黄淮区不同年代冬小麦主栽品种根系性状及氮素利用率的差异

为探明黄淮区冬小麦主栽品种的根系性状和氮素利用率的年代变化趋势,以12个不同年代主栽品种为材料,采用根袋盆栽方法,研究了根系形态、吸收能力与生产力及氮素利用率的年代差异。结果表明,随着年代的推进,小麦籽粒产量、生物量、氮肥偏生产力和氮素吸收效率显著提高,增长率分别为每年0.53%、0.38%、0.53%和0.59%,而氮素内部利用效率则呈下降趋势。小麦孕穗期和成熟期的根系总长、总表面积、总体积和平均直径均随着年代推移和品种改良呈显著下降趋势,其中成熟期的相应指标分别每年下降0.68%、1.48%、2.26%和0.78%;根系生物量和根冠比亦显著降低,而比根长则呈显著递增趋势。单位根表面积吸氮量随着年代推移而显著增加,平均每年增长2.09%。此外,近根区土壤硝态氮含量和硝化势随年代推移和品种更新有增加趋势。可见,近期小麦品种比早期品种在生产力和氮素利用效率上更具有优势,可能与根系生长冗余的降低、根系氮素吸收能力的增强、根冠关系的协调优化以及硝态氮营养的增强等有关。     

大麦芽阿魏酸酯酶的分离纯化及其部分酶学性质的测定

本试验采用硫酸铵分级沉淀、透析、DEAE-52离子交换层析对大麦芽中的阿魏酸酯酶(FAE)进行了分离纯化,并测定了其部分酶学性质。结果显示,分离纯化后获得了阿魏酸酯酶纯品,纯化倍数达34倍;经SDS-PAGE电泳显示为单一条带,并测定其相对分子质量约为29.3 ku;最适反应温度为50℃;最适pH为5.5,但阿魏酸酯酶在60℃以下,pH 4.5~7.5之间有较好的稳定性;Zn2+、Cu2+、Fe3+对酶活有很强的抑制作用,Na+和EDTA对酶有一定的激活作用。     

全球燕麦生产时空演变规律及对中国的启示

燕麦是世界第七大栽培作物,也是中国北方重要的粮饲兼用作物,因其具有抗旱、耐瘠薄等特性,在中国旱作区农业发展中占有举足轻重的地位。明确全球燕麦生产时空演变规律,可为中国燕麦种植结构调整和优化提供重要参考依据。本研究基于1961-2019年全球燕麦生产数据,利用线性回归模型、贡献率以及优势指数分析全球燕麦生产时空演变规律。结果表明,近59年来,全球燕麦收获面积和总产量均呈降低趋势。欧洲是全球燕麦生产中心,1961-1980、1981-1998和1999-2019年三个阶段的总产量分别占世界总量的58.2%、67.4%和62.6%;中国燕麦在这三个阶段的收获面积和总产量总体呈下降趋势,但同期总产量的世界占比却不断增加,从2.0%增长至3.0%。其中,2019年中国燕麦总产量达49.6万t,位列世界第十位。与美国、加拿大、芬兰和澳大利亚等主产国相比,中国燕麦生产的规模优势指数和效率优势指数虽处于不断上升趋势,但整体仍处于劣势地位。因此,优化调整燕麦种植规模,提高单产水平,对中国燕麦产业的可持续发展具有重要意义。     

不同有机物料对设施土壤环境和西瓜生长的影响

以西瓜品种黄金宝为试材,采用完全随机设计,研究了不同有机物料对设施西瓜产量、品质及土壤理化性质的影响。结果表明:与常规施肥相比,施用有机肥可显著影响西瓜生长、品质、养分及产量。其中,蚯蚓粪可增加西瓜的蔓长、茎粗、分枝数、叶绿素含量及光合效率;提高土壤磷、钾素和有机质含量,显著降低土壤碱性,缓解土壤盐害;增加土壤中细菌、放线菌数量,降低真菌数量;提高土壤中脲酶、蔗糖酶和中性磷酸酶活性;提高总糖、VC含量,降低有机酸含量,比羊粪对照增产54.24%。综合来看,蚯蚓粪效果最显著,建议在生产中推广使用。     

核（桃）麦间作系统中小麦生长发育与产量形成分析

果麦间作是目前南疆大力发展的一种兼顾经济效益和粮食安全的种植模式,由于间作系统环境的影响,小麦的生长和产量受到较大影响。对新疆墨玉县2种核(桃)麦间作模式下小麦生长发育与产量构成进行调查。结果表明:小麦间作较单作灌浆后期单株绿叶面积减少11.18~14.01cm2,成熟期推迟4~6d,穗部器官干物质积累量每株减少0.22~0.53g,穗粒数降低13.36%~20.64%,千粒质量减少10.78%~23.43%,收获穗数减少20.38%~20.74%,产量减少47.63%~74.53%。间作系统内,近树区麦株生长、顶叶SPAD值、各器官干物质积累量及产量受到的影响高于远树区,且随生育期推后其值受影响程度有增大趋势,表现出累积效应。间作对小麦生长性状的影响大小为单株绿叶面积单株茎蘖数茎绿叶数株高,对各器官干物质积累生长影响大小为茎穗叶,对产量构成影响大小为收获穗数千粒质量小穗数穗粒数穗长。通过比较,核桃9m×3m模式间作小麦产量优于6m×4m模式,是值得推广的配置。     

南疆枣麦间作系统中根长密度、根表面积密度分布特征

在和田地区的冬小麦成熟期和枣树扬花期采用根钻法采集单作小麦、单作5a生枣树、枣麦间作系统根样,利用Win-SURFER v.8.0软件进行根系根长密度、根表面积密度分析,并在小麦和枣树成熟阶段进行经济产量和地上部生物量测定,通过土地当量比进行间作系统评估。结果表明,枣麦间作系统枣树和小麦的产量和地上部生物量均显著下降。枣麦间作系统产量和地上部生物量土地当量比(1.383和1.322)均大于1,相比相应单作模式,有较高的总产量和土地利用效率。间作条件下的小麦和枣树根长密度、根表面积密度比单作相应土层根长密度、根表面积密度小。间作小麦20~60cm土层根长密度值比单作小麦相应土层根长密度值减少46.2%;间作红枣20~60cm土层根长密度值、根表面积密度值比单作红枣相应土层根长密度值、根表面积密度值减少34.5%和31.2%。5a生枣树与小麦根系在20~60cm土层生态位重叠,促使间作小麦和间作枣树根长密度、根表面积密度分布不均匀。     

减氮对豫北限水灌溉冬小麦冠层结构和光合特性的影响

为了解节水栽培条件下冬小麦光合对减氮的反应,以豫北地区冬小麦为研究对象,在限水灌溉(春浇一水)条件下,以当地冬小麦生产中常规施氮量(底施氮量+追施氮量:120+210 kg·hm~(-2))为对照,设置不同减氮处理(底施氮量+追施氮量分别为120+150、120+90、120+0、0+0 kg·hm~(-2)),研究减氮对冬小麦冠层叶片和非叶器官形态特征、冠层光分布和光合速率的影响。结果表明,随施氮量的减少,小麦开花期单茎叶面积、上三叶面积及旗叶节以上非叶绿色器官面积均呈下降趋势,降幅分别为9.7%～28.0%、10.6%～30.3%和5.2%～16.8%,叶器官面积和上三叶面积下降幅度均高于旗叶节以上非叶绿色器官面积的下降幅度。减氮处理下,开花期上三叶长和宽分别减少4.4%～8.8%和11.8%～15.6%,叶片变窄变短,而倒四叶叶型无明显变化。另外,上三叶平均比叶重随氮肥减少总体呈增加趋势,表明适量减氮有助于改善上三叶叶片质量。随施氮量的减少,花后各叶层透光率呈增加趋势,其中灌浆中前期(开花至花后20 d)减氮处理的倒四叶层、倒三叶层、倒二叶层和旗叶层透光率分别比对照高39.0%、38.0%、23.8%和9.4%。随施氮量的减少,花后上三叶光合速率总体均呈先略升后降的趋势,其中旗叶和倒二叶光合速率在花后均以120+210 kg·hm~(-2)、120+150 kg·hm~(-2)和120+90 kg·hm~(-2)处理较高,且处理间差异较小,而倒三叶光合速率在开花至花后18 d均以120+150 kg·hm~(-2)和120+90 kg·hm~(-2)处理较高,分别比对照高38.7%和24.7%。这说明,减氮减少了冬小麦单茎叶面积,增加了非叶器官面积占单茎总光合面积的比例,且上三叶叶片变小,叶片质量提高,增加了花后冠层下部叶片受光比率,改善了冠层下部叶片的受光状况,有利于提高冠层下部叶片的光合速率。     

滴灌量对冬小麦干物质积累、灌浆和籽粒产量的影响及行间差异

为探究滴灌量对冬小麦干物质积累及籽粒灌浆影响的行间差异,在大田滴灌条件下,设置了3 750 m·hm^-2（高水量）、3 150 m·hm^-2（中水量）和2 475 m·hm^-2（低水量）3个灌水量处理,测定分析了不同灌水条件下距滴管不同位置行（滴管单侧第1行定为近管行,第3行定为远管行）的小麦干物质积累量、籽粒灌浆及籽粒产量形成特征。结果表明,冬小麦单茎及各器官干物质积累量均随滴灌量的增加而增加,且近管行高于远管行。随滴灌量的降低,籽粒灌浆持续时间缩短,灌浆速率峰值提前出现,但平均灌浆速率无显著变化;在高水和中水量下远管行与近管行的灌浆参数相似,但在低水量下远管行的最大和平均灌浆速率明显低于近管行。在相同灌水量下远管行的籽粒产量均低于近管行,但在中水量和高水量下行间籽粒产量差异不显著。处理间籽粒产量表现为高水量>中水量>低水量,但中水量与高水量间差异较小,且中水量的灌溉水分利用效率最高。     

南疆核桃与小麦间作系统种间根直径及比根长空间分布特征

采用根钻法取样,对南疆和田核桃冬麦间作系统根系的空间分布特征进行研究,通过分析核桃/冬麦间作不同种植模式中核桃(Juglans regia L.)和冬麦(Triticum aestivum L.)的地上部生物量、土地当量比(LER)及地下根系生物学特性的空间分布,为南疆核桃冬麦复合系统的合理配置和高效生产提供理论依据。结果表明,核桃/小麦间作系统核桃树和小麦的地上部生物量下降。核桃/小麦间作系统地上部生物量和土地当量比(LER)(1.620、1.617)均大于1,相比相应单作模式有较高土地利用效率。间作条件下的核桃树和小麦根直径(RD)比单作相应土层根直径(RD)小,但间作条件下的核桃树和小麦比根长(SRL)比单作相应土层SRL大。复合系统中0~40cm土层1a生核桃和2a生核桃的根直径比单作1a生核桃、单作2a生核桃的根直径降低30.36%、26.18%;复合系统中与1a生核桃间作、与2a生核桃间作0~40cm土层的小麦根直径,比小麦单作降低23.7%、59.2%。复合系统中0~40cm土层的1a生核桃、2a生核桃的比根长,比1a生核桃单作、2a生核桃单作增加14.3%、6.7%;复合系统中与1a生核桃间作、与2a生核桃间作0~40cm土层的小麦比根长比小麦单作增加2.1%、22.5%。核桃树与小麦根系在0~40cm土层生态位重叠,促使间作核桃树和小麦根直径、比根长分布不均匀。     

南疆核桃间作冬麦复合系统根系分布特征研究

研究核桃-小麦复合系统中根系分布特征,为南疆核桃小麦间作系统土壤资源利用效率提供合理设计依据。以核桃、小麦单作为对照,采用根钻法取样,用Win-RHIZO根系分析系统对根系形态进行分析,比较核桃-小麦复合系统与单作系统中植物根的空间分布,通过土地当量法对复合系统评估。结果表明,复合系统中核桃和小麦的根表面积密度、根干质量密度比相应土层的核桃单作、小麦单作小;复合系统中20~40cm土层中1a生核桃、2a生核桃的根表面积密度,比1a生核桃单作、2a生核桃单作降低了30.36%、26.18%;复合系统中与1a生核桃间作、与2a生核桃间作20~40cm土层的小麦根表面密度,比小麦单作降低了23.7%、59.2%;复合系统、单作中0~40cm土层的1a生核桃、2a生核桃的根干质量密度为0~100cm土层内根总生物量的75.31%、82.84%、76.76%、83.23%;0~40cm土层为核桃与小麦根系的重叠生态位,促使复合系统中的根系分布不均匀;复合系统的地上部生物量土地当量比(1.620和1.617)均大于1,比相应单作模式提高了土地利用效率。