间作蚕豆根系活力和形态对丁香酚及供水水平的响应

针对干旱和种间作用下,外源化感物质对作物根系作用机制研究薄弱问题,本文以小麦间作蚕豆为参试对象,在不同土壤含水量水平下(田间持水量的75%,60%,45%),研究了小麦根系分泌物丁香酚(2-甲氧基-3-烯丙基苯酚)对单作和间作蚕豆根系形态和活力的影响,以期为通过化感作用途径调控间作群体探索新的思路。结果表明:土壤中浓度为300×10-6mol·kg-1的丁香酚对单作和间作蚕豆根系活力和根体积、根干重和根长等形态特征均具有抑制作用,表现为化感负效应;随供水水平的提高丁香酚对蚕豆根系的化感效应呈减弱趋势,不同供水水平下化感效应绝对值表现为在土壤含水量为田间持水量的45%时最大,60%居中,75%最小。蚕豆根系活力的化感效应值在75%和60%供水水平下,均与45%供水水平之间存在显著差异,单作和间作蚕豆化感效应值在75%供水水平处理下,较45%供水处理分别降低64.0%和56.8%;而种植模式、丁香酚和供水水平对蚕豆根系活力、根体积、根长和根干重的互作效应不显著。因此,生产实践中,可通过优化水分管理达到弱化化感物质对间套作作物间根系的负效应,从而达到克服间套作群体中因某一种作物化感物质累积而造成的毒害作用。     

秸秆还田及地膜对间作农田环境效应的影响

合理的种间配置可以提高资源利用效率,降低作物生产的环境风险,达到资源节约及减排增效目的。该研究在绿洲灌区,以小麦间作玉米模式为基础,集成免耕、地膜减投、秸秆还田和节水灌溉技术,探讨复合生产模式的产量、水分利用和碳排放效应,量化其资源减投潜力及循环效率,以期为建立减投、低排放农田复合生产模式提供理论与实践依据。结果表明,间作模式具有明显的增产效应,与传统单作小麦、玉米相比,其籽粒产量分别高162.9%、10.4%,小麦秸秆立茬免耕还田结合一膜两年用(NTSSI2)和小麦秸秆覆盖免耕还田结合一膜两年用(NTSI2)间作生产模式的增产效应显著,比传统间作生产模式(CTI)分别高13.0%、13.8%。NTSSI2、NTSI2模式的水分利用效率较CTI分别高12.6%、14.8%。间作复合生产模式中,集成小麦秸秆免耕还田与地膜两年用覆盖措施可降低系统碳排放、提高光能利用率,与CTI相比,NTSSI2和NTSI2的碳排放分别降低了598 kg/hm2与670 kg/hm2,降幅分别为11.5%与12.9%;光能利用率分别提高了6.5%与7.1%。将25~30 cm小麦秸秆还田及地膜两年用技术应用于间作复合生产模式,秸秆再利用率较CTI提高了29.2%~32.6%,N、P、K循环效率分别提高了7.1%~8.0%、8.1%~9.1%、10.0%~11.5%。秸秆还田及地膜两年用间作生产模式具有明显的资源减投潜力,与地方习惯相比,NTSSI2、NTSI2模式可节水28.6%,减量240 mm;减投N、P肥分别为35.8%、16.0%,减量分别为190、40 kg/hm2;减投地膜38 kg/hm2,减量50%;降低总投入4423元/hm2,降幅为36.1%;提高纯收益10341元/hm2,提高幅度为40.4%。因此,在小麦玉米间作传统复合生产模式基础上,集成应用小麦高茬25~30 cm秸秆覆盖免耕技术和一膜两年覆盖技术是适用于绿洲灌区的资源减投及碳减排农作制模式。     

少耕留茬小麦间作玉米的耗水特性

2009—2010年,通过大田试验,在不同灌水梯度下,研究了少耕和秸秆覆盖对小麦间作玉米产量、耗水特性及水分利用效率的影响,旨在为高效节水间作技术体系的构建提供新思路。研究表明：间作处理的土地当量比(LER)为1.46～1.56,间作优势明显;高灌水平与低、中灌水平相比,少耕留茬间作及传统间作中,玉米组分经济产量平均提高44.4%和9.31%,小麦组分经济产量平均提高10.22%和2.36%;少耕留茬显著提高了小麦间作玉米播种前和收获后0～120 cm土层平均贮水量。少耕留茬、间作及灌水量均是影响小麦、玉米耗水量的主导因子,将少耕留茬集成于间作,并结合中灌水处理,为提高小麦、玉米WUE的最优组合。     

复合微生物接种剂替代部分化肥对豌豆间作玉米的促生效应

通过测定16株供试菌株的固氮酶活性、溶磷量、分泌生长激素能力以及拮抗病原菌特性,筛选出5株优良促生菌,将其与1株豌豆根瘤菌(ACCC 16101)制成复合微生物接种剂,进行田间小区试验,研究复合微生物接种剂替代部分化肥对豌豆间作玉米体系生长状况及产量的影响。结果表明,复合微生物接种剂在210 d的储存期内有效活菌数均大于3.0×10⁹ cfu/mL,符合《微生物肥料》标准(NY227-94)。与使用100%化肥相比,制成的复合微生物接种剂替代20%化肥后,豌豆成熟期的根长增加3.18 cm(P<0.05),豌豆盛花期和成熟期的根系干重分别增加0.88和2.39 g(P<0.05),豌豆单株结荚数、单荚粒数、单株粒重、籽粒产量分别增加1.2个、0.5个、0.63 g、0.64 t/hm²(P<0.05);玉米开花期株高增长8.91 cm(P<0.05),玉米穗重、籽粒产量分别提高4.33 t/hm²、1.87 t/hm²(P<0.05)。复合微生物接种剂替代20%化肥使豌豆、玉米分别增收972.00元/hm²、3835.05元/hm²。     

玉米密植光合生理机制及应用途径研究进展

在有限土地面积上生产足够粮食保证粮食安全,关键在于提高单产。密植作为提高玉米单产的重要农艺措施,适度增加种植密度,其群体光合速率不受影响甚至有所提高,进而可以增加单产。揭示玉米密植光合生理学机理,是当前提高单产的重点研究方向。密植致使玉米光合特性发生改变,调控限制光合生理因子是有效促进玉米密植增产的关键所在,而挖掘密植增产的光合生理学潜力是玉米密植生理学基础,在保障粮食安全中发挥着重要作用。因此,本文基于前人研究成果,重点综述了光合生理研究方法与思路变迁,国内外玉米适应密植的光合生理响应和相关农艺调控途径研究现状,为光合生理研究提供理论基础与技术方法。围绕未来玉米密植生产对科技的需求,依据现代科技的发展趋势,我们认为,传统研究方法必须结合分子生物学技术挖掘光合潜力或缩小实际与理论光合速率之间的差距以实现高光效是未来玉米密植研究的主要目标。探讨光合生理功能基因差异表达对栽培措施的响应作为今后研究的重点之一,明确农艺措施与密植玉米光合相关基因表达信息的联系与互作关系,通过农艺栽培措施与分子生物学技术融合挖掘玉米密植增产的光合生理潜力,为玉米密植增产提供光合生理理论和实践支撑。     

国外旱地农机化发展趋势

国外旱地农机化发展趋势甘肃农业大学柴强尹光华蔺海明干旱是一个世界性问题，目前世界耕地的４２９％位于干旱半干旱地区，旱作农业在世界农业生产中起着举足轻重的作用。高度发达的旱农技术在美国、加拿大、澳大利亚等国都作了巨大努力，其中旱农机械化是重点研究课题...     

集雨补灌冬小麦套作玉米复合群体生理生态特性研究

试验研究表明补充灌溉可加大复合群体冠层 大气温差。冬小麦和玉米套作全生育期叶片平均光合速率较单作分别提高 2 77%和 2 4 85 % ,且与产量呈显著正相关。关键期补充灌溉可提高复合群体内相对湿度 ,进而提高光合速率和作物产量 ,实施适量分次补灌技术可挖掘组分潜力。     

带型对小麦间作玉米产量和种间竞争力的影响

以小麦/玉米间作为对象,设置3种不同带型模式(小麦/玉米行比为6:2、6:3和6:4),研究间作体系中带型改变对种间竞争力和群体产量的影响,旨在为间作高产优化带型提供依据。结果表明:试验采用的3种小麦/玉米间作模式均具有明显的产量优势,各处理的土地当量比(LER)均大于1。间作优势随玉米行数的增加呈增大趋势,6:4(W6M4)模式的LER、时空当量比和土地利用率分别较6:3(W6M3)模式高3.5%、5.2%和4.3%,较6:2(W6M2)模式高3.0%、8.1%和5.2%。增加玉米行数能够显著提高小麦相对玉米的种间竞争力(A_(wm)),6:4间作处理的A_(wm)分别较6:3模式和6:2模式高7.3%和14.1%。复合群体产量与种间竞争力呈显著的线性增长关系。因此,提高间作小麦的竞争力有利于间作群体整体产量的提高,6:4模式获得较高产量的主要原因之一是提高小麦的相对竞争力。     

间作小麦的边行效应及其与根系空间分布的关系

采用隔根试验,研究了间作与单作小麦边行效应的差异及其与根系空间分布的关系.结果表明:单作、不隔根间作、塑料薄膜隔根间作、尼龙网隔根间作小麦边1行产量较边2行分别高13.7%、18.2%、29.0%、33.7%,较边3行分别高22.5%、33.9%、19.4%、29.8%,除塑料布隔根处理外,间作小麦的边行优势明显高于单作小麦.0～100cm土层中的小麦根质量密度在处理间的大小关系为:不隔根间作尼龙网隔根塑料布隔根单作小麦;根系分布深度大小关系为:塑料布隔根尼龙网隔根不隔根间作单作小麦;小麦产量与20～40cm土层中的根质量密度呈显著正相关关系.     

玉米间作豌豆种间竞争互补对少耕密植的响应

通过对种间关系的研究,确定玉米间作豌豆中能否集成少耕和密植效应,对进一步优化间作技术具有理论指导意义。2016—2017年,本研究在河西绿洲灌区,以玉米间作豌豆为研究对象,设传统耕作、少耕两种耕作措施和低、中、高3种玉米密度,研究不同处理对玉米间作豌豆种间竞争力和豌豆收后间作玉米恢复效应的影响,揭示种间关系与间作产量的相关关系。结果表明,不同间作处理的土地当量比均大于1,说明本试验条件下的间作处理均具有增产优势;与传统耕作相比,少耕使玉米间作豌豆产量提高5.79%;少耕条件下,中密度间作产量较低密度、高密度处理显著提高8.37%、9.09%,说明玉米间作豌豆集成少耕和中密度具有进一步增产的优势。少耕结合中密度强化了间作豌豆对玉米的竞争力,较低密度、高密度处理的竞争力分别高36.56%、20.17%,形成间作玉米恢复效应强化的基础;豌豆收获后,少耕间作玉米具有明显的恢复生长效应,较传统耕作高10.30%~47.11%。间作群体的籽粒产量与豌豆相对于玉米全生育期内的平均竞争力呈二次曲线相关关系,当竞争力在0.25时利于间作获得高产。因此,玉米间作豌豆模式中集成少耕和密植技术,通过调控种间关系进一步挖掘间作增产潜力,少耕结合玉米中密度可作为绿洲灌区玉米间作豌豆增产的理想措施。