内蒙古边际土地油莎豆种植及生产潜力评估

开展精细的区域边际土地分布研究并进行充分利用是缓解人地矛盾的重要途径之一。内蒙古土地沙化严重且生产力低下,边际土地分布广泛。近年来,油莎豆因其产量高、含油量高,种植及产业化发展迅速,成为保障中国粮油安全的重要优选作物之一。在内蒙古大量边际土地上推广油莎豆种植是解决土地沙化问题、土地利用率低等问题的新思路。基于此,研究基于多因子综合评价方法提取了内蒙古边际土地,并分析利用其种植新型油料作物油莎豆可产生的能源及经济效益。结果表明,内蒙古地区共有边际土地12.5万 km2,其中一等边际土地面积为2.6万km2,主要分布于中部及东部巴彦淖尔市、包头市、锡林浩特市、通辽市等,以稀疏植被、农田与植被混合区为主;二等边际土地6.4万km2,分布于霍林郭勒市、乌海市等地,主要是以植被为主的农田与植被混合区;三等边际土地 3.5万km2,主要分布在西部阿拉善盟的一些降水较少且交通便利程度低、开发难度大的沙漠边缘地带及一些各类条件均较差的复合限制区。在上述筛选出的边际土地种植油莎豆并提取食用油,将可获得食用油约1.59×107 t;若用于提取生物质柴油,将可获得生物质能量1.87×1012 MJ,可替代4.47×107 t 燃料油。研究可为中国北方风沙区边际土地利用及油莎豆种植和推广,以缓解区域粮油资源及能源短缺问题等提供一定的科学依据和数据支撑。     

施氮量对油后直播棉花产量、品质及生物量的影响

为研究施氮量对油后直播棉花生物量累积特征及其与产量、品质的关系,于2016-2017年在湖南常德设置了施氮量分别为0、90、180、270、360 kg·hm^-2氮肥水平试验。结果表明,在施氮量为0～360 kg·hm^-2范围内,施氮量越大棉株营养器官生物量累积越多,而棉株生殖器官生物量则在施氮量为270 kg·hm^-2时累积最多;皮棉产量、成铃数和单铃重均在施氮量为270 kg·hm^-2时达到最大;0～270 kg·hm^-2范围内,衣分随施氮量增加而增加。在施氮量为270 kg·hm^-2条件下,纤维长度和断裂比强度最高;适宜施氮量有利于纤维长度、断裂比强度的提高和马克隆值的优化,对伸长率和整齐度基本无影响。综上所述,适宜施氮量可提高棉花的产量、品质,洞庭湖棉区适宜的施氮量为180～250 kg·hm^-2。本研究结果为环洞庭湖棉区的氮肥合理运筹提供了技术参考。     

不同耕作方式下有机肥施用量对华北潮土性质及作物产量的影响

探讨不同耕作方式下有机肥施用量对华北潮土理化特性和作物产量的影响,为该区域土壤培肥及作物增产提供科学依据。以华北冬小麦-夏玉米轮作体系为研究对象,试验采用裂区设计,以耕作方式为主区,有机肥施用量为副区。耕作方式设深翻和旋耕2个水平(分别以DT和RT表示);有机肥施用量设0、7.5、15和22.5 t/hm~24个水平(分别以M_0、M_(7.5)、M_(15)、M_(22.5)表示)。在作物成熟期采集0～20 cm土壤样品并进行产量测定,采用常规方法进行土壤有机质(SOM)、全氮(TN)、有效磷(AP)、速效钾(AK)、硝态氮(NO_3~--N)、铵态氮(NH_4~+-N)的测定。结果表明,深翻条件下,不同施肥量下土壤SOM、TN、AP、AK和NH_4~+-N含量均无显著差异;DT-M_(15)和DT-M-22.5处理的土壤NO_3~-N含量最高,分别为125.28和137.7 mg/kg,显著高于DT-M_0处理和DT-M_(7.5)处理(P0.05)。旋耕条件下,与RT-M_0相比,RT-M7.5处理下土壤SOM、AK和NH_4~+-N含量,分别显著提高了15.26%、52.70%和119.19%。深翻条件下,DT-M_(15)和DT-M_(22.5)处理的小麦和玉米产量最高,分别比DT-M_0的小麦产量显著高14.1%和19.0%,比DT-M_0的玉米产量显著高19.9%和23.5%。在旋耕条件下,RT-M_(7.5)处理的小麦产量最高,分别比RT-M_0处理和RT-M_(15)的小麦产量显著高22.6%和21.4%;旋耕条件下的玉米产量在不同有机肥施用量之间无显著差异。综上所述,在华北潮土区,深翻-中量有机肥(15 t/hm~2)和旋耕-低量有机肥(7.5 t/hm~2)是提升土壤肥力、提高小麦玉米产量较为理想的耕作与施肥方式,但其作用机理及长期效果还需进一步试验研究。     

不同施肥水平及玉米种植对土壤微生物生物量碳氮的影响

以裸地(不种植作物)和玉米种植的田间小区试验为平台,研究不同施肥水平及玉米种植对土壤微生物生物量碳氮的影响。结果表明,当不施肥时,土壤微生物生物量碳氮含量裸地平均值分别为175.98 mg/kg和26.04 mg/kg,种植玉米小区的平均值分别为161.65 mg/kg和22.70 mg/kg,土壤微生物生物量碳氮低于裸地;而施肥时,裸地的土壤微生物生物量碳氮平均值的变化范围分别为182.27~206.27 mg/kg和27.41~31.22 mg/kg,种植玉米小区的变化范围分别为194.70~235.58 mg/kg和35.76~44.66 mg/kg,土壤微生物生物量碳氮高于裸地,可见土壤碳氮的平衡对于土壤微生物生物量碳氮极为重要。裸地和玉米种植小区土壤微生物生物量碳氮均随着施肥量的增加呈现出先增加后降低的趋势,其施氮水平拐点分别为70 kg/hm2和150kg/hm2,表明施肥水平对土壤微生物生物量碳氮具有显著影响。另外,玉米各生育期间土壤微生物生物量碳氮也存在着显著差异,其中,土壤微生物生物量碳氮含量在拔节期处于最低,变动范围分别为154.46~229.09 mg/kg和18.84~31.44 mg/kg;抽雄期处于最高,变动范围分别为171.71~242.48 mg/kg和30.01~50.54 mg/kg。     

不同耕作方式玉米地下部生长发育及土壤水分状况的研究

通过对不同耕作方式玉米地下部生长发育及土壤水分状况进行分析,结果表明,不同耕作方式下,玉米的根系生物量、根系体积在不同生育期存在差异;不同耕作方式间玉米根系性状存在差异,翻耕覆膜根系生长状况好于其它耕作方式。三种耕作方式中,土壤含水量的变化趋势表现出低-高-低的倒"V"字型变化,这种规律性变化与根系的生长发育特性和灌溉有关。     

坡耕地不同耕作方式对土壤性状的影响

通过田间实验,在坡耕地采用垄沟种植的耕作方式,设置垄覆膜旋耕(X)、垄覆膜灭茬翻耕(F)、垄覆膜灭茬深松(S)3种处理方式;垄、沟比为60:40.结果显示,不同的耕作方式对土壤产生不同程度的扰动,使土壤耕作层密度总体上存在显著差异,其中0～20 cm及20～40 cm深松耕作方式土壤密度相对较低.其中X处理在一定程度上...     

氮肥用量和耕作方式对春玉米产量、氮肥利用率及经济效益的影响

针对冀西北春玉米种植区氮肥用量和耕作方式对春玉米产量、氮肥利用效率及经济效益的影响进行研究,两年的试验结果表明,和常规耕作相比,免耕对春玉米产量无明显影响,通过建立的施氮量和春玉米产量的肥料效应方程,求得免耕1(玉米和大豆间作)春玉米的适宜氮用量为190～209kg/hm2,免耕2(玉米单作)春玉米的适宜氮用量为192～212 kg/hm2,常规耕作(玉米单作)春玉米的适宜氮用量为193～216 kg/hm2.随着施氮量的增加,春玉米的氮肥偏生产力逐渐降低,氮肥农学效率和氮肥回收利用率在施氮量为150 kg/hm2时最高,施氮量超过225 kg/hm2则显著降低.免耕1、免耕2、常规耕作适宜施氮水平的氮肥偏生产力分别为48.3～70.2、48.0～70.4和49.0～68.5 kg/kg,氮肥农学效率分别为15.2～20.5、15.2～21.1和16.4～18.6 kg/kg,氮肥回收利用率分别为32.5%～44.0%、32.5%～45.2%和35.1%～39.0%.和常规耕作相比,免耕可以较大幅度地提高经济效益,随着施氮量增加,春玉米和大豆的产量没有同步增加.     

平原高沙土区合理种植及耕作方式对土壤性状的影响

研究了平原高沙土地区合理种植、水旱轮作、合理轮耕和秸秆还田增肥改土技术对土壤理化性状的影响。结果认为"两旱一水,两年五熟"不仅产量高,而且土壤理化性状得以改善;水旱轮作可增加土壤黏粒含量,提高高沙土肥力水平;合理轮耕可充分发挥少免耕的优势,达到增肥、改土、省工的目的;通过稻麦留高茬和玉米秸秆还田,可直接提高土壤肥力,从而提高农作物产量。该试验与推广取得了明显成效,促进了生态农业良性循环。     

黄土丘陵区不同土地利用方式对土壤水分及地上生物量的影响

[目的]研究不同土地利用方式下的土壤水分状况及其与植被群落特征的关系,为黄土丘陵区的植被恢复和重建提供理论依据。[方法]采用野外调查的方法和数理统计分析方法开展研究。[结果]纸坊沟流域主要植被类型的地上干生物量为310.0~10 036.2g/m2,平均地上干生物量由大到小依次为:林地灌木地农田人工草地天然草地。地上鲜生物量与株高存在极显著的正相关关系(R2=0.967 4,p0.01)。不同土地利用方式0—100cm土层土壤含水量较高,且土壤水分变异较大;100cm以下土壤含水量相对稳定,坝地玉米和梯田玉米的极易效水量分别为221.73和221.99mm;柠条和刺槐的土壤含水量最低,土壤水分类型为难效水,分别为311.44和333.09mm;其他6种土地利用方式的土壤水分为中效易效水。[结论]黄土丘陵区人工林灌植被的种植导致深层土壤水分的大量消耗,不利于该区植被恢复和建设的可持续发展。     

不同施肥方式对经果林地土壤理化性状的影响

为改善坡面荒芜旱地,提高土地生产力,以吉林省杏木小流域经果林地为研究对象,利用单一和配合施肥方式,对比分析不同施肥方式对土壤理化性状的影响。结果表明:(1)不同施肥方式对0—20cm表层土壤有机质增加量不同,表现为:有机无机肥配施+秸秆还田(NPKOM)有机肥+秸秆还田(OM)单施有机肥(M)秸秆还田(O)对照(CK)。与对照(CK)相比,增幅分别为45%,37%,26%,10%。(2)不同施肥方式可有效改善土壤通气度,增加土壤孔隙度和降低土壤容重,其中以秸秆还田(O)的效果最为明显,达到了显著水平(p=0.043)。(3)土壤中全N,全P,全K动态变化不仅与各元素投入与产出量有关,同时与施肥方式以及各元素含量本底值密切相关,本底值越大,各元素增减幅度越大。配合施肥方式与单一施肥方式对比,对增加土壤中全N,全P含量效果更为明显,这主要是由于养分投入量增加的缘故,并且全N,全P量的变化趋势与有机质变化趋势基本一致。全K含量均为降低,降低程度因施肥方式不同而有所不同。     

采用SEPLS_ELM模型估算夏玉米地上部生物量和叶面积指数

利用高光谱数据进行作物生长状况监测具有无损和高效的特点,是现代精准农业发展的必要手段。该研究以连续3 a（2018-2020年）不同水氮供应下夏玉米营养生长期采集的212份植物样品（地上部生物量和叶面积指数）和高光谱实测数据为数据源,分别采用偏最小二乘回归（Partial Least Squares Regression,PLS）、极限学习机（Extreme Learning Machine,ELM）、随机森林（Random Forest,RF）和基于PLS叠加策略的叠加极限学习机算法（Stacked Ensemble Extreme Learning Machine based on the PLS,SEPLS_ELM）构建了夏玉米营养生长期地上部生物量和叶面积指数估算模型。结果表明：基于PLS和ELM构建的夏玉米地上部生物量和叶面积指数估算模型的精度均较低,前者验证集R2低于0.85、均方根误差高于550 kg/hm2,后者R2低于0.90、均方根误差高于0.40 cm2/cm2。相比之下,基于RF和SEPLS_ELM构建的夏玉米营养生长期地上部生物量和叶面积指数估算模型均有着较高的估算精度,SEPLS_ELM模型表现尤为突出,其地上部生物量和叶面积指数估算模型验证集的R2分别为0.955和0.969,均方根误差分别为307.3 kg/hm2和0.24 cm2/cm2,表明叠加集成模型能够充分利用高光谱数据并提高作物地上部生物量和叶面积指数估算精度。     

Greater humification of belowground than aboveground biomass carbon into particulate soil organic matter in no-till corn and soybean crops

Quantifying the amount of carbon (C) incorporated from decomposing residues into soil organic carbon (C_S) requires knowing the rate of C stabilization (humification rate) into different soil organic matter pools. However, the differential humification rates of C derived from belowground and aboveground biomass into C_S pools has been poorly quantified. We estimated the contribution of aboveground and belowground biomass to the formation of C_S in four agricultural treatments by measuring changes in δ¹³C natural abundance in particulate organic matter (C_POM) associated with manipulations of C₃ and C₄ biomass. The treatments were (1) continuous corn cropping (C₄ plant), (2) continuous soybean cropping (C₃), and two stubble exchange treatments (3 and 4) where the aboveground biomass left after the grain harvest was exchanged between corn and soybean plots, allowing the separation of aboveground and belowground C inputs to C_S based on the different δ¹³C signatures. After two growing seasons, C_POM was primarily derived from belowground C inputs, even though they represented only ∼10% of the total plant C inputs as residues. Belowground biomass contributed from 60% to almost 80% of the total new C present in the C_POM in the top 10 cm of soil. The humification rate of belowground C inputs into C_POM was 24% and 10%, while that of aboveground C inputs was only 0.5% and 1.0% for soybean and corn, respectively. Our results indicate that roots can play a disproportionately important role in the C_POM budget in soils. Keywords Particulate organic matter; root carbon inputs; carbon isotopes; humification rate; corn; soybean.     

Field efficiency of biofertilizers on the growth of okra (Abelmoschus esculentus [(L.) Moench])

An experiment was carried out at the Farm of the Department of Crop Botany, Bangladesh Agricultural University, Mymensingh from March to July, 2001 to investigate the effect of biofertilizers on morpho‐physiological characters of okra. The experiment was laid out in a randomized complete block design with four replications. There were nine treatments such as T₀ (control), T₁ (Azotobacter biofertilizer), T₂ (Azospirillum. biofertilizer), T₃ (Azotobacter + Azospirillum. biofertilizers), T₄ (Azotobacter + Cowdung 5 t ha^–1), T₅ (Azospirillum + 5 t ha^–1 cowdung), T₆ (Azotobacter + Azospirillum + 5 t ha^–1 cowdung), T₇ (5 t ha^–1 cowdung), and T₈ (60 % N). The experimental results revealed significant variations among the treatments in respect of morphological characters, e.g. plant height, number of leaves per plant, stem base diameter, tap root length, and physiological characters like root dry weight, leaf area index, and crop growth rate. Number of leaves per plant, stem base diameter, root length, root dry weight, leaf area index, and crop growth rate were larger in T₄, T₅, T₆, and T₈ than the others. In all the parameters, T₈ gave the similar result with biofertilizers in combination with cowdung treatments, and T₇ was identical with T₀ (control). These experimental results revealed that morpho‐physiological characters of okra could be modified by the application of biofertilizer + cowdung. However, biofertilizers + cowdung treatments were comparable to T₈ (60 % N) in this study. This suggests that T₄ or T₆ or T₅ were more benificial in environmentally friendly okra cultivation and may be used as an alternative of inorganic N by saving cost of production and sustaining productivity.     

干旱地区覆盖方式对土壤养分及马铃薯产量的影响

大田条件下,为研究不同覆盖方式对旱作区马铃薯土壤有机质、养分及产量的影响,试验设置白色半膜垄作(BB)、白色全膜垄作(BQ)、白色半膜垄作+垄沟秸秆覆盖(BJ)、黑色半膜垄作(HB)、黑色全膜垄作(HQ)、黑色半膜垄作+垄沟秸秆覆盖(HJ)、秸秆覆盖垄作(JL)及裸地垄作种植(CK)8个处理.结果表明:不同覆盖方式均能...     

施肥管理对油菜种子萌发特性的影响

直播是油菜轻简化、机械化生产的重要环节,为了明确生长季施肥管理对油菜种子萌发特性的影响,通过室内种子萌发试验研究了田间条件下不同施肥处理收获后油菜种子萌发的差异,结合种子养分含量以及可溶性糖等生理指标初步揭示了其作用机制。研究结果表明,不同施肥处理显著影响油菜种子养分含量,其中种子氮、磷含量变化最大。与平衡施肥处理相比,不施肥各处理种子氮和磷含量分别降低了5.9%～16.9%和0.0%～27.6%。不同施肥处理种子的萌发存在明显差异,以平衡施肥处理各项指标最高,与平衡施肥处理相比,不施氮和不施硼处理显著降低了种子发芽势和正常苗率,不施磷处理的畸形苗率最高为27.7%。相关分析表明,油菜种子的氮、可溶性蛋白含量与种子未成苗率呈显著的负相关,而种子的发芽率和发芽指数则与种子磷、硼以及可溶性糖含量密切相关,种子磷含量的降低会增加油菜种子畸形苗率。因此,直播油菜育种应加强养分管理,尤其是氮、磷和硼肥的施用,以改善油菜种子的质量,提高直播油菜的产量。     

Effects of biochar and fertilizer management on sunflower (Helianthus annuus L.) feedstock and soil properties

The need for bioenergy is increasing with increase in global energy demand, and sustainable soil and fertilizer management practices for bioenergy feedstock production are gaining importance. In this greenhouse study, we evaluated the effects of biochar and fertilizer nitrogen on soil and energy crop sunflower (Helianthus annuus L. var. Giganteus). Sunflower plants were treated with three rates of biochar, control (0 Mg ha^?1), low (25 Mg ha^?1) and high (50 Mg ha^?1), and three rates of fertilizers, 0% (control), 50% (low) and 100% (high) of the recommended nitrogen dose. Plant height, quality (chlorophyll content), biomass yield, feedstock energy, ash content and tissue nutrients were measured along with soil moisture and pH. Results showed an 11% increase in mean plant height under low biochar compared to control biochar-treated plants. High nitrogen treatment produced 26% and 18% more stalk and total above-ground plant (whole plant) biomass, respectively, compared to the control nitrogen treatment. High biochar treatment resulted in higher soil moisture holding, but lower soil pH than the control biochar treatment. Plant quality, energy and ash contents were not affected by either biochar or nitrogen. The plant tissue analysis provides a complete tissue macro- and micronutrient information on sunflower cultivar Giganteus, which was not done previously.     

Adsorption of olive leaf (Olea europaea L.) antioxidants on silk fibroin

The adsorption isotherms of oleuropein and rutin were evaluated at different temperatures, pH values, and solid/liquid ratios. The experimental data of adsorption isotherms were well fitted to a Langmuir model. The maximum adsorption capacities were determined as 108 mg of oleuropein/g of silk fibroin and 21 mg of rutin/g of silk fibroin. After adsorption of oleuropein and rutin, the antioxidant capacity of silk fibroin increased from 1.93 to 3.61 mmol of TEAC/g. Silk fibroin also gained antimicrobial activity against Staphylococcus aureus and Klebsiella pneumoniae after adsorption of olive leaf antioxidants. In a desorption process, 81% of rutin and 85% of oleuropein were removed from the adsorbent surface in 70% aqueous ethanol solution. Consequently, silk fibroin was found to be a promising biomaterial for the production of functional food or dietary supplements and for the purification of oleuropein and rutin from olive leaf extracts.     

增氧微咸水对小白菜光响应特征及产量的影响

为了探讨水培条件下微咸水溶解氧浓度对小白菜光响应特征及产量的影响,测定了5种增氧水平下小白菜的光合响应过程,并采用直角双曲线模型、非直角双曲线模型、直角双曲线修正模型和指数模型分别对小白菜光响应曲线进行拟合比较,筛选出最优模型并利用最优模型对小白菜的光合特征参数进行了计算。试验结果表明,经误差分析,不同增氧水平下4种模型的光响应曲线拟合结果存在差异,非直角双曲线模型对所有处理的模拟精度均最高,是分析增氧微咸水水培条件下小白菜光响应曲线的最优模型。光响应曲线参数显示,18.5 mg/L的微咸水溶解氧浓度处理下小白菜的暗呼吸速率、表观量子效率、最大净光合速率均显著高于其他微咸水增氧处理。此外,18.5 mg/L的微咸水溶解氧浓度处理下小白菜的净光合速率和地上部鲜质量也显著高于其他微咸水增氧处理。因此,利用微咸水培养小白菜较为适宜的溶解氧浓度约为18.5 mg/L,该增氧处理有利于增强小白菜的耐荫性和忍受高光强的能力,增大小白菜叶片的可利用光强范围,提高叶片的生理活性,并促进小白菜叶片光合作用的高效运行,进而实现小白菜高产。     

不同基质对小青菜穴盘苗生长和光合特性的影响

为研究不同类型基质对穴盘栽培小青菜幼苗生长和光合特性的影响,选用了两种规格的穴盘和3种类型基质(草炭、珍珠岩及园土),将这3种基质按不同体积比配制成5种混合基质,即草炭(CK)、草炭∶珍珠岩=1∶1(A1)、草炭∶珍珠岩=3∶1(A2)、草炭∶珍珠岩∶园土=1∶1∶1(A3)、草炭∶珍珠岩∶园土=2∶1∶2(A4),从中筛选出适宜小青菜生长的栽培基质。结果表明:对两种规格栽培的小青菜,中容重、有效含水量、全氮、磷、钾含量较高的基质,尤其是A4处理更适合小青菜穴盘幼苗的生长;基质总孔隙度越高,气孔导度越低,小青菜的光合速率和蒸腾速率也越低,A4处理光合速率、蒸腾速率和气孔导度都最大,因此,A4处理基质最有利于小青菜穴盘幼苗生长。