A total of 159 wheat samples imported from the International Center for Agricultural Research in the Arid Areas(ICARDA)were used as the research subjects.To simulate drought conditions during the seedling stage,20％PEG-6000 was applied,while a normal nutrient solution served as the control.The effects of drought on seven physiological traits related to the seedling stage(malondialdehyde content,superoxide dismutase activity,relative conductivity,peroxidase activity,soluble sugar content,proline content,and chlorophyll content)were analyzed.Correlation analysis of drought resistance-related physiological traits in the 159 wheat samples was conducted using a 55K SNP chip.The results indicated that,following drought treatment,the levels of proline and soluble sugars increased,whereas other traits did not show consistent trends.Under normal conditions,malondialdehyde content was significantly positively correlated with peroxidase activity and highly significantly negatively cor-related with proline content;peroxidase activity was highly significantly negatively correlated with soluble sugar content.Under drought stress,soluble sugar content was significantly positively correlated with malondialdehyde content and relative conducti-vity,while chlorophyll content was highly significantly positively correlated with soluble sugar content and significantly nega-tively correlated with proline content.Association analysis identified 311 drought resistance-related markers(P＜0.001)across 24,151 SNP loci,distributed on all 21 wheat chromosomes,with contribution rates of 7.13％-21.11％.Eight stable loci were de-tected under both treatments,located on chromosomes 1B,2B,and 6A,with contribution rates of 7.85％-14.58％.Additionally,a multiple effector locus associated with both superoxide dismutase activity and soluble sugar content was found on chromosome 3D,with a contribution rate of 7.95％-8.69％.Four significant loci associated with the drought resistance coefficient of relative conductivity,peroxidase activity,chlorophyll content,and traits such as relative conductivity,peroxidase activity,proline content,and superoxide dismutase activity under drought treatment were detected on chromosomes 2D,3A,and 4A,with a contribution rate of 7.61％-14.74％.
利用优异基因资源改良小麦抗旱性是应对干旱和保障粮食安全的重要途径.结合国内外小麦抗旱性研究的最新进展和本研究组的研究实践,概述了现行主要抗旱性鉴定方法的适用对象和评价指标,以及小麦抗旱种质创新、抗旱基因资源发掘与利用等方面的研究成果,同时提出未来小麦抗旱性研究的重点任务和发展方向,即建立基于高通量表型鉴定的抗旱性综合评价技术体系,建立基于高通量基因型鉴定的抗旱基因资源发掘平台,创建基于综合运用多学科技能的智慧育种策略,以期为加快小麦抗旱性遗传改良提供信息资源和理论参考.
地表-地下接力滴灌是集膜下滴灌和地下滴灌优点于一体的新型节水控盐技术,但目前针对该技术应用效果的研究尚少.针对如何对地表-地下接力式滴灌中的地表滴灌和地下滴灌进行水量分配效果最优这一问题,设置 100%地表滴灌(W1)、75%地表滴灌+25%地下滴灌(W2)、50%地表滴灌+50%地下滴灌(W3)、25%地表滴灌+75%地下滴灌(W4)、100%地下滴灌(W5)共计 5 个处理,比较了不同水量分配下的地表-地下接力式滴灌与单一地表滴灌、单一地下滴灌对盐碱棉田土壤水盐分布和棉花产量的影响.结果表明:(1)W3 处理根区土壤含水量分布最均匀,干燥区域面积最小.(2)W4 处理窄行区域淋洗范围最大,脱盐效果最显著.(3)W3 处理棉花吐絮期总干物质量和籽棉产量最大,分别为 112.66 g和 9147 kg·hm-2;吐絮期总干物质量比W1 和W5 处理分别提高 11.3%和19.1%,籽棉产量比W1 和W5 处理分别提高 14.1%和 11.9%.地表-地下接力式滴灌处理下土壤含水量得以显著改善,在对土壤盐分进行淋洗的过程中表现出接力效应,淋洗面积和淋洗效果均有所增大.相比于单一地表滴灌和单一地下滴灌,地表-地下接力式滴灌下棉花干物质量显著增加,产量明显提高.研究表明,地表滴灌和地下滴灌之间存在良好的协同作用,采用 50%地表滴灌+50%地下滴灌模式有助于调控盐碱棉田水盐分布,提高棉花产量和水分利用效率,可为发展盐碱地新型节水灌溉技术提供理论支撑.
研究合理的秸秆覆盖耕种模式是实现半干旱区秸秆覆盖条件下玉米绿色高效生产的重要途径.开展2a大田试验,设置传统耕作模式(CK)、秸秆覆盖模式(T1)、秸秆覆盖+深松模式(T2)、秸秆覆盖+碎混模式(T3)4 个处理,研究不同秸秆覆盖耕种模式对玉米根系伤流特性、光合特性、碳氮代谢相关酶活性、生长发育、产量及其构成因素和水分利用特性的影响.结果表明:不同处理玉米根系伤流强度、伤流液中细胞分裂素(CTK)和生长素(IAA)含量均表现为T3>T2>CK>T1,脱落酸(ABA)含量表现为T1>CK>T2>T3;与CK和T1 处理相比,T2 与T3 处理的CTK和IAA含量显著增加、ABA含量显著下降.玉米叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、胞间二氧化碳浓度(Ci)、蒸腾速率(Tr)、表观叶肉导度(AMC)和叶片水分利用效率(WUEL)均表现为T3>T2>CK>T1,气孔限制百分率(Ls)表现为T3
再生水灌溉是缓解水资源矛盾的有效途径,为表征再生水灌溉后土壤粒度分布(Soil particle size distri-bution,PSD)特性,通过室内土柱模拟试验,设置生活污水(W1)、再生水 1(W2)和再生水 2(W3)共计 3 种灌溉水质,并以自来水(W4)作为对照,采用马尔文激光粒度仪测定灌溉 1a后各处理土壤颗粒百分比,运用分形理论分析了 4种水质处理下土壤PSD的分形特征.结果表明:(1)4 种水质处理下土壤PSD呈单峰分布;与W4 处理相比,W1、W2、W3 处理下土壤黏粒含量增加 0.40%～6.38%,砂粒含量降低 1.58%～13.80%,土壤非均匀性增强,但各处理间差异不显著.(2)再生水灌溉下土壤颗粒呈细粒化趋势,土壤PSD多重分形参数增大,土壤PSD趋于不均匀.在 0～10 cm土层,W3 处理下土壤PSD多重分形参数容量维数D(0)、信息维数D(1)、相关维数D(2)和多重分形奇异谱宽Δα(q)最大,分别为 0.943、0.837、0.823 和 1.035;在 10～20 cm土层,W2 处理下D(0)、D(1)、D(2)和Δα(q)最大,分别为0.943、0.851、0.852 和1.009.(3)土壤PSD的多重分形参数D(0)、D(1)、D(2)、Δα(q)和α(0)与土壤黏粒含量呈显著正相关,与砂粒含量呈显著负相关,土壤分形特征由土壤中黏粒与砂粒的相对含量控制.研究表明,在试验期内,再生水灌溉下土壤PSD的空间异质性与非均匀性增大,可以通过多重分形参数进行定量表征.
为建立高效经济的当归生产模式,于 2017-2019 年在甘肃省渭源县设置 5 种作物茬口(T1:豌豆-小麦-当归,T2:豌豆-蒙古黄芪-当归,T3:豌豆-马铃薯-当归,T4:豌豆-休耕-当归,CK:豌豆-当归-当归)进行田间试验,秋季收获后测定不同茬口当归根、叶养分含量、根活性成分和产量,采用主成分分析法确定各指标权重值、隶属综合因子分析法确定 5 种茬口的综合评价指数.结果表明:T2处理有利于促进当归根、叶中氮、磷、钾吸收累积,根部氮、磷、钾含量较CK分别显著增加 29.98%、32.96%、24.29%(P<0.05)、叶部氮、磷、钾含量较CK分别显著增加37.72%、42.08%、64.63%(P<0.05),且该茬口的当归产量、根的阿魏酸、浸出物含量较CK分别显著增加19.44%、17.37%、9.54%(P<0.05).综合评价指数表现为T2(0.74)>T4(0.51)>T1(0.48)>CK(0.29)>T3(0.25).综上可知,豌豆-蒙古黄芪-当归是高寒阴湿区当归高效经济生产的适宜模式.
研究海藻酸复合磷肥对玉米产量和土壤养分供应强度的影响可为其推广应用提供理论依据.以'郑单958'品种玉米为材料进行连续2a的大田试验,设置不施磷肥(CK)、磷酸二铵(DAP)、海藻酸复合磷肥(NI)、海藻酸复合磷肥减量(MI)4 个处理,测定玉米产量及生长特性、植株养分含量、土壤养分含量以及磷肥利用率等指标.结果表明:NI处理在 2a间较CK处理显著增产 17.1%～24.3%,在第 2a较DAP处理显著增产 6.7%,生物量、株高、茎粗与叶绿素含量也显著增加.NI处理叶片全磷含量较CK和DAP处理分别显著增加66.1%和23.4%,且NI与MI处理磷素回收利用率较DAP处理分别显著增加 134.5%与 89.3%.NI处理土壤有效磷较CK处理在 2a间显著增加30.9%～59.9%,较DAP处理显著增加 13.8%～17.2%,DAP与MI处理间无显著差异;不同磷肥处理与年份因素在土壤有效磷和全磷含量上有显著的正交互作用.相关性分析表明,土壤有效磷与玉米的产量、株高、茎粗及其叶绿素含量呈显著正相关.与磷酸二铵相比,海藻酸复合磷肥显著提高了土壤有效磷含量及其磷肥利用率,促进了玉米的生长发育、养分积累及其产量的提高.
由豇豆单胞锈菌(Uromyces vignae Barclay)引起的小豆锈病是小豆生产中危害最为严重的病害之一,建立早期分子检测技术体系对病害早期诊断和及时防控具有重要意义.本研究以豇豆单胞锈菌ITS序列为依据设计引物,结合已报道的单胞锈菌属特异检测引物,以豇豆单胞锈菌为目标菌,以茄链格孢、茄丝核菌、禾谷镰刀菌、稻瘟菌、苹果轮纹病菌、半裸镰刀菌、玉米链格孢菌、尖孢镰刀菌和禾顶囊壳等 9 种常见植物病原真菌为参照菌,采用CTAB法提取上述各菌株的基因组DNA,应用普通PCR技术筛选出豇豆单胞锈菌的特异性检测引物UV-ITS,在此基础上设计巢式PCR引物UV-MX,构建了基于巢式PCR的高灵敏度小豆锈病分子检测体系.该巢式PCR体系在基因组DNA浓度仅为4×10-6 ng·μL-1时仍可实现有效扩增,其灵敏度是普通PCR的10 万倍.以感病小豆品种'宝清红'接种锈菌后不同时间的叶片为材料检验检测体系的应用效果发现,接种后 12h的小豆叶片样本即可扩增出豇豆单胞锈菌的特异性条带.本研究建立的小豆锈病分子检测体系特异性强、灵敏度高,具备对潜伏期病害进行早期诊断的应用潜力,可为小豆锈病的早期快速诊断和及时防控提供重要的技术支撑.
为了针对根腐病实施有效的生物防治,分离鉴定枸杞根腐病病原菌及其拮抗菌,采用组织分离法获得腐根上的病原菌,结合形态学与分子生物学特征鉴定病原菌;利用稀释涂布、滤纸片法和共培养法从健康根际土壤筛选拮抗细菌,通过形态学观察、生理生化鉴定和 16S rDNA序列分析对拮抗效果较好的菌株进行鉴定.结果表明:从枸杞根腐病分离得到腐皮镰刀菌(Fusarium solani)和尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum)两种主要致病菌,从健康枸杞根际土壤中分离获得12 株对两种镰刀菌具有拮抗作用的细菌,其中J7-3、J7-8、J7-9 和J10-8 对腐皮镰刀菌的抑菌率均在 80%以上,J7-3 和J10-8 对尖孢镰刀菌的抑菌率均在 70%以上.菌株J7-3 和J10-8 对根腐病病原菌的抑菌作用较好,分别鉴定为解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)和枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis),其中J10-8的拮抗作用和溶菌效果最好,可作为研发微生物菌剂的菌种资源.
于 2021-2022 年在甘肃省兰州市永登县上川镇甘肃农业大学油菜育种基地设置 5 个不同类型冬油菜覆盖处理,即'陇油7 号'覆盖(SC)、'天油2 号'覆盖(WC)、'陇油99'覆盖(LX)、'陇油88'覆盖(SR)、'天油2288'覆盖(WR),以冬闲无覆盖为对照(CK),通过研究冬闲田不同类型冬油菜覆盖对土壤理化性质及微生物的影响,以期为该区筛选适宜秋冬闲田覆盖的油菜类型提供依据.结果表明:五叶期白菜型覆盖量比甘蓝型高,进入越冬期后甘蓝型覆盖量高于白菜型;白菜型品种和甘蓝型品种均具有良好的覆盖效果,甘蓝型品种'陇油 88'和白菜型品种'陇油 99'在不同时期的覆盖效果各有优势,二者均可以作为冬闲覆盖材料.冬前甘蓝型覆盖各项光合指标均高于白菜型,甘蓝型品种较白菜型具有覆盖优势.冬油菜覆盖具有降低土壤容重和提高土壤孔隙度的作用,随土层深度的增加土壤容重和土壤孔隙度均表现为先升高后降低;冬油菜覆盖可以增加 0～30 cm土层土壤含水量,白菜型覆盖的保水效果优于甘蓝型覆盖.与CK相比,覆盖处理0～30 cm土层土壤全氮、全磷、全钾、铵态氮、硝态氮含量分别增加了 54.00%、85.00%、20.62%、15.30%、39.30%;甘蓝型覆盖处理 0～30 cm土层土壤全氮、全磷、全钾含量比白菜型高,白菜型覆盖处理的土壤铵态氮和硝态氮含量比甘蓝型高.土壤基础养分氮磷钾含量与细菌和真菌的优势菌门呈正相关关系,短期冬油菜覆盖可以提高春小麦生物量但对其产量没有影响.综上可知,甘蓝型冬油菜覆盖在提高光合特性和土壤氮磷钾含量方面的表现比白菜型好,白菜型冬油菜覆盖在增加土壤含水量和土壤硝、铵态氮含量方面优于甘蓝型,因此甘蓝型冬油菜'陇油88'和白菜型冬油菜'陇油7号'是本区较为理想的覆盖作物,二者混播效果更佳.
水分是影响半干旱雨养作物生长、发育及产量形成最重要的环境因素.以中国西北半干旱区田间试验为基础,收集长期观测资料和文献数据,分析春小麦产量与水分之间的关系及其环境影响因素,揭示不同环境条件下春小麦水分限制特征和调控机制.研究表明:半干旱区常规管理水平下,雨养春小麦产量与水分间的关系相对稳定,然而播前土壤储水影响生育期降水与春小麦产量间的关系,不同播前土壤储水条件下,每增加 1mm降水量,春小麦产量的增加量分别为 21.3 kg·hm-2和 16.8 kg·hm-2.生育期大气干湿条件(潜在蒸发量与降水的差值)对播前土壤储水与春小麦产量间的关系也有影响,其中大气较为干燥时(潜在蒸发量与降水的差值大于 425 mm),产量与土壤水分间关系斜率为 22.9 kg·hm-2·mm-1,大气较为湿润时(潜在蒸发量与降水的差值小于 425 mm),斜率为20.1 kg·hm-2·mm-1.相较生育期降水,播前土壤储水对春小麦产量更具有决定性作用.半干旱雨养春小麦的气候年型由播前土壤储水和生育期大气干湿条件共同决定.增加播前土壤水分储量、在生育期的特定阶段灌溉均会改变小麦耗水量与产量之间的关系,并最终导致小麦水分利用效率发生变化.大气干湿条件和灌溉条件共同导致中国西北不同地区春小麦边界函数存在差异.
针对可见光和近红外光穿透力不强、难以监测到耕层土壤全氮的问题,以石河子垦区播前棉田土壤为研究对象,获取3 种不同土壤质地类型的原位光谱及不同耕层的土壤全氮含量信息,通过Savitzky-Golay平滑处理及最大归一化处理对土壤原位光谱进行预处理,并利用广义传播神经网络(GRNN)、随机森林回归(RFR)、支持向量机回归(SVR)、最小二乘回归等4 种建模方法,建立和筛选出不同土壤质地类型的棉田耕层土壤含量的最佳监测模型.结果表明:(1)不同建模方法在各耕层监测精度不同,在浅、中、深耕层表现最佳的监测模型均为GRNN模型(R2 分别为 0.72、0.68、0.63).(2)优化后的NGRO-GRANN模型监测精度高于GRNN模型,在浅、中、深三个耕层的预测精度提高 16.2%～30.2%.(3)基于原位光谱建立不同耕层的土壤全氮监测模型具有较好的监测效果,且大量简化了室内光谱处理的繁琐步骤.该研究为野外原位光谱快速获取棉田播前土壤各耕层养分信息提供了理论基础与技术支撑,具有一定的可行性与鲁棒性.
于 2020-2021 年在中国科学院西北奈曼沙漠化研究站,以饲用燕麦和箭筈豌豆为研究对象,在燕麦灌浆期刈割后进行饲草复播,采用双因素随机区组设计,设置 3 种种植模式,即燕麦单作(SO)、箭筈豌豆单作(SV)和燕麦箭筈豌豆间作(IOV);4 种施肥模式,即不施肥(N)、单施化肥(C)、单施生物有机肥(M)和有机肥与无机肥配施(G),通过测定饲草产量和营养品质,分析种间竞争相关指标,以明确间作与施肥对复种燕麦、箭筈豌豆饲草产量和营养品质的影响.结果表明:间作和施肥提高了燕麦和箭筈豌豆的地上部生物量,在G处理下,间作燕麦(IO)和间作箭筈豌豆(IV)的干草产量较相应单作处理分别提高了 4.34%、1.79%和 27.63%、34.12%.间作处理的土地当量比大于 1,表明燕麦箭筈豌豆间作具有土地利用优势;通过种间竞争指标分析发现,箭筈豌豆产量的提高对于发挥间作优势具有重要的作用.IO-G 处理的粗蛋白和粗脂肪含量较同水平下单作处理分别提高了 24.81%、36.60%和20.21%、6.15%,IV-G处理的可溶性糖含量较IV-N处理提高 18.55%和 34.36%;IO-G处理下的中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维含量较同水平下单作燕麦平均降低 6.47%和 12.10%,间作燕麦和间作箭筈豌豆的相对饲用价值在G处理下较N处理分别提高 39.18%、58.81%和 25.68%、55.46%.间作种植模式还提高了饲草潜在干物质采食量、消化性干物质及代谢能含量,使饲草营养品质从能量积累到适口性都有所提升.综上可知,燕麦箭筈豌豆间作结合有机肥和无机肥配施可以改善内蒙古东部沙质土壤地区饲草的营养品质,提高饲草产量.
为提高冬小麦干旱监测和定量灾损评估的准确性,以半干旱黄土高原陇东地区为例,利用 15 个冬小麦种植县 1965-2020 年逐日降水资料、MCI指数,1978-2020 年冬小麦产量资料、干旱灾情资料,以及 1981-2014 年生育期观测资料,探索建立冬小麦干旱灾损评估新指标WDI,以因旱减产率和干旱指标之间的关系参考历史灾情确定等级阈值,基于WDI分析陇东地区冬小麦干旱时空分布特征.结果表明:WDI在评估干旱对冬小麦产量影响方面优于气象干旱指数;从 3 个代表站WDI年际变化看,环县波动幅度最大且数值最小,其次是西峰,处于阴湿地区的华亭波动幅度最小且数值最大.20 世纪 90 年代初至 21 世纪初波动最剧烈.从年代变化看,20 世纪 90 年代全生育期、拔节～开花期WDI平均值分别为-10.6、-5.4,为各年代最低,处于干旱期;21 世纪 10 年代WDI平均值则分别为4.4、2.6,为各年代最高,处于相对湿润期.在空间分布上,干旱频率由东南向西北增大,重度以上干旱主要发生在陇东西部和中北部.冬小麦全生育期、拔节～开花期轻中旱发生频率分别为 34%～52%、41%～57%,重度以上干旱频率均为 4%～18%,评估结果与历史实况基本一致.WDI兼顾气象学与生物学意义,能较好表征冬小麦产量损失、干旱时空特征分析,可用于冬小麦干旱监测和评估业务.
以藜麦为研究对象,使用盆栽育苗法,设置 0(CK)、150、300 mmol·L-13 个混合盐碱(NaCl ∶ NaHCO3 = 1 ∶ 1)浓度处理,通过测定幼苗鲜质量、干质量及叶片叶绿素、可溶性糖、脯氨酸、丙二醛含量、抗氧化酶活性等生长及生理指标,研究盐碱胁迫对 10 份藜麦(Q1～Q10)种质幼苗生长和生理特性的影响.结果表明:随盐碱胁迫程度加剧,幼苗的株高、根长较对照有少量增高,Q1 的 150 mmol·L-1和 300 mmol·L-1处理较CK增高 3 cm,而鲜质量相较CK有明显的下降趋势,在 300 mmol·L-1至150 mmol·L-1减少0.19 g;叶片叶绿素含量中的Q6 由CK的2.7 mg·g-1在 150 mmol·L-1时上升至4mg·g-1,在300 mmol·L-1时下降至2mg·g-1;Q1 的可溶性糖由CK的30.8 mg·g-1在150 mmol·L-1时升至37.59 mg·g-1,在300 mmol·L-1时升高至89.84 mg·g-1,Q1 的可溶性蛋白含量由CK的30.87 mg·g-1升至 150 mmol·L-1的 37.59 mg·g-1,在浓度为 300 mmol·L-1时达到最大为 89.84 mg·g-1.藜麦的幼苗叶内脯氨酸的含量在各盐碱处理下均显著高于CK,其中Q7 由CK的 95.12 μg·g-1升高至 300 mmol·L-1时的 216.17 μg·g-1,当盐碱浓度为 150 mmol·L-1时藜麦幼苗丙二醛含量与对照间差异不显著,其中Q1 的超氧化物歧化酶活性由CK的4.76 U·g-1升高至 5.94 U·g-1后下降至 4.91 U·g-1、过氧化物酶活性由CK的 0.13 U·g-1升至 3.66 U·g-1,在 300 mmol·L-1下降至 0.56 U·g-1、过氧化氢酶活性由CK的 2.13 U·g-1升高至 3.36 U·g-1,在 300 mmol·L-1下降至 2.5 U·g-1.整体因浓度的增加而表现出先增强后降低的趋势.综合评价 10 份供试材料,耐盐碱性最强的为HZLM-15-1、其次为HJL-33-1,对盐碱敏感的材料为HJL34-1 和LZLM-4.
为探明耕作方式对豫西旱地麦-豆轮作田不同土层土壤理化特性和土壤酶活性的影响,设置免耕(NT)、旋耕(RT)和翻耕(PT)3 种耕作方式,分析了定位试验 9a(2009-2019 年)后小麦收获期的土壤容重、孔隙度和有机质、全氮、有效磷和速效钾含量,以及土壤脲酶、蛋白酶、转化酶和碱性磷酸酶活性,并运用相关分析和通径分析研究了土壤理化性质与土壤酶活性的关系.结果表明:不同耕作方式对土壤理化特性和酶活性具有显著的调控作用,其调控效应与其作业深度相关.RT较PT有利于降低 0～15 cm土层但增加 15～35 cm土层容重,NT较RT和PT显著降低了 0～5、15～35、35～60 cm土层的土壤容重,土壤孔隙度变化规律与容重相反.各处理间土壤有机质、全氮、有效磷含量以及土壤脲酶、蛋白酶、转化酶和碱性磷酸酶活性在 0～5 cm土层和 15～35 cm土层规律一致,0～5 cm土层均以NT最优,分别较最低值处理(PT)显著提高 16.7%、53.2%、15.9%、23.6%、18.0%、34.7%和 29.0%;15～35 cm土层均以PT最优,分别较最低值处理(NT)显著提高 18.3%、23.4%、53.4%、5.8%、16.6%、29.0%和 21.6%.在 5～15 cm土层,土壤有机质、全氮、有效磷含量和土壤蛋白酶活性的规律一致且均以RT最优,分别较最低值处理(NT)显著提高 13.8%、23.0%、16.0%和 10.7%,土壤速效钾含量及土壤脲酶、转化酶和碱性磷酸酶的活性的规律一致且均以RT最优,分别较最低值处理(PT)显著提高6.8%、14.8%、14.8%和12.8%.相关性分析和通径分析结果表明:土壤容重与土壤酶活性极显著负相关,土壤孔隙度、土壤养分含量与土壤酶活性极显著正相关;土壤有机质对土壤脲酶和转化酶有较大的直接正效应,是土壤蛋白酶和碱性磷酸酶的主要限制因子;土壤全氮是土壤蛋白酶的主要决定因子;土壤有效磷是土壤脲酶和转化酶的主要限制因子;土壤速效钾是土壤脲酶和碱性磷酸酶的主要决定因子.综上可知,NT、RT、PT分别有利于优化 0～5、5～15、15～35 cm土层的容重、孔隙度和养分含量,进而调控相应土层的酶活性,且不同养分对土壤酶的调控效应不同.旱作区麦-豆轮作田应因地制宜选用不同耕作方式以实现土壤理化性状和土壤酶的均衡分布.
干旱是河北省夏大豆生育期内的主要农业气象灾害之一.选用 1991-2020 年河北省夏大豆种植区 97个气象站的气温、降水、日照时数、风速等资料,以作物水分亏缺距平指数划分干旱等级,基于游程理论提取干旱事件的历时和烈度,采用Copula函数分析干旱事件的同现重现期,以及干旱事件同现重现期与大豆单产之间的关系.结果表明:(1)该区干旱历时、干旱烈度的高值区位于邢台、邯郸,干旱频次的高值区位于石家庄西部、保定西部、廊坊北部,说明高频次的区域不一定是长历时、强烈度干旱过程的分布区域.(2)河北省夏大豆干旱历时以威布尔分布和对数正态分布为主,而干旱烈度以广义极值分布和对数正态分布为主.(3)Frank-Copula函数为河北夏大豆干旱历时和干旱烈度的最优联合分布函数.(4)时长为 3 旬的干旱事件重现期最小,重旱的高风险区主要分布在廊坊、保定、石家庄中西部、沧州中东部、衡水、邢台、邯郸;时长为11 旬的各等级干旱仅邯郸中东部为相对高风险区,其它大部地区为低风险区,即时长为 11 旬的干旱事件出现的可能性较小.(5)大豆单产与干旱时长、干旱烈度的相关系数 75%的站点通过了P<0.05 的显著性检验,与重现期的相关系数所有站点均通过了P<0.05 的显著性检验,甚至1 个站点通过了P<0.001 的显著性检验,说明重现期更能反映干旱事件对产量的影响,长历时、高烈度干旱事件的重现期低值区为干旱的高风险区.
地表覆盖秸秆和地膜是我国西北旱作农田土壤固碳的重要田间管理措施,但其对土壤碳组分的长期影响尚不明确.基于田间定位试验,设生育期高量秸秆覆盖(9000 kg·hm-2,HSM)、生育期低量秸秆覆盖(4500 kg·hm-2,LSM)、夏闲期秸秆覆盖(9000 kg·hm-2,FSM)、生育期地膜覆盖(PM)和无覆盖对照(CK)共 5 个处理,研究了秸秆覆盖和地膜覆盖 12a和 13a后旱作冬小麦农田土壤总有机碳(SOC)、颗粒有机碳(POC)、潜在矿化碳(PCM)和微生物量碳(MBC)含量的变化规律.2a平均结果表明:与CK相比,HSM和LSM处理均显著提高了 0～10 cm土层各碳组分含量以及 10～20 cm土层SOC、POC、MBC含量,同时还显著提高了0～20 cm土层POC和MBC占SOC的比例;而FSM和PM处理对各土层土壤碳组分含量及其占SOC的比例均无显著影响.土壤碳组分含量相互之间均存在极显著正相关关系.综上可知,长期生育期秸秆覆盖能有效提高旱作冬小麦农田耕层土壤有机碳及其组分含量,且提高覆盖量有助于促进土壤碳固存.
为了解准噶尔盆地南部农区野生饲用植物资源,调查研究了该区域野生饲用植物的科属组成及其生活型和生态型特点,并对其适口性和营养价值进行了分析.结果表明:该区共有野生饲用植物34 科145 属214 种,优势科有禾本科(38 属 71 种)、藜科(18 属 22 种)、菊科(15 属 21 种)、豆科(14 属 19 种)、苋科(8 属 11 种)、十字花科(8 属 10 种);生活型植物以草本植物(1～2 年生 124 种,多年生 62 种)为主,占 86.92%,木本植物有 28 种,占13.08%;生态型植物以中生为主(183 种).依据适口性可将该区野生饲用植物划分为优、良、中、低 4 个等级,其中优等 95 种、良等 77 种、中等 36 种、低等 6 种.营养成分丰富且适口性较好的饲用植物主要集中在禾本科(21 种)、豆科(17 种)和藜科(13 种).
为探究褐藻胶-富里酸改性石膏(AFG)对玉米(Zea mays L.)根系形态和植株生长的调控作用,评估AFG在玉米生产上的应用价值,于 2022 年设置 6 个AFG施用量:0(T0)、20(T20)、40(T40)、60(T60)、80(T80)、100 kg·hm-2(T100),分析施用AFG对玉米根系形态性状和产量的影响.结果表明:施用AFG处理较不施用处理显著提高了土壤有效硫含量;施用AFG对根系形态性状具有明显调控作用,与T0 相比,根总长度、根表面积、根平均直径、根尖数、根体积和根干质量的提高幅度分别为 7.6%～18.2%、14.0%～31.2%、5.1%～11.0%、11.6%～17.9%、20.9%～45.7%和 7.8%～18.7%.与其他处理相比,T40 处理的根系形态性状最优,进一步提高AFG施用量则调控效果有降低趋势.施用AFG处理的玉米单株籽粒产量较不施用处理增加 2.6%～8.9%,并以T40 处理的单株籽粒产量最高.根尖数、根表面积、根系体积、根总长度、根冠比、根干质量和根平均直径与单株籽粒产量呈显著相关,对单株籽粒产量影响最强的根系性状为根干质量、根冠比、根总长度和根尖数.综上,在合理施用量下,AFG可优化玉米根系形态性状,促进玉米丰产.
