不同保水处理下苏丹草光合特性研究

为了研究矿区生态修复过程中植物对不同保水措施的生理响应,以常用修复植物苏丹草为研究对象,利用CIRAS-2型(PP-Systems)光合仪测定苏丹草的光合指标,探讨高温下苏丹草对不同保水措施的生理响应,以期为矿区生态修复中的保水措施提供理论依据。结果表明：不同保水处理下苏丹草的光合速率Pn和瞬间水分利用效率WUE日变化均呈“W”型曲线,蒸腾速率Tr日变化呈“M”型曲线。苏丹草的Pn有“午休”现象存在,主要受非气孔因素的影响。影响苏丹草Pn、Tr的主要环境因子为大气CO₂浓度Ca、大气温度Tc、大气相对湿度RH。在土壤上覆盖火烧石和添加粉煤灰均显著增大了苏丹草的Pn和WUE,增强了苏丹草适应高温环境的能力。从Pn的指标来看,土壤表面覆盖火烧石处理比土壤中添加粉煤灰处理的效果好,但两者同时作用效果略低于单独用火烧石处理,原因有待进一步研究。     

微咸水膜下滴灌对土壤盐分及棉花产量的影响

合理利用微咸水资源灌溉对于缓解新疆南部地区淡水资源短缺的问题有着至关重要的意义。本文以库尔勒31团棉田为供试对象,淡水作为对照,利用排碱渠咸水与淡水不同比例混合,设置6种梯度配比,研究微咸水及咸水对棉田土壤盐分分布及产量的影响。结果表明:①随着矿化度的增加,各处理土壤盐分呈现不同程度的增加,其中处理5(全咸)增加程度最大,积盐率为131.03%。②在垂直方向上,随着土层深度的增加,各处理土壤盐分在20~40 cm处达到峰值;在水平方向上,盐分累积程度的大小为:膜间>宽行>窄行。③随着矿化度的增加,棉花的产量逐渐下降,棉花产量下降的主要因素是单株结铃数,而单铃重对棉花产量无明显影响。由膜下滴灌土壤盐分对棉花生长和产量的影响得出,当灌溉水的矿化度在淡咸水比为4∶1(矿化度2.36~3.39 g·L^-1)时对棉花生长的抑制作用较小,较对照处理相比,产量减少11.85%。     

氮肥对油菜在不同土壤中吸收积累Cd的影响

以三种不同程度Cd污染土壤为材料,通过盆栽试验研究NH₄Cl和（NH₄）₂SO₄两种氮肥对土壤Cd有效性及油菜吸收、转运Cd的影响,评价油菜对Cd的生物累积量,以期为油菜修复Cd污染土壤的优化施肥措施提供理论支撑。结果表明：施加NH₄Cl和（NH₄）₂SO₄均显著降低了土壤的pH,（NH₄）₂SO₄处理土壤pH低于施加NH₄Cl处理的土壤,施肥处理下生长期非根际土pH低于根际土,成熟期非根际土pH高于根际土。施加（NH₄）₂SO₄和NH₄Cl均使土壤中有效态Cd含量增加。（NH₄）₂SO₄处理有效态Cd的浓度高于NH₄Cl处理。油菜成熟期土壤中有效态Cd的浓度低于生长期,生长期和成熟期整体表现出根际土中Cd的总量高于非根际土。施加（NH₄）₂SO₄和NH₄Cl均增加油菜各部位Cd的含量,提高油菜的富集系数和转运系数,油菜从根到叶对Cd的转运系数最高。研究表明油菜作为Cd污染土壤的修复植物有一定安全保障。     

偃麦草属植物种质材料苗期耐盐性综合评价

采用温室苗期模拟NaCl盐分胁迫方法,对来自于21个国家的偃麦草属8个植物种34份种质材料苗期的叶片相对含水量、相对电导率、脯氨酸、K⁺/Na⁺、相对生长速度变化率、耐盐系数、存活率和出现盐害到死亡的时间等指标进行测定与分析,并对偃麦草属植物种质材料苗期的耐盐性进行综合评价。结果表明,上述指标均是偃麦草属植物种质材料苗期耐盐性评价的有效指标。且通过对0.9%NaCl浓度下的各项指标进行综合聚类,可将34份偃麦草属植物种质划分为3个耐盐级别,即耐盐种质有ER030、ER035、ER041、EE011、EE014、EE017、EE023、EE026、EE047、EH001、EH002和EPU02;中度耐盐种质有ER008、ER014、ER027、ER032、ER037、ER038、ER044、ER045、EE007、EE027、EJ001、EPO02、EPO03和EPO04;敏盐种质有ER028、ER033、ER036、ER039、EE022、EJ003、EL001和EI022。     

Compensatory growth in cotton after loss of reproductive organs

Sustainable cotton production requires pest management systems that enhance the role of natural regulatory mechanisms. One such mechanism is compensatory growth, the subject of this review. Current hypotheses to explain compensatory growth of cotton after the loss of reproductive structures place emphasis on yield components and consider only to limited extent source/sink relationships for carbon. The aim of this review is to integrate into these hypotheses, mechanisms accounting for other physiological and morphological changes induced by loss of reproductive structures.This paper (a) summarises the current hypotheses to explain cotton yield compensation for pest damage affecting reproductive organs, (b) analyses the nutritional and hormonal hypotheses of coordination of growth on the grounds that fruit loss strongly affects the economies of carbon and nitrogen as well as the balance of plant-growth regulators, (c) presents the hypothesis that actual yield responses will depend on the combined effects of fruit loss on yield potential (as affected by changes in acquisition and partitioning of carbon and nitrogen), and on growing conditions (as affected by changes in the spatial pattern on the plant and seasonal timing of fruiting). This hypothesis could provide a framework for experimental and simulation studies on yield compensation in cotton.     

RZWQM2模型模拟地膜覆盖时间对南疆棉田水分利用效率及产量的影响

为准确预知地膜覆盖与作物的匹配情况,该研究针对南疆棉田,在大田试验基础上应用根区水质模型(Root Zone Water Quality Model-version 2,RZWQM2),对2016-2017年籽棉产量及水分利用效率(Water Use Efficiency,WUE)等数据进行模型参数率定与验证,利用验证后的模型模拟地膜覆盖时间55～105 d下以3 d为间隔的地上部生物量、籽棉产量和水分利用效率,并对2018年和2019年不同地膜覆盖时间下棉花生长状况进行预测。结果表明,各层土壤含水率模拟值和实测值之间的均方根误差和均方误差分别在0.02～0.04cm3/cm3、5.90%～28.66%之间,地上部生物量和籽棉产量的一致性指数分别为0.70～0.93和0.80～0.94。2 a间地上部生物量随地膜覆盖时间的延长而增加,籽棉产量和水分利用效率呈先上升后下降的趋势,其峰值分别出现在91～93 d和97～99 d。因此,在南疆地区选用适宜的地膜覆盖时间为91～99 d,有利于降低残膜污染风险,保持较高的籽棉产量和水分利用效率。     

Effects of Terrain on Litter Decomposition and Nutrient Release in Typical Steppe of Eastern Gansu Loess Plateau

Terrain can influence vegetation composition, diversity, and biogeochemical cycling in grassland ecosystems. Solar radiation, soil temperature, and moisture distribution are dependent on terrain, which, in turn, can affect plant community structure, rate of litter mass decomposition, and carbon, nitrogen, and phosphorus release. A litter decomposition experiment was conducted over 12 mo at a site representing typical steppe grasslands to better understand the effects of terrain on biogeochemical cycling. The study site had both northeast (shaded) and southwest (sunny) facing aspects with each aspect having three slopes: 15°, 30°, 45°. Litterbags were used for collection of plant community litter from each location. The results indicated that slope and aspect both have significant effects on decomposition rate of litter mass and release rate of C, N, and P. The most rapid decomposition rate of litter mass was on 45° sunny slopes (k value 1.82 × 10^‒3 d⁻¹). The most rapid release of C was on 30° shaded slopes with release rate of 4.54 g C yr^‒1. The release rate of N decreased with increasing slope steepness but was more rapid on shaded compared with sunny slopes. The most rapid release of P (10.51 mg P yr^‒1) occurred on 45° shaded slopes. The total effects of solar radiation and soil temperature on litter mass decomposition were larger, with 0.91 and 0.93, respectively. Soil temperature, litter functional diversity, and initial C/N had positive effects on the litter C release. The release of litter N was mainly promoted by soil temperature. Soil moisture appeared to promote the release of litter P. Overall, terrain influenced litter mass decomposition and C, N, and P release by its effect on the distribution of solar radiation, soil temperature and moisture, and through modification of functional diversity, initial C/N ratios, and water content of litter in typical steppe.     

施肥对全立架露地栽培甜瓜产量及不同器官元素分布状况的影响

通过设置不施肥(CK)、氮磷肥(NP)、氮钾肥(NK)、磷钾肥(PK)、氮磷钾肥(NPK)处理,用田间试验方法研究了施肥对成熟期全立架甜瓜产量以及各器官干物质量和N、P、K、Cu、Zn、Fe、Mn元素分布的影响。结果表明:全立架甜瓜N含量为胎座籽粒>叶>蔓>根>果肉果皮,P含量为胎座籽粒>叶>根>果肉果皮>蔓,K含量为蔓>叶>果肉果皮>根>胎座籽粒。施肥增加了干物质量的器官间差异,促进了光合产物向果实内转移。施肥使产量提高19.1%～51.0%。施肥降低了器官间N、P、Cu、Fe、Zn元素含量的差异,增加了K元素的差异。施肥对N、P、K元素的影响较大,对Cu、Zn、Fe、Mn元素的影响较小;叶、蔓的元素分布对施肥较敏感,果实部分所受的影响较小。NPK处理对元素分布的影响较大。同时,甜瓜各器官的元素分布受肥料交互效应的影响。氮磷钾肥配施可以更好地调配甜瓜器官间各矿质营养元素的分布,平衡矿质营养,利于产量的形成。     

退化伊犁绢蒿荒漠草地主要植物生理生态适应性研究

为揭示退化伊犁绢蒿(Seriphidium transiliense)荒漠草地植物对放牧胁迫的抗逆生理机制,于2007年4月运用野外实地采样结合室内样品测定的方法,选取其3个层片的代表植物伊犁绢蒿、叉毛蓬(Petrosimonia sibirica)和伊犁郁金香(Tulipa iliensis),从未退化、中度退化、重度退化和极度退化4个演替阶段分别进行植物生理特性的研究。结果表明:随着草地演替的增强,3种植物叶片各指标呈现一定的波动性,可溶性糖含量(WSS)总体表现出下降趋势,光合色素、可溶性蛋白质、游离脯氨酸(Pro)和丙二醛(MDA)总体表现出上升趋势;生理生态适应性均表现为未退化阶段与其他各退化阶段存在显著差异。不同强度的放牧胁迫下,3种植物表现出不同的生理响应机制,随草地放牧压力增大,伊犁绢蒿生理调节能力先增强后减弱,极度退化阶段其生理适应能力严重削弱;叉毛蓬生理调节能力较强,表现为适应放牧胁迫;伊犁郁金香生理调节能力逐渐减弱。     

海陆回交群体主要农艺性状与纤维品质关系的探讨

为了通过农艺性状来预测棉花纤维品质，以新疆陆地棉系9和海岛棉新海16号及其回交自交后代BC₄F_2:4群体为研究材料，对165份材料的农艺性状和纤维品质性状进行鉴定，利用相关分析、主成分分析、回归分析和通径分析等方法，探讨群体主要农艺性状与纤维品质的关系。结果表明,海陆回交群体的表型非常丰富，12个性状的变异系数为0.11%～48.14%，其中，铃数的变异系数最大。相关分析表明，株高、有效果枝数、铃数和有效铃数与纤维长度和衣分呈显著正相关，与马克隆值呈显著负相关；始节高与纤维强度呈显著正相关；株高和有效果枝数与纤维整齐度呈显著正相关。主成分分析提取了4个主成分，累计贡献率达75.252%。其中，PC1为成铃数相关因子，PC2为纤维品质选择因子，PC3为低品质控制因子（株高和纤维品质），PC4为衣分与马克隆值选择的综合因子。逐步回归方程表明，始节数和有效果枝数对纤维品质的影响较小。通径分析表明,果枝数对纤维长度产生负向直接效应；铃数对纤维长度产生正向直接效应；铃数和始节高对棉花纤维强度产生正向直接效应；有效铃数对马克隆值产生负向直接效应，而衣分对其产生正向直接效应；纤维整齐度只受株高的正向直接效应；株高、铃数和有效铃数对纤维品质的间接影响占主导地位。因此，可通过对农艺性状的选择实现对纤维品质的间接选择，为新疆及周边地区高产优质棉花新品种的选育提供理论参考。