空分布特点,对比研究不同大气稳定层结条件和生长期内通量贡献区的分布差异.结果表明:在主风风向上,冬小麦整个生育期内大气稳定条件下的通量贡献区范围大于不稳定条件下的贡献区范围.在0°-90°主风风向上,生长初期稳定条件下通量贡献区范围比不稳定条件下大17.8 m左右,生长末期稳定条件下的通量贡献区范围比不稳定条件下大11 m左右.生长初期的通量贡献最大值点位置比生长末期距观测点位置远15 m(大气稳定条件)和12.4 m(大气不稳定条件);通量贡献最大值点在稳定条件下比不稳定条件下距观测点位置远5 m(生长初期)和2.4 m(生长末期).在非主风风向上,当风向为90°-180°时,生长初期和生长末期不同大气条件下的最大通量值分别位于距观测点的67.8、53.4和47.0、30.8 m.当风向为270°-360°时,生长初期和生长末期不同大气条件下的最大通量值位于距观测点的58.8、42和41.1、33.1 m.在整个生育期尺度上,观测塔的通量信息主要来自东北、西南和东南方向,其所占比例分别为35.4%、32.5%和19.4%.冬小麦整个生育期内通量贡献区的主要变化发生在观测点东北方向16.0-173.8 m和西南方向14.7-209 m,通量信息全部来源于农田生态系统.两个典型日期的通量贡献区日变化特征明显,通量贡献区范围随大气稳定条件和风向改变而发生变化.夜晚通量信息全部来源于农田生态系统,白天少部分通量信息来源于居民区和果园.本文的定量化结果可为农田生态系统通量贡献区的研究提供依据. 展开更多
关键词 冬小麦农田生态系统 涡度相关系统 通量贡献区 华北平原
宁南山区保护性农业措施对冬小麦农田休闲期土壤水分的影响 预览
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作者 董立国 袁汉民 +5 位作者 蔡进军 ALLEND·Mc Hugh 潘占兵 马璠 张源润 李生宝 《水土保持通报》 CSCD 2015年第6期47-52,共6页
[目的]研究宁南山区冬小麦农田休闲期保护性农业措施对土壤水分的影响,为该区降雨资源的高效利用以及保护性农业的可持续发展提供理论依据。[方法]基于不同时期多个保护性农业试验土壤水分数据比较分析。[结果](1)在干旱的情况下,免... [目的]研究宁南山区冬小麦农田休闲期保护性农业措施对土壤水分的影响,为该区降雨资源的高效利用以及保护性农业的可持续发展提供理论依据。[方法]基于不同时期多个保护性农业试验土壤水分数据比较分析。[结果](1)在干旱的情况下,免耕留茬处理能够显著增加土壤表层(0—20cm)含水量。(2)在免耕的情况下,随着秸秆留茬高度的增加,土壤水分呈现增加趋势。(3)在降雨量较大且降雨量具有连续性的情况下,常规耕作处理在土壤表层保蓄了较多的土壤水分(0—20cm),免耕秸秆覆盖处理能够增加土壤20—80cm土壤水分含量。(4)冬小麦休闲期种植豆科作物,降低了土壤水分,其降低幅度与降雨量以及种植密度有关,种植密度越大,对土壤水分的影响越大。[结论]免耕+留茬耕作措施能够提高冬小麦农田休闲期土壤水分含量,覆盖作物降低了休闲期土壤水分含量。 展开更多
关键词 保护性农业 冬小麦农田休闲期 土壤水分 覆盖作物 绿肥 宁南山区
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非充分灌溉条件下农田水分转化SWAP模拟 预览 被引量:14
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作者 冯绍元 马英 +1 位作者 霍再林 宋献方 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第4期 60-68,共9页
非充分灌溉改变了农田水分转化过程,以往的研究较少讨论作物根系层以下的土壤水分转化动态及其对作物耗水的影响。该文在北京市典型农田开展了冬小麦-夏玉米非充分灌溉试验,在对SWAP模型率定与验证基础上,模拟分析了非充分灌溉农田耗水... 非充分灌溉改变了农田水分转化过程,以往的研究较少讨论作物根系层以下的土壤水分转化动态及其对作物耗水的影响。该文在北京市典型农田开展了冬小麦-夏玉米非充分灌溉试验,在对SWAP模型率定与验证基础上,模拟分析了非充分灌溉农田耗水规律与水分转化过程,并应用模型得到了研究区不同降水年型的最优非充分灌溉模式。结果表明:非充分灌溉的实施促使作物消耗大量土壤贮水,当降雨或灌溉量较小时,土壤水可占作物耗水量的46.1%;根区和储水区之间土壤水分交换明显,转化通量变化范围为-2.67~0.45mm/d,而储水区底部水分通量较小且无明显变化,根区土壤水分渗漏出现在灌溉或较大的降雨之后,储水区水分向上补给主要发生在作物需水关键期;与常规灌溉相比,最优非充分灌溉模式在丰水年、平水年和枯水年分别节水375、225和225mm,储水区底部深层水分渗漏量分别减少了89%、17%和2%。 展开更多
关键词 灌溉 土壤水分 模型 非充分灌溉 冬小麦-夏玉米农田 水分转化 深层渗漏 SWAP模型
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