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无膜栽培棉花对行距配置和灌水量的响应特征及转录组分析

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无膜栽培棉花对行距配置和灌水量的响应特征及转录组分析

作者：张变兄塔里木大学

学位级别：硕士

无地膜栽培是探索解决农田残膜污染的有效措施,而适宜的栽培模式和合理的灌溉是提高棉花产量和水分利用效率的重要调控手段。然而,无地膜栽培棉花对行距配置和灌水量的响应特征尚不清楚。本试验在无地膜栽培条件下,以‘中棉619’为供试... 详细信息

无地膜栽培是探索解决农田残膜污染的有效措施,而适宜的栽培模式和合理的灌溉是提高棉花产量和水分利用效率的重要调控手段。然而,无地膜栽培棉花对行距配置和灌水量的响应特征尚不清楚。本试验在无地膜栽培条件下,以‘中棉619’为供试材料,设两种行距配置(P1:76 cm等行距模式;P2:（66+10）cm宽窄行模式)和三个灌水量（W1:4 200 m3/hm2、W2:5 100 m3/hm2、W3:6 000 m3/hm2）,探究不同处理下棉花叶面积指数、干物质积累、保护酶活性、籽棉产量和水分利用效率的变化,并借助高通量测序技术对不同处理棉花叶片进行分析,初步挖掘相关代谢通路。主要研究结果如下:（1）棉花株高和茎粗随灌水量的增加而增加,相同灌水量下棉花株高和茎粗均表现为P2>P1,株高和茎粗P2较P1分别高出2.54%-7.16%（铃期）和2.57%～10.92%（吐絮期）。叶面积指数因生育时期而异,蕾期至初花期表现为P1>P2,进入盛花期表现为P2>P1。干物质积累量和籽棉产量均表现为P2高于P1,且随灌水量的增加而增加。P2W3处理吐絮期干物质积累量最大,较P1W3高出32.86%（P处理显著增加了籽棉产量,为6 693.33 kg/hm2,较P1W1显著增加22.62%。（2）行距配置和灌水量显著影响无地膜棉花光合特性,P2较P1净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）、蒸腾速率（Tr）和胞间CO2浓度（Ci）分别平均下降9.43%、15.25%、12.14%和9.12%。相同行距配置下W2和W3较W1处理Tr、Pn、Ci分别增加了9.81%和18.25%、6.51%和10.33%、11.67%和16.65%。Pn、Gs、Tr与籽棉产量呈正相关。棉花叶片保护酶活性随着生育进程的推进呈先升高后降低,在盛花期达最大,而丙二醛（MDA）含量则与之相反。在相同行距配置下,超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）、过氧化物酶（POD）活性均随灌水量的增多呈增加趋势,同一灌水量处理下保护酶活性则表现为P2>P1。就整个生育期而言,棉花叶片平均MDA含量表现为:P1W1>P2W1>P2W2>P1W3>P2W2>P2W3,P1W1最高,为43.28μmol/g FW,P2W3最低,为31.34μmol/g FW。（3）P1和P2行距配置下棉花材料对水分胁迫（W1）处理后的响应途径相同,两者差异表达基因在KEGG的pathway中的分布趋势差异不显著,两种行距配置下的棉花材料代谢通路基本一致,调控基因主要涉及植物信号转导、糖蛋白的生物合成与代谢等生物合成。两种行距配置在水分胁迫下差异表达基因数不一致,P1行距下中共有386个差异表达基因,其中上调基因有189个,下调基因有197个。P2行距下中共有3252个差异表达基因,其中上调基因有1443个,下调基因有1809个。差异表达基因数目P2多于P1。差异表达上调基因数目比下调表达基因数目少,两种行距均可通过增加下调表达基因的数目来抵御胁迫。综上,行距配置和灌水量显著影响无地膜棉花株高、茎粗和叶面积,通过优化群体结构改善干物质积累与分配,提高棉花光合特性,增加棉花叶片保护酶活性,并降低丙二醛含量,调控碳水化合物代谢及其他次级代谢物的生物合成基因,提高棉花对干旱的抗性,从而增加棉花产量。（66+10）cm宽窄行模式结合灌水6 000 m3/hm2棉花籽棉产量最高,为6 836.95 kg/hm2,增产潜力较大,是比较适宜南疆地区的无地膜棉花栽培模式。

关键词：行距配置灌水量光合特性产量水分利用效率转录组差异分析

施氮和棉花密度配置对枣棉间作系统土壤温室气体排放的影响

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施氮和棉花密度配置对枣棉间作系统土壤温室气体排放的影响

作者：王霜塔里木大学

学位级别：硕士

氮作为棉花生长发育中不可或缺的营养成分,通过科学施肥和合理密植能够有效提高作物产量,减少温室气体排放。然而近几年来氮肥的过量投入,导致农作物氮肥利用率低、产量下降、农田温室气体排放增加,这些问题对农田生态环境造成污染,阻... 详细信息

氮作为棉花生长发育中不可或缺的营养成分,通过科学施肥和合理密植能够有效提高作物产量,减少温室气体排放。然而近几年来氮肥的过量投入,导致农作物氮肥利用率低、产量下降、农田温室气体排放增加,这些问题对农田生态环境造成污染,阻碍农林间作系统的可持续性。减施氮肥和提高种植密度是当前对农林间作产量影响的研究热点,针对不同氮密调控措施对枣棉间作系统温室气体排放和资源利用的影响,本试验在枣棉间作系统设置5个氮肥（纯氮）梯度:N1（0 kg/hm2）、N2（140 kg/hm2）、N3（280 kg/hm2）、N4（420 kg/hm2）、N5（560 kg/hm2）;3个种植密度:D1（14万株/hm2）、D2（18万株/hm2）、D3（22万株/hm2）。通过两年试验,探究枣棉间作系统中温室气体排放规律、温室气体排放积累量、全球变暖潜力、土壤理化性质变化规律、土壤理化性质与温室气体之间的相关关系、植株生长和产量形成等,研究结果能够为枣棉间作系统高产减排提供科学依据。得到主要结果如下:（1）枣棉间作系统是CO2和N2O的排放源,CH4的吸收汇,氮肥的施用显著增加CO2和N2O的排放。随密度增加,CO2和N2O的排放逐渐增加。同时温室气体积累排放量和全球变暖潜力（GWP）也随之增加。氮密互作对CO2和N2O都具有显著影响（P处理的棉花产量最高,因此在枣棉间作系统中当施氮量为280 kg/hm2,种植密度为18万株/hm2时,可以实现较高产量和相对较低的温室气体排放潜力,达到农田增产减排的效果。

关键词：施氮量密度温室气体排放间作

不同水溶肥配施对南疆滴灌棉花产量品质及土壤养分的影响

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不同水溶肥配施对南疆滴灌棉花产量品质及土壤养分的影响

作者：孟宪昕塔里木大学

学位级别：硕士

水肥一体化在南疆大面积推广应用,全水溶性肥料是滴灌水肥一体化技术的关键环节,然而不同水溶肥配施对南疆滴灌棉花肥效影响尚不明确。本研究在田间试验条件下,以“塔河2号”为试验材料,采用随机区组设计,设置T1（常规施肥）、T2（基肥... 详细信息

水肥一体化在南疆大面积推广应用,全水溶性肥料是滴灌水肥一体化技术的关键环节,然而不同水溶肥配施对南疆滴灌棉花肥效影响尚不明确。本研究在田间试验条件下,以“塔河2号”为试验材料,采用随机区组设计,设置T1（常规施肥）、T2（基肥为配方肥,追肥为复合肥和大量元素水溶肥）、T3（T2+液态大量元素水溶肥）、T4（T2+液态氨基酸水溶肥）、T5（T2+液态氨基酸水溶肥+液态大量元素水溶肥）五个处理,研究不同水溶肥配施对南疆棉花产量、品质、生长发育、养分吸收及土壤速效养分的影响,形成了以下主要结论:（1）T5处理籽棉产量最高为6366.96 kg·hm-2,相较于常规施肥,各处理在籽棉产量和棉纤维品质方面无显著差异。水溶肥处理在吐絮期（128 d）显著增加结铃数9.14%～40.93%。T5处理在棉花苗期（28 d）至花期（87 d）干物质量提升了11.78%。（2）与常规施肥相比,水溶肥处理在花期（87 d）至花铃期（108 d）一定程度上增加了根部的氮、磷、钾素积累量,T5处理根部氮素积累量在花期（87 d）增加了79.23%;茎部氮磷钾素积累量在苗期（28 d）至花期增幅最大;叶片氮素积累量在花铃期显著增加44.41%,磷素积累量在苗期至蕾期（68 d）的增长率较常规施肥提升54.9%;收获期（149 d）生殖器官氮磷钾积累量分别提升13.21%、31.87%、3.31%;整株磷素积累量显著提升20.06%。（3）各处理棉花氮、磷、钾素积累符合Logistic模型生长曲线,与常规施肥相比,T3、T4、T5处理氮磷钾运转效率峰值更高,持续时间更长。收获期T5处理棉铃氮磷钾分配比例最大,氮、磷素收获指数较常规施肥分别提高0.06%、0.14%。（4）水溶肥能提高土壤中的氮磷素含量,维持土壤中钾素的含量。T5处理土壤速效磷含量较常规施肥平均提升26.51%。随着土层深度的增加,水溶肥处理能维持或提高30～90 cm土层碱解氮、速效钾含量,T5处理60～90 cm土层较常规施肥增加28.91%。综上所述,与常规施肥相比,T5处理产量最高,品质无显著差异,促进了棉花中前期干物质积累,增加了各器官不同生育期的养分吸收量,同时T5处理养分运转效率更高,收获指数T5处理有一定增加,综合考虑产量、干物质积累和运转效率以及肥料收获指数,认为T5处理更利于南疆滴灌棉花提质增效。

关键词：水溶肥产量品质土壤养分养分积累

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南疆棉区不同行距配置棉花适宜种植密度研究

南疆棉区不同行距配置棉花适宜种植密度研究

作者：刘超群塔里木大学

学位级别：硕士

合理的株行距配置与密度可以提高棉花产量,由于气候环境等原因,各个地区适宜的种植密度不同。为了明确南疆棉区不同行距配置条件下棉花适宜的种植密度,本研究以‘塔河2号’为供试品种,采取裂区设计,主区设置四个行距配置:即R3:1膜3行（7... 详细信息

合理的株行距配置与密度可以提高棉花产量,由于气候环境等原因,各个地区适宜的种植密度不同。为了明确南疆棉区不同行距配置条件下棉花适宜的种植密度,本研究以‘塔河2号’为供试品种,采取裂区设计,主区设置四个行距配置:即R3:1膜3行（76 cm等行距）、R4:1膜4行（66 cm+10cm+66 cm）、R5:1膜5行（10 cm+66 cm+10 cm）、R6:1膜6行（10 cm+66 cm+10 cm+66 cm）。副区设置三个种植密度,分别为15万株·hm-2（D1）、18.75万株·hm-2（D2）、22.5万株·hm-2（D3）,系统研究了棉花不同行距与密度对生长发育、根系分布规律、植株营养积累、冠层光分布和产量性状的影响,得出以下结论:（1）不同行距配置下棉花密度对株高无显著影响,株高总体随密度增加而增高,对茎粗存在显著影响,表现为茎粗随密度增加而变小;R3与R6的群体LAI峰值随密度增加而增大,R4与R5的LAI峰值表现为D2>D3>D1,R3、R4和R6各处理LAI峰值于出苗后98 d出现,R5D1与R5D3会使LAI峰值出现的时间提前,各行距D1密度在整个生育期的LAI均较低,密度低时行距大小均不能使LAI增加,各处理盛铃期冠层结构呈V字形光分布,PAR垂直截获顶部高度D2最高。（2）不同行距配置棉花吐絮期的根系总表面积密度、总体积密度和总根长密度总体表现为D2处理的最高,棉花密度为D2时有助于促进根系发育,过低过高都会影响根系生长,根系大部分集中于耕作层（0～30 cm）,密度与行距互作极显著影响根长与根体积,行距对根长存在极显著影响,R5D2拥有最大的根长密度、根表面积密度和根体积密度。（3）相同行距不同密度处理吐絮期总干物质积累量之间无显著差异,群体干物质积累量以R3D2、R5D2和R6D2较高,达到24 000.0 kg·hm-2以上。不同行距配置棉花各密度根系的氮磷钾积累量均低于地上部分的积累量。通过比较总体氮磷钾积累量,行距与密度对氮、钾总积累量无显著影响,行距与密度对磷总积累量无显著影响,而行距与密度互作对磷总积累量存在显著影响,经过氮磷钾积累量综合对比,各行距下R3D2、R4D1、R5D2和R6D2处理表现较优。（4）行距对籽棉产量、单位面积成铃数与衣分存在极显著影响,行距对单铃重无显著影响,密度对单铃重与单位面积铃数之间存在显著影响,行距与密度互作对产量构成因素之间不存在显著差异,行距与密度互作对断裂比强度与马克隆值之间存在显著关系,行距与纤维品质性状之间不存在显著差异,密度与上半部平均长度和马克隆值之间存在极显著影响。R3、R5与R6条件下,D2密度具有优良的根系、干物质积累和植株养分积累量,有较合理的LAI与PAR截获,同时拥有该行距下最高的产量,综上D2是该条件下较优化的种植密度,而R4条件下,D1能够积累更多的干物质、氮磷钾量与产量,为R4行距较优的密度;行距影响籽棉产量、成铃数和衣分;扩行壮株是棉花形成高产的关键。

关键词：行距种植密度植株养分根系分布 PAR 产量构成

深松与施炭量对冬小麦-夏玉米生长发育及水氮利用的影响

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深松与施炭量对冬小麦-夏玉米生长发育及水氮利用的影响

作者：陈海情塔里木大学

学位级别：硕士

河南省作为中国重要的农业生产大省之一,农田土壤质量对粮食生产和农业发展至关重要。然而,单一的耕作方式导致土壤性能不断退化,而且该区域普遍使用小型农机具,导致农田犁底层逐渐增厚并变得坚硬,导致土壤水分、养分、气体和热量的协... 详细信息

河南省作为中国重要的农业生产大省之一,农田土壤质量对粮食生产和农业发展至关重要。然而,单一的耕作方式导致土壤性能不断退化,而且该区域普遍使用小型农机具,导致农田犁底层逐渐增厚并变得坚硬,导致土壤水分、养分、气体和热量的协调功能减弱。如果农田土壤状况得不到有效改善,土壤退化产生的影响将会对我国粮食安全带来挑战。在这样的背景下,采用深松和生物炭技术成为改善农田土壤质量、提高农作物产量和保护生态环境的重要途径。本研究以冬小麦-夏玉米轮作农田为对象,于2021-2023年在中国农业科学院新乡综合试验基地开展。设置旋耕（XG）与深松（SS）2种耕作方式（T）和0（B0）、4.5（B1）和9 t/hm2（B2）3个施炭量（B）,比较分析了深松与施炭量对冬小麦-夏玉米土壤的硝态氮、全氮、有机碳、微生物量碳、微生物量氮和N2O排放等的情况,探究作物根系分布特征及水氮吸收利用的规律。主要研究结果如下:（1）在0-20 cm土层,与旋耕相比,冬小麦和夏玉米深松下土壤全氮分别提高29.7%和21.4%,且SSB2处理含量最高,可使土壤有机碳含量分别提高13.9%和12.6%,同时深松对20-30 cm土层土壤微生物量碳、氮含量均有促进作用,使土壤硝态氮残留显著降低12.8%和35.7%,也可降低N2O累计排放量。与不施生物炭相比,施用生物炭对0-30 cm土层土壤微生物量碳、氮含量均有促进作用,并减少0-50 cm土层土壤硝态氮残留,SSB2处理残留量最低,冬小麦有机碳和全氮含量增加22.4%和6.7%,夏玉米分别增加7.6%和15.9%。所以深松配合施用生物炭是增加土壤地力的重要措施,深松+9t/hm2生物炭效果最好。（2）施加生物炭分别提高0-20 cm冬小麦根长密度、表面积密度和体积密度33.5%、32.8%和31.4%,深松促进根系下扎,使20-50 cm根系增加;深松和施加生物炭均可提高夏玉米根长、根表面积和根体积,SSB1处理根长、根表面积和根体积最大,较XGB0处理分别增加62.4%、38.0%和44.2%,施加生物炭对夏玉米根系生长发育有促进作用,但施加较多的生物炭促进作用会减弱。施加生物炭可以促进小麦穗粒数、千粒质量和夏玉米百粒重的增加,使冬小麦产量提升15.8%,深松施用生物炭处理周年产量比XGB0处理周年产量提高19.1%。（3）冬小麦和夏玉米各器官含氮量均表现为穗>叶>茎,施加生物炭可提高穗含氮量,冬小麦和夏玉米分别提高19.5%和30.4%。施用生物炭提高冬小麦和夏玉米水分利用率10.5%～21.1%和9.5%～23.8%,氮素吸收量分别增加33.9%和39.8%。综上所述,深松联合施用生物炭是增加土壤地力的重要措施,深松+9 t/hm2生物炭效果最好,使水氮利用和产量显著提升,增加土壤有机碳、全氮和土壤微生物量碳、氮含量,促进深层根系生长发育,同时能够降低土壤硝态氮残留量和N2O累积排放量,是既高产又环境友好的组合,可以应用推广。

关键词：生物炭耕作方式土壤环境根系形态水氮吸收利用

氯盐—硫酸盐内外源耦合作用下现浇玄武岩纤维混凝土抗腐蚀性能试验研究

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氯盐—硫酸盐内外源耦合作用下现浇玄武岩纤维混凝土抗腐蚀性能试...

作者：宋明鸿塔里木大学

学位级别：硕士

新疆南疆阿克苏地区土壤中SO42-、Cl-等腐蚀性离子含量高,导致本地区许多防洪堤、桥墩、灌注桩等建（构）筑物在混凝土浇筑过程中或混凝土在凝结硬化早期易受盐渍土或者含盐环境水侵蚀,引起结构力学及耐久性能大幅降低,运行维护成本明... 详细信息

新疆南疆阿克苏地区土壤中SO42-、Cl-等腐蚀性离子含量高,导致本地区许多防洪堤、桥墩、灌注桩等建（构）筑物在混凝土浇筑过程中或混凝土在凝结硬化早期易受盐渍土或者含盐环境水侵蚀,引起结构力学及耐久性能大幅降低,运行维护成本明显增加,给当地经济社会健康快速发展带来了沉重的经济负担。玄武岩纤维具有耐腐蚀性能好、与混凝土的相容性好等优点,被广泛应用于提升混凝土结构的力学和耐久性能。因此,研究现浇玄武岩纤维混凝土在阿克苏地区盐渍土环境下的抗腐蚀性能,对提升本地区混凝土结构的耐久性,延长其实际使用年限,具有重要的理论和工程经济价值。本文将不同体积掺量（0%、0.1%、0.3%、0.5%）的短切玄武岩纤维和拌合水质量3%的Na Cl试剂掺入混凝土中,开展现浇玄武岩纤维混凝土试件在不同浓度（0%、3%、5%、10%）Na2SO4溶液全浸泡下的抗腐蚀试验,通过分析现浇玄武岩纤维混凝土试件在不同龄期（1d、14d、28d、90d、180d）时的立方体抗压强度、抗折强度、相对动弹性模量、质量变化率、体积膨胀率、有效孔隙率、硫酸根离子浓度等宏观力学和耐久性能的变化规律,并应用SEM、EDS、XRD、TG/DTG等微观测试分析技术,揭示现浇玄武岩纤维混凝土试件在不同侵蚀龄期时的微观结构及侵蚀产物变化规律,探究现浇玄武岩纤维混凝土在氯盐-硫酸盐内外源耦合腐蚀下的力学及耐久性能退化规律。主要研究结论如下:（1）内掺氯盐后,现浇混凝土中水泥早期的水化速率明显加快,但过快的水化使得混凝土后期强度增长速率放缓,导致试件的宏观耐久性能比基准组试件的差;玄武岩纤维的桥接作用减缓了现浇混凝土内部微裂缝的生成和扩展进程,提升了试件抵抗氯盐-硫酸盐内外源耦合侵蚀的能力。（2）在硫酸盐溶液中,玄武岩纤维掺量为0.3%试件组的立方体抗压强度和抗折强度均比其它掺量试件组的高,其相对动弹性模量和体积膨胀率变化最为平缓,质量变化率和有效孔隙率最小,试件抵抗氯盐-硫酸盐内外源耦合侵蚀的能力最强。（3）在10%Na2SO4溶液中,JZ组试件0-5mm处的自由SO42-浓度呈先下降后上升的变化趋势,侵蚀龄期达180d时,各组试件0-5mm处的自由SO42-浓度大小依次为:C10S组试件>C5BF10S组试件>JZ10S组试件>C1BF10S组试件>C3BF10S组试件,说明氯盐的掺入增加了SO42-的侵蚀通道,试件的侵蚀破坏程度随之加重。而且,随着玄武岩纤维掺量的增大,试件中SO42-的浓度先减小后增大。（4）在10%Na2SO4溶液中,180d龄期时,JZ组与C组试件内部结构疏松,裂缝和孔隙中的钙矾石（AFt）和石膏的衍射峰均较高,且产生了新的微裂缝和连通孔,而C3BF组试件中的石膏和钙矾石峰值最低,Ca（OH）2和C-S-H的消耗量最少,说明玄武岩纤维体积掺量为0.3%试件组抵抗氯盐-硫酸盐内外源耦合侵蚀的能力最强,这与前述试件宏观耐久性能评价指标的变化规律一致。

关键词：玄武岩纤维现浇混凝土复合盐侵蚀全浸泡耐久性

密胡杨对叶损伤的响应机制及外源水杨酸的缓解效应

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密胡杨对叶损伤的响应机制及外源水杨酸的缓解效应

作者：苏梦旭塔里木大学

学位级别：硕士

林木幼苗期易受到环境胁迫和人为干扰等因素影响造成叶损伤,会导致库源比改变进而影响甚至威胁林木的正常生长和生理代谢。而林木会启动生理恢复和化学防御机制,提高损伤适应能力。密胡杨（Populus talassica×Populus euphratica）作... 详细信息

林木幼苗期易受到环境胁迫和人为干扰等因素影响造成叶损伤,会导致库源比改变进而影响甚至威胁林木的正常生长和生理代谢。而林木会启动生理恢复和化学防御机制,提高损伤适应能力。密胡杨（Populus talassica×Populus euphratica）作为生态林和用材林造林的优势树种,响应叶损伤的补偿机制和防御机制尚不清楚。本研究以密胡杨为研究对象,探讨密胡杨叶损伤后（去叶25%、50%和75%）的补偿恢复能力、碳分配策略以及生理防御能力,并结合转录组和次生代谢组分析从分子水平上探究密胡杨的损伤防御机制;同时探究外源水杨酸(0.10、0.50、1.00 mmol·L-1)对叶损伤下密胡杨生长的缓解效应。主要结果如下:1.密胡杨补偿机制对叶损伤的响应（1）与CK相比,25%损伤强度下,能够促进密胡杨幼苗的生长,显著增加株高、地径、根表面积、根体积等指标,叶片数在第45 d时恢复至对照水平,全株生物量在第30 d时达到等补偿生长。50%损伤强度下,对总根长、根表面积、根冠比和根生物量占比和叶绿素含量等指标有显著影响,存在补偿性光合作用,叶片数在第45 d时恢复至对照水平,全株生物量在第60 d时达到等补偿生长。而75%损伤强度下,抑制密胡杨幼苗的生长,显著降低株高、地径、全株生物量等指标,虽然存在光合补偿反应,但叶片数始终低于对照,表现为欠补偿生长。（2）第30 d时,各损伤处理显著增加叶NSC含量,降低根NSC含量。到第60 d时,随着损伤强度的增加,各器官NSC含量逐渐减少。在25%和50%损伤强度下,茎叶非结构性碳水化合物向根系积累,茎淀粉含量降低、可溶性糖含量保持稳定。75%损伤强度下显著降低各器官NSC含量,茎根碳储存减少,碳供给受限和碳储存不足可能是造成75%损伤植株能量失衡和补偿生长能力不足的主要原因。2.密胡杨防御机制对叶损伤的响应（1）与CK相比,各损伤处理诱导密胡杨叶片CAT、SOD、POD和PAL活性的显著增加,呈现先升后降的变化趋势,且不同损伤强度对其活性的时序变化影响不同。其中,75%损伤处理下诱导CAT、POD、PAL活性上升最为显著,并在中期仍保持较高活性。（2）通过对CK和D75处理24 h的密胡杨叶片进行转录组分析,筛选出4078个DEGs,上调1207个,下调2871个。通过KEGG富集分析挖掘出植物-病原互作通路、MAPK信号通路、植物激素信号转导通路等重要调控通路,并初步分析叶损伤响应的潜在WRKY转录因子,为探究密胡杨响应叶损伤的分子机理提供了基础数据和理论支撑。（3）通过对CK和D75处理24 h的密胡杨叶片进行次生代谢组分析,共检测到665种次生代谢物,筛选出30种DSMs,其中以黄酮类化合物最多且多为上调表达,主要富集在黄酮和黄酮醇的生物合成和类黄酮生物合成代谢途径,其中樱花素和乔松素关联到的差异代谢物最多,可能是密胡杨响应叶损伤的主要黄酮类代谢物。3.外源水杨酸对叶损伤下密胡杨幼苗生长的影响与CK相比,75%损伤处理显著降低盆栽密胡杨幼苗的地径、叶片数、根系形态、全株生物量等指标,为欠补偿生长;随着时间的增加,茎根中NSC含量有增加趋势,叶中显著减少。适宜浓度水杨酸可以有效缓解地径、叶片数、根系指标的减少,促进叶NSC含量、根淀粉和NSC含量的积累,以0.5 mmol·L-1水杨酸的缓解效果最佳。综上所述,密胡杨可以通过改变根系形态、增加根冠比、调控碳分配策略来提高补偿生长能力,同时,还可迅速诱导抗氧化酶和防御酶活性的增加,提高生理防御能力。通过转录组和次生代谢组分析,筛选出密胡杨响应叶受损相关的植物-病原互作通路、MAPK信号通路、植物激素信号转导通路等重要调控通路以及黄酮和黄酮醇的生物合成、类黄酮生物合成代谢途径,初步分析叶受损响应的潜在WRKY转录因子的调控作用。此外,通过生长指标和NSC含量测定得出,0.5 mmol·L-1水杨酸对密胡杨叶受损的缓解效应最佳。可见,密胡杨在轻度叶受损时可以进行自我修复生长,但叶受损超过50%时建议及时进行人工养护。

关键词：密胡杨叶损伤补偿性生长防御机制外源水杨酸

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不同滴灌量对冬小麦产量形成及品质的影响

不同滴灌量对冬小麦产量形成及品质的影响

作者：海峰塔里木大学

学位级别：硕士

为探究北疆冬小麦适宜的滴灌量,于2023-2024年度在新疆农业科学院玛纳斯农业试验站进行不同灌水量的田间试验。试验以‘新冬41号’为供试品种,在大田滴灌条件下,采用单因素随机区组试验设计,设置三个灌水量,分别为:3 000 m3·hm-2（W1）... 详细信息

为探究北疆冬小麦适宜的滴灌量,于2023-2024年度在新疆农业科学院玛纳斯农业试验站进行不同灌水量的田间试验。试验以‘新冬41号’为供试品种,在大田滴灌条件下,采用单因素随机区组试验设计,设置三个灌水量,分别为:3 000 m3·hm-2（W1）、3 600 m3·hm-2（W2）、4 200 m3·hm-2（W3）,探究不同灌水量对冬小麦光和生理特性、干物质积累分配转运、土壤含水量、产量构成因素及品质的影响,以期为新疆北部冬小麦的节水、高产和优质栽培提供理论基础。以下是主要发现:（1）不同滴灌量处理对冬小麦光合生理特性的影响。随着灌水量的增大冬小麦蒸腾速率（Tr）、气孔导度（Gs）也随之增大;冬小麦净光合速率（Pn）随灌水量的增加呈现出先升高后降低的趋势,冬小麦叶片水分利用效率（WUEL）全生育期均表现出逐渐降低的趋势;适宜的增加灌水量可以提高最大光化学效率（Fv/Fm）,随着灌水量的增加冬小麦初始荧光（Fo）、热耗散量子比率（Fo/Fm）呈降低的变化趋势;冬小麦PSⅡ潜在活性（Fv/Fo）随灌水量的增加显著增大;冬小麦荧光动力参数ABS/RC、ETO/RC、DIO/RC、TRO/RC、φPo、φEo随灌水量的增加呈现出先升高后降低的趋势。（2）不同滴灌量处理对冬小麦植株性状及干物质的影响。冬小麦的叶面积指数（LAI）随生育进程的推进呈现出先升高后降低的趋势,在开花期W2处理达到最高值为7.41,比W1处理、W3处理分别高出7.81%、3.10%;增加灌水量使冬小麦总光合势（LAD）显著增加,W3处理达到最大值为248.85 m2·d·m-2,分别比W1处理、W2处理增幅高出9.63%、2.83%;随灌水量的增加冬小麦各处理株高也随之增大,各处理均以W3处理最大。冬小麦干物质积累量总体呈现出“S”曲线的变化规律,干物质积累量随灌水量增加而增大,总体呈现出W3>W2>W1。（3）不同滴灌量处理对冬小麦产量形成及品质的影响。增加灌水量对0～60 cm土壤含水量影响最为显著,对60～100 cm土壤含水量影响不显著;土壤耗水量随灌水量的增加而减少,以W1处理最大为1 025.03 m3·hm-2,分别比W2处理、W3处理增加168.89 m3·hm-2、366.9 m3·hm-2;不同处理间水分利用效率以W2处理最高W3处理、W1处理次之;适宜的增加灌水量有利于增加冬小麦灌浆期持续时间（T）,其中以W2处理达到了最大值为34.86 d,分别比W1处理、W3处理延后了3.74 d、1.86 d;冬小麦籽粒的拉伸面积、最大拉伸阻力、水分含量、籽粒容重、稳定时间、湿面筋含量、拉伸比、出粉率、沉降值,随灌水量的增加均呈现出逐渐增加的变化趋势,且均表现为W3>W2>W1处理。冬小麦籽粒蛋白质含量、延伸度、形成时间,随灌水量的增加均呈现出逐渐减少的变化趋势;在W2处理下滴灌量与产量、水分利用效率、降水利用效率均为最优;不同滴灌处理间比较,W2处理下冬小麦籽粒产量达到了最大值为8 559.83 kg·hm-2,分别比W1处理、W3处理高出了24.81%、0.39%。综上,在北疆地区,采用3 600 m3·hm-2（W2处理）的滴灌量,小麦的光合生理性能、产量及品质性状较好,可为生产实践借鉴。

关键词：滴灌量冬小麦光合生理特性干物质积累产量品质

水氮施用模式对油莎豆生理生长及产量品质的影响

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水氮施用模式对油莎豆生理生长及产量品质的影响

作者：殷姿塔里木大学

学位级别：硕士

我国是油料消费大国和进口大国,目前国内食用植物油自给率不足40%。因此,亟需培育和种植具有优质、高产、高抗特性以及普适性的成熟油料作物,增强国家油料安全保障能力。油莎豆适应性广、生物量大、附加值和综合利用价值高。发展油莎豆... 详细信息

我国是油料消费大国和进口大国,目前国内食用植物油自给率不足40%。因此,亟需培育和种植具有优质、高产、高抗特性以及普适性的成熟油料作物,增强国家油料安全保障能力。油莎豆适应性广、生物量大、附加值和综合利用价值高。发展油莎豆,可提高中国食用植物油自给率、降低大豆进口依存度。但国内外对油莎豆的研究主要集中在其生物学特性和不同地区种植的生态适应性上,对水肥研究较少。因此,本试验于2023年在新疆阿拉尔市现代农业院士专家工作站野外试验基地开展不同水氮模式下的油莎豆种植试验好一些。试验共设置三个灌水定额36 mm（W1）、45 mm（W2）和54 mm（W3）,三个总施氮量67.5 kg/hm2（N1）、112.5 kg/hm2（N2）和157.5 kg/hm2（N3）,以不施氮（N0）为对照,探讨水氮施用模式对油莎豆土壤养分分布、生理生长、产量品质和养分吸收、积累的影响。主要研究结论如下:（1）水氮施用模式显著影响土壤养分状况。土壤全氮、硝态氮和铵态氮累积量与施氮量呈正相关,随着播种天数的增加,土壤全氮、硝态氮和铵态氮会不断向40-60cm土层积累,土壤全氮含量在0-60 cm土层上不断向下减少,在W1～W3处理下,土壤含水率随施氮量的增加先减小后增加,N2处理较N3处理平均分别减少9.28%、27.21%和6.11%。相同施氮量处理下,土壤铵态氮含量均值随着灌水定额增加,表现为逐步增加的趋势,土壤硝态氮含量均值随灌水定额增加呈先减小后增加趋势,W1处理较W2处理分别增加49.09%、0.04%和61.47%;土壤全氮含量均值随着灌水量增加,表现为逐步降低的趋势,W1处理较W3处理分别增加了2.66%、10.01%和9.88%。（2）水氮施用模式显著影响油莎豆生理生化特性。在油莎豆生育期内,不同水氮耦合处理叶绿素a、叶绿素b、叶绿素a+b、类胡萝卜素、叶片净光合速率（Pn）、叶片气孔导度（Gs）、叶片蒸腾速率（Tr）、叶片过氧化氢酶（CAT）和叶片过氧化物酶（POD）均随随生育期的递进,表现为先上升,后逐渐下降的变化规律,其值均在结粒期N2W2处理达到最大值,而胞间CO2浓度（Ci）变化规律与其相反;不同水氮耦合油莎豆期叶片丙二醛（MDA）含量、可溶性糖含量和可溶性蛋白随着生育期的推进逐渐增加,叶片MDA值在成熟期N3W1处理达到最大,叶片可溶性糖含量和叶片可溶性蛋白在成熟期N3W3处理达到最大。（3）水氮施用模式显著影响油莎豆氮、磷、钾积累。在相同的施氮水平下,氮素、磷素、钾素累积量总体均表现为W2>W3>W1处理,在成熟期,N3W2处理块茎氮素含量最大,N2W2处理块茎磷素和钾素含量最大,N2W2处理油莎豆氮素、磷素、钾素累积量最高,分别达到286.89 kg/hm2、184.42 kg/hm2和719.90 kg/hm2,较CK分别增加49.79%、45.85%和43.94%。（4）水氮施用模式显著影响油莎豆生长、产量品质。灌水定额相同时,株高、分蘖数百粒重和耗水量随施氮量的增加而增加,干物质总量、产量和灌溉水利用效率随施氮量的增加,表现为先增加,后逐渐减小的趋势;在低氮条件下,油莎豆含水率和含油率、随灌水定额增加而增加,而氨基酸总量（TAA）随灌水定额的增加呈减小趋势,在中氮和高氮条件下,含水率、含油率、蛋白质含量、脂肪和TAA随灌水定额的增加呈先增加后减小的趋势。株高、分蘖数、百粒重和耗水量均在N3W3处理达到最大,干物质总量、产量、水分利用效率、蛋白质含量和脂肪含量均在N2W2处理下达到最大,在N2W1处理下灌溉水利用效率达到最大。本实验在水资源短缺的南疆地区,灌水定额45mm和施氮量112.5 kg·ha-1可得到最佳的产量和品质。

关键词：油莎豆水氮耦合生理生长产量品质养分吸收