一膜覆二年和灌水量对玉米间作豌豆水分利用效率的影响

【目的】解决干旱灌区大面积实行传统覆膜对土壤环境造成污染和灌量过大对水资源造成浪费的问题.【方法】本研究于2016年在甘肃省河西走廊开展田间试验,研究了一膜两年用(M_1)、传统耕作覆膜(M_2)两种覆膜方式与低(I_1:450mm)、中(I_2:495mm)和高(I_3:540mm)3个灌水量组合对玉米间作豌豆水分利用效率的影响,以期为该区地膜减投、节水间作种植模式提供科学依据.【结果】覆膜方式对玉米间作豌豆的总耗水量影响不显著,但增大灌溉量作物总耗水量显著增大.覆膜方式和灌水量均对棵间蒸发量影响显著,且互作效应显著.M_1在低、中、高灌水量下棵间蒸发量较M_2减小了22.8%,20.6%,18.1%,棵间蒸发量随灌水量的增大显著增大.覆膜方式和灌水量均对蒸散比(E/ET)影响显著,且交互作用对E/ET有显著影响.与M_2相比,M_1显著降低了低、中、高灌水量下E/ET,降低幅度为22.0%,16.7%,15.5%,随着灌水量的增加E/ET增大.覆膜方式对籽粒产量、生物产量影响不显著,灌水量对其影响显著.M_1I_2获得较高的籽粒产量和生物产量,分别达14 580.1kg/hm~2和31 227.6kg/hm~2,一膜覆两年中灌水量下WUE较高,达到18.8kg/(hm~2·mm).【结论】一膜两年用中灌水量可作为干旱灌区减少污染,提高资源利用效率的种植模式之一.     

鹰咀豆根系分泌物的分离鉴定及典型分泌物苯甲醛的化感效应

运用CH2Cl2提取水培35 d鹰咀豆的根系分泌物,并通过气相色谱和质谱联用技术(GC-MS)进行分离鉴定,对典型分泌物苯甲醛的生物学效应通过发芽试验进行了测试.结果表明,鹰咀豆的根分泌物主要包括有机酸、酚、烃类、酯、酮类、醇、酰胺、苯、醛和噻唑等;苯甲醛是一种他感作用强于自毒作用的化感物质,对2种幼苗组成的复合系统的负效应小于对单作系统的负效应.     

绿洲灌区小麦秸秆还田与耕作措施对玉米产量的影响

针对西北干旱绿洲灌区玉米长期连作导致其产量提高受限的关键问题,基于田间定位试验,研究了秸秆还田/秸秆不还田和耕作措施(传统翻耕、免耕)对玉米产量的影响。结果表明,前茬小麦秸秆还田和耕作措施对玉米干物质积累量与叶面积指数均有显著影响,且二者的互作效应显著。从玉米全生育期平均来看,秸秆还田较秸秆不还田显著提高了玉米干物质积累量与叶面积指数,分别提高4.2%～8.2%和7.1%～13.0%;与免耕处理相比,传统翻耕显著提高了玉米干物质积累量与叶面积指数,分别提高20.2%～24.1%和11.0%～16.0%。秸秆还田和耕作措施对玉米籽粒产量及产量构成因素影响显著,但二者的互作效应不显著。秸秆还田较秸秆不还田、传统翻耕较免耕玉米籽粒产量分别提高21.9%和20.0%,其主要原因是提高了穗数。因此,在干旱绿洲灌区小麦秸秆还田结合传统翻耕有利于提高玉米叶面积指数,促进干物质积累,进而提高玉米籽粒产量。     

地上地下互作强度对小麦间作玉米光合特性的影响

针对地上、地下互作对间作群体光合特性影响研究相对薄弱,生产实践中缺乏间作系统精确调控的相关理论依据等问题,本研究于2015—2017年,以小麦间作玉米为对象,通过设塑料布隔根(P,无根间作用)、尼龙网隔根(N,部分根间作用)和不隔根(完全根间作用) 3种根系分隔方式,以及低(M1, 45,000株hm~(–2))、高(M2,52,500株hm~(–2))2个玉米密度,系统分析了地上地下互作强度对间作作物群体光合特性的影响。结果表明,地上地下完全互作可显著增加间作群体的光合势,提高间作玉米的净光合速率,增大间作群体全生育时期的净同化率。与低密度相比,增大玉米密度使间作群体全生育期光合势平均提高12.4%;与尼龙网隔根和塑料布隔根相比,不隔根处理光合势提高了10.3%和29.0%。增大密度使间作玉米净光合速率比低密度平均提高11.2%;不隔根间作玉米生育期净光合速率较尼龙网隔根和塑料布隔根平均提高4.7%和7.7%。玉米密度对间作系统净同化率影响不显著;不隔根处理全生育时期净同化率比尼龙网隔根和塑料布隔根平均提高11.5%和14.8%,生育后期,间作群体的光合势与产量极显著正相关。因此,地上地下协同影响作物群体光合势及间作组分作物的净光合速率,从而影响间作群体的净同化率,可通过增加密度和根间互作来促进协同作用,增加间作系统产出。     

玉米/小麦间作模式下小麦收获机机架模态分析及结构优化

为降低玉米/小麦间作模式下小麦收获机作业过程中的振动对其工作性能的影响,以机架为研究对象,利用SolidWorks软件建立其三维实体模型,通过ANSYS Workbench软件分析机架的前6阶固有频率和振型,对比分析各阶固有频率与外部各激励振动频率,找到引起整机共振的外部激励来源,进而优化机架结构避免共振现象的发生。当小麦出槽口的厚度增加到3.0mm、收割脱粒连接槽厚度增加到3.3mm、后板的厚度优化为1.0mm、旁板的厚度增加到1.1mm时,机架各阶固有频率均避开外部激励频率,在保持小麦收获机工作性能稳定的同时,经济成本最小化。     

供水及丁香酚对间作小麦蚕豆生长速率及籽粒产量的影响

为了寻求人工调控存在化感物质间作群体的理论依据,通过盆栽试验,探讨不同供水水平下(田间持水量的75%、60%和45%),小麦根系分泌物丁香酚对单作和间作蚕豆、小麦生长速率(Crop Growth Rate,CGR)及籽粒产量的影响。结果表明:在蚕豆苗期-始花期、结荚-成熟期2个生育阶段,丁香酚对蚕豆生长速率整体表现为抑制作用,但结荚-成熟期75%供水水平下的单作、60%供水水平下的间作除外,增加供水缓解了单作蚕豆的抑制作用、加剧了间作蚕豆的抑制作用,间作模式可缓解抑制;自苗期以后,丁香酚对小麦生长速率表现为抑制作用,且增加供水亦不能缓解抑制,但在开花-成熟期间作模式可以缓解抑制。在同等供水水平下,间作籽粒产量与单作籽粒产量的加权平均相比增加了24.92%-52.74%。丁香酚除对45%供水水平下小麦籽粒产量有化感促进作用以外,对两种作物的其他处理均呈现化感抑制作用。间作可弱化丁香酚对小麦、蚕豆籽粒产量的化感作用。     

不同禾豆间作复合群体根系的时空分布特征

通过土柱栽培试验,研究了小麦间作菜豆、小麦间作蚕豆及不同单作作物根系的时空分布特征。结果表明,小麦间作菜豆的总根干重在小麦苗期、开花期、灌浆期、成熟期与对照相比增减了50.80%、2.42%、31.94%、-4.83%,小麦间作蚕豆根干重的增减幅度分别为-6.82%、7.26%、14.66%和-7.25%。小麦间作菜豆和小麦间作蚕豆全生育期根干重按生育进程呈明显分移特性。两作生长前期,间作作物根系空间分布范围大于单作;生长后期,间作作物根系分布在0~50 cm的土层中,单作主要分布在0~70 cm的范围内。小麦间作蚕豆的总根重在全生育期呈小-大-小-大的双峰变动趋势;小麦间作菜豆根重变化趋势与单作相同,呈以生长盛期为峰值的单峰型。间作作物成熟期深层根系含水量高于单作。     

间甲酚和供磷对小麦间作蚕豆生产力和组分竞争力的影响

通过盆栽试验研究了3个磷水平下化感物质间甲酚对小麦间作蚕豆生产力和级分竞争力的影响。结果表明,间作较单作具有显著增产作用,100mgP2O5土(P1)的施磷水平下复合群体的生物产量最高;施磷可显著降低间甲酚对小麦间作蚕豆生物产量和经济产量的化感效应,间作小麦经济产量受间甲酚的负效应低于单作。间作小麦经济系数(HI)在不施磷和施磷水平为P1时高于单作小麦,施磷量增大结果相反,间作蚕豆HI在施磷量为P1时高于单作;施磷可缓解间甲酚对小麦、蚕豆经济系数的化感作用,间作小麦经济系数受抑程度小于单作,施磷水平为P1时间作蚕豆HI受抑程度小于单作。施磷和间甲酚可增强小麦蚕豆复合群体中小麦相对于蚕豆的竞争力。     

绿洲灌区水氮减施密植玉米的光合源动态和产量表现

为进一步探索河西绿洲灌区玉米在水、氮减量的条件下能否支撑较高的种植密度而获得高产,本研究通过大田试验,设置传统灌水(W₁)和生育期减量20%灌水(W₂)2个灌水梯度,高施氮(450 kg·hm^-2,N₁)、减量30%施氮(300 kg·hm^-2、N₂)2个施氮水平和D₁(7.5万株·hm^-2)、D₂(9.75万株·hm^-2)、D₃(12万株·hm^-2) 3个种植密度,在不同种植密度条件下,采用水氮耦合组合,测定玉米生育期内光合源动态、干物质积累、籽粒产量和产量性状。结果表明,在生育后期W₂N₂玉米光合势(LAD)与W₁N₁无显著差异,在W₂N₂条件下,D₂的LAD较D     

不同种植模式对农田土壤呼吸速率的影响

【目的】探讨不同种植模式对农田土壤CO_2排放的影响,以期为农田固碳减排提供理论参考.【方法】以河西绿洲灌区的7种种植模式为研究对象,采用CFX-2开放式呼吸测定系统进行土壤呼吸速率测定.【结果】7类种植模式下农田土壤呼吸速率具有明显的季节变化规律,其中,单作玉米的波动幅度最大,呈先上升再下降的趋势;平均土壤呼吸速率表现为单作玉米玉米间作豌豆小麦间作玉米春小麦复种冬油菜春小麦复种冬小麦春小麦复种春油菜春油菜复种马铃薯,且不同处理间平均土壤呼吸速率差异显著(P0.05);单作玉米农田土壤呼吸速率最强,春油菜复种马铃薯最小,且单作玉米农田土壤呼吸速率为春油菜复种马铃薯的4.6倍.间作模式下小麦、玉米带土壤呼吸速率较相应的单作分别降低20.9%和26.3%.【结论】7种种植模式中,单作玉米潜在温室气体排放量最大,春油菜复种马铃薯最有利于农田温室气体减排,而间作模式可有效降低配置作物的土壤呼吸速率强度.