北疆低肥力膜下滴灌棉田水肥耦合效应研究

在新疆北疆低肥力地区,以膜下滴灌棉花为对象,设置了水肥双因子的大田试验,研究了水肥配合对作物产量、养分吸收、养分及水分利用效率以及对土壤有效氮、磷的影响。研究表明,在旱薄地上,水肥皆有增产效果,在2种肥料中,氮肥效果更显著,作物产量随氮肥增加而显著增加,而FA效果大小则和氮肥配合、灌水量有密切关系。灌水、施肥之间有明显...     

基于宏基因组学揭示咸水滴灌对棉田土壤微生物的影响

咸水灌溉已成为缓解干旱区淡水短缺的重要手段,但长期咸水灌溉会造成土壤盐分积累,影响土壤微生物群落结构,进而影响土壤养分转化.通过宏基因组学的手段探究长期咸水滴灌对棉田土壤微生物群落结构的影响,试验中灌溉水盐度(ECw)设2个处理：0.35 dS·m^-1和8.04 dS·m^-1(分别用FW和SW表示),施氮量分别为0 kg·hm^-2和360 kg·hm^-2(分别用N0和N360表示).结果表明,咸水灌溉提高土壤含水量、盐分、有机碳和全氮含量,降低土壤pH和速效钾含量,氮肥施用增加土壤有机碳、盐分和全氮含量,降低土壤含水量、 pH和速效钾含量.各处理土壤的优势菌门为：变形菌门、放线菌门、酸杆菌门、绿弯菌门和芽单胞菌门.咸水灌溉显著提高放线菌门、绿弯菌门、芽单胞菌门和厚壁菌门的相对丰度,显著降低变形菌门、酸杆菌门、蓝细菌和硝化螺旋菌门的相对丰度.氮肥施用显著提高绿弯菌门和硝化螺旋菌门的相对丰度,显著降低酸杆菌门、芽单胞菌门、浮霉菌门、蓝细菌和疣微菌门的相对丰度.LEfSe分析表明,咸水灌溉对土壤微生物群落...     

氮磷养分配施对土壤碳氮特征及叶用枸杞生长的影响

通过田间定位试验,探讨水肥一体化技术下不同养分配施措施对土壤碳氮特征及叶用枸杞生长的影响,筛选出适合该区域叶用枸杞高效可持续生产管理模式。结果表明,随着养分浓度的增大,各层次土壤中有机碳含量整体呈现增加趋势,土壤中易氧化态有机碳及土壤碳库管理指数(CPMI)变化趋势与土壤有机碳类似。与对照相比,水肥一体化施肥增加了0～20cm和20～40cm土层硝态氮含量;但随着土层深入,土壤剖面硝态氮含量整体呈现出逐渐降低的趋势,而对照处理硝态氮呈现增加趋势,40～60cm土层硝态氮含量达最大。在水肥一体化N2P3处理下,叶用枸杞叶芽产量最高。研究确定,N2P3处理的"少量多次"水肥一体化灌溉模式,是叶用枸杞生产区最佳的农业高效高产的水肥生产管理模式。     

膜下滴灌棉花蕾期干旱胁迫对光合特性及产量的影响

探究蕾期开始的持续干旱胁迫对棉花(Gossypium hirsutum L.)光合特性及产量的影响,为干旱棉区高产栽培提供科学灌溉依据。现蕾期设置重度胁迫、中度胁迫、轻度胁迫和正常灌溉4个水分梯度。梯度灌溉后以每次7-10 d的频率进行光合生理及产量结构的观测。结果显示,蕾期开始的持续干旱胁迫加快了棉花生育期的进程,与对照相比,发育期提前了4-18 d。随着干旱胁迫的加剧,棉花株高呈下降趋势,与对照相比,干旱胁迫下株高增长率降低了17%-24%。干旱胁迫使得棉花叶面积指数达到最大值的时间发生了改变,叶面积指数呈先升高后下降的趋势。棉花净光合速率、最大光化学效率、干物质量和植株含水率,中度和重度处理下始终小于对照,轻度处理下蕾期至花铃期高于对照,裂铃期至停止生长期低于对照。不同发育时期叶片净光合速率对干旱胁迫的响应存在差异,现蕾期和开花期高于裂铃期和吐絮期。棉花叶片最大光化学效率(F_v/F_m)随发育时期变化总体呈先增加后减少的趋势。蕾期开始的适度干旱胁迫在一定时间范围内可以增加棉花干物质,当干旱胁迫超过一定时间,干物质量迅速下降。不同干旱胁迫处...     

膜下滴灌棉田不同土层盐分变化及其对棉花生长的影响

研究选择两种不同盐分含量土壤（中度盐渍化EC25：4-7 dS.m-1和轻度盐渍化EC25：1-4 dS.m-1）,通过对棉田整个生育期的土壤盐分含量测定,研究棉田不同土层盐分变化及其对棉花生长的影响。结果表明：两种不同盐分含量土壤,盐分降幅较大的在0-20、40-80 cm土层为膜下滴灌棉田盐分积聚区。整个生育期土壤盐分变化趋势相似,都表现为土壤盐分前期（现蕾期）快速下降后期有所增加;中度盐渍化和轻度盐渍化棉田的单株干物质积累量差异不显著,单位面积的干物质积累和籽棉产量差异显著,其主要原因是两种盐分土壤棉花的成活率差异较大。     

滴灌方式和生物质炭对温室土壤矿质态氮及其微生物调控的影响

滴灌和生物质炭添加均可影响土壤氮的形态及转化.深入了解滴灌方式和生物质炭对土壤矿质态氮和参与矿质态氮转化关键功能基因及微生物种群的综合影响,对改善设施农业生产管理方式,提高水分和氮源利用效率,降低硝酸盐积累及其淋失引起的地下水污染具有重要指导意义.在日光温室设置地表滴灌(D)、插入式滴灌(ID,插入深度15 cm)、地表滴灌+10 t·hm~(-2)生物质炭(DB)和插入式滴灌+10 t·hm~(-2)生物质炭(IDB,插深15 cm)这4个处理,以收获期辣椒根际和非根际土壤为研究对象.结果发现,非根际和根际土壤铵态氮含量不受滴灌方式和生物质炭的影响.与地表滴灌相比,插入式滴灌显著降低了非根际土壤硝态氮的含量(P0.05),但生物质炭削弱了这种差异.同种滴灌方式下,生物质炭添加降低了根际土壤硝态氮的含量.生物质炭添加降低了地表滴灌辣椒非根际土壤AOA、AOB和nirK基因拷贝数以及根际土壤AOA基因拷贝数(P0.05),提高了两种滴灌方式根际土壤AOB和nirK基因拷贝数(P0.05).结构方程模型分析结果显示,在非根际和根际土壤中,pH和电导率分别是对铵态氮和硝态氮含量影响最大的环境因子,AOB基因拷贝数是对硝态氮影响最大的生物因子.基于PICRUSt功能预测,γ-变形菌纲菌属对氨单加氧酶基因(K10945)表达的贡献高于其它菌属;α-变形菌纲,尤其是根瘤菌成员对参与含铜离子的亚硝酸还原酶基因(K00368)表达的贡献高于其他菌属.生物质炭对非根际土壤K10945和根际土壤K00368同源基因细菌群落结构的影响显著(P0.05).综上所述,相对于滴灌方式,生物质炭的添加对设施农业土壤硝态氮氮含量及其转化的关键微生物影响更大.     

秸秆炭化还田对滴灌棉田土壤微生物代谢功能及细菌群落组成的影响

通过5 a田间定位试验,研究持续秸秆直接还田和炭化还田对滴灌棉田土壤微生物功能多样性以及细菌群落组成的影响.试验设置3个处理:单施化肥(对照,CK)、秸秆直接还田+化肥(ST)和秸秆炭化还田+化肥(BC).秸秆直接还田和炭化还田均显著提高土壤有机质、全氮及速效养分含量,其中秸秆炭化还田的作用更显著.秸秆直接还田处理土壤微生物碳源代谢活性最高,其次是秸秆炭化还田,均显著高于对照.秸秆直接还田主要促进了碳水化合物类和胺类碳源的代谢;秸秆炭化还田显著提高多聚物类碳源的代谢.秸秆直接还田和炭化还田显著提高土壤细菌群落多样性.与对照相比,秸秆直接还田显著增加变形菌门、放线菌门、拟杆菌门以及黄单胞菌科、酸微菌科、微杆菌科和噬纤维菌科的相对丰度;秸秆炭化还田处理酸杆菌门、芽单胞菌门、硝化螺旋菌门以及Blastocatellaceae (Subgroup_4)菌科、芽单胞菌科、亚硝化单胞菌科的相对丰度显著增加.相关性分析表明黄单胞菌科、酸微菌科与碳水化合物类、氨基酸类、羧酸类、胺类碳源代谢显著正相关,噬纤维菌科、微杆菌科与碳水化合物类、胺类碳源代谢显著正相关,Blastocatellaceae (Subgroup_4)菌科、芽单胞菌科、亚硝化单胞菌科与多聚物类碳源代谢显著正相关.持续秸秆炭化还田显著增加滴灌棉田土壤养分,改变细菌群落组成,提高多聚物类碳源的代谢活性.     

小尺度滴灌棉田土壤硝态氮空间异质性研究

以1 m×0.8 m网格布点采集的土壤样为研究对象,从统计特征值、半方差函数和等直线图几个方面,对比分析3个时期土壤硝态氮养分的空间和时间变异特性。结果表明,各时期的变异系数受棉花的生长、田间作业影响较大。播前和收获期土壤硝态氮的空间结构符合球状模型,初花期则为线性模型,表明硝态氮含量变异是结构性与随机性共同作用的结果。硝态氮的空间变异性播前主要受结构因素影响;初花期主要受随机因素影响;收获后硝态氮含量的空间异质性变化人为因素大于结构因素。