磷素对小麦籽粒支链淀粉合成及其链长分布的影响

为探究不同磷水平对小麦籽粒支链淀粉合成与支链淀粉精细结构的影响。以新冬20号（南疆主栽）和新冬23号（北疆强筋面包小麦）为材料,研究了3种施磷(P₂O₅)量 0 kg·hm^-2（CK ）、105 kg·hm^-2（CP ）和210 kg·hm^-2（HP）对小麦籽粒支链淀粉合成相关酶基因表达、相关酶活性、籽粒支链淀粉含量、支链淀粉链长分布以及籽粒全磷含量的影响。结果表明,施磷显著提高了支链淀粉合成相关酶基因（ sbe1、 sbe2a、 sbe2b、 iso1）的表达量和籽粒支链淀粉含量。CP处理提高了支链淀粉B链段的比例,但降低了A链段的比例。两个参试小麦品种籽粒中支链淀粉合成关键酶的活性对磷素的敏感性不同,新冬 20号受磷水平影响较大。施磷提高了新冬20号胚乳中蔗糖合成酶（SS）活性和酶活高峰期的淀粉分支酶（SBE）活性,提前了新冬20号胚乳中淀粉去分支酶（DBE）活性峰值的出现时间。     

盐胁迫下施加氮素对饲用油菜有机渗透调节物质积累的影响

探究施加氮素对盐(NaCl)胁迫下饲用油菜有机渗透调节物质的调控作用,以华油杂62号为试验材料,采用盆栽试验,研究不同梯度NaCl(0、2、4、6 g·kg-1)下施加不同含量纯氮(0、120、240、360 kg·hm-2)对饲用油菜叶片含水量、丙二醛(MDA)、脯氨酸、可溶性糖、叶绿素和全氮含量的影响.结果表明:盐胁迫下饲用油菜的生长受到明显的抑制,随着盐分含量的增加,MDA含量增加,叶片含水量、叶绿素和全氮含量减少,有机渗透调节物质脯氨酸和可溶性糖含量增加.施加适量氮素(240 kg·hm-2)显著增加了脯氨酸和可溶性糖含量,MDA含量减少,叶绿素和全氮含量增加;过量的氮素(360 kg·hm-2)显著降低了油菜叶片含水量、MDA和可溶性糖含量,显著增加了叶绿素和全氮含量.5个生育期主成分分析表明,施氮在生育前期对饲用油菜MDA、脯氨酸、叶绿素和全氮含量影响较大,在后期对叶片含水量和可溶性糖含量影响较大.综上,适量的氮素能够促进油菜体内有机渗透调节物质积累,缓解盐分对油菜生长不利的影响.     

生物质炭对棉花生长发育及地上部各器中镉富集的影响

为探讨生物质炭对棉花生长发育及地上部各器官中重金属Cd的富集程度,研究不同重金属Cd污染程度(0、1、2、4 mg·kg~(-1))施加生物质炭(0、1.5%和3%)对棉花株高、干物质量、产量、Cd富集量和分配系数的影响及差异性。结果表明:生物质炭对棉花干物质积累量、株高、单铃质量、蕾铃数和棉花产量均有促进作用,能够显著提高棉花的单铃质量、蕾铃数和棉花产量,最高分别为5.8g、6.5个和单株35.75 g,添加生物质炭1.5%和3%两处理间对棉花干物质积累量、单铃质量、蕾铃数和棉花产量差异显著,但对株高差异不显著。随着外源Cd的增加,棉花地上部对Cd的吸收显著增加,重金属Cd在棉花地上部叶片的Cd质量分数明显高于茎秆和蕾铃,最高值分别为0.799 2、0.083 9和0.066 0mg·kg~(-1)。未添加生物质炭水平下, 1、2mg·kg~(-1)低质量分数的Cd对棉花的生长发育有促进作用,当质量分数达到4 mg·kg~(-1)时会对棉花的生长发育产生抑制作用,而添加生物质炭后会减缓这种抑制作用。施入生物质炭对棉花地上部各器官Cd的富集明显降低,其中降低率最大为57.83%,在时间尺度上表现出生育前期降幅较快,后期趋于稳定。生物质炭的施入对棉花地上部各器官Cd的分配系数影响不显著。施入生物质炭3%较1.5%对棉花生长发育和产量的促进作用更明显,而生物质炭的施入对棉花地上部各器官Cd的积累和分配并没有直接影响,研究为新疆棉田Cd污染改良提供参考依据。     

不同改良措施对新疆盐渍化棉田的改良效果

【目的】研究不同盐渍化改良措施与农业措施相结合,对土壤剖面盐分和0~80 cm耕层脱盐效果,为实现重度盐渍化土壤的资源可持续利用提供理论依据。【方法】以新疆玛纳斯河流域重度盐渍化土壤为研究对象,设置3种改良方案(T1:农业改良措施、T2:根区隔离土壤盐分+农业改良措施、T3:暗管排水处理+农业改良措施),通过3年的大田试验,分析0~80 cm土壤剖面盐分分布与盐分含量变化。【结果】不同改良措施地下水埋深随着生育期的灌溉表现出相似的变化规律,暗管排水措施对地下水埋深具有较好的调节效果;根区隔离、暗管排水措施与农业改良措施相结合均能够快速有效降低土壤盐分,根区隔离措施底层(40~80 cm)土壤脱盐效果较强,盐分含量降低了8.92 g/kg,暗管排水措施在表层(0~40 cm)土壤盐分含量降低了6.30 g/kg,具有较强的脱盐效果,农业改良措施在耕层(40~80 cm)土壤整体盐分含量降幅相对较低;结合3年的脱盐率变化来看,2016年脱盐率较低, 2017年研究区脱盐率大幅度提升,根区隔离措施、暗管排水措施耕层(0~80 cm)土壤平均脱盐率分别为63.30 %、52.47 %,明显高于农业改良措施脱盐率30.67%,2018年农业改良措施、根区隔离措施以及暗管排水措施在0~80 cm土层脱盐率分别为5.28 %、20.00 %、3.89 %。【结论】根区隔离、暗管排水工程措施结合农业改良措施,能够快速有效降低土壤盐分含量,改善重度盐渍化土壤。     

盐渍化农田不同埋深暗管排盐效果研究

【目的】研究暗管排盐技术与农业灌溉种植方式结合的土壤脱盐效果,为引用该技术改良利用盐碱地以及制定合理灌溉方案提供理论依据。【方法】以新疆第三师红旗农场的重度盐渍化农田为研究对象,设置3种暗管埋深(T1,暗管埋深1.2 m;T2,暗管埋深1.5 m;T3,暗管埋深1.8 m),暗管间距均为25 m,通过2年的暗管排盐实验研究1 m耕层土壤剖面盐分分布特征以及水平方向土壤盐分变化。【结果】暗管埋设2年后,不同埋深暗管水平方向土壤盐分含量均有所下降,但距离暗管各点降幅差异较小;各暗管处理配合地面灌溉均能有效降低1 m耕层土壤盐分含量,T1、T2、T3处理土壤含盐量分别降低了7.88、8.90、8.13 g/kg,T2处理在1 m耕层脱盐率最高为45.79 %,优于T1、T3处理,T1、T3脱盐率差异不大;不同土层脱盐效果存在差异,3个处理在40~60 cm土层脱盐率均超过50%达到最大值,但整体表现为上层高于下层。【结论】暗管排盐技术结合地面灌溉对降低土壤耕层盐分具有明显的作用,依据实际情况可降低灌溉量或增加暗管铺设间距。     

玛纳斯河流域长期连作棉田土壤重金属剖面分布特征分析

以新疆玛纳斯河流域长期连作棉田土壤为材料,对长期连作棉花土壤As、Cd、Cr、Ni、Cu和Pb的含量和剖面分布特征进行研究,旨在为该地区合理施肥和棉田土壤环境质量保护提供理论依据。选取研究区荒地和连作棉花5、10、20、30 a的土壤,分5层采集1 m土壤样品(每层20 cm),分析土壤重金属As、Cd、Cr、Ni、Cu和Pb的含量和垂直分布特征,并对土壤重金属的来源进行了解析。结果表明:研究区棉田和荒地土壤重金属As、Cd、Cr、Ni、Cu和Pb含量均未超过国家土壤环境质量二级标准,Cr、Ni、Cu、Cd和As的含量明显高于新疆土壤背景值,除Pb元素外,棉田其他5种重金属含量均显著高于荒地;变异系数棉田大于荒地,Cd的变异系数最大为0.46。棉田和荒地土壤剖面重金属含量都表现出表层略高于底层,随着连作年限的增加,土壤重金属含量显著增加且表现出更为明显的表层富集趋势,对比荒地和连作30 a的各层土壤,Cr、Cu、Ni、Pb、As和Cd含量增加幅度分别在36.68%~102.81%、43.31%~74.33%、21.85%~64.95%、2.12%~18.94%、23.03%~45.68%和167.50%~269.19%之间,总体来看,棉田土壤重金属在1 m土体中均表现出不同程度的累积。棉田土壤重金属含量相关性分析表明,土壤P素含量与棉田土壤中As、Cd、Cr、Cu和Ni呈极显著和显著相关,其相关系数分别为0.622、0.689、0.611、0.513和0.560,棉田因子载荷矩阵第一主成分As、Cd、Cr、Cu、Ni、Pb和P具有较大的载荷,分别为-0.875、-0.952、-0.868、-0.907、-0.964、-0.635和-0.864,累积贡献率达到了85.46%,说明化学磷肥的长期大量施入,是棉田土壤重金属含量累积的主要原因。     

尿素与液态脲甲醛缓释氮肥配施对棉花生长与氮素吸收利用的影响

研究不同施氮水平下,尿素与液态脲甲醛缓释氮肥不同比例配施对棉花生长发育、干物质积累量、棉花各器官氮素积累量、氮肥利用率以及产量的影响,为新疆滴灌棉田高产施氮管理提供理论依据。试验选用棉花品种新陆早64号,设置2种施氮方式,分别为常规全施尿素(T2)和尿素与缓释氮肥不同比例配施(US);配施处理按照施氮量设3个水平,分别为不减氮U0.8S0.2(T3)和U0.6S0.4(T4)、减氮20%U0.6S0.2(T5)和U0.4S0.4(T6)、减氮40%U0.4S0.2(T7)和U0.2S0.4(T8),不施氮肥(T1)为对照,共8个处理。分别在苗期、蕾期、花期、铃期、吐絮期对棉花株高、SPAD值、干物质累积量进行测定,并分析植株氮素积累量、氮肥利用率和单株产量。结果表明:尿素与缓释氮肥配施可以促进棉花的生长发育和产量,不减氮水平下T4处理棉花的株高、SPAD值、植株干物质积累量和单株产量达到最大,T4处理棉花单株产量较T1和T2处理分别显著提高了54.09%和26.50%(P<0.05);在减氮20%水平下,T5与T6处理的棉花株高和SPAD值差异均不显著,且T5、T6处理的棉花单株产量及其构成因素与常规全施尿素T2处理也无显著差异,可实现减氮不减产;减氮40%水平下,T7与T8处理在棉花生长发育及产量间均无显著差异。同时,尿素与缓释氮肥配施有利于提高棉花的氮素吸收利用,不减氮水平下T4处理的氮素农学效率和氮素偏生产力在各处理间达到最大,分别为8.73和24.86 kg/kg;T5、T6处理的氮素表观利用率显著高于T2处理(P<0.05),分别为62.09%和62.44%;减氮40%水平下,配施缓释氮肥比例较高的T8处理氮素表观利用率较T7处理高8.51%。综上:T4和T5处理均能显著增加棉花氮肥利用率,有利于棉花生长发育及单株产量的提高,是本试验中棉花高产高效的最佳配施比例。     

灌浆期高温对冬小麦淀粉粒发育的影响

为探讨灌浆期高温对小麦籽粒中淀粉粒发育的影响,选用新疆主栽的冬小麦品种新冬20号和新冬23号为试验材料,在籽粒灌浆期设2个昼夜温度水平(24/17℃,37/28℃),研究高温对小麦籽粒发育、淀粉粒表观特性、淀粉合成关键酶活性以及淀粉降解酶活性的影响。结果表明,花后灌浆期高温胁迫使两个参试小麦品种籽粒灌浆进程缩短、籽粒瘦瘪,粒重明显下降。高温胁迫影响了A-和B-型淀粉粒的发育进程,从花后14 d开始淀粉粒表面出现孔洞,成熟期B-型淀粉粒数量明显减少。两个参试小麦品种籽粒中淀粉合成关键酶活性对高温的耐受性不同,新冬23号受影响较大。高温处理下两个小麦品种的AGPase和SSS酶活性峰值出现时间提前,SS酶活性明显降低;灌浆后期籽粒α-淀粉酶活性明显增强。花后高温胁迫打破了小麦籽粒灌浆过程中淀粉合成酶和降解酶之间的平衡,α-淀粉酶活性增强导致淀粉粒表面出现孔洞,最终影响淀粉的品质。     

生物炭和菌肥对土壤镉形态和棉花镉吸收的影响

  目的  为了明确生物炭和菌肥修复石灰性土壤镉（Cd）污染的效果,探寻适宜石灰性土壤重金属Cd修复技术。  方法  采用盆栽的试验方法,研究施用3%的生物炭（B3）和1.5%的菌肥（M1.5）对不同外源Cd浓度（0、1、2、4 mg kg?1）石灰性土壤的pH值、Cd形态分布、酶活性以及棉花各器官Cd含量的影响。  结果  结果表明,生物炭和菌肥均能显著提高土壤的pH,但随着培养时间的延续添加改良剂处理的土壤的pH值呈现出下降的趋势:生物炭和菌肥的施用均能降低土壤可交换态Cd比例,提高土壤残渣态Cd比例,与对照相比,生物炭和菌肥处理下可交换态Cd的含量分别下降了18.42% ~ 48.46%和15.21% ~ 50.19%。生物炭和菌肥的添加显著提高土壤酶活性,其中蔗糖酶、过氧化氢酶、脲酶和碱性磷酸酶的最大增幅分别为89.1%、140.1%、39.7%和38.1%,菌肥处理总体优于生物炭处理。生物炭和菌肥的施用降低了植株各器官Cd含量,其中生物炭处理各器官中Cd含量最大降幅为34.0%,菌肥处理下最大降幅为39.5%。相关性和主成分结果表明,可交换态Cd与土壤酶活性呈显著负相关（P < 0.05）,与植株根、茎和叶Cd含量呈现出显著的正相关（P < 0.05）。  结论  生物炭和菌肥作为土壤重金属钝化剂能够通过影响Cd的形态分布,从而缓解Cd对土壤酶活性的影响,降低棉花对Cd的吸收。总体来看,施加1.5%菌肥较3%生物炭在石灰性土壤Cd污染修复的效果更优。     

基于电磁感应仪的土壤盐渍化剖面特征解译研究

为了快速、精准解译区域尺度土壤盐分特征,有必要建立土壤剖面盐分信息精确解译模型。以新疆农灌区不同土壤质地的盐渍化土壤为研究对象,利用电磁感应式大地电导率仪EM38获取土壤表观电导率,构建了基于EM38的两种土壤质地剖面分层盐分解译模型,并对盐分解译回归模型进行了精度检验。结果表明:两种质地的土壤剖面盐分含量变异均较大,中壤土各层电导率变异系数在58%~98%,呈现中等变异强度,而砂土表层(0~40 cm)变异系数达到100%以上,属于强变异强度,深层土壤变异系数介于76%~88%属于中度变异强度。两种质地土壤电导率与磁感表观电导率EMh、EMv间呈显著的相关关系,水平和垂直测量模式都能够对不同深度土盐层分进行预测,且以EMh+EMv为自变量的二元回归解译模型具有较高的精度,相关系数R达到0.94以上。中壤土EM38的盐分预测在不同深度土层的验证结果决定系数达到0.59以上,砂土质地土壤盐分预测验证R2达到0.36以上,预测精度与土壤剖面盐分变异性呈现显著负相关,其相关系数为-0.86,中壤土质地的解译效果优于砂土质地。分析EM38在预测不同土壤质地盐分精度上的差异性,构建了电磁感应式土壤剖面盐分含量的预测模型。研究结果引入土壤质地变量,可为大面积土壤盐渍化的快速精确测定提供理论依据。