连作棉田轮作苜蓿、小麦后对棉花光合能力和根系生长的影响

新疆棉花连作现象普遍,连作障碍严重,通过轮作调节农田生态环境、缓解棉花连作障碍对实现新疆棉花生产的可持续发展具有重要意义。基于棉花长期连作30年棉田土壤,设置连作棉花(CK)、轮作苜蓿2年后种植棉花(AC)及轮作小麦2年后种植棉花(WC)3个处理的根箱试验,研究这2种轮作模式对连作棉花地下部根系发育与地上部植株生长及叶片光合能力的影响,揭示轮作对连作棉花障碍的改善效果。结果表明,与对照相比,轮作小麦、苜蓿处理的棉花根长、根干质量和比表面积增加(增幅为6.90%~43.30%),且WC处理的增幅大于AC处理。根系条件的改善促进了地上部植株的生长与叶片光合能力。与对照相比,轮作小麦、苜蓿后棉花的叶绿素含量、净光合速率和单株质量增加(增幅为4.83%~40.49%),且WC处理的增幅大于AC处理。在新疆长期连作棉田轮作小麦和苜蓿,可发挥轮作增加植物多样性、改良土壤生态环境的效果,促进棉花根系发育,提高棉花叶片光合生产能力和生物量。轮作小麦对棉花生长的促进效果优于轮作苜蓿,可作为当地缓解棉花连作障碍的较佳种植方式。

小麦、苜蓿秸秆浸提液对棉花的化感效应

为缓解新疆棉花长期连作障碍,小麦和苜蓿与棉花合理轮作提供理论依据,研究不同质量浓度的小麦、苜蓿浸提液对棉花种子萌发和幼苗生长的影响。结果表明:小麦、苜蓿秸秆水浸提液对棉花种子的萌发表现出一定的化感效应,低质量浓度(10g/L)的小麦浸提液可促进棉花幼苗生长,根系活力、超氧化物酶(SOD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性的化感指数分别为0.22、0.12、0.22,高质量浓度浸提液均表现为抑制作用;苜蓿秸秆浸提液处理抑制了棉花种子萌发及幼苗生长,且抑制效应随着浸提液质量浓度增加而增加;随小麦、苜蓿秸秆浸提液质量浓度的升高棉花叶片中的丙二醛(MDA)分别由5.4、8.45μmol/g上升到10.16、13.06μmol/g,高质量浓度浸提液可破坏幼叶的生物膜系统,导致细胞内含物外泄,破坏抗氧化保护酶系统,过氧化物酶(POD)活性不断升高,加速植物的衰老。综合来看,苜蓿水浸提液对棉花的抑制作用大于小麦浸提液。

连作棉田间作洋葱、孜然对棉花光合特性及根系生长的影响

为探讨棉花间作模式调节农田生态环境、缓解棉花连作障碍的作用,以棉花连作30年土壤为对象,设置棉花间作洋葱、间作孜然处理,研究两种间作模式对棉花地上部光合特性、根系生长发育及土壤酚酸类化感物质含量的影响。结果表明,与对照相比,间作洋葱和间作孜然处理的棉花根长、根质量、比表面积分别增加54.5%、45.7%、16.3%和22.8%、15.7%、4.9%,初花期叶绿素含量、净光合速率比对照分别增加12.7%、12.2%和20.7%、7.2%。间作洋葱、孜然处理棉花根际土壤中3种主要酚酸类化感物质总量分别降低67.9%和57.8%,与单作相比差异显著。研究表明,长期连作棉田间作洋葱、孜然降低了棉田土壤中化感物质含量,改良土壤环境,促进棉花根系生长发育,提高棉花叶片光合能力及生物量,并且间作洋葱对连作棉花生长发育的调节效果优于间作孜然,可作为缓解棉花连作障碍的种植方式。

秸秆还田对长期连作棉田土壤有机氮组分的影响

探讨长期秸秆还田下连作棉田土壤有机氮组分的变化特征,对深入认识连作棉田土壤肥力演变及合理施肥均具有重要的理论价值。依据新疆绿洲棉花长期连作定位试验,设置秸秆还田条件下棉花连作5、10、15和20年(分别标记为5、10、15和20 a)及无秸秆还田处理下连作5、10、20年(分别标记为CK5、CK10和CK20)共计7个处理,采用Bremner酸水解蒸馏法对有机氮组分进行分级。结果表明:无秸秆还田处理下,随着连作年限的增加,土壤全氮明显增加,除氨基糖态氮逐渐下降,其他有机氮组分逐渐上升,但差异不显著(P>0.05)。与无秸秆还田处理相比,秸秆还田可以显著提高耕层土壤全氮和有机氮各组分含量,连作5、10和20年的土壤全氮分别比CK5、CK10和CK20增加了27.12%、29.56%、36.56%,差异显著(P<0.05);氨基酸态氮增加了44.93%、80.00%、61.11%,氨态氮增加了26.92%、34.48%和35.48%,氨基糖态氮增加了11.11%、62.50%、100%,未知态氮增加了11.56%、6.38%、24.59%,非酸解性氮增加了34.81%、13.16%、24.60%,连作20年均达显著水平(P<0.05),且随着连作年限的增加,各组分氮含量逐渐增加。同时,秸秆还田增加了氨基酸态氮和氨基糖态氮占全氮的比例,降低了酸解未知态氮比例,且随着连作年限的增加,氨基酸态氮比例上升,非酸解性氮比例下降。有机氮各形态在耕层土壤中的分布趋势为:非酸解性氮(173.32 mg·kg^(-1))>酸解未知氮(149.00 mg·kg^(-1))>氨基酸态氮(123.17mg·kg^(-1))>酸解氨态氮(100.42 mg·kg^(-1))>氨基糖态氮(30.42 mg·kg^(-1))。综上,秸秆还田能够提高长期连作棉田耕层土壤全氮和有机氮各组分含量,增强了土壤的供氮能力,提高土壤肥力水平。同时,秸秆还田增加了不易分解的酸解未知氮和非酸解性氮,维持了土壤氮库的稳定性。

SSR分子标记鉴定小豆F_1真假杂种

SSR分子标记以其含量丰富、多态性高、共显性等优点,被广泛应用于多种作物F1代的真假杂种和种子纯度的鉴定。本文对43个杂交组合的123个小豆F1代材料,利用亲本多态性SSR标记,鉴定出真杂种66个,SSR标记可以有效地应用于小豆杂交F1代真假杂种鉴定。