进一步提高春小麦的产量，并同步提高水分利用效率，已经

成为河套灌区春小麦生产亟待突破的重大课题。该项目重点

研究河套平原灌区春小麦节水高产栽培生理基础，以及密度

和施肥对产量形成及水分利用的补偿机制，探索建立春小麦

节水高产栽培技术体系。研究表明，小麦水分利用效率存在

明显的基因型差异，初步提出了节水高产小麦品种的筛选原

则,并筛选出3个株高中等、根系发达、贮藏物质转运效率高

的品种用于节水栽培实践。明确了春小麦产量形成与水分利

用的关系，深入揭示了春小麦节水高产的个体生长发育、群

体结构、贮藏物质积累转运和籽粒灌浆等生理基础，确定春

小麦高产与高水分利用效率兼顾的灌溉制度，组装集成了春

小麦节水高产栽培模式。通过采用前期控水、增加基本苗、

适量施用氮肥等措施，促进根系发育和向深层土壤扩展，提

高植株利用土壤深层贮水及地下水的能力，通过塑造合理株

型和群体结构，改善群体中下层光照状况，增加开花后群体

光合物质生产，促进茎鞘等非叶器官贮藏物质向籽粒转运，

稳定产量和提高水分利用效率，这是春小麦实现节水与高产

统一的基该技术原理。春小麦节水高产栽培技术体系的建立

，极大地缓解黄河中下游地区的用水紧张状况。同时，克服

现行灌溉制度造成的土壤养分损失、硝态氮污染地下水环境

的弊端，将在内蒙古河套平原灌区及周边地区产生良好的经

济效益、社会效益和生态效益。

用，Ig对消化酶耐受性等进行了较为详细的研究。

防护耕作关键技术，进一步通过适于区域气候、土壤、种植

制度的技术集成创新，建立农牧交错风沙区农田防护与减尘

型的保护性耕作技术体系，为保护该区域农田持续植被生产

力以及保障下风地区，尤其是环京津地区沙尘暴的防治提供

技术支撑与示范样板。1、课题完成技术成果4项(其中获奖

成果2项)，制定地方标准5项，申请专利4项，发表研究论文

49篇，出版研究专著2部。建立风沙半干旱区、半干旱偏旱

区与干旱区保护性耕作技术核心示范区3个计3850亩，核心

示范区保护性耕作技术使用率85%以上，农田风蚀量减少40

%以上，秸秆留田率25%以上，经济效益提高15%以上，培养

研究生35名。2、针对农牧交错风沙区气候干旱多风，农田

耕作频繁、冬春裸露覆被少所导致的土壤风蚀、起沙扬尘、

土壤干旱、低产低效等问题，开展了以固土减尘、蓄水保墒

、增产增收为核心的保护性耕作技术集成研究与示范。在风

沙农田作物带状耕种增糙滞土、砂石与土壤垡片等非风蚀物

覆被固土、留高茬深松免耕与微地形集水防蚀育土，以及新

型保护性耕作技术的农机化实现上具有创新性。3、首次探

明了砂田连续使用过程中的土壤退化过程和砂田减尘功能，

研制的相关机具，实现了有手工作业向半机械化作业的重大

改造，创造了荒漠化地区水土资源高效利用的奇迹，该技术

成果处于国际领先水平。4、通过技术集成，形成了适于区

域生态与经济条件的砂石与垡片覆盖保土技术、带耕带种保

土技术、留高茬松免耕保土与起垄覆盖集雨保水等9项农牧

必定有积极的作用和现实意义。

更大作用。该项专利技术在中国的大面积推广应用，必将在

中低产田改造、科学种田、粮食增产、农民增收，劳动就业

等方面起到良好的示范作用。

沙混凝土强度等级均满足C35以上,且满足F200抗冻性要求;

纤维复合水泥土强度达到8.0MPa,抗渗系数5×10-8cm/

s～9×10-8cm/s,冻融循环12次,强度仅降低30％;探讨

了浮石混凝土、风积沙混凝土、纤维复合水泥土3种材料在

我国西北地区大中型灌区渠道衬砌应用的适用性,着重探究

新型衬砌材料结构与周围风沙、岩土环境之间的相互耦合作

用机理,希望能为寒区渠道水工建筑物冻害防治研究做出有

益的尝试;进一步深层次揭示浮石混凝土、风积沙混凝土、

纤维复合水泥土在寒冷、干旱、盐碱、风沙等多种不利服役

环境下耐久性响应机制,从微观层面阐述浮石混凝土、风积

沙混凝土、纤维复合水泥土3种新型衬砌材料在特殊环境下

的耐久性破坏机理。本研究课题以上述3个层面为切入点,并

以内蒙古河套灌区渠道衬砌为研究背景,在考虑寒区气候特

征的基础上,循序渐进、不断深入进行研究。该研究不仅具

有重要的理论价值,同时为充分利用内蒙古丰富的浮石资源

、风积沙资源、土壤资源以及粉煤灰、工业矿粉等富集的工

业废料寻求新的途径,促进现代农牧业可持续发展,具有广阔

的应用前景和实际意义。

就下列研究内容开展了深入的研究：（1）盐渍化土壤水肥

条件下作物生理性状响应关系研究以向日葵的株高、叶面积

、茎粗、干物质累积量、根系形态指标等为研究对象,采用

盆栽试验（水分、氮肥、盐分三因素五水平）与田间试验（

水分、氮肥、磷肥三因素五水平）相结合的方法,定量情况

下描述各生理性状指标响应关系。（2）盐渍化土壤上水肥

条件下作物光合特性的响应研究以向日葵的光合速率、蒸腾

速率、气孔导度、叶水势等指标为研究对象,对不同水、肥

、盐影响下光合特性的变化进行研究。（3）盐渍化土壤上

水肥条件下作物产量的响应研究分析不同水肥盐状况下,水

、肥、盐3者相互定量关系对向日葵产量的影响。（4）以J

ensen模型和BP人工神经网络模型为基础,建立适用于不同含

盐程度土壤油料向日葵的水－肥－盐产量模型。揭示不同水

肥处理下水盐及NO3-N动态变化规律。定量揭示不同含盐土

壤、不同水肥处理下各生育期内向日葵植株各器官氮素分配

累积变化规律。（5）应用RZWQM（根区水质模型）模型,对

不同水肥条件下向日葵田间土壤含水率、硝态氮运移规律等

模拟检验。结合盆栽试验与田间试验,进一步揭示盐渍化土

壤上水肥耦合的机理,为盐渍化土壤的水肥高效利用提供理

论依据和指导性建议。

水比例，研究了燕麦水氮利用效率及光谱诊断技术。揭示了

沙地燕麦的耐贫瘠特性，得出了沙地种植燕麦的高产栽培模

式、抗风蚀最优组合。（4）阐明了燕麦的耐盐机制，研究

得出了燕麦不同指标的适宜盐浓度范围，以及产量形成的临

界盐浓度，同时揭示了燕麦与不同作物的耐盐性差异，以及

对盐碱地土壤的改良作用，并提出了盐碱地栽培的合理模式

。该研究为燕麦高产栽培，荒漠化治理、大力发展燕麦产业

奠定了理论和技术基础。

　　（1）保水材料增产提质效果

　　施用保水材料能够增加谷子、燕麦、玉米和马铃薯产

量，较对照增加了1%-20%，改善籽粒（块茎）品质。单施保

水材料以聚丙烯酸钾和聚丙烯酰胺效果，不同施用年限聚丙

烯酸钾和聚丙烯酰胺以连续施用4年效果较好，腐殖酸以连

续施用5年效果较好;不同保水材料配施以聚丙烯酸钾+腐殖

酸配施效果最佳;只施用1年保水材料以膨润土效果最佳。不

同区域不同作物膨润土施用量不同，在黄绵土中谷子以180

00kg/hm2效果最好、燕麦以24000kg/hm2效果最佳;在砂壤土

中燕麦以12000kg/hm2效果最好，18000kg/hm2处理效果次之

;沙土以30000kg/hm2效果最好，且施用后第5-6年效果最佳

。

　　在干旱情况下，保水材料增产效果具有增强的趋势。

保水材料保水时空差异不同。保水材料能够在不同作物全生

育期土壤含水量中发挥作用，其中在作物生长旺盛期保水材

料的作用效果最大。此外，不同土层中保水材料的作用效果

也不同，随着土层深度增加，保水材料的作用效果呈现增加

后降低的趋势。尤其是在施入层和近施入层的10-40cm土层

，保水材料的差异最大。随着施用年限的增加，保水材料对

40cm土层以下的作用效果呈现增强的趋势。

　　保水材料的蓄水保墒机制主要包括物理结构、化学性

状和微生物学性状三个方面。

　　物理结构方面，不同保水材料都能增加0-40cm土层的

真菌群落结构，作用效果因作物与土壤类型不同而不同。在

黄绵土施用膨润土，增加了谷子土壤细菌群落丰度和多样性

，影响了细菌群落组成，优势菌门有酸杆菌门、变形菌门、

拟杆菌门、放线菌门、绿弯菌门、酸杆菌门和拟杆菌门;增

加了真菌丰度，降低了真菌群落多样性。在沙地土壤施用膨

润土后，显著提高了玉米土壤细菌群落多样性，提高了营养

型细菌的丰度;显著降低了真菌群落多样性和丰度。

　　施用膨润土后，均降低了致病菌镰刀菌属和赤霉菌属

的丰度（4）保水材料的生态效应施用保水材料后，土壤水

分提高了0.65%-36.30%，100cm土层土壤贮水量提高了0.62

-16.84mm，水分利用效率提高了1.51%-32.79%;土壤有机质

、全氮、全磷和全钾分别提高了0.91%-21.20%、0.60%-23.

86%、0.60%-22.89%和5.87%-34.27%，速效养分碱解氮、速

效磷和速效钾分别提高了6.09%-28.63%、3.56%-68.86%、2

.32%-29.45%。

　　施用保水材料不仅能够起到保水保肥效果，而且还具

有降低温室气体CO2-C排放量，且在砂质土壤中作用效果大

于粘土作用效果。

　　创新点：（1）首次明确了保水材料保水保肥增产的

长效性和累积效果;（2）明确了保水材料在不同生态区保水

增产效果;（3）揭示了旱作农田施用膨润土后土壤群落基因

和功能多样性的变化规律;（4）发现了膨润土能够降低镰刀

安全。

塑料膜,但是产量与塑料膜覆盖无统计学差异。（3）地表瞬

时温度大小顺序为黑膜处理＞白膜处理＞无膜处理,在生长

后期降解膜由于破损从而地温相对较低。（4）降解膜覆盖

下灌水量、施氮量及水氮耦合效应均对玉米的产量及其构成

因素、WUE和PFPN有显著影响,影响程度为灌水量＞施氮量＞

水氮耦合。（5）考虑地膜的破损,基于S-W模型构建了降解

膜农田蒸散模型,基于HYDRUS软件构建了土壤水氮运移模型

。（6）降解膜主要在生育后期影响0-20cm土壤含水率,但降

解膜能提高雨水利用率,0-40cm土层EC值与塑料膜覆盖无显

著差异,但都明显低于无膜处理,覆膜能较好的控制土壤0-4

0cm土层盐分。（7）通过AquaCrop模拟及回归得到了适合该

地区的灌溉水量和施肥量。研究对于丰富农田蒸散、水氮迁

移理论具有重要的科学价值,为河套地区清洁耕作提高技术

支撑,应用前期广阔。

程草案1个。（5）在国内外重要学术期刊发表研究论文5-8

篇。③解决的关键技术（1）在探索植被恢复和重建关键限制

因子基础上,提出采矿沉陷区蓄水保肥和土壤配套改良技术

措施。（2）通过对照试验,筛选出采矿沉陷区最优适生树种

。（3）通过对不同种源地文冠果引种试验,经外业调查与统

计分析,采用综合评价法筛选出适于采矿沉陷区最优文冠果

种源地。（4）摸清采煤沉陷区冻结滞水时空动态变化规律

。（5）完成采煤沉陷区重建植被结构与功能稳定性维持技

术研究。④主要创新点（1）首次提出采取隶属函数的评分法

对9个种源地文冠果的生长适宜性进行综合评价,为困难立地

植被恢复与重建植物种筛选提供理论参考依据。（2）首次

对采煤沉陷裂缝周边的土壤水分进行系统研究,揭示裂缝周

边土壤水分变化规律。（3）对降雨后坡面上的采煤沉陷裂

缝周边的土壤水分进行连续测定,得出裂缝造成降水在坡面

的不均匀分布,且裂缝加快了降水在地表的损失。（4）首次

对采煤沉陷区冻结滞水时空变化规律进行研究。

为核心内容的养分管理技术;集成了节水与节肥相协调、高

产与高效相协调的综合技术,并制定了实施规程;研制了滴灌

栽培模式的一带双行垄侧播种机;通过农机与农艺的结合,对

马铃薯高产高效养分管理技术进行了示范。技术示范表明,

产量提高10-15%,氮肥利用率提高15-27%;水分利用率提高3

0%以上。课题执行期间,先后发表论文15篇,其中6篇被SCI收

录。培养博士研究生2人,硕士研究生4人。