增氧灌溉对棉花营养特征及土壤肥力的影响

以新陆早41号为材料,通过模拟试验和田间小区试验,研究增氧对灌溉水溶解氧的影响,以及增氧灌溉对棉田土壤养分、土壤微生物数量、棉花养分吸收和产量的影响。增氧灌溉模拟试验设计4个充氧浓度(CK-0%、O_2-21%、O_2-30%、O_2-50%),连续测定主管道和滴灌带不同监测点位灌溉水溶解氧浓度;田间试验设计3种增氧灌溉方式,物理增氧PO、化学增氧CO和常规滴灌CK。结果表明,增氧灌溉能够明显提高灌溉系统内灌溉水的溶解氧浓度,并且随着溶解氧浓度的增加衰变增加,灌溉水溶解氧浓度增加至12~14 mg L~(-1)较为适宜;增氧灌溉显著促进棉花增产,PO、CO棉花产量分别较对照增加11.39%、11.42%;增氧灌溉能促进棉花对土壤养分的吸收,从而降低土壤中养分含量,棉田土壤速效氮、有效磷、速效钾、有机质含量均有所降低,CO处理土壤速效氮、有机质含量与对照之间的差异达到显著水平,分别降低27.23%、9.61%,PO处理速效钾含量与对照之间的差异达到显著水平,较对照降低5.78%;增氧灌溉对棉田土壤细菌、真菌、微生物数量有促进作用,PO、CO处理细菌数分别较对照提高28.38%、21.05%,微生物总量分别提高27.86%、20.63%,处理间差异均达到显著水平。说明棉花根系对氧敏感,增氧灌溉能够进一步挖掘棉花生产潜能,不同增氧措施均能在一定程度上促进棉花生长和促进棉花对土壤养分的吸收,能加速土壤有机质分解和养分释放。     

外源氮对滨海围垦稻田土壤N2O还原速率的影响机制研究

滨海湿地位于海陆交错带,具有很高的生态价值;近百年来的人类活动深刻改变了湿地土壤的N2O排放通量。为探明外源氮对滨海围垦稻田土壤N2O还原潜力的影响,选取长江口崇明岛东滩芦苇湿地和围垦区不同围垦年限(19、27、51、86年)的稻田土壤为研究对象,添加不同形态外源氮后研究湿地土壤N2O还原速率的变化情况。结果表明,无氮添加条件下芦苇湿地土壤N2O还原速率最高,为36.6 μg·g-1·d-1,相比围垦19年稻田土壤提高了103%;添加硝态氮条件下围垦86年稻田土壤N2O还原速率最高,是围垦19年稻田土壤的3.9倍,添加铵态氮和硝态氮条件下稻田土壤N2O还原速率年增长率分别为0.37和0.69 μg·g-1·d-1·年-1,比无氮处理分别高出140%和343%。对于同一样地土壤而言,外源氮输入对其N2O还原速率的影响效应各异。其中,与无氮对照相比,添加铵态氮条件下芦苇湿地土壤的N2O还原速率降低了32%,而添加硝态氮条件下围垦86年稻田土壤的N2O还原速率增加了91%。相关性分析发现,稻田N2O还原速率与土壤有机碳、总氮呈显著正相关,而与电导率、SO42-呈显著负相关。因此,在围垦区水稻生产中,不同形态氮肥施用对稻田土壤的N2O还原过程产生重要的影响效应。     

不同基肥措施对甜瓜产量和土壤性质、细菌多样性的影响

设施甜瓜种植作为河北省特色农业,广泛存在连续种植、化肥农药过量施用,造成土壤性质恶化、微生态菌群失衡等问题,设置了施用腐熟羊粪、土壤调理剂和生物有机肥的措施,研究不同基肥措施对土壤理化性质、细菌多样性及甜瓜产量的影响。结果表明,羊粪、土壤调理剂和生物有机肥平均提高0～20 cm土层土壤pH和可培养微生物总数1.94%和9.10%,降低土壤容重、水溶性盐总量和真菌数量6.25%、24.68%和6.80%。与生物有机肥(T1)相比,腐熟羊粪(T2)、生物有机肥+土壤调理剂(T3)、腐熟羊粪+土壤调理剂(T4)处理增加了变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)和硝化螺旋菌门(Nitrospirae)等的丰度,降低了绿弯菌门(Chloroflexi)、拟杆菌门(Bacteroidetes)等的丰度,T3、T4明显增加了土壤细菌丰度;T4显著提高耕层土壤有效磷、速效钾、微生物数、细菌数和细菌/真菌29.07%、57.65%、20.82%、21.07%和11.93%,降低了土壤容重6.68%,增产2.87%。综合比较,腐熟羊粪+调理剂既能显著改良土壤微生态环境,又能增产提质,可以在河北省设施甜瓜栽培中推荐应用。     

库布齐沙漠不同发育类型人工结皮对露水凝结作用的比较研究

露水的形成是干旱、半干旱地区生态系统中重要的环境因子.以库布齐沙漠不同发育类型的人工结皮为研究对象,通过每天野外跟踪观测人工结皮的露水凝结量,比较人工结皮露水凝结量的大小及其凝结能力的差异性.试验以人工蓝藻结皮(ACC)、人工藻结皮(AAC)、人工苔藓结皮(AMC)以及自然苔藓结皮(NMC)和流沙(SS)为材料,并以绒布-平板露水测定法(CPM)为参照,试验时间为42 d.结果表明,CPM法测定的日平均露水凝结量为0.02～0.35 mm,ACC露水凝结量为0.012～0.191 min,AAC为0.032～0.230 mm,AMC为0.048~0.274 mm,NMC为0.056～0.304 mm,SS为0.003～0.083 mm.露水凝结量随结皮的发育状况而存在显著差异,露水凝结量大小依次为NMC>AMC>AAC>ACC>SS.结果还发现.人工结皮的形成明显促进了荒漠地表对露水的吸收和保持,结皮能够比沙表面凝结更多的露水,且结皮的露水千化过程比沙表面更慢.推测结皮藻丝体的发育及其胞外分泌物是结皮凝结较多露水的重要原因,同时依赖于结皮表面的微气候环境.本研究揭示了露水在维系结皮生存中的生态学意义,表明人工结皮具有较好的水土保持功能,同时有利于更好地理解生物结皮对露水的凝结机制与吸收利用情况,并为荒漠化地区有限水源条件下人工结皮利用露水等非降雨型水分进行野外生存提供重要的理论支持和试验依据.     

基于地理探测器的农业文化遗产地人均纯收入差异驱动力研究——以赤峰市阿鲁科尔沁旗为例

农业文化遗产的保护与发展是当前多个学科领域的学者广泛关注的热点话题。欲实现农业文化遗产地的可持续发展,结合产业、地域环境等因素协调其所在地的经济收入是重要环节之一。本文以中国重要农业文化遗产地——赤峰市阿鲁科尔沁旗为例,基于空间分析方法——地理探测器,结合产业发展、资源配置和地形特征等可能产生人均纯收入差异的空间因子,对我国农业文化遗产地人均纯收入差异驱动力进行分析和阐释,旨在为农业文化遗产地资源调控及经济建设政策制定提供科学依据。研究结果表明,研究区第一产业类型和二三产业发展程度是造成当地人均纯收入差异的关键驱动力;交通便利程度、水资源供给能力、高程和国家级自然保护区的设立也在一定程度上拉开了当地人均纯收入差距;并且这4个因子与前2个产业因子对人均纯收入空间分布的影响存在显著差异。进而得出以畜牧业为主的农业生产方式(q=0.30)以及二三产业从业人数比例较小(q=0.37)是限制阿鲁科尔沁草原游牧系统所在地巴彦温都尔苏木收入水平的主要因素,交通不便(q=0.11)及海拔较高(q=0.15)等地域环境特征也在一定程度上拉开了巴彦温都尔苏木与周边区域的人均纯收入差距。基于此,本研究认为当地的下一步发展应重视以下3个方面:1)在保护农业文化遗产的同时适当发展传统畜牧业转型;2)将农业文化遗产打造为特色品牌进而推动特色农产品和特色旅游的发展;3)加强基础设施建设,为产业发展做足准备。     

烟叶中含氮化合物氮素来源与肥料氮素形态的关系

氮素是影响烟株生长和发育以及烟叶质量的最重要的元素[1].烟叶内的烟碱、醚提物和蛋白质含量及它们之间的比例是影响烟叶内在质量的关键因素.这些化合物的含量与施氮量及施用肥料种类密切相关[2-4].在烟草生产中往往通过减少施氮量或后期终止供氮来控制烟叶含氮量,但效果不佳[5].上部叶烟碱含量高,工业可用性差,造成库存积压严重的问题依然存在.为了探讨烟株后期供氮与氮素来源之间的关系,利用15N-KNO3同位素标记对烟草吸收的氮素和含氮化合物中氮素的来源进行了研究,为合理施用肥料,降低上部叶烟碱含量,提供理论依据.     

甜瓜株型性状的遗传分析

为了明确了甜瓜(Cucumis melo L.)主要株型性状的遗传模型与基因的作用方式,并估测了主基因遗传效应与遗传力,本研究以网纹甜瓜RE-19(Cucumis melo var.cantalupensis Naudin)和哈密瓜AM-5(Cucumis melo var.ameri Pangalo)为亲本,构建4世代群体(P1、P2、F1和F2),对甜瓜4个株型性状采用植物数量性状主基因+多基因混合遗传模型分析法进行了遗传分析。结果表明,节间长和侧枝长遗传符合E-2模型,即两对加性-显性主基因+加性-显性多基因模型,主茎直径遗传符合E-1模型,即两对加性-显性-上位性主基因+加性-显性多基因遗传模型,叶面积遗传符合C-0模型,即加性-显性-上位性多基因遗传模型。节间长、侧枝长和主茎直径的主基因遗传率分别为75.03%、54.86%和42.83%。节间长、侧枝长、主茎直径和叶面积的多基因遗传率分别为2.68%、6.41%、2.1%和55.47%。4个性状遗传变异平均值分别占其表型变异的77.68%、61.06%、50.25%和55.47%,表明甜瓜株型相关的4个性状主要受遗传因子控制,且甜瓜节间长与侧枝长主基因遗传力较高,主茎直径主基因遗传力较低,而叶面积受多基因控制,无主效基因。因此,在甜瓜株型育种中,在早期世代进行节间长与侧枝长的选择是有效的,而对主茎直径和叶面积的选择,宜在高代进行选择。本研究为甜瓜的株型改良育种提供了理论基础。     

不同种植密度下的棉田小气候特点

为研究种植密度对田间小气候的影响,2008年在南疆阿克苏试验点,通过大田试验对不同种植密度下(9.0、13.5、18、22.5、27.0万株/hm2)棉田群体冠层不同层次的温度、空气相对湿度、土壤水分等要素进行了测定。结果表明:在所设置的密度范围内,棉花的株高在55～75cm,并且随密度增加株高降低;而茎粗、株宽、叶宽、果枝数等也有类似趋势。花期和吐絮期,棉花宽窄行的冠层空气温度均较高,最高均超过了31℃,并随当日时间先升后降,窄行温度高于宽行,冠层40cm处高于20cm处。相对湿度符合开口向上抛物线模型,花期较高且变化较小,中午时段最低只有40%,比见絮期高10个百分点以上;各处理以中间密度的相对湿度最为稳定,变化最小。土壤水分方面,密度小的处理地表蒸发严重,密度大的叶片蒸腾较多,因此,密度适中的处理土壤水分保持较好,变化范围较小。土壤15cm处地温,前期密度大的处理地温较高,中期受叶片遮荫影响而下降,但后期高密度处理温度又会升高,不过处理间差异不大,最高相差不过1℃。     

稀土元素Ce对爪哇伪枝藻盐胁迫耐受性的影响

荒漠藻类广泛分布于干旱区环境,盐胁迫是影响荒漠藻类生存的重要环境因子,稀土农用及其引起的生态环境问题亦受到广泛关注,为此以一种从荒漠结皮中分离的典型蓝藻——爪哇伪枝藻为材料,在实验室条件下研究盐胁迫和外源稀土元素铈对伪枝藻生理生化特性和细胞结构的影响。试验处理时,先进行铈效应浓度的筛选,然后设置NaCl浓度分别为0（对照）、0.05、0.3 mol.L^-1进行盐胁迫和Ce、Ce＋0.05 mol.L^-1 NaCl、Ce＋0.3 mol.L^-1 NaCl处理,分别测定各种处理下的藻生物量（以叶绿素a表示）、光合活性（Fv/Fm）、藻蓝蛋白含量、胞外多糖含量、膜脂过氧化产物丙二醛含量和伪枝藻素含量以及超微结构的变化。研究结果表明,与对照处理相比,盐胁迫导致伪枝藻生物量和光合活性的显著降低,胞外多糖出现大量积累,藻蓝蛋白和伪枝藻素含量呈现明显下降,同时导致伪枝藻膜脂丙二醛含量的大量增加和藻细胞超微结构的破坏。添加外源铈的盐胁迫处理发现,铈能够促进伪枝藻细胞的生长活性,并对藻细胞的内部结构具有一定的保护作用,而对藻细胞的藻蓝蛋白、伪枝藻素和胞外多糖的影响并不明显。这表明稀土元素铈对于伪枝藻的生长可能具有一定的调节作用,但对于提高伪枝藻的盐胁迫耐受性作用并不显著。研究结果为更好地理解稀土元素对荒漠藻类的生物学效应提供了有意义的参考,可为稀土在荒漠结皮培植中的应用提供指导。