玉米秸秆低温降解复合菌系GF-20的促分解作用及对土壤微生物多样性的影响

在10℃黑暗条件下进行室内土培接种实验,评价玉米秸秆低温降解复合菌系GF-20对玉米秸秆的促分解作用及对土壤微生物群落多样性的影响。在接种后15、30、45和60 d分别测定GF-20及对照菌剂LK和SM的玉米秸秆降解率及土壤微生物群落结构。结果表明,与未施菌剂对照(CK)相比,施用菌剂在一定程度上加快玉米秸秆的分解,以低温高效菌剂GF-20效果最佳,可明显加快秸秆分解进程。利用16Sr DNA-PCR-DGGE技术检测土壤微生物群落的多样性,与未施菌剂对照(CK)和无秸秆无菌剂的空白对照(B)相比,施用菌剂对土壤细菌群落结构产生较大的影响,可显著提高土壤细菌富度(S)和多样性指数(H),表现为GF-20LKSMCKB;各处理之间的种群均匀度指数(E)差异不显著。玉米秸秆添加促腐解菌剂,可有效加快秸秆分解,增加土壤微生物群落多样性。     

施氮量对超高产春玉米花粒期叶片衰老及产量的影响

以内单314为材料,研究了施氮量对超高产春玉米花粒期不同层位叶片衰老过程及产量的影响。结果表明,在0 kg.hm-2-439.8kg.hm-2施氮量范围内,随着施氮量的增加,花粒期玉米各层位叶片保护酶(POD、CAT、SOD)活性明显提高,相对电导率和MDA含量显著降低,较高的群体叶面积指数和叶干重得到维持。施氮量超过439.8kg.hm-2时,各层位叶片的上述参数出现相反趋势,且叶位越低越显著。当施氮量为439.8kg.hm-2时,超高产春玉米花粒期不同层位叶片衰老得到延缓,利于其花粒期干物质积累和产量形成,是实现超高产的重要基础。     

玉米弱势粒库活性与籽粒内源激素及多胺含量的关系

玉米籽粒形成期的库活性是弱势粒败育或灌浆受限的核心限制因子,明确弱势粒中内源激素及多胺水平对其库活性的调控机制,对探索密植条件下玉米弱势粒调控途径具有重要意义。本研究以典型玉米杂交种郑单958和先玉335为材料,在控制授粉条件下(不完全授粉Ic P、完全授粉CP),比较分析了成功发育弱势粒(Ic P处理)和发育不良弱势粒(CP处理)的内源激素及多胺水平差异及其与库活性的关系。结果表明,品种和年度对籽粒库活性、内源激素和多胺水平整体无显著影响。Ic P处理下弱势粒的可溶性酸性蔗糖转化酶(SAI)活性显著高于CP处理,平均差异和最大差异分别达13.5%和21.8%。在玉米籽粒形成期,弱势粒中玉米素和玉米素核苷(Z+ZR)、生长素(IAA)、赤霉素(GA3)和脱落酸(ABA)含量在两种控制授粉处理间无显著差异。弱势粒中多胺含量表现为Ic P处理显著高于CP处理,而乙烯释放速率则恰恰相反。弱势粒中SAI活性与多胺含量显著正相关,而与乙烯释放速率显著负相关,且多胺含量与乙烯释放速率显著负相关。可见,在玉米籽粒形成期,其弱势粒中Z+ZR、IAA、GA3和ABA与其库活性即SAI活性无关;弱势粒库活性主要受多胺和乙烯含量影响,多胺促进SAI活性而乙烯则抑制其活性,二者的平衡关系决定了弱势粒成功发育与否;多胺和乙烯平衡关系受同化物质供应水平的调控。     

生物炭配施氮肥对土壤物理性质及春玉米产量的影响

在包头和通辽试验点,设0、8、16、24 t/hm^2生物炭水平及0、150、300 kg/hm^2施氮水平,研究生物炭配施氮肥对土壤物理性质及春玉米产量的影响。结果表明,在0~20 cm土层,生物炭能够显著降低土壤容重,增加土壤孔隙度,且与氮肥存在交互作用。0~20 cm和21~40 cm土层,生物炭和氮肥均可显著提高土壤含水量和蓄水量,土壤持水性随生物炭量增加呈先增后减的趋势。生物炭和氮肥均可有效降低土壤三相比偏离值。炭氮配施可显著提高春玉米产量和氮效率,包头和通辽均以8 t/hm^2生物炭配施150 kg/hm^2氮为最大值,较单施氮肥增产20.07%和15.59%。     

氮肥配施生物炭对土壤性状及春玉米根系特性的影响

为探究生物炭在土壤氮素分布以及对根系氮素吸收利用与产量形成中所产生的影响,开展两年(2019-2020)定点试验。试验以先玉335为供试材料,采用裂区试验设计,以氮肥为主区,300 kg/hm²(N300)、150 kg/hm²(N150)、不施氮肥(N0);以生物炭为副区,不施生物炭(C0)、8 t/hm²(C8)、16 t/hm²(C16)、24 t/hm²(C24)。结果表明,在0～15 cm土层内,C8N0、C16N0、C24N0处理组合的有机碳在2019年和2020年较C0N0处理组合分别增加16.27%～31.52%和7.27%～35.57%。在2019年和2020年,C8N150、C16N150、C24N150处理组合较C0N150处理组合的根长分别提升11.22%～51.18%和6.32%～46.17%,产量分别提升10.70%～23.55%和4.77%～22.68%。综上,生物炭施炭量在24 t/hm²时,施氮肥150 kg/hm²对土壤有机质积累分布和根系的发育状况达到最佳状态。     

秸秆全量深翻还田和施加生物炭对不同土壤持水性的影响

【目的】研究秸秆深翻还田对土壤持水性的影响机理。【方法】采用连续4 a玉米秸秆全量深翻还田定位试验和土壤有机碳梯度入渗淋溶模拟试验,秸秆全量深翻还田1~4 a处理(SF1、SF2、SF3和SF4),以不深翻秸秆全量还田处理作为对照(CK);土壤有机碳入渗淋溶模拟试验研究了2种质地土壤(砂土、壤土)的不同质量比生物炭处理条件下的土壤水力传导性,砂土中添加质量比为0、1%、3%、5%、8%、10%生物炭处理分别记作CKS、BS、CS、DS、ES、FS,壤土中添加质量比为0、1%、3%、5%、8%、10%生物炭处理分别记作CKR、BR、CR、DR、ER、FR,应用单环入渗法测定了土壤平均入渗速率和累积入渗量,应用压力膜法测定了土壤水分特征曲线。【结果】秸秆全量深翻还田后,相同的静水压力下,SF4处理持水性比CK降低21.05%,土壤平均入渗速率比CK增加82.07%,累积入渗量比CK增加225.09 cm;随深翻秸秆还田年限(随年份和深翻措施的累积增加)的增加,土壤持水性逐渐降低,土壤平均入渗速率逐渐加快,土壤的累积入渗量逐渐增多;在土壤体积质量保持不变的情况下,随生物炭量的增加,砂土的入渗速率、累积入渗量减小,持水能力升高;当生物炭添加比例从1%到8%时,壤土累积入渗量、入渗速率递增,持水能力降低,当添加生物炭量为10%时,较添加8%生物炭处理时土壤持水性略有升高,土壤持水性变化规律出现波动。秸秆全量深翻还田增加了土壤有机质量,土壤有机质的腐解增加了土壤生物炭量,同时结合室内模拟试验的结果,生物炭量的增加改善了土壤(0~40 cm)持水性和通透性。【结论】应适度采取秸秆深翻还田来改善土壤的持水性,可为春玉米的连续高产稳产提供良好的土壤水分环境。     

氮高效玉米杂交种的筛选及氮效率相关特性分析

选用生产中常用的8个玉米杂交种作为材料,在高氮和低氮条件下进行氮高效杂交种的筛选和氮高效指标研究。主成分分析结果表明,郑单958、金山27、郑单17为氮高效品种。通径分析表明,吸收效率对氮效率的贡献均大于利用效率,不论是否施氮,植株氮积累均以花前为主,但花后差异显著,花前氮积累对氮效率的贡献较大。不论施氮与否,完熟期全株干重、吐丝期穗三叶含氮量、花前氮积累量、穗位叶光合速率均是重要的筛选指标,不施氮肥时子粒含氮量也是重要的筛选指标。     

高密植对不同类型玉米品种茎秆抗倒特性及产量的影响

以增密增产潜力较大的先玉335、内单314、郑单958和稀植大穗品种沈单16、四单19、浚单20、内单205、科河8号为试验材料,在7.50×104、9.75×104、12.00×104株/hm23种高密植条件下,研究高密植对不同类型玉米品种的茎秆抗倒伏特性和产量性状的影响。结果表明,在高密植条件下,茎秆周长、茎单位长度干重与茎秆力学特征均随种植密度的增加而逐渐减小,且不同类型玉米品种间的茎单位长度干重与力学特征差异显著,可作为鉴别抗倒能力的指标;高密植致使千粒重、穗粒数和结穗率降低,耐密品种能够高产的主要原因是具有较高的千粒重与结穗率,较高的结穗率是确保高密植条件下高产的主要因素。     

基于主成分分析的玉米杂交组合农艺性状综合评价

采用主成分分析法对21份杂交组合进行了综合分析,筛选出9份优良杂交组合,与对照相比,筛选到的9份优良组合结果如下:S1-18,S1-4,S1-6,S1-12,S1-13,S1-14,S1-8,S1-19,S1-20平均生育期为106 d左右,与对照(CK)相近;光合特性的Pn、Gs、Ci、Tr较CK分别提高了13.92%、16.67%、8.86%、0.92%;百粒质量、穗粒数、出籽率、单株产量分别较对照(CK)提高了5.56%、0.71%、0.20个百分点、9.76%,其中尤以S1-8、S1-12的综合性状好,如生育期、株高、穗位高、穗上叶片数、收获时籽粒含水量、收获时苞叶含水量。茎秆节间穿刺强度、茎秆节间折断力以及苞叶数都与CK表现相一致,而产量和光合特性都优于CK,这两个组合在育种方面具有利用价值。     

不同覆膜方式对大豆田水分动态及利用效率的影响

为了明确内蒙古干旱半干旱地区大豆田水分动态及利用效率的变化情况,以行间覆膜（CFBR）、行上覆膜（CFOR）及不覆膜（NFC,对照）3种处理为措施,对其进行了系统研究。结果表明：不同覆膜方式对大豆水分利用效率影响依次为CFBR〉CFOR〉NFC;0～100cm土壤贮水量存在明显的季节变化,可依次划分为土壤水分损耗期（播种期-分枝期）、大量损耗期（分枝期-结荚期）和缓慢恢复期（结荚期-成熟期）;不同覆膜方式大豆全生育期土壤水分随时间的变化有较为相似的规律,都表现出“减-增-减-增”的变化趋势,不同的处理方式在一定时期内又表现出一定的差异性。