有机肥替代化肥对马铃薯生长生理特性及产量的影响

【目的】从光合特性、抗氧化酶活性变化等方面揭示有机肥替代化肥影响产量的主要机制,以期为陇中旱农区马铃薯绿色生产提供理论依据。【方法】设置单施化肥(T1),50%有机肥代替化肥(T2),25%有机肥代替化肥(T3)和不施肥(T4,对照)4个处理,研究不同处理对马铃薯生长发育、光合生理特性及产量的影响。【结果】T2处理显著促进马铃薯的生长,T2处理50%替代比例下叶面积指数、叶绿素a、叶绿素b和叶绿素a+b较T4处理分别显著增加112.5、50.82、82.86和57.59%,有机肥替代化肥增加了块茎膨大期与淀粉形成期的超氧化物歧化酶活性,降低了丙二醛含量,其产量较T1和T4处理增幅为7.89%和28.37%。T2处理通过优化叶面积指数、叶绿素含量和光合特性之间的关系,提升叶片抗氧化酶活性,延缓了植株衰老,增加了叶片的光合效率与干物质的有效转运,提高了产量。【结论】50%有机肥替代化肥是适宜该区的科学替代比例。

氮密互作对旱作马铃薯光合特性、干物质积累及产量的影响

为筛选陇中旱农区马铃薯适宜的施氮量和种植密度,以‘陇薯16号’为供试品种,设置2个施氮量:200 kg·hm^(-2)(N1)和300 kg·hm^(-2)(N2),3个种植密度:3.75(D1)、5.25(D2)、6.75(D3)万株·hm^(-2),共6个处理,分析不同施氮量和种植密度对马铃薯光合特性、干物质积累与产量的影响。结果表明:在淀粉积累期,N1D2处理叶面积指数较N1D1处理提高11.91%;在块茎膨大期,N1D2处理Rubisco活性较N1D3处理提高9.05%;块茎膨大期和淀粉积累期,N1D2处理的叶片光合速率、蒸腾速率和气孔导度最大,两个时期干物质积累量较其他处理分别提高5.29%~31.12%和8.82%~27.49%;N1D2处理下产量和净收益最高,2022年分别较其他处理提高6.14%~36.21%和5.13%~169.16%,2023年分别较其他处理提高4.11%~29.46%和21.56%~76.55%。在陇中旱农区,‘陇薯16号’生产中推荐施氮量为200 kg·hm^(-2),种植密度为5.25万株·hm^(-2),能够保证马铃薯产量,同时提高其经济效益。

铁、锌肥对马铃薯产量、品质及土壤养分的影响

为探索陇中旱农区马铃薯优质高产的微肥配施量,开展铁、锌肥对马铃薯产量、品质和土壤养分营养影响的研究。采用双因素随机区组设计,以锌、铁肥为参试因子,其中锌、铁肥各设3个施肥水平,分别为:锌肥(0、20、40 kg/hm^(2))、铁肥(0、10、20 kg/hm^(2)),共计9个处理。结果表明,铁、锌肥单施及其二者的交互作用对马铃薯产量、品质及土壤有效锌和铁含量有显著影响(P<0.05)。其中,Fe2Zn0、Fe0Zn2产量较Fe0Zn0提高15.0%、19.5%,Fe2Zn2较Fe0Zn0产量提高21.5%;Fe2Zn0较Fe0Zn0铁含量提高12.4%,Fe0Zn2较Fe0Zn0锌和铁含量提高10.8%和9.8%;Fe2Zn2的产量、淀粉、铁和锌含量分别较Fe0Zn0显著提高21.5%、3.4%、17.3%和13.6%。在0~10和10~30 cm土层,Fe2Zn0有效铁含量较Fe0Zn0分别显著提高15.0%和4.0%,Fe2Zn2有效锌含量较Fe0Zn0显著提高104.2%和42.9%。综合考虑,在本试验条件下,铁、锌微肥单施用量分别为20 kg/hm^(2)和40 kg/hm^(2),配施用量为铁肥20 kg/hm^(2)配施锌肥40 kg/hm^(2)效果最佳,且有利于马铃薯的提质增产。

铁锌肥对陇中旱农区马铃薯光合特性和产量的影响

【目的】通过大田试验,研究铁、锌肥施用量对马铃薯光合特性、干物质积累分配及产量的影响,以期为黄土高原马铃薯产量的提升提供理论参考和技术支撑。【方法】选用当地主栽品种新大坪为供试材料,处理包括3个施铁量Fe_(0)(0 kg/hm^(2))、Fe_(1)(10 kg/hm^(2))、Fe_(2)(20 kg/hm^(2))和3个施锌量Zn_(0)(0 kg/hm^(2))、Zn_(1)(20 kg/hm^(2))和Zn_(2)(40 kg/hm^(2))。【结果】马铃薯叶面积指数在Fe_(0)Zn_(2)处理下达到最大值,较不施肥提高26.7%;Fe_(2)Zn_(2)马铃薯叶片SPAD值较不施肥提高21.0%;基施铁、锌肥可改善马铃薯光合特性,Fe_(0)Zn_(2)、Fe_(2)Zn_(0)和Fe_(2)Zn_(2)净光合速率较不施肥分别提高54.8%、54.8%、53.0%,产量较不施肥分别提高19.5%、15.0%、21.5%;Fe_(2)Zn_(2)处理马铃薯块茎铁、锌含量达到最大,较不施肥分别增加17.2%、13.8%。【结论】陇中旱农区马铃薯铁、锌肥单施适宜施量分别为20 kg/hm^(2)和40 kg/hm^(2),配施适宜施量分别为铁肥20 kg/hm^(2)、锌肥40 kg/hm^(2)。

冬油菜在陇中旱农区的适应性及抗风蚀效应

为探究不同品种冬油菜在陇中旱农区的适应性及抗风蚀效应,以6种冬油菜(白菜型冬油菜‘HN12PZ16-2’‘、HN12PZ16-65’和‘平试8’,甘蓝型冬油菜‘QL-GAU-201’‘、QL-GAU-196’和‘低(1)-19’)为研究对象,具体分析其在陇中地区的越冬率、防风蚀效应、产量及含油量。结果表明,白菜型油菜由于冬前根冠比显著高于甘蓝型油菜,越冬存活率显著高于甘蓝型油菜,‘HN12PZ16-65’越冬率最高,达88.33%。白菜型油菜由于较高的株高和千粒重,产量和含油量显著高于甘蓝型油菜‘,HN12PZ16-65’产量(2937.00 kg/hm2)和含油量(43.67%)均最高。冬油菜冬前干物质积累量高,提高了农田起动风速,显著降低农田风蚀量,6个冬油菜品种农田土壤风蚀量较露地下降了88.77%~92.79%。因此‘,HN12PZ16-65’在陇中地区有较强的抗旱性,越冬率高,产量和含油量好,适应性好,且具有良好的防风蚀效应,适于陇中旱农区防风蚀越冬栽培。

合成生物学与工程化T细胞治疗

近年来,工程化T细胞治疗在肿瘤免疫治疗领域取得了重大进展。工程化T细胞治疗主要包括T细胞受体基因工程T细胞(T-cell receptor-engineered T cell,TCR-T)疗法和嵌合抗原受体T细胞(chimeric antigen receptor T cell,CAR-T)疗法,其中,CAR-T疗法在恶性血液肿瘤中展现出了巨大的潜力和应用价值,而TCR-T疗法则在部分实体瘤中呈现出了较好的治疗效果。然而,针对大部分肿瘤,特别是实体肿瘤,当前工程化T细胞疗法还存在效率低、安全性不足等问题。通过合成生物学手段使工程化T细胞克服当前限制,将为研制更安全、高效的工程化T细胞带来新的机遇。本文将从工程化T细胞的结构和信号激活、靶点选择、亲和力优化、安全性改造以及基因编辑改造等方面综述工程化T细胞的合成生物学改造策略,并探讨这些优化措施在肿瘤免疫治疗应用中的最新进展。

保定市高新区正誉绿谷设计

高强度住区的建筑形态受制约因素较多,多呈现千篇一律的风貌。以保定市高新区正誉绿谷为研究对象,从规划构思、总体布局、交通流线、平面设计、立面设计、节能设计和景观设计等方面,探索在城市核心区的高强度住区内创造具有“绿谷”意向的居住环境,以满足居民对多样化居住环境的要求。

不同耕作措施对旱地作物生育期农田耗水结构和水分利用效率的影响

陇中黄土高原旱农区降水有限、水分利用效率低下是导致该区作物生产力水平低而不稳的主要原因。发展保护性耕作是保护水土资源、提高水分利用效率的重要途径。为揭示耕作措施影响水分利用效率的机制,2015—2016年在陇中黄土高原旱农区研究了不同耕作措施对土壤棵间蒸发、农田耗水量、作物蒸腾量、棵间蒸发与蒸散的比例、产量及水分利用效率的影响。试验设置传统耕作(T)、免耕秸秆覆盖(NTS)、免耕(NT)、传统耕作+秸秆翻入(TS)、传统耕作+覆膜(TP)、免耕覆膜(NTP)6个处理,春小麦和豌豆年间轮作。结果表明:(1)春小麦和豌豆全生育期棵间蒸发量NTS、TP、NTP比T显著减少6.52%~50.81%,NTS降低棵间蒸发量的作用主要在小麦开花后和豌豆结荚后,地膜覆盖在各个生育时期基本上都显著减少了棵间蒸发。(2)NTS对全生育期耗水量无显著影响,NTP的耗水量只在小麦地显著高于T。相比T,NTS显著提高了小麦开花-收获和豌豆结荚-收获期间的阶段耗水量及其占总耗水的比例。(3)NTS、TP、NTP均显著提高了春小麦和豌豆的蒸腾量,降低了田间的蒸发占蒸散的比例,降低了水分的无效损耗。(4)各年份春小麦和豌豆的产量NTS、TP、NTP比T提高了7.64%~62.79%,水分利用效率比T提高了0.43%~50.88%。因此,在陇中黄土高原旱农区,免耕秸秆覆盖、地膜覆盖等保护性耕作措施均能提高水分利用效率及小麦和豌豆的产量。免耕秸秆覆盖通过降低作物生长后期棵间蒸发量,提高作物生长后期耗水量,降低蒸发与蒸散的比例,从而提高春小麦和豌豆的水分利用效率及产量。而地膜覆盖处理主要是通过减少全生育期棵间蒸发量,增加作物全生育期蒸腾量,降低蒸发与蒸散的比例,从而实现作物水分高效利用,提高作物产量。

“新农科建设”背景下农学专业实践教学的改革与创新

新时代视角下,“新农科建设”为我国高等院校农学专业创新人才培养模式指明了新的方向。文章通过分析“新农科建设”背景下农学专业人才需求状况,提出了农学专业创新的实践教学模式,针对创新的实践教学模式应采取的改革体制。探索农学专业“产学研”协同创新人才培养的实践教学模式,旨在进一步提高农学专业人才培养质量,满足“新农科建设”背景下社会对农学专业人才的需求。

高等院校农学专业毕业实习问题剖析与改革对策

纵观我国农业院校农学专业毕业实习模式及成果,以甘肃农业大学农学专业生产毕业实习为例,剖析了农学专业毕业实习现存的培养目标不明确、课程设置不合理、实习生缺乏积极性与兴趣、实习基地建设不足、实习经费少及评价体系不完善等问题。立足于本科教学客观实际条件,围绕以提高毕业实习质量、以培养学生实践操作技能为目标,重点探讨问题的解决对策,并提出通过优化毕业实习内容、筛选运行模式、提升实习(试验)方法手段、探索保障体系、构建实践创新与改革模式等解决毕业实习的有效措施,以保证毕业实习质量,切实提高实习生的实践操作技能,构建高校农学专业毕业实习支撑体系,有效促进农学专业理论与实践教学质量,为培养综合性人才奠定基础。

耕作措施对陇中旱农区土壤细菌群落的影响

为探究耕作措施对陇中旱农区麦豆轮作系统土壤细菌多样性的影响,借助2001年在陇中旱农区建立的不同耕作措施长期定位试验,应用高通量测序技术比较传统耕作(T)与3种保护性耕作(免耕(NT)、传统耕作+秸秆还田(TS)和免耕+秸秆覆盖(NTS))对麦豆轮作体系土壤有机碳、全氮、微生物生物量碳、微生物生物量氮及细菌群落结构影响。结果表明:1)相对于传统耕作,秸秆还田显著增加0～10 cm、10～30 cm土壤有机碳、全氮、微生物量碳和微生物量氮含量,其中NTS处理0～10 cm、10～30 cm土层有机碳、全氮、微生物量碳和微生物量氮含量较传统耕作分别提高28.27%、114.16%、13.51%、49.14%和39.86%、98.05%、10.78%、40.72%。2)酸杆菌门(26.42%)、变形菌门(19.86%)和放线菌门(19.44%)为陇中旱农区麦豆轮作系统土壤细菌的主要优势种群,NTS处理下酸杆菌门、放线菌门和变形菌门丰度较传统耕作显著提高35.11%、33.77%和30.17%。3)与传统耕作相比,保护性耕作提高了0～30cm土层土壤细菌的Observedspecies指数、Chao指数、香农指数、辛普森指数,以NTS处理提高最为显著。因此,在陇中旱农区推广以免耕秸秆覆盖为主的保护性耕作措施有利于增加土壤碳氮固存、提高土壤细菌群落丰度和多样性和土壤的生物活性,促进农业的可持续发展。

半干旱区保护性耕作对旱作春小麦光合特性和产量形成的影响

为探究黄土高原半干旱区保护性耕作提高春小麦产量的光合生理机制,依托黄土高原半干旱区2001年建立的不同耕作措施长期定位试验,于2019年研究了传统耕作(T)、传统耕作秸秆翻入(TS)、免耕秸秆不覆盖(NT)、免耕秸秆覆盖(NTS)四种耕作措施对春小麦叶片光合相关性状、干物质积累和产量的影响。结果表明,小麦叶片叶绿素含量和叶面积指数在抽穗期达到峰值,保护性耕作延缓了花后叶片衰老,其中NTS处理的叶片叶绿素含量和叶面积指数在乳熟期均显著高于其他处理;耕作措施对开花期小麦旗叶RuBP羧化酶活性没有影响,但在灌浆期免耕和秸秆还田均提高了RuBP羧化酶活性,其中NTS处理的RuBP羧化酶活性是T处理的1.95倍;秸秆覆盖对小麦旗叶光合速率、蒸腾速率、气孔导度影响显著,NTS处理可有效改善春小麦开花期和灌浆期的光合性能,其中NTS处理的开花期旗叶光合速率、蒸腾速率、气孔导度比T处理分别提高了19.2%、30.7%、23.0%;免耕处理(NT和NTS)下花后干物质积累对籽粒贡献率较耕作处理(T和TS)提高了41.7%,秸秆还田处理(TS和NTS)花后籽粒干物质积累量及花后干物质积累对籽粒产量贡献率较不还田处理(T和NT)分别提高了71.2%和35.7%;NTS处理有效促进了小麦花后干物质积累和转运,显著增加了穗数和千粒重,使产量较T处理提高了18.7%。因此,在黄土高原半干旱区应用免耕秸秆覆盖的保护性耕作措施可促进春小麦旗叶花后光合作用、干物质积累及其向籽粒分配,延缓灌浆后期叶片衰老和叶绿素降解,协调和优化光合性能、光合时间、光合面积之间的关系,从而提高产量。

耕作措施和氮肥用量对陇中旱农区粮饲兼用玉米光合特性与水分利用效率的影响

全膜双垄沟播技术使玉米成为陇中旱农区主栽作物之一,但该技术下玉米的高产导致土壤养分和水分耗竭,影响玉米生产的可持续性,依托2012年布设在陇中旱农区的田间定位试验,研究4种耕作方式(CT:传统翻耕,RT:旋耕,SS:深松耕,NT:免耕)和4种施氮水平(N1:不施氮,N2:施纯氮100kg·hm^(-2),N3:施纯氮200kg·hm^(-2),N4:施纯氮300kg·hm^(-2))对粮饲兼用玉米光合特性、干物质积累量、产量及水分利用效率的影响。结果表明:深松耕和免耕显著增强玉米光合性能,且随着施氮量的增加玉米光合性能也增强;各生育时期干物质积累量均表为SS>NT>RT>CT、N4>N3>N2>N1,成熟期时SS较CT显著增加37.4%,N4较其他处理增加15.0%~85.0%;与传统耕作相比,深松耕和免耕可以提高玉米籽粒产量,2014年SS和NT较CT分别增加33.0%、18.8%,2015年分别增加19.7%、11.6%,且深松耕处理生物量显著高于传统耕作;施纯氮300kg·hm^(-2)和200kg·hm^(-2)均可以提高玉米籽粒产量、生物量和水分利用效率,但施纯氮200kg·hm^(-2)与300kg·hm^(-2)无显著差异,施纯氮200kg·hm^(-2)处理下籽粒产量、生物量和水分利用效率较不施肥处理分别增加68.4%、63.5%、52.2%,较施氮100kg·hm^(-2)分别增加40.2%、31.7%、30.5%。因此,在陇中旱农区应用全膜双垄沟播技术种植粮饲兼用玉米,覆膜前深松耕或免耕,施氮200kg·hm^(-2)左右比较适宜,既有利于粮饲兼用玉米籽粒产量、饲料产量的提高,也可以提高水氮利用效率,促进玉米生产的可持续发展。

培肥模式对旱作全膜双垄沟播玉米生长及土壤呼吸的影响

针对旱作全膜双垄沟播玉米培肥模式单一及碳排放理论薄弱的问题,依托大田试验研究了不施氮肥对照(CK)和等氮(纯N 200 kg·hm^-2)条件下3个不同氮源(单施化肥,N;商品有机肥配施化肥,NM;单施有机肥,M)对玉米生长、产量、土壤呼吸速率及碳排放量的影响。结果表明:土壤呼吸速率随玉米生育时期的推进呈先增大后减小的趋势,开花期是土壤呼吸的峰值期,土壤呼吸速率达5.38μmol·m^-2·s^-1;土壤碳排放总量与玉米干物质积累、生长速率、叶面积指数及净同化率均呈极显著正相关关系;玉米产量、碳排放量和碳排放效率在商品有机肥配施化肥和单施化肥处理间无显著差异,分别较对照增加了121.2%、41.9%、54.5%和151.4%、31.9%、92.9%。说明商品有机肥配施化肥在增加了碳排量的同时增加了玉米的产量,进而提高了碳排放效率。

长期少免耕与氮肥减量对全膜双垄沟播玉米产量及碳排放的调控作用

【目的】明确氮肥减量条件下耕作方式对土壤呼吸、碳排放、作物产量的影响,揭示玉米生长与土壤碳排放的关系。【方法】于2018—2019年依托2012年布设于甘肃农业大学旱作农业综合实验站的耕作方式及氮肥减量长期定位试验。本试验以具有良好集雨抑蒸、增温保墒作用的全膜双垄沟播技术为前提,采取二因素裂区设计,主区为4种耕作方式:翻耕(T1);旋耕(T2);深松耕(T3)和免耕(T4),副区处理为两个施氮水平:氮肥减量(N1:基施氮200 kg·hm^(-2))和传统施氮(N2:基施200 kg·hm^(-2)+拔节期施100 kg·hm^(-2))。研究不同处理的玉米生长、土壤呼吸速率特征、碳排放量和土壤有机碳含量的变化,分析碳排放效率(CEE)及净生态系统生产力(NEP)。【结果】(1)耕作方式及施氮水平显著影响全膜双垄沟播玉米的生长,耕作方式对干物质积累的影响主要在灌浆期和成熟期,免耕处理显著提高了该时期的干物质积累量、生长率和净同化速率,较其他耕作方式籽粒产量提高2%—15%;施氮水平在拔节期—开花期对干物质的影响较大,但同一耕作方式下N1与N2水平的产量差异不显著。(2)土壤呼吸速率呈先升高后降低的单峰曲线,在大喇叭口期—开花期达到峰值,耕作方式对土壤呼吸、碳排放量及碳排放效率的影响大于施氮水平,免耕处理的土壤呼吸速率较旋耕、翻耕和深松耕分别降低了4.3%、12.9%和24.3%,总碳排放量降低了21.5%、13.4%和31.2%,碳排放效率提高26.5%—55.9%;免耕减施氮肥较其他处理碳排放总量降低489—1917.5 kg·hm^(-2),碳排放效率提高了20.1%—56.2%。(3)所有处理均表现为大气CO_(2)的“汇”,但免耕和减施氮肥表现出更强的碳汇效应,与传统翻耕相比,免耕处理0—5 cm土层有机碳含量增加了11.3%(P<0.05),与传统施氮相比,氮肥减量水平下0—10 cm土层的有机碳含量提高了5.8%(P<0.05)。(4)全膜双垄沟播玉米碳排放效率与干物质积累量、生长率和净同化率呈显著正相关关系,玉米碳排放效率与土壤有机碳含量呈极显著负相关,其原因主要是耕作方式和氮肥减量促进了玉米光合能力,从而捕获更多CO_(2),进而提高了玉米固碳能力。【结论】在472—491 mm的年降水条件下,免耕结合氮肥减量(基施氮200 kg·hm^(-2))能提高玉米产量、土壤有机碳含量,降低碳排放总量,提高碳排放效率,是陇中黄土高原全膜双垄沟播玉米一项绿色增产技术,建议在生产中使用。

不同比例有机肥替代化肥对玉米生长及水分利用效率的影响

为了探索黄土高原半干旱区全膜双垄沟播玉米适宜的有机氮替代无机氮水平,于2018—2019年通过大田试验研究了单施化肥(F100M0)、有机肥50%替代(F50M50)、有机肥37.5%替代(F62.5M37.5)、有机肥25%替代(F75M25)以及有机肥12.5%替代(F87.5M12.5)化肥和不施肥(CK)对玉米耗水特性、籽粒产量及水分利用效率的影响。结果表明:两个丰水年,玉米耗水差异主要表现在播种期50~110 cm土层和成熟期10~30 cm土层;与对照相比,F62.5M37.5和F87.5M12.5处理的籽粒产量和生物产量分别较对照增加100.6%、122.0%和132.7%、156.8%,水分利用效率和降水利用效率分别增加了73.1%、165.1%和93.6%、179.8%,水分利用效率和降水利用效率增加的原因主要是F62.5M37.5和F87.5M12.5处理协调了籽粒产量与耗水量之间的关系,使玉米水分利用效率和降水利用效率较对照分别增加。所有处理中,F87.5M12.5处理表现出与单施化肥相当的经济效益。因此,在200 kg·hm^(-2)施氮水平下,适度降低有机肥替代比例能提高玉米的水分利用效率和经济效益,本研究推荐有机肥替代化肥的水平为12.5%~37.5%。

耕作措施与施氮量对旱作玉米产量及土壤水氮利用效率的影响

于2018-2019年依托甘肃农业大学旱作综合试验站2012年建立的长期定位试验,研究4种耕作措施[翻耕(T1)、旋耕(T2)、深松耕(T3)与免耕(T4)]和2个施氮水平[基施纯氮200 kg·hm^(-2)(N2)、基施纯氮200 kg·hm^(-2)+拔节期纯氮100 kg·hm^(-2)(N3)]下土壤水分的时空动态、耗水量、产量及水氮资源利用效率。结果表明:在黄土高原半干旱区,200 kg·hm^(-2)施氮水平下,与翻耕和旋耕相比,深松耕与免耕能显著提高玉米花后土壤贮水量和含水量,同时,两个处理的水氮协同利用较好,其在降低耗水12.8%~20.6%的条件下,产量增加11.5%~16.2%,致使水分利用效率提高28.7%~31.9%,300 kg·hm^(-2)施氮水平未起到增产和提高水分利用效率的作用,反而降低氮肥偏生产力。因此,200 kg·hm^(-2)施氮水平和免耕或深松耕是该区全膜双垄沟播玉米稳产高产和高水分利用效率的施氮水平和耕作措施。

施氮促进旱作覆膜玉米产量和水分利用效率的生理机制

【目的】研究氮肥对玉米产量和水分利用效率的影响及机制,提出旱作玉米适宜的施氮量。【方法】设置4个氮肥水平(N_(0):不施氮肥,N_(1):施纯氮100 kg/hm_(2),N_(2):施纯氮200 kg/hm_(2),N_(3):施纯氮300 kg/hm_(2)),分析不同氮素水平对土壤水分亏缺程度以及玉米叶片保护酶活性、光合性能、籽粒产量和水分利用效率的影响。【结果】随着施氮量的增加,干物质积累量、籽粒产量和水分利用效率均呈增加趋势,但N_(2)和N_(3)处理的籽粒产量和水分利用效率差异不显著(P>0.05),N_(2)籽粒产量和水分利用效率分别为10542.67 kg/hm_(2)和22.28 kg/(mm·hm_(2)),比N_(0)分别提高161%和132%,方程拟合的最高籽粒产量及其施氮量接近N_(3)处理。施氮量对玉米耗水量影响显著(P<0.05),在生育期内施氮处理的土壤水分亏缺程度大于N_(0),施氮促进玉米生长,增加土壤水分消耗,加剧土壤水分亏缺。随着施氮量的增加,玉米叶片的SOD、POD和CAT活性提高,MDA和可溶性糖含量增加,可延缓叶片衰老,增强玉米抗旱性;随着施氮量增加,玉米叶片PEP羧化酶和RuBP羧化酶活性以及叶绿素含量均提高,净光合速率显著增强(P<0.05)。【结论】与不施氮处理相比,施纯氮约200 kg/hm_(2)可较好地增加玉米抗旱性,提高玉米光合碳同化能力,延缓衰老,从而提高玉米干物质量、籽粒产量和水分利用效率。

长期不同耕作措施对黄绵土体积质量和作物水分利用效率的影响

借助2001年在陇中黄土高原建立的不同耕作措施长期定位试验,研究5种保护性耕作[免耕(NT)、传统耕作+秸秆还田(TS)、免耕+秸秆覆盖(NTS)、传统耕作+地膜覆盖(TP)、免耕+地膜覆盖(NTP)]和传统耕作(T)对黄绵土体积质量、水分含量、作物耗水量、产量及水分利用效率的影响。结果表明:保护性耕作均可降低0~30cm土层土壤体积质量,提升土壤孔隙度;其中NTS显著降低0~10cm土层土壤体积质量,并显著提升该土层土壤孔隙度,且随着应用年限的延长,效果更为突出。保护性耕作显著提高播种期0~10cm土层土壤含水量,尤以NTS和NTP效果最佳。与传统耕作相比,NTS和NTP在增加作物耗水量的同时也提高了作物产量和水分利用效率,但NTP不利于土壤结构的持续改善。因此,长期施用免耕秸秆覆盖耕作措施能显著改善土壤结构,提高土壤水分利用效率,进而提高作物产量,促进农业可持续发展。

黄土高原不同种植年限苜蓿地土壤温室气体排放特征

紫花苜蓿(Medicago sativa)作为黄土高原退耕还林主要草种,其种植面积日益扩大。本研究依托布设在黄土高原雨养农业区不同种植年限的苜蓿栽培试验,分析不同种植年限苜蓿草地(14、12、5 a)土壤温室气体(CO2、N2O和CH4)排放特征的影响,同时从土壤温度、含水量及酶活性的角度探究不同种植年限苜蓿对以上温室气体的影响机制。结果表明,黄土高原苜蓿地为CO2和N2O的排放源,CH4的吸收汇;在测定期内CO2排放速率表现为6月最高,1月最低;N2O排放速率表现为7月最高,12月最低;CH4吸收速率表现为7月最高,3月最低。CO2累计排放量表现为5 a>14 a>12 a,5 a苜蓿地较12 a苜蓿地和14 a苜蓿地分别显著增加16.60%、13.01%(P<0.05);N2O累计排放量表现为14 a>12 a>5 a,不同处理间差异不显著(P>0.05);CH4累计吸收量表现为5 a>12 a>14 a,各处理间差异显著。分析综合增温潜势发现5 a苜蓿地增温潜势显著高于12 a和14 a苜蓿地。逐步回归分析表明,CO2排放通量主要影响因素为土壤温度和水分(R^2=0.870),N2O排放通量主要影响因素为土壤温度(R^2=0.930),CH4排放通量主要影响因素为土壤温度和脲酶含量(R^2=0.962)。