不同改良材料对滨海盐碱土盐分淋溶特征的影响

通过室内土柱模拟试验,研究添加木醋液(稀释400倍,用量200 mL)、粉煤灰(10%土壤体积分数)和园林废弃物堆肥(4%土壤质量分数)对盐碱化土壤盐分淋溶的影响,分析土壤淋溶液和淋溶后土壤的电导率(EC)值、pH值,及水溶性离子(K⁺、Na⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、Cl^-、SO^2-₄、CO^2-₃、HCO^-₃)的变化特征。结果显示:以淋溶液EC值低于2 mS·cm^-1为标准,相比对照(CK),添加木醋液、粉煤灰、园林废弃物堆肥分别可使淋溶时间缩短6、12、2 d,加速水溶性离子的淋溶。添加粉煤灰淋溶后,土壤pH值、EC值均较CK显著(P<0.05)降低;添加木醋液、园林废弃物堆肥淋溶后,土壤pH值较CK显著(P<0.05)降低,而土壤EC值显著(P<0.05)升高。综合考虑,试验条件下,以添加粉煤灰对促进盐分离子淋溶的效果最好。     

盐碱胁迫对甜瓜幼苗离子吸收和分配的影响

【目的】研究盐碱胁迫下矿质离子分布与甜瓜耐盐碱性的关系,为甜瓜耐盐品种选育提供参考。【方法】以对盐胁迫耐受性不同的2个甜瓜品种为材料,设3个盐碱浓度处理,在幼苗期进行胁迫处理,分析不同浓度盐碱胁迫下甜瓜各器官对Na⁺、K⁺、Ca²⁺、Fe²⁺、Mg²⁺、Cu²⁺、Zn²⁺7种离子选择性吸收和分配的差异。【结果】受到盐碱胁迫影响,2个甜瓜品种根、茎、叶中Na⁺含量均增加,K⁺含量均下降,变化趋势与浓度上升呈正相关;Ca²⁺、Mg⁺含量随浓度变化在根部表现为递增,但在茎、叶部含量表现为下降,Fe²⁺、Cu²⁺、Zn²⁺含量在不同胁迫浓度下的各器官中均显示出不同变化趋势。风味5号吸收的Na⁺总量低于西州密17号,K⁺、Ca²⁺总吸收量均高于西州密17号,Mg²⁺、Fe²⁺、Zn²⁺总量差异较小。风味5号向叶部输送分配K⁺、Ca²⁺、Mg²⁺较多,同时在茎中截留大量的Na⁺,而西州密17号叶部、茎部积累大量Na⁺和K⁺,并且根部积累较多Ca²⁺、Mg²⁺,造成盐碱胁迫下风味5号叶片中K⁺/Na⁺、Ca²⁺/Na⁺和 Mg^2+/Na⁺比均高于西州密17号。【结论】盐碱胁迫下风味5号通过在茎中区域化Na⁺,选择性吸收和向叶片分配K⁺、Ca⁺、Mg²⁺等矿质离子维持体内离子平衡,达到缓解盐害,适应盐碱胁迫的目的。     

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。     

盐生植物盐爪爪液泡膜钠氢反向运输载体基因(KfNHX1)遗传转化拟南芥的耐盐性鉴定

【目的】 研究盐爪爪液泡膜Na⁺/H⁺反向运输载体KfNHX1 (AY825250) 基因的耐盐功能,为耐盐育种提供候选基因。【方法】 采用农杆菌介导花序浸染的方法,将KfNHX1转入拟南芥中,结合基因组PCR和RT-PCR方法鉴定符合3∶1分离比的转基因株系;利用在盐胁迫下的萌发率、根长和表型分析,结合原子吸收分光光度计法测定叶片的Na⁺、K⁺含量,推断其耐盐性。【结果】 对抗生素筛选符合3∶1的转基因纯合株系进行基因组PCR和RT-PCR分析,证实KfNHX1基因在拟南芥基因组中整合和表达。盐胁迫下转基因株系的拟南芥种子的萌发率和根长明显高于野生型。200 mM NaCl胁迫处理15 d的拟南芥成苗,相较野生型叶片萎黄和死亡,转基因植株的生长表型较好,且积累了较高的Na⁺和K⁺。外源ABA的处理下,转基因植株的发芽率和生长表型也好于野生型。【结论】 盐爪爪(Kalidium foliatum)是一种藜科(Chenopodiaceae)盐生灌木,对盐的耐受性很强。液泡膜Na⁺/H⁺反向运输体(NHX)是在离子稳态中起重要作用的膜蛋白,通过调节胞间离子的跨膜转运来维持细胞内离子和pH平衡。盐生植物盐爪爪KfNHX1能够提高转基因拟南芥的耐盐性,具有提高植物耐盐性的潜力。     

不同盐胁迫条件对芹菜根部土壤的影响

土壤盐渍化和淡水紧缺问题日益突出,为了探讨如何利用盐渍化土地和海水,以芹菜为材料,研究盐土和海水灌溉胁迫对芹菜根部土壤的影响。结果表明,无论是非盐土还是盐土,土壤电导率、K⁺、Na⁺含量都会随着灌溉海水盐度的升高而升高,其中土壤电导率和Na⁺含量的升高幅度较大;而在地下水位较低的地区,盐土采用淡水灌溉可以大幅降低土壤电导率和K⁺、Na⁺含量。     

滴灌条件下棉花对土壤盐分及离子运移的影响

【目的】研究棉花对盐分及离子的运移的作用关系,分析滴灌棉田盐分的运移规律和影响机制。【方法】通过田间微区试验,对小区内盐渍化土壤进行混匀,设置种植棉花与未种植棉花试验处理,研究棉田土壤盐分离子的运移特征。【结果】灌溉使得0~40 cm土层土壤盐分、阴、阳离子含量明显下降,在40~60 cm土层浓度增加形成离子聚集区。棉花种植过程对0~30 cm土层土壤总盐分、阴阳离子都有一定的影响,但影响较为显著是10~20 cm土层的总盐分、Cl^-和SO₄^2-离子的含量,减缓了其运移过程,对其他离子的影响均未达到显著水平,对土壤pH值影响不大。【结论】棉花种植过程显著影响土壤10~20 cm土层的总盐分、Cl^-和SO₄^2-离子向下运移过程。     

砧穗互作对菊花嫁接苗耐盐性的影响

【目的】揭示黄蒿嫁接菊花对菊花耐盐性的影响,明确砧穗互作影响菊花耐盐性的机理。【方法】测定120 mmol·L^-1NaCl胁迫下的‘钟山嫣红’的扦插苗（自根苗）、扦插苗的自根嫁接苗（自接苗）、黄蒿砧木嫁接菊花（异根嫁接苗）的生理指标和叶片、茎段的Na⁺、K⁺离子含量。【结果】NaCl胁迫下,异根嫁接苗叶片受害率低于‘钟山嫣红’的自根苗和自接苗。异根嫁接苗的叶片相对电导率、丙二醛含量、脯氨酸含量均低于自接苗和自根苗,叶绿素含量、超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）含量高于自接苗和自根苗。异根嫁接苗中部与下部叶的Na⁺含量、Na⁺/K⁺比值均最低,其次是自接苗,最高是自根苗。自根嫁接与异根嫁接苗上部叶的Na⁺含量差异不显著;异根嫁接苗接口以上茎段的Na⁺含量显著低于自接苗和自根苗,而自接苗和自根苗上部茎段的Na⁺无显著差异,接口以下的黄蒿茎段Na⁺浓度和Na⁺/K⁺是同为砧木的菊花茎段中的两倍。【结论】菊花自接苗运输到中部、下部叶片的离子显著少于自根苗,以黄蒿作为砧木嫁接菊花后,砧木对Na⁺较高的富集能力降低了Na⁺在嫁接接口上部的积累,同时,菊花异根嫁接苗表现出更强的光合性能和抗氧化酶活性。因此,以黄蒿作砧木的‘钟山嫣红’异根嫁接苗耐盐性提高,是砧穗愈合导致向上运输到叶片的离子减少和黄蒿砧木滞留更多Na⁺的共同作用。     

不均匀盐胁迫对紫花苜蓿生长特性的影响

【目的】土壤中的盐分通常存在不均匀分布的现象。已有的研究发现与均一盐胁迫环境相比,不均匀盐胁迫可以缓解盐分对植物的伤害。研究旨在了解植物对不均匀盐分胁迫的响应,作为对均匀盐分下植物生理的一个重要补充,为扩大盐碱地的利用和栽培管理措施提供参考依据。【方法】采用分根装置将紫花苜蓿（Medicago sativa）的根系分为两部分,设置无盐胁迫（0/0,各半根系所处环境NaCl浓度均为0）、半边根系环境NaCl浓度为0的不均匀盐胁迫系列（0/S：0/100、0/150、0/200和0/250）、半边根系NaCl浓度为50 mmol·L^-1的不均匀盐胁迫系列（50/S：50/100、50/150、50/200和50/250）以及两半根系环境NaCl浓度相同的均一盐胁迫系列（S/S：50/50、100/100、150/150、200/200和250/250）处理(“/”两边数值代表各半根系所处环境的盐胁迫状况,以NaCl浓度mmol·L^-1表示)。处理15 d后测定其植株生长速率、生物量、水分吸收、钠、钾离子浓度、丙二醛含量等指标,了解不同盐胁迫环境对紫花苜蓿生长的影响。【结果】盐胁迫抑制紫花苜蓿生长,植株生长速率、生物量、水分吸收下降,叶绿素含量降低,脯氨酸含量升高,膜质过氧化程度加大,叶片Na⁺浓度升高,K⁺浓度降低,表现为较低的K⁺/Na⁺。而不均匀盐胁迫0/S与50/S处理与均匀高盐处理S/S相比,植株生长速率和地上生物量分别增加了57.05%-369.34%和15.47%-42.57%,Na⁺浓度降低了15.85%-55.93%,缓解了Na⁺的毒害作用。且不均匀盐胁迫下70%-92%的水分吸收来自于无盐或低盐胁迫一侧根系,增加了整株植物的水分吸收。【结论】不均匀盐胁迫处理与均匀的高盐胁迫处理相比,增加了紫花苜蓿叶绿素含量,降低了膜质过氧化程度,通过调控Na⁺与K⁺的吸收维持叶片中相对较高的K⁺/Na⁺,并且无盐和低盐胁迫一侧根系表现出补偿性吸水和补偿性生长,进而促进了植物生长,增加了地上和地下生物量。在一定的浓度范围内,与均匀的高盐胁迫处理相比,不均匀盐胁迫环境下植株根系所处环境的盐分浓度差异越大其对盐害的缓解作用越显著。     

典型荒漠农田防护林对棉田土壤水盐动态的影响

【目的】研究典型荒漠农田防护林对棉田土壤水盐动态的影响。【方法】以新疆石河子150团棉田-防护林体系为研究对象,测定0.1H、0.25H、0.5H、1H、2H、3H地段与林地的水盐含量及蒸发量,分析防护林对周围棉田土壤的水盐变化特征。【结果】(1)防护林的浅根系在其0.25H范围内同棉株争夺水分。(2)棉田防护林下的土壤盐分含量明显低于无防护林棉田,0~20 cm的浅层土壤含盐量普遍较低,距离防护林0.5H范围的棉田没有盐渍化现象,该团场棉田地基本维持在无盐渍化或轻度盐渍化的范围;(3)农田防护林的脱盐效果明显,尤其在0.1H处平均脱盐率达到14.38%以上,即距离农田防护林越近,脱盐效果越明显。【结论】林带边缘防护林争水严重,可增加林带的灌溉频率;防护林对林带边缘土壤有着明显的脱盐降盐效果,可防止土壤此生盐渍化的发生。     

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。     

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。     

基于花生//高粱间作模式的花生盐胁迫耐受性效应研究

【目的】研究旨在探究花生//高粱间作下花生对盐胁迫的响应,以期为逆境栽培提供新的视角。【方法】本试验以耐盐花生品种（花育25）和耐盐高粱品种（辽杂15）为试验材料,在正常（N）和0.25%盐胁迫（S）条件下设置花生单作（SP）和花生//高粱间作（IP）,分别为正常土壤条件下单作花生（N-SP）;正常土壤条件下间作花生（N-IP）;盐胁迫条件下花生单作（S-SP）和盐胁迫条件下花生间作（S-IP）,共4个处理组合。通过连续2年进行田间种植箱模拟试验,测定花生盐耐受指数（STI）、邻体效应指数（RII）、Na⁺/K⁺和根际养分等指标,研究不同种植模式下花生对盐胁迫的响应。【结果】花生//高粱间作模式下,花生RII均为负值,但在盐胁迫条件下,特别是连续种植2年后,S-IP处理组的负RII明显减弱,STI明显提高。在2019年,S-IP处理负RII较2018年降低了66.78%,相较N-IP处理降低了88.76%。2018和2019年S-IP处理STI相较S-SP处理均提高了27%左右。此外,花生//高粱间作有利于不同类型根系的发育,从而改变整体根系分布与结构并影响花生根际养分。其中N-IP处理根际土壤养分含量相较N-SP处理平均升高6.19%,S-IP处理根际土壤养分含量相较S-SP处理平均升高3.73%。盐胁迫条件下土壤钾素含量相较正常土壤条件显著增加,这可能是植物维持根际土壤Na⁺/K⁺稳态的初始防御响应,从而通过影响Na⁺、K⁺的选择性吸收与运输调控了花生体内Na⁺/K⁺稳态。相较S-SP处理,S-IP处理叶片Na⁺/K⁺降低了20.63%,叶片盐害系数（LSHC）减少了53.95%,光合潜力和光能转化效率得到明显改善,干物质积累能力和产量潜力也得到提高。其中S-IP增产潜力最为明显,相较2018年,2019年S-IP处理产量增加了17.95%。【结论】盐胁迫下连续花生//高粱间作能有效缓解花生的负相互作用,显著提高了花生盐耐受指数,并通过改善土壤养分状况和调控花生Na⁺/K⁺稳态缓解盐胁迫,维持了干物质积累能力和提高了产量潜力。     

木霉对盐胁迫下枸杞根与叶内离子平衡和光系统II的影响

【目的】 研究木霉对枸杞（Lycium chinense）耐盐能力的影响,从离子平衡、氧化胁迫和光系统II（PSII）性能等方面揭示耐盐机理。【方法】 以枸杞为试验材料,施加木霉菌剂于根周围,浇灌NaCl溶液（300 mmol·L^-1）进行盐处理,比较盐胁迫下施加和未施加菌剂植株生物量、K⁺/Na⁺、根系钾钠离子吸收转运、叶片氧化损伤以及PSII性能的差异。【结果】 盐胁迫下,施加菌剂的植株生物量降幅较小,说明木霉能够提高枸杞耐盐能力,减少对生长的抑制。木霉缓解盐诱导的光合速率与PSII光化学效率的下降,抑制PSII激发压上升,有利于防御PSII光抑制。盐胁迫下施加菌剂的植株PSII最大光化学效率的降幅和PSII反应中心蛋白损失相对较少,证实了木霉缓解PSII光抑制,保护了PSII反应中心。与光抑制结果一致,盐胁迫下施加菌剂植株叶片膜脂过氧化程度和H₂O₂含量较低,氧化损伤较轻。盐胁迫下,施加菌剂植株光合电子传递到Q_A以下电子受体效率的降幅较小,叶绿素快速荧光诱导动力学（OJIP）曲线的J点也未明显上升,表明木霉保护了PSII受体侧电子传递体。木霉对PSII供体侧放氧复合体也起到保护作用,因为施加菌剂抑制了盐胁迫下K点相对可变荧光的显著上升以及避免了OJIP曲线中K点的出现。因此,木霉对PSII各组分都起到了保护作用,缓解了盐胁迫下PSII性能指数的下降,提高了PSII整体稳定性。盐胁迫下,施加菌剂的植株根和叶Na⁺含量较低,但K⁺含量较高,说明木霉通过减少根和叶中Na⁺积累及K⁺损失,缓解K⁺/Na⁺下降,维持离子平衡。木霉增强盐胁迫下根系Na⁺外排,保障根系K⁺吸收和向地上部转运,是维护枸杞离子平衡的关键机制。【结论】 木霉调控盐胁迫下根系钠钾离子吸收转运,维持离子平衡,减轻PSII氧化胁迫,增强枸杞耐盐能力,缓解对其生长的抑制。     

玉米幼苗盐胁迫条件下的生理响应机制

【目的】研究盐胁迫条件下玉米自交系和杂交种的响应,分析自交系和杂交种耐盐差异。在耐盐玉米新品种选育过程中,综合分析玉米自交系幼苗期对盐胁迫响应速度和植株体内Na⁺、K⁺离子含量,利用耐盐自交系为亲本,为筛选出耐盐的杂交组合。【方法】以玉米自交系B73、GEMS46以及B73×GEMS46 杂交种为材料,进行耐盐性鉴定,分析比较自交系和杂交种在耐盐条件下生理指标变化趋势和最终差异,研究自交系对盐胁迫下杂种优势的贡献。【结果】玉米幼苗在3叶1心时用150 mmol/L NaCl处理植株是一个比较合理浓度;利用盐胁迫后植株的鲜重和干重以及植株Na⁺、K⁺离子含量是衡量植株耐盐性的较好的指标。在盐处理后,耐盐自交系的相对电导率、H₂O₂含量与杂交种变化趋势相同,耐盐自交系和杂交种前期对盐胁迫的响应较快,后期生理指标变化平缓,植株体内积累Na⁺离子较小,表现为耐盐性。【结论】在耐盐玉米新品种选育过程中,综合分析玉米自交系幼苗期对盐胁迫响应速度和植株体内Na⁺、K⁺离子含量,利用耐盐自交系为亲本,可以较快地筛选出耐盐的杂交组合。     

基于正交试验的玉米最优产量渗灌技术组合分析

【目的】研究不同作物渗灌土壤水分状况与产量效应,为渗灌推广应用提供技术参考。【方法】基于正交试验设计,以渗灌玉米产量为敏感性分析指标,研究渗灌灌溉下播种深度、渗灌埋深、灌水频次和灌水定额对玉米产量影响的敏感性,观测不同处理下土壤水分状况。【结果】渗灌与膜下滴灌土壤水分分布有所不同。渗灌耕作层土壤含水率低,中下层土壤含水率渐增;膜下滴灌耕作层土壤含水率较高,中层土壤有所下降,下层含水率增高。4 200 m³/hm²渗灌定额玉米产量达9 905.56 kg/hm²。渗灌玉米平均产量9 485.10 kg/hm²,比膜下滴灌高出12.7%。【结论】对渗灌玉米产量影响最为显著的是播种深度,其次为灌水频次、渗灌埋深,影响最小的是灌水定额。播种深度20 cm,渗灌埋深30 cm,灌水定额600 m³/hm²,灌水频次7次为渗灌玉米高产最优参数组合。     

阿克苏地区不同土地利用方式对土壤有机碳的影响

【目的】 研究新疆阿克苏地区农田或荒地改建为果园亦或果农间作后对土壤有机碳的影响。【方法】 在阿克苏地区采集单作小麦、枣麦间作、单作枣园、荒地单作枣园、撂荒地等5种典型土地利用方式的土壤,测定有机碳含量并估算其碳储量。【结果】 由农田更替为果园及果农间作后,提高了各层土壤有机碳含量,其中0~40 cm土层各层土壤有机碳均显著提高(P<0.05)。由荒地改建为果园后,0~10、10~20、20~30和60~80 cm土层土壤有机碳均有显著提高(P<0.05)。0~100 cm土层土壤有机碳储量范围2.21~14.31 t/hm²,垂直分布看,0~40 cm土层是有机碳储存的主要土层(份额比＞56.9%),随深度增加而减少。不同土地利用方式下各土层土壤有机碳含量及碳储量均表现为枣麦间作>单作枣园>单作小麦>荒地单作枣园>撂荒地。【结论】 阿克苏地区农田或荒地改建为果园或果农间后,均有利于土壤有机碳的提高。枣麦间作系统与其他土地利用方式相比具有较高的固碳潜力。