增温对宁夏引黄灌区大豆氮磷钾养分吸收利用和产量的影响

为了探索气候变化对宁夏引黄灌区大豆氮磷钾养分吸收利用和产量的影响,利用田间大气自动增温设备研究不同增温处理(0、0.5、1.0、1.5、2.0℃)下大豆不同生育期植株干重、不同器官氮磷钾含量、植株累积量和产量等.结果表明,增温0～2.0℃有利于大豆干物质累积、提高不同器官氮磷钾含量和植株累积量;大豆百粒重随着增温梯度的增加而增加,但是单株结荚数量随着增温梯度的增加而显著降低,最终导致大豆产量、收获系数和氮磷钾利用效率降低.     

酒庄生产废水灌溉对绿化带土壤微生物群落的影响

为制定酒庄生产废水灌溉的可行性、安全性标准提供理论依据,以宁夏回族志辉源石(ZHYS)、银色高地(YSGD)、沃尔丰(WEF)、米擒(MQ)4个酒庄生产废水灌溉区绿化带土壤为研究对象,以清水灌溉区为对照,分析酒庄生产废水灌溉对绿化带土壤微生物群落与土壤理化性质的影响,以及废水灌溉区土壤理化性质和微生物群落之间的关系.废水灌溉后,4个酒庄土壤的pH值均升高,部分酒庄绿化带土壤全盐、有机质含量较对照组升高,而全磷、速效钾、速效磷含量降低.对土壤微生物群落结构的分析表明:废水灌溉使米擒和志辉源石酒庄土壤的香农(Shannon)和Chao1指数降低.2种水质灌溉下,优势种群均为变形菌门(Proteobacteria),其次是酸杆菌门(Acidobacteria)和放线菌门(Actinobacteria),其含量分别为26.34％～39.77％、18.77％～31.24％、4.45％～13.13％;废水灌溉抑制了土壤中变形菌门、酸杆菌门、放线菌门微生物的生长,促进了土壤中拟杆菌门(Bacteroidetes)微生物的生长.从属水平变化来看,废水灌溉降低了Gp4、Gp6在米擒和志辉源石酒庄的相对丰度,分别降低14.65％、19.69％和17.54％、10.99％.废水灌溉降低了芽单胞菌属(Gemmatimonas)在沃尔丰、银色高地、志辉源石酒庄绿化带土壤的相对丰度,分别降低23.95％、7.63％、29.67％;提高了Aridibacter的相对丰度,分别提高30.33％、13.44％、6.58％和24.24％.废水灌溉提高了米擒、沃尔丰、银色高地酒庄绿化带土壤中Gp7的相对丰度,分别提高5.56％、24.32％、61.54％.碱解氮含量、电导率、速效钾含量、全磷含量、pH值是影响绿化带土壤微生物群落的主要环境因子.在严格把控废水水质指标的情况下,用酒庄生产废水灌溉绿化带土壤是可行的.     

基于SEBAL模型评估干旱半干旱区人工灌丛植被对陆表蒸散的影响

评估人工灌丛植被重建对干旱半干旱区陆地生态系统蒸散的影响,不仅能揭示植被变化与水文过程的耦合机理,又可为区域生态治理与水资源管理提供科学指导。该研究利用Landsat-8OLI/TIR遥感影像及气象数据等驱动SEBAL模型,反演宁夏盐池县的年内不同日期的陆表蒸散,结合目视解译选取的人工灌丛区与对照草地,评估了人工灌丛植被对陆表蒸散的影响。结果表明:1)SEBAL模型的蒸散反演精度与站点观测结果较为一致,可用于干旱半干旱区蒸散反演及空间特征研究;2)盐池县人工灌丛植被区日平均蒸散为1.20mm/d,高于对照草地1.17mm/d的日平均蒸散量,即干旱半干旱区人工种植灌木林增加了生态系统水分消耗,但不同季节和不同生物地理条件下的蒸散增强作用存在差异,蒸散增强在8月份最大,而3、4月份呈现负效应;3)人工灌丛的密度越大、植被盖度越高,对陆表蒸散的增强作用越强,特别在NDVI0.4的高盖度情况下蒸散增强作用更加明显。由此可知,在水资源紧缺的干旱半干旱区开展以灌木树种为主的植被重建需在合理的生态水文阈值范围内开展,才能构建出稳定可持续的人工生态系统。     

施用不同氮肥对盐碱地湖南稷子生产性能以及养分吸收的影响

为探讨盐碱地湖南稷子(Echinochloa frumentacea)高效生产的最佳施氮种类和施氮量,采用单因素随机区组设计,通过在湖南稷子拔节期设置不施肥(CK)、尿素和硫酸铵(N1,N2)轻施肥(F1:50 kg·hm^-2)、中施肥(F2:100 kg·hm^-2)、重施肥处理(F3:150 kg·hm^-2),研究不同氮肥和施氮水平下湖南稷子田间农艺性状、养分吸收及氮肥利用率的变化,探讨盐碱地湖南稷子实现高效生产的适宜氮肥和施氮量。结果表明：与对照相比,施氮量为F2和F3时能够显著提高盐碱地湖南稷子产量及氮磷钾吸收量(P<0.05),植株不同部位氮含量上升,施氮量F3时能够显著提高氮肥利用效率(P<0.05),且同一施氮量下追施硫酸铵后湖南稷子产量、养分吸收及氮肥利用率均高于尿素。综上所述,氮肥追施量在150 kg·hm^-2时,有利于盐碱地湖南稷子的产量的提升和养分的吸收,且同一条件下追施硫酸铵较追施尿素效果显著。     

生物炭对黄绵土水分吸渗特征及水力学参数的影响

探究不同生物炭添加量对宁南山区黄绵土水分吸渗特征及水力学参数的变化，为提升区域生态功能及促进农业生产提供数据支撑。选取6种生物炭添加量(0、10、20、30、40和50g/kg),通过室内一维水平土柱试验，利用Philip模型拟合土壤吸渗过程并确定吸渗率(S),并推导出Van Genuchten模型中进气吸力倒数(a)、形状系数(n)及水吸力(h),利用上述水力学参数拟合土壤水分特征曲线、非饱和导水率及比水容量。结果表明：随着生物炭添加量增大，各处理湿润锋运移距离及累积入渗量均逐渐减小。与未添加生物炭处理相比各处理S分别降低了7.83%、14.99%、16.90%、23.36%和39.50%;随生物炭添加量增加，a、n及饱和导水率(K_s)逐渐减小，饱和含水率(θ_s)、滞留含水率(θ_r)逐渐增大。相同土壤含水率下，生物炭添加量增加h增大，非饱和导水率减小且增长速率逐渐降低。相同h下，生物炭添加量越大比水容量越大，水分有效性越高。可以看出添加生物炭显著增强了宁南山区黄绵土持水性能及水分有效性。     

渭南大气降水中氢氧同位素特征与水汽来源关系

利用渭南大气降水δD和δ~(18)O实测值及相关的气象观测资料,分析了降水δD和δ~(18)O的特征及其变化与水汽来源的关系。结果表明:大气降水的同位素值变化幅度大,且呈现春季高、其他季节较低的季节变化;大气降水线的斜率低于全球大气降水线,截距接近且略高于全球大气降水线;大气降水的δ~(18)O与温度效应相关关系非常弱,温度效应不存在,存在降水量效应,但春冬季不显著,夏秋季较显著;大气气团来源的后向轨迹显示,冬半年降水水汽主要受控于西风环流,同时存在少有的局地蒸发作用,夏半年水汽来源于东南和西南海洋蒸发水汽,明确了氢氧稳定同位素存在季节变化的原因。     

宁夏东部荒漠草原猪毛蒿光合特征和水分利用效率对降水变化的响应

荒漠草原植物的生长和生存受降水影响很大,本研究以宁夏东部荒漠草原猪毛蒿种群为研究对象,2017-2020年连续4年监测了降水改变条件下土壤水分特征,测定了猪毛蒿净光合速率、蒸腾速率、气孔导度和胞间CO₂浓度等光合特征,并对其内禀水分利用效率和瞬时水分利用效率进行了分析。研究表明：4年中无效降水事件（<5 mm）发生次数较多,占当年降水频次的60.00%~82.54%;大雨（≥25 mm且≤49.9 mm）和暴雨等级（≥50 mm）降水事件较少,平均单次降水事件的降水量仅为3.3~6.5 mm·次^-1。不同处理各土层的土壤含水量存在较大差异,表层（10 cm）土壤含水量较次表层（20 cm）和深层（60 cm）的变幅大;次表层（20 cm）土壤平均含水量低于表层,与小降水事件发生频次较高无法入渗补给以及植物吸收消耗有关;深层（60 cm）土壤含水量变化小,较稳定。净光合速率随着光合有效辐射的增加而增大,当光合有效辐射在400~1600 μmol·m^-2·s^-1时,增雨处理提高了猪毛蒿的净光合速率;在光合有效辐射>1600 μmol·m^-2·s^-1时,猪毛蒿净光合速率有下降趋势,且增雨处理下降幅度最大。光合有效辐射在>400 μmol·m^-2·s^-1时,胞间CO₂浓度呈直线下降,达到1600 μmol·m^-2·s^-1时,胞间CO₂浓度最小。蒸腾速率和气孔导度随着光照强度的增加未有显著变化,但增雨处理下猪毛蒿的蒸腾速率和气孔导度均大于其他处理。气孔限制值随着光合有效辐射的增加呈上升趋势,同时降水的增加减小了气孔限制值。猪毛蒿的内禀水分利用效率和瞬时水分利用效率均在较低的光照强度时（<400 μmol·m^-2·s^-1）随着光强的增加而迅速增大,之后增速减缓。各处理中猪毛蒿最大内禀水分利用效率和最大瞬时水分利用效率在1600~2000 μmol·m^-2·s^-1时达到最大。随着干旱程度的增加,猪毛蒿最大水分利用效率对应的光照强度由2000减小至1600 μmol·m^-2·s^-1。在荒漠草原,当光照强度>400 μmol·m^-2·s^-1时,适度干旱提高了猪毛蒿的水分利用效率。     

间作及施氮量对宁南旱区马铃薯生理特性及品质的影响

于2019年5—10月在大田条件下,以马铃薯青薯9号和燕麦燕科1号为试验材料,设置2种种植模式（马铃薯单作、马铃薯燕麦间作,分别记为IP、JP）,4种施氮水平（0、75、150、225 kg·hm^-2,分别记为N0、N1、N2、N3）的裂区试验,测定马铃薯叶片CAT、POD活性,MDA、脯氨酸、叶绿素含量及马铃薯品质。结果表明：施氮条件下,马铃薯CAT、POD活性均显著高于N0处理（P＜0.05）,成熟期,JP在N3水平下CAT、POD活性及叶绿素含量较N0处理分别增高14.0%、22.5%、19.6%,N2水平下MDA及脯氨酸含量较N0处理分别降低2.1%、56.8%,现蕾期至块茎膨大期,JP的生理特性优于IP;间作和适宜的施氮量有益于马铃薯品质提高,N1、N2、N3较N0处理,IP直链淀粉含量分别增加15.9%、23.8%、12.3%,JP分别增加11.4%、45.6%、17.1%,IP支链淀粉含量分别增加3.2%、16.7%、22.8%,JP分别增加27.8%、64.6%、1.1%;可溶性糖含量在各施氮处理间无显著差异（P＞0.05）;粗蛋白含量随施氮量的增加呈先增后减的趋势,施氮量为N2时最高,IP、JP较N0分别增加3.0%、8.9%,且JP显著高于IP（P＜0.05）。由通径分析中剩余因子e=（1-R²）^1/2可知,马铃薯生理指标对支链淀粉形成的影响最大,对粗蛋白含量的影响最小,剩余因子分别为0.750、0.401。叶绿素对直链淀粉与支链淀粉形成的直接影响最大,直接通径系数分别为0.328、0.767,可通过叶绿素含量反映出块茎直链淀粉、支链淀粉及可溶性糖的含量。综上,马铃薯燕麦间作复合系统优化了马铃薯生长发育过程中的生理特性,从而达到改善品质的目标,在生产中建议的施氮量为150 kg·hm^-2（N2）。     

施锌对盐碱地玉米生理特性及籽粒锌含量的影响

为研究不同施锌水平对盐碱地玉米生理特性及籽粒锌含量的影响,以科河699为供试材料,采用随机区组设计进行田间试验,根据不同施锌肥方式设置6个处理：T0（0 kg·hm^-2）、T1（7.5 kg·hm^-2）、T2（15 kg·hm^-2）、T3（22.5 kg·hm^-2）、T4（30 kg·hm^-2）、T5（37.5 kg·hm^-2）,测定不同处理下玉米生理特性、籽粒锌含量及产量。结果表明,施锌降低了盐碱地玉米叶片相对电导率、脯氨酸含量、丙二醛含量,灌浆期T3处理的叶片相对电导率、脯氨酸含量、丙二醛含量分别较T0处理降低了22.3%、24.7%、15.9%;施锌提高了玉米叶片保护性酶活性,大喇叭口期T3处理的超化物歧化酶（superoxide dismutase,SOD）、过氧化物酶（peroxidase,POD）和过氧化氢酶（catalase,CAT）活性分别较T0处理提高了68.7%、152.1%和72.6%;同时,玉米籽粒锌含量和产量随施锌量的增加呈先增加后降低的趋势,均在T3处理下达到最大值;T3处理能提高玉米叶片及茎秆中锌素的转移率及贡献率,减少玉米秃尖,增加穗长、穗粒数和百粒重,从而提高玉米籽粒锌含量和产量。以上结果表明,适量施锌肥可以提高玉米叶片生理活性,增强玉米对盐碱环境的抵抗能力,且当施锌量为22.5 kg·hm^-2时玉米产量及籽粒锌含量均最高。     

旱区滴灌条件下不同养分组合对叶用枸杞土壤活性碳库及细菌群落的调控效应

为探明干旱区滴灌条件下不同氮磷养分组合对叶用枸杞土壤活性碳库、细菌多样性及群落特征的影响,该研究设置施氮量(40,60和80 mg/L)、施磷量(10,20和30 mg/L)2因素3水平试验,采用高通量测序等方法研究土壤细菌群落特征与土壤环境因子之间的关系.结果表明,滴灌不同氮磷养分组合通过改善土壤养分状况,从而影响叶用枸杞产量.施氮60 mg/L、施磷30 mg/L处理下,N2P3处理下,叶用枸杞产量最高.施氮60 mg/L、施磷10 mg/L,N2P1处理下叶用枸杞根际土壤细菌群落多样性和丰富度表现最佳.不同氮磷配施处理下根际土壤细菌群落相对丰度存在差异,门水平优势类群主要为变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi)、芽孢菌门(Gemmatimonadetes)和厚壁菌门(Firmicutes)等.冗余分析(RDA)和相关性Heatmap图表明,不同处理下土壤细菌群落多样性与有机碳(TOC)、易氧化有机碳(EOC)、水溶性有机碳(DOC)、微生物量碳(MBC)和硝态氮(NO3-N)等环境因子显著相关.综上,滴灌条件下合理氮磷配施能有效改变土壤细菌群落结构,提升土壤肥力,为旱区叶用枸杞养分高效利用和资源可持续发展提供理论依据.