棉粕对盐碱胁迫下棉花生长及生理特性的影响

【目的】 分析新疆优势资源棉粕对盐碱胁迫下棉花生长及生理特性的影响,研究棉粕对盐碱胁迫下棉花生长及生理特性的差异。【方法】 采用田间小区试验,以棉花品种新陆早60号为材料,采用两因素随机区组试验设计,测定不同盐碱含量条件下配施不同含量棉粕对棉花生长指标和生理特性的影响。【结果】 随着棉粕施用量的增加,棉花的株高、干物质、叶绿素含量均有不同程度增加,而过氧化物酶、丙二醛含量、可溶性糖含量随着盐浓度的增加呈先增加后减少的趋势。【结论】 棉粕对盐碱胁迫下棉花的生理性状影响效果不同,对盐碱胁迫下棉花生理抗盐碱性有着明显的增强作用。     

四翅滨藜对不同类型盐碱化土壤的吸盐效果比较

【目的】研究四翅滨藜(Atyiplex canescens)对不同类型盐碱化土壤的吸盐效果,为合理利用盐碱地资源及改善盐碱地的生态环境提供参考。【方法】于2008-04-09,采用盆栽试验,将1年生美国四翅滨藜栽植于苏打盐化潮土、碱化潮土、盐土、混合盐化潮土、硫酸盐盐化潮土和氯化物盐化潮土中,测定四翅滨藜在一个生长期内对6种不同类型盐碱化土壤含盐量和pH值的影响,同时测定四翅滨藜叶片含水率的动态变化和净光合速率(Pn)的日变化规律。【结果】与土壤最初含盐量相比,四翅滨藜对5种(碱化潮土除外)类型盐碱化土壤含盐量的降低效果均达极显著(P0.01)水平,其在同一发育时期对不同盐碱化土壤的吸盐能力存在差异;四翅滨藜对碱化潮土的pH值没有明显影响,对其他类型盐碱化土壤pH的改变达到显著(P0.05)或极显著(P0.01)水平。不同类型盐碱化土壤(碱化潮土除外)上生长的四翅滨藜,其叶片含水率没有显著差异(P0.05),叶片Pn日变化趋势也基本一致,其中在硫酸盐盐化潮土上生长的四翅滨藜叶片的Pn最大,在盐土上生长的Pn最低。【结论】四翅滨藜对苏打盐化潮土、硫酸盐盐化潮土、混合盐化潮土的改良效果较好,对氯化物盐化潮土、盐土也有一定的改良效果,但不适合在碱化潮土上生长。     

平菇渣对盐碱化土壤的改良及对草莓生长的影响

【目的】以人工配制的中重度盐碱化土壤为研究对象,通过对其添加不同含量的平菇渣来进行改良,使之适于栽培草莓,提高盐碱土栽培草莓的品质和产量,探索盐碱土改良的方法。【材料】以平菇渣为添加剂,对人工配制的盐碱化土壤进行改良试验。红颜草莓为试验植物,通过其存活率、叶片养分含量、叶片叶绿素含量、优质果产生量以及草莓产量等指标的对比,对改良效果进行评估。【方法】在保护地中,采用槽式栽培,在盐碱化程度较高的土壤中添加比例为0、1/5、1/4、1/3、1/2、1/1的经过60 d高温堆肥处理的平菇渣,以试验地基础田园土壤作为空白对照,研究不同比例平菇渣的添加,对盐碱土容重、pH值、EC值的影响,并以红颜草莓在这几种试验基质上的存活率、叶片养分含量、叶片叶绿素含量、优质果产生量及草莓产量等指标为参照,对该影响进行评估。【结果】不同比例的平菇渣添加量,对盐碱化土壤的理化性质均有明显影响,进而对草莓的存活率、叶片养分含量、叶片叶绿素含量、优质果实产生量及草莓产量等指标均产生影响。【结论】平菇渣可改良盐碱化土壤的理化性质,使之更适于草莓的栽培;中重度盐碱土中添加1/4 ~1/3平菇渣时,红颜草莓的存活率、生理指标及产量等表现最好,且略优于试验地基础田园土。     

不同程度镉污染对棉花生长和镉富集特征的影响

【目的】研究不同程度镉污染土壤下棉花生长和镉富集的特征。【方法】采用盆栽模拟方法,添加外源镉,分析棉花种植后土壤pH和镉含量的变化,以及镉胁迫对棉花生长和镉积累量的影响。【结果】棉花根系具有酸化作用,使其根际土壤pH下降,随镉胁迫浓度的增加,酸化受到抑制,土壤有效态镉含量随之显著降低。棉花株高和地上部生物量随镉浓度增加逐渐降低,根系则相反。棉花各器官镉含量、转移系数与积累量随镉浓度的增加显著升高。在不同镉胁迫下,棉花根系镉富集系数均>1。在10 mg/kg镉胁迫下茎、叶和蕾富集系数分别达到0.98、0.33和0.63;镉富集量分别为74.01、39.5和98.623 μg/盆,表现出较强的积累能力。【结论】在镉胁迫下棉花根系生物量增加,地上部生物量降低,随镉浓度的增加,棉花镉积累量增大,在5和10 mg/kg镉胁迫下棉花地上部镉积累量显著高于地下部。     

北疆棉区棉花单铃损伤对脱叶催熟剂及铃期的响应

【目的】研究棉花适宜施用脱叶催熟的棉铃铃期和施用时间,提升棉花脱叶催熟效果,降低对棉花产量和纤维品质的影响。【方法】设置不同的棉花脱叶催熟剂施用时间,分析脱叶催熟剂对棉铃发育的影响及对单铃纤维和棉籽的损伤程度。【结果】施用脱叶催熟剂缩短棉铃铃期,提前施用时间则棉铃铃期缩短越大,单铃纤维重和单铃棉籽重受脱叶催熟剂影响显著,不同施用时间以铃龄44 d时的降低量最小,降低了0.15 g左右。【结论】根据棉铃铃期与单铃因子损伤量的关系,确定脱叶催熟剂的施用时间。若控制单铃产量损伤量<0.1 g,“脱叶催熟剂施用时间/铃期”大于0.79,棉铃铃期55 d的棉花品种可在铃龄43 d施用脱叶催熟剂。     

还田棉秆腐解与土壤理化性质对氮肥施用的响应特征

【目的】研究棉花秸秆还田配施不同氮肥处理对棉秆腐解及土壤理化性质的影响。【方法】以干旱区典型农业土壤-灰漠土为研究对象,采用随机区组设计,以不添加秸秆与氮肥(CK)为对照,设置无氮(0 kg/hm²)、低氮(N₁: 112.5 kg/hm²、N₂: 225 kg/hm²)、中氮(N₃: 450 kg/hm²)、高氮(N₄: 750 kg/hm²)5种氮处理水平。于2019年10月中旬将棉花秸秆打断为3~5 cm,以中等还田量施入18个小区。在1年的棉秸秆腐解期间,定期测定还田棉秆纤维素、半纤维素、木质素含量,土壤有机碳、全氮含量、pH、电导率。分析随着还田腐解时间的延长,棉秸秆主要成分含量与相应土壤理化性质的演变特征。【结果】添氮处理在腐解前期(第256 d)显著降低了还田棉秆木质素含量,而纤维素、半纤维素则在后期显著降低,木质素在腐解前期对氮肥添加更为敏感;棉秆在腐解前期,所有添氮处理的土壤有机碳含量显著增加,腐解后期降低,低氮处理(N₁、N₂)的有机碳含量最高;各处理间土壤全氮含量差异不显著;氮添加处理显著降低了土壤pH值与盐分;土壤有机碳含量与棉秆的木质素、半纤维含量呈显著负相关关系(P<0.05,P<0.01)。【结论】秸秆还田配施氮肥能加速棉秸秆腐解,而低氮处理(N₁、N₂)在加速秸秆降解的同时,有利于增加土壤有机碳含量,培肥土壤。     

不同改良措施对沙质土壤颗粒组成及分形特征的影响

【目的】研究不同改良措施下沙质土壤质地变化,为沙化土壤改良提供科学依据。【方法】以新疆南疆典型沙化土壤为研究对象,设置5种不同改良措施(种植燕麦(A₁)、种植油菜+燕麦(A₂)、种植燕麦+油菜秸秆翻耕+生物菌肥(A₃)、种植燕麦+农家肥(A₄)、种植燕麦+农家肥+生物菌肥(A₅)),采用田间试验,分析不同改良措施对沙化土壤颗粒组成分形的影响。【结果】不同改良措施下土壤分形维数D值介于2.35～2.49,与对照相比,随着土层的加深,土壤的细颗粒物质的分形维数值呈增加趋势;土壤颗粒分形维数D值与黏粒呈极显著正相关,与细粉粒呈显著正相关,与砂粒呈显著负相关。【结论】农家肥或绿肥与生物菌肥配合施用,可有效改善沙化土壤的理化性状。     

化肥减量有机替代对新疆滴灌棉花产量及土壤养分的影响

【目的】 研究新疆滴灌棉花合理的化肥减施量和有机肥替代量,为棉花优质高产、产业可持续发展提供理论支撑。【方法】 采用田间小区滴灌栽培试验, 化肥减量微生物菌剂替代对新疆滴灌棉花产量及其构成因素与土壤养分的影响。【结果】 与习惯施肥(CF)相比, 优化施肥减氮30%增施微生物菌剂(OPT+M-N30%) 处理的棉花籽棉产量、皮棉产量、单铃数及衣分有不同程度的提高, 其中棉花单铃数和籽棉产量分别提高16.42%, 5.09%。且OPT+M-N30%处理的土壤有机质、全氮及碱解氮含量均高于其余施肥处理, 较农民常规施肥增加了7.74%、5.97%、1.70%。【结论】 优化施肥减氮30%增施微生物菌剂处理有利于提高棉花产量和土壤养分含量,表现较好的经济效益。     

棉秆腐熟过程中相关指标及可培养微生物数量的变化

【目的】 研究不同添加物配方对棉秸秆腐熟过程中相关指标和微生物数量的变化。【方法】 以棉秸秆为原料,设置不同的添加物配方,进行棉秸秆堆肥腐熟发酵。对其发酵相关指标(温度、pH、电导率、速效氮、磷、钾浓度)及主要微生物变化进行测定分析。【结果】 3种处理的温度、pH、电导率、速效氮磷钾的变化趋势基本相同,但相对含量不同,不同处理下的微生物数量也均不同。【结论】 处理3(基础配方+磷酸二氢钾2%)堆肥发酵效果最优,pH值为8.59~8.89,EC值为4 ms/cm左右,更适宜堆肥发酵。     

机采棉模式下氮肥用量对棉花株型结构塑造和产量的影响

【目的】研究不同施氮量对机采棉株型塑造、冠层结构和产量的影响,分析适宜冀南棉区机采棉种植的氮肥用量。【方法】采用田间小区试验,设置0、60、120、180、240、300、360和420 kg/hm²共8个氮肥施用梯度,研究不同施氮量对冀南棉区机采棉株高、果枝数、果枝始节高度和节位、果枝长度、果枝节数、果枝夹角、吐絮率、叶面积指数、透光率、叶倾角和产量的影响。【结果】随着施氮用量的增加,棉花株高、果枝数、果枝长度和果枝夹角呈先升高后降低趋势,果枝始节高度呈先降低后升高趋势,棉花吐絮率随着施氮量的增加呈降低趋势,其中N₃~N₈没有显著差异。与不施氮相比,施氮处理可以增加棉花叶面积指数,降低叶倾角,使冠层有效光截获量显著增加。随着施氮量的增加,棉花单株铃数呈先增加后降低趋势,单铃重呈增加趋势,棉花籽棉产量随氮肥用量增加而增加,N₆~N₈差异不显著。【结论】氮肥用量会显著影响棉花适宜机采农艺性状,影响棉花株型塑造、群体冠层结构和产量,冀南棉区机采棉的氮肥推荐量为300 kg/hm²。     

水肥剂一体化技术提高棉花产量和控制土壤盐分的效果

【目的】在大田水肥一体化膜下滴灌施肥的基础上,研究增施改良剂对盐碱地棉花增产和土壤控盐的影响。【方法】2017年在沙湾县共设置5个处理:对照(不施肥),常规化肥,常规化肥+改良剂,专用肥,专用肥+改良剂,每个处理重复3次,试验小区随机区组设置;测定指标为棉花产量、干生物量、土壤pH和电导率。【结果】常规化肥+改良剂处理平均有效铃数6.8个/株,平均单铃重5.95 g,获得了最佳产量6 640 kg/hm²,比常规化肥处理提高17.4%,增产效果明显。增施改良剂降低土壤pH;距滴头0 cm处的土壤电导率比距滴头30 cm处的电导率低,滴灌洗盐效果好。【结论】增施改良剂可提高棉花结铃数和促进单铃重增加,能有效提高棉花产量,且有降低土壤pH改善土壤环境的效果。     

阿克苏河灌区棉花耐盐指标的确定

 【目的】通过建立阿克苏河灌区棉花产量与其相应的土壤含盐量的响应关系,即棉花盐分生产函数模型：分段式线性函数模型和非线性-S型函数模型,确定该地区棉花的耐盐指标。【方法】根据3年4地大田定位观测的棉花产量和土壤盐分数据,通过线性回归分析法和非线性最小二乘法分别得出0—20 cm和0—40 cm土层的2种模型,对比分析函数模型的适用性,依据适用性更强的土层模型计算棉花的耐盐指标。【结果】分别拟合出0—20 cm和0—40 cm土层的分段线性函数模型和非线性-S型函数模型,其中非线性-S型盐分生产函数模型拟合精度较高。【结论】阿克苏河灌区（0—20 cm土层）棉花的耐盐临界值、耐盐极限值、减产速率最大时的土壤盐分含量、减产50%时的土壤盐分含量分别为0.302%、1.119%、0.558%、0.581%。     

开垦对盐渍化弃耕地土壤细菌群落组成和结构的影响

【目的】新疆盐碱弃耕地开垦后用于棉花的种植,研究比较开垦前后土壤细菌群落的变化,分析开垦对土壤质量和功能的影响。【方法】通过Illumina MiSeq测序,比较弃耕地与开垦后种植棉花的土壤细菌群落的组成和多样性;探索菌群所具有的特定功能。【结果】开垦显著地降低了土壤电导率和速效钾含量,显著地增加了土壤有机质、碱解氮和速效磷含量。弃耕地开垦为棉田后增加了细菌物种的丰富度和多样性。Proteobacteria和Firmicutes是弃耕地土壤中主要的细菌门。开垦降低了Firmicutes的相对丰度,但是增加了Chloroflexi, Acidobacteria和Actinobacteria的相对丰度。聚类分析显示弃耕地与开垦后农田的细菌群落有明显的差异性。【结论】开垦后进行棉花生产提高了土壤理化特性,改变了土壤细菌群落组成和结构。     

不同改良措施对新疆盐渍化棉田的改良效果

【目的】研究不同盐渍化改良措施与农业措施相结合,对土壤剖面盐分和0~80 cm耕层脱盐效果,为实现重度盐渍化土壤的资源可持续利用提供理论依据。【方法】以新疆玛纳斯河流域重度盐渍化土壤为研究对象,设置3种改良方案(T1:农业改良措施、T2:根区隔离土壤盐分+农业改良措施、T3:暗管排水处理+农业改良措施),通过3年的大田试验,分析0~80 cm土壤剖面盐分分布与盐分含量变化。【结果】不同改良措施地下水埋深随着生育期的灌溉表现出相似的变化规律,暗管排水措施对地下水埋深具有较好的调节效果;根区隔离、暗管排水措施与农业改良措施相结合均能够快速有效降低土壤盐分,根区隔离措施底层(40~80 cm)土壤脱盐效果较强,盐分含量降低了8.92 g/kg,暗管排水措施在表层(0~40 cm)土壤盐分含量降低了6.30 g/kg,具有较强的脱盐效果,农业改良措施在耕层(40~80 cm)土壤整体盐分含量降幅相对较低;结合3年的脱盐率变化来看,2016年脱盐率较低, 2017年研究区脱盐率大幅度提升,根区隔离措施、暗管排水措施耕层(0~80 cm)土壤平均脱盐率分别为63.30 %、52.47 %,明显高于农业改良措施脱盐率30.67%,2018年农业改良措施、根区隔离措施以及暗管排水措施在0~80 cm土层脱盐率分别为5.28 %、20.00 %、3.89 %。【结论】根区隔离、暗管排水工程措施结合农业改良措施,能够快速有效降低土壤盐分含量,改善重度盐渍化土壤。     

覆膜滴灌条件下土地开垦年限对土壤盐分、养分和硝态氮分布特征的影响

【目的】研究覆膜滴灌条件下盐渍土植棉的可持续性。【方法】以时空转换的方法,选择不同开垦年限地块:0(盐碱荒地)、2、4、5、6和15年,分析土壤剖面盐分、pH和硝态氮、铵态氮含量以及耕层土壤养分的变化。【结果】土壤盐分随开垦年限的增加总体上呈下降趋势,土地开垦利用前4年为土壤盐分快速下降阶段,1 m剖面土壤盐分含量平均下降幅度达75.8%,5~15年为土壤盐分的稳定阶段,0~40 cm土壤平均盐分含量为0.72 ms/cm,而土壤pH较高,维持在9.0左右;土地开垦有利于提升土壤肥力,土地开垦6年后,有机质、无机氮和速效磷含量大幅增加;膜下滴灌下土地开垦后1 m剖面硝态氮含量大幅上升,开垦4年后硝态氮已迁移到80~100 cm。【结论】覆膜滴灌下开垦盐碱荒地可有效降低土壤盐分,提高土壤肥力。土地开垦4年后,土壤盐分已不是棉花生长的限制因素,而可能是土壤较高的pH,且硝态氮有向1 m以下土层淋洗的风险。     

商品有机肥替代部分化肥对玉米生长、产量及土壤肥力的影响

【目的】研究商品有机肥替代部分化肥施用后对玉米生长、产量、土壤肥力及经济效益的影响,为玉米生产中有机肥替代部分化肥的应用提供可行性依据。【方法】设3个处理,不施肥(CK)、常规施肥(NPK)、有机肥替代部分化肥(MNPK)(等养分条件下,氮、磷和钾替代比例分别为10.0%、18.3%和15.0%),设田间小区试验与室内分析。【结果】商品有机肥替代部分化肥(MNPK)较常规施肥(NPK)和不施肥(CK),提高了玉米各生育期株高、茎粗、叶片数和叶片SPAD值;改善了玉米的穗部性状和产量构成;玉米产量增加83.47%、14.94%,净收益增加419.58元/hm²;土壤碱解氮、速效磷、速效钾、有机质含量分别增加13.08%～39.29%、71.97%～95.70%、13.29%～45.13%、20.00%～23.26%,提高含水量,降低土壤pH和土壤容重。【结论】商品有机肥替代部分化肥是促进玉米生长、增产增效和培肥土壤的一种经济可行的施肥方法。