旱地小麦休闲期耕作+播种方式对幼苗的影响

研究了休闲期耕作配套不同播种方式对越冬期0～60cm土壤蓄水量、单株干物质量、根系活力、叶片可溶性糖含量及保护酶活性的影响。结果表明,旱地小麦休闲期深松较深翻可提高越冬期0～60cm土壤蓄水量,且均以全膜覆土穴播显著最高,膜际条播次之。深松配套沟播、全膜覆土穴播、宽幅精播较深翻可提高越冬期单株干物质量、根系活力,深松配套条播、宽幅精播、膜际条播较深翻可增加叶片可溶性糖含量,深松可显著降低越冬期叶片POD、SOD活性。结果还表明,全膜覆土穴播可增加越冬期干物质量积累,降低POD、SOD活性。休闲期若采用深松,则配套全膜覆土穴播越冬期根系活力最高,若采用深翻,则配套膜际条播最高。膜际条播可显著增加越冬期叶片可溶性糖含量。可见,旱地小麦休闲期深松+全膜覆土穴播可促进冬前干物质量积累,休闲期采用深翻+膜际条播可提高越冬期根系活力,增加可溶性糖含量。本研究可以为旱地小麦休闲期耕作配套播种方式提供一定的理论依据,并为旱地小麦蓄水保墒开辟新途径。     

施肥对生土地谷子根苗生长及根际土壤酶和微生物种群的影响

以黄土母质性生土为供试土壤,采用盆栽试验,探讨了氮、磷、钾及有机肥对谷子生长发育的影响。结果表明:(1)磷是生土地土壤肥力形成与作物生长发育以及根际土壤酶系统和微生物系统形成的首要原始起动营养元素;(2)含磷的处理组合,谷子幼苗阶段地上下部生长均明显较不施磷的长势强,而单施氮和钾甚至不及不施肥的对照。氮、磷、钾对谷子根苗生长的影响顺序为磷氮钾;(3)进入谷子中后期生长阶段,氮素的作用,特别是氮、磷、钾对谷子株高及地上部干重的综合效果表现明显;(4)产量表现为含磷的处理组合,产量及产量结构均明显提高;(5)单施优质高量的有机肥对生土地根苗生长与产量形成具有当年立竿见影的效果;(6)发达的根系促进了根际微生物群落的迅速繁衍,提高了根际土壤酶的活性,有益于促进根-土系统向着熟化方向发展,使生土地上的谷子当年获得正常产量。     

种肥减量对冬小麦农艺性状、氮磷及籽粒灌浆特性的影响

[目的]基于施肥播种一体化,探求冬小麦种肥减量的可行性。[方法]以‘山农129’(Triticum aestivum)为材料,研究了种肥用量F1(150kg·hm~(-2))、F2(225kg·hm~(-2))、F3(300kg·hm~(-2))对小麦植株农艺性状、氮磷、籽粒灌浆及蛋白积累、产量的影响。[结果](1)生育进程对小麦植株农艺性状及氮磷含量的影响大于种肥用量,不同种肥用量间差异显著(P0.05),F2处理的各项指标优于F1和F3;(2)不同种肥减量处理下小麦籽粒灌浆过程均符合Logistic方程,其中F2处理灌浆速率大,灌浆持续时间长;(3)灌浆期小麦籽粒蛋白质含量随灌浆进程表现为"高-低-高"的变化趋势,其蛋白组分随灌浆进程表现各不相同,清蛋白含量逐渐降低,与千粒重变化趋势相反;而醇溶蛋白、谷蛋白含量逐渐升高,与千粒重变化趋势一致;球蛋白含量则与籽粒蛋白质变化趋势一致。相关分析表明,随灌浆进程籽粒清蛋白含量与千粒重呈负相关,而总蛋白、球蛋白、醇溶蛋白及谷蛋白含量与千粒重呈显著正相关(P0.05);其中F2处理千粒重高,籽粒总蛋白、球蛋白、醇溶蛋白及谷蛋白含量亦高;(4)种肥减量对小麦产量及产量结构的影响显著,其中F2处理穗数、穗粒数、千粒重及产量均显著高于F1和F3(P0.05)。[结论]基于施肥播种一体化的种肥合理减量(225kg·hm~(-2))在山西省中部麦区是可行的。     

播期和深松对冬小麦越冬期土壤水分及籽粒蛋白质量的影响

【目的】明确休闲期深松耕作的蓄水效果及深松下旱地小麦的最佳播种时期,合理安排旱地小麦播种时间。【方法】采用裂区试验的方法,以休闲期是否深松为主处理,9月20日(早播)、10月1日(适期)、10月10日(晚播)3个播种时间为副处理,于2012—2014年在山西省闻喜县邱家岭村旱地小麦试验基地开展连续2 a田间试验,研究了不同年际下休闲期深松和播种时间对旱地小麦越冬期土壤水分和籽粒蛋白质量的影响。【结果】休闲期深松后,2012—2013年和2013—2014年的土壤蓄水量和土壤蓄水效率均显著高于对照(CK)。休闲期深松(SS)模式较CK提高了越冬期0~300 cm的各土层土壤蓄水量,2012—2013年提高了26.90 mm,2013—2014年提高了45.54 mm,休闲期土壤蓄水效率分别提高了39.92%和19.04%,枯水年蓄水效果优于平水年。SS模式下,适期播种越冬期土壤水分和成熟期籽粒蛋白质量及其组分量都高于早播和晚播,早播又高于晚播。随着播期推迟,组分蛋白量和谷醇比显著提高,当播期继续推迟时,组分蛋白量和谷醇比又显著降低。方差分析表明,播期和深松对越冬期土壤蓄水量及成熟期籽粒产量有显著的调控作用,播期和深松对籽粒蛋白质量一定的互作效应。相关分析表明,收获期籽粒蛋白质量及籽粒产量与越冬期深层土壤水分有密切关联。【结论】旱地小麦休闲期深松有利于蓄积降水,改善底墒,增加越冬期各土层蓄水量,10月1日(适期)播种能明显提高小麦越冬期土壤水分和成熟期籽粒蛋白质量及其组分量,提高籽粒产量,是最佳的播种时期。     

苜蓿根系生长对黄土母质生土的改良效应

为明确苜蓿根系生长对黄土母质生土的改良效应,以黄土母质生土为供试土壤,采用根管土柱栽培方法,研究了2~4年生紫花苜蓿(Medicago sativa L.) 0~300 cm土层根系生长特点及其根际土壤微生物、酶活性以及土壤营养的垂直分布。结果表明:黄土母质生土0~300 cm土层的苜蓿根重、根体积、根直径随土层的加深皆符合Y=A·e^-BX锥形负指数递减模型;苜蓿根系对土壤的穿孔、切割、挤压作用有利于改善生土的结构;苜蓿发达的根系明显促进了生土根际微生物的繁衍、酶活性的提高及土壤氮素营养与有机质含量的提高。试验年限内,以4年生苜蓿根际效应更好。本研究结果为苜蓿应用于黄土母质生土地的改良沃化提供了理论参考。     

苗期甜高粱和玉米对土壤Pb胁迫的响应及抗性评价

为研究甜高粱和玉米受土壤Pb胁迫后植株生长状况和生理指标变化的规律,采用盆栽毒理试验方法,并运用隶属函数值法对其抗性进行了综合评定。结果表明:土壤Pb胁迫下,甜高粱和玉米的株高、生物量和叶绿素含量下降,而叶绿素a/b的值升高,MDA和脯氨酸的含量增多,细胞膜透性增加,各指标变化幅度不同,单一指标难以评判作物的抗性。而利用隶属函数值法综合评价,晋甜杂1号、晋甜杂2号、晋甜杂3号和大丰30的隶属函数综合评价值依次为0.327 2、0.287 0、0.885 8和0.274 8,则对铅的抗性能力综合评定结果为:晋甜杂3号晋甜杂1号晋甜杂2号大丰30。因此,甜高粱晋甜杂3号抗性最强,更适宜在Pb污染土壤上种植。     

Cd胁迫对5种植物体内Cd积累及根际土壤特性的影响

以大豆、棉花、曼陀罗、蓖麻和玉米为供试材料,采用土柱栽培试验,探讨Cd胁迫后,5种植物根系活力与各器官间cd含量的差异,以及5种植物根际土壤酶活性与根际土壤营养含量对Cd胁迫的反应.结果表明:(1)5种受污染的植物体Cd富集量超出对照不受污染的植物体达3～7倍之多,但都未达富集临界值100 mg/kg.(2)不同植物不同器官Cd运转积累部位不同,以根冠比衡量,蓖麻、玉米、棉花R/S大于1,称作根优势植物;大豆、曼陀罗R/S小于1,称作冠优势植物;棉花R/S近于1,称作冠根均衡植物.5种植物吸收富集最强的前3位植物(大豆、玉米、棉花)都是人工驯化的栽培植物,其吸肥能力强于野生植物的,这种吸肥能力与吸Cd能力是否呈正相关关系,吸肥能力的差异是否可以作为污染土壤利用改良的依据值得进一步研究.(3)大豆、曼陀罗茎秆中Cd含量均较根、叶、籽实中的高,考虑到大豆是粮食作物,同时其根部Cd含量仅次子茎的,而曼陀罗作为一种杂草,其地上部Cd转移系数大于1.0,因此,比较供试5种植物,应优先选择曼陀罗用于Cd污染区域的土壤净化.(4)Cd胁迫(5 mg/kg)提高了5种植物根系还原TTC强度,抑制了大豆和蓖麻根际土壤多种酶活性,而促进了曼陀罗和玉米根际土壤多种酶活性以及棉花根际土壤脲酶、蔗糖酶和碱性磷酸酶活性;比较5种酶活性,碱性磷酸酶活性对Cd反应较不敏感,脲酶和蔗糖酶活性对Cd反应较敏感,多酚氧化酶和过氩化氯酶活性对CA的敏感程度因不同植物而异.结果还表明Cd胁迫不同程度地提高了供试5种植物根际土壤营养含量.(5)研究为有效开展Cd污染土壤的植物修复资源提供理论依据.     

退化草地土壤上不同豆科作物根系生长特征的研究

以退化草地土壤为供试基质,采用盆栽和网箱栽培方法,研究大豆、黑大豆、绿豆、豌豆和蚕豆根系生长特征。结果表明:不同豆科作物根系各项指标的增长随生育期变化的时间趋势基本呈"S"型增长模型,可划分为缓增期、速增期、顶峰期和衰减期4个时期;不同豆科作物根系垂直分布的深浅存在较大差异,根系生物量空间呈"T"型分布,其垂直递减率符合幂曲线模型Y=B_0·X~(B1)。综合试验结果,黑大豆、蚕豆和大豆比绿豆和豌豆更适合在该试验条件下种植,其中黑大豆和蚕豆可以作为该类型土壤首选作物。本研究结果为选择适宜的豆科作物进行合理种植达到改良退化草地土壤、提高退化草地生物量产出提供了依据。     

微白黄链霉菌对谷子萌发及拔节期生长的作用及机制

为探究外源放线菌对谷子种子萌发、拔节期植株生长的影响,本研究以一株微白黄链霉菌（Streptomyces albidoflavus）T4为供试菌株,以无菌水为对照,通过培养皿试验分析T4发酵液原液、10、100、1 000倍稀释液对谷子种子萌发的影响;以无菌剂添加处理作为对照,通过盆栽试验探究T4活菌制剂包衣和拌土对拔节期谷子植株生长及根际微生物的作用。结果表明,T4发酵液处理提高了谷子种子的萌发率,尤其以培养前期的提高幅度较大。T4发酵液的原液、10和100倍稀释液处理使谷子培养24 h后的萌发率与无菌水对照相比分别增加了5.8、6.7和9.2个百分点,100倍稀释液使谷子的发芽势、发芽指数和胚根长较对照分别提高了9.2个百分点、23.1%和13.4%。盆栽试验中,与无菌剂对照相比,包衣施加T4菌剂处理拔节期谷子地上植株生物量和根系生物量分别提高了22.5%和32.7%;根尖数和根分叉数分别增加了90.9%和66.9%;根际细菌（B）数量和微生物总数分别增加了95.1%和49.5%;真菌（F）数量减少了52.1%;放线菌（A）与真菌的数量比值（A/F）、细菌与真菌的数量比值（B/F）...     

旱地小麦休闲期覆盖施磷对土壤水库的调控作用

为探明休闲期覆盖配施磷肥对土壤水分运行规律、小麦产量和水分利用效率的影响,在山西省闻喜县进行了休闲期覆盖与不覆盖条件下75 kg(P2O5)·hm-2、112.5 kg(P2O5)·hm-2、150 kg(P2O5)·hm-23个施磷量的田间试验。结果表明:与不覆盖相比,休闲期覆盖后,播种—孕穗期0~100 cm土壤蓄水量显著提高,小麦播种期提高38~41 mm;增加施磷量,越冬—孕穗期土壤蓄水量提高,尤其拔节期40~100 cm土层。覆盖后,播种—拔节期土壤贮水减少量及其占整个生育期比例显著提高,拔节—开花期土壤贮水减少量增加;增加施磷量,拔节—开花期土壤贮水减少量及其比例显著提高,开花—成熟期80~100 cm土层贮水减少量显著提高。覆盖后增加施磷量,产量和水分利用效率显著提高,产量提高1 452 kg·hm-2,水分利用效率提高16%。覆盖配施磷肥条件下,拔节—开花期60~100 cm、开花—成熟期80~100 cm土层贮水减少量与产量呈极显著相关。因此认为,旱地小麦休闲期覆盖有利于蓄积休闲期降雨,提高底墒,可实现伏雨春夏用;覆盖促进小麦生育前期和中期吸收土壤水分;增施磷肥有利于提高土壤水分,促进小麦生育后期深层吸水;旱地小麦休闲期覆盖配施磷肥150 kg·hm-2有利于蓄水保墒,达到增产、高效的目的。