长期定位施不同氮源有机肥替代部分含氮化肥对陇东旱塬冬小麦产量和水分利用效率的影响

在陇东黄土旱塬覆盖黑垆土大田,利用陇鉴301进行了连续10年的定位试验,观测长期施用不同氮源有机肥(发酵有机肥、农家肥)或小麦秸秆还田各处理对冬小麦产量相关性状和水分利用效率的影响。结果显示,小麦产量和水分利用效率年际间变化较大,与降雨量有直接关系;不同有机氮源替代部分含氮化肥处理对提高冬小麦产量和水分利用效率具有明显作用。在干旱、平水和丰水年型,较不施肥对照分别增产53.1%~103.7%、40.3%~79.3%和73.1%~94.8%,较单施化肥对照分别增产6.6%~41.8%、7.0%~36.8%和-2.9%~9.3%。以发酵有机肥做替代物处理的产量和水分利用效率最高,增产幅度最大,10年平均产量较不施肥和单施化肥对照分别增加88.9%和25.4%,水分利用效率和边际水分利用率也最高,分别为10.8 kg mm~(-1) hm~(-2)和1.03 kg m~(-3);并且产量构成因素和植株生理指标也优于其他处理。因此,发酵有机肥是陇东半湿润偏旱雨养农业区(年降水量约550 mm)冬小麦生产上替代部分含氮化肥的首选有机氮源。     

硒胁迫对紫花苜蓿硒积累及矿质元素吸收的效应

为了探讨硒胁迫对紫花苜蓿硒积累及对其他矿质元素吸收的影响。以3种苜蓿阿尔冈金、大叶苜蓿、维多利亚为试材,采用土培试验方法,研究了硒胁迫对紫花苜蓿不同组织的生物量、转运系数、耐性指数、硒积累量、硒含量和矿质元素含量的影响及紫花苜蓿对硒的积累能力。结果表明:施以100μmol/L硒时,硒处理显著提高了3个品种苜蓿根、茎、叶片的硒含量、耐性指数、硒积累量和K、P、Ca、Mg元素的吸收,当硒浓度为900μmol/L时,则降低了阿尔冈金和维多利亚不同器官生物量及大叶苜蓿根的生物量积累,且降低了阿尔冈金和维多利亚不同器官及大叶苜蓿根和茎对Zn吸收积累量。不同品种间相比较,大叶苜蓿生物量、硒积累量和K、P、Mg元素吸收显著高于其他2个苜蓿,且差异显著。综合评价表明,大叶苜蓿对矿质元素和Se有较好的吸收和富集能力。     

双低杂交油菜‘丰油10号’干物质积累及养分吸收规律

为了解双低杂交油菜新品种‘丰油10号’养分吸收利用规律,以‘丰油10号’为材料,在河南油菜主产区进行田间试验,分析了油菜各器官干物质积累量以及成熟期氮、磷、钾、硫、硼养分的累积量。结果表明:油菜全株干物质积累量随生育进程的推进呈"S"形变化曲线,蕾薹期至花期呈快速增长趋势;油菜籽粒产量与苗期干物质积累量呈抛物线关系(R2=0.9798**),与开花期-成熟期干物质净增量呈显著线性关系(R=0.9879**)。籽粒是氮、磷的分配中心,分别占总吸收量的73.32%和75.16%;钾主要分布在茎枝和角果壳中,籽粒中钾素仅占总吸收量的21.31%;硫主要分布在角果壳和籽粒中;硼元素主要分布在茎枝和籽粒中,占总吸收量的69.89%;根中各养分分布均最少,分配比例也最低。新品种‘丰油10号’地上部分与全株干物质积累量均随生育时期的推进呈现"慢—快—慢"的变化曲线,根、茎、叶中的养分N和P在花期后会转移到籽粒中,因此,油菜花期前保证充足的养分供给是高产的前提。     

夏大豆植株干物质积累数学模拟研究

对夏大豆濉科8号、中黄13两个品种从出苗至成熟共15次测定了植株质量,建立了数学模型。结果表明:植株、茎叶质量呈"慢—快—慢—降"的单峰变化趋势,而籽粒质量呈"慢—快—慢"的S形曲线变化趋势,单株粒重、百粒重则随生育时期呈直线增长趋势。y=ef(t)真实的反映了出苗、始花、终花至成熟期植株、茎叶质量变化。     

遮穗和去颖下燕麦穗部特征变化和穗部光合贡献率估算

随着探索提高植物整体光合能力相关研究的不断开展，麦类作物穗部器官等植物非叶绿色器官光合潜力挖掘逐渐得到关注。本研究在成都平原秋播美达、贝勒、莫尼卡、摄政王、泰克和甜燕60等6个品种燕麦，设置遮穗、去颖2个试验处理，比较分析了各品种间穗部特征、穗部光合贡献率、颖片光合贡献率和茎光合物质转移率等差异。结果表明，燕麦穗部器官光合贡献率为28.56%～49.05%，其中甜燕60最高；6个品种燕麦的颖片光合贡献率为11.03%～36.88%，茎光合物质转移率为6.65%～35.81%。燕麦穗部器官对籽实增重表现了较高的光合贡献，当燕麦穗部器官光合受到限制时，燕麦单粒种子重和单穗种子数显著降低，尤其是影响双粒小穗数。     

田间烤烟叶片缺钾症状与钾积累及土壤供钾水平关系

基于田间正常施肥烟株生长中期中、上部叶通常出现缺钾症状的现象,以烤烟品种K326为材料在砂质壤土上进行了田间试验,定期观察无钾(即K0,仅按常规施用氮磷肥,K_2O用量为0 kg·hm~(–2))、常规施肥但中后期出现缺钾症状(即CF,按常规施用氮磷钾肥,K_2O用量为364 kg·hm~(–2)但中后期仍有缺钾症状)、常规施肥且正常生长(即CK,按常规施用氮磷钾肥,K_2O用量为364 kg·hm~(–2)但中后期无缺钾症状)3处理烟株移栽后生长情况(特别是叶片缺钾症状的出现情况),并及时采集和测定了相应烟株的干物质、钾含量及根区土壤速效钾含量,以阐明正常施肥烤烟中、上部叶出现缺钾症状的可能原因。结果表明:(1)CF和K0烟株在移栽后33 d前叶片均未出现缺钾症状;但根区土壤速效钾含量移栽后42 d低于99.86 mg·kg~(–1)时,K0烟株第8～第15叶陆续表现缺钾;CF烟株根区土壤速效钾含量移栽后57 d低于131.1mg·kg~(–1)时,第12～第16叶也相继缺钾,而其他叶位叶片正常。(2)从移栽至42 d,CK和K0烟株干物质和钾素累积量虽皆明显增加,但K0烟株总量偏低趋势愈发显著;至移栽后57 d期间,CK和K0烟株前述两个指标继续增加,但此期CF干物质累积有相似的增加趋势,而钾素累积与出现缺钾症状前相比(即移栽后42 d时CK)则略有减少;(3)移栽后42 d至57 d,CF烟株上、中部叶和K0烟株上部叶钾净输出明显,而茎中净输入显著,其他器官或部位总体持平或略有增加;CK烟株上部叶钾素输入、输出维持平衡,其他器官有净增加。(4)生长期间,CK烟叶钾含量皆表现出随叶位上升而呈总体下降,K0烟叶前期有相似规律,但移栽后42 d、57 d呈"上升-下降-上升",CF于移栽后57 d为"下降-上升"趋势。上述结果说明,K0烟株移栽后42 d中部叶开始缺钾是钾整体吸收不足所致,后期则兼有上部叶钾净输出原因;CF烟株出现中、上部叶缺钾而下部叶正常则有3个原因,一是后期体内干物质累积持续增加导致的稀释;二是此期整株钾累积不仅未增加,且有下降;三是CF烟株中、上部叶钾净输出增加。     

基于EDEM的猪粪接触参数标定

为准确快速获得畜禽粪便的接触参数,该研究通过物理堆积试验与仿真方法对猪粪接触参数进行了标定。测定了不同含水率下猪粪的堆积角,建立了含水率与堆积角的回归方程;基于Hertz-Mindlin with JKR球体粘结模型,进行了离散元仿真模拟;采用筛选试验设计(Plackett-BurmanDesign,P-BD)对10个初始参数进行了筛选,发现JKR(Johnso-Kendall-Roberts)表面能、颗粒间滚动摩擦系数、颗粒间碰撞恢复系数对猪粪堆积角影响显著;并根据响应曲面试验设计(Box-BehnkenDesign,B-BD)建立了堆积角与显著性参数的二阶回归模型,得到了3个显著性参数值分别为JKR表面能0.03J/m~2、颗粒间滚动摩擦系数0.27、颗粒间碰撞恢复系数0.54;将仿真所得堆积角与物理试验值进行对比验证,相对误差为4.27%。结果表明,该研究提出的标定方法能准确模拟物理堆积试验,可为畜禽粪便接触参数的标定提供参考。     

马齿苋中草酸钙晶体形态及积累特征

马齿苋(Portulaca oleracea L.)是营养价值较高的常用野生蔬菜,含有丰富的矿质元素,但目前人们对其钙养分的存在状态还缺乏认识,因此本研究对马齿苋茎和叶进行了显微观察,以了解马齿苋是否含有固定钙的草酸钙晶体以及晶体的积累特征。结果表明,马齿苋积累的草酸钙晶体,属于簇晶类型,直径为25~50μm;分布于茎的髓部和叶的叶肉组织中,叶中晶体多,每1 mm²叶片约含有287个晶体,而茎中含晶体少,每1 mm²茎横切面上只含有26多个晶体。叶中的草酸总含量、可溶性草酸和不溶性草酸含量均高于茎中,草酸分布模式与草酸钙晶体分布模式一致。显然,由于草酸钙晶体的积累,马齿苋中的钙相当一部分以难溶状态存在。     

水肥一体化对山地鲜桑椹商品性状的影响

为探索不同为微地形条件下水肥一体化工程技术对干热河谷区桑园果桑商品性状的影响,以盐边县刚成熟、正成熟和过成熟的鲜桑椹为研究对象,对比坡面雨养区(DN)、沟道两旁雨养区(WN)、坡面（水肥一体化）灌溉施肥区(DF)和沟道两旁（水肥一体化）灌溉施肥区(WF)桑椹的果长、果径、体积、质量、密度、果形指数和糖度的差异。结果表明：（1）灌溉施肥可以影响桑椹结果的物候特征,加速桑椹成熟。（2）灌溉施肥、微地形、灌溉施肥和微地形的交互作用对鲜桑椹的果长、果径、体积和果形指数具有极显著影响。（3）成熟度可以显著影响鲜桑椹的果长、果径和体积,但对鲜桑椹果形指数的影响不显著。 （4）在灌溉施肥条件(DF、WF)下,桑椹的成熟度越高,其密度和质量越高;在DN区,过成熟桑椹的密度和质量显著高于刚成熟和正成熟的桑椹;而在WN区,正成熟桑椹的密度质量显著高于过成熟和刚成熟的桑椹密度。（5）平均糖度最高的为WF区的过成熟桑椹,平均糖度高达18.01%,而最低的为WN区的刚成熟桑椹,平均糖度仅为11.76%。（6）DN区和WN区桑椹的商品性状的差异主要是外形和糖度的差异,WN区的桑椹比DN区糖度低、外形大。（7）WF区桑椹与DF区桑椹的商品性状差异不大。上述结果揭示了水分和养分供给调控桑椹商品性状的内在机制,即水分供应可促进鲜桑椹变大变重,施肥可让鲜桑椹口味更甜。     

Density responses and spatial distribution of cotton yield and yield components in jujube (Zizyphus jujube)/cotton (Gossypium hirsutum) agroforestry

Trees are the dominant species in agroforestry systems, profoundly affecting the performance of understory crops. Proximity to trees is a key factor in crop performance, but rather little information is available on the spatial distribution of yield and yield components of crop species under the influence of trees in agroforestry systems. Also, little information is available on how crop density may be exploited to optimize the yield in such systems. Here we studied the performance of cotton in jujube/cotton agroforestry. Field experiments were conducted in 2012 and 2013 in Hetian, Xinjiang, China. Cotton was grown at a row distance of 60 cm in three densities, 13.5, 18.0 and 22.5 plants m⁻² in six m wide paths between tree lines in a jujube plantation. Plant density affected both cotton aboveground dry matter and yield significantly. The highest yield was attained at the intermediate density of 18.0 plants m⁻² (20.0 plants m⁻² corresponding in sole cotton), lower than the optimal density in sole cotton (25.0 plants m⁻²). Yield at the lower density was constrained by the low number of bolls per m² as a direct consequence of the low density, whereas at the high plant density yield was constrained by a lower allocation of assimilates to cotton seed and lint, as a consequence of intraspecific and interspecific competitions. There were strong gradients in yield and yield components in relation to the distance from the tree rows. Leaf area and total dry matter of cotton in rows close to the tree lines were reduced, especially in the rows next to the trees. Moreover, biomass allocation to cotton fruits was reduced in these rows. Competitive influences from the trees on cotton performance extended two rows deep in a six-year old jujube stand, and even three rows deep in a seven-year old stand. Shading effects on cotton yield were compensated by increasing plant density as a result of greater boll numbers per unit ground area. Data from this study help guide the design of optimal plant density of cotton in jujube plantations and give insight in the spatial distribution and dynamics of competitive effects in agroforestry systems in general.