糜子绿豆间作模式下糜子光合物质生产及水分利用效率

【目的】探索不同间作系统对糜子光合物质生产及水分利用的影响,筛选适于西北旱作农业区糜子与绿豆最佳间作模式,以期为糜子高产高效生产及生态环境保护提供依据。【方法】 于2017—2018年连续2个作物生长季,在陕西榆林小杂粮试验示范站设置4种间作模式,包括2行糜子间作2行绿豆间作（2P2M）、4行糜子间作2行绿豆间作（4P2M）、4行糜子间作4行绿豆间作（4P4M）、2行糜子间作4行绿豆间作（2P4M）,单作糜子（SP）和单作绿豆（SM）作为对照,研究不同糜子绿豆间作系统下糜子地上叶片光合特性和叶绿素荧光参数、地下土壤水分分布和利用效率,分析糜子产量效益。【结果】 与单作糜子相比,间作处理使开花期糜子旗叶叶绿素相对含量、净光合速率、气孔导度和蒸腾速率分别增加2.9%—13.5%、5.0%—32.3%、1.3%—6.3%和2.1%—8.7%,2P4M和2P2M处理使其达到最大值,提高了糜子叶片光合物质生产能力;糜子//绿豆显著增加糜子旗叶光系统Ⅱ的最大光化学效率（Fv/Fm）、光化学淬灭系数（qL）及实际光化学效率（Φ_PSII）,降低非光化学淬灭系数（NPQ）,使其间作糜子增强对光能的捕获和转化能力,减少无效的漏光损失和热量损耗,提高对高光的利用能力。间作复合系统降低糜子土壤含水量,且中层（60—140 cm）土壤含水量的降低幅度明显高于上层（0—40 cm）与下层（160—200 cm）,这与复合群体作物根系深浅搭配具有直接关系。间作有利于提高糜子的水分利用效率,2年间2P2M、4P2M、4P4M和2P4M处理平均分别比单作增加11.5%、2.3%、20.8%和30.1%,促使水分利用最大化;间作处理下的糜子生物量和产量也显著上升,4P2M间作模式下的产量比单作增加6.7%,2P4M间作模式下的产量比单作增加36.8%,增产效果明显,且间作绿豆作为劣势作物产量降低幅度较小,所创造出的土地利用率最大。【结论】 糜子与绿豆间作能够增强糜子地上光合物质生产能力,延缓叶片衰老,同时改善西北旱作农业区糜子地下土壤水分利用环境,提高农田土地和水分生产力。2P4M间作模式具有最高的土地生产力和水分利用效率优势,适合于西北旱作农业区推广应用。     

种植密度对糜子不同生育时期饲料品质的影响

探讨糜子饲料营养价值,明确适宜种植密度和刈割时期对饲料品质的影响,为饲草糜子资源开发与利用提供参考。采用单因素随机区组试验设计,设5个种植密度,分别测定拔节期、抽穗期、开花期、灌浆期和成熟期植株干物质产量,粗蛋白(CP)、粗脂肪(EE)、粗纤维(CF)、中性洗涤纤维(NDF)、酸性洗涤纤维(ADF)、粗灰分(Ash)、钙和磷的含量,并通过粗饲料品质评定指数饲料相对值(RFV)和粗饲料品质分级指数(GI)进行品质评定。结果表明,随种植密度增加,糜子干物质产量先增加后降低;同一种植密度下,拔节期CP和EE含量最高,CF含量最小,抽穗之后CF、NDF和ADF含量有所增加;成熟期150万株·hm~(-2)处理下NDF和ADF含量均显著低于其他密度处理;Ash含量在拔节期和开花期随种植密度增加表现为升高-降低-升高的趋势,拔节期钙和磷表现为降低-升高-降低的趋势。综上所述,拔节期糜子营养品质表现最好,是高品质糜子饲草最佳的刈割时期,可进行多次刈割作为优质草粉加工原料或者直接饲喂,该时期120～150万株·hm~(-2)密度处理营养品质和干物质产量表现相对较好;综合考虑产量与品质因素,成熟期150万株·hm~(-2)处理下营养品质表现优于其他密度处理,饲料相对值和粗饲料品质分级指数分级均为2级,且可获得较高的干物质产量,是糜子干草饲料适宜种植密度。     

糜子/绿豆间作模式下施氮量对绿豆叶片光合特性及产量的影响

探讨施氮量对间作条件下绿豆叶片光合特性、氮素特征及产量的影响,以期为西北旱区糜子//绿豆间作模式的合理施氮提供理论依据。试验于2018-2019年在陕西榆林采用裂区设计,主处理设糜子间作绿豆(PM)、绿豆单作(SM)2种种植模式,副处理设0(N0)、45(N1)、90(N2)和135 kg hm^-2(N3)4个氮肥水平。结果表明,施氮处理下间作绿豆叶片净光合速率(Pn)、蒸腾速率(T_r)比不施氮平均增加10.5%~24.5%、15.2%~29.5%,提高了叶片光合特性;PSII最大光化学效率(F_v/F_m)、PSII实际光化学效率(ΦPSII)平均增加2.9%~7.8%、11.7%~28.4%,PSII非光化学淬灭系数(non-photochemical quenching coefficient,NPQ)降低10.3%~17.4%,叶片叶绿素荧光参数得到改善,对弱光的截获和利用能力提高,叶片PSII反应中心活性增强。单株叶面积、单位干质量叶片氮含量(N_mass)和单位面积氮含量(N_area)均随施氮量增加表现为先升高后降低的趋势;Chl a、Chl b含量增加,光合氮利用效率(photosynthetic N-use efficiency,PNUE)则比不施氮有所降低;不同施氮量均显著增加间作绿豆干物质积累量和荚数,百粒重2年平均分别比不施氮增加1.1%~6.9%,产量增加9.3%~19.7%。2年试验间作各处理土地当量比(land equivalent ratio,LER)为1.63~2.07,表现为间作产量优势。由此可知,施氮可改善间作绿豆叶片光合物质生产能力,延缓衰老,有效调节了光合系统对遮阴的适应性反应,且间作叶片光合性能对氮肥的响应要大于单作。糜子/绿豆间作模式LER大于1,可作为西北旱作农业区推广种植模式,在90 kg hm^?2施氮量下间作绿豆叶片光合特性表现最好,产量最高,LER最大,是其适宜施氮水平。     

零碳农业园区综合能源服务解决方案

在双碳目标和区域高质量发展背景下，园区作为产业集聚发展的核心单元，已经成为推动我国区域经济高质量发展和区域落实“双碳”战略的重要平台。文章以某国家农业园区的零碳园区综合能源服务系统为例，结合光伏发电系统相关优化运行策略，介绍了包含园区综合能源系统清洁替代方案、源网荷储多能互补、能效提升优化、能碳双控智慧能源管理系统的零碳园区综合能源服务解决方案，具有非常可观的推广意义。