宁夏南部旱区坡地不同粮草带比间作种植模式比较

在宁夏南部旱区15°坡耕地上,于2007年5月至2008年10月连续2a研究了7种不同粮草带状间作(谷子和糜子间作苜蓿)模式与粮食单作(对照处理)模式下的作物产量、形态指标、水分利用效率及水土流失特征。结果表明,同粮食单作相比,4∶4、4∶6、6∶4、6∶6、6∶8、8∶6和8∶8等7个粮(谷子或糜子)草(苜蓿)条带间作种植模式的作物生育后期单株叶面积和单株质量明显增加,作物水分利用效率提高0.99-1.57kg/m3,产量增加3.02%-15.72%,地表径流减少6.86%-58.42%,泥沙流失量减少56.09%-100%。不同粮草带比间作种植模式比较,带距越窄,粮食增产效果和整体水土流失防治效果越佳。尤其是4∶4、4∶6和6∶43种带比间作种植模式的综合效果较好。     

稻米垩白形成的气象生态基础研究

在全国13个点、19个品种多播期试验基础上,对稻米垩自形成的气象生态基础进行了分析。结果表明,水稻齐穗后15天的日均温是影响稻米垩白大小的主要气象因子。经对稻米垩白与齐穗后15天内均温关系的动态分析可知,稻米垩白随该时段温度提高而增大的拐点温度约为29℃(品种间略有差异),接近或超过该点温度,稻米垩白会突发性地增加。     

秸秆覆盖旱作瓜田土壤水分的空间变化及对西瓜产量的影响

为了探明秸秆覆盖栽培对西瓜产量及土壤水分的影响,选用玉米秸秆在生育期设置地表全覆盖（WM）、行间覆盖（SM）和根域覆盖（RM）3个覆盖处理,以不覆盖为对照（CK）,研究不同秸秆覆盖方式对旱作西瓜不同生育时期土壤总贮水量、不同深度土壤含水量及产量的影响.结果表明：秸秆地表全覆盖和根域覆盖处理显著提高了西瓜全生育期根域和行间0～120 cm的土壤含水量和贮水量,且伸蔓后期以后的土壤贮水量根域高于行间;秸秆覆盖处理对西瓜伸蔓后期至膨大前期的土壤含水量影响最大,随着西瓜的生长发育,秸秆覆盖处理提高根域土壤含水量的幅度增加,深度下延.秸秆覆盖处理提高西瓜产量主要受根域土壤水分条件改善的影响;各覆盖处理均显著提高了西瓜的产量和水分利用效率,WM、SM和RM处理的增产幅度分别为24.8%、11.5%和15.1%,水分利用效率分别提高了42.7%、24.3%和294%.以地表全覆盖13500 kg·hm^-2秸秆量的处理蓄水保墒、提高西瓜产量和水分利用效率的效果最显著.     

不同播期对紫花苜蓿生长性状及越冬性的影响研究

采用随机试验设计方法,在宁南旱作农业区进行了不同播期对紫花苜蓿出苗率、生长发育、越冬率和产草量影响的研究。结果表明,在宁南地区人工种植紫花苜蓿的出苗率与播期温度存在极显著正相关关系,而不同播期土壤耕层含水量变化率较小,且基本能满足苜蓿萌发与生长的需要;播期越早,根颈越粗,入土越深,但4月份前播种,出苗率低,群体小且易形成“小老苗”;7月份以后播种。由于生长期短,植株根颈细嫩,越冬率很低或完全冻死。综合不同播期出苗率、产草量和越冬率等因素,认为在宁南地区紫花苜蓿的适宜播种期应在4月30日～6月30日。     

不同年限免耕秸秆覆盖对土壤活性有机碳和碳库管理指数的影响

为探明渭北旱塬免耕秸秆覆盖对春玉米田土壤活性有机碳(LOC)、碳库管理指数(CMI)和作物产量的影响,进而明确该区免耕覆盖的适宜年限,于2001-2010年在陕西合阳县旱农试验站,设置了不同年限处理:1年(S1)、3年(S3)、5年(S5)、8年(S8)和10年(S10)的免耕秸秆覆盖定位试验,以常规耕作(CK)和10年免耕不覆盖(CK)为对照.结果表明:与CK相比,S1、S3、S5、S8和S10处理0～10 cm土层土壤有机碳(TOC)质量分数分别提高7.6％、13.5％、25.4％、48.6％和79.0％:LOC分别提高40.1％、51.5％、102.4％、78.4％和75.3％;CMI分别提高49.4％、61.2％、126.8％、85.4％和75.3％.春玉米产量、全氮、全磷和有效磷分别与LOC和CMI呈极显著相关(P＜0.01),而与TOC无显著相关性.本研究表明,LOC和CMI较TOC更能快速准确地反映不同年限免耕覆盖对土壤碳库和玉米产量的影响,可以作为渭北旱塬免耕秸秆覆盖生态效应的评价指标,且该区覆盖年限以5～8年为宜.     

玉米早期根系构型及其生理特性对土壤水分的响应

为了探明玉米早期根系结构及其对土壤水分的生理响应,揭示玉米幼苗的抗旱机理,以蠡玉18为材料,采用盆栽试验,设置轻度胁迫(LS)、中度胁迫(MS)、重度胁迫(SS)和正常供水(CK)4个水分处理,系统研究从播种开始持续水分处理对夏玉米苗期根系形态结构及活力、保护酶系统及生理调节物质的影响。结果表明:随着水分胁迫程度的加剧,玉米根长、根表面积、根体积和根干重等各形态指标较CK下降幅度逐渐增大,不同水分胁迫使夏玉米苗期根系结构存在差异。轻度和中度胁迫显著增加了细根(0.05—0.25 mm)根长和根表面积比例,重度水分胁迫显著降低粗根(0.50 mm)根长与根表面积比例。玉米苗期根冠比、根系活力和丙二醛(MDA)含量随水分胁迫程度的增强而上升,随着胁迫时间的延长,根冠比逐渐降低。根系可溶性蛋白含量随土壤水分含量的下降而下降,MS、SS处理较CK显著降低(P0.05)。夏玉米根系中SOD对水分胁迫较CAT、POD更敏感,轻度水分胁迫下主要依赖CAT、中度水分胁迫下主要依赖POD、重度水分胁迫下主要依赖SOD来降低氧化伤害;且重度胁迫下,随着胁迫时间的延长保护酶活性下降。苗期玉米通过增加根冠比、增强根系活力和不同保护酶活性及降低可溶性蛋白等渗透调节物质来协同减少水分胁迫的危害。     

苜蓿根际土壤水提液化感作用的研究

以10个国内外引进的紫花苜蓿品种为材料,研究其不同浓度根际土壤水提液对受体苜蓿阿尔冈金种子发芽、幼苗生长和幼苗鲜重的影响.结果表明：不同品种紫花苜蓿根际土壤水提液对受体苜蓿种子发芽都存在抑制作用,且随着水提液浓度增大抑制作用有增强的趋势,并以爱维兰、牧歌401＋Z和牧野水提液的抑制作用较显著;大部分苜蓿品种的根际土壤水提液对受体苜蓿幼苗的生长存在抑制作用,但对根的生长具有促进作用,对幼苗茎叶和根生物量的积累均具有促进作用,且对茎叶的促进作用大于根,并以全能＋Z、射手、牧歌401＋Z和爱维兰的作用较明显.研究表明,苜蓿根际土壤水提液的化感作用在品种间和浓度间存在显著差异,受体苜蓿各器官对化感作用的反应也不同.     

沟垄全覆盖种植方式对旱地玉米生长及水分利用效率的影响

2008-2010年在渭北旱塬区,以沟不覆盖为对照(CK),研究垄上覆地膜沟内分别覆普通地膜(PP)、生物降解膜(PB)、玉米秸秆(PS)和液体地膜(PL)4种沟垄全覆盖种植模式对土壤水温、玉米生长、产量及水分利用效率的影响.结果表明,在玉米生长前期,PP、PB和PS处理可明显提高0-200 cm土壤蓄水量;生育中期,PS处理蓄水保墒效果最为显著;生育后期,各沟垄全覆盖处理与对照的土壤蓄水量无显著差异;整个生育期PL处理与CK的土壤蓄水量差异不显著.PP和PB处理3a玉米生育期5-25 cm平均土壤温度分别较CK增高1.6℃和1.3℃,PS处理降低1.9℃,而PL处理与CK无显著差异.PP和PB的增温保水效应使玉米株高、叶面积及地上生物量均高于CK;PS处理的降温效应促进玉米中后期生长,其株高、叶面积及地上生物量均高于CK;PL处理对玉米各生长指标影响不显著.与CK相比,PP、PB和PS处理3a平均的籽粒产量分别提高13.0％、13.8％和15.0％,水分利用效率分别提高9.8％、10.2％和11.6％.可见,垄覆地膜沟覆地膜、生物降解膜或秸秆的沟垄全覆盖种植可明显改善土壤的水温状况,促进玉米生长,从而显著提高作物产量和水分利用效率,对渭北旱塬区春玉米丰产栽培具有重要指导意义.     

甜瓜幼苗生长及光合特性与育苗基质pH相关性研究

以新疆厚皮甜瓜皇后为试材,在泥炭珍珠岩复合基质中,按一定比例加入CaCO3,构成pH梯度值分别为5.0、5.5、6.0、6.5、7.0、7.5和8.0的7种基质类型,研究了基质pH对甜瓜幼苗生长及其光合特性的影响。结果表明,基质酸碱性对甜瓜幼苗的光合特性、根系活力、单株叶面积、根系和地上部干物重都产生显著影响,酸性和微酸性基质(pH<6.0)时,幼苗叶片叶绿体超微结构发生降解,叶绿素堆积,叶片净光合速率下降,单株叶面积减小,根和地上部干重降低;pH为6.0～7.0的各处理在叶面积以及根和地上部干重指标上,F检验不显著;pH>7.0的微碱性和碱性基质虽然对幼苗产生不利影响,但与pH<6.0的处理比较,其影响要小些。鉴于此,甜瓜幼苗生长的基质pH范围为6.0～7.0,偏碱不会对幼苗产生严重的生理障碍。采用CaCO3调节基质pH时,最佳调节范围为pH6.0～6.5。     

覆盖模式对旱作农田土壤微生物多样性及群落结构的影响

土壤微生物是表征土壤质量的敏感指标,采用Illumina HiSep技术分析不同覆盖方式对半湿润易旱区农田土壤微生物群落结构及多样性的影响,以期从微生物的角度评价农田不同覆盖措施对土壤质量的影响。设3种覆盖模式：平作塑料薄膜覆盖（P）、平作秸秆覆盖（S）和垄膜沟播覆盖（R）,以平作不覆盖为对照（CK）,研究不同覆盖模式下土壤微生物群落变化,分析各土壤理化因子与微生物群落之间的关系。研究结果表明各覆盖处理显著改变了土壤微生物的群落结构和多样性。所有土壤样品中,细菌群落的优势菌门是变形菌门（Proteobacteria）、酸杆菌门（Acidobacteria）、放线菌门（Actinobacteria）,丰度分别为29.69%、28.28%和20.76%,CK处理下较高的土壤pH和低NO₃-N含量抑制了土壤中酸杆菌门（Acidobacteria）的生长繁殖,而放线菌门（Actinobacteria）相对丰度为所有处理中最高。真菌群落的优势菌门是子囊菌门（Ascomycota）、担子菌门（Basidiomycota）,丰度分别为59.65%和20.96%,S处理下过低的土壤温度抑制了担子菌门（Basidiomycota）生长和繁殖,其相对丰度为所有处理中最低。与CK相比,P和R处理显著提高土壤细菌的多样性和丰富度;S和R处理下土壤真菌多样性和丰富度显著增加,而P处理的土壤真菌多样性和丰富度均无显著差异。斯皮尔曼相关分析表明土壤细菌多样性主要受土壤含水量（SM）和硝态氮含量（NO₃-N）影响,而土壤真菌多样性主要受土壤温度（ST）、全氮（TN）和硝态氮含量（NO₃-N）影响;RDA分析表明微生物群落结构的变化主要受SM、ST、NO₃-N和TN含量的影响。总的来说,R处理下土壤细菌和真菌的多样性和丰富度较CK处理显著提高,该处理下土壤中担子菌门（Basidiomycota）和球囊菌（Glomeromycota）相对丰度为所有处理中最高,两者分别形成的外生菌根和从生菌根不但促进了根部养分的吸收,而且提高了作物的抗逆性,且结果证明该处理的作物产量为最高,因此在半湿润旱作区推荐采用垄膜沟播覆盖种植方式。