覆膜对宁南山区马铃薯光合特性和产量的影响

以青薯9号原种为材料,采用大田单因素随机区组设计,以不覆膜为对照,研究了覆盖黑膜和白膜对马铃薯光合特性、荧光参数、干物质积累以及产量的影响。结果表明：与不覆膜相比,覆膜条件下马铃薯净光合速率提高0.4~3.0个百分点,气孔导度和胞间CO₂浓度平均增加31.45%和6.58%,Fv/Fm、Fv/Fo、PI分别提高了2.47%、12.18%、20.93%;蒸腾速率在马铃薯生育前期覆膜比不覆膜降低20.82%,而后期却比对照增加8.55%,热耗散量子比率Fo/Fm覆膜较不覆膜处理降低7.11%,差异达显著水平;覆膜比不覆膜处理条件下马铃薯干物质积累量增加0.25~1.86个百分点,大薯率和中薯率分别增加33.78%,15.73%,每公顷产量增加43.08%,其中黑膜处理的各项指标优于白膜,黑膜比白膜和不覆膜增产16.86%、54.20%,差异达显著水平。因此,覆膜处理可以显著提高马铃薯的光合性能、荧光参数和产量,有效缓解干旱等逆境引起的马铃薯的衰老,减轻干旱对马铃薯的危害。在宁南山区,马铃薯采用黑色地膜覆盖栽培技术具有延缓叶片衰老和增加产量的作用。     

间作对作物产量效应的Meta分析

旨在探明间作模式对作物产量的影响,为间作措施的合理应用和推广提供理论依据。该研究以单作为对照,利用Meta分析方法定量分析间作对作物产量的影响及其影响因素。结果表明,间作较单作显著降低了作物产量,尤其在温带地区。此外,在地面覆盖和豆科作物条件下,间作也降低了作物产量。然而,当降雨量超过600 mm时,间作较单作的作物产量显著增加了29.6%。而当降雨量小于600 mm时,间作较单作的作物产量降低了18.7%。年均气温也显著影响间作的产量效应,当年均气温高于20℃时,间作较单作的作物产量降低了55.1%,长期间作（>5年）有利于提高产量,然而当年数少于3年时,间作较单作却降低了作物产量。高有机质含量(>20 g/kg)和低有机质含量(1 g/kg)条件下,间作均不利于作物产量提高。与此类似,当土壤全氮高于1.5 g/kg时,间作较单作的作物产量降低48.6%。间作对作物产量的降低幅度在pH 6.5~7.5时是最大的。当土壤有效磷、氮和钾含量分别为>30 mg/kg、 <50 mg/kg和50~100 mg/kg时间作较单作降低作物产量。因此,间作的产量效应受气候、试验年限和土壤性状等多种因素的影响。     

马铃薯块茎形成期增温对其淀粉含量、淀粉酶活性及产量的影响

【目的】本文研究了块茎形成期增温对马铃薯淀粉形成期及之后淀粉、淀粉酶活性的影响机理。【方法】试验采用单因素随机区组设计,设3种处理,常温处理(T1):(25±2)℃,当地自然温度(T2):(29±2)℃,高温处理(T3):(35±2)℃。在马铃薯块茎形成初期进行温度处理,在马铃薯块茎形成初期、中期、后期、块茎膨大期、主要淀粉积累期及收获期测定块茎总淀粉、支链淀粉、直链淀粉含量,ADPG-PPase、GBSSase、SSSase、SBEase活性以及产量及构成因素。【结果】与T1处理相比,T3降低总淀粉含量、直链和支链淀粉含量分别降低33.70%,7.85%和35.88%;T3处理淀粉形成关键酶ADPG-PPase、GBSSase、SSSase、SBEase活性较T1分别降低32.24%、27.90%、16.11%和42.74%,通过通径分析,马铃薯淀粉形成关键酶对不同生长阶段淀粉形成的影响不同得出:①高温不利于马铃薯块茎淀粉的形成;②块茎形成期高温会降低马铃薯淀粉形成酶ADPG-PPase、GBSSase、SSSase、SBEase的活性;③块茎形成期高温对马铃薯产量的影响达到显著水平,降低其经济效益。【结论】在马铃薯块茎形成期低温有利于马铃薯块茎的形成及后期淀粉的积累,以期为宁夏南部旱作雨养区马铃薯高产高效栽培措施提供一定的理论依据。     

旱地保护性耕作对土壤呼吸和夏玉米产量的影响

[目的]研究旱地保护性耕作对土壤呼吸和夏玉米(Zea mays L.)产量的影响,为西北旱作夏玉米田保护性耕作提供技术依据。[方法]设置传统耕作(CK)、还田免耕(NTS)、还田深松(CTS)和还田旋耕(RTS)4个耕作方式。[结果]夏玉米田CO2平均排放速率表现为RTS>CK>NTS>CTS,CTS处理能够较传统翻耕极显著地提高有效穗数和穗粒数(P<0.01)。与CK相比,CTS、NTS和RTS处理能提高产量24.44%、6.96%和9.17%,但差异未达到显著水平。[结论]土壤深松与秸秆还田相结合是西北地区旱地夏玉米较适宜的耕作方式。     

保护性耕作对旱作夏玉米光合和水分利用效率日变化的影响

[目的]探讨保护性耕作对旱作夏玉米(Zea mays L.)光合和水分利用效率日变化的影响,为该地区完善和推广该技术提供理论依据。[方法]以传统翻耕无覆盖(CT)为对照,研究西北旱作地区免耕不覆盖(NT)和免耕秸秆还田(NTS)处理对夏玉米抽雄-吐丝期叶片光合特性和水分利用效率(WUE)日变化的影响。[结果]夏玉米光合速率(Pn)日变化呈"单峰"型曲线,日均Pn为NTSCTNT。气孔导度(Gs)早上出现高峰,中午和下午降至低水平小幅波动,日均为NTSNTCT。WUE变化趋势与Pn相似,表现出明显的正相关性(R2=0.701*),玉米叶片WUE日均值NTSCTNT,NTS处理效果显著,说明免耕秸秆还田处理提高玉米WUE作用较好。胞间CO2浓度(Ci)与Pn变化表现出负相关性,蒸腾速率(Tr)日变化也为"单峰"型曲线,与Pn表现出明显的正相关性(R2=0.895**),日均Tr值为NTSCTNT。[结论]免耕秸秆还田措施下玉米Pn、Gs、WUE均高于传统翻耕。因此在西北旱作夏玉米田实施免耕秸秆还田既有利于作物对有限降水的高效利用,也可促进农田系统生产力可持续提高,是较为适宜的一项耕作措施。     

保护性耕作对旱作夏玉米苗期土壤水热及作物产量的影响

以传统耕作为对照(CK)、设置深松还田(DS)、免耕还田(NS)和翻耕还田(MS)3种保护性耕作措施,研究保护性耕作对夏玉米苗期土壤水热及玉米产量构成因素的影响。结果表明,与CK相比,DS、NS和MS三种保护性耕作措施均能不同程度的抑制土壤蒸发和增加耕层土壤含水量,而以NS处理效果最好,较CK依次减少和增加50.00%和11.48%(P<0.05)。5²0 cm土层地温大小顺序为MS>CK>DS>NS。与CK相比,DS处理显著地增加了(P<0.05)玉米穗数、穗粒数和百粒重,并且显著地提高了产量33.30%(P<0.05)。     

东北高产春玉米氮营养指标的无人机多光谱遥感监测

为了探究随机森林算法在春玉米氮营养指标预测精度,于2021-2022年在东北地区进行氮肥梯度试验,以迪卡159为试验材料,设置10个施氮水平,利用无人机搭载多光谱分别在小喇叭口期(V9)、大喇叭口期(V12)和抽雄期(VT)获取遥感数据。利用19个植被指数分别构建地上部生物量(AGB)、植株吸氮量(PNU)、叶面积指数(LAI)和比叶氮(SLN)模型。结果表明,随机森林算法在预测AGB和LAI有较高的精度,R²分别是0.83和0.9。通过相关分析,LAI、AGB、PNU及SLN与结构不敏感色素指数(SIPI)相关性最高,相关系数分别为-0.75、-0.70、-0.84和0.63,SIPI在4个模型中重要性均最高。研究结果表明,随机森林算法在春玉米氮素监测中具有一定的发展潜力,SIPI在氮素监测中有重要作用,研究结果可为春玉米氮素营养监测提供参考依据。     

不同耕作措施下夏玉米生长季农田CO2排放速率及其与土壤温度的关系

采用定位试验,系统研究翻耕(CT)、旋耕(RT)、免耕不覆盖(NT)3种不同耕作措施下土壤CO2排放速率,并对CO2排放速率和10cm土壤温度进行回归模拟。结果表明:夏玉米生育期CO2排放速率表现为翻耕(CT)>旋耕(RT)>免耕不覆盖(NT),平均分别为585.675、457.875和184.95mg·m-2·h-1。并且3种耕作措施之间差异均达到显著水平(P<0.05);各处理夏玉米生育期CO2排放速率与土壤温度呈显著正相关;NT、RT和CT处理CO2排放速率与10cm地温相关系数分别为0.624、0.609和0.606。CO2排放速率和土壤温度呈指数函数关系(P<0.05),利用10cm地温对夏玉米生育期农田CO2排放通量进行估算表明,CT、RT和NT处理CO2排放量分别为1.47、1.15和0.46kg·m-2。     

深松耕对宁南山区马铃薯田土壤细菌多样性的影响

为明确宁南山区马铃薯田不同耕作措施对土壤细菌群落组成及多样性的影响机制，2019年通过大田试验，借助Illumina MiSeq高通量测序手段，系统分析了三种不同耕作方式，即传统翻耕（CT）、深松耕30cm（STD）、深松耕50cm（STS）对0−20cm土层土壤酶活性季节变化规律、土壤全氮、有机碳含量以及土壤细菌群落组成和多样性的影响。结果表明：（1）不同耕作方式下马铃薯土壤酶活性表现出季节变化规律，对马铃薯整个生育期的土壤酶活性测定结果显示，STS较CT能显著增加尿酶活性12.9%，STS较STD和CT分别显著增加蔗糖酶活性17.1%和56.1%，STS较STD和CT处理分别增加过氧化氢酶活性27.5%和16.7%，并且深松耕处理能够显著增加土壤有机碳含量和全氮含量；（2）马铃薯田不同耕作处理下鞘氨醇单胞菌属（Sphingomonas）属于优势属，STD较CT显著增加鞘氨醇单胞菌属相对丰度24.3%。STD较CT增加Simpson指数0.72%，STS处理下Shannon指数最大，较CT处理增加6.4%，STS较CT处理显著增加Chao 1值35.1%；（3）冗余分析显示，细菌多样性（Shannon）和丰富度指数（Chao1值）均与土壤尿酶活性、全氮含量呈显著正相关，逐步回归分析得出全氮是影响宁南山区不同耕作方式下细菌丰富度和多样性的主要因素。因此，在宁南山区采用STS（深松耕50cm）模式可改善土壤酶活性和土壤性状，促进土壤细菌丰富度和多样性的增加，是维持该区马铃薯高产、生态的最佳耕作方式。