海伦黑土区农田水分动态平衡与数值模拟

农田土壤水分动态是作物需水管理的关键。运用水量平衡模型和HYDRUS-1D模型对农田土壤水运移动态进行研究。结果表明农田土壤水分随降水、蒸发变化具有明显的时空分异特性,调节了不同时期作物的需水要求。HYDRUS-1D模型等数值模拟方法的应用为深入揭示农田土壤水分运动规律,协调不同时期农田供水与作物需水之间的矛盾提供了可靠依据。图3,表2,参16。     

黑土有机质含量与土壤水分蒸发关系的研究

探讨了在田间及实验室条件下的土壤的有机质含量与土壤水分蒸发的关系。试验结果表明,（１）在饱和含水量下,有机质含量与水分蒸发量成正相关;（２）在非饱和含水量下,土壤水分蒸发强度与土壤有机质和容量呈抛物线状;（３）土壤有机质含量为４％￣５％,容量接近１．１８ｇ／ｃｍ＾３时,土壤水分蒸发细度最小;（４）培肥土壤可质量春小麦对土壤水分的利用率。     

不同施肥措施对黑土土壤水分及保水性的影响

在长期定位试验中,采用中子水分测量仪对其中的4个处理(F1-无肥、F2-中量化肥、F3-高量化肥、F4-高量化肥加有机肥)进行了为期3年的土壤水分监测。结果表明:施肥处理显著影响了土体内的水分变化,影响范围主要是10cm~90cm。深度超过90cm之后,施用高量化肥的处理含水量超过了其它3个处理,施用相对高量的化肥具有明显的保水作用,而施用有机肥则增加了土壤的疏松透气性,因而增加了蒸发。施肥多的两个处理比较于不施肥和施肥少的处理水分的纵向变幅要大。施入了高量化肥的处理,在高产的同时,保存了70cm以下土体的含水量,而施入同样高量化肥配合有机肥的处理,深层的含水量没有单施高量化肥的高。施用化肥降低了土壤水分的蒸发,提高了保水性。施用化肥同时施用有机肥改善了土壤的透气性。施用有机肥的处理具有如下特点:在含水量高的时候,有排水的作用;在含水量适中的情况下,蒸发量最小,有保水的作用。不施肥的处理,在适宜的水分条件及干旱的情况下,蒸发量最大;在土壤含水量较大的情况下,蒸发较慢,相对而言不具有保水及排涝的作用。图5,表2,参13。     

松嫩平原北部黑土区海伦农牧结合型持续农业模式研究

从理论和实践相结合的角度,揭示了松嫩平原黑土区农业可持续发展面临的问题,发展趋势;研究了农牧结合持续农业模式类型、实施途径、保证措施,为发展该区持农业提供了依据。     

松嫩平原黑土农田生态系统的可持续发展

从松嫩平原黑土农田生态系统的生产能力、资源有效利用和生态环境稳定性3个方面,分析了生态系统的可持续性,在此基础上,从4个方面提出了农业可持续发展战略。参6。     

农田黑土微生物量碳的研究

根据试验测得的黑土微生物量碳结果,分析了黑土微生物量碳与土壤结构、土壤肥力以及环境条件之间的关系,为改良农田黑土,提高农田黑土土壤肥力提供依据,为黑土区农业的综合治理提供了技术支撑。表2,参5。     

东北黑土资源质量变化特征研究概述

东北黑土区是我国重要的商品粮生产基地,但随着黑土资源的不断开垦,土壤退化问题日益加剧。详述了近几十年来黑土资源质量的变化特征,分析了黑土质量退化的各种自然与人为因素。通过分析得知,东北农田黑土总的变化趋势是黑土层变薄,有机质含量下降,土壤养分平衡失调,物理性状恶化,土地生产力降低,大部分高产农田变成中、低产田,严重制约了东北及我国粮食生产和经济的可持续发展。图1,表3,参19。     

农田黑土玉米生长过程模拟研究

利用DSSAT模型中的CEHES—Maize模型,对东北黑土区5种基础肥力的农田黑土,通过空间移位置于相同气候条件下的玉米生产力进行模拟研究。结果表明,DSSAT模型能够准确地模拟东北5种基础肥力的黑土农田玉米全生育期的生长过程,在不施肥和施化肥两种条件下决定系数R^2均接近1;对不同年份不同处理玉米产量模拟分析得出,在不施肥条件下均方根误差RMSE为159．03,施化肥条件下均方根误差RMSE为160．1;对不同处理最大叶面积指数模拟分析得到模拟值与实测值差异不超过4％的结论。表明该模型在进行遗传属性参数校正后能够指导实际玉米生产。图2,表3,参15。     

典型农田黑土剖面理化性状分析

东北黑土区是我国重要的商品粮基地。为了更好地认识和利用黑土,在整个黑土区,从北向南,选取有代表性的剖面采样,对其理化性状进行测定、分析。结果表明,不同地域黑土的理化性状差异显著。阐明农田黑土在整个区域的空间差异。表2,参7。     

论农田黑土肥力评价体系

阐述了黑土区土壤肥力的重要性,分析了黑土肥力的评价指标体系的构成以及评价方法的选取,建立科学的肥力评价方法和体系,对改变和恢复黑土的肥力状况,实现黑土地区的可持续发展,保证黑土地区生态系统的良性循环,具有重要的理论意义和现实意义。表1,参15。     

黑土坡耕地治理研究

通过对海伦前进小流域黑土坡耕地的耕作措施，施肥措施，生物措施等试验，采用多年，定点，定位取样分析与监测，摸索出了有效的治理途径，使坡耕地水土流失得到了基本控制，土壤微生物量增加，水分利用率提高，作物产量增加，土壤肥力基本保持平衡，为侵蚀黑土区综合治理提供技术支撑。表2，参3。     

松嫩平原黑土农田水土资源持续高效利用对策

分析了区域水资源急剧消耗的态势,提出了农田水资源高效持续利用对策;阐述了区域农田养分水平的发展趋向,提出了肥料投入的高效利用技术及黑土培肥的主要途径。     

黑土有机质功效的研究

在南北狭长黑土区内,选取南、中、北三地的高、中、低肥力黑土共9个点,进行有机质在黑土中分布状态与质量、有机质含量与黑土养分及物理的相关分析,系统地阐述有机质的核心功效,提出了黑土培肥的重点是有机物料还田,能控制黑土有机质减少并进行黑土有机质不断更新,以提高黑土有机质品质,增强黑土生产能力。     

基于数据特征的仿真动态输出验证方法

为了解决考虑不确定性时仿真系统动态输出验证问题,提出一种基于数据特征的仿真系统动态输出验证方法。首先在给出数据特征度量模型集概念的基础上,定义了形状、位置、频谱3方面的差异特征度量模型;然后分别构建仿真系统输出和参考输出的标准序列,建立仿真系统和参考系统动态输出的数据特征矩阵;再者,应用基于核密度估计的改进贝叶斯因子法实现仿真系统动态输出统计特性的一致性度量,从而完成动态输出的验证;最后,通过实例应用对所提方法进行了验证。     

黑龙江省黑土农田养分时空演变分析

通过黑龙江省黑土农田的广泛采样、化验分析,结果表明目前黑土农田有机质含量平均为39.44g/kg,全氮含量为2.22g/kg,速效磷26.66 mg/kg,速效钾160.12 mg/kg。1979~2002年期间黑土农田土壤有机质下降了3.76 g/kg,平均每年下降0.16 g/kg;土壤速效磷含量大幅度上升,已是1979年的2倍以上,23年里土壤速效磷上升了14.66 mg/kg,平均每年上升0.64 mg/kg。认为土壤速效磷是过去的20多年里人为生产活动改变最大的肥力因子。除土壤速效磷之外,其他土壤养分指标的空间分布有较明显的地域性,存在显著的空间变异,尤其是土壤碱解氮与地理纬度高程度相关。图7,表4,参3。     

黑土长期施肥对农作物产量的影响

经24年8个轮作周期,在黑土上长期不施肥(CK)情况下,作物产量下降了8 2%,单施有机肥(D1)产量增加了9 6%,;单施化肥(N1P1K1)产量增加了31 6%;而有机肥与化肥配合(D1N1P1K1)条件下,产量增加了43 0%。施肥对小麦的产量贡献率最大,其次是玉米,对大豆产量的贡献率最低。氮肥对作物产量的贡献率最大,其次为磷肥,钾肥对产量的贡献率最低。表2,参3。