不同施氮水平对柳枝稷光合特性及抗旱性的影响

为了探究宁夏银北盐碱地区柳枝稷高产优质高效栽培过程中最佳的施氮量及其对柳枝稷叶片光合特性及抗旱性的影响,本研究采用大田试验,以Cave-in-Rock品种柳枝稷为供试材料,设无氮添加(0 kg·hm-2,N0)、施低氮(60 kg·hm-2,N60)、中氮(120 kg·hm-2,N120)和高氮(240 kg·hm-2,N240)共4个施氮水平,分析比较了各生育时期内柳枝稷叶片光合特性、渗透调节物质及抗氧化酶活性的变化,同时采用隶属函数法综合评价了盐碱地柳枝稷的抗旱性.结果表明,随着不同施氮水平的增加,柳枝稷各生育时期内叶片叶绿素相对含量(SPAD)、净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和细胞间隙CO2浓度(Ci)整体呈现先升后降的趋势,均在施中氮(N120)处理下达到峰值.与无氮添加(N0)处理相比,施低氮(N60)、中氮(N120)和高氮(N240)处理下柳枝稷叶片的SPAD值平均增加了4.73％、18.71％和8.86％,净光合速率(Pn)平均提高了5.55％、17.02％和12.41％,气孔导度(Gs)平均升高了7.87％、56.18％和39.33％,细胞间隙CO2浓度(Ci)平均增加了7.86％、30.71％和13.81％.柳枝稷叶片蒸腾速率(Tr)在高氮(N240)处理下达到最大值,叶片水分利用效率(WUE)随着不同施氮水平的增加而逐渐下降.隶属函数分析结果表明,施中氮(N120)处理下柳枝稷各抗旱指标隶属函数值的均值最大.因此,本试验条件下有利于提高柳枝稷叶片光合能力和抗旱性的适宜施氮水平为120 kg·hm-2.     

盐碱地不同柳枝稷品种生物质产量及氮素吸收利用特性研究

为寻求适合宁夏银北盐碱地区种植的柳枝稷品种,通过田间试验,分析比较了11个不同来源柳枝稷品种的生物质产量及氮素吸收利用规律。结果表明:在11个柳枝稷品种中,Alamo生物产量最高,为20. 47 t/hm~2,显著高于其他品种生物产量(P 0. 05),在整个生育期内氮素吸收效率均呈现先下降然后上升最后再下降的总趋势,而且Cave-in-Rock氮素吸收效率在开花期和灌浆期均较高,显著高于其他品种的吸收速率(P 0. 05),Black Well氮素利用效率最高,达69. 26 kg/kg,由聚类结果可知,分为四类。其中第2类中Alamo品种柳枝稷生物产量最高,氮素利用效率仅次于Black Well,为67. 66 kg/kg,二者之间没有显著性差异(P 0. 05)。综合分析得出:在该地区种植Alamo品种柳枝稷既能获得较高的生物产量,又能避免因施用过量的氮肥而带来一系列环境污染问题,为其在盐碱地栽培管理提供一定的理论依据。     

施氮量对柳枝稷叶片叶绿素荧光特性及干物质积累的影响

研究施氮量对柳枝稷叶绿素荧光特性及干物质积累的影响,对提高盐碱地柳枝稷光能利用效率及生物质产量具有重要意义。在宁夏银北地区采用大田试验,以Cave-in-Rock品种柳枝稷为供试材料,在无氮添加(0 kg·hm^-2,N₀)、施低氮(60 kg·hm^-2,N₆₀)、中氮(120 kg·hm^-2,N₁₂₀)和高氮(240 kg·hm^-2,N₂₄₀)共4个施肥水平下,比较了开花期和成熟期柳枝稷叶片叶绿素荧光参数和干物质积累动态变化,采用灰色关联度分析法对柳枝稷叶片叶绿素荧光参数与干物质积累量进行研究。结果表明:与N₀相比,在N₆₀、N₁₂₀和N₂₄₀处理下柳枝稷开花期和成熟期叶片PSⅡ最大光化学效率(F_v/F_m)、PSⅡ实际光化学量子效率(Φ_PSⅡ)、潜在活性(F_v/F_o)、光化学猝灭系数(qP)、非光化学猝灭系数(NPQ)和干物质积累量均显著性提高,在N₂₄₀处理下达到峰值,而热耗散量子比率(F_o/F_m)显著性降低。在柳枝稷开花期,随着施氮量的增加,柳枝稷叶片PSⅡ潜在活性(F_v/F_o)显现出先上升后逐渐下降的总趋势。在N₁₂₀处理下柳枝稷叶片PSⅡ潜在活性(F_v/F_o)最大,为3.13,较N₀处理显著提高了16.26%。柳枝稷干物质积累量随着生育时期的推进和施氮量的增加,均有不同程度的提高,其中在开花期至成熟期,干物质积累缓慢,在灌浆期达到最大,成熟后期略有降低。柳枝稷成熟期干物质积累量在N₂₄₀处理下最高,每穴干物质积累达378.13 g,较N₀、N₆₀和N₁₂₀处理显著提高了24.33%、20.09%和7.24%。灰色关联度分析结果表明,在本试验条件范围内,N₂₄₀处理下加权关联度与理想施肥水平的关联度最大,有利于促进PSⅡ的光化学活性,从而提高柳枝稷干物质积累量。     

盐碱条件下施磷对柳枝稷生长发育及耐盐性的影响

为了探究不同施磷水平对宁夏银北盐碱地区柳枝稷生长发育及耐盐性的影响,通过田间试验,以2种生态型柳枝稷品种“Alamo”和“Pathfinder”为供试材料,采用裂区试验设计,设置不施磷（0） 、施低磷（30 kg·hm^-2 P₂O₅） 和施高磷（90 kg·hm^-2 P₂O₅） 共3个施磷水平,每个处理设3个重复,共计18个小区。分析比较了各生育时期内柳枝稷生长指标、渗透调节物质及抗氧化酶活性的变化,同时采用隶属函数法综合评价了盐碱地柳枝稷的耐盐性。结果表明,随着施磷水平的提高,两种生态型柳枝稷开花期株高、分蘖数、叶面积指数、干物质积累和生物产量等农艺性状和相对叶绿素、丙二醛、可溶性糖含量、过氧化物酶活性等生理特性均呈逐渐升高的总趋势。与不施磷处理相比,分别提高了7.74%、10.21%、14.64%、11.88%、22.22%、3.85%、74.29%、14.70%和57.77%。隶属函数分析结果表明,施低磷处理下柳枝稷各抗盐指标隶属函数值的均值最大。因此,施磷量为30 kg·hm^-2 处理时,既可以提高两种生态型柳枝稷的生理特性及生物产量,又能在一定程度上提高其耐盐性,是较为理想的施磷水平。     

水氮耦合对盐碱地柳枝稷生物质产量、品质及水肥利用的影响

在宁夏银北盐碱地区,以‘Cave-in-rock’柳枝稷为材料,采用随机区组试验设计,研究了水氮耦合对柳枝稷生物质产量、品质及水肥利用效率的影响,利用模糊相似优先比法分析了不同水氮处理下柳枝稷产量、品质及水肥利用效率的变化特征。结果表明,在盐碱地条件下,充足的灌水和适量的氮肥投入是柳枝稷高产和水肥高效利用的保证。在相同灌水条件下,中氮处理显著提高了柳枝稷的产量、纤维素、半纤维素含量、水分利用效率、氮肥农学效率和氮肥利用效率;在同一施氮量条件下,随着灌水量的提高,柳枝稷产量有所增加,纤维素、半纤维素、灰分含量先降低后升高。中氮处理在不同水分条件下均能维持较低的灰分,且在充足水分条件下能获得最高产量、氮肥农学效率、氮肥利用效率和水分利用效率。高水中氮(3000 m3·hm^-2、N 120 kg·hm^-2)处理有利于柳枝稷高产优质,且水肥利用效率高,是宁夏银北盐碱地区柳枝稷生物质生产的最适水氮管理措施。     

水氮耦合对盐碱地柳枝稷光合生理及生物质产量的影响

通过设置750 m~3/hm~2(W1)、1 500 m~3/hm~2(W2)、3 000 m~3/hm~2(W3)3个灌水及施氮0 kg/hm~2(F0)、60 kg/hm~2(F1)、120 kg/hm~2(F2)、240 kg/hm~2(F3)4个水平,研究水氮对盐碱地柳枝稷光合生理特性及生物质产量的影响。结果表明:施氮和灌水对盐碱地0～20 cm土层土壤含水率影响显著,20～40cm土层土壤含水率主要受到氮肥影响;灌水量和施氮量同时影响叶片叶绿素含量、净光合速率、蒸腾速率、气孔导度及生物质产量,表现为:水分效应水氮耦合效应氮肥效应,氮肥的增效作用在到达一定程度后将不再增加;相关性分析表明柳枝稷生物质产量与开花期光合指标呈显著正相关关系。银北盐碱地区,高水中氮条件下(灌水量3 000 m~3/hm~2、施氮量120 kg/hm~2)有利于提高柳枝稷开花期叶绿素含量,促进叶片光合作用,从而获得较高的生物质产量。     

施磷水平对盐碱地柳枝稷碳氮磷生态化学计量特征的影响

为探究不同施磷水平对盐碱地柳枝稷叶片与土壤碳(C)、氮(N)、磷(P)含量及其生态化学计量比的影响,本研究以宁夏大学西大滩盐碱地综合改良利用核心试验站的两种生态型柳枝稷为研究对象,设不施磷(0)、施低磷P₂O₅ 30 kg·hm^-2(30)和施高磷P₂O₅90 kg·hm^-2(90)3个水平,分析比较了2019-2020年低地型品种Alamo和高地型品种Pathfinder柳枝稷叶片与土壤C,N,P含量及其生态化学计量变化规律。结果表明：连续2年施磷处理条件下,Alamo和Pathfinder品种柳枝稷叶片C,N,P生态化学计量特征差异显著。Pathfinder品种的C、N、P含量显著高于Alamo品种。就施磷水平而言,施高磷影响更为显著。连续2年施磷处理可以有效提高土壤有效磷含量和磷酸酶活性,降低土壤pH值和盐分含量。柳枝稷叶片与土壤化学计量特征之间存在较强的相关关系。因此,施磷处理有效改变了柳枝稷叶片和土壤C、N、P含量及化学计量比,为揭示盐碱地农业生...     

马铃薯燕麦间作和施氮对马铃薯干物质累积、产量及品质的影响

基于宁南山区马铃薯连作障碍、用养地矛盾导致产量低下等问题,通过设置4个氮水平和2种种植模式的裂区试验,研究间作和施氮对马铃薯干物质累积参数、产量及品质的影响规律,为提高马铃薯产量、缓解连作障碍提供一定的理论依据和技术支撑。研究表明,单作马铃薯施氮处理较不施氮处理干物质量积累最大速率分别增加17.26%、27.41%、26.14%,间作施氮处理分别增加10.38%、33.69%、41.10%。与不施氮处理相比较,单作模式下干物质活跃积累时间随施氮量分别降低57.44%、85.09%、31.92%,干物质积累速率最大时生长量分别增加84.75%、8.41%、50.43%;间作模式下干物质活跃积累时间随施氮量分别降低7.04%、16.9%、15.50%,干物质积累速率最大时生长量分别增加18.28%、22.57%、30.96%。间作和施氮对干物质积累和产量的提升明显,其中以间作施氮150kg·hm~(-2)和225kg·hm~(-2)处理最佳。通过对产量模拟得出间作马铃薯最佳施氮量为154.08 kg·hm~(-2),理论产量可达到34 674.7 kg·hm~(-2)。与不施氮处理相比,间作下还原糖含量随施氮量的增加分别增加4.26%、2.71%、1.16%,淀粉含量分别增加0.53%、49.13%、26.85%,施氮处理间粗蛋白含量、淀粉含量、可溶性糖含量差异显著,施氮及间作交互作用下还原性糖含量差异显著;对产量和品质因素进行主成分分析,表明间作施氮处理综合值高于单作且施氮150kg·hm~(-2)处理下最高。马铃薯燕麦间作施氮在干物质累积、产量及营养品质方面均优于单作,间作马铃薯施氮量宜为150～154.08kg·hm~(-2)。     

马铃薯-燕麦间作对马铃薯氮含量和土壤氮素的影响

为提高氮肥的利用,通过随机区组试验探讨马铃薯单作、3种马铃薯-燕麦间作模式对马铃薯氮含量和土壤氮素的影响,筛选出最优的间作模式。供试材料为青薯9号,以马铃薯单作为对照(IP),设置3种间作模式,比较马铃薯燕麦间作行数比2:2、4:2、4:8(分别标记为P₂O₂、P₄O₂和P₄O₈)对马铃薯植株氮含量、土壤全氮、碱解氮和无机氮含量分布的影响。结果表明,从开花期到成熟期,马铃薯叶、茎的氮含量呈下降趋势,块茎氮含量呈上升趋势;间作处理植株氮含量显著高于单作处理,其中,以间作P₂O₂最佳。3种间作处理在开花期0~20 cm土层的土壤全氮含量均高于单作处理,其中,以间作P₄O₈最佳,达到0.69 g·kg^-1;成熟期相比于花期提高24.6%。开花期间作P₄O₈ 0~20 cm土层的土壤碱解氮含量高于其他3种处理,相比间作P₂O₂提高19.2%,间作P₂O₂成熟期比花期提高41.7%。开花期,单作马铃薯 0~20 cm土层硝态氮含量高于其他间作处理,达到0.82 mg·kg^-1,成熟期相比花期降低了26.8%,但仍高于其他间作处理。开花期,单作马铃薯 0~20 cm土层土壤铵态氮含量也高于其他间作处理,达到0.35 mg·kg^-1,成熟期相比花期降低了2.9%,但仍高于其他间作处理。间作P₄O₈和P₂O₂可以显著提高植株氮、土壤全氮和碱解氮的含量,单作马铃薯土壤硝态氮和铵态氮含量比间作高。这表明,间作条件下矿质态氮在土壤中的残留量少,减少了氮素损失的几率。     

施氮量对间作马铃薯植株氮素累积及产量的影响

针对宁夏南部山区马铃薯大面积连作,导致马铃薯氮素利用率低下以及晚疫病发病率高和用、养地矛盾突出等问题,于2018年5—10月在宁夏海原县开展田间试验,采用裂区试验设计,主处理为0、75、150、225 kg·hm~(-2)4个施氮水平(分别为N0、N1、N2、N3处理);副处理为2种种植模式(马铃薯单作和马铃薯‖燕麦),研究施氮量对间作马铃薯氮素积累及产量的影响。研究结果表明:单作马铃薯最大氮素累积速率出现在块茎形成期前后,间作马铃薯最大氮素累积速率出现在块茎膨大期前后,N2处理的氮素积累效果相对优于其他处理。单作马铃薯施氮150 kg·hm~(-2)处理的氮素收获指数(NHI)分别较N0、N1、N2处理提高7.46%、8.54%、6.11%,间作马铃薯施氮150 kg·hm~(-2)处理的NHI分别较N0、N1、N2处理高2.08%、8.87%、2.40%,间作模式下氮肥农学利用率(AE)、氮肥生理利用率(PE)、氮肥利用率(NUE)均高于单作,并且施氮150 kg·hm~(-2)处理的AE、PE、NUE分别较N1和N3处理高33.98%、49.08%,41.83%、85.53%,55.15%、94.83%,各施氮处理间PE、NUE差异显著(P0.05),种植模式间氮肥农学利用率差异极显著(P0.01)。随施氮量的增加,单作模式下,各施氮处理马铃薯产量分别比不施氮对照增加1.73%、10.29%、3.97%;间作模式下,各施氮处理马铃薯产量分别比不施氮对照增加8.68%、31.23%、15.33%;在施氮水平与间作种植模式交互作用下,马铃薯产量差异显著(P0.05),间作马铃薯的施肥增产效果明显优于单作。