灌草立体配置对退化草地土壤水分和养分的影响

【目的】比较灌草立体配置模式下3种不同生境的土壤水分、养分和植物根系相关参数的差异，探究灌草立体配置30年对退化草地土壤水分和养分以及植物根系的影响，为黄土高原水土保持和生态恢复提供理论依据。【方法】以位于黄土高原云雾山国家草原自然保护区种植30年的人工柠条和野山桃搭配灌丛带样地为研究对象，采集灌丛带内部、灌丛带边缘和灌丛带外部不同土层的土样和植物根系，比较3种位置下土壤水分、养分含量和植物根系特征的差异，并分析了根长与土壤水分和养分含量的相关性。【结果】在0～80 cm土层，灌丛带内部的土壤含水量明显高于灌丛带边缘和灌丛带外部。在0～80 cm土层，随着土层深度增加，灌丛带3个位置土壤全氮、碱解氮和有机碳含量均呈下降趋势，而全磷含量变化不明显；在同一土层，灌丛带内部的全氮、碱解氮和有机碳含量均明显高于灌丛带边缘和灌丛带外部。在灌丛带内部、灌丛带边缘和灌丛带外部3个位置，植物根系生物量呈减小的趋势。从垂直分布来看，灌丛带内部、灌丛带边缘和灌丛带外部0～15 cm土层的植物根系生物量分别占0～40 cm土层植物根系生物量的90.86%，90.79%，92.91%，说明植物根系生物量主要集中分布于0～15 cm土层。3个取样位置中，灌丛带内部植物根长、根表面积和根体积均最大。相关性分析表明，灌丛带植物根长与0～20 cm土层的土壤含水量，0～40 cm土层土壤有机碳和全氮、0～80 cm土层碱解氮均呈显著或极显著正相关。【结论】在黄土高原退化草地上进行灌草立体配置可以促进植物根系生长，提高土壤水分和养分含量，有利于退化草地的恢复。     

宛氏拟青霉提取物对盐胁迫下水稻幼苗的生理适应性

为探讨沙棘内生菌提取物作为生物刺激素对盐胁迫下水稻幼苗生长的影响，于沙棘内生菌宛氏拟青霉（Paecilomyces variotii）中提取了生物刺激素PVE（Paecilomyces variotii extracts），并经液相色谱对PVE的活性物质进行了富集纯化。通过水稻液培试验，设无盐（CK）、添加NaCl（NS）、添加PVE和NaCl（PN1）、添加PVE纯化物和NaCl（PN2）4个处理，研究生物刺激素对水稻的耐盐效应。结果表明，施用生物刺激素能够缓解盐胁迫对水稻生长造成的严重抑制。PN1、PN2处理较NS处理提高了叶片与根系的干质量，减少了植株体内的水分流失，增加了根系的直径和吸收面积，但根长相较于CK处理无显著差异；PN2处理叶片鲜质量、叶片含水量、根系含水量较PN1处理分别增加了12.44%、1.13%和0.42%。与NS处理相比，PN1和PN2处理叶片光合速率分别提高了34.08%和40.82%，蒸腾速率分别提高了23.90%和18.86%，PN1和PN2处理还显著提高了叶片中的超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化物酶（POD）活性，使丙二醛（MDA）含量分别降低了28.36%和20.97%。PN2处理叶片和根系中的Na⁺含量较NS处理分别降低了36.31%和10.85%，从而降低了Na⁺/K⁺，保证了植株体内的离子平衡。研究表明，PVE及PVE纯化物在极低的浓度下具有较高的生理活性，并通过减少水分流失、促进根系生长、提高光合速率来减轻氧化损伤，同时以降低Na⁺流入的方式缓解盐胁迫对水稻幼苗的影响。     

支管射流三通结构优化与试验

为了提高支管射流三通水力性能,改善滴灌的灌水均匀性,基于CFX数值模拟技术,对进口宽度为15 mm的支管射流三通进行结构优化.选取位差、劈距、劈尖半径和侧壁倾角为影响因素,通过四因素三水平正交设计了9组模型,边界条件设定为进口压力100 kPa.选取支管射流三通出口设计流量为评价标准,支管射流三通最优结构尺寸为位差5.5 mm、劈距113 mm、劈尖半径13 mm、侧壁倾角10°.此结构尺寸参数下的支管射流三通水力性能试验结果表明:在进口水压为100 kPa时,支管射流三通脉冲频率为148次/min,水头压力振幅为37.9 kPa,水头压力损失为16.7 kPa,出口流量为0.698 L/s;支管射流三通所接滴灌带长度为60 m时,与普通支管三通相比,支管射流三通的灌水均匀系数提高了2.78%,流量偏差率降低了4.72%.该研究可为射流技术在脉冲滴灌系统的研究、开发与应用提供理论依据.     

氮肥与密度互作对单粒精播花生根系形态、植株性状及产量的影响

为明确花生单粒精播适宜的氮肥水平和种植密度,本研究于2018年和2019年以‘花育22’为供试花生品种,设置3个氮肥水平(0 kg hm~(–2), N0; 60 kg hm~(–2), N1; 120 kg hm~(–2), N2), 3个种植密度(7.93万株hm~(–2), D1; 15.86万株hm~(–2),D2; 23.79万株hm~(–2), D3),采用二因素裂区试验设计,研究氮肥、密度及其互作对单粒精播花生根系形态、植株性状及产量的影响。氮肥对花生根长、根表面积、根体积、根干重的影响不显著,而密度的影响显著。单株根长、根表面积、根体积及根系干重随密度的增加而降低, D1显著高于D2和D3, D2、D3处理间差异不显著;单位面积根长、根表面积、根体积及根系干重随密度的增加而增加, D1显著低于D2和D3, D2、D3处理间差异不显著。氮肥和密度互作对2019年收获期单位面积根长、根表面积的影响显著,与D1相比, N1处理下D3的增幅显著高于N0和N2处理。氮肥及氮肥与密度互作对植株性状的影响存在年度和时期间的差异,主茎叶片数、侧枝数和主茎第一节间粗随密度增加有降低趋势。氮肥对荚果产量的影响不显著,荚果产量随密度的增加呈增加的趋势。产量与根体积、根干重、主茎叶片数、主茎高及侧枝长呈显著正相关。综上所述,在本试验条件下,花生单粒精播适宜的氮肥(N)水平为60 kg hm~(-2),种植密度为18.8万株hm~(-2)。     

草地土壤分离能力季节变化特征及其影响因素

土壤分离能力是土壤侵蚀机理模型的重要参数.受土壤性质、植被根系等因素影响,土壤分离能力呈现显著的季节变化.为研究草地土壤分离能力季节变化特征及其影响机制,以建植一年的柳枝稷、无芒雀麦草地及对照裸地为研究对象,以20 d为周期,测定土壤密度、黏结力和根系密度,并采集原状土样进行水槽实验(τ=6.5-23.4Pa),测量土壤分离能力,并运用相关分析、回归分析等方法,研究土壤性质及植被根系对土壤分离能力季节变化的影响.结果显示:柳枝稷和无芒雀麦草地具有类似的季节变化特征,而裸地与二者差异明显.4月中旬至6月下旬,草地土壤分离能力较大,此后土壤分离能力迅速下降;7月中旬直至10月上旬,草地土壤分离能力较低;10月下旬,土壤分离能力小幅回升;裸地土壤分离能力7、8月份较低,其余时间较高.裸地土壤分离能力试验期均值为柳枝稷草地的10.6倍,无芒雀麦草地的23.7倍.草地土壤分离能力的季节变化受根系密度和土壤黏结力的影响,随着根系密度与土壤黏结力增大,土壤分离能力呈指数形式降低,而土壤密度对土壤分离能力季节变化的影响并不显著.试验区内草地土壤分离能力可用水流剪切力、根系密度、根径和土壤黏结力等参数进行模拟(R2=0.636).研究结果可为土壤侵蚀机理模型的推广应用,以及小流域水土保持措施配置等工作提供科学依据.     

根腐病菌侵染对黄芪苯丙烷途径关键酶活性的影响

以蒙古黄芪-根腐病菌（Fusarium solani和F. acuminatum）为互作体系,测定苯丙烷途径关键酶苯丙氨酸解氨酶(PAL)、肉桂酸-4-羟化酶(C4H)及4-香豆酸-辅酶A连接酶(4CL)活性的变化,以期获得黄芪抗根腐病菌侵染机制的信息,为抗病育种工作提供参考。试验采用幼苗浸根法接种病菌,分光光度法测定3种酶的动态变化。结果表明,F. solani侵染黄芪后,PAL和C4H活性与对照相比明显升高,并在7、21天出现2个酶活高峰;4CL活性则随着时间的延长持续上升,7、21天时也显著高于对照。F. acuminatum侵染黄芪后,PAL、C4H和4CL的活性均在21天显著高于对照。可见2种病原菌在侵染黄芪过程中,苯丙烷途径的关键酶被不同程度地激活,但2种病菌激活各酶的时间和规律有所差异,表明黄芪对这2种病菌的抗性机制明显不同。     

切根与不同形态氮素对板栗苗木根系构型及生长的影响

为探明不同调控技术对板栗根系构型的影响和对板栗生长发育的作用效果,以期为培育高质量板栗苗木提供科学依据,采用大田板栗苗木为对象进行切根(切根深度分别为12、8、4 cm、CK)及不同形态氮素(尿素、硝酸钠、CK)追肥试验。结果表明:苗高生长量最大的处理为X2N2,地径生长量最大的处理为X4N1,不同处理苗木地径生长量差异性不显著;在同样切根深度的处理下,施用尿素的苗木在根系总根长、总表面积、总体积上均大于施用硝酸钠的苗木,也即NH^+4较NO^-3对板栗苗木根系生长发育具有更好的促进效果;X1N1、X2N1、X2N3处理在不同径级侧根的根长、根表面积、根体积上分别达到最高,差异性显著(P<0.05)。综合考虑苗木根系指标和形态指标,X2N1即切根深度8 cm结合施用尿素为板栗苗木根系的最佳调控处理。     

Agronomic traits of soybean cultivars released in different decades after grafting record‐yield cultivar as rootstock

Breeders have seldom considered the selection for root traits during the genetic improvement in soybean. It is hypothesized that grain yield would be increased by the root function improvement, especially for the current cultivars. The objective of this grafting experiment was to determine the effect of record‐yield cultivars L14 or Z35 as rootstocks on agronomic traits of cultivars released in different decades. A total of 11 cultivars, released in different decades, were used to graft onto L14 or Z35 rootstocks. The agronomic traits were measured in the pot‐culture experiments. Grafting cultivars released in different decades onto L14 or Z35 rootstocks resulted in higher yield, 100‐seed mass and apparent harvest index as compared with those of non‐grafted or self‐grafted plants. Grain yield gain of cultivars grafted onto record‐yield cultivar rootstocks was 0.40 g/plant/year from 1966 to 2006, which was larger than that of non‐grafts and self‐grafts (0.27 g/plant/year). The yield of current cultivars should increase more if their root functions were improved.     

Nutrient availability and corn growth in a poultry litter biochar‐amended loam soil in a greenhouse experiment

Nutrient‐rich biochar produced from animal wastes, such as poultry litter, may increase plant growth and nutrient uptake although the role of direct and indirect mechanisms, such as stimulation of the activity of mycorrhizal fungi and plant infection, remains unclear. The effects of poultry litter biochar in combination with fertilizer on mycorrhizal infection, soil nutrient availability and corn (Zea mays L.) growth were investigated by growing corn in a loam soil in a greenhouse with biochar (0, 5 and 10 Mg/ha) and nitrogen (N) and phosphorus (P) fertilizer (0, half and full rates). Biochar did not affect microbial biomass C or N, mycorrhizal infection, or alkaline phosphomonoesterase activities, but acid phosphomonoesterase activities, water‐soluble P, Mehlich‐3 Mg, plant height, aboveground and root biomass, and root diameter were greater with 10 Mg/ha than with no biochar. Root length, volume, root tips and surface area were greatest in the fully fertilized soil receiving 10 Mg/ha biochar compared to all other treatments. The 10 Mg/ha biochar application may have improved plant access to soil nutrients by promoting plant growth and root structural features, rather than by enhancing mycorrhizal infection rates.     

全液压山地手扶式苜蓿刈割压扁机设计与试验

为适应我国山坡、丘陵地带苜蓿收获特殊需求,提高苜蓿收获机械作业操作灵活性和安全性,提出了一款山地手扶式苜蓿刈割压扁机。该机采用全液压驱动,整机液压系统由行走驱动回路、工作装置升降控制回路及工作装置驱动回路3部分组成,可实现自走、工作装置升降和刈割压扁作业;工作装置升降机构采用平行四连杆机构,以保证工作装置升降过程中割刀刀盘倾角不变。同时,进行了样机试制与田间性能试验,试验表明:整机能够有效地实现苜蓿的刈割、压扁作业,爬坡度可达30%,行驶速度可达5km/h,能够实现单边制动转向及原地转向等功能,满足山坡、丘陵地带苜蓿收获的需求。