敦煌莫高窟及周边环境拟步甲虫害调查研究

自2018年以来,每年春夏季在莫高窟窟区及周边荒漠都会出现大规模的拟步甲科昆虫活动,对壁画保存和游客参观造成了影响。为明确拟步甲虫害情况,采用样方法、陷阱法对该区域进行全面普查,以明确拟步甲虫害类型、分布、暴发特点以及对文化遗产的危害。结果表明,在莫高窟暴发的拟步甲科昆虫主要有4种：洛氏脊漠甲Pterocoma loczyi、克氏扁漠甲Sternotrigon kraatzi、三沟胸鳖甲Colposcelis trisulcata和光滑胖漠甲Trigonoscelis sublaevigata,优势种为洛氏脊漠甲。莫高窟约1/3的调查洞窟内有拟步甲活动,对起甲和酥碱壁画威胁较大;其主要取食白刺Nitraria tangutorum,危害荒漠植被。虫害暴发与区域降雨量增加和植物食源丰富相关;亟需采取有效防控措施,以确保文物及其赋存环境安全。本研究为莫高窟虫害的监测防治和文物保护提供了科学依据。     

利用DGGE法研究不同种植体系中根际微生物群落结构

利用DGGE技术研究不同间作和轮作种植体系对作物根际细菌和真菌群落结构的影响.运用16SrDNA和18SrDNA特异引物对,将土壤中提取的总DNA进行PCR扩增后,通过DGGE技术对PCR产物进行分析,结果表明:玉米-蚕豆轮作对蚕豆根际细菌和真菌群落结构影响明显,二者都与单作蚕豆有较大差异;小麦/蚕豆间作明显改变两种作物根际细菌群落结构和蚕豆根际真菌群落结构;玉米/蚕豆间作明显改变玉米根际细菌、真菌群落结构和蚕豆根际真菌群落结构.     

大豆和蚕豆苗期根系生长特征的比较

大豆和蚕豆是西北地区间套作生产中广泛种植的豆科作物,但二者在与禾本科作物间作时差异十分明显,蚕豆相对于大豆具有更强的竞争能力.从大豆和蚕豆的根系入手,研究了大豆和蚕豆在苗期根系生长发育和形态的差异.采用PVC管砂培装置,通过扫描仪扫描根系,用图像分析软件WinRHIZO进行了研究.结果表明,出苗42 d时,蚕豆根表面积是大豆根表面积的2.61倍;出苗14 d时,大豆根系在整个砂层中均有分布,而蚕豆根系只分布在表层;大豆根较细,大部分根的直径为0.2～1.0 mm,相对于大豆而言,蚕豆根较粗,大部分根直径为0.5～1.5 mm.蚕豆根较粗,所以有更大的表面积,而且它的根系分布在上层的比例大于大豆,这些因素决定了它的吸收能力强于大豆,能更好地利用上层土壤养分.这是蚕豆竞争能力强于大豆的原因之一.     

三叶草体内磷通过菌丝桥向黑麦草的传递研究

应用5室分隔法研究了供体三叶草体内的³²P通过菌丝桥向受体黑麦草的传递作用。结果表明,菌根侵染供体三叶草根系之后,根外菌丝可穿过中室到达受体植株根室而再度侵染受体黑麦草的根系,从而形成三叶草-黑麦草根系之间的菌丝桥;供体三叶草体内的³²P可通过根间菌丝桥传递给受体黑麦草,³²P的传递量随受体植株施磷水平的提高而降低.     

小麦/大豆间作中作物种间的竞争作用和促进作用

春小麦／春大豆间作是西北一熟制灌区广泛采用的高产种植形式．本文采用田间小区和微区根系分隔试验研究了这种种植形式作物种间的竞争作用和促进作用．结果表明,小麦／大豆间作具有明显的间作优势．土地当量比为１．２３～１．２６．小麦为优势种,竞争力强于大豆,具有明显的间作边行优势．小麦边行优势的１／３贡献来自于地下部．小麦收获后,大豆生长具有恢复作用,认为这种恢复作用是间作优势的机制之一．间作相对于单作两种作物的收获指数均有显著提高．收获指数的种间促进作用是间作优势的另一机制．     

小麦-大豆间作中小麦对大豆磷吸收的促进作用

采用塑料膜,２０μｍ尼龙网分司以及不分隔两种俄根系的盆栽装置研究了小麦,大豆间作种间磷吸收的促进作用。结果表明,两种作物根系用尼龙网分隔后,即种间磷竞争作用基本消除后,小麦对大豆磷吸收具有明显的促进和,表现为大豆生物学产量明显提高,是塑料膜分隔的２．５倍,是无分隔４．６倍,尼龙网分隔,大豆分隔,大豆的根系活力高于塑料膜分隔４５．２％,达显著水平,此外,尼龙网分隔形成小麦根面,大豆的根系呈偏向小麦根     

西北干旱区利用间套作促进能源植物的高产高效

在全球性能源紧缺和我国能源植物大规模种植困难等大背景下,优质、充足的原料供应已成为制约生物质能源产业发展的主要限制因素。在确保能源植物高效生产和克服"与粮争地、与人争粮"现实的同时,挖掘我国边际土壤高产高效生产能源植物的土地优势和增产潜力。通过筛选评价适宜西北干旱地区高抗逆的新型能源植物种类,开发应用能源植物与粮经作物间套作栽培技术,实现新型能源植物对逆境资源的高效利用和可持续规模化种植,提高能源植物的生产力和优化能源物种的区域配置,增加土地产值和农民收入,缓解能源紧缺,达到经济、生态和社会效益多赢,为我国能源和粮食安全提供技术支撑。     

玉米、小麦和大麦与蚕豆间作体系不同根系分隔方式对蚕豆结瘤的影响

本实验选取3种对土壤氮素竞争能力不同的禾本科作物大麦(Hordeum vulgare)、小麦(Triticum aestivum)和玉米(Zea mays)分别与蚕豆(Vicia faba)间作, 建立对土壤氮素竞争能力不同的作物组合; 并采用3种分隔方式(塑料膜分隔、尼龙网分隔和无分隔)建立同一作物组合条件下作物种间根系相互作用的不同强度, 来研究不同作物组合及种间根系相互作用强度对蚕豆结瘤的影响。结果如下: (1)蚕豆的结瘤并未随3种禾本科作物氮素竞争能力的增强而增加, 但是3种间作体系蚕豆的结瘤却均表现出无分隔处理多于塑料膜分隔处理, 即同一间作体系种间根系相互作用越强, 越有利于蚕豆结瘤的产生, 存在种间互利作用; (2)在玉米/蚕豆间作体系中, 无分隔处理的蚕豆根瘤数目和根瘤重显著高于塑料膜分隔处理, 分别高出67.5%和70.1%; 在大麦/蚕豆间作体系中也表现出无分隔处理的根瘤重显著高于塑料膜分隔处理(高出46.3%); (3)玉米/蚕豆间作体系与小麦/蚕豆和大麦/蚕豆间作体系相比, 无分隔处理时土壤氮素含量显著高于后2个间作体系, 但是玉米/蚕豆间作体系对蚕豆结瘤的促进作用更强。上述结果表明, 在蚕豆/玉米间作体系中, 玉米促进蚕豆生物固氮除了氮素竞争机制外, 还可能存在其它机制。     

玉米、小麦和大麦与蚕豆间作体系不同根系分隔方式对蚕豆结瘤的影响

本实验选取3种对土壤氮素竞争能力不同的禾本科作物大麦(Hordeum vulgare)、小麦(Triticum aestivum)和玉米(Zea mays)分别与蚕豆(Vicia faba)间作,建立对土壤氮素竞争能力不同的作物组合;并采用3种分隔方式(塑料膜分隔、尼龙网分隔和无分隔)建立同一作物组合条件下作物种间根系相互作用的不同强度,来研究不同作物组合及种间根系相互作用强度对蚕豆结瘤的影响。结果如下:(1)蚕豆的结瘤并未随3种禾本科作物氮素竞争能力的增强而增加,但是3种间作体系蚕豆的结瘤却均表现出无分隔处理多于塑料膜分隔处理,即同一间作体系种间根系相互作用越强,越有利于蚕豆结瘤的产生,存在种间互利作用;(2)在玉米/蚕豆间作体系中,无分隔处理的蚕豆根瘤数目和根瘤重显著高于塑料膜分隔处理,分别高出67.5%和70.1%;在大麦/蚕豆间作体系中也表现出无分隔处理的根瘤重显著高于塑料膜分隔处理(高出46.3%);(3)玉米/蚕豆间作体系与小麦/蚕豆和大麦/蚕豆间作体系相比,无分隔处理时土壤氮素含量显著高于后2个间作体系,但是玉米/蚕豆间作体系对蚕豆结瘤的促进作用更强。上述结果表明,在蚕豆/玉米间作体系中,玉米促进蚕豆生物固氮除了氮素竞争机制外,还可能存在其它机制。     

小麦/玉米间作优势及地上部与地下部因素的相对贡献

 明确种间地上部相互作用和地下部相互作用对间作优势的贡献,优化资源配置对提高间作体系产量具有重要意义。该文采用田间微区试验以及地下部种间根系分隔技术研究了玉米(Zea mays)覆膜与不覆膜两种情况下小麦(Triticum aestivum)/玉米间作优势及地上部和地下部因素对间作优势的相对贡献, 以期为间作体系的增产提供理论依据。结果得出,玉米不覆膜时小麦/玉米间作具有明显的产量间作优势(籽粒产量和生物学产量土地当量比(Land equivalent ration, LER)分别为 1.30和1 .29),玉米覆膜能显著增加小麦/玉米间作系统产量间作优势（LER分别为1.41和1.40）;玉米不覆膜时小麦/玉米间作系统具有明显的氮、磷、钾养分吸收优势,玉米覆膜也能显著增加小麦/玉米间作系统养分吸收优势。小麦/玉米间作系统籽粒产量和生物产量间作优势来自地上部种间相互作用和地下部种间相互作用两个方面,但其相对贡献以地上部大于地下部, 当玉米不覆膜时均以地上部占75%、地下部占25%,当玉米覆膜时均为地上部占67%、地下部占33%,玉米覆膜能明显增加小麦/玉米间作系统产量间作优势地下部的相对贡献。地上部和地下部因素对小麦/玉米间作系统养分吸收优势也都具有重要贡献。玉米不覆膜时地上部和地下部因素对氮、磷养分吸收优势的相对贡献均分别为67%与33%,钾则相等（各占50%）;玉米覆膜能显著增加小麦/玉米间作系统氮、磷养分吸收优势地下部贡献率,但对钾养分吸收优势贡献影响不明显。表明,间作优势不仅可以通过作物组合来获得,也可通过地膜覆盖等措施进行调控,玉米覆膜能显著增加小麦/玉米间作系统产量间作优势和养分吸收优势及其地下部的相对贡献。可见,该研究对小麦／玉米间作模式持续增产和发展具有十分重要的指导作用。