河西绿洲膜下滴灌板蓝根生长、耗水特性和品质对水分调亏的响应

通过大田试验研究了水分调亏对膜下滴灌板蓝根生长、耗水规律、产量、水分利用效率及品质的影响。于2018年在甘肃河西中部的民乐县益民灌溉试验站开展板蓝根水分控制试验,板蓝根苗期和肉质根生长期保持充分灌水,在营养生长期和肉质根生长期分别进行不同梯度(轻度、中度和重度)的水分调亏处理,并测定各项生长指标、产量、水分利用效率和品质。结果表明：(1)营养生长和肉质根生长期中度和重度水分调亏显著降低了板蓝根株高、叶片数、主根长和主根直径,且降幅随调亏程度的加剧而增大,而轻度水分调亏与对照组无显著差异。(2)板蓝根在营养生长期和肉质根生长期各处理的耗水量呈现出随着水分调亏程度的加重逐渐降低,与对照相比显著降低(P<0.05)；耗水强度变化次序为营养生长期和肉质根生长期(约3.0mm/d)>肉质根成熟(约1.5mm/d)>苗期(约1.0mm/d)。(3)营养生长期轻度水分调亏处理(RD1)的板蓝根产量与水分利用效率最高,分别达到8475.38kg/hm_²和23.33kg/hm_².mm,处理RD4次之,其余水分调亏处理产量和水分利用效率均有所下降,与对照组之间差异显著(P<0.05)。(4)在营养生长期和肉质根生长期轻中度连续水分调亏有利于靛蓝、靛玉红、(R,S)-告依春、多糖含量的提高,与对照组差异显著(P<0.05),重度水分调亏处理各项指标均最低。因此,综合分析板蓝根产量、水分利用效率和品质可知,最优控水处理为营养生长期和肉质根生长期连续轻度水分调亏(RD4),即该阶段土壤相对含水率为65%~75%,可作为河西冷凉灌区板蓝根种植的最佳灌水策略。     

水分优化对温室葡萄产量及土壤生物学特性的影响

为揭示滴灌不同水分调控下设施栽培葡萄产量与土壤学特性等相关指标的响应关系,在甘肃省永登县设施葡萄试验基地开展葡萄滴灌不同生育期水分调控田间灌溉试验,分析水分调控对设施栽培葡萄土壤积温、蔗糖酶和淀粉酶活性、有机碳(TOC)、微生物量碳(MBC)和微生物熵(qMB)等土壤学特性的影响,基于隶属函数综合分析明确影响葡萄产量及各项土壤生物学特性指标的最佳水分优化处理。结果表明:新梢期水分胁迫的土壤积温、土壤酶、TOC、MBC、qMB均显著(P <0. 05)高于对照;新梢期水分胁迫较对照可增产44. 6%;果实膨大期作为葡萄生长的关键阶段,此时水分胁迫对土壤淀粉酶影响不显著,但对其他土壤学特性指标具有一定的抑制作用,并且可减产9.7%;隶属函数综合分析表明,土壤生物学特性指标及产量综合隶属排名为:PS﹥FS﹥CS﹥CK﹥ES。     

土壤水分胁迫对紫花苜蓿光合特性及其生物量的影响

紫花苜蓿是我国重要的豆科牧草，具有较强的抗旱能力，而水分亏缺是影响其产量的主要逆境因子之一。通过大田试验对不同水分胁迫下紫花苜蓿的光合特性及产量进行研究，结果表明：① 土壤水分胁迫对紫花苜蓿光响应参数影响显著(P＜0.05)，随着水分胁迫的加剧，最大净光合速率、表观量子效率、光饱和点逐渐降低，暗呼吸速率、光补偿点逐渐升高，从而直接影响紫花苜蓿光合作用对弱光的吸收和转化效率。② 随着水分胁迫的加剧紫花苜蓿叶片的净光合速率(Pn)和蒸腾速率(Tr)呈显著的下降趋势，气孔导度(Gs)呈先下降后上升的趋势，表明轻度水分胁迫下气孔因素是Pn下降的主要因素，中度和重度水分胁迫下非气孔因素是Pn降低的主要因素。③ 当光合有效辐射(PAR)为1 200 μmol·m^-2·s^-1时，轻度水分胁迫的水分利用效率(WUE)显著大于充分灌溉的WUE (P<0.05)，表明适度水分胁迫可提高紫花苜蓿叶片的水分利用效率。④ 轻度水分胁迫与充分灌溉干草产量之间无显著差异，表明轻度水分胁迫能达到高产节水的目的。     

河西绿洲菘蓝生长、光合特性及品质对膜下滴灌调亏的响应

通过菘蓝的水分控制试验(2016年),研究了不同生育期不同梯度调亏灌溉对河西绿洲菘蓝生长、光合特性及产量品质的影响。试验以河西走廊中部张掖市水务局国家重点灌溉试验站为平台,甘肃农业大学中草药系自繁菘蓝种子为供试材料,采用不同生育期和不同梯度调亏灌溉方式二因素随机区组试验设计,共9个处理。在每个生育期测定菘蓝光合参数,收获后测定新鲜板蓝根产量及品质,为河西绿洲灌区合理种植和提高菘蓝产量品质及可持续发展提供理论依据。结果表明:(1)营养生长和肉质根生长期水分亏缺显著降低了菘蓝叶片净光合速率、蒸腾速率和气孔导度,且降幅随水分亏缺程度加大而增大。(2)水分亏缺造成菘蓝产量降低,调亏处理中肉质根成熟期轻度水分亏缺产量最高(7 342.05kg/hm~2),较充分灌溉降低5.32%(P0.05)。(3)苗期轻度水分亏缺水分利用效率最高(2.14kg/m~3),肉质根成熟期轻度水分亏缺次之。(4)肉质根成熟期轻度调亏处理的菘蓝综合品质最优,其菘蓝靛蓝、靛玉红、(R,S)-告依春含量比生育期充分灌溉提高了0.09,0.41,0.007 8mg/g,但多糖含量下降3.37mg/g。因此,综合考虑菘蓝产量、水分利用效率及品质等指标,肉质根成熟期进行轻度调亏,即该时期土壤相对含水率为60%~90%,可以作为河西走廊绿洲灌区菘蓝最优栽培灌溉的一种方式。     

裸果木渗透调节物质和抗氧化酶活性对干旱的响应

裸果木(Gymnocarpos przewalskii)起源于古地中海,为荒漠区少有的第三纪孑遗植物种。本文采用2017年6月、7月和8月采集于甘肃安西自然保护区内的裸果木中龄和老龄植株叶片,分析自然干旱影响下叶片渗透调节物质及抗氧化酶活性的变化。结果表明:随着干旱程度的增加,裸果木叶片的可溶性蛋白(SP)显著积累,发挥着重要的渗透调节作用,中龄植株叶片的可溶性糖(SS)含量和老龄植株叶片的脯氨酸(Pro)含量先增加后显著降低,渗透调节作用有限。干旱加剧时,中龄植株叶片的超氧化物歧化酶(SOD)活性和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性呈明显的先增后降。严重干旱时,过氧化物酶(POD)活性和过氧化氢酶(CAT)活性明显增强,说明其通过4种酶的协同作用清除过剩的活性氧,减轻过氧化伤害;老龄植株叶片的CAT活性持续增强,APX活性明显的先升后降,POD活性在重度干旱时显著增强,主要通过这3种酶减轻膜系统伤害。丙二醛(MDA)含量则随干旱程度增大显著增加,膜脂过氧化程度不断加深。在相同的降雨条件下,裸果木中、老龄植株的Pro、SS、SP含量、POD和CAT活性、MDA含量对干旱的响应程度存在显著差异,隶属度函数评价法表明,老龄植株的抗旱能力大于中龄植株,表明裸果木的抗旱性随年龄的增大而提高。     

水氮调控对苜蓿与无芒雀麦混播草地生长和辐射利用的影响

针对我国内陆干旱区人工草地生产管理粗放及气候资源利用不充分等问题,探究合理的牧草种植与水氮供应模式,以充分挖掘区域牧草的生产潜力。采用3 a生(2018年播种)紫花苜蓿(简称‘苜蓿’)和无芒雀麦,分析种植模式(苜蓿与无芒雀麦混播,D1;无芒雀麦单播,D2)、施氮量(低氮量N1:60 kg·hm^-2;高氮量N2:120 kg·hm^-2)和灌水量(以灌水下限占田间持水量θ_f的百分比计,分枝期均充分灌水(75%～85%θ_f),现蕾和初花期轻度亏水W1:65%～75%θ_f、中度亏水W2:55%～65%θ_f、重度亏水W3:45%～55%θ_f,灌水上限均为85%θ_f)对牧草叶面积指数(LAI)、干物质累积量、累积截获光合有效辐射量(CIPAR)、辐射利用效率(RUE)、产量(Y)、耗水量(ET_a)、水分利用效率(WUE)和氮肥偏生产力(PFP_N)的影响。结果表明：(1)牧草LAI和...     

荒漠河岸带植被盖度的空间变化与土壤因子关系的探究

【目的】探究影响植被分布状况的土壤环境,揭示荒漠河岸植被盖度空间变化规律与土壤因子的相关关系.【方法】以石羊河下游荒漠植被河岸带为研究对象,结合野外调查与数理统计的方法,考察了距河岸500 m范围内的植被盖度变化规律,并分析了土壤含水率、土壤养分与灌木、草本及总盖度之间的关系.【结果】石羊河下游河岸带荒漠植被中,河岸间距与植被总盖度、草本植被盖度呈负指数相关,与灌木呈二次函数相关;由于植被根系作用,土壤含水率是影响植被总盖度和草本盖度的主要因子,且与40 cm深的土壤含水率变化规律显著相关;土壤有机质含量是影响灌木盖度和长势的主要因子,其含量随河岸间距的增大而减小,在250 m处达到最大;土壤综合状况是影响植被丰富度的主要因子,250～300 m处土壤综合状况最佳,植被种类最多、长势最好.【结论】草本、木本植被盖度空间变化规律对土壤因子的响应不同,可为石羊河下游河岸带植被的重建和河岸生态系统的修复提供科学的理论依据.     

秸秆带状覆盖对旱地冬小麦土壤温度及产量的影响

为探明秸秆带状覆盖对西北半干旱雨养农业区冬小麦土壤温度和产量的影响，以露地不覆盖为对照（CK），设置秸秆带状覆盖4行（SM₁）、秸秆带状覆盖5行（SM₂）、黑膜覆盖（PM₁）和白膜覆盖（PM₂）共5个处理，利用大田试验研究了不同覆盖处理冬小麦土壤温度及产量相关指标的异同。结果表明，与CK相比，秸秆覆盖处理（SM₁、SM₂）显著降低了冬小麦全生育期0~25 cm土层温度，返青期和灌浆期降温幅度最大，平均降温2.0 ℃；越冬期降温幅度最小，平均降温0.1 ℃；上层土壤(0~10 cm)的降温幅度大于下层土壤(15~25 cm)，SM₁降温效应大于SM₂。地膜覆盖在不同生育时期存在增温和降温的双重效应，成熟期增温幅度最大，较CK增加2.4 ℃；灌浆期5 cm土层降温幅度最大，降低1.8 ℃；无论增温还是降温，PM₁效应均高于PM₂。覆盖处理一天中，表层土壤温度以中午14:00变化最大，晚19:00次之，早7:00变化最小，且中午14:00均表现为降温效应；秸秆覆盖降温效应(4.9 ℃)大于地膜覆盖(0.8 ℃)。覆盖降低土壤有效积温，地膜覆盖有效积温显著高于秸秆覆盖。秸秆覆盖平均增产9.6%，SM₂增产率高于SM₁；地膜覆盖显著增产（20.8%），PM₂增产率高于PM₁。产量三要素中，穗粒数受温度影响最大，与各生育时期0~25 cm土层土壤温度、阶段土壤有效积温均呈显著或极显著正相关。综合考虑土壤温度、土壤有效积温、产量、千粒重和穗数等，SM₂处理更有利于旱地冬小麦产量的形成。     

外源硅调控葡萄生理特性对低温胁迫的响应

本研究以大田葡萄品种‘梅鹿辄’为试材,采用大田喷施硅酸钾与室内低温处理相结合的方法,测定不同温度下葡萄叶片生理指标的变化,研究外源硅酸钾调控葡萄生理特性对低温胁迫的响应,探讨其提高葡萄抗寒性可能的作用机制。结果表明:低温胁迫下葡萄Inv活性被抑制,而其它指标则升高;喷施硅酸钾可显著降低低温胁迫下葡萄叶片的MDA含量,且当硅酸钾浓度为0.75%时对低温的损伤缓解作用最大;而脯氨酸、可溶性蛋白和可溶性糖含量、Inv、SPS活性及SS净活性均随硅酸钾浓度的升高而显著提高,但是可溶性蛋白含量在硅酸钾浓度为0.50%时最大,其它指标均在浓度为0.75%时最大;通过葡萄叶片各抗寒指标的隶属度值与综合评价指标看出,始花期0.75%的硅酸钾处理后葡萄抗寒性最强。综合分析,喷施硅酸钾可提高低温胁迫下葡萄叶片渗透调节物质含量,加快蔗糖转运及代谢速率,缓解活性氧累积,增强其耐寒性。     

不同生育期水分胁迫对设施延后栽培葡萄生理生长及产量的影响

[目的]为分析不同生育期水分胁迫对设施延后栽培葡萄叶片的脯氨酸(Pro)、丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、葡萄粒径及葡萄产量的影响。[方法]以6 a生"红地球"葡萄为供试材料,设置萌芽期水分胁迫(GS)、新梢生长期水分胁迫(PS)、开花期水分胁迫(FS)、果实膨大期水分胁迫(ES)、着色成熟期水分胁迫(CS)5个水分胁迫处理,以全生育期充分供水(CK)为对照。[结果]与CK相比,各水分胁迫处理都会使葡萄叶片Pro含量升高;CK处理会抑制葡萄叶片MDA含量的增加,且PS处理的葡萄叶片MDA含量在整个生育期处于升高状态;CK处理葡萄叶片SOD活性比胁迫处理高,有利于葡萄的生长发育;不同时期的水分胁迫均对葡萄叶片POD活性有一定的抑制作用,其复水之后POD活性有所不同。各处理葡萄纵径和横径均历经两个膨大高峰期,GS处理有利于葡萄粒径的增长;ES处理不仅显著降低葡萄产量,且严重影响葡萄单粒重,影响外观品质;GS处理产量最高,故萌芽期水分胁迫不会导致葡萄减产,而在果实膨大期、着色成熟期进行水分胁迫则会严重减产。[结论]水分胁迫增加了葡萄叶片中脯氨酸和丙二醛的含量,抑制了葡萄叶片中SOD及POD的活性;在葡萄的萌芽期进行水分胁迫产量最高,比CK增加了8.77%。