新疆高产棉区棉田土壤有效钾的吸附特征和钾肥有效性的研究

应用化学分析、吸附试验、盆栽试验和田间试验,系统研究了新疆三个高产棉区棉田土壤钾的吸附特征及钾对棉花的有效性.结果表明:三个棉区棉田土壤有效钾的含量玛纳斯棉区〉巴楚棉区〉阿瓦提棉区;对钾的吸附能力:玛纳斯棉区〉阿瓦提棉区〉巴楚棉区.由于各棉区土壤有效钾含量和对钾吸附能力不同,钾在棉花上的有效性差异较大.盆栽试验上,巴楚棉区、玛纳斯棉区和阿瓦提棉区棉田土壤缺钾处理平均干物质相对产量分别为107.1;,102.4;和70.2;.田间缺素和150.8kg/hm2试验结果与盆栽试验结果趋势相同.达到最高产量时,钾施用量(K2O,下同)南、北疆分别为134.7; kg/hm2和150.8kg/hm2;达到最佳经济产量时,钾施用量南、北疆分别为126.0 kg/hm2和126.5kg/hm2.     

盐渍化土壤上不同类型氮肥氨挥发损失特征研究

在室内采用"磷酸甘油-海绵通气法",对不同类型氮肥在典型非盐渍化土壤、盐化土壤,碱化土壤上的氨挥发损失特征进行研究.结果表明:(1)在相同的施氮量情况下,占施入量1.34;～27.74;的氮以NH3的形式挥发损失;(2)除硝酸钙外,随着土壤盐渍化程度的增加,不同类型氮肥氨挥发损失均随之增加,挥发速率与盐渍化类型有关;(3)不同盐渍化类型土壤上的氨挥发量均为碳酸氢氨＞尿素＞硝酸铵,硝酸钙几乎不发生氨挥发;因此盐渍土上选择硝态氮肥不失为降低氨挥发损失的一种选择;(4)过量盐分的存在对于氮肥硝化作用的抑制是导致盐渍化土壤上氮肥氨挥发损失增加的主要原因.     

生物炭对新疆沙土微生物区系及土壤酶活性的影响

为评估生物炭在新疆改良沙土的潜力,在新疆和田设生物炭施用量为0(CK)、22 500、67 500、112 500kg·hm~(-2)和225 000 kg·hm~(-2)5个处理的微区试验,轮作方式为绿豆-冬小麦。通过对试验结束后小区土壤可培养微生物和生理菌群计数、土壤酶活性测定,研究不同用量生物炭对沙土土壤微生物区系及土壤酶活性影响。结果表明:施用生物炭对沙土土壤养分含量、微生物区系和土壤酶产生显著影响。22 500~67 500 kg·hm~(-2)生物炭施用量能显著提高沙土土壤有机碳、速效磷和速效钾含量。生物炭影响沙土中可培养细菌、真菌及放线菌数量,在生物炭施用量为67 500 kg·hm~(-2)下细菌数量最高,比CK增加了63.83%;施用量为22 500 kg·hm~(-2)放线菌数量最高,增加了250.00%;施用量为67 500 kg·hm~(-2)真菌数量最少,降低了71.43%。生物炭影响沙土中纤维素分解菌和自生固氮菌数量,随着施用量增加,其数量呈先增加后降低趋势,其中施用量为112 500 kg·hm~(-2)纤维素分解菌和自生固氮菌数量最多,分别比CK增加了211.11%和1 057.89%。土壤中添加67 500~112 500 kg·hm~(-2)的生物炭土壤中蔗糖酶、过氧化氢酶和蛋白酶活性最高。相关分析表明,不同生物炭施用量条件下,土壤养分与细菌、亚硝化细菌、反硝化细菌、土壤酶(磷酸酶除外)关系密切。因此,适量施用生物炭能提高沙土土壤养分、增加微生物菌群数量和土壤酶活性,在本试验点最适生物炭用量为67 500 kg·hm~(-2)。     

棉秆炭对灰漠土玉米生长及氮素利用的影响

通过盆栽试验,氮素设置3个水平,棉秆炭用量占土壤质量分数设置4个不同水平,研究棉秆炭对玉米生长及氮素利用的作用效果。结果表明,不施氮肥(N0)处理,添加棉秆炭抑制玉米器官的生长和生物量积累,生物量降低幅度为4.98%~17.36%;氮肥与棉秆炭配施提高玉米器官的生长和生物量积累,提高幅度为1.68%~11.30%,不同棉秆炭处理间差异不明显。添加棉秆炭促进玉米根系生长,提高根冠比,增加氮素对玉米根冠比的影响不明显;同时,添加棉秆炭抑制玉米根、茎、叶、棒以及植株吸氮量,增加施氮量抑制作用逐步降低。施入棉秆炭降低氮肥吸收效率,提高氮肥表观利用率,相比不添加棉秆炭(BC0)处理,添加2.0%棉秆炭(BC2.0)处理氮肥吸收效率降低2.50%和4.96%,氮肥表观利用率提高8.48%和7.49%,过量的棉秆炭添加可能降低氮肥表观利用率。     

喷施化学调控剂缩节胺、乙烯利对棉花植株氨挥发的影响

【目的】研究喷施化学调控剂缩节胺、乙烯利对新疆棉花植株氨挥发影响,揭示其影响机理,丰富棉花氮素营养理论。【方法】喷施化学调控剂缩节胺和乙烯利后,应用密闭生长室抽气法定期监测棉花植株氨挥发变化,同时监测可溶性蛋白质、与氮代谢相关酶活性及气孔特性等指标。【结果】棉花花铃期,喷施1g·L-1和1.5g·L-1的缩节胺棉花植株氨挥发平均降低28.80%和35.15%,氨挥发量与叶片可溶性蛋白质、气孔面积显著正相关(P0.05),与硝酸还原酶活性和谷氨酰胺合成酶活性呈显著负相关(P0.05);喷施1.5mL·L-1和2.5mL·L-1的乙烯利叶片氨挥发平均增加47.30%和37.40%,氨挥发量与叶片可溶性蛋白质、硝酸还原酶活性和谷氨酰胺合成酶活性之间呈显著负相关(P0.05),与气孔面积呈显著正相关(P0.05)。【结论】喷施缩节胺促进了叶片同化物向生殖器官转移,降低叶片可溶性蛋白质含量,增强了叶片硝酸还原酶和谷氨酰胺合成酶活性,缩小了叶片气孔面积,抑制了棉花植株氨挥发;喷施乙烯利加速了植株的衰老和蛋白质的降解,抑制了叶片硝酸还原酶和谷氨酰胺合成酶活性,增大了叶片气孔面积,促进棉花植株氨挥发。     

棉秆炭配施生物有机肥对连作棉花根际土壤微生态和棉花生长的影响

为了研究棉秆炭配施生物有机肥对棉花连作障碍的防控效果,采用盆栽试验,以连作棉田土壤为试验材料,设计连作土壤(CK)、连作土壤+棉秆炭(T1)、连作土壤+生物有机肥(T2)、连作土壤+棉秆炭+生物有机肥(T3)共4个处理。采用常规方法、Biolog微平板和高通量测序技术,分析不同处理对连作棉花根际土壤养分、微生物数量、功能多样性和病原真菌数量、棉花长势和与抗病性相关的叶片防御性保护酶活性的影响。结果表明:棉秆炭、生物有机肥以及二者配施可显著提高连作棉花根际土壤养分含量和可培养微生物数量,以二者配施(T3处理)的提升效果最好。与CK处理相比,T3处理土壤有机质、速效磷和速效钾含量分别显著提高46.09%、19.71%和144.75%;细菌、放线菌和真菌数量分别显著提高62.32%、63.46%和11.74%。Biolog微生物碳源利用试验表明,T3处理并没有显著增加Biolog微平板上碳源的利用,但提高了土壤微生物多样性,且不同处理间有较明显差异,糖类和氨基酸类是决定主成分分异的主要碳源。高通量测序结果表明,T3处理显著降低了Fusarium病原真菌的数量。棉秆炭、生物有机肥以及二者配施对棉花生长均起促进作用,以T3处理的效果最好,棉花的株高、茎粗、根长分别比CK处理显著增加18.24%、13.89%和14.53%,叶片多酚氧化酶(polyphenol oxidase,PPO)和苯丙氨酸解氨酶(phenylalanine ammonialyase,PAL)活性分别显著提高116.28%和182.55%。综上,与对照、单施棉秆炭或生物有机肥相比,棉秆炭与生物有机肥配合施用改善了连作棉花根际土壤微生态环境,促进棉花生长,同时提高棉花的防御酶活性,能更好防控棉花连作障碍。结果为棉秆科学高效利用和棉花产业健康可持续发展提供理论依据。     

新疆棉花黄萎病发病株根际土壤微生物生态特征

在新疆石河子垦区采集3组棉花健康植株与黄萎病发病植株根际土样,研究其微生物数量、土壤养分、土壤酶等微生物生态特征与棉花黄萎病发病之间关系.结果表明:①发病株根际土壤微生物总量均大于健康株根际土壤微生物总量,且微生物总数和细菌数量与土壤有机质呈显著正相关;②发病株根际土壤真菌数量均大于健康株;③健康株和发病株根际土壤养分和土壤酶活性的变化没有明显规律性.研究表明棉花黄萎病病株根际土壤微生物群落结构的变化,特别是真菌数量的大幅度增加,是棉花黄萎病发病最明显的特征.     

新疆棉花铃期植株氮素挥发初步研究

采用同位素示踪等方法研究棉花铃期植株氮素挥发的化学成分和各成分损失量。在室内水培条件下,采用密闭生长室抽气法测定棉花植株NH3挥发;应用^15N示踪技术,采用静态箱法测定棉花植株N2和N2O挥发。在抽气速率为0.26m^3／h情况下,棉花植株氨的挥发速率约为48.34μg／g·h。同位素标记时期,在静态箱法测定期,棉花N2的释放速率为3.96μg／g·h干重;N2O的释放速率为4.53μg／g·h干重。棉花铃期可以通过地上植株释放出NH3、N2和N2O。     

不同盐渍化土壤栽培的黑果枸杞品质评价

为揭示不同盐渍化梯度土壤对黑果枸杞品质的影响，设置总盐质量百分比0.11%~0.20%（T1）、072%~0.98%（T2）、1.10%~2.20%（T3）三个梯度栽培型和总盐质量百分比0.96%（T4）野生型黑果枸杞共4个处理，采用灰色多维综合隶属度评估法及冗余分析，评价不同处理的黑果枸杞中天然活性物质、微量元素和氨基酸含量的差异。结果显示，T2处理黑果枸杞果实还原糖、转化糖含量最高，分别为317.8 g·kg-1、309.5 g·kg-1，是T4的1.55和1.59倍；T1处理果实Mn、Zn元素及游离氨基酸总量均最高，分别为9.55 mg·kg-1、2370 mg·kg-1和9.61 mg·kg-1，是T4的1.39、3.27和2.38倍。灰色多维综合隶属度评估法显示，T2土壤栽培型黑果枸杞果实品质得分最高是1.47，T4为1.03。综上可知，盐渍化土壤组分优化可提升黑果枸杞的营养成分累积程度，结果为揭示盐渍化土壤提升盐生植物果实品质的作用机理提供参考。     

热解温度和时间对秸秆生物质炭特性的影响

为探究不同热解温度和时间对生物质炭理化性质的影响。以新疆主要作物棉花、小麦和苜蓿的秸秆为材料,在不同热解温度(400、500、600℃)、热解时间(0.5、1.0、2.0、4.0、6.0h)下制备生物质炭。测定生物质炭pH值、有机碳含量、阳离子交换量(CEC),并利用傅里叶红外光谱(FTIR)和扫描电镜(SEM)对生物质炭表面形貌和有机官能团进行分析表征。结果表明:三种生物质炭均为碱性。其表面孔隙发达,官能团种类丰富,均存在烷基、芳香基和一些含氧基团。随着热解温度升高,三种生物质炭的产率、有机碳含量和CEC都逐渐降低,pH值则逐渐升高。热解温度对生物质炭性质有显著性影响,而热解时间对生物质炭特性影响规律不明显。低温(400℃)生产的生物质炭更适用于农田土壤改良,改善土壤结构、提高土壤肥力;高温(600℃)生产的生物质炭更适用于有机、无机污染环境的修复,进而改善土壤或水体环境。