间甲酚及施磷对小麦间作蚕豆土壤微生物和酶活性的影响

通过盆栽试验,研究了不同磷水平下化感物质间甲酚对小麦间作蚕豆和单作小麦、单作蚕豆土壤微生物和酶活性的影响。结果表明,间甲酚对不同模式生长盛期细菌和微生物总数表现为化感促进作用,对真菌表现为化感抑制作用,随施磷量的增加间甲酚对土壤微生物的化感促进作用降低;不同模式生长盛期土壤微生物数量在施磷量为100mg／kg土的处理中最高,但成熟期施磷量为200mg／kg土的处理最高;间作较单作具有保持较高土壤细菌和微生物总数的作用,施磷水平越高间作增大微生物数量的效果越大;间甲酚对土壤微生物多样性具有明显降低作用,间作土壤的微生物多样性低于单作。间作具有较高的弱化间甲酚对土壤过氧化氢酶化感负效应的作用,施磷可增强土壤过氧化氢酶活性;磷素作用下土壤脲酶活性增强,间甲酚对单作蚕豆和间作土壤脲酶活性具有促进作用,但弱化了施磷对脲酶活性的增强作用;增施磷肥可弱化间甲酚对单作蚕豆和间作土壤酸性磷酸酶的化感负效应,对单作小麦土壤酸性磷酸酶活性的影响相反。间甲酚对不同模式土壤微生物和酶活性的影响在作物成熟期显著下降,说明随时间的推移土壤中间甲酚的作用力在不断弱化。     

新疆北部草地典型灌木的碳氮特征

灌木在维持干旱半干旱区生态系统稳定性方面发挥着重要的作用。该研究调查了新疆北部草地典型灌木物种, 并分析了这些灌木叶、枝、茎的碳(C)、氮(N)含量特征, 可为新疆草地植被碳氮储量的准确估算以及碳氮循环过程提供基础数据。结果表明: 北疆地区草地的典型灌木有白刺(Nitraria spp.)、刺旋花(Convolvulus tragacanthoides)、红砂(Reaumuria soongarica)、假木贼(Anabasis spp.)、 锦鸡儿(Caragana spp.)、麻黄(Ephedra spp.)、沙拐枣(Calligonum mongolicum)、梭梭(Haloxylon spp.)、金丝桃叶绣线菊(Spiraea hypericifolia)、驼绒藜(Krascheninnikovia spp.)、小蓬(Nanophyton erinaceum)、盐爪爪(Kalidium spp.)、猪毛菜(Salsola spp.)等, 归属于蔷薇科、豆科、麻黄科、柽柳科、蒺藜科、蓼科、旋花科、藜科。北疆草地典型灌木各器官C含量为茎(45.76 ± 3.43)% >枝(44.27 ± 4.51)% >叶(39.15 ± 5.91)%, N含量为叶(2.21 ± 0.59)% >枝(1.55 ± 0.44)% >茎(1.34 ± 0.35)%, C:N为茎(36.74 ± 10.80) >枝(31.07 ± 10.43) >叶(18.94 ± 5.82)。灌木地上部分C含量为(43.77 ± 4.43)%, N含量为(1.56 ± 0.45)%, C:N为(31.78 ± 10.12); C含量变异程度较小, 变异系数为10%, N含量的变异系数为27%, C:N的变异系数为32%。灌木同一器官的C、N含量及C:N在不同科间有显著差异, 蔷薇科各器官的C含量显著大于其他科(p < 0.05); 豆科叶和茎的N含量显著大于其他科(p < 0.05), 麻黄科枝的N含量显著大于其他科(p < 0.05); 旋花科叶和枝的C:N显著大于其他科(p < 0.05), 蔷薇科茎的C:N显著大于其他科(p < 0.05)。     

供水及间甲酚对小麦间作蚕豆土壤微生物多样性和酶活性的影响

通过盆栽试验,探讨供水(田间持水量的45%、60%和75%)和化感物质间甲酚对小麦、蚕豆不同种植模式生长盛期土壤微生物多样性和酶活性的影响.结果表明,随灌水水平的降低,不同处理的土壤细菌、真菌和放线菌数量随之减少,间甲酚可加剧灌水减少引起的微生物数量的减少;间甲酚对不同处理土壤微生物多样性指数均具有降低作用,提高灌水水平可缓解间甲酚对间作群体土壤微生物多样性的负效应,但间甲酚在75%灌水水平下对单作微生物多样性的负效应最大,45%的供水水平和间甲酚作用下间作可维持更高的土壤微生物多样性.间甲酚对土壤过氧化氢酶的化感作用不显著,对脲酶和酸性磷酸酶活性的化感作用显著;3种土壤酶活性随供水水平的降低均显著下降,但供水与间甲酚、种植模式的互作效应对酶活性的影响不显著;间作对土壤过氧化氢酶和酸性磷酸酶活性具有极显著影响.     

覆膜方式对一膜两年覆盖旱地玉米籽粒产量、水分利用效率和土壤水分平衡的影响

以挖掘黄土高原半干旱区全膜双垄沟播玉米节本增效技术,探讨一膜两年覆盖系统土壤水分平衡为目标,通过大田定位试验,量化研究了一膜两年覆盖条件下,全膜沟垄作(F₁M)、全膜平作(F₂M)、半膜平作(F₃M)和不覆膜平作(F₄M,对照)玉米的产量、经济收益、水分利用效率和土壤水分平衡.结果表明: 2年全膜沟垄作、平作的生物产量较对照平均增加32.8%和32.9%,籽粒产量增加60.8%和51.7%,水分利用效率和降水利用效率平均增加59.8%、35.9%和87.6%、64.4%.新覆膜全膜沟垄作、平作属于高产高投模式,其总产值较对照增加51.0%、41.2%,产投比较对照降低15.1%和16.2%;一膜两年覆盖全膜沟垄作、平作属于节本增效型生产模式,其总产值较对照增加40.8%和42.2%,产投比增加40.3%和42.2%.在606.5 mm的低降水条件下,一膜两年覆盖全膜沟垄作、平作的总耗水量分别达731.3和746.8 mm,土壤水分亏缺分别达124.8和140.3 mm,较对照增加22.7%和38.0%.一膜两年覆盖使全膜沟垄作、平作休闲期土壤水耗水量较对照降低了28.6%和30.0%,休闲效率较对照增加178.9%、148.3%.这说明全膜沟垄作、平作具有明显的增产和提高水分利用效率的作用,该技术结合一膜两年覆盖技术能实现节本增效,但在推广应用时需考虑低降水条件下的土壤水分亏缺问题.     

供肥对小麦间作蚕豆群体产量及根系的调控

利用田间,池栽,盆栽等方法,对不同N,P水平下小麦间作蚕豆群体根系的时空分布及产量效应进行了研究。结果表明,供P对小麦-蚕豆间作系统有明显的增产作用,与不供P相比,田间试验中供P处理间作小麦和蚕豆分别提高了48.39%和16.69%,池栽试验中群体产量增产幅度为20.07%-43.14%。间作蚕豆经济产量增幅为58.46%-78.78%,小麦间作蚕豆多作系统2种作物根密度生长高峰期交错出现,小麦的峰值出现早于蚕豆,其中,小麦和蚕豆根干重最大值分别出现在抽穗期和成熟期,而根长的最大值分别出现在拔节期和成熟期,这在一定程度上减轻了共生期2种作物对水肥的竞争,也是此群体增产增效的原因之一,施P处理间作小麦的根重,根长和根表面积分别比不施P处理提高54.33%,48.88%和47.00%;施N处理间作小麦的根重,根长和根表面积分别比不施N的增加15.25%,11.61%和11.46%。间作小麦根重的57.61%和蚕豆的69.20%分布在0-30cm土层,随施P水平的提高,总根干重及根密度都趋于增加,且深层土壤中根系增加明显。     

盐胁迫下根瘤共生豌豆植株对外源钙的生理响应

为明确外源钙对根瘤共生豌豆植株耐盐性的影响机制,本试验采用盆栽方式研究了NaCl (170 mmol·L^-1)胁迫下,外源施加CaCl₂(0、5、15 mmol·L^-1)对接种根瘤菌(菌株15657、15735、Ca66)的两种耐盐性不同品种豌豆(定豌8号、陇豌6号)植株生理指标的影响。结果表明: 接种根瘤菌、施加CaCl₂或接种根瘤菌后施加CaCl₂均提高了豌豆植株的生物量、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性、脯氨酸(Pro)和可溶性糖(SS)含量,降低了丙二醛(MDA)含量;接种根瘤菌后施加15 mmol·L^-1 CaCl₂显著提高了豌豆植株的生物量、POD活性和Pro含量。接种与豌豆植株匹配性较好的15735菌株并施加CaCl₂对豌豆在盐胁迫下各指标的影响相对较小,接种匹配性差的菌株(156567、Ca66)并施加CaCl₂影响较大。经隶属函数综合分析表明,接种根瘤菌后施加CaCl₂的豌豆植株表现出较强的耐盐性,接种15735菌后施加15 mmol·L^-1 CaCl₂的定豌8号隶属函数值为0.814,耐盐性最强。本研究表明,相比接种根瘤菌和施加CaCl₂处理,接种根瘤菌后施加CaCl₂可更有效地提高盐胁迫下豌豆植株的抗氧化酶活性,增强渗透调节能力,降低膜脂过氧化伤害,从而提高豌豆植株的耐盐性。     

不同保护性耕作措施对武威绿洲灌区冬小麦水分利用的影响

2006—2008年通过田间定位试验,研究了武威绿洲灌区不同耕作措施（传统耕作、秸杆翻压、免耕不覆盖、免耕秸杆立茬、免耕秸杆覆盖）对冬小麦土壤水分空间分布、动态变化、作物耗水量、水分利用效率和产量的影响.结果表明：返青至拔节期,免耕秸杆覆盖（NTS）和免耕秸杆立茬（NTSS）处理显著提高了0～30 cm土壤贮水量,处理间差异较大,在小麦拔节后差异变小;返青至成熟期,NTS和NTSS处理30～150 cm土壤贮水量都大于传统耕作处理（T）;播种期,NTS、NTSS和NT（免耕不覆盖）处理0～150 cm土层总贮水量分别比T处理增加29.55～34.69、17.32～21.79和0.89～15.68 mm,收获期分别增加37.59～38.35、5.70～22.14和4.61～13.93 mm,且随着土层深度的增加处理间土壤贮水量差异增大.NTS、NTSS、NT和TIS（秸杆翻压）处理小麦产量分别比T处理提高15.65%～16.84%、6.98%～12.75%、5.88%～11.74%和3.92%～8.16%,水分利用效率分别提高17.15%～17.52%、7.75%～9.65%、8.24%～10.00%和4.17%～9.91%.免耕秸杆覆盖（NTS）和免耕秸杆立茬（NTSS）处理提高了冬小麦产量和水分利用效率,是改善该区域水资源匮乏的有效耕作措施.     

植物化感作用的机理、影响因素及应用潜力

从化感作用与植物的叶水势、光合作用、呼吸作用、养分有效性、细胞分裂和代谢等方面的关系综述了化感作用的作用机理,同时就影响化感作用的主要因素进行了讨论。文章认为化感作用在科学构建种群结构、防除病虫草害、设计合理种植制度、提高肥水利用效率和秸秆还田利用率等领域具有较大的应用潜力。     

绿洲灌区典型种植模式的水热利用与碳排放和能值分析

合理的种植模式可以提高资源利用效率,降低农业生产的生态环境风险,实现资源节约和增产增效的目的.本文运用能值分析的理论和方法,从资源利用、碳排放、经济效益、能值自给率和净能值产出率等方面对干旱灌区典型种植模式的生产效应进行综合分析与评价,以期为建立减投、减排、高产高效、可持续农田高效生产模式提供理论与实践依据.结果表明:集成免耕秸秆覆盖还田及地膜再利用的高效间作生产模式(NTSI)具有明显的增产效应,与地方传统间作(CTI)和单作玉米(CTM)相比,分别增产13.5%～16.9%和13.8%～17.1%.NTSI较CTI模式水分利用效率和光能利用率分别提高12.4%～17.2%和6.1%～8.1%.高效NTSI模式可降低系统碳排放、提高碳排放效率,与CTI和CTM相比,碳排放总量分别降低618～895和1804～2002 kg·hm^-2,降低幅度分别为12.1%～16.4%和28.6%～31.0%;相反,碳排放效率分别提高29.3%～40.1%和58.9%～71.4%.高效NTSI模式具有明显的资源减投潜力,与CTI和CTM相比,总投入分别降低1424～1431和501～1547 元·hm^-2,减投比例分别为12.6%～13.6%和4.9%～14.6%;总产值分别提高11.2%～11.8%和24.4%～36.3%(增加4309～4603和8439～11057元·hm^-2);纯收益分别增加19.6%～22.4%和40.1%～57.7%(增多5740～6027和9544～11558元·hm^-2).因而,NTSI模式具有较高的产投比和单方水效益,与CTI和CTM相比,产投比分别提高27.9%～29.0%和40.5%～45.6%;单方水效益提高幅度分别达到19.9%～23.2%和27.7%～39.3%.高效NTSI模式能值自给率达到57.2%,较CTI和CTM生产模式分别提高4.0%和12.2%,NTSI模式净能值产出率达到0.173,较CTI高10.0%,但比CTM低11.7%.从资源利用、碳减排、经济效益、可持续发展角度综合考虑,集成免耕秸秆覆盖还田及地膜两年利用的高效小麦间作玉米模式具有较高的经济活力,农业系统整体功能较好,运转效率较高,能值回报率较高,是适用于干旱绿洲灌区的资源减投、减排、高产高效的种植模式.     

豌豆根系中分泌物质的分离鉴定及其化感效应的研究

本文实验采用GC-MS分析法对豌豆组培苗、土培苗重茬两代的根系分泌物进行鉴定。实验结果表明,能被二氯甲烷提取的豌豆根系分泌物有醇类、脂类、醛类、苯类、烃类等。用不同浓度的豌豆化感物质2,4-二叔丁基苯酚(2,4-DB)和2,6-二叔丁基对甲酚(2,6-DM)处理豌豆、绿豆、小麦和玉米4种作物种子,进行萌发和幼苗生长的化感效应研究。结果表明,0~2 mmol·L~(-1) 2,4-DB和2,6-DM处理对豌豆和绿豆种子萌发呈促进作用,而3~5 mmol·L~(-1) 2,4-DB和2,6-DM处理则呈抑制的作用。随浓度的增大,2种化感物质对小麦和玉米种子萌发的抑制作用逐渐增强。对于豆科作物豌豆和绿豆,2,4-DB对绿豆萌发时根系的抑制作用较强;而对于禾本科作物玉米和小麦,则2,4-DB对小麦萌发时根系的抑制作用最强。