江西彭泽棉花基质育苗技术的实践

江西省彭泽县是全国优质棉基地县,常年植棉面积为16 000 hm2左右,皮棉总产250 kt以上。彭泽县2011年承担了农业部棉花轻简化育苗移栽项目,目前该项目基质棉苗已全部移栽,平均成苗率达85.3％,较营养钵育苗成苗率高15.1％,移栽成活率达92％～99％。现将基质育苗主要技术要点小结如下。     

玉米栽培因子与叶面积指数模型研究初探

采用均匀试验设计和逐步回归分析方法,以先玉335为试验材料,研究了水肥等栽培因子对玉米叶片完全展开时叶面积指数的影响。多因素分析表明,其影响顺序为:底氮追氮底磷密度补水追肥/补水生育期底钾播期。在数学模型中,各栽培因子间耦合效应对玉米叶面积指数影响都达到了显著水平。在本试验研究范围内,当播期在5月11日,密度为80 999.8株/hm2,底施氮量为48.2 kg/hm2,底施磷量为293.6 kg/hm2,底施钾量为152.0 kg/hm2,追施氮量为62.8 kg/hm2,补灌量为1 199.4 m3/hm2,追肥/补水生育期在玉米18展叶时,叶面积指数理论最高值6.64。     

硅在Cd胁迫下对黄瓜产量和品质的影响

研究石灰性土壤Si对Cd胁迫下黄瓜产量和品质的影响,对实际土壤Cd毒害植物防治具有重要意义。采用盆栽完全随机设计方案,以黄瓜(密刺60)为试验材料,研究Si在Cd胁迫下对黄瓜产量和品质的影响。研究证明,随着Cd浓度的增加,黄瓜株高和鲜重显著降低,还原糖和维生素C含量降低,硝酸盐和果实中Cd含量明显增加。施入Si后,能显著改善黄瓜的产量和品质。当Cd含量为3 mg kg^-1,Si施加量为300 mg kg^-1时,黄瓜株高增加了31.9%。当Cd含量为5 mg kg^-1,Si施加量≥200 mg kg^-1情况下,黄瓜中硝酸盐含量下降21%～37%。Cd含量≤3 mg kg^-1,施Si量200 mg kg^-1时黄瓜中的维生素C含量达到最大值。当Cd含量≤3 mg kg^-1时,100mg kg^-1的Si施加量能使黄瓜果实中的Cd含量降至国家食品安全标准。试验结果可知,在石灰性土壤上,Cd会明显抑制黄瓜的生长,施加硅后可以显著改善Cd毒害,进而提高黄瓜的产量和品质。     

五台山土壤环境背景值及其垂直分异规律

本文分析了五台山区土壤中Ｆｅ、Ｍｎ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｐｂ、Ａｓ等９种重金属元素的背景值及其垂直分异规律，结果表明：１、五台山区土壤中９种化学元素的含量均在中国和世界土壤含量范围之内，就平均含量而言：Ｃｒ、Ｐｂ低于中国、世界土壤的平均含量及地壳丰度；Ｆｅ低于世界土壤的平均含量而与中国土壤相近；Ｃｕ、Ｚｎ、Ｍｎ低于中国土壤而与世界土壤下限接近；Ｃｏ、Ｎｉ高于中国及世界土壤而低于地壳丰度；ＡＳ高于世界土壤而低于中国土壤。整体属清洁理想水平，达到了自然保护区的标准。２、五台山土壤中９种化学元素背景值的变异系数为１４．６２～４４．６７％。元素含量顺序为Ｆｅ＞Ｍｎ＞Ｚｎ＞Ｎｉ＞Ｃｒ＞Ｃｕ＞Ｃｏ＞Ｐｂ＞Ａｓ，这与中国及世界土壤中含量顺序不完全一致。３、在垂直分并规律上，总趋势是随海拔的升高，化学元素含量增高，但各元素的分异特征是不一致的；在土体内除Ｃｕ、Ｚｎ、Ｍｎ、Ｎｉ外，其它元素的垂直分异并不明显。     

施磷对镉胁迫下黄瓜苗期光合作用及抗氧化酶系统的影响

  目的  探究石灰性土壤中施磷对镉胁迫下黄瓜苗期光合作用及抗氧化酶系统的影响,为合理施用磷肥、缓解镉毒害提供依据。  方法  采用盆栽完全组合设计方案,研究了不同土壤镉添加水平（0、1、3和5 mg kg?1土）下施加不同浓度磷（0、50、100、150和200 mg P₂O₅ kg?1土）对黄瓜苗期生物量、叶片光合作用及抗氧化酶系统的影响。  结果  随着施Cd量的增加,黄瓜生物量先增后降,黄瓜叶片的净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）、蒸腾速率（Tr）显著降低,胞间CO₂浓度（Ci）呈上升趋势。施加适量磷（≤ 150 mg P₂O₅ kg?1）能够显著提高黄瓜生物量、Pn、Gs、Tr、叶绿素总量和类胡萝卜素含量（Car）,降低叶片中Ci。对于抗氧化酶系统来说,随着施Cd量的增加黄瓜叶片中过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）活性显著降低,丙二醛（MDA）含量明显增加。施磷后,能够明显增强抗氧化酶系统。施Cd量为1 mg kg?1,施磷量为50和100 mg P₂O₅ kg?1时,CAT活性增加了1.9% ~ 9.6%。施Cd量为3和5 mg kg?1时,随着施磷量的增加,POD和CAT活性出现不同程度增加,与不施磷相比,POD活性分别增加了149.1% ~ 197.8%和150.4% ~ 252.0%,CAT活性分别增加了5.8% ~ 16.6%和0.55% ~ 19.4%,其中施磷量为100 mg P₂O₅ kg?1时黄瓜叶片POD和CAT活性达到最大。同时,施P能够降低叶片中MDA含量,且随着施磷量的增加而降低。  结论  在石灰性土壤中,施磷量为100和150 mg P₂O₅ kg?1时,能够明显缓解镉毒害,增强黄瓜叶片的光合作用及抗氧化酶系统,而施磷量达到200 mg P₂O₅ kg?1时则对黄瓜生长产生抑制作用。     

改良剂对复垦土壤团聚体组成及有机碳含量的影响

为探究改良剂对复垦土壤团聚体组成及有机碳含量的影响,采用田间微区的方法按表层0—20 cm土壤重量占比1%,3%,5%的比例添加泥炭、腐殖酸和蛭石,研究3种改良剂对复垦土壤团聚体组成、总有机碳、各粒级团聚体有机碳含量、土壤红外光谱特征的影响。结果表明:施用3种改良剂后各处理土壤机械稳定性团聚体均以>5 mm的最多,施用泥炭和腐殖酸后>5 mm团聚体含量随着改良剂施用比例的升高而增大,且MWD(平均质量直径)值均高于CK。其中,5%腐殖酸对调控>5 mm团聚体含量效果最佳,在6个月时>5 mm机械稳定性团聚体占比达到60.03%。而施用蛭石后>5 mm机械稳定性团聚体的占比与CK相比有所下降。施用3种改良剂后土壤水稳性团聚体以<0.053 mm团聚体含量最高,但其含量均随改良剂施用比例的升高而降低。泥炭和腐殖酸能够提高复垦土壤总有机碳的含量,增强抗侵蚀能力和团聚体的稳定性,而施用蛭石后有机碳含量减少。泥碳、腐殖酸和蛭石各处理下各粒级机械稳定性团聚体有机碳含量均以>5 mm最高,0.053~0.25 mm次之,<0.053 mm最少,有机碳含量贡献率也以>5 mm团聚体的最大,泥炭和腐殖酸处理下>5 mm团聚体有机碳含量贡献率均高于50%,<0.053 mm团聚体有机碳贡献率仅有0.63%~2.82%。从土壤的红外光谱特征峰可以看出,施用腐殖酸能够增加土壤中的多糖类物质,而多糖类物质有大量的—OH,能与黏粒矿物晶面上的氧原子形成氢键而把土粒团聚起来。     

水分、密度和其他栽培因子对玉米产量的影响及其耦合效应研究

采用均匀试验设计和逐步回归分析方法,以先玉335为材料,研究了水分、密度和其他栽培因子对玉米产量的影响及其耦合效应。结果表明,各栽培因子对玉米产量影响显著,从多因素分析,其影响顺序为:密度(x2)>底钾(x5)>追氮(x6)>底氮(x3)>补水(x7)>底磷(x4)>追肥/补水生育期(x8)>播期(x1)。在数学模型中,各栽培因子间耦合效应对玉米产量影响都达到了极显著水平,其中密度(x2)与补水(x7)的耦合效应对产量的影响最大。在试验研究范围内,当播期为4月16日,密度为72 047.8株/hm2,底施氮量为135.3kg/hm2,底施磷量为262.0 kg/hm2,底施钾量为295.9 kg/hm2,追施氮量为239.6 kg/hm2,补灌量为1 198.0m3/hm2,追肥/补水生育期在玉米18展叶时,玉米产量达到理论最高值,为16 194.8 kg/hm2。     

黄土区大型露天煤矿煤矸石自燃对复垦土壤质量的影响

为了研究煤矸石自燃对复垦土壤质量的影响,以复垦13 a的平朔安太堡露天矿区南排土场1420平台正常复垦土壤与自燃退化土壤为研究对象,分析研究了煤矸石自燃对复垦土壤的理化性质、重金属含量、土壤微生物区系和土壤酶活性的影响,并选取原地貌土壤为参照。研究结果表明, 煤矸石自燃对复垦土壤的物理性状影响很大。土壤体积质量、总孔隙度、毛管孔隙度与非毛管孔隙度、田间持水率发生突变。南排1420煤矸石自燃复垦土壤的体积质量显著比正常平台和原地貌土壤的要小,总孔隙度要大,而且主要是非毛管孔隙度,表层土壤和20～40 cm的土壤的非毛管孔隙度高达42.08%和39.49%,远高于正常平台和原地貌土壤,而毛管孔隙度仅有16.41%和15.60%,远低于正常平台和原地貌土壤,田间持水率仅为14.92%和13.11%,为正常平台复垦土壤的47.76%和39.95%。煤矸石自燃可以降低复垦土壤的有机质、速效磷质量分数以及pH值,而提高复垦土壤表层速效钾的质量分数。煤矸石自燃可增加复垦土壤0～20 cm中Pb、Cr、Hg的质量分数,特别是Cr和Hg的质量分数略高出土壤环境质量一级标准。煤矸石自燃对土壤微生物数量影响甚大,煤矸石自燃复垦土壤微生物数量极少,仅为正常平台复垦土壤的0.82%,其中细菌为正常平台复垦土壤的0.80%,放线菌为1.64%,真菌为1.24%。煤矸石自燃可大大降低复垦土壤的过氧化氢酶和蔗糖水解酶活性,特别是蔗糖水解酶活性,而表层复垦土壤的脲酶活性略有提高。总之,煤矸石自燃造成复垦土壤极度退化,大大降低了复垦土壤的质量。     

复垦土壤重金属污染潜在生态风险评价

为揭示矿区复垦土壤中重金属元素潜在的污染特征,采用Hakanson 潜在生态风险指数（The Potential Ecological Risk Index）,对安太堡露天煤矿复垦土壤中Cd,Cr,Cu,Pb,Hg,As等6种污染元素进行了分析,研究了露天煤矿复垦土壤重金属污染程度及潜在的生态危害性。结果表明：安太堡露天煤矿不同复垦时间和复垦模式下不同层次的复垦土壤的综合污染程度范围为8.29～16.90,平均值为10.72,处于中等的污染程度。重金属潜在风险指数在131.43～331.03之间,平均191.68,生态风险达到了中等程度,特别是复垦13年的南排1?420退化平台,综合潜在生态风险指数为331.03,达到了较高程度。0～40 cm土层的潜在生态风险综合评价属于中度的潜在生态风险。Hg是主要的污染因子,其对潜在的生态风险指数所贡献的比例达到了72.5%～84.62%。其余重金属的生态风险较低。因此,在安太堡露天煤矿复垦土壤中,Hg是最主要的潜在污染因子,应采取一定的措施,防止Hg的污染。应用该体系对复垦土壤重金属污染生态风险评价所得的结论同其它研究结果互为补充和借鉴。     

五台山草地自然保护区植物中钴的含量及分布特征

对五台山草地自然保护区植物中钴的含量及分布特征进行了研究。结果表明：五台山草地自然保护区植物中钴的含量范围为０．０９～０．９５ｍｇ／ｋｇ,平均含量０．５５８ｍｇ／ｋｇ,钴的含量较为丰富,完全能够满足反刍动物的需要,五台山各植被垂直带钴含量的分布特征是随海拔的升高而升高,各植被垂直带和各科植物,特别是豆科植物具有较高的钴含量水平。