压差式和泵吸式施肥装置对棉花产量和氮肥利用率的影响

【目的】研究压差式施肥和泵吸式施肥两种施肥装置对滴灌棉田氮素吸收、棉花产量及氮肥利用率的影响,为新疆干旱区滴灌棉田水肥一体化技术提供理论依据。【方法】设置3个处理:不施氮(N_(0))、压差式施肥装置(N_(300)-压差式)、泵吸式施肥装置(N_(300)-泵吸式),其中氮肥为硫酸铵,用量为300 kg/hm^(2)。【结果】与N 0处理相比,N_(300)-压差式和N_(300)-泵吸式处理显著增加棉花总生物量、氮素吸收量和籽棉产量;与N_(300)-压差式处理相比,N_(300)-泵吸式处理滴头肥液铵态氮浓度分布更加均匀,且N_(300)-泵吸式处理棉花生物量、氮素吸收量、籽棉产量和氮肥利用率显著增加15.94%、31.50%、7.32%和52.98%。【结论】同一施肥量的条件下,泵吸式施肥装置滴头肥液铵态氮浓度随时间变化幅度比压差式施肥装置小,泵吸式施肥装置施肥均匀性优于压差式施肥装置,泵吸式施肥装置较压差式施肥装置促进棉花生长,且显著提高氮素吸收量及籽棉产量和氮肥利用率。

添加脲酶/硝化抑制剂对棉花养分吸收和产量的影响

【目的】研究添加脲酶抑制剂N-丁基硫代磷酰三胺(NBPT)和硝化抑制剂3,4-二甲基吡唑磷酸盐(DMPP)对棉花养分吸收和产量的影响。【方法】采取大田试验,供试棉花品种为新陆早64号和鲁棉研24号,共设置4个处理:不施氮肥(N_(0))、施氮肥(N_(300))、氮肥+脲酶抑制剂(N_(300)+NBPT)、氮肥+硝化抑制剂(N_(300)+DMPP)。【结果】与N_(0)相比,所有施氮处理均显著增加棉花生物量,促进棉花植株对养分氮、磷和钾的吸收。氮肥利用率从高到低顺序为N_(300)+DMPP>N_(300)+NBPT>N_(300)。施加氮肥和脲酶/硝化抑制剂均能显著提高棉花产量。鲁棉研24号养分吸收、氮肥利用率以及产量均优于新陆早64号,但生物量却显著低于新陆早64号。【结论】添加脲酶抑制剂和硝化抑制剂可以促进棉花植株对养分的吸收利用,并提高氮肥利用率和棉花产量。

研究生“土壤化学”精品课程建设探索与实践

加强研究生课程建设,提高课程质量,是推进研究生教育改革的重要任务。依托石河子大学研究生精品课程“土壤化学”建设项目,在全面分析课程建设所面临问题的基础上,从教师队伍、课程内容、教学方法和手段、网络教学平台、课程质量管理等方面总结了课程建设的具体举措,并提出了课程建设和教学改革的努力方向,以期为研究生核心课程建设和教学改革提供借鉴和参考。

乙酰氨糖虾壳复合素在棉花上的应用效果研究

乙酰氨糖虾壳复合素是一种富含氨基寡糖素的新型生物农药,可以提高植物抗病性。本文通过田间试验研究乙酰氨糖虾壳复合素不同施用方式对棉花黄萎病发生、棉花生长、养分吸收以及产量的影响。结果表明,乙酰氨糖虾壳复合素喷施或随水滴施对棉花黄萎病均有一定的控制作用,可以促进棉花生长,增加氮、磷、钾养分吸收量,提高产量。其中,乙酰氨糖虾壳复合素喷施结合滴施对棉花黄萎病的防治效果可达56.28%~65.00%,促进棉花养分吸收和产量提高的效果最显著。

乙酰氨糖虾壳复合素在棉花上的应用效果研究

乙酰氨糖虾壳复合素是一种富含氨基寡糖素的新型生物农药,可以提高植物抗病性。通过田间试验研究乙酰氨糖虾壳复合素不同施用方式对棉花黄萎病发生、棉花生长以及养分吸收和产量的影响。结果表明,乙酰氨糖虾壳复合素喷施或随水滴施对棉花黄萎病均有一定的控制作用,可以促进棉花生长,增加氮磷钾养分吸收量,提高产量。其中,乙酰氨糖虾壳复合素喷施结合滴施对棉花黄萎病的防治效果可达56.28%~65.00%,促进棉花养分吸收和提高产量的效果最显著。

硅提高旱稻生理功能和硒耐受性的机理

【目的】研究硅酸钠与亚硒酸钠对旱稻叶片表面硅化细胞结构及其体内抗氧化物质的影响,为干旱地区富硒旱稻高产栽培提供理论依据。【方法】田间试验在新疆石河子进行,设置基施硒肥0、7.2 kg/hm^(2)(Se0、Se)两个硒水平,基施硅肥0、250、500 kg/hm^(2)(Si0、Si250、Si500)3个硅水平,共计6个处理,供试硅肥和硒肥为分析纯硅酸钠和亚硒酸钠。在旱稻分蘖、孕穗、齐穗和灌浆中期,取叶片样品和根系样品测定丙二醛含量、抗氧化保护酶活性及叶片叶绿素(SPAD值)含量,齐穗期测定叶片中可溶性蛋白、可溶性糖和非酶类抗氧化物质含量,并观察叶片表面微观结构,成熟期测定旱稻稻米硒含量、产量和品质等指标,以明确施硅对旱稻生理特性、硒吸收及品质的影响。【结果】与Se0-Si0相比,施硅后水稻叶片表面松散的硅化细胞排列更加整齐均匀,形成梯状硅质体,提高了机械强度;施硅显著增加了旱稻叶片气孔开度和叶绿素含量,以Se0-Si500处理叶绿素含量最高,各生育期较Se0-Si0增加10.9%~16.9%;施硅提高了旱稻抗氧化能力,Se0-Si500处理各生育期根系超氧化物歧化酶(SOD)活性较Se0-Si0增加了14.2%~20.9%,分蘖、孕穗、齐穗期过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性较Si0分别增加了14.7%~30.4%和27.8%~52.6%。施硒条件下,Si250处理旱稻叶片抗坏血酸(AsA)、谷胱甘肽(GSH)含量较Si0分别增加了18.3%和25.2%,Si500处理与Si0基本持平。施硒处理较Se0处理旱稻叶片和根系MDA含量分别降低了15.6%~18.2%和16.9%~18.0%,叶片可溶性蛋白含量提高了16.5%~18.6%,叶片抗氧化酶SOD、POD、CAT活性分别增加了8.1%~8.9%、5.3%~8.8%、7.9%~16.4%。施硅显著促进了旱稻各器官硒吸收,Se0和Se条件下,Si250处理籽粒硒含量较Si0分别提升了150.0%和21.1%,Si500处理分别提升了250.0%和23.8%。施硅提升了旱稻千粒重、结实率,施Se条件下Si250、Si500处理较Se0条件下千粒重分别提高了6.4%、6.9%,结实率分别提高了7.9%、10.8%,产量分别提高了14.8%、16.5%。施硅后稻米精米率和整精米率上升,垩白粒下降,碾磨和外观品质提升;胶稠度增加,直链淀粉含量下降,显著提高了旱稻的食味品质,口感得到改善。【结论】施硅改善了叶片表面微观结构,提高了叶片气孔导度和叶绿素含量,显著提升并延长了叶片功能期对光温资源的利用,因而显著提高了产量。此外,施硅保持了较高的抗氧化酶活性、抗坏血酸和谷胱甘肽含量,因而提高了旱稻对硒的耐受性,提高了籽粒硒含量及品质和口感。综合各项指标,播种前基施250 kg/hm^(2)硅酸钠和7.2 kg/hm^(2)亚硒酸钠,是提高水稻产量和稻米硒含量的有效措施。

不同磷肥滴施对土壤有效磷时空分布、棉花产量 及磷肥利用率的影响

【目的】基于水肥一体化技术,研究了3种水溶性磷肥随水滴施条件下棉田土壤有效磷含量的时空动态分布,比较了不同磷肥对棉花生长、产量和磷肥利用率的影响,为滴灌棉田磷肥合理施用提供参考。【方法】于2020和2021年在新疆石河子进行田间试验,设不施磷肥(P0)和分别施用磷酸一铵(MAP)、磷酸(AP)和聚磷酸铵(APP)4个处理。在一个灌水施肥周期(7天)内,每天测定滴头两侧0—10 cm宽和滴头下0—40 cm深土壤有效磷含量。在棉花蕾期、初花期、盛花期和吐絮期,测定棉花植株干物质量、全磷含量和籽棉产量,同时取土样测定有效磷含量。【结果】在一个灌水施肥周期内(7天),3种滴施磷肥主要分布在滴头两侧0—5 cm宽和0—15 cm深的范围内。施肥后第1~3天,AP处理的土壤有效磷含量最高;第5~7天,APP处理的土壤有效磷含量最高。施用3种磷肥均显著提高了0—40 cm土层土壤有效磷含量,AP处理在棉花生长前期(蕾期)的土壤有效磷含量高于MAP和APP处理,APP处理在棉花生长中后期(盛花期—吐絮期)的土壤有效磷含量高于AP和MAP处理。棉花吐絮期总干物质量以APP处理最高,其次是MAP和AP处理,分别较P0增加了19.2%~29.5%、10.6%~20.4%和11.0%~19.8%;APP处理又较MAP、AP处理分别增加7.5%~7.8%和7.8%~8.1%。滴施3种磷肥均显著提高了棉花产量、磷素利用率、磷肥回收率和磷肥农学效率,增加幅度均以APP处理最高,其棉花产量较MAP和AP处理分别增加了3.2%~7.7%和5.6%~6.0%,磷素利用率较MAP处理显著增加了10.9%~18.4%,APP处理较MAP和AP处理磷肥回收率分别增加了43.2%~60.3%和12.0%~37.5%,磷肥农学效率分别增加了12.9%~47.4%和24.2%~34.4%。【结论】在同一灌水周期内,3种磷肥均分布在滴头两侧5 cm宽和15 cm深的土壤中,APP提升土壤有效磷含量的速率慢于AP。滴施磷酸和磷酸一铵在棉花蕾期的土壤有效磷含量高于APP,而在棉花盛花期—吐絮期正相反,因而滴施APP较磷酸和磷酸一铵可更有效促进棉花生殖器官生长和养分吸收,进而提高产量和磷肥利用率。

水氮耦合对滴灌棉田土壤有机碳组分及酶活性的影响

【目的】研究灌水量和施氮量对滴灌棉田土壤有机碳、氮含量及有机碳库稳定性的影响,为实现新疆棉花高效生产和可持续发展提供理论依据。【方法】采用两因素三水平完全随机区组设计进行棉花田间滴灌施肥试验,设置的3个灌水量(W)分别为360 mm (低量)、480 mm (适量)、600 mm (高量),3个施氮(N)水平分别为0 kg/hm^(2)、300 kg/hm^(2) (适量)和450 kg/hm^(2) (高量),共9个处理组合。棉花收获后,采集0—20 cm土层土壤,测定土壤有机碳(SOC)、水溶性有机碳(WSOC)、微生物生物量碳(MBC)、易氧化有机碳(EOC)和稳定态有机碳(NOC)含量,测定土壤脲酶(URE)、β-葡萄糖苷酶(BG)、N-乙酰基-β-D葡萄糖苷酶(NAG)活性。利用田间原位填埋尼龙网袋法测定各处理土壤有机物料(秸秆)分解率(OMDR),计算土壤碳库管理指数(CPMI)。【结果】与W600N450处理相比,2015和2016年W480N300处理土壤有机碳分别提高了8.9%和10.9%,C/N分别提高了16.2%和16.3%,EOC和NOC含量分别提高了11.8%~15.4%和14.3%~20.8%,WSOC含量分别降低了35.5%和21.8%。表明合理的水氮管理有利于提高土壤有机碳和稳定态有机碳含量,降低水溶性有机碳含量,提高土壤碳库的稳定性。与W480处理相比,W360处理MBC含量显著降低了13.1%,W600处理降低了WSOC和NOC含量;W360处理EOC含量两年分别降低了2.1%和5.3%,W600处理分别降低了4.1%和7.6%(P<0.05)。与N300处理相比,N0处理MBC含量降低了41.8%,N450处理降低了NOC含量,N0处理两年EOC含量分别降低了20.2%和16.7%,N450处理分别降低了3.8%和2.4%。表明施氮量对土壤有机碳组分含量的影响大于灌水量。同时,过量的灌水和施氮会降低稳定态有机碳含量,提高微生物生物量碳含量,不利于土壤有机碳的积累。高水(600 mm)和高氮(450 kg/hm^(2))显著提高了土壤酶活性,降低了土壤碳库管理指数。W480N300处理脲酶、β-葡萄糖苷酶和N-乙酰基-β-D-葡萄糖苷酶活性较W360N0分别提高了1.0%、22.4%和32.6%。W480N300处理下土壤CPMI最高。相关性分析结果表明,CPMI与活性有机碳(MBC、EOC)含量之间存在不同程度的正相关关系,与NOC含量存在负相关关系。【结论】在新疆滴灌施肥条件下,过高的灌水量和施氮量会降低土壤有机碳和稳定态有机碳含量,降低土壤碳库活度和碳库管理指数,提高微生物生物量碳含量以及酶活性,不利于维持土壤有机碳的稳定。本试验条件下,灌水480 mm配合施氮300 kg/hm^(2)的水氮管理有利于促进滴灌棉田土壤有机碳积累,提高有机碳活性。

不同滴灌施肥方式下棉花根区的水、盐和氮素分布

目的探讨不同滴灌施肥方式下土壤水、盐、氮和棉花根系的分布,对于滴灌条件下水肥盐的合理调控具有重要意义。方法在温室条件下应用15N标记尿素进行了不同滴灌施肥方式对土壤水、盐和氮素分布的影响及其与棉花根系分布之间关系的盆栽试验。根据滴灌灌水(W)和施肥(N)的先后顺序,设置4种不同氮肥施用方式:①氮肥在一次灌溉过程的前期施用(N-W);②后期(W-N);③中间(W-N-W);④全程施用(NW)。同时以传统的氮肥直接施入土壤后浇灌(SN-W)为对照。结果土壤水盐分布明显受灌溉方式的影响,但滴灌条件下不同施肥方式对土壤水盐分布无影响。氮肥滴灌施肥24 h后15N主要分布在0～20 cm深度土层,但不同施肥方式之间差异明显。NW处理15N在土壤中的垂直分布最深,但水平分布范围较小,且收获后土壤硝态氮在下层大量积累,容易造成淋失。相比之下,N-W处理15N在0～20 cm土层分布最均匀,收获后土壤硝态氮的残留量也最小,且棉花根系的生长和分布也优于其它处理。结论滴灌条件下,氮肥在一次灌溉过程的前期施用有利于提高氮肥利用率,减少氮素的淋洗损失。

基于MLR和人工神经网络的新疆杨日蒸腾量估算

为解决当前旱区防护林主要树种新疆杨日蒸腾量(Tr)估算值的精确度低、估算模型泛化能力差等问题,采用7种气象因子(日照时长、风速、相对湿度、饱和水蒸气压差、最低温、最高温和日均温)的8种组合作为模型输入,构建了传统多元线性回归模型(MLR)和人工神经网络模型(BP和Elman),估算2020年生长季新疆杨Tr值,并对3种模型不同输入组合的估算结果进行比较与评价;同时基于Garson算法量化各气象因子对Tr估算值的相对贡献率。结果显示,BP和Elman模型对Tr估算值的精确度超过73.66%,在不同输入组合下人工神经网络模型估算精确度比MLR模型提高了8.45%~31.33%,其中拓扑结构为6-4-4-1的Elman模型估算值的精确度最高;气象因子饱和水蒸气压差对Tr估算值的相对贡献率最大,相对湿度次之,不同温度变量对Tr估算值的相对贡献率依次为:日均温>最低温>最高温。结果表明,所构建的新疆杨日蒸腾量的估算神经网络模型可提高对干旱地区防护林蒸腾量的估算精确度。

不同滴灌施肥策略对棉花氮素吸收和氮肥利用率的影响

在温室条件下应用15N标记尿素进行了不同滴灌施肥策略对棉花氮素吸收和氮肥利用率影响的盆栽试验。根据滴灌灌水施肥时段的分配,设置四种不同氮肥滴灌施肥策略。研究结果表明,不同滴灌施肥策略显著影响棉花的干物质重和氮素吸收量,棉花的氮素吸收量明显受到根系生长的影响,整株氮素吸收量与根干物质重之间呈显著的正相关关系。在一次灌溉过程中先滴1/2时间的肥液,然后再滴1/2时间清水的施肥策略可显著促进棉花根系的生长,增加棉花的氮素吸收量,减少氮肥在土壤中的残留,提高氮肥利用率。因此,在膜下滴灌条件下采用合适的施肥策略有助于提高肥料的利用效率。

盐渍条件下苜蓿和羊草生长与营养吸收的比较研究

通过室内模拟试验 ,研究了盐分对苜蓿和羊草生长与营养吸收的影响 ,结果表明 ,盐度处理对羊草植株生长的影响低于对苜蓿的影响 ,羊草较苜蓿更为耐盐。苜蓿的蒸散量和净光合速率(NPn) ,尤其是日最大净光合速率受盐分的影响比羊草显著。随土壤含盐量的增加 ,苜蓿和羊草植株N、P含量无明显变化 ,K含量迅速降低 ,而Na含量急剧增加。苜蓿与羊草相比 ,苜蓿则有相对较低的K特定吸收率 (SAR)和高的Na特定吸收率 (SAR)。

土壤脱湿过程中NaCl胁迫对羊草生长和矿质元素吸收的影响

用不同盐分浓度的NaCl中性盐对羊草进行胁迫,探讨在土壤脱湿过程中,NaCl胁迫对羊草生长和矿质元素吸收分配的影响。结果表明,当土壤溶液NaCl浓度小于125mmol/L(土壤总盐小于0.34%)时,盐分胁迫对羊草株高、根长、干物质积累量和相对生长率(RGR)无显著影响,且根系的钾钠吸收选择性和运输选择性随盐度处理水平的增加而增强。但当NaCl浓度超过225mmol/L(土壤总盐大于0.53%)后,其株高、根长、干物质积累量和相对生长率(RGR)随盐度增加而显著降低(P<0.05),根系的钾钠吸收选择性和运输选择性也随盐度处理水平的增加而逐渐减弱。NaCl胁迫条件下,羊草对K、Ca的比吸收率(SAR)降低,茎叶K、Ca含量随盐度的增加显著减少(P<0.05),Na、Cl含量则均随盐度的增加而显著提高,植株K/Na降低。羊草茎叶的盐分离子(Na+、Cl-)含量与相对生长率(RGR)之间呈显著的负相关关系。

NaCl胁迫对苜蓿和羊草生长与水分利用的影响

通过室内模拟试验研究了干旱土壤中NaCl胁迫对苜蓿和羊草生长和水分利用的影响。结果表明 ,在干旱土壤中 ,羊草和苜蓿株高、根长、干物质积累量、相对生长率 (RGR)和蒸散量随盐度增加显著降低。羊草生长的临界土壤溶液NaCl浓度为 2 5 3mmol/L ,临界土壤含盐量为 0 .6 0 % ;苜蓿生长的临界土壤溶液NaCl浓度为 115mmol/L ,临界土壤含盐量为 0 .33%。羊草的蒸散水分利用率 (WUEET)、钾钠吸收选择性和运输选择性在NaCl 2 5～ 2 2 5mmol/L(总盐 0 .17%～ 0 .5 3% )时 ,随盐度增加而提高 ;而在高盐条件下 (NaCl 2 75～ 32 5mmol/L ,0 .6 3%～0 .73% ) ,则随盐度的增加明显降低。当盐度超过 12 5mmol/L (总盐 >0 .34% )后 ,苜蓿的蒸散水分利用率(WUEET)随盐度水平的增加显著降低。苜蓿植株的钾钠吸收选择性和运输选择性在不同盐度处理表现不一致。

不同滴灌施肥方式下棉花根区的水、盐和氮素分布

探讨不同滴灌施肥方式下土壤水、盐、氮和棉花根系的分布,对于滴灌条件下水肥盐的合理调控具有重要意义。在温室条件下应用15N标记尿素进行了不同滴灌施肥方式对土壤水、盐和氮素分布的影响及其与棉花根系分布之间关系的盆栽试验。根据滴灌灌水（W）和施肥（N）的先后顺序,设置4种不同氮肥施用方式：①氮肥在一次灌溉过程的前期施用（N-W）;②后期（W-N）;③中间（W-N-W）;④全程施用（NW）。同时以传统的氮肥直接施入土壤后浇灌（SN-W）为对照。土壤水盐分布明显受灌溉方式的影响,但滴灌条件下不同施肥方式对土壤水盐分布无影响。氮肥滴灌施肥24h后15N主要分布在0-20cm深度土层,但不同施肥方式之间差异明显。NW处理15N在土壤中的垂直分布最深,但水平分布范围较小,且收获后土壤硝态氮在下层大量积累,容易造成淋失。相比之下,N-W处理15N在0-20cm土层分布最均匀,收获后土壤硝态氮的残留量也最小,且棉花根系的生长和分布也优于其它处理。滴灌条件下,氮肥在一次灌溉过程的前期施用有利于提高氮肥利用率,减少氮素的淋洗损失。

不同土壤肥力棉田氮肥适宜用量研究

通过多年多点研究了北疆地区不同土壤肥力棉田氮肥的适宜用量。结果表明 :高肥力棉田氮肥的施用不宜过大 ,而低肥力棉田氮肥是增产的重要因素 ,增加氮肥用量可显著提高棉花籽棉产量。砂壤土棉田氮肥最佳经济施N量为 13.78～ 19.0 8kg/ 6 6 7m2 ;壤土棉田氮肥最佳经济施N量为 17.12～ 2 0 .74kg/ 6 6 7m2 ;粘土棉田氮肥最佳经济施N量为 15 .4 6～ 2 0 .83kg/ 6 6 7m2 。随着N肥用量的增加 ,肥料利用率明显降低。在低施氮量情况下 ,壤土的氮肥利用率较高 ,其次是砂壤土 ,粘土最低 ;当氮肥施用量较大时则相反。

盐渍土壤环境对羊草生长与养分吸收的效应

通过室内模拟试验研究了不同盐度胁迫对羊草生长与营养吸收的影响 ,结果表明 :土壤总盐 0 .172 %～ 0 .6 90 %条件下 ,羊草植株生长受到抑制 ,生物量减少 10 .13%～ 33.2 0 %。蒸散量和净光合速率随土壤盐度的增加而降低 ,尤其是日最大净光合速率受盐胁迫的影响显著 ,高盐处理羊草的日最大净光合速率较对照约减少 1/ 3。盐分抑制羊草对N、P、K的吸收 ,尤其K的吸收受盐分抑制显著 ,不同盐度处理羊草植株茎叶与根系K含量均显著降低。

绿洲盐渍化农区建设新农村问题的分析(二)——绿洲农区盐渍化危害的现代治理问题

新中国成立以来,新疆的盐渍化问题经历了:20世纪60、70年代的大面积次生盐渍化危害;70年代后期实施以"三大水工建设技术"为主体的现代技术措施,取得良好效果;进入21世纪后进一步发展了"机井灌排+现代节水灌溉技术"模式,也重视发挥农田生态系统的有利影响,提高和巩固了治理效果。当前,在实施"三大水工建设技术"基础上,进一步加强机井灌排,开发新的水土资源、不断发展应用现代农业技术,将会更有力地推进南、北疆的社会主义新农村建设。

激素对植物耐盐性影响的研究现状与展望

植物激素对植物生理代谢具有重要的调节作用 ,激素与植物耐盐性关系一直是植物耐盐机理研究的重要内容 ,为此就盐分胁迫对植物内源激素合成运输和含量的影响 ,激素与植物盐胁反应的关系 ,内源外源提高植物耐盐性的作用机理等问题的研究进展作了介绍 ,并对激素与植物耐盐关系的进一步研究进行了展望。

不同施氮量对甜菜的产质量效应研究

施用氮肥可显著促进甜菜叶丛生长，施氮量与产量和产糖量之间均呈二次曲线相关，与块根含糖率呈极显著的负相关，过量施用氮肥不利于甜菜干物质的合理分配，造成产量降低，产糖量减少。甜菜植株含氮量与施氮量呈显著正相关，地上部钾含量随施氮量增加而减少，而地下部钾含量随施氮量增加显著增加。本试验中甜菜的合理施氮量为120kg／hm2。