甘肃中西部灌区沙化土地改良技术规程

由于甘肃省中西部大面积耕地不同程度沙化,严重影响作物生长和该区农业发展。通过近几年对沙化土壤改良剂配方、施用量、施用时间和方法等进行多年试验、示范并反复验证,研究提出了甘肃中西部灌区沙化土地改良技术,为了提高该技术的应用效果,从技术范围,规范性引用文件,术语定义,沙化土地改良技术的选地、整地平地、改良剂施用、施肥翻耕、第1茬作物选择、播种、田间管理、轮作模式、收获和改良效果等方面规范了甘肃中西部灌区沙化土地改良技术,以期为甘肃省及我国西北灌区的沙化地改良种植提供了科学依据,促进甘肃省乃至全国沙化地生态修复。     

气候变化对西北半干旱区旱作农业的影响及解决途径

通过分析气候变化对西北半干旱区旱作农业生产的影响、当前生产中应用的主要抗旱技术、提高粮食生产能力的机理等,以探索应对未来气候变化下西北旱作农业发展的技术途径,为推动未来旱作农业发展、保障粮食安全提供参考。结果表明,未来气候变化对西北半干旱区作物生长的影响主要有3方面:一是气温升高导致作物产量降低,品质下降;二是降水量和降水格局变化引发的作物干旱/洪涝问题;三是极端气候引发的气象灾害导致粮食生产波动。为适应或缓解上述不利影响,提高有限降水利用效率、优化土壤结构、提升土壤肥力、增强作物-土壤体系抵御环境变化的能力,缓解未来气候变化对西北半干旱区粮食生产的影响,应主要从3方面入手:(1)覆盖聚集降水,提高土壤蓄水保墒能力,改变土壤水分分配,调控土壤水分运移并提高降水入渗效率,从而“调水”以适应降水变化;(2)土壤培肥优化土壤结构、改良土壤理化性质,从而“改土”提高作物-土壤体系对环境变化的适应能力以应对未来气候变化,稳定旱作农业生产力;(3)通过“调水”和“改土”技术集成,形成“水土协调”技术体系以综合应对未来气候变化,减缓未来气候变化对西北半干旱区粮食生产的不利影响。     

密度和施肥对旱地马铃薯干物质积累、产量和水肥利用的影响

协同提高产量和资源利用效率,是旱作马铃薯高产高效的基础。本研究以陇薯10号为材料,于2017-2019年进行大田试验,设置当地农民习惯栽培(CK)、高产高效栽培(YE)和超高产栽培(HY)3种栽培模式,测定旱地马铃薯叶面积指数(LAI)、叶片SPAD值、冠层光合能力、干物质积累转运、块茎产量、水肥利用效率等指标。结果表明,与CK相比,YE和HY均提高了马铃薯LAI和叶片SPAD值,YE在降雨较少的2017年增幅更明显;二者均减慢了马铃薯块茎膨大后的LAI和叶片SPAD降低幅度,使其冠层光合能力在块茎膨大期和淀粉积累期2年平均提高29.9%、34.7%和40.2%、50.5%。基于较高的LAI和冠层光合能力,YE和HY的地上干物质在块茎膨大期较CK 3年平均增加123.05%和118.53%;同时块茎膨大后同化物对块茎的贡献率增加22.56%和19.29%,使马铃薯产量在2017-2019年平均增加47.93%和47.78%,水分利用效率平均增加77.59%和75.85%,均达到显著差异水平。YE和HY使马铃薯商品薯产量显著增加,收益显著提高,在2017-2019年分别较CK新增纯收益7330.3元hm^-2和6024.6元hm^-2。较大的群体冠层和较高的物质生产促进了植株对N、P、K的积累,YE的N、P利用效率较CK分别提高15.21%和17.20%,N、K收获指数分别提高3.85%和7.79%;HY的N利用效率提高12.37%。YE的WUE、N和P利用效率较HY提高2.05%、2.53%和23.41%,新增纯收益1305.7元hm-2。因此,YE减施缓释尿素40%并有机替代、密度60,000株hm^-2,能够提高水分和养分利用效率,维持马铃薯花后较高的冠层光合能力,促进茎叶干物质向块茎转运,实现作物增产和资源高效利用协同发展,是半干旱区黑膜覆盖马铃薯种植推荐的高产高效模式。     

大气CO_2浓度增高和施氮量对抽穗期春小麦光合参数及水分利用效率的影响

在开顶式小型温室内模拟大气CO2浓度增高,并在N0,N100,N200计3个氮素水平〔施N量分别为纯N0、0.1、0.2 g/kg(土)〕下盆栽小麦,研究小麦光合作用和水分利用效率(WUE)对大气CO2升高的响应及其氮素调控机制。结果表明,760μmol/molCO2浓度×N素小麦叶片的净光合速率、叶片胞间CO2浓度、气孔限制值及叶片水分利用效率较对照呈明显上升趋势,叶片气孔导度显著降低,蒸腾速率则呈先降后升的趋势;在400μmol/molCO2浓度下,N0和N100处理的小麦光合速率明显下降,但N200处理较当前CO2浓度处理明显升高;气孔导度,胞间CO2浓度以及蒸腾速率呈现下降的趋势,小麦的气孔限制值Ls和WUE在N200条件下表现最高,较各个处理均达到极显著水平。两种大气CO2浓度下的小麦叶片光合速率和气孔导度均随氮素水平的升高而明显升高,胞间CO2浓度和蒸腾速率表现均不一致。因此,长期高CO2浓度使得小麦叶片WUE和Ls值显著升高,在低中氮处理下产生明显的光合下调现象,但在高氮处理下却不发生。     

高大气CO2浓度下氮素对小麦叶片光合能量分配的调节

探讨了施氮量对高大气CO₂浓度下小麦功能叶光合能量传递与分配的影响,进而明确氮素对小麦叶片光合作用适应性下调的能量分配调节作用。采用开顶式气室盆栽法,通过测定小麦拔节期和抽穗期不同大气CO₂浓度和施氮水平下的叶氮浓度、光合速率–胞间CO₂浓度(P_n–C_i)响应曲线和荧光动力学参数,测算光合电子传递速率和分配去向。与在正常CO₂浓度(400 μmol mol^-1)条件下相比,在高大气CO₂浓度(760 μmol mol^-1)下,小麦叶氮浓度显著下降,N200处理(200 mg kg^-1)叶片抽穗期叶氮浓度的下降幅度较拔节期高335.7%。N200处理较N0处理(0 mg kg^-1)提高小麦叶片光适应下PSII反应中心最大量子产额(F_v′/F_m′)、光化学效率(Φ_PSII)和开放比例(q_P),降低非光化学猝灭系数(NPQ)。高大气CO₂浓度下,小麦叶片光化学反应的非环式光合电子传递速率(J_c)和Rubisco羧化速率(V_c)显著升高,而光呼吸的非环式光合电子传递速率(J_o)和Rubisco氧化速率(V_o)明显降低;施氮使J_c、J_o、V_c和V_o值均呈上升趋势,而且J_c和V_c达到显著差异。高大气CO₂浓度下J_o/J_c和V_o/V_c显著降低,施氮后小麦拔节期叶片J_o/J_c和V_o/V_c降低,但抽穗期J_o/J_c升高而V_o/V_c无明显变化。叶氮浓度与小麦叶片J_c、J_o和V_o均呈显著线性正相关,而且高大气CO₂浓度下小麦叶片J_c、J_o和V_o对氮浓度的敏感性降低。高大气CO₂浓度下,小麦叶片PSII反应中心开放比例增加,非光化学耗能降低,更多的光合电子进入光化学过程;施氮后使小麦叶氮浓度增加,提高光合能力,改变了能量分配,这是高氮条件下光合作用适应性下调被缓解的一个关键因素。     

甘肃省黄绵土耕地质量特征及其调控的关键技术

通过田间试验,对甘肃省黄绵土耕地质量特征及其调控的关键技术进行研究。结果表明,甘肃省黄绵土土壤养分含量低,且因干旱和瘠薄在1999-2001年以后开始下降,土壤质量处于退化状态。以提高自然降水拦蓄率、保蓄率和利用率为治旱突破口,提出集成田间沟垄微集水耕作与地膜、秸秆、沙草二元覆盖等抑蒸技术的治旱耕作关键技术;以提高土壤养分含量、保肥、供肥能力为治薄突破口,提出化肥秋深施、有机无机绿肥配施、秸秆堆腐还田和首选豌豆、扁豆为轮作豆科作物为主的治薄耕作关键技术,通过抗旱作物+治旱技术+治薄技术组配形式,建立黄绵土耕地质量调控关键技术体系。     

水氮互作对春小麦不同生育期植株性状及产量的影响

采用盆栽的方式研究了水氮互作对春小麦不同生育期植株性状及产量的影响.结果表明,在正常供水和中度干旱条件下,小麦拔节期的株高以中氮处理最高,其它性状均以高氮处理最高.在3个试验水分条件下,千粒重、穗粒数和平均每盆穗粒重均以高氮处理的最大;在供试的3个氮素水平下,千粒重和每盆穗粒重均以中度干旱处理最高.随着水分胁迫的加重,...     

半干旱区旱地马铃薯全膜覆盖起垄微沟种植技术

目前西北旱作区马铃薯种植仍以传统的平作培土栽培花期起垄为主,致使马铃薯产量不高、商品率低,生产效益不理想,限制了马铃薯产业的发展。为充分发挥旱地马铃薯生产潜力,增加生产效益,本试验在长期试验研究和技术示范的基础上,以全膜覆盖起垄微沟为核心,通过调节株行距、垄沟大小及垄沟比,并综合土壤耕作、品种选择、适期播种、田间管理、病虫草害防治、适时收获、清除废膜等技术要素,形成了旱地马铃薯全膜覆盖起垄微沟种植技术。该技术的推广应用将对推进西北旱作区马铃薯产业发展有积极作用。     

高大气CO2浓度下遮阴对小麦叶片气孔特性及光合特性的影响

以高大气CO_2浓度和遮阴为处理手段,研究高大气CO_2浓度和遮阴对小麦叶片光合生理的影响。结果表明,与全光照相比,遮阴使小麦叶片的气孔长度增加了22.93%和10.23%,而气孔宽度减小了30.00%和30.22%,气孔面积降低了17.99%和18.11%,周长增加了16.80%和6.85%,气孔密度降低了6.61%和23.78%,气孔指数降低了5.99%和14.23%。与正常大气CO_2浓度相比,高大气CO_2浓度使小麦叶片的气孔面积增加了1.91%和1.95%,使全光照处理的小麦叶片的气孔密度降低了14.33%;使遮阴处理的小麦叶片的气孔密度增加了5.00%。与全光照相比,遮阴使小麦叶片的气孔导度和蒸腾速率降低了56.11%、53.21%和40.57%、49.27%,而光合速率没有得到提高,这可能是小麦叶片对高大气CO_2浓度发生了"光适应"。与正常大气CO_2浓度相比,高大气CO_2浓度降低了小麦叶片的气孔导度。小麦叶片的气孔长度和宽度与光合速率有显著相关性。     

西北半干旱区全膜双垄沟播一膜多年用节本增效栽培技术

从播前准备、品种选择及处理、播种技术、田间管理、适时收获、收获后地膜保护等方面总结出西北半干旱区全膜双垄沟播玉米、玉米/马铃薯、玉米/马铃薯/冬油菜/胡麻一膜多年用节本增效栽培技术。