药用植物宁夏枸杞 (Lycium barbarum L.) 土壤细菌群落演替特征

【目的】研究土层、季节和树龄对宁夏枸杞土壤细菌群落结构的影响,对揭示枸杞种植区域土壤质量变化规律具有重要意义。【方法】以宁夏枸杞之乡—宁夏回族自治区中宁县为研究区,采用高通量测序分析了不同土层、季节和树龄条件下枸杞土壤细菌生物量及细菌群落结构和丰度的变化趋势。【结果】随着枸杞树龄增加,与幼龄 (种植当年,< 1 年) 枸杞土壤相比,春季和夏季 0—20 cm 中龄 (6 年) 和老龄 (12 年) 土壤总有机碳 (total organic carbon,TOC) 及 0—40 cm 土壤总有机氮 (total organic nitrogen,TON) 含量先增加后减少;春季不同树龄 0—20 cm 土壤微生物生物量碳 (microbial biomass carbon,MBC)和微生物生物量氮(microbial biomass nitrogen,MBN)一直增加,但春季和秋季 20—40 cm 则呈相反趋势。夏季中龄植株表层土壤 MBC 最高,但 MBN 却最低。随着树龄增加,枸杞表层土壤细菌多样性普遍呈先增加后减小的趋势。枸杞土壤变形菌门 Proteobacteria、放线菌门 Actinobacteria、拟杆菌门 Bacteroidete 在细菌群落中占绝对优势。相同季节老龄土壤 Proteobacteria 相对丰度普遍高于幼龄和中龄,幼龄土壤 Planctomycetes 和绿弯菌门 Chloroflexi 丰度高于中龄和老龄。变形杆菌中黄色单胞菌 Xanthomonadales、红杆菌 Rhodobacterales 和根瘤菌 Rhizobiales 占主导地位,尤其是在秋季中龄和 3 个季节的老龄枸杞土壤。土层、季节和树龄对土壤微生物数量影响不同。【结论】随着树龄增加,宁夏枸杞表层土壤微生物生物量和细菌多样性呈先增加后降低的趋势。老龄植株土壤 Xanthomonadales 数量相对最多。土层对枸杞土壤碳分布有极显著影响,树龄主要显著影响土壤氮源和细菌群落多样性,季节对枸杞土壤碳源、微生物量碳氮均有极显著影响。     

燕麦马铃薯间作对燕麦光合特性及产量的影响

为揭示马铃薯-燕麦间作体系中燕麦产量形成的光合机制,在宁夏南部山区,通过田间小区试验,以单作燕麦为对照,在马铃薯-燕麦间作行数比为2∶2(P_2O_2)、4∶2(P_4O_2)、4∶8(P_4O_8)模式下,用灰色关联度评价法对燕麦旗叶的蒸腾速率、气孔导度、净光合速率、水分利用效率及叶绿素含量5个光合指标和籽粒产量进行了研究。结果表明,间作总体上提高了燕麦旗叶的蒸腾速率、气孔导度和叶绿素的含量;除成熟期外,间作降低了燕麦的水分利用率;马铃薯和燕麦间作处理的土地当量比均大于1,以P_4O_2处理最高,为1.21,种间竞争最小,为-0.05,产量相对较高。通过灰色关联度分析,发现P_4O_2处理表现较优,在燕麦开花期至成熟期等权关联度和加权关联度位次均为1。所以,在马铃薯-燕麦间作体系中,合理减少燕麦行数和增加马铃薯的行数有利于提高间作系统的综合优势,在生产中建议推广种植的马铃薯燕麦间作行比是4∶2。     

基于地表高光谱与OLI影像的土壤含盐量和pH值估测

针对宁夏银北地区大面积土壤盐碱化监测的需要,利用实测植被冠层光谱与Landsat 8 OLI影像相结合进行土壤含盐量和pH值估测研究.对实测植被冠层高光谱与影像多光谱反射率进行倒数、对数、三角函数及其一阶微分等一系列变换,确定最佳光谱变换形式,筛选敏感植被指数和敏感波段,分别建立基于实测植被光谱与Landsat 8 O...     

间作模式对马铃薯叶片保护酶活性及产量的影响

于2016年与2017年在宁夏南部山区开展马铃薯‖燕麦田间试验,以单作马铃薯为对照,研究了4种马铃薯(P)与燕麦(O)间作行数比[2∶2(P2O2),4∶2(P4O2),4∶8(P4O8)]对马铃薯叶片保护性酶活性与产量的影响。2 a的试验结果表明,整个生育时期中P4O8处理的过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)显著高于其它间作处理(P0.05);马铃薯叶片超氧化物歧化酶(SOD)在块茎形成期最高;整个生育时期中,间作马铃薯叶片的丙二醛(MDA)高于单作(P0.05);与单作相比间作促进了马铃薯保护酶POD、CAT活性的增加。与单作相比,间作P4O2由于增加了商品薯数,减少了小薯数,从而显著增加了马铃薯产量(P0.05)。相关性分析表明,在马铃薯的整个生育时期中,POD、CAT和SOD均与马铃薯产量呈正相关关系;MDA与马铃薯产量呈负相关关系,马铃薯功能叶片膜脂过氧化程度越高,越不利于马铃薯的生长发育。马铃薯‖燕麦具有一定的优势,各间作处理土地当量比均大于1,这说明间作比单作的资源利用效率高;其中间作群体P4O2土地当量比(LER)最大,为1.21,其次是间作群体P4O8。综合来看,在马铃薯‖燕麦生产实践中,适宜采用4∶2(P4O2)的间作模式。     

扬黄灌区不同覆膜滴灌方式对玉米生长及产量的影响

针对西北扬黄灌区干旱缺水、蒸发强烈以及灌溉水利用效率低下的瓶颈问题,在宁夏同心县开展不同覆膜方式下的浅埋式滴灌玉米种植对比试验。通过设置膜内浅埋式滴灌(UF)、膜侧浅埋式滴灌(FS)、无膜浅埋式滴灌(NF)、无膜地表滴灌(CK)4种对比处理种植双行靠地膜玉米。试验表明:覆膜处理平均温度比无膜处理提高2.4℃,日间气温差距最明显时段出现在14∶00-16∶00,最大温差为2.7℃;温度对苗期影响最为显著,UF的出苗时间比FS提前1 d,比NF和CK提前3 d;植株成熟期叶面积指数UF、FS、NF相比CK分别增加了18.9%、14.4%、4%;地上部分干物质积累量UF、FS、NF分别比CK增加了9.7%、6.8%、4.2%;各处理实际产量UF、FS、NF比CK分别高出12.9%、8.2%、2.6%。     

半干旱区不同种植模式对马铃薯淀粉形成及产量的影响

为探明不同种植模式对宁夏南部山区马铃薯淀粉形成及产量的影响,采用单因素随机区组设计,设置露地平作（A1）、露地单垄单行（A2）、露地单垄双行（A3）、半膜单垄双行（A4）和全膜单垄双行（A5）5个处理,研究了不同种植模式对宁夏南部山区马铃薯淀粉形成酶活性、淀粉含量和产量的影响。结果表明,淀粉积累后期A5处理的总淀粉含量较A1、A2、A3和A4处理分别提高34.5%、26.1%、18.5%和12.7%。淀粉积累过程中,淀粉形成酶ADPG-PPase、UDPG-PPase、SSS、SBE和GBSS活性对马铃薯支链淀粉、直链淀粉和总淀粉的积累有直接或间接影响,与马铃薯块茎总淀粉含量的相关系数分别为0.691、0.264、0.514、0.629和0.130。不同种植方式对马铃薯产量有明显影响;A5处理产量最高,A4处理次之,分别较A1处理增产83.8%和62.9%。在宁夏半干旱区,全膜单垄双行种植模式在马铃薯块茎淀粉积累、淀粉形成酶活性提高和增产方面有明显优势。     

宁夏养鸡场粪污及周边土壤重金属和细菌群落特征研究

为了解宁夏蛋鸡养殖场粪污和周边土壤中重金属及细菌群落状况,在宁夏最大的蛋鸡养殖区采集了不同养殖期新鲜鸡粪和相关土壤样品,测定了7种重金属含量和细菌群落组成及多样性。结果表明:该地区鸡粪中Cu、Cd、Cr、Pb、Hg和As含量低于全国平均值26.83%～93.23%,而Zn含量高于全国平均值28.74%,与德国有机肥料中重金属限量标准相比Zn超标6.94%。随着养殖期的推移,鸡粪中Cu、Cd、As含量均先减少后增加;育雏期Cu、Zn、Cd、Hg含量在全养殖期都相对最高,育成期鸡粪Cu、Zn、Cr、Pb和As含量均最低。鸡粪重金属综合污染指数除育成期属于安全水平外,其他4个时期均属于警戒限水平;高产期鸡粪重金属综合污染指数最高。养殖场周边土壤和施用了鸡粪的土壤Cu、Zn含量均高于对照土壤;各土壤重金属综合污染指数均处于安全水平。鸡粪中优势菌门是Firmicutes、Proteobacteria和Bacteroidetes。土壤中相对丰度较高的是Proteobacteria、Bacteroidetes、Actinobacteria、Acidobacteria和Planctomycetes。施用鸡粪后土壤细菌在门水平上数量发生变化,但并不显著。在鸡粪基本理化性质中,pH和全钾对细菌群落多样性和优势菌门有显著的促进作用,重金属中Zn的影响较大。土壤基本理化性质中有机质对土壤细菌优势菌门丰度影响最大,重金属中Cu和Zn对细菌多样性和优势菌门普遍具有显著影响。     

基于土壤水分下限的灵武长枣微孔渗灌灌溉制度研究

为探明土壤水分下限对灵武长枣微孔渗灌的影响及确定各生育时期的最佳灌水量,以6年生灵武长枣为研究对象,采用GC-003物联网控制和土壤水分传感器监测系统,对枣树4个生育时期分别设置不同的土壤水分下限,共6个处理,研究枣树光合特性、形态指标的变化,产量、水分利用效率与耗水规律、灌水量之间的关系。结果表明,开花座果期和果实膨大期,土壤水分下限的提高有利于枣树光合作用;萌芽展叶期降低土壤水分下限和开花座果期提高土壤水分下限有利于提高枣树形态指标; T6处理(土壤水分下限萌芽展叶期为65%θ_f(θ_f为田间持水率)、开花座果期为75%θ_f、果实膨大期为75%θ_f、果实成熟期为65%θ_f)在各生育时期土壤水分下限较高,与其他处理的光合特性和形态指标均有显著性差异(P 0. 05)。随着土壤水分下限的增加,枣树耗水量、产量随之增加;T6处理耗水量、产量最高,T3处理(土壤水分下限萌芽展叶期为55%θ_f、开花座果期为75%θ_f、果实膨大期为65%θ_f、果实成熟期为65%θ_f)的水分利用效率最佳; T3与T6处理的产量无显著差异(P 0. 05),T6处理产量仅比T3处理高5. 68%(2018年)、0. 90%(2019年),T3处理较T6处理灌水量分别降低了22. 57%(2018年)、13. 59%(2019年)。因此,枣树各生育时期最适宜的土壤水分下限分别为:萌芽展叶期55%θ_f、开花座果期75%θ_f、果实膨大期65%θ_f、果实成熟期65%θ_f,上限均为90%θ_f。本研究结果可为微孔渗灌种植宁夏灵武长枣和水分管理提供科学依据。     

施肥对盐碱地紫花苜蓿生理特性的影响

为研究大田试验中氮磷钾不同用量在盐碱地上对紫花苜蓿生理特性的影响,设置氮磷钾梯度试验,对氮磷钾3种处理分别设置6个梯度,配施量相同,分别测定其叶片过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)的活性及丙二醛(MDA)、脯氨酸(PRO)、叶绿素a、叶绿素b的含量.结果表明,当氮肥施用量为90 kg/hm2时,叶绿素总量达到最高,为1.24 mg/g,同时过氧化氢酶、过氧化物酶、超氧化物歧化酶3种酶均保持较高活性;磷肥对于逆境胁迫下的植物调控系统主要以调节抗氧化系统为主;钾能够显著降低丙二醛含量(P<0.05),K2、K3、K4处理分别比K1降低了39.9％、31.4％、45.8％.主成分分析结果表明,过氧化物酶活性、超氧化物歧化酶活性以及叶绿素总量的贡献率最大.该结果能够更好地为氮磷钾肥对紫花苜蓿耐盐碱机制的调控提供理论依据.     

干湿交替对土壤呼吸和土壤有机碳矿化的影响述评

土壤干湿交替循环对土壤呼吸的“激发效应”被证实在干旱、半干旱和地中海气候区普遍存在。土壤干湿交替被认为是影响土壤呼吸的重要因素。土壤物理、化学、生物性状会在干湿交替过程中发生一系列变化,引发土壤CO₂排放量显著激增而引起“Birch效应”。随着未来气候变化下极端降水天气事件发生频率的增加,降雨强度和频率的改变将导致部分地区的土壤经受更广泛和频繁的干湿交替作用,加剧土壤干湿循环,影响土壤呼吸。重点论述了干湿交替对土壤碳素循环各个关键过程(尤其是土壤呼吸和SOC矿化)的影响效应,归纳总结了干湿交替对土壤碳素循环的影响机制,从土壤团聚体、根系呼吸、微生物呼吸等方面阐述了干湿交替对土壤呼吸和土壤有机碳(SOC)矿化激发效应的影响及其机理。综合生理学说与物理学说观点,认为干湿交替主要通过土壤结构、SOC的分解速率、土壤微生物群落的结构与稳定性等的改变来影响土壤呼吸和SOC矿化过程。目前,关于干湿交替对土壤碳素循环关键过程影响的研究结果还不尽一致,其影响机制尚不明晰,研究方法也还有一些不足之处。简要指出了目前研究过程中存在的一些不足,并对未来研究中值得深入研究的科学问题进行了探讨与展望。