遮阴对南疆冬小麦光合特性和产量的影响

【目的】在小麦生长中后期,采用人工模拟核桃、杏、红枣三种果树不同程度遮阴条件下,研究分析不同遮阴处理对小麦光合特性、干物质积累及分配和产量的影响,为新疆南疆果树-小麦间作模式下小麦高产栽培管理提供理论依据。【方法】供试冬小麦品种为新冬20号,遮阴处理设置4个水平,S1:拔节期遮阴10%-抽穗期遮阴25%,S2:拔节期遮阴20%-抽穗期遮阴50%,S3:拔节期遮阴30%-抽穗期遮阴75%,S0:不遮阴。遮阴均从小麦拔节期至成熟期。【结果】小麦扬花期随着遮阴幅度的增大,小麦旗叶光合速率显著降低;灌浆期轻度遮阴Pn与对照无明显差异,但显著高于S2和S3处理;蒸腾速率和气孔导度均随着遮阴幅度的增大而降低,胞间CO₂浓度随着遮阴幅度的增大而增大。随着遮阴幅度的增大总干物质积累量和向籽粒的分配均呈降低趋势,干物质向籽粒的分配率分别降低9.5%、24.2%和27.7%;收获穗数、千粒重、产量和经济系数均随着遮阴幅度的增大而显著降低,而轻度遮阴对穗粒数的影响不明显。随着遮阴幅度的增大,产量和经济系数分别降低22.%、42.9%、67.8%和 8.9%、23.8%、27.6%。【结论】随着遮阴幅度的增加,小麦光合速率、蒸腾速率和气孔导度降低,胞间CO₂浓度升高,总干物质积累量和向籽粒的分配比例降低,轻度遮阴收获穗数和千粒重降低,中度和重度遮阴产量三要素均显著降低,导致产量和经济系数显著降低。     

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。     

水氮耦合对棉花干物质积累及产量的影响

【目的】研究水氮耦合对棉花干物质积累及产量影响。【方法】大田试验采用裂区试验设计,设置灌溉量与施肥量2个调控因子,其中灌溉量为主区,施肥量为副区,均设置3个梯度,灌溉量依次为2 250(低灌量)、3 450(中灌量,传统经验灌溉量CK)、4 650 m³/hm²,(高灌溉量)分别以W₁、W₂和W₃表示;施肥量(折合纯氮)依次为0(空白)、300(中等施氮量,传统经验施氮量CK)、600 kg/hm²(高施氮量,200%CK),分别以N₁、N₂和N₃表示。【结果】灌溉量和施肥量对植株生长和产量构成有一定促进作用,提高灌溉量和施肥量均能显著提高株高、叶片数和结铃率。在对干物质积累方面提高灌溉量可显著提高干物质积累总量,而提高施肥量主要促进了干物质更早的向经济器官积累。通过提高灌溉量可增产23.2%~31.4%,通过增施氮肥可显著增产12.5%~17.6%。【结论】水氮耦合对棉花单铃重、籽棉产量和皮棉产量均有显著的调控作用。水氮优化策略能够提高资源利用效率,降低水肥投入,产量稳定。     

加工番茄氮肥用量与氮营养状况诊断研究

通过设置N0(不施氮)、N1(150 kg/hm2)、N2(300 kg/hm2)和N3(450 kg/hm2)4个氮水平的田间小区试验,利用反射仪法对加工番茄新功能叶的叶柄进行硝酸盐测定,并测定地上部分生物量与经济产量,研究叶柄硝酸盐浓度与产量、叶全氮量、植株全氮量、地上部分干物质量等的相关性,建立加工番茄叶柄硝酸盐诊断追肥模型。结果表明,优化施氮处理(N2)经济产量为95 259 kg/hm2,较不施氮处理(N0)增产50 812 kg/hm2,增收14 988元/hm2。各处理加工番茄叶柄硝酸盐浓度随生育期进展呈一致的变化趋势,且叶柄硝酸盐含量在一定范围内随施氮量的增加而增大。加工番茄不同生育时期叶柄硝酸盐浓度与产量均呈显著相关性。经过校检,加工番茄以盛果前期为氮营养诊断时期较为合理,其临界值为4 182 mg/L。同时,初步建立了植株硝酸盐诊断追肥模型。     

小麦叶绿素酸酯a氧化酶(TaCAO)基因的克隆与表达分析

【目的】研究弱光环境下叶绿素酸酯a氧化酶(TaCAO)的表达水平变化,分析叶绿素合成途径对于弱光环境的响应。【方法】利用同源克隆,由小麦品种新冬20号克隆TaCAO并分析其序列。使用半定量PCR方法分析900、1 800、3 600和7 200 lx光照强度下TaCAO表达量。【结果】该基因ORF长度为1 653 bp,编码蛋白大小为62.12 kD,包含550个氨基酸残基,含有叶绿素转运肽和Rieske_RO_Alpha_CAO结构域,还存在一个Rieske铁硫配位中心和铁结合位点,随着光照强度的减弱,TaCAO表达量呈现上升的趋势。【结论】克隆获得的TaCAO长度为1 653 bp,具有完整的CAO活性,TaCAO的相对表达量与光照强度呈反比关系。     

杏麦间作模式下小麦光合速率、叶绿素荧光及产量对追氮量和播种密度的响应

为给杏麦间作模式下小麦合理施氮和播种提供依据,以主栽小麦品种新冬20号为材料,在播前基施农家肥(牛羊粪)15t·hm-2、尿素150kg·hm-2和磷酸二铵375kg·hm-2条件下,设置不追肥(CK)、追施尿素300kg·hm-2(N1)、追施尿素450kg·hm-2(N2)和追施尿素600kg·hm-2(N3)四个追氮量水平,以及375万粒·hm-2(M1)、525万粒·hm-2(M2)和675万粒·hm-2(M3)三个播种密度水平,分析了追氮量和播种密度对杏麦间作模式下小麦光合速率、叶绿素荧光参数、干物质积累及产量的影响。结果表明,小麦旗叶光合速率(Pn)、光系统PSⅡ的实际光化学效率(ΦPSⅡ)、开放的PSⅡ反应中心所占的比例(qP)及干物质积累量、籽粒产量均随追氮量的增加而增加;旗叶Pn、ΦPSⅡ、qP及干物质积累量、穗粒数、千粒重均随密度的增大而降低,而穗数和籽粒产量随着密度的增大而增大。施氮量与密度互作存在一定的互作效应。在N3M1条件下小麦拔节至灌浆期具有较高的Pn和ΦPSⅡ及较低的NPQ,单株地上部生物量及穗干重均显著高于其他处理,进而获得较高的穗粒数、千粒重和籽粒产量。因此在杏麦间作模式下,通过合理种植密度与增施氮肥可在改善小麦叶片光合性能、增加光合物质累积量的同时,促进光合物质向籽粒的分配,进而实现小麦高产。     

滴灌磷钾肥基追比对滴灌玉米干物质积累、产量及养分吸收的影响

通过田间小区试验,研究了磷钾肥滴灌追施对玉米干物质、产量及养分吸收的影响。结果表明,磷钾肥部分基施、部分滴灌追施玉米的生物量和产量要优于磷钾肥全部基施,其中磷肥75%基施和25%滴灌追施比磷肥全部基施的玉米干物质提高4.36%,产量增加8.14%;钾肥50%基施和50%滴灌追施比钾肥全部基施的玉米干物质增加4.86%,产量增加4.98%。磷钾肥部分基施、部分滴灌追施显著提高了玉米氮、磷、钾的吸收量和利用率,其中磷肥75%基施和25%滴灌追施的氮、磷、钾肥的利用率分别为46.65%、28.42%、46.33%,比磷肥全部基施分别提高了6.0、8.44和8.95个百分点;钾肥50%基施和50%滴灌追施的氮、磷、钾肥的利用率分别为45.46%、27.92%、46.95%,比钾肥全部基施分别提高了4.26、0.99和11.89个百分点。     

灌溉频率对棉花干物质积累及水分利用效率的影响

【目的】研究滴灌条件下不同灌溉频率对棉花生长及产量的影响。【方法】在大田灌溉定额(4 650 m³/hm²)下,设置5个灌水频率(3、6、9、12和15 d/次,其中6 d/次为CK),分析灌溉频率对棉花生长发育过程中干物质积累及分配、产量的影响。【结果】高灌溉频率(3 d/次)干物质积累量较大,同化物向生殖器官的分配率较高,开花结铃数也较高,有利于提高籽棉产量和水分利用效率。【结论】在4 650 m³/hm²常规灌溉定额下,3 d/次的高频灌溉能够提高棉花的干物质积累量,有利于籽棉产量和水分利用效率的提高。     

施氮对南疆荒漠绿洲滴灌棉田产量及棉纤维品质的影响

设计0、150、300、450、600、750 kg/hm² 6种纯氮投入量,600～750 kg/hm²为农民习惯投入量,研究超量施氮对棉花产量、品质及氮肥利用效率的影响。结果表明：农民习惯施氮量是经济施氮量的1.53～1.91倍,产量仅为78.00%～78.60%,氮肥的利用效率显著降低,减少20％～60％的氮肥用量是可行的。增施氮肥对单株结铃数影响显著,对铃质量、衣分等无显著影响,过低、过高的氮肥均不利于高产结构的形成。随施氮量的增加纤维长度、麦克隆值,呈开口向下的抛物线状,超量施氮显著降低纤维的强力。在纤维品质的空间变异性方面,长度、强力受氮肥的影响较大,麦克隆值、短绒指数、伸长率受影响相对较小。可见,300～450 kg/hm²的氮肥投入增产效果最显著,氮肥利用效率最高,纤维品质较优。     

深松对覆膜滴灌棉田根腐病害发生及根区环境的影响

【目的】 研究深松结合覆膜滴灌对绿洲棉田根区土环境与根腐病发生的影响。【方法】 在新疆阿克苏地区阿瓦提县设置深松30、40和50 cm(S₃₀、S₄₀和S₅₀)3种深松模式,以传统翻耕为对照(CK),研究深松对根腐病发病指数、土壤含水率、根系形态、根系活力及产量构成等影响。【结果】 与传统耕作相比,深松可有效降低耕层土壤容重,增加土壤储水能力,增加土壤扩库增容效果,病情指数的降低与土壤容重下降、土壤含水率的增加和根系活力增加具有显著的相关性。其中深松降低生育期根腐病发病指数7.0%～26.0%,以S₄₀处理效果最佳,发病指数较传统耕作相比降低26.0%。随着深松深度的增加土壤容重依次下降,与对照相比降低2.4%～10%。深松深度与根系主要形态指标与活力具有线性相关性,与传统耕作相比根系长度增加4%～34.6%,根系表面积增加13.1%～44.8%,根系体积增加9.2%～40.6%,根系活力增加7%～42.9%。根区环境的改善促进产量增加,S₄₀处理皮棉产量分别较CK、S₃₀、S₅₀增加了22.2%、15.7%和2.5%。【结论】 在新疆南疆棉区采用深松结合覆膜滴灌措施具有良好的蓄水保墒和防病增产效果,对棉花生长有利,深松40 cm处理可作为较为理想的根腐病农艺防治措施在生产中推广应用。