自动施肥系统开发与性能测试

目的 开发一种适应于以固态水溶肥为原料的自动施肥系统,测试分析自动施肥系统性能。方法 主控机采用ARM9电路控制模块可实现对轮灌编组、预搅拌时长、施肥开始与结束时间、施肥持续时长、施肥量等参数的设置;选择以蠕动泵为注肥装置,通过变频器控制注肥泵电机功率的方式控制注肥速率,控制施肥量。对装置核心部件搅拌器额定功率、计量方式、溶肥搅拌参数、排肥速度及固液相比例等主要参数等进行设计与测试。结果 电感脉冲计量方式标准误差最大值1.26%,误差小、性价比好,确定其为本装置采用的计量方式;搅拌器以1.5 Kw额定功率、38 r/min转速搅拌、肥液浓度在1.1~1.3 g/mL、预搅拌时间30 min时,罐内各液位输出肥液浓度值差异不显著(P< 0.05),达到对肥料浓度均匀性的设计要求。结论 将施肥开始前的预搅拌时间设为30 min、搅拌转速设为38 r/min、肥液浓度不高于1.3 g/mL,输出肥液浓度有较好的均匀性,实现精准施肥。     

棉花花铃期低温对叶片PSI和PSII光抑制的影响

选用陆地棉(Gossypium hirsutum L.)品种新陆早45号,在室外盆栽至开花结铃期后,移至人工气候室,模拟新疆棉花花铃期易出现的低温逆境条件,设置处理T(16℃/10℃,昼/夜),以常温(30℃/18℃,昼/夜)处理作为对照,采用叶绿素荧光和P700同步测定技术,研究低温对棉花花铃期叶片光合机构PSII能量分配、PSI氧化还原状态及环式电子传递流的影响。结果表明,与对照相比,低温处理显著降低了棉花叶片PSII光适应状态下最大光化学量子产量(F_v'/F_m')、光化学猝灭系数(qP)和PSII有效光化学量子产量[Y(II)],并使PSII非调节性能量耗散[Y(NO)]和调节性能量耗散[Y(NPQ)]量子产量显著升高,诱导PSII发生光抑制。低温引起棉花叶片光合机构PSI受体侧限制[Y(NA)]显著下降和供体侧限制[Y(ND)]显著升高,但未引起有效的PSI复合体含量(P_m)显著降低,表明与PSII相比,棉花叶片PSI对低温不敏感。此外,低温引起环式电子传递量子产量[Y(CEF)]以及与PSII实际量子产量比率的[Y(CEF)/Y(II)]显著升高,进一步表明在低温下,光破坏防御机制中环式电子传递流对棉花PSI、PSII起着重要的保护作用,是主要的光破坏防御机制。非光化学热耗散(NPQ)和调节性非光化学热耗散[Y(NPQ)]与[Y(CEF)]具有显著的正相关关系,表明低温引起棉花花铃期叶片PSII反应中心过度关闭产生过剩的激发能,造成了PSII可逆的光抑制,环式电子传递流的响应及较高的调节性能量耗散共同保护了棉花叶片PSI和PSII免受光抑制的损伤,这可能是棉花叶片PSI对低温不敏感的重要原因。     

水磷供应对棉花根系生长、分布及生物量的影响

以早熟高产品种新陆早45号为试材,采用土柱栽培法,设置常规灌溉(新疆大田棉花滴水定额为3 750 m~3/hm~2,W_1)和限量灌溉(大田暂定滴水定额的2/3,W_2);每个水分处理设不施磷(P_0)和施磷(P_2O_5用量为0.15 g/kg,P_1)处理,研究水磷供应对棉花根系生长、空间分布及与生物量累积的影响。结果表明,无论何种水分条件下,P_1处理均增加棉花根长、根表面积和根体积,降低根直径,其中根长和根表面积在W_2条件下增幅较大。在相同施磷条件下,W_1处理棉花根长、根表面积、根体积、根直径均明显高于W_2处理,以0～40 cm土层根长、根直径和40～80 cm土层根表面积、根体积增幅较大。不同处理吐絮期地上部和生殖器官生物量均表现为W_1P_1W_1P_0W_2P_1W_2P_0,根冠比则表现为W_2P_0W_2P_1W_1P_0W_1P_1。相关分析结果表明,在69～99 d,0～40 cm土层根直径与营养器官生物量呈显著或极显著正相关;69 d时40～80 cm土层根表面积与营养器官、生殖器官和总地上部的生物量均呈显著正相关;84～99 d,0～40 cm土层根直径与生殖器官生物量呈显著或极显著正相关。因此,施磷通过减小棉花浅层根直径和增加深层根表面积,来降低根冠比、促进地上部干物质的积累,尤其当棉花遭受水分亏缺时,通过增大耕层根长、根表面积,提高棉株抗旱能力。     

残留甲拌磷对土壤微生物活性的影响

在实验室控制条件下,向土壤中施入甲拌磷使其质量分数分别为2,8,20 mg/kg,研究了其对土壤微生物数量,微生物量碳、氮及土壤酶活性的影响。结果表明:施入甲拌磷对土壤中的真菌及放线菌具有轻微的抑制作用,但能很快恢复到对照水平;对细菌有明显的抑制作用,且抑制率随施药浓度的增大而增大,甲拌磷2,8,20 mg/kg 3个处理的平均抑制率分别为17.5% ,35.9%和48.5%。3个浓度处理下,土壤微生物生物量碳、氮含量平均分别比对照减少了20.8% ,34.8% ,39.2%和19.1% ,28.2% ,36.1%。3个浓度处理对土壤中蔗糖酶活性的平均抑制率分别为28.0% ,23.6%和9.8%,对蛋白酶活性的平均抑制率分别为12.1% ,13.6%和 23.8% ,对碱性磷酸酶活性的平均抑制率分别为13.4% ,16.1%和26.3%。在土壤中施用甲拌磷30 d后,2,8,20 mg/kg处理组土壤微生物商(SMB-C/SOC)分别比对照减少了13.1% ,28.6%和25%。研究表明,土壤中施入甲拌磷改变了土壤微生物的群落结构,降低了土壤微生物的活性。     

三种硝化抑制剂抑制土壤硝化作用比较及用量研究

【目的】硝化抑制剂是调控土壤氮素转化与硝化作用微生物群落结构的有效途径。本文通过室内模拟试验对3种硝化抑制剂在不同剂量下的硝化抑制效果进行研究,旨在筛选出效果最佳的剂型与剂量,为石灰性土壤硝化抑制剂的合理应用提供依据。 【方法】培养试验在生长箱内进行,25℃黑暗条件培养;盆栽试验在温室内进行。供试硝化抑制剂为双氰胺（DCD）、3,4-二甲基吡唑磷酸盐（DMPP）和2-氯-6-三氯甲基吡啶（Nitrapyrin）,DCD和DMPP用量均设定为纯氮（N）量的0（CK）、1.0%、2.0%、3.0%、3.5%、4.0%、4.5%、5.0%、6.0%和7.0%;Nitrapyrin用量分别为纯氮量的0、0.1%、0.125%、0.2%、0.25%、0.3%、0.35%、0.4%、0.45%和0.5%,三种硝化抑制剂均设10个水平,每个水平3次重复。盆栽试验氮加入量为每公斤风干土0.50 g,三种硝化抑制剂用量分别为纯氮用量的5%、1%、0.648%。调查比较了三者的硝化抑制效果及对土壤氮素转化的影响及其对小青菜鲜重的生物学效应;采用变性梯度凝胶电泳（DGGE）法分析了不同硝化抑制剂对土壤AOA、AOB群落结构的影响。 【结果】DCD、DMPP、Nitrapyrin均可显著抑制土壤硝化作用（P＜0.05）,各硝化抑制剂处理土壤的NH₄+-N含量分别较对照提高了46.2~256.1 mg/kg、291.8~376.7 mg/kg、3.68~372.9 mg/kg。DCD与DMPP处理的硝化抑制率分别为49.3%~79.4%和96.4%~99.4%,DCD表现出明显的剂量效应,但DMPP在1%~7%浓度范围内的剂量效应不明显。Nitrapyrin在0.1%~0.2%浓度范围内有明显的剂量效应。0.25%~0.5% Nitrapyrin的硝化抑制率为98.9%~99.9%,其硝化抑制效果与DMPP处理相同。DCD、DMPP、Nitrapyrin处理的小青菜地上部分鲜重分别比氮肥处理（ASN）提高了12.7%、11.1%、17.6%。施用硝化抑制剂可改变土壤AOA和AOB群落结构,且对AOA群落结构的影响大于AOB,不同硝化抑制剂之间对AOA和AOB群落结构的影响无差异。 【结论】3种硝化抑制剂的硝化抑制效果表现为Nitrapyrin≥DMPP>DCD,均对AOA与AOB群落结构产生明显影响。各硝化抑制剂处理均可提高小青菜地上部鲜重、叶片Vc含量及可显著提高小青菜叶片氨基酸含量（P＜0.05）。综合比较,Nitrapyrin硝化抑制效果好于DMPP,DCD效果最差,推荐用量为基于纯氮0.25%的Nitrapyrin添加量。     

减氮增铵对滴灌玉米氮素营养及产量的影响

[目的]增铵营养具有明显改善旱地作物氮素营养与提高作物产量的效应.[方法]设置N0(不施氮)、N375(全氮)、75; N375+ CP(减氮25;+增铵)以及N375+ CP(全氮增铵)4个处理,在覆膜滴灌条件下,研究尿素减量及其与氯甲基吡啶,随水分次滴施对玉米氮素营养、产量及氮素养分资源利用效率的影响.[结果]减氮增铵处理75; N375+ CP可促进植株干物质的积累,较N0增加了22;;75; N375+ CP处理的玉米叶鞘NO3-含量比N375处理降低了16.7;;75; N375+CP处理产量较N0处理增加了18.6;,且使滴灌玉米的氮素利用效率和氮肥偏生产力,较全氮施肥分别提高了41.6;和26.8;.[结论]在滴灌水氮一体化供应条件下,通过硝化抑制剂增铵减少氮肥用量25; (75～95 N kg/hm2),可显著提高氮素养分利用效率.     

播期和晚播秸秆覆盖对加工番茄干物质积累和产量的影响

为了探讨播期及晚播期条件下秸秆覆盖保护对加工番茄干物质积累和产量形成的影响。在2009年和2010年以里格尔87-5为材料进行了播期(4月10日、4月25日、5月10日和5月20日)和晚播秸秆覆盖(5月10日F+J和5月20日F+J)的试验。结果表明:在北疆气候条件下播期和秸秆覆盖对移栽和直播加工番茄的物质积累和产量形成都有显著的影响。随着播期的推迟,移栽和直播植株总干物质积累量和产量呈显著下降趋势。移栽和直播单株产量均以4月25日最高,分别为4 498.2 g/株和3 955.9 g/株,显著高于其他播期。在产量构成因子中,播期对移栽和直播植株单株有效结果数影响显著,对平均单果重影响不显著。晚播条件下秸秆覆盖后植株生长较同播期不覆盖处理得到明显改善,移栽植株总干重增加15.5%和9.6%,产量增加36%和39.8%;直播植株总干重增加27.8%和15.7%,产量增加12.2%和9%。秸秆覆盖后移栽植株平均单果重显著增加,而直播植株保持不变或略有降低。     

棉花喷施脱叶剂对棉铃蔗糖代谢影响及与纤维比强度的关系

[目的]新疆棉区大面积推广机械采收,在棉花生长后期普遍施用脱叶剂,促使叶片快速脱落,研究叶源限制下棉铃蔗糖代谢及与纤维比强度形成关系的研究,改善机采棉纤维品质的栽培技术.[方法]对不同日龄的棉铃喷施脱叶剂,研究叶片脱落光合源减少对棉纤维中蔗糖代谢和纤维比强度形成的影响.[结果]与不施药相比,喷施脱叶剂使铃壳蔗糖进入快速转化期的时间推迟3.8d,快速转化期的持续时间减少了8.7d,铃壳蔗糖含量明显降低;棉花纤维中蔗糖含量达到最大值的时间较不施药处理提前14.9 d,峰值降低,纤维素快速累积期的持续时间缩短,碳水化合物未能完全转化成纤维素,致使纤维素最终含量降低13.2;,影响纤维比强度的形成.[结论]铃壳中的蔗糖含量是影响纤维中蔗糖含量的主要因子,喷施脱叶剂后降低了铃壳中的蔗糖含量,使得纤维蔗糖含量峰值下降,纤维素最终含量减少,比强度下降.     

基于土壤硝态氮的滴灌春小麦氮素施肥模型建立研究

[目的]在滴灌技术条件下,建立基于土壤硝态氮的漓灌春小麦氮素施肥模型.[方法]在各生育时期测定不同深度土壤硝态氮含量,由产量与供氮量的关系,确定各生育时期不同深度土壤供氮能力的临界值,进而建立滴灌春小麦基肥和追肥模型.[结果]采用播前0～20 cm土壤硝态氮含量作为滴灌春小麦基肥推荐指标比较合适,滴灌春小麦达到最高产量的供氮量为324.15 kg/hm2,并建立了基于0～20 cm土壤硝态氮含量的基肥推荐指标.[结论]同时在不同生育时期的追肥,可以采用0～ 20 cm或20～40 cm土壤硝态氮含量作为诊断指标,并以0～20 cm土壤硝态氮为氮素营养诊断指标,建立各生育期相应的追肥模型,并得出滴灌春小麦不同生育时期不同土壤硝态氮含量测定值所对应的氮肥追肥用量.     

陆地棉细胞色素P450超家族基因GhCYP85 A2-1的克隆与功能分析

[目的]研究细胞色素P450超家族CYP85A亚家族基因在棉花株高发育中的生物学功能,为陆地棉株高分子育种提供理论依据和基因资源.[方法]采用同源克隆方法,从陆地棉中克隆CYP85A家族基因GhC-YP85A2-1,利用烟草脆裂病毒(Tobacco rattle virus,TRV)诱导的基因沉默技术(Virus-in...