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.     

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。     

燕麦马铃薯间作对燕麦光合特性及产量的影响

为揭示马铃薯-燕麦间作体系中燕麦产量形成的光合机制,在宁夏南部山区,通过田间小区试验,以单作燕麦为对照,在马铃薯-燕麦间作行数比为2∶2(P_2O_2)、4∶2(P_4O_2)、4∶8(P_4O_8)模式下,用灰色关联度评价法对燕麦旗叶的蒸腾速率、气孔导度、净光合速率、水分利用效率及叶绿素含量5个光合指标和籽粒产量进行了研究。结果表明,间作总体上提高了燕麦旗叶的蒸腾速率、气孔导度和叶绿素的含量;除成熟期外,间作降低了燕麦的水分利用率;马铃薯和燕麦间作处理的土地当量比均大于1,以P_4O_2处理最高,为1.21,种间竞争最小,为-0.05,产量相对较高。通过灰色关联度分析,发现P_4O_2处理表现较优,在燕麦开花期至成熟期等权关联度和加权关联度位次均为1。所以,在马铃薯-燕麦间作体系中,合理减少燕麦行数和增加马铃薯的行数有利于提高间作系统的综合优势,在生产中建议推广种植的马铃薯燕麦间作行比是4∶2。     

盐胁迫与供磷水平对柳枝稷苗期生理特性的影响

为了明确不同柳枝稷品种对盐胁迫和供磷水平两个因素的生理响应特征,本研究采用水培试验,设置2个盐胁迫水平（A1盐胁迫、A2非盐胁迫）和4个供磷水平（B1无磷、B2低磷、B3高磷、B4全磷）,分析了盐胁迫和供磷水平对Alamo加倍体、Alamo和Pathfinder 3个柳枝稷品种苗期生理特性的影响规律。结果表明：Alamo加倍体、Alamo和Pathfinder在盐胁迫条件下可溶性糖含量随着供磷水平的增加而降低,全磷处理下较无磷处理分别降低40.80%、26.47%、13.82%。盐胁迫下3个柳枝稷品种丙二醛含量随着供磷水平的提高均在高磷处理下达到最大值。3个柳枝稷品种在盐胁迫下脯氨酸含量随着供磷水平增加而增加,全磷处理较无磷处理分别升高 136.79%、193.85%、61.09%。盐胁迫下Alamo 加倍体和Alamo的过氧化物酶（POD）活性随着供磷水平下的提高均在全磷处理下达到最大值;而Pathfinder的POD活性在低磷处理下达到最大值。盐胁迫下Alamo 加倍体的超氧化物歧化酶（SOD）活性随着供磷水平提高在高磷处理下达到最大值;盐胁迫下Alamo和Pathfinder的SOD活性随着供磷水平的提高均在低磷处理下达到最大值。3个柳枝稷品种在盐胁迫条件下过氧化氢酶（CAT）活性随着供磷水平增加而降低,全磷处理较无磷处理著降低 65.81%、37.41%、90.66%。通过对3个柳枝稷品种综合生理抗逆性分析得出Pathfinder品种在各处理下综合值之和最高,表明Pathfinder苗期抗盐胁迫与低磷胁迫能力最强,适宜在盐碱地种植。     

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。     

不同供磷水平对盐碱地柳枝稷根系形态及土壤理化性质的影响

为探究盐碱条件下柳枝稷(Panicum vigatum L.)对供磷水平的响应,以不同品种柳枝稷(Alamo加倍体、Alamo、Pathfinder)为材料进行根箱试验,分析比较了不同磷浓度(0、10、100 mg/kg)处理对柳枝稷根系形态、生理特征及土壤理化性质的影响。结果表明:随着施磷水平的增加,各品种柳枝稷生物量、根系形态、根系活力及土壤有效磷含量整体呈上升趋势,而根冠比、土壤pH值和酸性磷酸酶活性呈下降趋势,均在高磷(100 mg/kg)处理下达到最大值和最小值。与高磷处理相比,低磷(10 mg/kg)处理下3个品种柳枝稷土壤pH值分别增加了0.31、0.28、0.23个单位,酸性磷酸酶活性平均提高了58.0%、42.0%、13.5%。低磷条件下,Alamo加倍体具有较大的根表面积,并保持较高的根系活力,表现出较强的适应性,有利于降低土壤pH,提高土壤酸性磷酸酶活性。总体而言,Alamo加倍体对盐碱低磷胁迫的适应能力优于Alamo、Pathfinder。同时增加供磷水平能够促进盐碱地柳枝稷根系生长、改善土壤环境,提高其生物质产量。     

栽培模式对宁南地区马铃薯生理特性及产量的影响

为探讨栽培模式对宁夏南部山区马铃薯生理特性及产量的影响,确定适应该地区马铃薯生产的最佳栽培模式,以青薯9号马铃薯为材料,采用单因素随机区组试验,对比分析露地平作(A1)、露地单垄单行(A2)、露地单垄双行(A3)、半膜单垄双行(A4)、全膜单垄双行(A5)5种栽培模式下马铃薯抗氧化特性及产量的变化特征.结果表明,起垄覆膜处理可以有效降低马铃薯叶片细胞膜透性、游离脯氨酸含量及丙二醛含量,A1、A2处理马铃薯叶片过氧化氢酶活性与A3、A4、A5处理的差异均达到显著水平,超氧化物歧化酶活性表现为覆膜处理与不覆膜处理间存在显著性差异.A5处理马铃薯产量最高,且较A1、A2、A3、A4处理分别高出83.8％、53.3％、21.4％、12.9％.综上所述,起垄、覆膜处理可以显著提高马铃薯抗氧化特性,进而提高马铃薯产量,且全膜垄作栽培模式下增产效果最佳.