新疆枣棉间作下棉花光合特性及产量变化

为了解枣棉间作模式中棉花的光合特性及产量,通过在棉花的苗期、现蕾期、花铃期、吐絮期利用Li-6400光合仪测量单作、间作下棉花的光合特性,分析比较单作、间作产量及经济产值。结果表明：单作、间作光合特性差异在花铃期最大,间作棉花在花铃期净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)比单作棉花分别低31.33%、15.13%、22.39%,而胞间CO2浓度(Ci)比单作棉花高8.90%;产量上间作棉花的收获株数、总成铃数、皮棉产量比单作棉花分别低28.26%、32.7%、41.61%;枣棉间作在土地利用率和总经济产值上具有明显优势,表现在枣棉间作模式提高了35%的土地利用率,比同面积单作棉花提高了41.27%的经济产值,比同面积单作枣树提高了30.63%的经济产值。枣棉间作下,间作对棉花光合的不利影响随着枣树和棉花的共进生长逐渐增大,间作造成棉花的减产,但是具有大幅提高土地利用率和经济效益的作用。     

杏棉间作系统田间配置对生态因子及棉花光合生理参数的影响

在杏棉间作条件下,研究了棉花不同田间配置对复合系统生态因子及棉花光合生理参数的影响.结果表明,各处理棉花冠层温度日均值变幅为24.49℃～35.19℃,并呈现出C＞B＞A的变化规律(A代表行数12行、株距12 cm、间距1.15 m的配置;B代表行数10行、株距10 cm、间距1.45m的配置;C代表行数8行、株距8 cm、间距1.85 m的配置),棉花冠层湿度则呈现出C＞A＞B的变化规律.在棉花见花期之前,20 cm处土壤温度一直以A处理最大,其次为B处理,见花期之后各处理间无差异.在棉花灌头水前,各处理20 cm处的土壤含水量差异明显,呈B＞A＞C的规律,40 cm处则差异不明显;灌头水之后,各处理40cm处土壤含水量差异显著,并呈现B＞C＞A的规律.全生育期各处理Pn呈现C＞B＞A的变化规律,与棉花冠层温度呈正相关,但与SPAD值不呈线性关系.皮棉产量以B处理最高,比A、C处理分别高4.69％、19.96％.在整个生育期,尽管果树遮阴影响,但杏棉复合系统内的温度条件都能满足棉花生长发育的需要,因此,棉花冠层湿度和土壤含水量的高低是影响棉花产量高低的重要因素.     

枣棉间作系统棉花产量的形成与影响因素

枣棉间作条件下,通过设置两行枣树之间种植4行棉花(Int-4)与2行棉花(Int-2)两种不同的间作模式,研究一年生枣树对间作棉花的产量形成与影响因素。结果表明,不同间作模式棉花在盛花期前LAI、SPAD及光合生理特性差异不显著,盛花期后差异显著。与单作棉花相比,Int-4间作模式下棉花的株高、LAI及净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)和产量比单作下降5.85%、10.40%、15.51%、13.26%、9.18%和41.61%,其胞间CO_2浓度(Ci)比单作增加4.18%;Int-2间作模式下棉花的株高、LAI及净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)和产量比单作下降3.10%、5.39%、11.80%、9.25%、6.09%和47.74%,其胞间CO_2浓度(Ci)比单作增加0.84%;SPAD差异不显著。而经济收入表现为间作4行棉花模式间作2行棉花模式单作棉花,4行枣棉间作与2行枣棉间作相比,株高、LAI和干物质质量分别显著下降2.85%、5.29%和6.85%,Int-4产量比Int-2显著增加11.73%,而SPAD值和光合生理特性差异不显著。因此在枣棉间作系统中,适当增加棉花种植密度有利于棉花高产,同时有利于经济收入的增加。     

配置模式对枣棉间作棉花光合及干物质积累特征的影响

在新疆自然生态条件下,研究了不同密度下宽窄行（45 cm+15 cm）和等行距（30 cm）配置模式对枣棉间作棉花光合及干物质积累特征的影响。结果表明：枣棉间作条件下,不同配置模式棉花在盛花期以前LAI、SPAD及Pn差异未达显著水平,盛花期后差异显著。棉花Pn全生育期呈抛物线形态变化,蕾期以低密度等行距较高,随密度增大各处理Pn呈下降趋势,Pn在盛花期达到峰值,中密度宽窄行最高,为34　μmol·m^-2·s^-1,盛铃期、吐絮期以高密度宽窄行最高,各时期均以冠外区高于冠下区。高密度种植利于降低宽窄行t0,提高Vm,Vm最大值为269.8 kg·d^-1,分别比中、低密度高11 %、52.8%,而中、低密度等行距Vm高于宽窄行,高密度反之。△t、t₁、t₂表现为高密度>中密度>低密度。因此,枣棉间作棉花适宜宽窄行、高密度种植。     

枣棉间作中利用光合数据筛选棉花种植模式

相关研究表明,用光合速率可以较好地模拟测算作物经济产量。为全面快捷高效地筛选出更高效更适合南疆推广的枣棉间作棉花种植模式,以不同的行间距并结合差异化灌水对枣棉间作环境下的棉花进行处理,以此产生的不同光热环境为基础,建立叶片水平的净光合速率分析图。利用净光合速率折线图,结合使用棉花整个生长季实测的叶片相关生理数据,对所建图示进行比较。结果发现,M3（距红枣行0．5 m种植棉花,枣行间种6行棉花）、W3（按350 m3·667m-2灌水）处理的净光合速率与大田棉花的净光合速率相似度最高。两者相交,M3W3处理的净光合速率平均值也最大,最终产量也最高,符合实验设想。由本试验结果可以看出,利用净光合速率能提前预计作物的经济产量,节约研究时间,在枣棉间作种植生产中,可以筛选出更好的棉花种植模式。     

枣棉间作模式下作物不同水肥界面交互影响初探

为探讨枣棉间作模式下作物全生育期水肥的交互影响,在枣棉不同生育期,分析了不同土壤界面水分和养分的空间分布差异性。结果表明:枣棉在不同生育时期对水分的需求不同,在7月至8月,作物对水需求随着生长进程逐渐增大,红枣耗水量较大,红枣在新梢增长期、花期、以及幼果期易与棉花产生水分竞争,土壤20～40 cm深度为最易产生竞争的区域。而在8月下半月至9月上半月枣树对水分的需求低于棉花对水分的需求,二者水分竞争趋于缓和;枣棉对速效磷的竞争不如水分那么剧烈,根据二者的生育期特点可将这种竞争降到最低;速效钾和钠离子的分布都与滴灌位置有关,离滴灌位置越远二者含量越高。红枣和棉花在整个生育期对土壤速效钾的利用存在着竞争,前期竞争较缓和,红枣进入幼果期及棉花铃期和桃期以后,这种竞争更加剧烈。两者在8月份0＜H≤60cm土层对钾的吸收竞争最激烈。     

深层灌水对冬小麦耗水特性及水分利用效率的影响

以高产中晚熟冬小麦品种良星99为材料,在运城市盐湖区山西水利职业技术学院实训基地进行田间试验,研究了深层灌水对冬小麦耗水特性和水分利用效率的影响。结果表明:整个生育期,深层灌水处理根区20~160 cm土层土壤水分动态变化比地表灌处理明显;T1(地表灌水)处理总耗水量最大,显著高于T2(湿润层深度为根系60%)、T3(湿润层深度为根系75%)和T4(湿润层深度为根系90%),深层灌水增加了降雨和灌溉水的消耗,降低了土壤贮水的消耗;T2和T3处理间无显著差异,T3在抽穗至灌浆期末、灌浆至成熟期的耗水量和耗水模系数均较大;不同湿润层深度条件下,T1处理水分利用效率和产量最低,随湿润层深度增加,其他处理水分利用效率呈先增加后降低的趋势。湿润层深度为150 mm和188 mm的T2和T3产量、水分利用效率和灌溉水利用效率表现最好,T1处理最低。T3为本试验条件下高产节水的最佳处理。     

小麦间作玉米农田耗水特性及产量变化对根系分隔的响应

通过田间试验,研究了小麦间作玉米塑料薄膜隔根(PW//C)、尼龙网隔根(NW//C)、不隔根(W//C)及单作玉米(C)和单作小麦(W)对土壤水分、棵间蒸发和水分利用效率的影响。结果表明,根系分隔显著影响作物的耗水特性,从而显著影响作物产量及水分利用效率的提高。小麦收获前,W//C、NW//C和PW//C处理玉米带土壤水分含量均高于小麦带,分别提高2.38%、3.82%和6.13%;小麦收获后,NW//C和PW//C处理玉米带土壤水分含量却均低于小麦带,分别降低5.41%和16.07%,而W//C处理玉米带和小麦带间水分差异不显著。根系分隔显著增大了间作模式的作物棵间蒸发量,NW//C和PW//C较W//C处理分别显著提高6.71%和20.13%。以单作小麦、单作玉米加权平均为对照,W//C、NW//C和PW//C处理分别显著提高经济产量33.60%、26.93%和24.69%,增大耗水量-0.2%、1.02%和6.69%,显著提高水分利用效率34.93%、26.67%和17.80%。W//C处理较NW//C和PW//C处理分别提高经济产量5.25%和7.14%,降低耗水量1.21%和6.64%,提高水分利用效率6.52%和14.54%。     

干旱胁迫下不同玉米品种的耗水特性及其水分利用效率的差异

通过盆栽控水对12个玉米杂交品种的耗水量、生物学产量及其水分利用效率(WUE)进行测试,结果表明:12个品种的耗水量、干物质积累和WUE存在显著或极显著差异,其中郑单958、掖单13、陕单911这3个品种属于高水分利用效率、高产、耗水型品种;中单2号属于高水分利用效率、中产、中等耗水型品种;农大60、陕单902属于高水分利用效率、中产、节水型品种;户单1号、掖单19、沈单10号这3个品种属于中等水分利用效率,生物产量表现一般、节水型品种;户单4号、陕单9号和丹玉13这3个品种属于低水分利用效率、生物学产量较低、节水型品种。     

不同间作条件下枣树的光合特性研究

为了解不同间作条件下枣树的光合生理特性,为绿洲枣农复合系统的优化配置提供依据,选择了枣树/玉米和枣树/紫花苜蓿两种有代表性的间作方式,用LI-6400光合作用测定系统测定了不同间作条件下枣树叶片气体交换参数的日变化.结果表明,枣树/玉米间作地(简称玉米地)和枣树/紫花苜蓿间作地(简称苜蓿地)的田间主要气象因子有显著不同;两间作地枣树叶片的净光合速率(Pn)、蒸腾速率(E)日变化都呈典型的单峰曲线;苜蓿地枣树的Pn最高值持续时间短暂,全天水分利用效率(WUE)较低,而玉米地枣树WUE较高.以上结果说明,间作枣树的WUE直接受种间关系影响,枣树和深根性的紫花苜蓿间作效果较差,而枣树和玉米间作则具有更高的水分利用效率和光能利用效率.     

枣棉间作下氮素对棉花不同部位叶片生理特性的影响

以南疆主栽品种中棉所49为材料,通过4个氮肥水平:纯氮0 kg· hm-2(N0)、207 kg· hm-2 (N30)、310 kg·hm-2(N45)、414 kg·hm-2(N60),研究棉花主茎功能叶和第五果枝铃对位叶生理特性的变化.研究结果表明:(1)氮素缺乏会引起整体叶片的叶面积指数、SPAD值、硝酸还原酶活性、可溶性蛋白质和可溶性糖含量的下降,在主茎功能叶上表现尤为突出;(2)氮素过多会导致盛铃后期叶片硝酸还原酶活性下降较快,可溶性蛋白质和可溶性糖积累过多,不利于向棉铃转化;(3)枣棉间作近冠区棉花在N30处理、远冠区以N45处理中有较高单株结铃数和单铃重,从而提高产量,说明遮阴降低了棉花对氮肥的需求量.光照和氮素在植物生长中维持平衡、协调供应水平,利于发挥两者对作物生长最佳的互作效应.因此将氮肥施用量控制在207～ 310 kg·hm-2范围内,能提高棉花碳氮代谢水平,延缓叶片衰老.     

不同田间配置对玉豆带状套作系统水分分布及水分利用率的影响

探讨了1.6 m和2.0 m带宽不同玉米行距下玉豆带状套作系统共生期水分分布及水分利用率的变化。结果表明:随着玉米行距的增加,地面上玉米叶片空间分布不同,形成窄行部叶面积指数高于宽行,导致土壤水分蒸发、穿透降雨量和土壤水分都表现为玉米行玉豆行大豆行,玉豆带状套作共生期穿透降雨量分布不均和玉米大豆对土壤水分吸收是造成土壤含水量分布不均的主要因素;两种带宽下带状套作玉米产量和群体产量随玉米行距的增加表现为先增加后持平,在玉米行距为50 cm时,带状套作玉米产量和群体产量最高;两种带宽下玉米行距为50 cm时带状套作水分利用率最大,分别为23.06 kg·hm-2·mm-1和26.60 kg·hm-2·mm-1,总体上较单作提高了38.92%和22.98%;两种带宽下水分当量比分别为1.45~1.66和1.60~1.79,2.0 m带宽比1.6 m带宽更加有利用于提高农田的水分利用效率,玉米行距在40~50 cm时更能有效提高群体的水分利用效率。     

新疆核桃-小麦间作麦田杂草组成及群落特征

为明确新疆核桃与小麦间作对麦田杂草种类及群落结构的影响,于2012—2017年对新疆南疆核桃-小麦间作、单作麦田杂草发生情况进行了调查。结果表明,南疆麦区杂草有39种,隶属14科33属,其中以菊科、禾本科、藜科为主;优势杂草有9种,分别是灰绿藜Chenopodium glaucum L.、稗草Echinochloa crusgalli(L.)Beauv.、播娘蒿Descurainia sophia(L.)Schur.、扁蓄Polygonum aviculare L.、硬草Sclerochloa kengiana L.、田旋花Convolvulus arvensis L.、离蕊芥Malcolmia africana(L.)R. Br.、小蓟Cephalanoplos segetum(Bunge.)Kitam.、苣荬菜Sonchus brachyotus DC.;与小麦单作田相比,核桃-小麦间作麦田杂草物种丰富度及Shannon-Wiener指数较高,2017年物种丰富度最高达27种,代表杂草优势集中性的Simpson指数则是小麦单作田高于核桃-小麦间作麦田,2013年高达0.32;核桃-小麦间作有利于麦田播娘蒿、苣荬菜和离蕊芥发生,但不利于萹蓄发生,其它5种优势杂草在间作和单作麦田的发生密度无显著差异。     

不同种植方式对高寒旱区地膜小麦耗水特征和产量的影响

于2019—2022年在陇中高寒旱区以裸地条播为对照（CK）,设置全膜覆土穴播（FM）和膜侧沟播（FS）两种覆盖方式,研究不同覆盖种植方式对冬小麦耗水特性、生长发育及产量的影响。结果表明：与CK相比,FM和FS处理播种期~拔节期0~20 cm土层土壤温度分别平均提高3.1℃和2.1℃,灌浆期分别降低0.6℃和1.0℃。覆盖能不同程度提高冬小麦各生育期0~200 cm土层土壤含水量,其中出苗期、返青期、拔节期和灌浆期提高幅度均高于20%。与CK相比,FM处理返青后冬小麦耗水量平均显著提高29.2%,返青前显著降低42.4%;FS处理返青期~灌浆期耗水量提高12.6%,返青前降低25.7%。各处理冬小麦基本苗、分蘖数、公顷穗数、穗粒数、千粒重和产量均表现为FM＞FS＞CK,处理间差异显著,其中FM和FS处理产量分别较CK平均提高74.7%和45.4%;处理间耗水量差异不显著;FM处理水分利用效率最大,较CK平均提高67.3%,FS次之,较CK平均提高46.1%。综上,地膜覆盖可调节土壤水分状况,改善冬小麦生长发育和成穗情况,显著提高产量和水分利用效率,其中全膜覆土穴播调节效应优于膜侧沟播,是适宜在高寒旱区地膜小麦生产中推广应用的种植方式。     

间作及施氮量对宁南旱区马铃薯生理特性及品质的影响

于2019年5—10月在大田条件下,以马铃薯青薯9号和燕麦燕科1号为试验材料,设置2种种植模式（马铃薯单作、马铃薯燕麦间作,分别记为IP、JP）,4种施氮水平（0、75、150、225 kg·hm^-2,分别记为N0、N1、N2、N3）的裂区试验,测定马铃薯叶片CAT、POD活性,MDA、脯氨酸、叶绿素含量及马铃薯品质。结果表明：施氮条件下,马铃薯CAT、POD活性均显著高于N0处理（P＜0.05）,成熟期,JP在N3水平下CAT、POD活性及叶绿素含量较N0处理分别增高14.0%、22.5%、19.6%,N2水平下MDA及脯氨酸含量较N0处理分别降低2.1%、56.8%,现蕾期至块茎膨大期,JP的生理特性优于IP;间作和适宜的施氮量有益于马铃薯品质提高,N1、N2、N3较N0处理,IP直链淀粉含量分别增加15.9%、23.8%、12.3%,JP分别增加11.4%、45.6%、17.1%,IP支链淀粉含量分别增加3.2%、16.7%、22.8%,JP分别增加27.8%、64.6%、1.1%;可溶性糖含量在各施氮处理间无显著差异（P＞0.05）;粗蛋白含量随施氮量的增加呈先增后减的趋势,施氮量为N2时最高,IP、JP较N0分别增加3.0%、8.9%,且JP显著高于IP（P＜0.05）。由通径分析中剩余因子e=（1-R²）^1/2可知,马铃薯生理指标对支链淀粉形成的影响最大,对粗蛋白含量的影响最小,剩余因子分别为0.750、0.401。叶绿素对直链淀粉与支链淀粉形成的直接影响最大,直接通径系数分别为0.328、0.767,可通过叶绿素含量反映出块茎直链淀粉、支链淀粉及可溶性糖的含量。综上,马铃薯燕麦间作复合系统优化了马铃薯生长发育过程中的生理特性,从而达到改善品质的目标,在生产中建议的施氮量为150 kg·hm^-2（N2）。     

少耕留茬小麦间作玉米的耗水特性

2009—2010年,通过大田试验,在不同灌水梯度下,研究了少耕和秸秆覆盖对小麦间作玉米产量、耗水特性及水分利用效率的影响,旨在为高效节水间作技术体系的构建提供新思路。研究表明：间作处理的土地当量比(LER)为1.46～1.56,间作优势明显;高灌水平与低、中灌水平相比,少耕留茬间作及传统间作中,玉米组分经济产量平均提高44.4%和9.31%,小麦组分经济产量平均提高10.22%和2.36%;少耕留茬显著提高了小麦间作玉米播种前和收获后0～120 cm土层平均贮水量。少耕留茬、间作及灌水量均是影响小麦、玉米耗水量的主导因子,将少耕留茬集成于间作,并结合中灌水处理,为提高小麦、玉米WUE的最优组合。     

坡耕地玉米苜蓿间作水分分布与运移

采用探头式中子水分测定仪与时域反射仪法相结合,对不同坡度坡耕地苜蓿玉米间作下土壤水分进行监测,结果表明:在5°、10°和15°三个坡度下,表现出随着坡度的增大,产流量也随之增大,且同一坡度间相比较,表现出坡面产流量顺序为单作苜蓿＜玉米苜蓿间作＜玉米＜裸地,较单作和裸地而言,间作可有效减少坡面径流;苜蓿耗水量大干玉米耗水...