长期定位施肥对夏玉米酶活性的影响

基于 30年的长期定位试验, 研究了长期定位施肥对玉米酶活性的影响。结果表明：随施肥量的增加,玉米穗位叶SOD、CAT均有不同程度的提高,其中有机肥60 000 kg/hm²加无机氮肥276 kg/hm²处理SOD活性和CAT活性最高,MDA和POD含量最低。单施氮肥或有机肥处理,灌浆后期穗位叶POD、SOD、CAT活性降低较快,MDA含量迅速上升。有机肥与氮肥配施穗位叶POD、SOD、CAT活性较高,并且维持高值时间长,MDA含量低,上升缓慢。氮磷钾肥配施处理穗位叶POD、SOD、CAT活性在开花期显著高于氮磷、氮钾处理,MDA含量显著低于氮磷、氮钾处理。     

花后渍水时长对小麦根系形态和抗氧化酶活性及产量的影响

为研究花后渍水对小麦根系形态特征和衰老特性及产量的影响,以小麦品种齐民7号和淮麦44为试验材料,采用柱栽试验方法,在开花期设置0 d(W0)、3 d(W3)、6 d(W6)和9 d(W9)四个渍水时长,分析了不同渍水处理间小麦根系平均直径、总根长、根干重和根系衰老相关酶活性及产量的差异。结果表明,在整个测定时期,W3处理的小麦根系平均直径、总根长、根干重、丙二醛(MDA)含量、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性与W0处理无显著差异,但成熟期千粒重和产量显著低于W0处理。花后21 d, W6和W9处理的根系平均直径、总根体积、总根长、根干重、CAT和SOD活性显著低于W0和W3处理,POD活性和MDA含量显著高于W0和W3处理。成熟期不同处理之间穗数无显著差异,W9处理的穗粒数显著低于其他处理,千粒重和产量表现为W9W6W3W0。齐民7号各处理的穗粒数和产量均显著高于淮麦44,但W3处理下,齐民7号的产量损失显著低于淮麦44。随渍水时长的增加,两品种的产量损失均显著增加,渍水9 d时最终产量损失均达到51%以上,品种之间无显著差异。这说明本试验条件下,开花期渍水胁迫会加快小麦根系衰老,进而影响籽粒灌浆,最终导致产量降低,且渍水时间越长,其影响越大。     

施用有机肥对春玉米生育后期叶片酶活性的影响

为了防止春玉米早衰,探讨施用有机肥对春玉米生育后期叶片酶活性的影响。我们采用盆栽方法,测定春玉米灌浆期和蜡熟期穗位叶超氧化物歧化酶（SOD）活性、过氧化物酶（POD）活性、丙二醛（MDA）和可溶性蛋白质含量。结果表明：随着有机肥（鸡粪）施用量的增加丙二醛的含量随之降低,超氧化物歧化酶（SOD）活性、过氧化物酶（POD）活性和可溶性蛋白质含量则随之提高。施用有机肥（鸡粪）26.7 g/kg土的处理,春玉米穗位叶的过氧化物酶（POD）活性和可溶性蛋白质含量下降。玉米灌浆期的穗位叶超氧化物歧化酶（SOD）活性普遍高于蜡熟期的。适量的施用有机肥可以提高春玉米生育后期叶片保护酶活性,防止或延缓春玉米的衰老。     

高温胁迫对不同热敏型玉米品种雌雄穗生理特性的影响

以郑单958(ZD958)和先玉335(XY335)为材料,模拟增温处理,探索玉米穗发育对高温逆境生理响应机制。结果表明,高温胁迫下,玉米雄穗、雌穗抗氧化生理在品种及处理间均有较大差异,雄穗细胞中超氧化物歧化酶(SOD)活性呈升-降-升的变化,ZD958雄穗上部小穗SOD活性低于下部小穗,XY335雄穗上部小穗SOD活性高于下部小穗。过氧化物酶(POD)活性在高温处理初期下降,而后持续升高;过氧化氢酶(CAT)活性在高温胁迫初期增加,而后下降甚至低于对照;丙二醛(MAD)含量均呈增加趋势。ZD958雄穗中可溶性糖和脯氨酸含量较高,XY335雄穗中可溶性蛋白含量较高。XY335雌穗SOD、POD和CAT酶活性降低或显著降低,MDA含量较高;ZD958雌穗SOD、POD和CAT酶活性升高或显著升高,MDA含量较低。随高温胁迫持续,ZD958和XY335雌穗中可溶性糖、可溶性蛋白和脯氨酸含量均呈增加趋势,ZD958雌穗具有较高的可溶性糖含量、较高的花丝水势和p H值。     

隔年秸秆还田对连作玉米养分积累及叶片生理特性的影响

以秸秆不还田为对照,设置秸秆深翻还田和旋耕还田配施秸秆腐熟剂、深翻和旋耕还田不施秸秆腐熟剂5个处理,测定玉米茎秆、叶片、穗部和子粒氮磷钾养分积累量及叶片生理活性,研究秸秆还田配施秸秆腐熟剂对玉米生长及产量的影响。结果表明,不同秸秆还田方式显著提高玉米穗位叶以上第3叶(上位叶)及穗位叶以下第3叶(下位叶)叶绿素含量、叶片超氧化物歧化酶(SOD)活性、茎鞘氮和钾积累量,并提高玉米产量,增产率为7.56%～28.00%。旋耕和深翻秸秆还田配施腐熟剂处理显著提高穗位叶叶绿素含量,显著降低叶片丙二醛(MDA)活性,显著提高叶片磷积累量;深翻还田配施腐熟剂极显著提高叶片、穗部、子粒氮积累量。冷凉地区玉米秸秆还田提高玉米叶片生理活性,旋耕还田配施秸秆腐熟剂增产率高,干物质积累量较多;深翻还田配施腐熟剂显著提高玉米叶片、穗部和子粒氮积累量。     

半干旱区保护性耕作对旱作春小麦光合特性和产量形成的影响

为探究黄土高原半干旱区保护性耕作提高春小麦产量的光合生理机制,依托黄土高原半干旱区2001年建立的不同耕作措施长期定位试验,于2019年研究了传统耕作(T)、传统耕作秸秆翻入(TS)、免耕秸秆不覆盖(NT)、免耕秸秆覆盖(NTS)四种耕作措施对春小麦叶片光合相关性状、干物质积累和产量的影响。结果表明,小麦叶片叶绿素含量和叶面积指数在抽穗期达到峰值,保护性耕作延缓了花后叶片衰老,其中NTS处理的叶片叶绿素含量和叶面积指数在乳熟期均显著高于其他处理;耕作措施对开花期小麦旗叶RuBP羧化酶活性没有影响,但在灌浆期免耕和秸秆还田均提高了RuBP羧化酶活性,其中NTS处理的RuBP羧化酶活性是T处理的1.95倍;秸秆覆盖对小麦旗叶光合速率、蒸腾速率、气孔导度影响显著,NTS处理可有效改善春小麦开花期和灌浆期的光合性能,其中NTS处理的开花期旗叶光合速率、蒸腾速率、气孔导度比T处理分别提高了19.2%、30.7%、23.0%;免耕处理(NT和NTS)下花后干物质积累对籽粒贡献率较耕作处理(T和TS)提高了41.7%,秸秆还田处理(TS和NTS)花后籽粒干物质积累量及花后干物质积累对籽粒产量贡献率较不还田处理(T和NT)分别提高了71.2%和35.7%;NTS处理有效促进了小麦花后干物质积累和转运,显著增加了穗数和千粒重,使产量较T处理提高了18.7%。因此,在黄土高原半干旱区应用免耕秸秆覆盖的保护性耕作措施可促进春小麦旗叶花后光合作用、干物质积累及其向籽粒分配,延缓灌浆后期叶片衰老和叶绿素降解,协调和优化光合性能、光合时间、光合面积之间的关系,从而提高产量。     

气候变化背景下深松播种对玉米农田土壤水热与呼吸特性的影响

2017～2018年夏玉米季,设夏玉米深松播种(ST)和常规免耕播种(NT)2个处理,研究不同播种方式对农田土壤水热动态、呼吸速率、硝态氮含量、产量及水分利用特征的影响。结果表明,玉米全生育期,ST处理地积温显著高于NT处理,2个种植季平均提高160.4℃·d,提高幅度为5.3%。全生育期ST处理平均土壤呼吸速率平均比NT处理高11.7%。采用深松播种,0～100 cm根系利用水分较为活跃土层含水量比免耕播种提高1.2个百分点,其中,21～100 cm提高2个百分点。0～20 cm深松播种土壤种硝态氮含量含低于免耕播种;41～60 cm相反。0～60 cm土层,不同处理苗期至穗期,深松播种处理土壤硝态氮含量稍高,但与免耕播种处理差异不显著。深松播种显著降低玉米农田耗水量,提高水分利用效率,肥料偏生产力也有显著提高。     

除草剂炔草酯对不同小麦品种幼苗期叶片抗氧化特性的影响

为了解小麦品种对除草剂炔草酯的耐性与抗氧化特性的关系,采用盆栽试验方法,以对除草剂敏感型品种宁麦16、中度敏感型品种扬麦15和耐药型品种淮麦23为材料,测定了炔草酯制剂处理后三个品种幼苗叶片MDA含量、叶绿素含量、SOD、POD和GSTs活性的变化。结果表明,炔草酯120mg·L-1处理15d后,宁麦16药害最重,MDA含量增加了56.41%,叶绿素含量下降了68.58%,SOD、POD和GSTs活性分别上升130.75%、123.06%,和23.33%;扬麦15叶片MDA含量增加32.05%,叶绿素含量和SOD活性无显著变化,POD和GSTs活性提高29.77%和28.30%;淮麦23叶片MDA含量、叶绿素含量和GSTs活性无显著变化,SOD和POD活性分别增加了225.96%和63.87%。当药剂浓度为240mg·L-1时,淮麦23叶片GSTs活性提高了41.11%,增幅高于宁麦16(16.67%)及扬麦15(23.58%)。说明敏感性不同的小麦品种对炔草酯的反应在抗氧化特性上存在明显差异,耐药型品种可能通过较高的抗氧化能力减轻除草剂的胁迫伤害。     

不同水分条件下氮素营养对辽春10号小麦旗叶衰老的影响

为给春小麦高产栽培提供依据,以辽春10号春小麦为研究对象,在盆栽条件下,研究了不同土壤水分条件下氮素营养对春小麦灌浆期旗叶衰老的影响.结果表明,随着土壤水分胁迫的增加,春小麦旗叶SOD活性降低,POD活性先降低后升高,O2·-产生速率、外渗电导率和MDA含量增加,这是干旱胁迫造成旗叶衰老的主要原因之一.土壤相对含水量低于45%时,旗叶SOD活性显著降低,POD活性较正常水分处理(土壤相对含水量为75%～80%)出现倍增,植株活性氧清除系统受到破坏;增施氮肥加重了质膜受损程度,O2·-产生速率、外渗电导率和MDA含量增加,旗叶衰老加速.而当土壤相对含水量在45%～75%之间时,增加氮肥的作用与之相反:增施氮肥可以减缓期叶衰老,氮肥的效应随着氮肥施用量的增加和土壤含水量的升高而加强.当土壤相对含水量高于75%时,高氮处理由于地上部生长旺盛,蒸腾剧烈,引起水分供应不足,使旗叶SOD和POD活性低于其他氮肥处理,O2·-产生速率、外渗电导率和MDA含量增加.     

小麦新品种烟农5158及其亲本旗叶生理特性研究

在盆栽条件下,以小麦新品种烟农5158及其亲本鲁麦14号、烟农15号和烟航选2号为材料,研究烟农5158旗叶生理特性与亲本之间的差异.结果表明,烟农5158及其亲本旗叶净光合速率均在开花期达到最大,之后逐渐下降,在生育后期差异显著,烟农5158旗叶净光合速率始终高于其亲本.与亲本相比,烟农5158旗叶中抗氧化酶SOD、POD和CAT活性在生育后期下降缓慢且维持较高水平;烟农5158及其亲本旗叶中的SOD、POD和APX活性均随生育进程推进呈先升高后降低的趋势;花后7～28 d,烟农5158旗叶中POD活性显著高于其亲本.烟农5158与其亲本相比具有较高的可溶性蛋白含量,生育后期具有较低的MDA含量.烟农5158在生育后期具有叶片衰老缓慢、净光合速率高、抗逆性强的特点,这可能与它开花后旗叶中抗氧化酶活性较高、可溶性蛋白含量较高和MDA含量较低有关.     

不同耕作条件下春小麦干物质积累动态及其相关性状的研究

为了给干旱区春小麦耕作模式的选择提供依据,通过田间试验,研究了传统耕作(CT)、秸秆还田(CS)、免耕不覆盖(NT)和免耕覆盖(NTS)四种耕作模式对干旱区春小麦各器官干物质积累动态及产量的影响.结果表明,四种模式下小麦地上部干物质的累积量随生育时期均呈"S"型曲线增长,均在开化后30 d达最大值,且在CS、NT和NTS处理下总干重最大值分别比传统耕作(CT)高15.40%、24.58%和35.17%,差异达到显著水平.其中,在整个籽粒形成期内总干物质增加速度表现为NTS＞NT＞CS＞CT;与传统耕作(CT)相比,CS、NT和NTS的籽粒干物质积累速度分别提高了14.68%、31.57%和45.92%.处理NTS的产量及其相关性状均优于其他处理.进一步分析表明,NTS产量提高的原因是由于光合产物在各器官中的分配比例发生变化,收获指数增加,使籽粒所占的百分率得以提高.另外,免耕覆盖能增大春小麦籽粒灌浆速度,延长灌浆时间,有利于光合产物的合成和花后同化物向籽粒的转运.     

耕作方式和施氮量对旱地冬小麦开花后干物质转运特征、糖含量及产量的影响

为探讨耕作方式和氮肥对旱地小麦的互作效应,在甘肃半干旱雨养农业区大田试验条件下,采用双因素裂区设计,以常规耕作(CT)、秸秆还田(CTI)、全膜覆土穴播(PM)、免耕秸秆覆盖(NTS)4种耕作方式为主区,75、150、225、300kg·hm~(-2)4个施氮量(分别用N1～N4表示)为副区,分析了不同耕作方式及施氮量组合处理下旱地冬小麦花后干物质转运、糖含量及产量的差异。结果表明,4种耕作方式中,PM的株高最高,叶面积最大,籽粒产量最高,较CT增产14.50%。PM增产主要是通过增加穗长和穗粒数来实现,也归因于花前营养器官干物质的积累量及其在花后向籽粒中转运量、转运效率和对籽粒产量的贡献率较CT显著增加,特别是增加了叶片和颖壳的干物质转运量、转运效率。CTI的千粒重和有效穗数虽然最高,但产量与CT无显著差异;NTS的株高、千粒重、有效穗数、干物质积累量和花后向籽粒中转运量均处于较低水平,产量较CT降低16.74%。施氮显著增加了旱地冬小麦的籽粒产量,平均产量表现为N4N2N3N1。CT、CTI、NTS下,施氮的增产作用显著,但PM下不显著。在所有处理中,PMN2的籽粒产量最高,比最低的NTSN1增加70.55%。施氮增产的原因主要是促进了不同器官干物质积累和开花后干物质转运。NTS提高了各器官的可溶性糖含量,但其效应在不同生育时期存在差异,茎秆主要表现在开花后20～30d,叶片和颖壳在开花后10～40d,叶鞘在开花后20～40d,籽粒在开花后10～30d。施氮显著降低了开花后0～30d茎秆和叶片的可溶性糖和蔗糖含量,但显著增加了开花后20d籽粒的可溶性糖含量。以上结果说明,在甘肃旱地雨养农业区,常规耕作、秸秆还田、全膜覆土穴播下冬小麦高产的氮肥施用量以中等水平(150kg·hm~(-2))最佳,免耕秸秆覆盖下需增加氮肥施用量(300kg·hm~(-2))。     

半湿润区秸秆还田及耕作技术对土壤水分、玉米光合特性及产量的影响

研究土壤水分、玉米光合特性及产量对秸秆不同还田耕作技术的响应,为半湿润区水分、光能高效利用及玉米增产栽培模式提供理论依据。2018和2019年,采用秸秆还田和土壤耕作相结合的方法,设置秸秆离田旋耕起垄（CK）、秸秆深翻还田（SP）、免耕秸秆覆盖还田（SC）、秸秆覆盖深松（SS）4个处理。研究结果表明,2018和2019年各生育时期土壤含水率、叶面积指数、叶片的P_n、G_s、C_i和T_r,SS处理均显著高于CK处理。与CK相比,SS、SP、SC处理2018和2019年的玉米产量分别增加13.88%和14.82%、7.59%和9.12%、7.42%和8.5%。秸秆条带覆盖深松技术适合作为半湿润区水分、光能高效利用和玉米增产的一种优化栽培技术进行推广应用。     

不同耕作和覆盖方式对玉米长势及光合特性的影响

通过传统耕作、生物炭翻耕覆盖、地膜免耕覆盖、地膜翻耕覆盖、留茬覆盖和条带覆盖处理方式,分析不同耕作和覆盖方式对玉米长势及光合特性的影响。结果表明,地膜覆盖可通过提高地温明显缩短玉米出苗期,地膜翻耕和生物炭处理对玉米的生长均起到促进作用,影响期分别为苗期和拔节期。对比传统耕作,秸秆整秆覆盖和地膜覆盖在免耕条件下不利于植株生长。拔节期不同处理玉米净光合速率与气孔导度、蒸腾速率均呈正相关,生物炭处理净光合速率最高。     

深松和翻耕对旱地小麦花后根系衰老及产量的影响

为了解深松耕作对小麦根系衰老及产量的影响,以济麦22为材料,通过田间试验,对深松与翻耕条件下旱地小麦花后根系部分生理指标以及籽粒产量进行了比较分析。结果表明,与翻耕处理相比,深松处理小麦花后根系能够保持较高的超氧化物歧化酶活性与硝酸还原酶活性,丙二醛含量较低,可溶性蛋白含量降低缓慢,说明深松处理能够减缓根系的衰老。深松处理的小麦穗数、穗粒数、千粒重高于翻耕处理,其中穗粒数增加达到显著水平,是深松处理增产的主要原因。     

不同轮耕模式对黑土土壤微生物群落结构的影响

以吉林省公主岭市黑土3年的田间试验为研究对象,采用高通量测序方法,研究不同轮耕模式和秸秆还田对土壤微生物群落组成及其多样性的影响。结果表明,与秸秆离田处理(A)相比,秸秆连年深翻(D)、深翻/旋耕(C)和覆盖/覆盖/深翻(E)3个还田处理均显著提高亚表层(20～40 cm)土壤有机质和氮磷钾含量。对于微生物总量OTU分析表明,经过秸秆深翻处理亚表层土壤微生物总数均高于表层土壤,秸秆连年覆盖还田(B)处理则是表层(0～20 cm)土壤微生物总量高于亚表层土壤。经秸秆深翻处理亚表层土壤Chao1指数较高,Simpson指数较低,物种丰度明显提高;连年覆盖还田处理表层土壤物种Chao1指数和Shannon指数较高;秸秆覆盖还田可提高表层土壤物种丰度。C和D处理与A处理亚表层土壤组间物种多样性有显著差异,具体差异在分类学上的组成中有所体现,门水平上物种组成无差异,但属水平上亚表层土壤与表层土壤之间微生物组成不同。冗余分析显示,不同秸秆还田模式下土壤有机质及有效N、P养分变化是引起土壤微生物群落结构变化的重要环境因子。秸秆覆盖还田和秸秆深翻还田分别能够有效改善表层和亚表层土壤微生物群落结构和多样性。     

不同覆盖栽培方式对冬小麦干物质分配与转运的影响

为了解不同覆盖栽培方式对冬小麦干物质分配与转运的影响,以西北旱地生态生产条件为背景,分析了秸秆带状覆盖(SM)、地膜覆盖(PM)及露地(CK)三种覆盖栽培方式下冬小麦干物质分配与转运的差异,其中秸秆带状覆盖设置了 59％(SM3)、50％(SM4)、42％(SM5)、37％(SM6)共4个秸秆覆盖度.结果表明,随小麦生...     

耕作方式与秸秆还田对砂姜黑土土壤酶活性及冬小麦产量的影响

为探究耕作方式及秸秆还田处理对砂姜黑土土壤酶活性的影响,在河南省商水县砂姜黑土地区设置深耕秸秆不还田、深耕秸秆还田、旋耕秸秆还田和旋耕秸秆不还田4个处理,以超高产小麦品种周麦27为材料进行大田试验,对不同处理的土壤过氧化氢酶、蔗糖酶、脲酶、碱性磷酸酶活性及冬小麦籽粒产量进行测定分析。结果表明,20~40cm土层土壤过氧化氢酶的活性在不同处理间差异大多不显著,小麦拔节期、开花期和成熟期0~20cm土层深耕秸秆不还田处理与其他处理间差异显著。0~20cm土层土壤蔗糖酶活性在小麦生育期内不同处理间有显著差异,秸秆还田处理下土壤蔗糖酶活性高于秸秆不还田处理,而在20~40cm土层小麦拔节期和成熟期不同处理间没有显著差异。在小麦生育期内秸秆还田处理下0~20cm和20~40cm土层土壤脲酶活性显著高于其他处理,深耕秸秆不还田处理在拔节期和成熟期高于旋耕秸秆不还田处理。不同处理间土壤碱性磷酸酶活性在小麦生育期内差异显著,总体表现为深耕秸秆还田旋耕秸秆还田深耕秸秆不还田旋耕秸秆不还田。深耕秸秆还田处理对比其他处理能够显著增加冬小麦籽粒产量及千粒重,但其有效穗数显著低于其他处理。     

秸秆带状覆盖对旱地冬小麦产量及土壤水分的影响

为探讨西北半干旱雨养条件下秸秆带状覆盖麦田水分利用特征和增产效果,通过田间试验,以露地条播为对照(CK),研究了3种不同覆盖处理[秸秆带状覆盖常规条播(SM1)、秸秆带状覆盖宽幅条播(SM2)和全膜覆土穴播(PM)]对旱地冬小麦田土壤含水量、小麦产量和水分利用效率的影响。结果表明,秸秆带状覆盖和全膜覆土穴播均可显著改善小麦全生育期0~20cm以及开花前20~90cm土壤墒情,但开花后20~90cm以及全生育期90~200cm土壤墒情普遍不如CK。3种覆盖处理均能促进冬小麦对土壤贮水的利用,显著提高开花至成熟阶段的耗水量及其占总耗水量的比例。秸秆带状覆盖和全膜覆土穴播生育期耗水量分别比CK增加4.6%和7.6%。秸秆带状覆盖在孕穗前0~200cm土壤墒情与全膜覆土穴播无显著差异,孕穗期开始则好于全膜覆土穴播;全膜覆土穴播0~200cm土壤贮水消耗量显著高于秸秆带状覆盖,而开花至成熟阶段的耗水量及其占总耗水量的比例则略低于秸秆带状覆盖。3种覆盖处理均显著提高产量和水分利用效率,PM、SM1和SM2较CK分别增产36.8%、29.7%和27.5%,水分利用效率分别提高27.3%、23.9%和22.7%。产量与生育期耗水量呈显著正相关(r=0.97*)。覆盖处理中,全膜覆土穴播产量虽最高,但从产量、水分利用效率和经济效益角度综合考虑,秸秆带状覆盖优于全膜覆土穴播。因此认为,秸秆带状覆盖是一种更加高产高效、适宜在西北半干旱雨养区推广的覆盖种植方式。