连续多年免耕与轮作对土壤肥力的影响研究

为研究保护性农业技术对土壤养分的影响,在宁夏引黄灌区开展麦—稻水旱轮作双免耕(以下简称麦稻轮作免耕)11年定位试验,采用常规土壤养分测定方法,对连续多年麦稻轮作免耕下土壤养分、质地、pH等指标进行检测。结果表明:连续多年麦稻轮作免耕和常规耕作(CK)0~20 cm土层土壤质地差异不明显。与CK相比,连续7年麦稻轮作免耕后,0~10 cm,尤其是0~5 cm表层土壤养分有显著的提高,而且这种增加趋势在深层土壤中也有所体现。此后连续4年冬小麦单作免耕(共计11年免耕)下,土壤有机质、全氮、全钾质量比呈现随时间推移下降的趋势;全钾、速效钾质量比低于CK;有效锌、有效锰、有效铜质量比呈下降趋势,有效铁质量比却呈略上升的趋势;全磷、速效磷质量比高于CK,并且呈逐年上升趋势。可见,免耕与合理轮作是保护性农业中的一项基本原则。

作物学学科研究进展与展望

作物学作为一门较为系统的学科,在19世纪中期到20世纪初形成并逐渐发展完善。作物学是农业科学的核心学科之一,由作物种质资源学、作物遗传育种学、作物栽培学和耕作学组成。作物学在保障国家粮食安全、生态安全、农产品供给、现代农业可持续发展中发挥着举足轻重的作用。分析了我国及宁夏作物学发展现状、存在的问题,对未来发展的关键科学问题进行了讨论。

宁夏小麦种质资源研究现状与发展建议

作物种质资源作为品种培育、种业创新和农业高质量发展的“核心芯片”,对品种培育和保障粮食安全具有不可替代的基础性作用。基于此,阐述了作物种质资源研究的重要意义和国内小麦种质资源研究发展历程及现状,分析了存在问题及发展趋势,旨在为加强小麦种质资源研究、促进小麦育种提供理论依据。

播期对宁夏引黄灌区不同品种青贮玉米光能利用及生物产量的影响

为探究播期对宁夏引黄灌区麦收后复种不同品种青贮玉米光能利用和生物产量的影响,采用裂区试验设计,选择早熟‘科沃028’(Z)和中晚熟‘利合629’(W)2个青贮玉米品种为主区,设置麦收后3(S1,6月28日)、6(S2,7月1日)、9 d(S3,7月4日)3个播期为副区,共计6个处理,研究不同播期对不同品种青贮玉米光能利用、干物质积累及生物产量的影响,并拟合推测不同品种青贮玉米的最适播期及收获期。结果表明:Z较W处理整体上有更高的叶面积指数(LAI)、光能利用率(LUE)、光合生产潜力开发度(r)、干物质积累量(DM)和生物产量(BY)。Z处理整个生育时期LAI大小顺序均为ZS1>ZS2>ZS3。在生育后期(麦收后95 d),ZS3处理的植株底部透光率(BLT)和LUE较ZS1和ZS2处理分别显著提高13.81%、5.40%和15.02%、23.49%(P<0.05);麦收后107 d,ZS1和ZS2处理的BY与麦收后100 d相比分别显著下降22.47%和17.37%(P<0.05)。各处理在其最适收获期收获,产量大小顺序为ZS1>ZS2>ZS3>WS2>WS1>WS3。相关性分析结果表明2个品种LUE均与其BY呈极显著正相关关系(P<0.001),而与r呈极显著负相关关系(P<0.001)。主成分分析发现ZS2处理综合评价最优。综上所述,建议宁夏引黄灌区早熟品种生长85 d后(麦收后6~8 d播种)收获,而中晚熟品种生长86 d后(麦收后5~6 d播种)收获。

NaCl胁迫对小麦种子发芽率的影响及耐盐性分析

为了研究NaCl胁迫对小麦发芽率的影响,探明小麦芽期的耐盐能力。以宁夏已审定的78个小麦品种和新品系为供试材料,以纯净水处理为对照,设置1、2、3、4、5、6、7 g/kg的NaCl溶液处理,测定其发芽率。结果表明,小麦种子发芽率随着盐浓度的增加而降低。当NaCl浓度≤2 g/kg时,发芽率均保持在80%以上;NaCl浓度为3 g/kg时,发芽率在70%左右;NaCl浓度为4 g/kg时,发芽率降至40%左右;NaCl浓度为5 g/kg时,发芽率降至20%以下;NaCl浓度为7 g/kg时,发芽率接近于零。说明NaCl浓度3 g/kg是小麦芽期耐盐临界值。结合聚类分析,初步筛选出芽期耐中度盐分的小麦品种6份,分别为春小麦品种HJ437、宁春8号、宁春48号、宁春49号,灌区冬小麦品种冬宁春4号、冬育10号。

返青期水氮耦合对宁夏灌区早熟冬小麦物质积累、氮素运移及产量的影响

为给宁夏灌区冬小麦返青后合理水氮运筹提供理论支撑,返青后采用不同灌水时期、不同施氮量的耦合滴灌方式,分析早熟冬小麦物质形成、氮素运移和产量表现。结果表明,返青后水氮耦合处理单株总干物质量呈现“S”形变化,明显促进了抽穗期单株叶和抽穗后单株茎干物质量的增加,最终单株总干物质量呈现T3(N0)、T8(N1)、T13(N2)处理较好(即4月6日滴灌表现较好)。返青后水氮耦合处理有利于单株氮素积累,过早灌水(不施氮)不利于氮素积累;在所设置的施氮范围内,单株氮含量随着追施氮肥的增加而增大(N2>N1>N0),单株叶、茎氮含量返青后呈先升高后降低的变化趋势,抽穗期达最大值。适时水氮耦合处理对产量影响较大,过早或过迟对产量影响小。产量及其相关性状聚类分析结果表明,距离为37.23时分为处理和CK两大类。方差分析结果表明,各处理产量较CK均呈显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)增加;线性回归分析结果表明,产量最大值均出现在4月6—13日。综合分析认为,返青期(4月6—13日)水氮耦合滴灌处理干物质积累、氮素运移及产量表现最好。说明宁夏灌区早熟冬小麦返青期适宜的水氮滴灌时期为4月6—13日,追施纯氮量最佳为45.0 kg/hm^(2)。

多年麦稻轮作免耕土壤细菌对土壤养分和酶活性的影响

为了探索连续多年免耕轮作对土壤养分与微生物的影响,以麦稻水旱轮作免耕试验为对象,采用常规土壤养分测定法、土壤微生物宏基因组测序技术及京都基因和基因组百科全书(KEGG)数据库、冗余(RDA)分析等方法,对连续多年田间保留农作物残茬免耕及传统耕作土壤的养分、微生物种群、酶活性等进行了检测分析。结果表明,连续13年田间保留农作物秸秆、残茬免耕轮作与传统耕作轮作0~20 cm土壤微生物种群结构丰度在农作物不同生长发育时期发生了变化,第一核心种群的变形菌门(Proteobacteria)、酸性杆菌门(Acidobacteria)丰度最高,呈增加趋势;第二核心种群的放线菌门(Actinobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi)丰度呈下降趋势;连续多年免耕轮作处理土壤中心土壤脲酶、蔗糖酶、蛋白酶含量分别比传统耕作处理提高了4.9%、22.8%、21.7%;免耕轮作处理的作物在绝大部分生长阶段与土壤酶的关联性优于传统耕作轮作处理。免耕处理Z4与传统耕种处理T4比较,土壤有机质、全氮、全磷、水解性氮、有效磷含量分别提高了27.7%、20.3%、16.1%、30.8%、19.3%;两种土壤的微生物代谢通路差异主要表现为氨基酸类通路,免耕轮作处理的绝大多数氨基酸类通路在第1时期(小麦拔节期)和第3时期(水稻孕穗期)比传统耕作轮作激活程度强的差异达到显著或极显著水平。在免耕轮作处理中,硝基螺菌属(Nitrospira)、厌氧黏细菌属(Anaromyxobacter)与全钾、速效钾、有机质、全氮、水解性氮含量,鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)与有效磷含量呈正相关。连续多年田间保留作物残茬、秸秆,为微生物提供了较多的“食物”,以及连续多年免耕轮作措施减少土壤微生物生存环境的破坏是培肥地力的根本原因。而合理轮作免耕土壤中的变形菌门、酸性杆菌门等核心优势细菌种群,以及土壤酶的催化作用优于传统耕作,它们共同促进了土壤有机质和土壤养分转化和循环是提高土壤肥力的推动力。

密度、播种深度对宁夏引黄灌区早熟冬小麦的影响

针对宁夏引黄灌区冬小麦经济效益低、熟期、越冬等因素制约冬小麦发展问题,为生产中合理密植、播种深度提供依据,通过早熟冬小麦种植密度、播种深度(简称播深)2项指标探讨越冬性、物质形成及产量表现。结果表明,密度对生育期影响不大,播深对生育期影响较大。密度D_4(750万株/hm^2)、播深H_3(7 cm)出苗率和成穗数最高,越冬率表现较好。株高随密度的增大而升高,随播深增加而降低;穗粒数、穗粒质量随密度增大呈现先下降后上升趋势,产量呈现先上升后下降趋势,随播深增大均呈现先上升后下降趋势。相关分析表明产量的增加与千粒质量最为密切。适宜的密度和播深促进干物质积累,密度过大、播种过深或过浅不利于干物质积累;低密度、浅播促进冬小麦生育前期叶绿素含量增加,高密度、深播促进生育后期叶绿素含量增加。由此得出,宁夏引黄灌区早熟冬小麦较合理的种植密度为750万株/hm^2,播种深度为7 cm。

播期与密度对宁夏引黄灌区早熟冬小麦生长及产量的影响

为宁夏引黄灌区冬小麦一年两熟制高效生产模式提供理论依据,通过田间试验,研究不同播期(9月20日—10月10日)与密度(525万～825万株/hm^2)种植条件下早熟冬小麦的农艺性状及产量表现。结果表明:冬小麦生育期随播期推迟而缩短;早播分蘖成穗率高、晚播越冬率低;随密度增大分蘖成穗率呈降低趋势,越冬率呈升高趋势;有效穗随播期推迟而降低、随密度增大而升高;穗粒重随播期推迟呈先升后降趋势,随密度增大呈下降趋势;高密度早播、低密度晚播的千粒重大;千粒重对产量的贡献最大,产量随播期推迟、密度增大呈先升后降趋势,在播期9月30日与密度750万株/hm^2的处理组合条件下,产量与其他处理达显著或极显著差异。宁夏引黄灌区早熟冬小麦适宜播期为9月30日前后、密度为750万株/hm^2左右。

返青期早灌头水对宁夏引黄灌区早熟冬小麦的影响

针对宁夏回族自治区引黄灌区冬小麦返青期缺水制约其发展问题,为生产中合理灌溉提供依据,通过早熟冬小麦返青期滴灌、漫灌2种方式探讨物质形成、产量和品质表现。结果表明,返青期早灌头水提高了早熟冬小麦分蘖成穗率、株高、穗长,有效促进了茎的生长、穗的形成以及干物质的积累;有利于早熟冬小麦粗蛋白质含量、湿面筋含量、沉降值、拉伸面积、吸水率、稳定时间和形成时间的增加;方差分析表明各处理千粒质量和产量较CK呈显著或极显著差异。综合分析认为滴灌好于漫灌,D2(4月6日,滴灌)处理农艺性状较好,物质积累、产量和品质表现最好。由此得出,宁夏引黄灌区早熟冬小麦返青期较适宜的灌头水时间为4月6日左右,较适宜的灌水方式为滴灌。

不同栽培密度下大豆生长发育动态研究

[目的]研究宁夏引黄灌区不同密度栽培下大豆生育动态,确定综合性状表现合理的栽培密度。[方法]通过田间测定和实验室考种对宁夏引黄灌区不同密度下大豆生育动态进行研究。[结果]宁夏引黄灌区大豆株高随密度的增大而增高;干物质积累量随密度增大而增加;单株叶、茎干重随密度的增大而降低;不同密度下叶面积指数不同,最大叶面积指数随着密度的增大而增大。在宁夏引黄灌区,综合性状表现较合理的大豆种植密度为行距0.50 m,株距0.10 m。[结论]研究结果为宁夏大豆高产栽培提供了理论依据。

赤霉素处理对红地球葡萄树体及产量的影响研究

[目的]研究不同浓度赤霉素处理对红地球葡萄树体及产量的影响。[方法]以3年生红地球葡萄为试验材料,分别采用2个赤霉素浓度(10、20 mg/kg)对红地球葡萄全树进行喷洒,以清水处理作对照,测量红地球葡萄的粒径、单果重等形态学指标和葡萄可溶性固形物含量,研究不同浓度赤霉素处理对红地球葡萄树体及产量的影响。[结果]用20 mg/kg赤霉素浓度处理的红地球葡萄树体较对照生长旺盛;用10 mg/kg赤霉素浓度处理的红地球葡萄树体的单株产量、叶面积、粒重和粒径均较对照差异显著,分别比对照增加18.92%、13.08%、24.51%和9.44%。[结论]红地球葡萄树体的单株产量与结果枝,叶面积与营养枝、枝条总数、茎粗均呈正相关,营养枝与主茎粗、节间距呈负相关;红地球葡萄可溶性固形物含量随赤霉素处理浓度的增大而降低。

2004-2016年宁夏小麦播种面积及产量变化趋势分析

基于2004—2016年宁夏统计年鉴,分析了宁夏小麦播种面积、产量及线性趋势。结果表明,宁夏小麦种植面积由2004年的29.90万hm2下降到2016年的12.62万hm2,降幅54.9%;总产量由80.42万t下降到40.89万t,降幅49.2%。宁夏5市小麦播种面积和产量均呈下降趋势,播种面积降幅最大的是固原市,其次是吴忠市;产量降幅最大的是吴忠市,其次是固原市。播种面积变幅较大的是石嘴山市平罗县、银川市永宁县、吴忠市同心县、固原市原州区、中卫市海原县。2004、2016年宁夏小麦种植面积和产量的分级比较表明,同心县以南种植面积相对较大,产量较低,永宁县、贺兰县等引黄灌区种植面积次之,产量较高;盐池县种植面积和产量均最小。线性趋势表明,吴忠市(播种面积和产量)和固原市(产量)呈不显著下降趋势,其他各市播种面积和产量均呈现显著或极显著下降趋势。

宁夏灌区花生种质资源鉴定分析

[目的]为宁夏灌区花生生产提供理论依据。[方法]2014—2016年引进24份国内花生种质资源,在宁夏引黄灌区进行农艺、产量、抗病以及生物学等性状鉴定。[结果]整个生育期内鉴定品种病虫害较轻,株高、分枝数随品种的不同而不同。单株结果数5~52个,平均22.4个,饱果数占69.46%;百仁重51.7~108.4 g,属大中型果粒;出仁率65.21%~76.52%。相关分析表明,单株产量与株高呈显著正相关,与单株结果数、饱果数呈极显著正相关。产量0.64~4.11 t/hm^2,产量前4位的品种为天府18号、冀花11号、冀花7号、黑花生,均较对照(鲁花11号3.19 t/hm^2)增产,增幅8.78%~28.84%。[结论]筛选出了较适宜宁夏灌区种植的花生品种资源7份。

宁夏灵武市郝家桥镇农田土壤盐分含量的空间分布特点

采集了宁夏灵武郝家桥镇四个剖面的土壤样品进行分析,研究该地区农田土壤全盐及分盐的空间分布特点。结果表明:电导法、烘干残渣法、离子求和法所得结果相关性较好;该地区农田土壤在不同地点,不同层次间变化显著,并且土壤盐分随深度增加而下降;不同地点同一层次间土壤盐分含量不一致;该采样区水溶性盐以硫酸盐为主。

宁夏引黄灌区大豆农艺及产量性状分析

对宁夏黄灌区大豆农艺及产量性状的相关分析表明,株高与茎粗、底荚高度和主茎节数,生育时间与株高、主茎节数和百粒质量呈显著正相关;单株有效荚数与单株粒数、单株粒质量,单株粒数与单株粒质量、单位面积产量呈极显著正相关;单株粒数、单株荚数与百粒质量呈显著负相关。主成分分析确定4个主成分因子为产量、粒质量、茎粗和百粒质量。在所设计密度范围内有效荚数、单株粒数、粒质量和经济系数随密度的增大而减少。模拟产量回归方程表示为y=-1.962 6x2+6.639 2x+5.339 3(r2=0.846 5),解得密度在1.69×104/666.7m2时,可获得最高产量405.73kg/666.7m2。

大豆发展历史及其栽培技术研究进展

针对国内外大豆的栽培历史和研究现状,综述了大豆整齐度、产量相关性状的相关性、产量相关性状的发育动态、配方施肥、不同播期和密度等栽培技术对大豆产量性状关系的研究进展。提出了引种驯化、择优选取的观点。

喷施膨大剂对红地球葡萄的影响研究

通过红地球葡萄膨大剂处理试验研究,结果表明:膨大剂处理后的红地球葡萄果实粒径、果粒重较对照均达到显著差异水平;处理次数与每穗果粒数、果实含糖量成负相关,与平均果粒重、果实粒径成正相关;果实生长进程与对照有差异,整个生育期延长,成熟期较对照推迟。

宁夏干旱区豌豆地方老品种鉴定分析

2012—2014年,对宁夏干旱区豌豆地方老品种资源进行了收集、保存,同时对农艺性状、产量性状及抗逆性进行了鉴定评价。结果表明,鉴定品种均属中早熟品种、蔓生性、无限结荚、白色圆粒为主,均属多荚,以3粒荚较多;来自盐池县的材料以小粒型品种为主、其它各县以中粒型品种为主。产量以彭阳县最高,为3 334.50 kg/hm^2;其次是同心县、原州区,分别为3 166.05、3 106.65 kg/hm^2;海原县最低,为2 430.90kg/hm^2。聚类分析认为,总体上可以分为两大类型,第一类型为盐池县和海原县,表现特征是籽粒百粒重较小,产量较低,以小粒型品种为主;第二类型为同心县、彭阳县、原州区、西吉县、隆德县,表现特征是百粒重较高,产量较高,以中粒型品种为主。

库存年份对小麦和水稻种子发芽率及籽粒特性的影响

测定库存1～10 a小麦、水稻种子的发芽率、水分以及粗蛋白质等指标,明确种质资源库(常温)保存的种质发芽率、籽粒特性与保存时间的关系。结果表明,库存种质发芽率随着保存年份的增加而降低;籽粒水分随保存年份的增加呈升高趋势。品质分析表明,随保存年份的增加小麦硬度呈下降趋势,粗蛋白质含量呈现波浪式升高趋势,湿面筋含量、沉降值均呈缓慢升高趋势;水稻随保存年份的增加籽粒硬度、胶稠度呈下降趋势,粗蛋白质含量呈现波浪式升高趋势,而直链淀粉无明显规律。种质更新周期小麦为8 a、水稻为5 a。