滨海盐碱旱地植棉新模式研究初报

为了探索滨海盐碱旱地棉花节水抑盐保苗增产新技术。在环渤海盐碱旱作区中度盐碱地条件下,以常规植棉模式为对照,研究了Ⅴ型沟覆膜保苗技术、窄幅撒播植棉模式的节水抑盐保苗效果及对不同时期耕层土壤PH值、土壤盐分含量、干物质积累、三桃比例、叶面积指数、形态特征和产量性状的影响。V型沟与撒播植棉模式改变了耕层土壤的盐分布,土壤PH值增加3.3%～5.1%,苗期膜内地表下0～20cm土层含盐量降低23.9%～48.5%,减缓了盐碱干旱对棉苗的胁迫。V型沟模式增加伏桃促进了早熟性,增产6.8%,显著提升了盐碱旱地棉花的增产能力;撒播植棉模式可加快棉苗发育,增加叶面积指数,提高生殖器官比例。探索滨海盐碱旱地植棉新模式可以为盐碱障碍耕地的开发利用及棉花产业的战略东移提供技术保障。     

起垄覆膜与土壤脱盐剂对江苏沿海中重度盐碱地棉花成苗和产量的影响

以中棉所79为材料,于2012和2013年在江苏大丰稻麦原种场盐碱地设计高垄覆膜、高垄不覆膜、土壤脱盐剂+覆膜、土壤脱盐剂+高垄覆膜、土壤脱盐剂+高垄不覆膜和平作覆膜6个处理对棉花出苗、产量及与抗盐相关的生理指标影响。结果表明:与平作覆膜相比(CK),高垄覆膜+土壤脱盐剂能显著提高籽棉产量和促进出苗,产量比对照提高32.00%~113.78%;土表20 cm土壤盐分降低最多,下降42.07%,出苗率提高148.8%。同时高垄覆膜+土壤脱盐剂处理能有效地减少棉苗叶片丙二醛和脯氨酸的积累,降低叶片超氧化物歧化酶(SOD)活力。因此,高垄覆膜与土壤脱盐剂的应用,由于能有效降低中重度盐碱地的盐分,从而有利于棉花发芽出苗,降低盐分逆境对棉苗的胁迫效应,最终促进产量提高。     

盐碱地深播覆膜的生态效应及对棉花成苗和产量的影响

 于2008－2009年在山东省东营市滨海盐碱地以露地直播（无地膜覆盖）或传统的浅播覆膜（开浅沟播种后平盖地膜）为对照,研究了深播覆膜（深播浅盖并形成膜下温室）对棉苗的效应。结果表明,与露地直播相比,浅播覆膜和深播覆膜都能显著提高幼苗期的地温,降低表层土壤的含盐量,深播覆膜比浅播覆膜的抑盐效果更好;深播覆膜后膜下温室内的日平均气温比外部气温提高了1.9℃。覆膜显著提高了棉花的成苗率、苗期单株干重和皮棉产量,降低了棉苗叶片Na⁺含量,并且深播好于浅播。与浅播覆膜相比,2008年深播覆膜的成苗率、播种后31 d的棉苗干重和最终皮棉产量分别提高了26.3%,9.9%和5%,棉苗叶片Na⁺含量降低了22%;2009年5个试验点的成苗率平均提高了24.9%,皮棉产量平均提高了6%。深播覆膜使棉田生态系统因增加膜下温室而成为4层次结构,改善了棉花成苗和幼苗生长的环境,促进了成苗和增产。     

转双价基因(Bt+CpTI)棉种植对根际土壤微生物群落功能多样性的影响

为了研究转基因棉花种植对其根际土壤微生物群落功能多样性的影响,采用Biolog方法对不同生育期转双价(Bt+CpTI)基因棉SGK321及其亲本常规棉‘石远321’根际土壤微生物的单一碳源利用水平进行比较分析。结果表明,苗期、蕾期转双价棉土壤微生物群落平均吸光值(AWCD)显著高于常规棉,而花铃期、吐絮期显著低于常规棉。2种棉花根际土壤微生物群落丰富度指数(H)和优势度指数(D)随棉花生长时期的不同而有所不同,均匀度指数(E)4个时期转双价棉与亲本常规棉间无显著差异。主成分分析结果表明,转双价棉苗期、花铃期与常规棉苗期、蕾期土壤微生物群落碳源利用类型相似,转双价棉蕾期与常规棉花铃期土壤微生物碳源利用类型相似。对不同碳源的分析结果表明土壤微生物利用的主要碳源为：糖类、氨基酸类、羧酸类、聚合物类。     

沟垄覆膜对连作马铃薯土壤酶活性、理化性状及产量的影响

以当地主栽品种"新大坪"为试验材料,采用大田定位试验,研究了平畦不覆膜(CK)、平畦覆膜(T1)、全膜垄播(T2)、全膜沟播(T3)、半膜垄播(T4)、半膜沟播(T5)6种栽培模式对连作马铃薯土壤酶活性、理化性状及产量的影响。结果表明,沟垄覆膜栽培可不同程度提高马铃薯连作田土壤过氧化氢酶、脲酶、碱性磷酸酶的活性,其中T2对3种酶活性的提高效果最为显著;沟垄覆膜可降低土壤pH,从而改善马铃薯根际土壤的理化性状,且以T2对土壤化学性质的改善最为明显,沟垄覆膜可不同程度提高土壤电导率;此外,沟垄覆膜栽培还可以显著提高马铃薯块茎的产量,其中T2增产幅度最高可达75%。本研究以期为半干旱地区马铃薯连作障碍的克服及提高马铃薯产量提供理论依据。     

干旱条件下棉花根际真菌多样性分析

植物根际微生物群落对植物生长和适逆性至关重要,本研究对干旱条件下棉花根际真菌群落进行分析,旨在探明干旱胁迫对棉花根际真菌多样性和群落结构的影响,为利用有益微生物提高棉花水分利用率提供理论依据。以陆地棉Jin 668 (Gossypium hirsutum cv. Jin668)为试验材料,采用盆栽控水方式,对处于开花期的棉花根际土壤(SDP)和未种植棉花土壤(SOPD)进行干旱处理,正常浇水的棉花根际土壤(SPN)和无棉花土壤(SNPN)为对照。从中采集土壤样品,提取DNA,采用IlluminaMiseq对真菌ITS1区域进行高通量测序,研究土壤中真菌多样性。结果共鉴定到970个OTUs,SNPN、SOPD、SPN和SDP样品中真菌OTUs数量分别为481、528、743和752个,其中288个OTUs为所有组共有。对获得OTUs进行门、纲、目、科和属5个分类水平的划分表明,棉花根际真菌群落结构主要由子囊菌门(82.70%)和担子菌门(10.15%)组成;干旱处理使粪壳菌纲(Sordariomycetes)、粪壳菌目(Sordariales)和毛壳菌科(Chaetomiaceae)丰度显著降低,而散囊菌目(Eurotiales)、发菌科(Trichocomaceae)、曲霉属(Aspergillus)和青霉属(Penicillum)的丰度显著增加。多样性分析结果显示,与未种棉花的土壤相比,有棉花的土壤中真菌群落的α多样性显著增加;同时, SPN和SDP之间的真菌群落结构更相似,而与SNPN和SOPD间差异较大。研究表明,棉花根际存在丰富的真菌群落,干旱对土壤中真菌的丰度和多样性有显著影响。本研究从微生物的角度为提高棉花耐旱性的研究提供新见解。     

秸秆带状沟覆垄播对旱地马铃薯产量和水分利用效率的影响

为探明西北半干旱雨养农业区马铃薯(SolanumtuberosumL.)生产中沟垄不同覆盖种植方式的增产效果和水分利用特点,在2016年和2017年设置了大田试验,包括秸秆带状沟覆宽垄种植、秸秆带状沟覆微垄种植、全覆膜沟垄种植和露地平作4个处理。结果表明,在干旱年份(2016年),沟垄覆盖种植可显著降低马铃薯全生育期耗水量6.1%～13.2%,平均提高块茎形成期1.2～1.8 m土层含水量7.6%,全覆膜沟垄作可显著提高淀粉积累期0～0.2 m土壤含水量30.3%。在平水年份(2017年),除全覆膜沟垄种植显著降低马铃薯全生育期耗水量22.2%外,其余处理与露地平作无显著差异;沟垄覆盖种植0～2m土壤含水量在马铃薯块茎形成期、块茎膨大期和淀粉积累期分别平均比露地平作高8.7%、13.0%和13.1%。与露地平作相比, 2个生长季沟垄覆盖种植可使马铃薯全生育期0～2 m土壤平均贮水量提高5.4%～15.5%,单株生物量增加12.8%～147.4%,成熟期株高增加21.1～39.7cm,进而马铃薯增产51.6%～88.2%,水分利用效率提高68.2%～111.7%。以玉米秸秆带状沟覆微垄种植增产增效最显著,2年平均产量、水分利用效率和纯经济收益分别较露地平作提高87.8%、97.5%和254.2%。因此,玉米秸秆带状沟覆微垄种植能显著提高马铃薯产量和水分利用效率。此外,与全覆膜沟垄种植相比,秸秆带状沟覆微垄种植具有操作简单、无污染、投入产出比高等优点,适宜在西北半干旱区马铃薯生产中应用。     

山菠菜胆碱单加氧酶基因对棉花的遗传转化和耐盐性表达

胆碱单加氧酶（CMO）是渗透保护剂甜菜碱生物合成的关键酶之一。以棉花（Gossypium hirsutium L.）泗棉3号的下胚轴切段为外植体，利用农杆菌介导法将克隆自山菠菜（Atriplex hortensis）的AhCMO基因导入其中，通过组织培养胚状体发生途径获得转基因再生植株。以0.5%卡那霉素对再生苗筛选后，PCR检测抗卡那霉素棉苗确认阳性转化株，Southern和Northern杂交结果进一步证实外源基因已导入棉花并得到表达。在温室盆栽条件下，于2片真叶期对转AhCMO基因棉花及其转化受体泗棉3号施加0.5%的NaCl胁迫，15 d后发现其光合作用和植株生长被显著抑制，非转基因棉花泗棉3号的株高、鲜重和光合速率分别降低了57.6%、65.6%和69.9%，而转AhCMO基因的棉株分别降低了37.3%、54.6% 和47.9%。转AhCMO棉花所受盐害程度显著小于非转基因的棉株，说明AhCMO基因的导入和表达提高了转基因棉花的耐盐性。     

拮抗细菌C-02防治棉花黄萎病的机理研究

 从抗生、竞争和诱导系统抗性三个方面对拮抗细菌C-02防治棉花黄萎病的机理展开了研究,结果表明,C-02分泌的抗菌蛋白能溶解病原菌VD-11的细胞壁,抑制其致萎毒素的分泌。与病原菌VD-11相比,C-02利用碳源有明显优势,在棉花根际土壤中具有显著的营养竞争优势和很好的定殖能力。C-02处理棉苗后,棉叶中植株防御性酶系PAL、POD和PPO的活性提高幅度大,维持时间长。C-02防治棉花黄萎病的机理是抗生、溶菌、竞争和诱导棉苗系统抗性的综合表现。     

灌溉水盐度和施氮量对棉花根系分布影响研究

通过田间小区试验,研究了不同灌溉水盐度和施氮量对滴灌棉花根系分布的影响。试验设置3种灌溉水盐度;0.35、4.61和8.04 dS·m-1(分别代表淡水、微咸水和咸水三种灌溉水类型);施氮量为0、240、360和480 kg·hm-2。结果表明,按质量计,棉花的根主要分布在0~20 cm,此部分占根总质量的85%~90%。微咸水和咸水灌溉棉花根的总质量显著降低,分别较淡水灌溉减少10%和36%,尤其在土壤表层0~20 cm和下层60~100 cm显著降低;施用氮肥可以显著增加棉花根的质量。以长度计,棉花根集中分布在0~60 cm,此部分占总根长的87%~96%;60 cm以下根长密度明显降低。微咸水灌溉棉花根长密度最大,其次是咸水,淡水灌溉最低;淡水灌溉下,根长密度随施氮量增加显著降低;微咸水和咸水灌溉下,根长密度随施氮量增加呈先增后降趋势,其中施氮240 kg·hm-2最高。棉花根表面积表现为微咸水淡水咸水,平均根直径为微咸水咸水淡水,而不同灌溉水处理间根体积的差异不显著。随着施氮量的增加,根表面积、根体积和平均直径均显著降低。     

不同种植方式对旱地马铃薯水分利用及的影响

针对内蒙古阴山北麓农牧交错区年降雨较少、蒸发量大、传统种植模式下马铃薯水分利用效率低等问题,在垄作全覆膜（T1）、垄作半覆膜（T2）和垄作不覆膜（对照）种植方式下对土壤水分动态变化、植株生长、水分利用效率和产量等指标进行比较分析,探讨适宜马铃薯的抗旱保墒种植技术。结果表明,苗期至成熟期,T1单株干物质积累量较对照提高了25.7%~120.0%,叶面积指数增加了42.2%~178.6%,且明显提高了0~30cm土层土壤含水量,其产量和水分利用效率分别较对照提高了133.5%和115.8%,T1减少了土壤水分蒸发,但显著增加了作物对土壤水分的消耗。因此,T1能够有效保持土壤水分,提高作物水分利用效率和产量,是适宜内蒙古阴山北麓农牧交错区马铃薯种植的抗旱保墒技术措施。     

不同油葵种植方式对银北灌区盐碱地土壤温度、含水率和电导率的影响

为了探究油葵不同种植方式对盐碱地土壤水、热、盐分布状况的影响,以平播（T1）为对照,开展了半膜平播（T2）、半膜平播+膜间覆秸秆（T3）、起垄沟播（T4）、起垄沟播+沟覆秸秆（T5）、垄膜沟播（T6）、垄膜沟播+沟覆秸秆（T7）等6种种植方式对油葵田土壤温度、水分和电导率的影响研究。结果表明：与对照相比,不同种植方式均提高了早上7:00时5cm深度的土温,但油葵花期土壤增温效果明显弱于苗期,垄膜沟播种植方式更有利于减缓地 表5cm深度土温的剧烈变化。与对照相比,在油葵苗期,T7和T6的0~20cm土层土壤含水率分别提高了6.30%和5.01%,20~40cm土层分别提高了6.00%和3.38%,在油葵开花期,土壤含水率较对照提高幅度有所降低。与播种前0~20cm土层土壤电导率相比,T6在苗期和开花期均有所下降,其中开花期下降了33.81%,T7在苗期略有增加,在开花期则略有下降,其他处理在苗期增加幅度较大。因此,在银北灌区油葵生产中,垄膜沟播是一种适宜的油葵种植方式。     

生物降解膜应用对麦(油)后直播棉土壤理化特性与棉花生长及产量的影响

2016—2017年在大田条件下，设置不覆膜(CK)、普通聚乙烯地膜(PM)覆盖、生物降解膜(AM、BM）覆盖4种不同方式，进行随机区组试验，2016年研究降解膜应用对麦后直播棉生物量累积及产量的影响，2017年研究其对土壤理化特性与棉花生物量及产量的影响。结果表明，与CK相比，地膜覆盖处理均显著提高0~20 cm土壤平均含水量和温度，苗期和蕾期土壤碱解氮、有效磷和速效钾含量增加，且苗期以PM处理较高而蕾期以BM处理较高；BM处理的土壤有机质含量增加而PM与AM处理降低。与CK相比，地膜覆盖处理土壤脲酶、蔗糖酶、过氧化氢酶和中性磷酸酶活性苗期降低而蕾期增加，地膜覆盖处理间，苗期以PM处理较高，蕾期以BM和PM处理较高。地膜覆盖处理棉花生物量快速累积起始期和结束期提前、最大生物量及快速累积速率增加且以BM累积特征值较优化。地膜覆盖显著提高了麦（油）后直播棉的子棉产量与霜前花率，且以BM处理较高。综上，生物降解膜覆盖改善土壤理化特性，促进麦（油）后直播棉的快速生长，从而提高产量和霜前花率。     

覆膜方式对旱作马铃薯产量和土壤水分的影响

为探讨适合内蒙古武川县旱作马铃薯栽培的覆膜方式,采用田间试验和室内分析相结合的方法,研究了露地平播、平作行上覆膜、双垄全膜覆盖、起垄行上覆膜及起垄覆膜膜侧播种5种不同覆膜方式对旱作马铃薯产量及其构成因素、水分利用效率和土壤含水量变化的影响。结果表明,覆膜有利于提高旱作马铃薯的产量和单株结薯数。与露地平播相比,4种覆膜方式均有利于提高旱作马铃薯的产量和水分利用效率,提高幅度分别变化在6.71%~83.57%、12.04%~135.36%。同种覆膜方式下,施用抗旱剂较未施抗旱剂的产量和水分利用效率高,其提高幅度分别变化在4.24%~37.11%、0.59%~23.24%。由0~ 80 cm土层土壤含水量变化看出,覆膜具有明显的集雨效果,双垄全膜覆盖能有效增加表层0~10 cm土壤含水量,起垄覆膜膜侧播种能使20~40 cm土层的土壤含水量处于较高水平;施用抗旱剂具有明显的保水效果,能够减少土壤水分的下渗,使水分更多的保存在0~40 cm土层内。     

种植方式对寒地冬小麦土壤水分利用及产量的影响

为明确不同种植方式下寒地冬小麦土壤水分效应对根系形态及产量形成的影响,试验采用垄沟播种和传统平播,对黑龙江省冬小麦的土壤水分及产量进行了研究。结果表明:小麦生育中后期沟播土壤水分显著高于平播,分蘖初期20~30cm、30~40cm、40~50cm沟播下土壤体积含水率显著高于平播种植方式,分别提高9.87%、7.82%、4.17%;沟播塑造了较优的根系形态,提高了土壤水分的利用状态,灌浆中后期灌浆速率增加,显著提高粒重,较平播产量提高14.10%,产量增加553kg/hm²。沟播是寒地冬麦区较为安全理想的种植模式。     

长期间作及免耕对土壤物理性状及作物产量的影响

针对西北绿洲灌区长期传统覆膜耕作造成土壤结构的稳定性下降、地膜残留过多和土壤质量下降等问题,研究覆膜免耕与禾豆间作种植模式对土壤物理性质和作物产量的影响,以期为试区优化耕作方式和作物种植模式提供理论支撑。田间试验于2013—2020年在河西绿洲灌区进行,设置传统耕作覆膜(CT)、覆膜免耕(NT) 2种耕作措施;单作豌豆(P)、单作玉米(M)、玉米间作豌豆(M//P) 3种种植模式,2019年和2020年玉米收获后测定土壤物理性状和作物产量等相关指标。结果表明：（1）0～30 cm土层≥0.25 mm水稳性团聚体含量、平均重量直径(MWD)、土壤容重和土壤总孔隙度在NT与CT处理间存显著差异,NT较CT≥0.25 mm水稳性团聚体含量提高2.02%～7.76%、MWD提高19.4%～26.0%、土壤容重降低1.31%～1.57%、总孔隙度增加1.97%～2.28%;(2)NT处理下,不同种植模式间存在显著差异,M//P分别较P和M处理水稳性大团聚体含量增加12.60%～20.11%和7.05%～11.55%,MWD分别较P和M处理增加9.61%～12.44%和4.01%～8.01%,土壤...     

旱地全膜双垄沟播秋覆膜对玉米产量和水分利用率的影响

在推广应用旱地玉米全膜双垄沟播栽培技术基础上,从进一步减少冬春季土壤水分的无效蒸发、提高土壤含水量、改善玉米经济性状、提高玉米产量入手,进行了全膜双垄沟播秋覆膜对旱地玉米产量和降水利用率影响的试验研究。结果表明,全膜双垄秋覆膜沟播栽培可明显减少冬春季土壤水分的无效蒸发、增加土壤水分含量、玉米的经济性状明显改善,玉米产量比全膜双垄沟播栽培播种前覆膜和半膜覆盖栽培分别增产16.13%和46.08%,增产效果明显;水分生产率比全膜双垄沟播栽培播种前覆膜和半膜覆盖栽培分别提高34.5%和57.8%。     

秸秆还田对滨海盐碱地棉苗光合特性及生长的影响

为探讨秸秆还田对滨海重度盐碱地棉苗光合特性及生长的影响,设置增施有机肥、播前秸秆还田、冬前秸秆还田3个处理,测定了棉花苗期3个层次土壤含盐量、水分和容重,棉花叶片光合参数、叶片SPAD值以及干物质积累和棉花产量。结果表明,与对照相比,增施有机肥和秸秆还田的处理各个土层含盐量和容重明显降低,棉苗叶片LAI和SPAD明显增大,光合能力提高,干物质积累量、根冠比以及棉花产量明显增加。其中,冬前秸秆还田各土层含盐量低于2.00 g·kg-1,容重保持在1.15~1.40 g·cm-3,叶片SPAD值高于40.0,LAI提高65.5%,光合性能系数增高23.4%~92.8%,非光化学淬灭系数(NPQ)降低12.2%,干物质积累总量增大46.3%,根冠比提高56.5%,产量提高36.2%。因此,在本试验条件下,冬前秸秆还田更有利于滨海盐碱地改良及棉苗的正常生长。