保水剂与微生物菌肥配施对黄土高原旱作燕麦生长及水分利用的影响

[目的]分析保水剂与微生物菌肥配施后旱作燕麦生长及水分利用情况,为黄土高原旱作区农田生产提供一种有效的保水培肥措施,指导该区域旱作农业生产。[方法]通过在黄土高原旱作区设不施保水剂和微生物菌肥(CK)、单施保水剂(A)、单施微生物菌肥(M)、保水剂和生物菌肥配施(AM)4个处理,分析燕麦全生育时期土壤水分变化、关键生育时期生长发育变化、全生育时期耗水量特征、产量构成及水分利用情况。[结果]①AM处理可促进燕麦生长发育。以灌浆期为例,AM处理可提高株高3.27%～25.96%,单株叶面积7.94%～23.06%,地上部干物质积累量11.48%～21.88%。②AM处理可提高0—20 cm土层土壤含水量(5.89%～11.50%),显著降低燕麦土壤贮水消耗(7.70%～18.76%),使总耗水量降低0.46%～1.26%。③AM处理可促进燕麦籽粒和生物产量形成,进而促进水分利用,使籽粒产量提高8.40%～20.12%,生物产量提高10.80%～25.09%,水分利用效率提高12.19%～26.80%。[结论]保水剂和微生物菌肥配施能够显著促进旱作燕麦生长,改善农田土壤水分状况,具有蓄水保墒作用,实现燕麦产量增加,提高水分利用效率。     

膨润土与秸秆配施对根区土壤有机碳化学结构和酶活性的影响

为揭示膨润土与秸秆配施后土壤有机碳及其化学结构特征,选取黄土高原旱作区3年田间定位试验中的秸秆还田(S)、单施膨润土(B)、膨润土配施秸秆(H)、不施膨润土和秸秆不还田(CK)4个处理,研究膨润土与秸秆配施对根际土壤有机碳含量、有机碳化学结构和酶活性的影响。结果表明:施用膨润土和秸秆均能不同程度提高土壤有机碳含量,其中H处理较CK显著提高了19.65%。与CK相比,仅有H处理显著增加了烷基碳和烷氧碳的相对含量和脂族碳/芳香碳值,分别提高了25.53%、18.00%和50.98%;仅有H处理芳香性显著降低了30.93%;与CK相比,各处理增加了烷基碳/烷氧碳值,增幅为5.26%～17.54%,差异不显著;各处理降低了羧基碳和芳香碳相对含量,降幅分别为24.50%～38.19%和1.29%～21.97%,差异不显著。与CK相比,S、B和H处理蔗糖酶活性显著提高12.63%～33.16%;β-葡萄糖苷酶活性显著提高10.72%～45.56%;锰过氧化物酶活性显著提高25.10%～70.98%。相关性分析表明,土壤蔗糖酶、β-葡萄糖苷酶和锰过氧化物酶活性均与有机碳含量、烷基碳含量和烷基碳/烷氧碳值呈正相关,与羧基碳和芳香性呈负相关。综上所述,膨润土与秸秆配施能够提高土壤有机碳含量,提高土壤酶活性,增加活性有机碳含量,使土壤有机碳分子活化,有利于改善黄土高原旱作区土壤状况。     

沙质土壤改良剂对旱作谷子苗期生长及土壤保水性能的影响

为明确沙质土壤改良剂的抗旱保苗效果,研究了沙质土壤改良剂不同施用量(0、6 000、12 000、18 000、24 000和30 000kg/hm2)对土壤保水性能和谷子苗期生长状况的影响。结果表明,施用沙质土壤改良剂能促进谷子出苗及苗期生长,谷子出苗率较不施改良剂处理提高了2.20%~19.78%,出苗稳定时间缩短了1~2d;施用沙质土壤改良剂能增加植株地上部分鲜、干质量,且随着施用量的增加呈先增加后略降低的趋势;施用沙质土壤改良剂能抑制土壤水分蒸发,土壤质量含水率较不施改良剂处理提高了2.59%~23.30%,土壤贮水量较不施改良剂增加了3.12%~48.55%,且随着施入年限的增加,提高幅度也呈增加趋势。沙质土壤改良剂具有明显的抗旱保苗效果,且随施用年限增加而增强,施用量以18 000、24 000kg/hm2为宜。     

旱作丘陵区黍子品种产量与主要性状通径分析

本研究选取10个黍子品种的7个主要性状与籽粒产量进行通径分析和聚类分析。结果表明,可将10个黍子品种聚为3类,第一类包括晋黍8号、晋黍9号、晋黍5号、晋黍7号、雁黍7号、晋黍6号和晋黍3号共7份材料,其生物产量、株高、粗蛋白及粗脂肪含量均较低;第二类仅有齐黍1号,其籽粒产量、粗蛋白和粗脂肪含量较高;第三类包括榆黍1号和晋黍1号,表现为籽粒产量、生物产量较高、粗蛋白含量最高、粗脂肪含量较高等特点。10个黍子品种生长特性、籽粒品质、生物产量和籽粒产量存在明显差异,榆黍1号和晋黍1号品种表现优于其他品种,株高分别为84.31 cm和81.48 cm,籽粒产量分别为6 646.39 kg/hm²和6 363.28 kg/hm²,生物产量分别为15 026.09 kg/hm²和14 962.05 kg/hm²,粗蛋白含量分别为17.8%和15.13%,粗脂肪含量分别为4.33%和4.63%。7个性状与产量直接效应大小依次为:穗重、SPAD值、根冠比、穗长、千粒重、株高、生物产量,而生物产量和株高则表现为负效应...     

不同裸燕麦品种抗倒能力及产量差异分析

为筛选抗倒伏能力强的高产裸燕麦品种,对16个裸燕麦品种的抗倒伏能力和产量进行比较,利用主成分分析和通径分析对与抗倒伏相关的7个性状进行分析。结果表明,裸燕麦品种间地上部生物量构成、主要农艺性状、茎秆基部第二节间形态及倒伏指数、产量及其构成因素均存在差异。通过主成分分析和通径分析,株高和穗位高是评价裸燕麦抗倒伏能力的关键。产量较高的白燕2号、白燕18号、花早2号的株高、穗位高较低,倒伏指数较小且田间未发现倒伏;坝莜14号、晋燕17号虽具有较高产量,但其株高、穗位高较高,倒伏指数较大,且田间分别表现为7级易倒伏和5级中抗倒伏。白燕2号、白燕18号、花早2号抗倒伏综合表现良好,产量高,适宜在内蒙古乌兰察布地区及类似地区推广种植。     

不同镉浓度对3个燕麦品种光合特性及镉富集转运系数的影响

为了探究不同燕麦(Avena sativa L.)品种镉富集转运特性及耐镉性生理差异,以'坝莜1号’、'燕科2号’、'白燕2号’为供试品种,于播种前对土壤进行不同镉浓度(0,20,40,60,100 mg·kg^-1)处理,测定燕麦生长、光合特性指标及各部位镉含量,计算富集转运系数。结果表明：燕麦株高、叶面积及产量在20 mg·kg^-1镉浓度达到最大,'坝莜1号’表现最优,其次为'燕科2号’;各品种在20 mg·kg^-1镉浓度下光合指标较对照均有所升高,随着镉浓度的增加,光合参数均呈下降趋势,但'坝莜1号’较'燕科2号’、'白燕2号’降幅较小;在不同镉浓度胁迫下,'坝莜1号’各部位对镉的吸收能力最弱,'白燕2号’最强。综上,不同品种对镉的耐性不同,耐镉性表现为'坝莜1号’>'燕科2号’>'白燕2号’,且耐性强的品种具有更强的光合能力并减少植株对镉的吸收,降低籽粒镉含量。     

不同水分条件下燕麦穗颈维管束结构与穗部性状的关系

为了解不同水分条件下燕麦穗颈维管束结构与穗部性状的关系,在大田栽培条件下,连续两年设置灌溉和旱作两个水分处理,以内燕5号、燕科2号、品5号、坝莜9号4个燕麦品种为材料,观测抽穗期穗颈维管束性状、灌浆速率和穗部产量性状。结果表明,燕麦穗颈维管束发育受干旱影响,干旱条件下各品种的大维管束数目、大维管束面积、大维管束韧皮部面积、大维管束导管直径较灌溉处理均显著降低,其中坝莜9号维管束各性状对干旱反应最敏感,其大维管束面积降低幅度最大,达到55.47%。灌水条件下坝莜9号两个年度大维管束面积分别较内燕5号、燕科2号、品5号高出32.66%、15.77%、9.50%;旱作条件下品5号的维管束性状优于其他3个品种,大维管束面积分别较内燕5号、燕科2号、坝莜9号高出20.04%、4.42%、 20.42%。旱作条件下4个品种的灌浆速率较灌溉处理均降低,品种间差异较大,品5号两个年度平均灌浆速率最优,分别较内燕5号、燕科2号、坝莜9号高出21.95%、21.34%、7.93%;灌水条件下坝莜9号的平均灌浆速率分别较内燕5号、燕科2号、品5号高出23.94%、28.17%、17.84%,穗粒重分别高出40.39%、 10.33%、4.27%,穗粒数分别高出40.78%、19.42%、17.37%。经相关分析,灌水条件下大维管束数目与穗长呈现极显著相关;旱作条件下大维管束导管直径与总小穗数、穗长、穗粒数呈极显著相关,其中与总小穗数相关性最大。因此,灌溉可促进燕麦维管束发育和籽粒灌浆,进而获得高产。     

有机物料对北方盐碱地土壤特性及燕麦产量的影响

为探究有机物料定位改良对盐碱土壤理化及生物学特性的影响,于2016～2018年在内蒙古农业大学海流图试验基地盐碱环境开展试验,对比分析空白对照（CK）、单施菌肥（F）、单施腐熟秸秆（S）及腐熟秸秆配施菌肥（FS）4个处理下土壤pH,电导率,土壤微生物生物量碳、氮、磷含量,土壤酶活性及燕麦产量的变化。结果表明,2016、2017和2018年F、S及FS处理均可以显著降低盐碱地燕麦生长各时期0～5、5～10、10～20、20～40 cm土层土壤pH,显著提高土壤微生物生物量碳、氮、磷含量以及土壤蔗糖酶、脲酶、碱性磷酸酶活性,且以FS处理表现最佳,但会引起较高的土壤电导率,其籽粒、鲜草和干草产量分别较CK处理在2016年提高121.48%、65.97%、48.22%,2017年提高146.06%、102.13%、77.23%,2018年提高36.55%、23.53%、43.20%;2016和2017年燕麦经济效益也有所提高。此外,2016、2017和2018年盐碱地连续施入有机物料,燕麦籽粒产量直接和间接受到土壤理化及生物学特性的影响。     

全生物降解渗水地膜覆盖对黄土高原旱作谷子土壤水热及产量的影响

为探明黄土高原旱作丘陵区全生物降解渗水地膜覆盖对土壤水热状况和谷子产量的影响,于2021—2022年进行大田试验,设置渗水地膜（T1）、普通地膜（T2）、全生物降解渗水地膜（T3）3种不同类型地膜覆盖,以不覆膜（CK）为对照,测定不同类型地膜覆盖处理的谷子干物质积累量、产量及土壤含水率、土壤温度等指标,并对全生物降解渗水地膜降解情况和经济效益进行分析。结果表明：全生物降解渗水地膜（T3）30 d后开始出现降解,到150d地膜出现网状裂纹,大部分地膜破碎成小块,单位面积降解率平均为54.3%。覆膜处理下谷子全生育时期的土壤温度日变化均表现为先增高后降低的趋势,16:00时土温达到最高,10 cm土层处3种地膜处理较不覆盖处理升高0.5～8.0℃,20 cm土层处升高0.3～6.5℃,在气温较高时,T3处理的土壤温度较T2处理降低0.5～3.5℃。与不覆膜（CK）相比,各覆膜处理均可使耕层0—40 cm土层土壤含水率升高7.8%～38.1%。地膜覆盖能显著提升谷子拔节期、抽穗期、灌浆期地上部干物质积累量,T1、T2和T3处理相对于CK平均增幅分别为37.7%～91.2%、37.2%～92....     

干旱胁迫下腐植酸肥料对燕麦光响应曲线的影响

为探究燕麦光合作用对干旱胁迫下喷施腐植酸的响应机制,采用盆栽方式在正常供水(75%田间持水量)、中度干旱胁迫(60%田间持水量)和重度干旱胁迫(45%田间持水量)3个水分条件下喷施腐植酸(HA)和等量清水(CK)处理,用(CIRAS-3)光合测定系统测定并拟合燕麦叶片的光响应过程。结果表明:1)在直角双曲线模型、非直角双曲线模型、指数模型和直角双曲线修正模型中,只有直角双曲线修正模型拟合得到的各项特征参数比较精确。2)喷施HA可以有效缓解重度干旱胁迫造成的光抑制现象。3)重度干旱胁迫下喷施HA相比于CK,燕麦叶片的最大净光合速率(P_nmax)、暗呼吸速率(R_d)和表观量子效率(Φ)显著提升,光饱和点(LSP)与光补偿点(LCP)降低。随着光合有效辐射(PAR)的增加,叶片蒸腾速率(T_r)和气孔导度(G_s)的提升速率加快,胞间CO₂浓度(C_i)的下降速率减缓。4)喷施HA显著增加重度干旱胁迫下的燕麦产量,籽粒产量和生物产量均与光饱和点(LSP)和光补偿点(LCP)呈极显著负相关,与最大净光合速率(P_nmax)和暗呼吸速率(R_d)呈极显著正相关。综上所述,重度干旱胁迫下,燕麦叶片光合机构受到损伤,喷施HA缓解燕麦叶片光合机构受害程度。