禾豆间距对间作豌豆“氮阻遏”减缓效应的影响

针对禾豆间作协同利用化学氮肥和豆科固氮潜力调控依据薄弱问题,以河西走廊区主导间作模式玉米/豌豆间作系统为研究对象,研究了禾豆间作间距为15 cm、30 cm和45 cm空间结构对间作豌豆氮阻遏减缓效应的影响,以期为禾豆间作种植模式优化空间结构、减缓氮阻遏、提高氮素利用效率提供理论依据。2013和2014两年研究结果表明,与单作相比,间作豌豆有效根瘤个数和根瘤重均有显著提高,根瘤数提高幅度达0~500%,其中间距为30 cm时,豌豆的根瘤数和瘤重达最大。以根瘤数和根瘤重计算的氮阻遏消减效应(Ca)均为正值,施氮条件下,玉米与豌豆间距为30 cm处理的氮阻遏消减效应显著高于15 cm和45 cm间距处理,2013年和2014年以根瘤数计算的Ca值分别达78.70%和161.21%,说明间作相对于单作都具有减缓氮阻遏的作用。而在此期豌豆的营养竞争比率(CRpm)大于1,豌豆相对于玉米具有较强的种间竞争能力。禾豆间作可显著提高氮素利用效率,以间距为30 cm的间作处理最高,2013年和2014年两年平均较间距为15 cm和45 cm空间结构的间作模式分别提高21.90%和21.88%。说明优化空间结构可有效增加间作豌豆的结瘤数和瘤重,增强氮阻遏减缓效应,调控禾豆间作系统氮素吸收利用,提高氮素利用效率。     

不同灌水水平下一膜两年覆盖间作农田 耗水特征及经济效益研究

以河西走廊区主导间作模式玉米|豌豆间作系统为研究对象,在高(7 200 m3·hm-2)、中(6 450 m3·hm-2)、低(5 700 m3·hm-2)3种灌水水平下,研究了一膜两年覆盖、秋免耕春覆膜和传统耕作覆膜对间作群体耗水量和棵间蒸发的影响,以期为间作种植模式的优化耕作措施、地膜再利用、提高水分利用效率等提供理论依据。结果表明,不同灌水水平对间作群体生育期棵间蒸发量存在显著影响,随灌水水平的提高棵间蒸发量增大;但在相同灌水水平下不同覆膜方式间差异不明显,且互作效应不显著;不同处理豌豆收获前、后,间作农田棵间蒸发在玉米带和豌豆带存在显著差异,不同处理收获前、后豌豆带棵间蒸发量平均值较玉米带分别高68.51%和69.30%;豌豆带是造成间作农田系统蒸发耗水大的主要因素,占地60%的玉米带棵间蒸发量只占农田蒸发总量的44.47%,而占地仅为40%的豌豆带蒸发量却占55.53%;玉米间作豌豆农田棵间蒸发主要发生在豌豆收获以后,豌豆收获前的棵间蒸发仅占总蒸发量的26.98%。一膜两年覆盖可显著提高单方水效益,不同灌水处理平均值较秋免耕春覆膜和传统耕作覆膜方式分别提高7.39%和31.33%,且在中等灌水条件下一膜两年覆盖的单方水效益最高,达2.51元·m-3。研究结果表明相同灌水水平下一膜两年覆盖玉米带抑制农田棵间蒸发、减少水分无效损失的效果与传统覆膜方式相当;农田棵间蒸发量、耗水结构(E/ET)与灌水水平间呈正相关关系;在中等灌水水平下一膜两年覆盖可获得较高的经济效益。     

西北内陆区农业生态系统资产负债研究——以甘肃省凉州区为例

本文以甘肃省凉州区为例,分析了其绿洲农业区1949～2005年生态系统可持续发展能力的资产负债动态变化,探究西北内陆区绿洲农业生态系统可持续发展能力,预测其可持续发展程度及未来趋势.结果表明:甘肃省凉州区农业生态系统的资产在1949～1970年为急速下降阶段,由14.14下降至4.93,下降65.13%;1970年以后为缓慢增长阶段,至2005年增长到33.33.负债自1949年以来,一直呈负增长趋势,由-0.91增长至-56.67,负增长了61.27倍.净资产也呈明显的先降后升趋势,1949～1970年,以环境资产占优势,表现为资产盈余,且呈递减趋势,至20世纪70年代初期,净资产接近于0;1970年以后,以负债量占优势,表现为资产赤字,且呈递增趋势,尤其在20世纪80年代后期以后,几乎呈直线上升,但自2000年以后,负债量有所减少.2005年凉州区农业生态系统可持续发展能力资产负债分布表的结果表明,生存、发展、环境、社会和智力5大支持系统的共30项源指标中有10项列入"资产"栏目,17项列入"负债"栏目,凉州区净资产为-23.34.本研究结果表明,凉州区农业生态系统处于不可持续状态,但其生态环境的自然资产库存量已经开始增加,人类再次向可持续发展方向迈进.     

水氮耦合及种植密度对绿洲灌区玉米光合作用和 干物质积累特征的调控效应

目的 针对土壤水分、氮肥供应不足以及玉米早衰、种植密度不合理等严重制约绿洲灌区玉米的生产问题,通过研究不同水氮配比及种植密度对玉米光合作用、干物质积累特征和产量的影响,以期为该区玉米高产、稳产提供技术支撑。方法 2016—2017年,于河西绿洲灌区进行大田试验,以先玉335为参试品种,采用裂裂区设计,灌水水平（W₁：4 050 m ³·hm ^-2,W₂：3 720 m ³·hm ^-2）做主区,施氮水平（不施氮N₀：0,低施氮N₁：300 kg·hm ^-2,高施氮N₂：450 kg·hm ^-2）为裂区,种植密度（低密度D₁：75 000株/hm ²,中密度D₂：97 500株/hm ²,高密度D₃：120 000 株/hm ²）为裂裂区,测定光合速率、干物质积累量和产量等指标。 结果 施氮量、种植密度对玉米全生育期净光合速率、干物质最大增长速率及其出现天数、干物质积累量、产量、WUE和氮肥利用率有显著影响。水肥耦合可增强玉米密植条件下的光合作用,提高干物质最大增长速率,提前干物质最大增长速率出现的天数,增大干物质积累量和产量。在减量20%灌水和高施氮水平下,中密度处理的全生育期净光合速率较低密度和高密度分别提高17.31%和11.43%;高密度和中密度处理的干物质最大增长速率及最大增长速率出现天数较低密度处理分别提高21.07%、7.52%和提前6.7 d、4.1 d;高密度处理的干物质积累量较中密度、低密度分别提高4.27%和10.59%,中密度处理的产量、水分利用效率和氮肥利用率较低密度、高密度处理分别提高24.2%、11.4%、29.9%和29.2%、18.4%、13.8%。在减量20%灌水条件下,中密度高施氮处理的全生育期净光合速率、干物质积累量和产量分别较中施氮、不施氮分别提高7.34%、11.63%、14.63%和49.54%、44.53%、69.03%;高密度高施氮处理的干物质最大增长速率及最大增长速率出现天数较中施氮、不施氮分别提高19.07%、54.35%和提前3.9 d、6.8 d;同等密度高施氮处理的氮肥利用率较低施氮处理提高24.5%。综上,减量20%灌水与高施氮耦合主要通过提高密植玉米的光合作用和干物质积累速率,延长干物质积累的持续时间,提高WUE和氮肥利用率,从而对干物质积累量和产量产生调控作用。结论 在绿洲灌区,采用水肥耦合（生育期减量20%灌水（3 720 m ³·hm ^-2）、施氮量450 kg·hm ^-2、中密度97 500株/hm ²）的最优栽培模式,可为进一步发掘密植条件下玉米高产、高效栽培提供技术指导。     

干旱区玉米专用菌肥对玉米生长特性的影响

利用前期筛选出的优良根际促生菌株,研制玉米专用菌肥,进行大田试验,测定其替代部分化肥对玉米生长特性的影响。结果表明:利用筛选的优良促生菌研制的玉米专用菌肥符合微生物肥料NY227-94标准。菌肥替代15%~30%化肥的玉米叶片数及植物产量与当地高产栽培方式最佳施肥量之间差异不显著。替代15%化肥的玉米生长特性(株高、干物质积累、农艺性状、产量构成因素及经济产量、植物产量等)与当地高产栽培方式最佳施肥量差异不显著,且个别指标有不同程度提高;替代30%化肥除在植物产量与最佳施肥量相比差异不显著外,其他各项指标均有所下降。专用菌肥替代15%~30%化肥,可以减少化肥投入,其直接经济效益分别为416.4和1058.4元·hm~(-2)。     

耕作方法对黄土高原旱作玉米产量和土壤水温特性的影响

全膜双垄沟播是黄土高原旱作玉米主要生产技术,但此技术的土壤耕作主要依赖传统耕作和旋耕,在形成犁底层的同时造成耕层变浅,影响玉米生长、产量形成以及土壤健康。本文以打破犁底层、改善土壤结构、提高黄土高原旱地玉米(Zea may L.)产量和有限降水资源利用效率为目标,布设大田定位试验,比较研究了深松耕、免耕、旋耕和传统耕作对旱地全膜双垄沟播玉米土壤水分、温度、土壤容重、产量以及水分利用效率的影响。结果表明:全膜双垄覆盖条件下,深松耕和免耕较旋耕和传统翻耕能有效增加0~30 cm土壤贮水量,其0~30 cm土层土壤含水量较翻耕、旋耕分别增加50.0%、43.7%和14.8%、10.3%;深松耕能有效降低5~30cm土层土壤容重,其5~10 cm和10~30 cm土层土壤容重,深松耕较传统耕作分别降低10.9%和12.9%,随着土层的加深,深松耕、免耕的土壤容重呈降低趋势,旋耕和传统翻耕呈增大趋势;深松耕在苗期、拔节—抽雄期较传统翻耕分别具有明显的增温和降温作用,有利于玉米生长和产量提高;2个平水年,深松耕处理的玉米生物产量、籽粒产量和水分利用效率分别较传统翻耕增加6.1%~5.6%、18.6%~28.8%和28.1%~32.9%,具有明显的增产和提高水分利用效率的作用。因此,在黄土高原半干旱区同等降雨条件下,深松耕能有效增加全膜双垄沟播玉米的土壤贮水量,改善土壤结构,协调水温关系,有利于增产和提高水分利用效率,是全膜双垄沟播玉米一项理想的土壤耕作方法。     

免耕轮作对西北荒漠绿洲小麦、玉米产量和光合特性的影响

针对我国西北荒漠绿洲区传统精耕细作土地沙化和生产力水平低的农业生产现状,于2016—2018年在甘肃省武威市凉州区设小麦/玉米→小麦/玉米、小麦-冬油菜→玉米、小麦→玉米3种轮作模式,小麦免耕留茬和传统耕作两种耕作模式,研究了免耕轮作对作物光合特性、叶绿素含量和产量性状的影响.结果表明:不同耕作方式之间,小麦/玉米→小...     

麦茬免耕对不同麦玉轮作方式土壤有机碳含量的影响

为探讨耕作及轮作方式对小麦、玉米田土壤有机碳的影响,设小麦/玉米→小麦/玉米→小麦/玉米(T1)、小麦-冬油菜→玉米→小麦(T2)、小麦→玉米→小麦(T3)三种轮作模式,以及小麦免耕留茬(N)和传统耕作(C)两种耕作方式,研究6种模式下西北荒漠绿洲区小麦(W)、玉米(M)农田土壤呼吸、土壤有机碳及有机碳组分变化。结果表明,2016-2018年度,在小麦、玉米关键生育时期,免耕处理(NT1-W、NT1-M、NT2、NT3)的土壤呼吸速率分别较相应传统耕作处理减少了5.51%～37.08%、1.26%～6.44%、5.37%～68.63%和16.74%～71.92%,0～5 cm土层有机碳含量分别增加了-4.23%～12.75%、13.27%～23.92%、6.78%～15.15%和-11.48%～23.74%。在2018年,5～20 cm土层的微生物量碳含量表现为NT1-M> NT2> NT3>CT3>CT1-M> NT1-W> CT2> CT1-W;NT1-W、NT1-M、NT2、NT3处理的土壤水溶性有机碳含量分别较相应传统耕作处理降低了22...     

间甲酚对不同供水条件下小麦蚕豆的化感作用

通过盆栽试验研究了3个供水水平下小麦根系分泌物间甲酚对小麦、蚕豆产量和物质分配规律的影响。结果表明,在75%和60%的供水水平下,间甲酚对小麦产量具有明显的降低作用,但在45%供水水平下对小麦经济产量和收获指数表现为提高作用,供水与间甲酚对小麦产量产生的互作效应显著;浓度为300×10-6mol/kg土的间甲酚,在75%的供水水平下可提高蚕豆的产量,供水水平降低时蚕豆产量显著降低。间甲酚对小麦、蚕豆的根冠比均有不同程度的增大作用;间甲酚作用下,小麦干物质在根系中的分配比例随供水水平的降低而降低,无间甲酚时干物质在根系中的分配比例随供水量的减少而增大,蚕豆干物质在根冠中的分配随供水量的变化不受间甲酚的影响。在75%和60%供水处理中,间甲酚使小麦叶片干物重比例增大、穗干物重比例降低;75%的供水条件下,间甲酚有利于蚕豆叶片光合产物的输出,提高蚕豆的经济产量,供水量降低时间甲酚不利于蚕豆光合产物向经济器官的转移。     

绿洲灌区小麦间作玉米种植密度优化效应研究

为明确间作系统的密度效应,通过大田试验,研究了密度对小麦间作玉米产量的影响,并对密度与间作作物产量的相关关系进行了分析。结果表明,不同密度下,间作各处理的LER均大于1,表明间作具有提高土地利用效率的作用。密度与间作组分产量呈现二次曲线相关关系,且在本试验设置的密度下(小麦密度在675~900万株·hm-2、玉米密度在7.5~9万株·hm-2范围内),小麦产量随着小麦密度的增加而增加,玉米产量随着玉米密度的增加先增后降,密度为8.25万株·hm-2时可获得最大产量。小麦产量与穗数呈显著正相关关系,玉米产量与穗长、穗行数、行粒数呈显著正相关关系,因此,增加小麦密度是增加间作产量的有效途径。