耕作措施对陇中麦豆轮作系统土壤真菌群落的影响

为探究耕作措施对陇中旱农区麦豆轮作系统土壤真菌多样性的影响,依托2001年布设在陇中旱农区的田间定位试验,应用高通量测序技术比较传统耕作(T)与3种保护性耕作[免耕(NT)、传统耕作+秸秆还田(TS)和免耕+秸秆覆盖(NTS)]对麦豆轮作体系真菌群落结构的影响。结果表明:1)子囊菌门(52.74%)、担子菌门(14.10%)为陇中旱农区麦豆轮作系统土壤真菌的主要优势种群,免耕秸秆覆盖处理下担子菌门丰度较传统耕作增加15.01%,免耕处理子囊菌门、担子菌门丰度较传统耕作分别提高3.67%、1.86%。2)保护性耕作措施能不同程度提高0～30 cm土层土壤真菌丰富度与多样性指数,其中以免耕秸秆覆盖效果最明显,但各处理间差异不显著;较传统耕作,0～30 cm土层土壤真菌特有OTU数量NTNTSTST,同时较传统耕作,免耕秸秆覆盖处理土壤真菌OTU数量提高8.07%,免耕处理提高12.41%。因此,在陇中旱农区推广以免耕秸秆覆盖为主的保护性耕作措施有利于提高土壤真菌群落丰富度和多样性。     

耐候地膜对陇中旱农区玉米农田的水热效应及耐候性评价

陇中旱农区水热资源有限,不能满足玉米生长发育需求。全膜双垄沟播技术突破了该区域玉米种植的水热限制,使玉米成为了当地主栽作物,但也带来了严重的残膜污染问题。为了引进耐候易回收地膜,本研究采用田间试验,研究了不同成分PE地膜（T1、T2、T3、T4,其中T1、T2、T3为设计的耐候性地膜,T4为传统PE地膜）和可降解膜(T5)对玉米农田水热状况、玉米光合特性、产量的影响,并评价了各种地膜的耐候性。结果表明：在玉米全生育期,耐候性地膜(T1、T2、T3)与普通地膜(T4)土壤含水率相似,但与降解膜(T5)相比,耐候性地膜T2可提高苗期30~50 cm土层土壤含水率。各种地膜在5、10 cm土层全生育期土壤平均温度基本无显著差异,但降解膜(T5)的全生育期土壤平均温度在15、20、25 cm土层分别较PE膜(T1、T2、T3、T4)降低了0.5~1.4℃、0.3~1.1℃和1.0~2.3℃。拔节期、大喇叭口期、灌浆期PE膜(T1、T2、T3、T4)的玉米叶面积指数均显著大于降解膜(T5),耐候性地膜T1与普通地膜相比可以显著改善玉米大喇叭口期光合特性。PE膜(T1、T2、T3、T4)玉米籽粒产量分别较降解膜(T5)增加了40.41%、45.04%、27.41%和32.80%,生物产量各处理间无显著差异,耐候性地膜(T1、T2、T3)与传统地膜(T4)无显著差异。玉米收获后,耐候性地膜的纵向拉伸负荷显著大于T4,且T1的纵向拉伸负荷、横向拉伸负荷以及纵向断裂标称应变均最大,易回收性高于其他地膜。因此,在陇中旱农区应用耐候地膜T1,与传统PE膜T4具有相似的水热效应,玉米产量也相当,但玉米收获后易于回收,有助于减轻残膜污染问题,但可降解膜由于提温效果有限,会降低玉米产量。     

陇中旱农区有机肥替代化肥对玉米氮代谢酶活性的影响

为了探究陇中旱农区有机肥替代化肥的适宜比例，减少玉米生产中化肥的投入，在甘肃定西设等氮量(200 kg/hm²)的5个商品有机肥替代化肥的比例(0、50.0%、37.5%、25.0%、12.5%)和不施氮处理，研究不同替代比例对玉米叶片叶绿素含量、氮代谢相关酶活性、玉米产量及氮素利用效率的影响。结果表明，施氮处理显著提高硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)、谷氨酸合成酶(GOGAT)和谷丙转氨酶(GPT)活性。与单施化肥相比，有机肥替代化肥12.5%和37.5%处理显著提高GOGAT和GS活性，分别较单施化肥增加35.6%和52.5%、20.7%和39.5%。与不施氮相比，有机肥替代化肥12.5%和37.5%显著提高叶绿素含量、叶面积指数，分别提高97.5%和109.8%、102.8%和125.6%，与单施化肥无显著差异。氮肥农学利用效率和氮肥偏生产力，有机肥替代化肥12.5%和37.5%显著低于单施化肥，玉米产量无显著差异。