不同降水年型旱地小麦覆盖对产量及水分利用效率的影响

【目的】明确旱地麦田休闲期覆盖的蓄水增产效果和生育期覆盖播种的节水增产效果,探索旱地小麦不同降水年型休闲期覆盖和生育期覆盖的保水技术新途径。【方法】于2011-2014年在山西闻喜县开展大田试验,以休闲期覆盖渗水地膜与不覆盖为主区,以生育期膜际条播、条播为副区,研究覆盖对旱地麦田3 m内土壤水分、小麦产量构成、水分利用效率和节水增产效率的影响。【结果】休闲期覆盖较不覆盖处理提高了播种期0-300 cm土层土壤蓄水量,丰水年达40-41 mm,平水年达55-58 mm,欠水年达70 mm,且欠水年更有利于蓄积土壤水分于深层,显著提高了不同降水年型休闲期土壤蓄水效率,达到20%以上,其覆盖的蓄水效果可延续至孕穗期,且生育期配套膜际条播效果更佳。休闲期覆盖较不覆盖处理显著提高小麦穗数、产量和水分利用效率,产量提高20%以上,水分利用效率提高15%以上,且生育期配套膜际条播小麦穗粒数、千粒重也显著提高。结果还表明,休闲期覆盖处理小麦播种期土壤水分每多蓄1 mm,丰水年小麦可增产21-27 kg·hm^-2,平水年可增产16-18 kg·hm^-2,欠水年可增产13-24 kg·hm^-2,且休闲期覆盖条件下,生育期膜际条播播种对产量的提升有较大的调控作用。生育期地膜覆盖保水后,旱地麦田节水、增产效果提高,单位粮食生产节水量提高10%以上,消耗1 mm土壤水分产量提高11%以上。【结论】旱地小麦休闲期覆盖有利于蓄积休闲期降雨,改善底墒,尤其欠水年蓄水效果更佳,有利于提高小麦花前土壤水分,促进有效穗数的形成,提高产量,且生育期膜际条播播种效果更佳。底墒充足时,生育期膜际条播播种有利于提高旱地麦田的节水增产效果,而欠水年底墒不足时,会导致水分浪费和减产。     

苜蓿根系生长对黄土母质生土的改良效应

为明确苜蓿根系生长对黄土母质生土的改良效应,以黄土母质生土为供试土壤,采用根管土柱栽培方法,研究了2~4年生紫花苜蓿(Medicago sativa L.) 0~300 cm土层根系生长特点及其根际土壤微生物、酶活性以及土壤营养的垂直分布。结果表明:黄土母质生土0~300 cm土层的苜蓿根重、根体积、根直径随土层的加深皆符合Y=A·e^-BX锥形负指数递减模型;苜蓿根系对土壤的穿孔、切割、挤压作用有利于改善生土的结构;苜蓿发达的根系明显促进了生土根际微生物的繁衍、酶活性的提高及土壤氮素营养与有机质含量的提高。试验年限内,以4年生苜蓿根际效应更好。本研究结果为苜蓿应用于黄土母质生土地的改良沃化提供了理论参考。     

苗期甜高粱和玉米对土壤Pb胁迫的响应及抗性评价

为研究甜高粱和玉米受土壤Pb胁迫后植株生长状况和生理指标变化的规律,采用盆栽毒理试验方法,并运用隶属函数值法对其抗性进行了综合评定。结果表明:土壤Pb胁迫下,甜高粱和玉米的株高、生物量和叶绿素含量下降,而叶绿素a/b的值升高,MDA和脯氨酸的含量增多,细胞膜透性增加,各指标变化幅度不同,单一指标难以评判作物的抗性。而利用隶属函数值法综合评价,晋甜杂1号、晋甜杂2号、晋甜杂3号和大丰30的隶属函数综合评价值依次为0.327 2、0.287 0、0.885 8和0.274 8,则对铅的抗性能力综合评定结果为:晋甜杂3号晋甜杂1号晋甜杂2号大丰30。因此,甜高粱晋甜杂3号抗性最强,更适宜在Pb污染土壤上种植。     

Cd胁迫对5种植物体内Cd积累及根际土壤特性的影响

以大豆、棉花、曼陀罗、蓖麻和玉米为供试材料,采用土柱栽培试验,探讨Cd胁迫后,5种植物根系活力与各器官间cd含量的差异,以及5种植物根际土壤酶活性与根际土壤营养含量对Cd胁迫的反应.结果表明:(1)5种受污染的植物体Cd富集量超出对照不受污染的植物体达3～7倍之多,但都未达富集临界值100 mg/kg.(2)不同植物不同器官Cd运转积累部位不同,以根冠比衡量,蓖麻、玉米、棉花R/S大于1,称作根优势植物;大豆、曼陀罗R/S小于1,称作冠优势植物;棉花R/S近于1,称作冠根均衡植物.5种植物吸收富集最强的前3位植物(大豆、玉米、棉花)都是人工驯化的栽培植物,其吸肥能力强于野生植物的,这种吸肥能力与吸Cd能力是否呈正相关关系,吸肥能力的差异是否可以作为污染土壤利用改良的依据值得进一步研究.(3)大豆、曼陀罗茎秆中Cd含量均较根、叶、籽实中的高,考虑到大豆是粮食作物,同时其根部Cd含量仅次子茎的,而曼陀罗作为一种杂草,其地上部Cd转移系数大于1.0,因此,比较供试5种植物,应优先选择曼陀罗用于Cd污染区域的土壤净化.(4)Cd胁迫(5 mg/kg)提高了5种植物根系还原TTC强度,抑制了大豆和蓖麻根际土壤多种酶活性,而促进了曼陀罗和玉米根际土壤多种酶活性以及棉花根际土壤脲酶、蔗糖酶和碱性磷酸酶活性;比较5种酶活性,碱性磷酸酶活性对Cd反应较不敏感,脲酶和蔗糖酶活性对Cd反应较敏感,多酚氧化酶和过氩化氯酶活性对CA的敏感程度因不同植物而异.结果还表明Cd胁迫不同程度地提高了供试5种植物根际土壤营养含量.(5)研究为有效开展Cd污染土壤的植物修复资源提供理论依据.     

退化草地土壤上不同豆科作物根系生长特征的研究

以退化草地土壤为供试基质,采用盆栽和网箱栽培方法,研究大豆、黑大豆、绿豆、豌豆和蚕豆根系生长特征。结果表明:不同豆科作物根系各项指标的增长随生育期变化的时间趋势基本呈"S"型增长模型,可划分为缓增期、速增期、顶峰期和衰减期4个时期;不同豆科作物根系垂直分布的深浅存在较大差异,根系生物量空间呈"T"型分布,其垂直递减率符合幂曲线模型Y=B_0·X~(B1)。综合试验结果,黑大豆、蚕豆和大豆比绿豆和豌豆更适合在该试验条件下种植,其中黑大豆和蚕豆可以作为该类型土壤首选作物。本研究结果为选择适宜的豆科作物进行合理种植达到改良退化草地土壤、提高退化草地生物量产出提供了依据。     

微白黄链霉菌对谷子萌发及拔节期生长的作用及机制

为探究外源放线菌对谷子种子萌发、拔节期植株生长的影响,本研究以一株微白黄链霉菌（Streptomyces albidoflavus）T4为供试菌株,以无菌水为对照,通过培养皿试验分析T4发酵液原液、10、100、1 000倍稀释液对谷子种子萌发的影响;以无菌剂添加处理作为对照,通过盆栽试验探究T4活菌制剂包衣和拌土对拔节期谷子植株生长及根际微生物的作用。结果表明,T4发酵液处理提高了谷子种子的萌发率,尤其以培养前期的提高幅度较大。T4发酵液的原液、10和100倍稀释液处理使谷子培养24 h后的萌发率与无菌水对照相比分别增加了5.8、6.7和9.2个百分点,100倍稀释液使谷子的发芽势、发芽指数和胚根长较对照分别提高了9.2个百分点、23.1%和13.4%。盆栽试验中,与无菌剂对照相比,包衣施加T4菌剂处理拔节期谷子地上植株生物量和根系生物量分别提高了22.5%和32.7%;根尖数和根分叉数分别增加了90.9%和66.9%;根际细菌（B）数量和微生物总数分别增加了95.1%和49.5%;真菌（F）数量减少了52.1%;放线菌（A）与真菌的数量比值（A/F）、细菌与真菌的数量比值（B/F）...     

旱地小麦休闲期覆盖施磷对土壤水库的调控作用

为探明休闲期覆盖配施磷肥对土壤水分运行规律、小麦产量和水分利用效率的影响,在山西省闻喜县进行了休闲期覆盖与不覆盖条件下75 kg(P2O5)·hm-2、112.5 kg(P2O5)·hm-2、150 kg(P2O5)·hm-23个施磷量的田间试验。结果表明:与不覆盖相比,休闲期覆盖后,播种—孕穗期0~100 cm土壤蓄水量显著提高,小麦播种期提高38~41 mm;增加施磷量,越冬—孕穗期土壤蓄水量提高,尤其拔节期40~100 cm土层。覆盖后,播种—拔节期土壤贮水减少量及其占整个生育期比例显著提高,拔节—开花期土壤贮水减少量增加;增加施磷量,拔节—开花期土壤贮水减少量及其比例显著提高,开花—成熟期80~100 cm土层贮水减少量显著提高。覆盖后增加施磷量,产量和水分利用效率显著提高,产量提高1 452 kg·hm-2,水分利用效率提高16%。覆盖配施磷肥条件下,拔节—开花期60~100 cm、开花—成熟期80~100 cm土层贮水减少量与产量呈极显著相关。因此认为,旱地小麦休闲期覆盖有利于蓄积休闲期降雨,提高底墒,可实现伏雨春夏用;覆盖促进小麦生育前期和中期吸收土壤水分;增施磷肥有利于提高土壤水分,促进小麦生育后期深层吸水;旱地小麦休闲期覆盖配施磷肥150 kg·hm-2有利于蓄水保墒,达到增产、高效的目的。     

轮作模式下土壤微生物与线虫群落的互作研究现状

作物轮作种植在中国应用历史悠久,而针对不同地区不同栽培目的的轮作模式研究一直处于探索中。笔者以轮作在土壤生态学方面对土壤的改良作用着手,分析国内外学者关于多种轮作模式下土壤线虫与微生物群落的相关研究,讨论轮作模式下土壤理化性状对两者的影响以及在团聚体中微生物和线虫群落的关系。从宏观及微观空间尺度下分析两者在土壤生态系统食物网中的相互作用,根据其互作效应探究微生物、线虫对土壤环境的指示作用,以此来达到合理轮作、培肥土壤、作物可持续稳产高产的目的,使得农田土壤状况向着更有利于作物生长发育的方向发展。     

山西小麦"纬海"气候区划与瓦尔特气候图的分析应用

针对前人在作物生态分区上普遍采用包括纬度和海拔在内尽可能多的气候因子进行分区研究所存在的繁琐缺点,根据山西南北纬度差异大、多山海拔差异大的地貌特点,仅以纬度和海拔为依据,进行了小麦"纬海"气候区划.结果表明,以纬度和海拔为依据的分区结果与前人多因子分区结果一致,纬度和海拔与温、光、水等7个气候因子之间存在密切的回归关系,除海拔与年降水量之间的决定系数外,决定系数均达到显著或极显著水平.在小麦"纬海"区划的基础上,又对每个区的主要气候特征采用瓦尔特水热关联图进行了补充分析,做到宏观分区简便、微观分析细微而特征突出,二者结合,有利于指导生产之用.     

晋中晚熟冬麦区不同群体模式小麦光合性能分析

近年来随着北方晚熟冬麦区育成品种产量结构与株型矮化的转变,传统依靠高播量多穗数的栽培方式,不能充分发挥新品种的穗重潜力。在高产栽培条件下,特别是有机肥充足的条件下,采用矮秆重穗型品种,实行半精量播种,同样可以获得高产。其群体具有较高的冠层光合面积与较强的光合能力。优质充足的有机肥有利于促进延长群体光