基于叶片数增长动态的营养液供给对番茄生长、产量和品质的影响

【目的】 针对基质栽培番茄的营养液管理问题,研究了基于叶片数增长动态调控营养液供给对番茄生长、产量和品质的影响。 【方法】 温室基质栽培条件下,以番茄为试验材料,根据植株每增长 1、2 和 3 片叶时营养液浓度的提高幅度分别设置 TR0.1 (0.1 mS/cm)、TR0.2 (0.2 mS/cm)和 TR0.3 (0.3 mS/cm) 3 个处理,即叶片数增长动态处理;另设常规营养液管理模式作为对照（CK),即番茄定植至开花前、开花至第一穗果坐果、第一穗果坐果至采收结束 3 个生育期内供给营养液浓度分别为 1.5、2.1 和 2.7 mS/cm。通过测定营养液总盐含量和番茄株高、茎粗、叶片数、产量、养分利用率和品质等指标对不同营养液管理方法进行评价。 【结果】 叶片数增长动态处理 (TR0.1、TR0.2和TR0.3) 营养液浓度提高频率是 CK 的 2.0～5.6 倍,且可利用的营养液总盐含量、大量元素和微量元素的总含量均表现为 CK > TR0.1 > TR0.2 > TR0.3。叶片数增长动态处理 (TR0.1、TR0.2和TR0.3) 和 CK 的茎粗和叶片数受营养液浓度提高幅度影响较小。TR0.1 处理的产量和营养液养分利用率比 CK 分别提高了 30.4% 和 37.7% ( P < 0.05)。与 CK 相比,TR0.1、TR0.2 和 TR0.3 处理的果实中硝酸盐含量和可滴定酸含量分别降低了 19.4%～68.6%和16.7%～23.2% ( P < 0.05),总可溶性固形物和糖酸比分别增加了 0.8%～12.9% ( P < 0.05,TR0.3 除外) 和 31.3%～34.7% ( P < 0.05),说明叶片数增长动态处理的果实品质优于 CK。基于叶片数增长动态调控营养液供给的方法中,与 TR0.3 处理相比,TR0.1 处理的株高增加 7.5 cm ( P < 0.05),产量和营养液养分利用率分别提高了 30.7% 和 29.4% ( P < 0.05);TR0.1 处理果实硝酸盐含量、总可溶性固形物、可滴定酸含量和糖酸比均最高,除糖酸比外,各处理呈显著性差异。 【结论】 基于叶片数增长动态调控营养液浓度供给的方法优于常规基质栽培营养液管理方法,可以实现基质栽培番茄的高产优质,提高营养液养分利用率,其中每增长 1 片叶营养液浓度增加 0.1 mS/cm 的供给方法 (TR0.1),因营养液浓度变化速率快,浓度变化幅度小,对促进番茄生长、养分吸收及增加产量、改善品质的效果最好,为供试条件下最优的营养液调控方法。      

杉木根系对不同磷斑块浓度与异质分布的阶段性响应

【目的】对杉木根系在异质供磷(P)条件下的觅磷行为进行动态监测,探讨磷斑块的浓度与其异质分布对杉木根系觅磷行为的影响。【方法】以福建漳平五一国有林场的半同胞杉木家系为试验材料,利用垂直异质供磷装置,设置KH2PO4 0 mg/kg(缺磷,P0)、4 mg/kg(低磷,P4)、16 mg/kg(正常供磷,P16)和30 mg/kg(高磷,P30)4个磷浓度斑块,将其按照不同顺序垂直排列构建异质供磷处理。在生长50、100、150 d时,进行3次破坏性取样,测定不同阶段不同异质供磷处理下杉木根系形态、生物量及觅磷效率的变化,进行杉木根系生长及觅磷行为的动态观测。【结果】杉木根系表现出阶段性的觅磷策略: 1)当杉木根系处于表层缺磷或低磷斑块时,通过根系的增生向供磷量更高的斑块觅磷,根系增生促进了缺磷或低磷斑块根系的干物质积累,但其根系含磷量较低; 至处理中期,表层缺磷处理的根系从缺磷斑块生长至低磷斑块后,杉木根系受低磷胁迫持续大量增生; 而当表层低磷处理的根系从低磷斑块生长至高磷斑块后,根系在高磷斑块内大量增生,且促进了根系磷养分的吸收及干物质的积累; 处理末期,当高磷斑块置于最底层时,其斑块内的根系生长量、 干物质积累量及根系含磷量均明显较大。2)当杉木根系处在表层高磷斑块时,根系初期仅在供磷量较高的表层生长,其根系生长量与干物质积累量均低于表层供磷量较低的处理,但其根系含磷量却显著大于表层供磷量较低的处理; 处理中期及末期,表层的根系生长量、 干物质积累量及根系含磷量均显著大于其他层次,且表层充足供磷处理的根系向地生长速度最快。【结论】异质供磷条件下,当杉木根系处在缺磷或低磷斑块时,主要通过根系的大量增生来寻觅磷养分; 当杉木根系处在高磷斑块时,在初期致力于斑块磷养分的吸收之后,表层根系大量增生,且根系的磷养分吸收和干物质积累显著大于其他层次,同时提高根系向地生长速度。     

降雨强度和坡度对土壤氮素流失的影响

采用人工模拟降雨的方法,研究了不同雨强(30,50,65,100mm/h)和坡度(0°,5°,10°)下粘质土坡面土壤氮素流失过程,以及雨强、坡度对单位面积土壤氮素流失量的影响。结果表明:(1)降雨过程中,随着雨强和坡度的增大,氮素流失的浓度和总量都会相应增加,且雨强和坡度越大,氮素流失浓度变化越快,径流浓度稳定时间越早;(2)不同雨强下坡度与单位面积土壤氮素流失量呈线性相关,且随着雨强的增大,坡度对单位面积土壤氮素流失量的影响变小;不同坡度下雨强与单位面积氮素流失量的线性关系显著,当雨强一定时,坡度的改变对氮素流失量的变化速率影响不大;(3)雨强和坡度与单位面积氮素流失量之间有显著的线性关系,相关系数达到0.978 9~0.982 0;(4)相同条件下,雨强对氮素流失量的影响比坡度大;(5)在降雨过程中,累积径流量与3种形态氮的累积流失量之间有显著的线性关系,相关系数达到0.914 5~0.961 1。     

玉米栽培模式对暗棕壤微生物学特性及养分状况的影响

玉米栽培模式的改变通过对暗棕壤形成不同程度的扰动,能够引发微生物学特性及养分状况的变化;反之,亦可通过两者的数量变化来定量评估玉米栽培模式对地力培肥的效果。以实施3a的定位栽培试验为供试对象,分别研究玉米高光效休耕轮作栽培(HPE)、地膜覆盖下的高光效休耕轮作栽培(PM-HPE)、宽窄行交替休闲栽培(WNR)以及农民等垄宽常规栽培(CC)4种模式对暗棕壤养分状况、酶活性及微生物量碳氮(SMBC、SMBN)的影响,并在此基础上进行种植带与休耕带的分类讨论,相关结果表明:(1)高光效栽培对暗棕壤全氮含量利用程度较高,栽培措施改变对全磷含量影响较小,休闲栽培能够显著提升暗棕壤全钾含量水平,但对有效磷及有机质含量有着明显的消耗作用;(2)常规栽培具有改善暗棕壤脲酶及碱性磷酸酶活性的双重作用,但对过氧化氢酶活性则表现为抑制作用。无论覆膜与否,高光效栽培对蛋白酶活性皆有所抑制。基于休闲栽培,密植玉米的种植带更有利于蛋白酶及碱性磷酸酶活性的增高,而过氧化氢酶活性在此过程中遭受抑制。高光效栽培下的休耕带,其脲酶活性略高于种植带,而宽窄行交替休闲栽培所表现的规律相反;(3)常规栽培更有利于暗棕壤SMBC成分的累积以及SMBN含量的消耗,休闲栽培下的种植带,其SMBC含量明显高于休耕带的结果;休闲栽培有利于土壤细菌的繁衍,而覆膜能够在同等栽培条件下增加真菌在微生物区系中的存在比例。     

模拟降雨条件下纳米碳对黄土坡面养分流失的影响

基于野外人工模拟降雨试验,初步研究了90mm/h的降雨强度下,条施不同纳米碳含量(质量含量分别为0,0.01,0.05,0.07,0.10kg/kg)对黄土坡面水分及养分流失调控的影响。结果表明:(1)纳米碳含量对降雨入渗过程及坡面产流量有显著影响,随着纳米碳含量的增大,平均入渗率呈增大趋势,而径流量呈减小趋势。(2)与对照相比较,纳米碳的存在可显著缓解土壤侵蚀。纳米碳的质量比为0.01,0.05,0.07,0.10kg/kg的小区可分别降低坡面径流量40%,41%,68%和74%,降低坡面产沙量为27%,50%,68%和79%。(3)条施纳米碳可以有效保持黄土坡面土壤养分含量。与对照组相比较,纳米碳的质量比为0.01,0.05,0.07,0.10kg/kg的小区分别降低径流氮的流失量为47%,52%,74%和79%,降低泥沙氮的流失量为10%,60%,74%,87%;分别降低径流磷的流失量为63%,63%,88%和86%,降低泥沙磷的流失量为29%,56%,86%,83%;分别降低径流钾的流失量为43%,46%,81%和83%,降低泥沙钾的流失量为25%,62%,78%,87%。     

短坡坡长变化对坡地风沙土产流产沙及氮磷流失的影响

通过野外水流冲刷试验,对比分析了不同坡长条件下坡面产流产沙及氮磷流失特征。结果表明,上方来水流量一定时,坡长越长,其坡面入渗量越大,径流量越小,且存在一个临界坡长,使得径流量和入渗量相当,累计径流量与坡长是负线性关系。随着坡长增加,产沙量增大,单位坡长的泥沙流失量在各坡长条件下差异并不显著(P0.05)。累计泥沙量随着坡长增大而增大;幂函数比指数函数能更好的描述硝态氮和水溶性磷浓度变化过程;泥沙中硝态氮和有效磷的含量整体上随时间呈减小趋势。坡长越长,其养分富集率越大;随着坡长增大,存在一个临界坡长使得养分流失总量最大;土壤剖面硝态氮含量分布随着深度增大呈现出峰值特征,但是峰值存在的深度不同。土壤剖面有效磷主要积聚表层5cm以上,5cm以下有效磷含量极低。研究结果对进一步分析坡长对水土养分流失的影响具有参考价值。     

植被类型对黄土坡地产流产沙及氮磷流失的影响

植被类型影响黄土坡地径流、土壤侵蚀和和养分迁移过程。该研究通过野外水流冲刷试验,对比分析了6种植被条件下坡面产流产沙及氮磷流失特征。研究结果表明,大黄花拦蓄径流作用最为明显,而大豆最弱;产沙量随时间的变化会出现峰值特征,其中苜蓿控制土壤侵蚀作用要优于其他植被;径流中硝态氮和水溶性磷的浓度在放水初期随时间迅速衰减,而后趋于稳定,幂函数比指数函数能更好的描述径流中硝态氮和水溶性磷浓度变化过程;泥沙中的硝态氮含量随时间迅速衰减,而有效磷的含量则随着时间逐渐波动减小,二者的最高含量均发生在苜蓿地。养分的富集率与土壤侵蚀量成反比;径流硝态氮流失总量的大小关系为谷子苜蓿柠条玉米大豆大黄花,水溶性磷流失总量的大小关系为谷子玉米柠条大豆大黄花苜蓿,谷子、玉米、柠条、大豆、大黄花各自硝态氮和水溶性磷的流失总量基本相同(P0.05);土壤剖面硝态氮含量随着深度增大呈现出峰值特征,且峰值存在的深度不同,土壤有效磷主要积聚在表层5 cm以上,5 cm以下含量极低。综上可知,野外草本植被在拦截径流、减少土壤侵蚀和控制养分流失方面要优于农田作物,在植被恢复中应广泛采用农地撂荒的方式进行恢复。     

生物降解膜促进冬油菜养分吸收减少土壤硝态氮累积

针对普通地膜覆盖导致的农田环境污染和土地退化问题,通过2 a田间试验,从土壤有机质含量、硝态氮累积与分布、作物养分吸收和籽粒产量等层面出发,进行了普通地膜覆盖(PM)、生物降解地膜覆盖(JM)和露地(CK)栽培冬油菜的对比研究。结果表明,播种后60和150 d,JM处理的土壤有机质含量、土壤硝态氮的累积和分布与PM处理无显著差异;播种后240 d,JM处理的土壤有机质含量显著大于PM处理,土壤硝态氮的累积量显著小于PM处理,且PM处理土壤硝态氮的淋洗下移峰值更大。PM和JM处理冬油菜的产量及地上部各器官的氮、磷、钾吸收量均显著大于CK,且PM和JM无显著差异。与PM处理相比,JM处理在播种后240 d时土壤有机质质量分数提高7.0%,土壤硝态氮累积量减少34.1%。可见,PM处理在冬油菜生育后期过分消耗地力,且残留在土壤中的硝态氮含量较高。该研究从土壤营养和作物养分吸收利用方面为生物降解地膜应用于农业生产的可行性提供了理论依据。     

气压式玉米精量播种机均匀低损配气机构设计与试验

针对气压式玉米精量播种机配气系统存在各行气流分配不均、气压损失及气流速度损耗较大的问题,基于加压导管定常不可压缩湍流模型损失理论,探明了气流损失及分配不均的原因。采用等效仿真简化模型,通过 CFD （computational fluid dynamic,CFD）仿真4种不同气路结构中气压损失及气流速度损耗,分析得出最佳气流分配方式;通过正交试验,得出分配器最优结构形式;确定了配气机构连接段最优母线形状为内凹-外凸组合型曲线,连接段长度以及组合曲线内凹外凸水平长度比是2个影响配气机构性能的关键参数,连接段长度值越大,节锥角越小,且组合曲线内凹外凸水平长度比在3附近时气压损失及速度损耗最小。与常用配气机构进行对比试验,试验结果表明,常用配气机构的气压损失在30%以上,而该低损配气机构能够将气压损失减小到10%以内,气流速度损耗不显著,各行压力一致性变异系数在4%以内。     

不同树龄骏枣树养分吸收差异研究

【目的】旨在明确不同树龄骏枣树形成单位产量所需的各器官营养元素年吸收量的异同点,以期为骏枣生产中的科学均衡施肥提供理论依据。【方法】以新疆阿克苏地区4、 7和10年生骏枣树作为试材,从枣树地上部分各器官分别采样,测定N、 P、 K、 Ca、 Mg、 Mn、 Fe、 Zn和Cu含量。【结果】骏枣树形成地上部各器官单位生物量所需要的养分含量,不同树龄间相比差异均不显著,但其生物量在总生物量中所占的百分率有差异,4、 7、 10年生骏枣树果实占地上部年总生物量的百分率依次为72.9%、 73.7%、 75.7%,叶片依次为5.4%、 5.2%、 5.1%,花依次为1.3%、 1.5%、 1.4%,茎枝依次为20.4%、 19.5%、 17.6%,三个树龄骏枣树各器官生物量的大少顺序均为果实＞茎枝＞叶片＞花。每形成1000 kg果实的总生物量随着树龄的增大而逐渐减少,茎枝保留和剪掉部分生物量均降低。采前落果率随树龄增加上升,叶片生物量减少,受精花生物量上升,而其掉落部分生物量表现先上升后下降。三个树龄骏枣地上部分生物量年增加量所需要的各营养元素量顺序均为K＞N＞Ca＞Mg＞P＞Fe＞Zn＞Mn＞Cu,每形成1000 kg果实所需要吸收的养分量非常接近,4年生骏枣树为N 22.8 kg、 P 1.7 kg、 K 34.0 kg、 Ca 7.4 kg、 Mg 5.0 kg、 Mn 54.5 g、 Fe 916.9 g、 Zn 202.8 g、 Cu 42.5 g; 7年生骏枣树为N 22.7 kg、 P 1.7 kg、 K 33.9 kg、 Ca 7.3 kg、 Mg 4.9 kg、 Mn 53.9 g、 Fe 907.2 g、 Zn 204.5 g、 Cu 42.0 g; 10年生骏枣树N 22.1 kg、 P 1.7 kg、 K 33.4 kg、 Ca 6.8 kg、 Mg 4.7 kg、 Mn 51.8 g、 Fe 871.3 g、 Zn 204.8 g、 Cu 40.4 g。【结论】3种树龄骏枣树地上部年总生物量中果实生物量与其余生物量的比例约为3∶1,且形成1000 kg果实所需的养分量也基本一致。由于总生物量和果实产量随树龄的增加而增加,因此,对养分的总需求量增加。但是由于果实生物量所占比例有所增加,测算单位产量所需要的各营养元素年吸收量时,也应考虑果实以外器官的年生物量所需要的养分吸收量,才能得到较准确的肥料施入量和各营养元素的比例。