我国种子丸粒化研究现状及展望

种子是农业的“芯片”,在农业现代化进程中发挥重要作用。丸粒化是适应精量播种需要的新型种子处理技术,将填充剂、粘合剂、营养物质、保护剂、生长调节剂、染色剂等物料分层或混合包裹在种子表面,不仅能改变种子形状和大小,还具有保护种子、促进逆境下种子萌发和幼苗生长的作用。从种子萌发到幼苗建植是作物生产周期中最为脆弱的生育阶段,利用种子丸粒化技术促进种子萌发、提升幼苗素质对作物增产具有重要意义。本文综述了种子丸粒化技术的发展过程,种子丸粒化的作用原理、工艺流程及质量检验标准;总结了丸粒化技术在蔬菜和花卉、粮食和经济作物、牧草和绿肥、药用作物、林木的应用现状,明确了各自的研究重点和难点。在此基础上,提出今后的研究需加强跨学科交流协同,利用基因组学、代谢组学等高新技术加强种子休眠和萌发的信号途径研究和信号分子提取,明确丸粒化种子萌发的环境阈值,关注专用型丸粒化物料和特异性丸粒化工艺的研发,建立健全丸粒化种子质量标准,评估种子丸粒化对环境的长期影响,以期为促进我国种子处理技术快速发展提供理论支持。

暗管排水与秋葵种植协同改良滨海盐土的施肥效应研究

为探究不同施肥处理对暗管排水排盐的促进作用以及对土壤盐分含量的影响,采用模拟箱法,开展连续2 a的模拟试验。设计有机肥+化肥(NPK+OM)、有机肥(OM)、化肥(NPK)3种施肥处理,对照为不施肥(CK),以暗管排水水样和0~80 cm土层的土壤样品为研究对象,测定暗管排水量、暗管排盐量、暗管排水各盐分离子累计排出量、土壤电导率和土壤含盐量。结果表明,在暗管排水与秋葵种植条件下,施肥增加暗管排水量,不同施肥处理累计暗管排水量比CK高44.50%~74.55%。施肥增加暗管排盐量,不同施肥处理累计暗管排盐量比CK高33.35%~128.83%,以氯离子(Cl^(-))和钠离子(Na^(+))的排出量较高。施肥显著降低土壤电导率与土壤含盐量,2021年不同施肥处理0~80 cm土层土壤电导率比初始值低44.82%~74.06%,土壤含盐量比初始值低24.97%~66.80%,以NPK+OM处理效果最佳。在暗管排水与秋葵种植结合改良滨海盐碱地的过程中,施肥能够增加暗管排水量、排盐量,并降低土壤电导率与土壤含盐量,加快滨海盐碱地的改良速度,其中,以有机肥和化肥一起施用效果最好。

基于暗管埋设的农田生态工程对运东滨海盐碱地的改良原理与实践

我国具有丰富的盐碱地资源,滨海盐碱地是其重要组成。运东滨海平原盐碱地具有地下水埋深浅,土壤盐分重,土壤水盐季节性变化强烈等特点。基于上述特点,该区域农作物限制因子为盐分胁迫、干旱和涝渍害。针对限制因子总结了各种农田生态工程手段的实施及原理。通过对当地常见作物3种胁迫的敏感时期分析,结合农田生态工程原理,在河北省南大港管理区的荒地进行了农田生态工程改良盐碱地实践研究。结果显示,棉花、玉米的产量可分别达到2.23~3.98 t·hm-2和4.6~6.7 t·hm-2,接近当地耕地的平均水平。小麦-玉米一年两熟粮食总产量可达9.6~10.8 t·hm-2,小麦-谷子一年两熟粮食总产量达到9.1~11.9 t·hm-2。农田生态工程显著地增加了作物的种植适宜性,使多种轮作制度成为可能。但是单项的生态工程技术都有一定的局限性,如咸水结冰灌溉会增加土壤盐分,暗管工程会降低土壤养分含量和有效性,因此农田生态工程应系统化和体系化。多种技术手段互补,最终实现调整盐碱地土壤水分、盐分季节性分配,使作物避开盐分、水分胁迫敏感期,使作物生长与土壤水盐季节变化耦合,完成作物生命周期并形成产量,最后在周年内达到土壤积盐与排盐平衡。暗管工程必将取代明沟作为盐碱地区排水的基础,也是各项生态工程的基础。而农田生态工程技术的多样化、系统化和体系化是未来改良盐碱地的发展趋势。

运东近滨海地区燕麦秸秆盐分积累与改良盐碱地潜力分析

为探明燕麦在运东滨海盐碱地区秸秆盐分积累特点以及改良盐碱地的潜力,选用＂坝莜1号＂、＂白燕2号＂和＂花早2号＂燕麦,采用单因素随机区组试验,以品种和土壤含盐量作为因素,进行了2组田间试验,测得燕麦的生物量、秸秆离子浓度和积累量及秸秆与土壤离子浓度比值。研究结果显示,＂坝莜1号＂燕麦开花-灌浆至成熟期整株生物量从2.9 t·hm-2增加至3.8 t·hm-2,延迟20 d收获则减少至2.5 t·hm-2。＂白燕2号＂在低土壤盐分浓度（1.0 g·kg-1左右）下的生物量（3.1 t·hm-2）显著大于中浓度（2.0 g·kg-1左右,1.7 t·hm-2）和高浓度（3.0 g·kg-1左右,0.4 t·hm-2）下的生物量。中等土壤盐分浓度下＂坝莜1号＂的生物量（3.8 t·hm-2）显著高于＂白燕2号＂（3.1t·hm-2）和＂花早2号＂（2.2 t·hm-2）。＂坝莜1号＂秸秆中Na＋、K＋浓度从开花到成熟均显著增加,而Mg2＋、Ca2＋和Cl-则显著降低。延迟20 d收获,除Ca2＋外,其他离子浓度均显著降低。随着土壤盐分的升高,＂白燕2号＂秸秆Na＋、Mg2＋、Ca2＋和Cl-浓度显著升高,而K＋显著下降。3个品种的Na＋、K＋和Mg2＋之间存在显著差异,而Cl-和Ca2＋浓度无显著差异。燕麦秸秆中Cl-浓度最高,K＋和Na＋基本相当,均高于Mg2＋和Ca2＋。＂坝莜1号＂秸秆中Na＋、K＋、Mg2＋、Cl-积累量成熟期最高,延迟收获20 d后积累量均显著降低。＂白燕2号＂秸秆Na＋、K＋、Mg2＋、Ca2＋、Cl-积累量随土壤盐分升高显著下降。除Ca2＋外,Na＋、K＋、Mg2＋、Cl-积累量品种之间差异显著。＂坝莜1号＂秸秆与土壤离子浓度比值中,Na＋＋K＋最大（46~63）,其次是Cl-（30~46）、Mg2＋（24~30）和Ca2＋（3~15）;延迟收获后Na＋＋K＋和Cl-秸秆与土壤浓度比值显著下降,Mg2＋比值无显著变化,Ca2＋比值显著升高。随着土壤盐分升高＂白燕2号＂秸秆与土壤Na＋＋K＋和Cl-浓度比值显著下降,Ca2＋无显著变化。秸秆与土壤离子浓度比值在品种之间存在显著差异。燕麦理论上具有改良盐碱地的潜力,但收获时间和土壤盐分均会显著地影响燕麦生物量、离子浓度和积累量,从而影响燕麦改良盐碱地的效果。

太行山区植被NPP时空变化特征及其驱动力分析

本文基于2000—2014年MODIS NPP数据,结合同期土地利用变化、气温、降水和DEM数据,运用趋势分析法、相关系数法及分区统计法等方法,研究了太行山区2000—2014年植被NPP时空变化特征,分析了气温、降水等气候因素和人为因素对植被NPP变化的影响,为太行山区植被资源管理及生态环境调控提供参考。研究结果表明:(1)太行山区植被NPP多年平均值为284.0 g(C)·m^(-2)·a^(-1),耕地、林地和草地的NPP均值分别为302.5 g(C)·m^(-2)·a^(-1)、258.1 g(C)·m^(-2)·a^(-1)、286.5 g(C)·m^(-2)·a^(-1)。(2)2000—2014年太行山区植被NPP整体呈上升趋势,但大部分植被NPP变化未达到显著水平;16.17%的植被NPP显著或极显著升高,主要分布在太行山区西侧;0.88%的植被NPP显著或极显著降低,零散分布在研究区内。(3)不同植被类型NPP变化速率为草地>耕地>林地。(4)基于区域平均计算,太行山区植被NPP与降水显著正相关(P<0.05),与气温负相关(P>0.05)。基于像元计算,植被NPP与降水显著或极显著正相关区面积比例为23.82%,主要分布在太行山区北段,几乎没有显著负相关区;植被NPP与气温显著或极显著负相关区面积比例为8.42%,主要分布在太行山区西侧,显著或极显著正相关区面积比例为0.81%,主要分布在太行山区最北端。(5)研究期内气候因子对植被NPP的升高整体上表现为促进作用,而人为因素主要表现为抑制作用。太行山区生态环境保护仍应以减少人为干扰为主。

暗管控制排水技术在近滨海盐碱地治理中的应用研究

在春季冻融后期和雨季二个关键时间点进行暗管控制排水，以探讨暗管控制排水技术在盐碱地治理中的应用。结果表明，春季土壤冻融后期排水，可显著控制地下水位，降低土壤含盐量，以30 cm剖面处最显著。雨季排水时，连续强降水使作物涝渍时间减少2／3以上；强降雨后0～80 cm土体脱盐速度快；雨季后土壤脱盐率提高1倍以上。非控制排水时期，暗管区土壤返盐率为30．6％～117．8％，略高于对照区（28．1％～114．1％），但土壤含盐量略低于对照区。年周期内，暗管埋设区地下水位和土壤盐分整体上比对照区均有所下降。

高丹草种子丸粒化配方的筛选

采用混料试验设计,研究丸粒化制剂中不同物料(吸水树脂、花生壳粉、凹凸棒土)配比(共21种配方)对高丹草丸粒化种子物理性状、萌发特性和幼苗生长的影响,以筛选出最优丸粒化配方进而促进高丹草种子萌发及幼苗生长。结果表明,所有配方中,仅配方4(吸水树脂∶花生壳粉∶凹凸棒土=12∶73∶15)的种子发芽特性均较裸粒(CK)提高,其中发芽率是CK的1.04倍,发芽势是CK的1.45倍,发芽指数是CK的1.53倍;配方2(吸水树脂∶花生壳粉∶凹凸棒土=5∶80∶15)、配方10(吸水树脂﹕花生壳粉﹕凹凸棒土=19∶66∶15)、配方21(吸水树脂∶花生壳粉∶凹凸棒土=26∶52∶22)的种子出苗率分别较CK显著提高了23.8%、40.5%、22.6%;所有丸粒化配方幼苗的株高、最大叶长、叶面积均较CK有所提高;除配方20(吸水树脂﹕花生壳粉﹕凹凸棒土=12∶66∶22)、21外,其余配方幼苗鲜、干质量均较CK有所增加,尤其是配方4,显著高于CK。吸水树脂占比与抗压强度、吸水率、萌发特性相关指标呈极显著正相关,花生壳粉占比与种子萌发特性、幼苗生长情况相关指标均呈正相关,凹凸棒土、吸水树脂占比与种子萌发、幼苗生长相关指标均呈负相关性。综合考虑,配方4(吸水树脂∶花生壳粉∶凹凸棒土=12∶73∶15)为高丹草丸粒化制剂的最佳配方。

内蒙古河套灌区粮饲兼用高粱和谷子拔节期农艺性状对土壤盐分梯度的响应

粮饲兼用作物种植模式对内蒙古河套地区的农业、畜牧业可持续发展具有重要意义。本研究以粮饲兼用的2个高粱品种(‘F438’和‘2562’)和2个谷子品种(‘张杂19号’和‘张杂13号’)为试验材料,在内蒙古河套灌区五原县进行大田试验,研究2种作物拔节期的农艺性状对不同土壤盐碱水平的响应特征,并探讨作物不同农艺性状与土壤电导率(EC)的相关性。结果表明:以播种前样地的土壤EC为对照,至拔节期2个谷子品种土壤EC低于高粱品种;随土壤EC升高,谷子‘张杂13号’和‘张杂19号’的可见叶片数量、高粱‘F438’和‘2562’的叶片数均显著减少,表明高土壤含盐量显著抑制了2种作物的生长;高盐碱土壤显著限制了2种作物的株高和茎粗,谷子比高粱对土壤盐碱度的耐受能力更高;2种作物的叶面积对土壤盐碱水平都较敏感,低盐碱水平条件下叶面积已显著降低;随土壤盐碱程度增加,2种作物叶片叶绿素含量均呈下降趋势,2个高粱品种叶绿素含量受土壤盐碱梯度干扰相对较小。相关性分析结果表明,拔节期2种作物的茎粗、株高、叶面积和可见叶片数与土壤EC呈显著负相关。比较4个作物品种,谷子品种‘张杂19号’对土壤盐碱度的耐受能力较高,具有更强的盐碱地种植适应潜力。本研究结果对探明粮饲兼用作物在盐碱地种植模式的适应机制提供了科学依据,对内蒙古河套地区传统农业种植模式优化和畜牧业可持续发展具有重要意义。

暗管改碱技术试验区不同生境盐生植物资源及其群落特征

盐生植物群落的空间格局因受土壤盐碱化的影响而呈现一定的地域性差异,其群落特征及分布对土壤盐碱化程度具有良好的指示作用。研究盐碱地区盐生植物群落特征及其分布规律,对补充和完善土壤盐碱化程度的检测和评估方法及当地盐碱地的改良和生态环境治理均具有一定的指导意义。本文以河北沧州黄骅市暗管改碱技术试验区为例,采用五点取样法分别对地下埋设暗管的荒地、夏季休耕地和未埋设暗管的荒地、夏季休耕地4种生境的植被进行调查,并采用聚类分析方法和Shannon-Wiener指数、Pielou均匀度指数、Simpson指数等分析4种生境下盐生植物资源及其群落特征。结果表明,被调查的20个样方内共有植物8科17属19种,均为草本植物,划分为5种植物群落类型。地下埋设暗管后,抗盐能力相对较低的假盐生植物和非盐生植物逐渐替代真盐生植物,成为荒地和夏季休耕地植物群落的优势种。并且地下埋设暗管的荒地和夏季休耕地物种多样性指数和均匀度指数均高于未埋设暗管的荒地和夏季休耕地。由此可见,暗管改碱技术的实施能在一定程度上降低土壤盐渍化程度,有利于保护和提高植物物种多样性,对盐碱地生态环境质量的改善具有重要意义,建议对其进行进一步研究及推广应用。

内蒙古河套灌区盐碱地治理中农户参与意识及其影响因素

内蒙古河套灌区土壤盐渍化现象非常严重,而对于在盐碱地治理中起重要作用的基层农户,其参与意识及影响因素仍不明确。本研究利用参与式调查方法,对内蒙古河套灌区农户的种植结构、管理方式、盐碱地认知程度及参与盐碱地治理意愿等方面进行了深入了解,并利用相对感知强度和多元逻辑回归等方法,分析了农户盐碱地治理的参与意识及主要影响因素。结果表明,河套灌区长期采用大水洗盐的灌溉方式,施肥类型以化肥为主,有机肥施用较少。大水洗盐导致地下水位普遍偏高,春季返盐现象严重;较少施用有机肥不利于土壤结构的改良,可见河套灌区农户没有通过改变种植和管理方式来治理盐碱地的意识。有54%的农户认为自家的耕地土壤盐渍化较为严重,但是很少有农户主动采取治理措施。有72%的受访者表示愿意投入资金治理盐碱地,但能接受的投入成本较低(不超过750元·hm^(-2))。影响农民参与盐碱地治理意识的主要因素是文化程度(P<0.05),另外投入成本过高、缺乏技术支持等也是重要因素。因此,调整农作物管理模式、加强宣传教育、增加对农户的补助及技术支持是河套灌区盐碱地改良的必要方式。该结果可为扩大盐碱地治理的群众基础以及制定相关政策提供科学依据。

我国暗管排水技术发展历史、现状与展望

暗管排水技术是我国盐碱地改良、涝渍区排水、南方稻田养分管理的重要技术之一。21世纪前20年暗管排水技术蓬勃发展,综述其发展历史和现状有助于读者全面、系统地了解该项技术,掌握其未来的发展方向。基于CNKI、万方、维普、百度学术和Elsevier数据库及国家自然科学基金委网站、百度搜索等平台,采用数据统计分析方法对暗管排水技术发展动态、用途变化、应用的空间分布、应用面积和服务对象等进行分析。研究发现,近50年来我国暗管排水发展主要分为初步探索期(1976—1998年)、渐进发展期(1999—2008年)与蓬勃发展期(2009—2020年);江苏和山东为暗管排水技术研究的热门研究省份;水稻、小麦、玉米、棉花是我国暗管排水技术主要的服务对象;暗管排水技术正在盐碱地改良领域快速发展,主要以淋洗土壤盐分为主。水盐调控技术一体化以及暗管生态修复将是未来暗管排水发展的重要方向。随着暗管、滤料等材料的更新和暗管施工机械智能化铺设效率的提高,暗管排水技术的应用领域将更加广泛。

河北滨海盐碱地苜蓿营养品质对秋眠等级和茬次的响应

种植苜蓿是盐碱地资源高效利用的重要方式,对保障我国饲料粮安全具有重要意义,但苜蓿营养品质对秋眠型和刈割茬次及其交互作用的响应关系尚不明确。本研究旨在探讨河北滨海盐碱地秋眠型、刈割茬次及其交互作用对苜蓿营养品质的影响。试验选择5个秋眠型(极秋眠型、秋眠型、半秋眠型、非秋眠型和极非秋眠型)共计40个苜蓿品种和6个刈割茬次开展研究。研究发现:1)苜蓿粗蛋白产量受秋眠等级和刈割茬次及其交互作用的影响(P≤0.05),其中极秋眠型苜蓿年总粗蛋白产量最高,比半秋眠型增加14.5%。除第5茬秋眠型处理间苜蓿粗蛋白产量有显著性差异(P<0.05),其他茬次均无显著差异。2)随着刈割茬次的递增,苜蓿粗蛋白含量呈先上升后下降的趋势,其中第6茬极秋眠型苜蓿粗蛋白含量为21.5%,显著高于非秋眠型(P<0.05)。3)秋眠型对第1茬苜蓿中性洗涤纤维含量影响显著(P<0.05),最高的中性洗涤纤维含量出现在极秋眠型。4)秋眠型和刈割茬次及其交互作用对苜蓿相对饲喂价值影响显著(P<0.05);最高苜蓿相对饲喂价值出现在第4茬;极非秋眠型第1茬苜蓿相对饲喂价值为165.3,显著高于极秋眠型(P<0.05)。综上所述,在滨海盐碱区苜蓿营养品质受秋眠型和刈割茬次的影响,特别在气温较低条件下的头茬和末茬苜蓿,弱秋眠性苜蓿第2~4茬具有较高的饲用潜力。

暗管排水对高水位盐碱地的治理效果及服务价值影响分析

河北省东部沿海地区盐碱地资源丰富,但盐渍化程度高,暗管排水工程是行之有效的盐碱地改良手段,为检验暗管排水治理盐碱地的综合效益,立足农田试验尺度,在分析暗管排水工程治理效果的基础上,从植物多样性、作物产值两方面论述了雨季暗管排水工程对农田生态价值、生产价值的影响,最后运用当量因子法测算了农田生态系统综合服务价值,从生态系统服务价值角度阐述了雨季暗管排水工程对农田生态系统的影响。试验证明:雨季暗管控制性排水能有效控制地下水埋深,有效减少涝害发生;暗管排水工程可有效降低土壤含盐量并减缓表层土壤碱化进程;暗管排水工程的实施可以有效维持植物多样性;暗管排水工程通过面积增加与耕地质量提升可有效增加农田生态系统的粮食生产价值;暗管排水工程对农田生态系统服务价值的影响主要体现在生产功能价值的增加(87027.91元·a^(-1))。

甜高粱生产要素特征、成本及能源效率分析

为总结我国甜高粱品种、生产技术以及不同区域生产成本和能源效率的差异,通过文献研究和田间调查,采用数值描述和因子分析的方法对我国现有甜高粱品种的特性、生产技术以及对冷凉地区(内蒙)、干旱地区(新疆)和盐碱地区(山东)的生产成本和能源效率进行分析。结果显示:多数品种生育期113～130d,锤度9.0%～16.0%,鲜秸秆产量31.2～64.7t/hm2,株高223.1～312.7cm,茎粗1.48～1.89cm,籽粒产量在2.07～3.39t/hm2之间。籽粒、秸秆产量和锤度的变异系数分别为42.1%、50.5%和41.9%。耕作、灌溉、施肥、除分蘖、施用农药和防止倒伏等农艺措施都会对甜高粱的产量产生显著影响。对生产成本的因子分析结果为:其KMO值为0.84,Bartlett球型检验值(P<0.01)14 970;旋转后3个公共因子方差贡献率分别是48.18%、41.66%和6.78%,累积贡献率为96.61%;综合得分内蒙(-15.22)最好。利用茎秆生产无水乙醇原料耗能2.7×103～7.4×103 MJ/t,综合利用后耗能1.4×103～3.9×103 MJ/t。能量产投比分别为4.0～10.9和7.6～20.7。甜高粱作为能源作物从经济成本和能源效率上可行,各生产要素中人工投入对成本、生产资料对能源效率的影响最大。因子分析综合评价认为各要素成本在区域之间有显著差异。在不同区域平衡机械和人工投入对成本和能源效率的影响具有重要意义。

24个甜高粱品种主要农艺性状与品质性状遗传多样性分析

本研究对国内9份和国外15份甜高粱自交系品种的45个农艺性状和品质性状在新疆干旱区的表现进行遗传参数分析。目的是了解甜高粱种质资源在新疆干旱区的表现,为新疆干旱区甜高粱品种选育提供参考依据。遗传多样性分析表明,主要农艺、产量及品质性状的遗传多样性指数平均为1.831 9,明显高于分级性状的0.779 6。其中,茎秆产量的遗传多样性指数达到1.817 2,茎秆可溶性总糖含量遗传多样性指数为1.946 9。变异系数分析表明,各性状的遗传变异潜力较大。其中,叶鞘可溶性总糖含量变异系数最大为50.3%,播种-出苗期变异系数最小为5.7%,总体平均为23.9%。遗传参数分析表明,农艺性状平均广义遗传率为0.74;产量性状平均广义遗传率为0.92;各品质性状平均广义遗传率为0.93,其中茎秆可溶性总糖的广义遗传率达到0.99。进一步分析发现茎秆产量和茎秆可溶性总糖含量的相对遗传进度分别为81.1%和84.9%,可获得遗传增量分别是122.3和212.3g/kg,说明该甜高粱群体的茎秆产量和茎秆可溶性总糖含量均有着巨大的改良潜力。

基于能源利用的高粱配合力和杂种优势分析

为选育生物量高的能源高粱(Sorghum bicolor L.Moench),本研究对不同类型的15个高粱品种和4个不育系,采用NCⅡ遗传交配设计,获得60个杂交组合,对地上部生物量等11个性状进行了配合力和杂交优势分析。结果表明:地上部生物量等10个性状的遗传是由加性和非加性基因共同控制,倒伏率主要受加性基因控制。父本NW-21、绿能3号和母本A3晋粱5A地上部生物量的一般配合力效应值极显著高于对照,是适宜组配高生物产量能源高粱杂交种的父、母本材料。A3三尺三A×绿能3号和A3三尺三A×Saccaline是地上部生物量特殊配合力效应值较高的组合。杂交高粱中在地上部生物量上存在超标优势。

不同类型高粱主要农艺性状与品质性状差异分析

对来自国内外60份不同类型高粱材料的农艺性状、产量性状和品质性状在新疆干旱区的表现进行分析比较,目的是了解不同高粱类型在新疆干旱区的差异表现,为新疆干旱区能源用高粱品种选育提供参考依据。研究发现,供试高粱材料间生育期差异显著(P<0.05),其中,甜高粱的生育期最长,平均为116.8d,变幅在100.5～131.5d之间。农艺性状分析发现,帚高粱的株高最高,平均为275.2cm,籽粒高粱最矮,平均只有235.6cm。甜高粱的伸长节间数最多,平均为12.6个,其中,甜高粱X054伸长节间数最多,为15.6个。各高粱类型的产量构成差异较大,籽粒高粱的籽粒产量最高,平均为7.9t/hm2,而甜高粱和帚高粱的茎秆产量较高,分别为10.3和10.2t/hm2,全株总干物质积累量以甜高粱为最高,平均为25.3t/hm2,变幅在18.4～31.5t/hm2之间,其次为帚高粱的23.6t/hm2,籽粒高粱最低,平均只有20.3t/hm2。品质性状分析表明,籽粒各组分含量最为稳定,各高粱类型间差异较小,其次为叶片和叶鞘,而不同高粱类型间茎秆的碳水化合物含量和木质素含量差异较大,其中,甜高粱表现出更高的可溶性总糖含量,平均为236.6g/kg,是籽粒高粱的3倍、帚高粱的2倍之多,而甜高粱的木质纤维素含量明显低于籽粒高粱和帚高粱,特别是纤维素含量,平均要低100g/kg以上。碳水化合物产量分析发现甜高粱和帚高粱的平均积累量较高,分别为14.2和13.8t/hm2,各高粱类型中均以纤维素和半纤维的贡献最大,特别是帚高粱材料,平均贡献率达65.9%。综上,相比于籽粒高粱和帚高粱,甜高粱整体表现出更强的能源利用潜力。同时应指出,各类型高粱材料均为宝贵的种质资源,应充分的挖掘利用,以筛选并进一步培育出适合新疆干旱区种植的能源用高粱新品种。

高水位区暗管埋设下土壤盐分适时立体调控的生态效应

高水位地区作物生长关键期采用微咸水或咸水灌溉被证明在一定条件下可以起到增产正效应,但同时却存在着土体盐分积累及其对下茬或次年种植影响的生态负效应.为探讨消除或抑制微咸水或咸水灌溉对土壤盐分积累的生态负效应,保证作物种植增产的正效应,本文在河北近滨海高水位盐碱区开展了为期2年的试验研究,探讨了旱季微咸水或咸水灌溉带来的盐分异位积累与离子分布变化特征,分析了雨季关键期暗管适时排盐对土壤盐分的立体调控生态效应.结果表明:旱季咸水灌溉后土壤经历"积盐-脱盐-二次积盐"3个阶段;灌溉初期,1 g·L^(-1)咸水灌溉处理下0~50 cm土体脱盐,土壤含盐量随土壤深度增加而增加,HCO_3^-含量增加,其他离子含量降低;6与13 g·L^(-1)咸水灌溉处理下0~50 cm土体积盐,土壤含盐量随土壤深度增加而降低,HCO_3^-含量降低,其他离子含量增加;雨季暗管适时立体调控脱盐效果显著,土壤脱盐率达16.0%~45.7%,同降雨量下,降水分布越集中,脱盐效果越好;周年时间尺度上,咸水灌溉小区土壤积盐量小于对照区;咸水灌溉处理小区冬小麦产量显著高于对照处理,1 g·L^(-1)处理高于6与13 g·L^(-1)处理.

氮素对干旱地区甜高粱碳水化合物和理论乙醇产量的影响研究

利用新疆干旱地区4个甜高粱常用品种(杂交种早熟1号和醇甜2号,常规种丽欧和绿能3号)研究其在2个氮素水平下(N0∶0kg/hm2 N和N150∶150kg/hm2 N)全生育期不同碳水化合物含量和产量的变化规律,用以了解品种和氮肥对甜高粱碳水化合物产量的影响,并评估这4个品种在新疆干旱地区生产乙醇的潜力。研究结果表明,随着生育进程的推进,全株可溶性碳水化合物的含量和产量,纤维素、半纤维素的产量都呈现增加趋势,而全生育期半纤维素的含量较稳定。不同的甜高粱品种全株碳水化合物的含量和产量有显著差异,杂交种早熟1号和醇甜2号全株可溶性碳水化合物的产量显著(P<0.05)高于常规种丽欧和绿能3号。品种间不同器官碳水化合物产量所占比重也不同,杂交种早熟1号和醇甜2号的可溶性碳水化合物主要分布在籽粒,而常规种丽欧和绿能3号的可溶性碳水化合物主要分布在茎。乙醇产量潜力分析表明,乙醇产量主要来源于可溶性碳水化合物;杂交种早熟1号和醇甜2号的总理论乙醇产量(分别为10 148和9 982L/hm2)显著(P<0.05)高于常规种丽欧和绿能3号的总理论乙醇产量(分别为9 017和8 728L/hm2)。氮肥的施用并不能显著(P<0.001)增加甜高粱全株可溶性碳水化合物的产量,但能显著(P<0.001)增加全株纤维素、半纤维素理论乙醇产量。