地区：上海市 宝山区
关键词：广西大学
成果类型：其它
成果领域：生物与新医药
成果编号：A2021061000003762
成果描述：
| 课题来源与背景：该成果来自国家自然科学基金资助项目（50869001）的研究成果。研究目的与意义：基于作物生命信息的根区局部灌溉（PRI）如分根区交替灌溉（APRI）和部分根区固定灌溉（FPRI）是新的高效节水用水技术，开展不同水肥条件下，不同时期作物根区局部灌溉的生理响应、节水调质效应、土壤生物活性和养分的变化规律和最佳水肥供应模式等方面的研究，为进一步实现根区局部灌溉条件下水肥综合高效利用奠定基础，对实现农田水肥资源的可持续利用具有十分重要的意义。研究成果和创新点：研究发现了适宜施肥水平、施肥方式和有机无机氮肥配施和适度灌水条件下，苗期—拔节期分根区交替灌溉下玉米干物质积累降低不明显或略有增加，不明显影响各项生理生化指标，水分利用效率和养分（氮、磷或钾）表观利用率提高。分根区交替灌溉结合水肥一体化施肥是一个比较适宜的玉米水肥供应模式。与常规灌溉（CI）相比，苗期～拔节期根区局部灌溉总干物质质量降低不明显或略有增加，而水分利用效率明显增加，且不影响玉米对N、K吸收量。相同灌溉方式下，中等N、K水平处理的总干物质质量、地上部和总N、K吸收量比低N、K水平的明显增加。与常规灌溉相比，苗期—拔节期分根区交替灌溉干物质积累降低甚微或略有增加，中NK肥时水分利用效率提高22.8%，且氮表观利用率最高。在相同灌水方式下，中等NK肥处理干物质积累、水分利用效率和氮吸收量最高。与CI处理相比，APRI处理叶片蒸腾速率的降幅大于光合速率的降幅。在不同施肥和灌水水平下，与CI相比，APRI处理平均节水27.7%，甜玉米冠层WUE提高2.6%～24.3%，氮、磷和钾肥表观利用率分别提高16.4%、2.5%和2.4%。在节省40%灌水量的情况下，与单行常规沟灌相比，双行固定灌水增加玉米鲜穗产量24.0%，单行交替隔沟灌水次之，而单行固定隔沟灌水会减产，且高NK比低NK水平产量高。揭示了分根区交替灌溉结合适当有机氮肥比例和适度灌水可改善土壤微生物生长环境，提高土壤中酶活性，微生物量碳和可溶性碳。3个时期（拔节期、大喇叭口期和灌浆期）细菌数量最大值多出现在土壤含水量较高的CI或PRI湿润区，拔节期真菌和放线菌数量最大值出现在土壤含水量较低的PRI干燥区，大喇叭口期和灌浆期则多出现在PRI湿润区。3个时期土壤过氧化氢酶、脲酶和酸性磷酸酶最大值均出现在PRI湿润区，但转化酶较大值出现在PRI干燥区。与CI相比，拔节期～抽雄期进行分根区交替灌溉提高土壤微生物量碳（MBC）和可溶性碳（DOC）含量，但是不同时期分根区交替灌溉一般会降低土壤基础呼吸和诱导呼吸CO<,2>释放量。与单施无机氮相比，有机无机氮配施增加灌浆初期MBC和基础呼吸CO<,2>释放量和拔节期和抽雄期DOC含量和诱导呼吸CO<,2>释放。相同灌水量和有机无机氮比例条件下，分根区交替灌溉处理有利于提高土壤脲酶活性和抽雄期和灌浆初期转化酶活性。适度缺水有利于提高脲酶活性，有机无机氮肥配施有利于提高灌浆初期脲酶、转化酶活性和拔节期和抽雄期过氧化氢酶活性。获得了合理施肥水平下，烤烟伸根期分根区交替灌溉是一种有效的节水调质适产的灌溉方式。交替沟灌与合理施肥相结合节约灌水量，对烤烟产量有一定的提高作用，并能改善烤烟内在品质。与常规灌溉（CI）相比，不同生育期APRI处理低肥时平均节水10.6%，高肥时平均节水6.1%，低肥时烟叶WUE平均提高2.3%。APRI还可以明显提高烟叶K、还原糖和粗蛋白含量，改善烟叶的内在品质。在减少40%灌水量条件下，与常规沟灌（CFI）相比，在低肥和高肥时交替隔沟灌（AFI）处理的烟叶产量分别提高7.8%和8.5%，并能提高烟叶中总糖、还原糖、氮、钾和粗蛋白含量。社会效益：发表论文34篇，其中SCI收录17篇和EI收录13篇（部分SCI论文同时被EI收录），共培养博士、硕士研究生9名。 |
