喷施羧甲基纤维素钾对宁夏引黄灌区土壤及其作物的影响

为探讨羧甲基纤维素钾(CMC-K)对农田土壤水温环境、土壤养分吸收和作物产量的影响，以宁夏引黄灌区为研究对象，饲草燕麦为供试作物CMC-K为供试材料，采用田间试验，设置CMC-K喷施量0 kg/hm²(CK)、50 kg/hm²(T1)、100 kg/hm²(T2)、200 kg/hm²(T3)和300 kg/hm²(T4)共5个处理，研究其对灌区土壤理化性质、土壤养分以及作物产量的影响。同时，测定不同处理中土壤含水量、温度、电导率、容重和土壤养分等，分析CMC-K对饲草燕麦产量的影响，以及分析CMC-K施用量与土壤理化性质、养分和饲草燕麦产量的相关性。结果表明:土壤含水量随着CMC-K的喷施量增大而增加，在作物拔节期可使土壤含水量提高39.78%~116.80%；CMC-K可以为作物生育期贡献积温48.4~114.4 ℃，能够显著提高土壤温度；喷施CMC-K有助于土壤养分保持，在0~10 cm土层能够提高全钾和速效钾含量28.31%~63.07%和34.72~95.45%，在10~20 cm土层可以提高全钾和速效钾含量12.30%~75.05%和25.65%~125.37%，对有效磷具有固持作用，同时对水解性氮影响明显，可以将水解性氮聚集在上层土壤；对饲草燕麦产量影响显著，提高18.80%~54.11%；CMC-K喷施量与土壤全钾、速效钾含量、土壤含水量以及燕麦产量表现显著正相关，相关系数分别达到0.917、0.982、0.676和0.983。综上所述，在本试验条件下，当CMC-K喷施量为200 kg/hm²时，可以显著提高土壤含水量、温度，影响土壤养分，有助于提升土壤全钾和速效钾含量，固持水解性氮，减少养分的淋溶，考虑其经济效益，推荐施用量为100 kg/hm²。     

锌肥不同用量及用法对玉米生物学性状、产量和效益的影响

为探索高海拔区玉米上锌肥的适宜用量和用法,于2022年5～10月在施甸县太平镇进行锌肥田间效应试验,试验设不施锌肥(ck)、基施锌肥15 kg/hm₂^{、基施锌肥30 kg/hm}₂^{、基施锌肥45 kg/hm}₂^{、喷施锌肥1次、喷施锌肥2次、基施锌肥30 kg/hm}₂^{+喷施锌肥1次},共七个处理;通过试验：基施锌肥15～45 kg/hm₂^{的处理较对照平均}增加玉米株高2.05%、穗位高7.13%、穗粒数8.23%、秸秆产量5.57%及籽粒产量4.72%;叶面喷施锌肥1～2次的处理较对照平均增玉米株高3.53%**、穗位高11.52%、穗粒数6.63%、秸秆产量3.16%及籽粒产量5.26%;基施锌肥30 kg/hm₂^{+叶面喷施1次的处理对照}增加玉米株高4.62%**、穗位高12.35%、穗粒数14.97%**、秸秆产量8.42%及籽粒产量6.54%。结果表明：在氮磷钾肥合理配施的基础上,增施锌肥能增加玉米株高、穗位高、穗粒数、产量及效益,一定范围内增幅随锌肥用量增加而增加,锌肥叶面喷施效果优于作基肥效果,基肥与叶面喷施相结合效果最佳。锌肥推荐用量用法：ZnSO₄.7H₂O 45 kg/hm₂^{作基肥或ZnSO}₄.7H₂O 30 kg/hm₂^{作基肥+0.1%ZnSO}₄.7H₂O溶液于大喇叭口期叶面喷施。     

宁夏干旱风沙区羊草水肥效应研究

【目的】研究宁夏干旱风沙区水肥耦合对羊草产量、品质及种子产量的影响,为羊草高产优质栽培提供参考。【方法】以中科2号羊草为材料,采用裂区试验设计,主区为灌水量处理,设900,1 800,2 700 m³/hm² 3个梯度,在羊草返青期和抽穗期分2次进行灌水,每次灌水量为总灌水量的1/2;副区为肥料处理,设N-P²O⁵-K²O 为0-0-0 kg/hm²(F₁),75-60-45 kg/hm²(F₂),150-120-90 kg/hm²(F₃),225-180-135 kg/hm²(F₄) 4个梯度,F₂~F₄处理N-P₂O₅-K₂O的比例均为5∶4∶3,肥料在返青期随灌水一次性撒施。在羊草种子成熟时,测定穗长、穗宽、小穗数、小花数、种子产量和千粒质量,统计分蘖数和生殖枝数,计算抽穗率;测定株高、鲜草产量、干草产量及干草营养成分;分别计算种子和干草的灌溉水利用率(iWUE)和肥料偏生产力（PFP）;通过二次多项式回归和空间分析法得出最优水肥用量。【结果】灌水量对羊草种子产量、干草产量、相对饲喂价值（RFV）、种子和干草的PFP和iWUE均有显著或极显著影响;施肥量对羊草干草产量、种子和干草的PFP、干草iWUE、粗蛋白(CP)和RFV均有极显著影响;水肥耦合效应对羊草干草产量、干草iWUE、干草和种子的PFP均有显著或极显著影响。灌水量为900 m³/hm²、施肥量为540 kg/hm²时羊草种子产量最高;灌水量为1 800 m³/hm²、施肥量为540 kg/hm²时干草产量和饲草品质(CP和RFV)最高。【结论】在宁夏干旱风沙区,羊草种植以种子产量和水分利用效率为目的时,灌水量为855～900 m³/hm²、施肥量为342～513 kg/hm²;以干草产量和饲草品质为目的时,灌水量为1 710～1 800 m³/hm²、施肥量为342～513 kg/hm²。     

减量化肥配施紫云英对早稻种植效益及晚稻后效的影响

在紫云英-早稻-晚稻轮作模式下,以常规化肥为对照,研究了减量化肥条件下配施不同用量紫云英对早稻产量、养分吸收、土壤性质及经济效益的影响,并分析了其在晚稻上的后效作用。结果表明,与常规化肥相比,60%化肥配施紫云英有增加早稻单位面积的有效穗数和千粒重的趋势,从而提高早稻籽粒产量。其中以60%化肥配施紫云英鲜草30 000 kg /hm_²的早稻稻谷产量和产值最高,分别为5013 kg/hm_²和9224元/hm_²,以60%化肥配施紫云英鲜草15 000 kg/hm_²时的经济效益和产投比最大,分别为1435元/hm_²和1.12。在晚稻季少施化肥的情况下,早稻季施用紫云英也能使晚稻稻谷增产6.0%~10.0%。配施紫云英可以提高土壤速效钾含量。     

天然草场机械化补播改良模式的试验研究

3年的田间试验结果表明,翻耕25cm播种的土壤含水量较对照高5.5%、9.8%和26.4%,土壤蓄水量增加53.6%、76.4%和107.3%,可提高田间出苗密度平均为392株/m_²,高于其他2个处理的21.4%和32.4%,越冬率达76.8%,高于其他2个处理的11.6%%和23.4%,平均盖度达49.6%,高于其他2个处理分别提高11.3%和18.7%,生物量(鲜重)达1321.5kg/hm_²,较其他2个处理分别增加112.7kg/hm_²和210.6kg/hm_²,较对照增加450.3kg/hm_²,草场等级也由3等7级提高到2等8级。     

安定区施用有机肥配合不同新型肥料技术试验

安定区气候干旱,土壤瘠薄。选用商品有机肥与其它4种新型肥料配合施用,筛选适宜当地气候条件和耕作制度的施肥模式。以商品有机肥和配方专用肥的施用效果最好,可提高土壤含水量、提高大薯率、增加产量。其产量为38807kg/hm_²,较当地常规施肥方式(磷酸二铵600 kg/km_²)(ck)增产7847kg/hm_²,增产率25.3%。因此,在生产中,应加大对有机肥的施用,并按马铃薯的需肥规律施用配方肥,提高马铃薯的产量和品质。     

填闲作物消减蔬菜生产棚室土壤硝态氮潜力研究

为了明确填闲作物对棚室蔬菜土壤NO₃^--N的消减潜力, 揭示不同填闲作物消减土壤剖面累积NO₃^--N的特征, 并为探索阻控棚室蔬菜土壤氮素淋溶损失机制及预防地下水污染提供理论依据, 本研究以华北平原传统的棚室蔬菜轮作体系作为研究对象, 在蔬菜休闲期采用种植深根型填闲作物甜玉米、甜玉米+牛膝间作和白菊花的田间原位修复技术。结果表明:甜玉米和甜玉米+牛膝处理的总含氮量和吸氮量较高, 分别为20.11、19.62 t·hm^-2和240.34、287.56 kg·hm^-2, 显著高于白菊花的5.81 t·hm^-2和57.13 kg·hm^-2;根长密度和根干重均随土壤剖面深度的加深而降低, 其中白菊花处理的根长密度与根干重在0~30 cm土层显著高于其他处理, 30 cm土层以下的根干重在各处理间无差异, 根长密度在数值上表现为间作甜玉米> 甜玉米> 白菊花> 间作牛膝;甜玉米对土壤剖面0~200 cm土层的消减量高达907.87 kg·hm^-2, 显著高于白菊花的891.16 kg·hm^-2和甜玉米+牛膝间作的879.93 kg·hm^-2。因此, 在蔬菜作物轮作的间歇期, 种植填闲作物能有效地降低硝态氮在土壤中的累积, 控制土壤剖面硝态氮向下淋溶。     

天然草场立体复合栽培的综合效益评价

3年的试验结果表明,沙打旺与苜蓿免耕补播立体复合种植,降水利用率提高11.3%～19.7%,活动积温利用率提高13.5%～31.1%,田间CO₂补给量提高274×10^_-6,生物产量(干草)达1897.5kg/hm^₂,植被覆盖度达58.3%,分别高于对照22.8%和17.6%,产值2846.25元/hm^₂,经济纯收入1946.25元/hm^₂, 经济产投比3.16:1,分别高于对照22.8%,29.5%、41.1%和51.2%,草场等级也由3等7级提高到2等4级,表现出良好的生态、经济与社会效益。     

适宜大豆玉米复合种植中大豆品种筛选试验

大豆玉米带状复合种植模式是解决大豆玉米争地、稳定粮食生产、增加油料产量的有效种植模式。通过复合种植,高低作物搭配,可实现玉米不减产的同时,增收一季大豆。为了给此技术提供坚实的理论基础筛选出适宜的大豆品种特列此试验,通过研究适宜大豆复合种植中大豆品种筛选试验,结果表明：由于今年玉米全生育期降雨偏少,造成玉米穗粒数和千粒重下降,影响整体产量,大豆未受到影响它的成熟度较好。在玉米大豆复合种植中,玉米各处理平均产量9252kg/hm₂⁽8755.5 kg/hm₂^～10164.0kg/hm₂⁾,说明不同的大豆品种对玉米产量的影响不是很明显。从大豆产量结果来分析,佳禾2号折合产量2829kg/hm₂^{,比对照增产}34.5kg,增幅22.4%,居第一位;陇黄3号折合产量2640kg/hm₂^{,比对照增产}21.8kg,增幅14.2%,居第二位;冀豆17折合产量2590.5kg/hm₂^{,比对照增产}18.6kg,增幅12.1%,居第三位,中黄30(ck)折合产量2320.5kg/hm₂^{,居第四位,东豆0}27折合产量1186.5kg/hm₂^,比对照减产75kg,减幅48.7%,居最后一位。综上所述佳禾2号及陇中系列的品种经济性状较好,倒伏程度低、抗旱性好、产量高,适宜我们区域生态环境下种植,东豆系列品种生育期长不能更好的完熟,建议明年继续试验。     

安定区化肥减量增效试验

安定区气候干旱,土壤肥力差,肥料利用率低。选择商品有机肥和腐熟农家肥与化学肥料配合施用,并对化学肥料减量施用。结果表明,在施用商品有机肥和腐熟农家肥时,如果化肥用量较常规用量减少25%,不会影响马铃薯的产量,施用商品有机肥量6000kg/km_²+化肥减量25%处理的产量是42870 kg/hm_²,较常规施化肥方式增产3960 kg/hm_²,增产率10.18%;施用腐熟农家肥45000kg/km_²+化肥减量25%处理的产量为41260 kg/hm_²,较常规施化肥方式增产2350kg/hm_²,增产率6.04%。如果化肥用量较常规用量减少35%,会影响马铃薯的产量,施用商品有机肥量6000kg km_²+化肥减量35%处理的产量是39750 kg/hm_²,较常规施化肥方式增产840kg/hm_²,增产率2.16%;施用腐熟农家肥45000kg km_²+化肥减量35%的产量为38120kg/hm_²,较对照增产-790kg/hm_²,增产率-2.03%。因此,在马铃薯的生产中,应注重对有机肥的施用,减少化学肥料的施用,提高马铃薯产量和品质。     

三种干旱指标在泾惠渠灌区的适用性分析

为了正确评价灌区的干旱状况,利用泾惠渠灌溉试验站1953—2011年的降水资料,分析了降水距平百分率、标准化降水指数SPI、降水Z指数三种干旱指标在灌区的适用性。结果表明,三种指标均能较好地体现降水的年际变化趋势,但SPI对于降水变化的反映比降水Z指数和降水距平百分率更准确。在干旱出现年份的判定方面,三种指标得到的结果一致;在干旱程度的判定上,在发生中旱及以上干旱的1969、1986、1993、2000年,SPI和降水Z指数比降水距平百分率判定准确,在发生重旱的1977、2000年,SPI的判定比Z指数更符合实际。分析泾惠渠灌区SPI变化趋势发现,灌区在1990年后干旱发生次数占研究期内总干旱次数的55.6%,干旱程度也有增加的趋势,采取合理措施抗旱将成为灌区未来发展的关键。     

北京顺义区土壤重金属污染生态风险评估研究

在北京顺义区农业用地采集了412份土壤表层样品,采用地积累指数法和潜在生态危害指数法对区域土壤重金属污染生态风险进行评估。结果表明:研究区土壤6种重金属元素(Cu、Zn、Pb、Cd、As和Hg)的地积累指数(Igeo)平均值均小于0,处于无污染程度;但处于Hg、Zn和Cd"轻度-中等污染"和"中等污染"的土壤样本分别有12.6%、12.9%和17.0%。土壤重金属生态风险指数(RI)平均值为93.07,属于轻度生态危害;轻度、中等和强度生态危害的比例分别为95.6%、3.9%和0.5%;均有超过20%的土壤样本处于Hg和Cd中等生态危害以上的水平;从不同土地利用类型中土壤样本的RI分析,菜地土壤RI平均值为109.55,达到中等污染等级的比例为14.3%。从研究区土壤重金属生态危害指数的空间分布特征分析,区域内潮白河、小中河和金鸡河对区域生态存在影响。     

大气环境变化导致水稻品质总体变劣

气候变化将改变作物的生长环境,进而影响作物产量和品质。气候变化对重要粮食作物水稻产量形成的影响已有很多报道,但对同样重要的品质研究较少。在简要介绍实验平台基础上,本文总结了气候变化对水稻品质影响的研究进展。品质性状分为加工、外观、蒸煮/食味、营养和饲用品质,气候变化包括大气CO₂浓度升高、近地层O₃浓度增高和气温升高等,本文重点聚焦大气组分变化及其与高温的互作。已有文献表明,气候变化对水稻品质的影响尚存在诸多不确定性,但本文也发现了一些重要趋势,这些趋势多为不利的变化。高CO₂浓度、高O₃浓度或高温环境下生长的水稻表现出垩白增加、碎米增多的趋势;高CO₂浓度导致稻米蛋白质和多种元素浓度下降,但食味品质可能变优;臭氧胁迫水稻的食用和饲用品质均有变劣趋势。目前这方面认知多来自于单一气候因子的影响研究,但已有少量研究观察到CO₂与温度或O₃之间的交互作用;另外,水稻品质性状对气候变化的响应可能还受熏蒸方式、基因型和施肥量等影响。未来这一领域需继续利用不同尺度的试验平台验证已有趋势并拓展研究内容,在这基础上评估气候变化因子之间以及与其他因子的交互作用,重点揭示这些交互作用的内在机制,以便开发出真正适应未来气候变化的稻作生产技术。     

山东大沽河溶解性碳的时空分布及影响因素

为认识河流生态系统中的碳动态分布及生物地球化学过程,基于2018—2019年的现场监测与水样分析数据,揭示山东半岛大沽河河流溶解性碳[包括溶解性无机碳（DIC）和溶解性有机碳（DOC）]浓度的季节和空间特征;在此基础上,对河流CO₂分压（pCO₂）分布及影响因素进行了初步探讨。结果表明：大沽河DIC浓度分布在2.55~34.08 mg·L^-1之间,均值为（12.97±7.25）mg·L^-1;受流域地质环境、气候水文条件、梯级筑坝等因素的影响,DIC呈明显的时空差异特征（P<0.05）,其在冬季最高,自上游至下游呈显著增加趋势。DOC浓度范围为4.22~62.62 mg·L^-1,均值为（15.34±10.24）mg·L^-1,高于DIC含量,因此大沽河溶解性碳总体以DOC为主;受人类活动（土地利用方式、污水排放、河流筑坝等）的强烈影响,DOC未表现出明显的时空差异。大沽河有35%的河流样点表现为大气CO₂的源;pCO₂上游明显高于中下游,夏秋季高于春冬季（P<0.05）。研究表明,大沽河光合作用总体比较强烈,导致水体中DOC浓度较高、pCO₂较低,因此大沽河总体表现为大气CO₂的汇。     

大气CO2和O3升高对菜地土壤酶活性和微生物量的影响

利用OTC平台和青菜盆栽实验,探索[CO_2]、[O_3]或[CO_2+O_3]升高条件下,土壤理化性质、微生物量和土壤酶活性的变化,以期获得未来大气CO_2或/和O_3升高对土壤微生态系统的风险性。结果表明,[CO_2]升高不同程度地提高了土壤的可溶性有机碳(DOC)、可溶性有机氮(DON)、总磷(TP)、总碳(TC)、铵态氮(AN)、硝态氮(NN)含量和含水量(SWC),进而不同程度地提高了土壤微生物量碳(MBC)、微生物量氮(MBN)含量以及土壤蛋白酶(PRA)、蔗糖酶(SA)、脲酶(UA)、多酚氧化酶(POA)、酸性磷酸酶(APA)和中性磷酸酶(NPA)活性。相反,[O_3]升高不同程度降低了土壤DOC、TP、TK、TC、TN、AN、NN、SWC、MBC和MBN含量,提高了MBC/MBN比值,在不同程度上降低了土壤PRA、SA、UA、POA、APA和NPA酶活性。而[CO_2+O_3]在一定程度上消减了[O_3]对土壤微生物量和酶活性的抑制作用,也降低了[CO_2]升高对土壤微生物量和酶活性的刺激效应。因此,土壤微生物量和土壤酶活性的变化可用于评价未来大气CO_2或/和O_3升高对菜地土壤微生态环境的影响。     

设施耕作促进农田土壤有机碳矿化

为研究土地利用方式变化与温度对土壤有机碳矿化的交互作用,利用室内培养实验,研究了寿光市农田转变为设施菜地及设施菜地荒废与增温对土壤有机碳矿化的交互作用。结果表明:增温显著促进土壤有机碳矿化(P0.01),农田、设施菜地及荒废设施菜地土壤有机碳累积矿化量分别增加56.08%、42.32%和42.36%。农田转变为设施菜地显著促进土壤有机碳矿化(P0.05),设施菜地有机碳累积矿化量分别增加185.81%(25℃)、160.61%(35℃)。相同增温条件对设施菜地土壤有机碳累积矿化量的促进作用明显高于农田,这主要是因为设施菜地土壤有机碳易分解组分的温度敏感性系数(Q10=1.79)明显高于农田(Q10=1.37),且设施菜地土壤颗粒有机碳含量明显高于农田造成的。设施菜地荒废后,交互作用变为加和效应,因其土壤有机碳易分解组分的温度敏感性系数(Q10=1.41)与农田无差异。综上所述,设施耕作显著促进土壤有机碳矿化,其中增温与农田转变为设施菜地对土壤有机碳矿化的交互作用为正效应。因此,利用单因素之和评估多因素对土壤有机碳矿化的综合影响可能会低估其影响水平。     

罗布麻查尔酮合成酶基因克隆及序列分析

为了解罗布麻査尔酮合成酶基因具体结构,采用RT-PCR、RACE方法从夹竹桃科植物罗布麻中扩增出CHS基因的开放阅读框,其核苷酸序列长1 170bp,推测的氨基酸序列全长为389个氨基酸残基。核苷酸序列同源性分析结果显示,该cDNA片段与其他植物CHS基因的同源性为78%~81%,表明该基因在进化过程中变异程度较小,整个超基因家族序列高度保守。     

牡山羊草细胞质雄性不育小麦败育的生物学特性和细胞学研究

为明确牡山羊草细胞质雄性不育小麦的染色体组成及雄性败育特点,采用分子标记技术和酸性聚丙烯酰胺凝胶电泳技术对牡山羊草细胞质雄性不育小麦是否含有1BL/1RS易位染色体进行了鉴定。另外,为揭示牡山羊草细胞质雄性不育小麦败育发生的时期和败育的细胞学机理,以牡山羊草细胞质雄性不育小麦(Ju87B1-706A)和其同型保持系(706B)为供试材料,采用I2-K染色、醋酸洋红染色、DAPI染色和石蜡切片法对其花药形态特征及小孢子形成和发育过程进行细胞学观察。结果表明:Ju87B1-706A具有黑麦1RS的特异扩增条带(1 500bp),但缺少1BS的特异扩增条带(220bp),与其在A-PAGE结果的ω区与黑麦特异蛋白谱带的结果相对应,从而说明牡山羊草细胞质雄性不育小麦Ju87B1-706A为1BL/1RS雄性不育小麦类型;I2-K染色说明Ju87B1-706A的败育类型为典败和染败;Ju87B1-706A能正常进行减数分裂形成小孢子,到单核晚期时能形成正常的核但细胞皱缩,二核期细胞形态不规则能形成正常的精核但有些营养核不清晰,三核期精核呈圆形不能形成梭形的精核并发生部分空胞化;其单核晚期花药中绒毡层的延迟解离以及二核期三核期细胞团侵入药室造成小孢子败育,从而推测单核晚期是其雄性不育发生的关键时期,可能与绒毡层异常有关。     

马铃薯StTrxF基因的克隆与功能分析

为探究马铃薯硫氧还蛋白基因(StTrxF)的耐盐生理机制,通过RT-PCR方法从马铃薯品种中薯5号中克隆得到全长549bp硫氧还蛋白基因(StTrxF)。该基因编码182个氨基酸,预测蛋白质分子量为44.17ku,理论等电点(pI)为5.23,具有典型的Thioredoxin结构域。由StTrxF基因推导的氨基酸序列与番茄、拟南芥、芝麻和赤霞珠等TrxF蛋白质氨基酸序列的同源性为96.02%～59.28%。构建植物过表达载体,导入拟南芥中,获得转基因拟南芥纯系植株。通过对转基因拟南芥植株的耐盐离体和盆栽鉴定,表明转基因植株的耐盐性显著提高。同时盐胁迫下,转基因植株的超氧化物歧化酶(SOD)活性和脯氨酸含量显著提高,丙二醛(MDA)含量显著降低。结果表明,表达StTtxF基因通过增加转基因植株脯氨酸含量,提高SOD活性,降低MDA含量,以维持细胞渗透平衡并激活ROS清除系统,具有提高转基因拟南芥植株耐盐性的显著效果。     

长叶红砂咖啡酸-O-甲基转移酶（RtCOMT）基因的克隆及蛋白纯化

长叶红砂(Reaumuria trigyna)是内蒙古东阿拉善-西鄂尔多斯地区特有双子叶盐生小灌木,有极强的耐盐抗旱性,入药可以治疗湿疹、皮炎等疾病,具有一定的药用价值。咖啡酸-O-甲基转移酶(RtCOMT)是一个重要的甲基化酶,主要调控木质素合成过程中中间产物及木质素的变化。基于高通量测序结果,利用RT-PCR技术克隆获得长叶红砂COMT(RtCOMT)基因,构建RtCOMT原核表达载pET32a-RtCOMT,并将其转化大肠杆菌,重组阳性菌经IPTG诱导和SDS-PAGE电泳检测。结果表明:RtCOMT基因开放阅读框长1 023bp,编码340个氨基酸,推测蛋白分子质量37.24ku,理论等电点(pI)6.71,发现该基因在大肠杆菌中正常表达得到与预期大小一致的融合蛋白。采用Ni-IDA His-Bind亲和层析方法对RtCOMT重组蛋白进行纯化,体外获得目的蛋白。