【正文】 作體系 ?！?九五 ” 到 “ 十五 ”期間 ,被列入國(guó)家科技攻關(guān)項(xiàng)目計(jì)劃 , 農(nóng)業(yè)部啟動(dòng)國(guó)家級(jí)示范縣項(xiàng)目 , 在北方8 省 (自治區(qū)、直轄市 ) 38 縣內(nèi)進(jìn)行示范研究。國(guó)內(nèi)的研究與應(yīng)用以殘茬 (秸稈 ) 覆蓋耕作、深松耕、少 (免 ) 耕較為普及 , 以土壤耕作與覆蓋技術(shù)組裝為主要形式 , 如 : 淺旋覆 蓋、滅茬覆蓋、重耙覆蓋、高留茬免耕、深松覆蓋、免耕覆蓋、立桿鐵茬播種、秸稈粉碎免耕播種、秸稈粉碎還田少耕播種、留茬深松膜側(cè)溝播、留茬免耕膜側(cè)溝播、碎稈 + 表土作業(yè) (包括深松、免耕 + 播前耙及深松 + 播前耙 ) 等 , 著重研究農(nóng)藝技術(shù)本身及其對(duì)土壤養(yǎng)分、土壤溫度、土壤生物群落結(jié)構(gòu)、土壤水分動(dòng)態(tài)和產(chǎn)量的影響及生態(tài)經(jīng)濟(jì)效益的評(píng)價(jià)等方面。在少免耕、等高耕作、溝壟耕作等保護(hù)性土壤耕作 , 留茬覆蓋和秸稈覆蓋等覆蓋耕作及間套混、輪作、復(fù)種和休閑填茬等方面有了長(zhǎng)足發(fā)展。目前覆蓋技術(shù)主要集中在以作物秸稈、殘茬覆蓋為主的覆蓋方式 及其效益研究上 ,常見對(duì)秸稈整株覆蓋、秸稈粉碎還田覆蓋、秸稈粉碎淺旋覆蓋、秸稈高留茬、整稈立地以及地膜 + 秸稈覆蓋等的研究。因覆蓋方式、土壤耕作方式及各地區(qū)的實(shí)際條件不同 , 形成各不相同保護(hù)性耕作工藝體系或模式。雖然一些省區(qū)已探索出具有地區(qū)特色的技術(shù)模式 , 如 : 內(nèi)蒙古自治區(qū)農(nóng)業(yè)廳農(nóng)機(jī)局 20 世紀(jì) 90 年代起在自然條件不同的 20 個(gè)旗縣建立試點(diǎn) , 對(duì)保護(hù)性耕作技術(shù)工藝等開展了科學(xué)試驗(yàn) , 通過單項(xiàng)技術(shù)集成配套 , 初步探索出全區(qū)不同類型區(qū)的保護(hù)性耕作技術(shù)途徑 在棉花生產(chǎn)過程中與保護(hù)性耕作技術(shù)內(nèi)容相結(jié)合，即能達(dá)到保土 保水的目的，又能符合當(dāng)?shù)剞r(nóng)藝的要求。棉花保護(hù)性耕作模式以保墑、增溫和除草，防止土壤板結(jié)、流失，減少沙塵產(chǎn)生量，提高水分利用率為主要目標(biāo)，綜合實(shí)施保護(hù)性耕作的深松、地膜覆蓋播種等多項(xiàng)技術(shù)措施。 朱自璽等在 20xx 年從能量平衡角度解釋了覆蓋的保墑機(jī)理 ,即土壤覆蓋后農(nóng)田亂流交換系數(shù)和顯熱通量增大 ,潛熱通量減小 ,亦即用于土壤蒸發(fā)的能量減小 ,從而減少了土壤蒸發(fā)。地膜覆蓋和秸稈覆蓋是 2 種常用覆蓋方式 ,地膜可隔斷土壤與大氣間的水分交換 ,有效抑制土壤蒸發(fā) ,并保持均衡的土壤水分分布 ,提高地溫 ,使作物成熟期提前。同時(shí)，保護(hù)性 耕作下，棉田土壤其它物理性質(zhì)得到改善，水肥利用率相對(duì)提高，目前的研究多是針對(duì)于大量元素，而對(duì)于棉花生長(zhǎng)所需的硼、鋅、錳、鐵、銅等微量元素在保護(hù)性耕作下的積累及利用規(guī)律研究，則鮮見報(bào)道。 本項(xiàng)研究可通過大田試驗(yàn)，利用先進(jìn)的儀器設(shè)備和專業(yè)的研究隊(duì)伍，對(duì)保護(hù)性耕作下棉花對(duì)微量元素吸收的動(dòng)態(tài)規(guī)律進(jìn)行深入的研究，為保護(hù)性耕作制度的推廣提供養(yǎng)分利用方面的有力依據(jù)，同時(shí)，通過微量養(yǎng)分積累的動(dòng)態(tài)變化，可深入剖析保護(hù)性耕作下棉田土壤環(huán)境的變化以及揭示耕作制度 — 土壤環(huán)境 — 養(yǎng)分吸收這一農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)的連鎖反應(yīng)及動(dòng)態(tài)規(guī)律。 本課題組 成員曾主持和參與耕地地力保護(hù)基金項(xiàng)目 (7403070402)和發(fā)展生態(tài)治理沙漠化土地基金項(xiàng)目 (2403070405)，研究中發(fā)現(xiàn)覆秸稈和覆膜對(duì)棉花利用氮、磷、鉀的效率較常規(guī)的不覆任何覆蓋物的種植方式要高，而且棉花產(chǎn)量也有提高，但以前的研究沒有重視保護(hù)性耕作下棉花對(duì)微量元素的吸收規(guī)律及其積累動(dòng)態(tài)，在本項(xiàng)目中擬進(jìn)行補(bǔ)充和創(chuàng)新，將耕作栽培學(xué)與植物營(yíng)養(yǎng)學(xué)及營(yíng)養(yǎng)生態(tài)學(xué)三個(gè)學(xué)科有機(jī)結(jié)合，揭示微量元素在保護(hù)性耕作下的動(dòng)態(tài)積累規(guī)律。 微量元素對(duì)棉花產(chǎn)量和品質(zhì)起著至關(guān)重要的作用。對(duì)保護(hù)性耕作下棉花吸收微量元素的動(dòng)態(tài)規(guī)律研究， 是有關(guān)保護(hù)性耕作研究的開創(chuàng)性工作之一，目前在國(guó)內(nèi)研究者極少，此項(xiàng)研究處于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平，研究結(jié)果可指導(dǎo)當(dāng)?shù)氐拿藁ㄉa(chǎn)和微肥合理施用。 三、研究方案 研究目標(biāo)、研究?jī)?nèi)容和擬解決的關(guān)鍵問題 本課題旨在探索保護(hù)性耕作下棉田土壤及植株中微量元素積累的動(dòng)態(tài)變化規(guī)律。保護(hù)性耕作是改變土壤理化性質(zhì)的重要途徑，而通過對(duì)土壤性質(zhì)的改變又間接改變的土壤中養(yǎng)分供應(yīng)狀況和植株體吸收養(yǎng)分的效率，目前人們?cè)诿藁ㄑ芯可隙际且源罅吭刂械牡?、磷、鉀作為重點(diǎn)，而忽視了微量元素對(duì)棉花產(chǎn)量和品質(zhì)的影響。而棉花的衰敗不但與病蟲害有關(guān)系，還與 微量元素的營(yíng)養(yǎng)失調(diào)及吸收、積累有著密切聯(lián)系。本課題著重研究幾種保護(hù)性耕作模式下棉花植株中微量元素的立體積累動(dòng)態(tài)，不但從空間上、還從生長(zhǎng)時(shí)期上深入研究其規(guī)律，而且從理論上分析不同耕作模式下微量元素與棉花生長(zhǎng)和代謝的相關(guān)性，為保護(hù)性耕作在新疆棉花種植中的進(jìn)一步推廣提供強(qiáng)有力的理論依據(jù)，為棉花養(yǎng)分吸收動(dòng)態(tài)及積累研究開創(chuàng)新的局面。 擬采取的研究方法、技術(shù)路線、實(shí)驗(yàn)方案及可行性分析 研究方法：試驗(yàn)采用大田試驗(yàn)，取樣、及樣品制備均根據(jù)土壤農(nóng)化分析的嚴(yán)格要求進(jìn)行，元素測(cè)定主要采用紫外、可見分光光度比色法及原子吸收分光 光度儀法。 技術(shù)路線及試驗(yàn)方案 :如圖 所示 大田試驗(yàn)設(shè)計(jì) 三種耕作模式 重復(fù)： 3 次 測(cè)定土壤基礎(chǔ)肥力 樣品采集 土壤樣品 植株樣品 不同深度 棉花生長(zhǎng)不 同生育時(shí)期 不同器官 棉花生長(zhǎng)不 同生育時(shí)期 測(cè)定土壤及棉株不同器官微量營(yíng)養(yǎng)元素含量 進(jìn)行理論分析 測(cè)量棉株基本形態(tài)指標(biāo) 測(cè)定棉株光合指 標(biāo)及葉綠素含量 可行性分析 : (1) 現(xiàn)有資源條件 : 棉花是新疆主要的經(jīng)濟(jì)作物，種植條件非常成熟，加大了課題順利完成的可能性。依托開放實(shí)驗(yàn)室（農(nóng)業(yè)資環(huán)與環(huán)境實(shí)驗(yàn)室）現(xiàn)有儀器設(shè)備資產(chǎn)共計(jì) 400 多萬元，普通儀器數(shù)量眾多，先進(jìn)的紫外 /可見分光光度計(jì)、原子吸收分光光度儀為課題的順利進(jìn)行提供了有力保障，合理的開放制度能夠讓研究人員隨時(shí)進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室，提高研究工作的效率。同時(shí)，作物高產(chǎn)栽培實(shí)驗(yàn)室的 Li6400光合測(cè)定系統(tǒng)及 PAM20xx熒光測(cè)定分析系統(tǒng)也為課題的深入進(jìn)行提供了后備保證。依托的植物科技學(xué)院農(nóng)業(yè)試驗(yàn)站試驗(yàn)地充裕、管理妥善，為本課題的進(jìn)行提供了基礎(chǔ)條件。 （ 2）科技儲(chǔ)備：從 20xx 年開始，課題組成員一直從事植物營(yíng)養(yǎng)學(xué)、土壤肥料、土壤分析、農(nóng)化分析的教學(xué)與科研工作，積累了扎實(shí)的專業(yè)知識(shí)。課題組還具有扎實(shí)的棉花保護(hù)性耕作及土壤、植物養(yǎng)分分析的理論知識(shí)以及專業(yè)的與本課題相關(guān)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。成員基本上在試驗(yàn)室從事過基礎(chǔ)工作，基本所有成員都接受過實(shí)驗(yàn)室高檔儀器的各種培訓(xùn)，能熟練掌握土壤、植物養(yǎng)分分析的技能。從 20xx 年到現(xiàn)在，課題組成員先后主持和參加了兵團(tuán)耕地的歷保護(hù)基金項(xiàng)目（ 7403070402）、發(fā)展生態(tài)治理沙漠化土地基金項(xiàng)目（ 2403070405）、農(nóng)業(yè)部 948 重大國(guó) 際合作資助項(xiàng)目（ 20xx－ Z53）、皮棉單產(chǎn) 200 公斤以上棉花超高產(chǎn)栽培技術(shù)試驗(yàn)、示范項(xiàng)目、農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整重大研究專項(xiàng)資助項(xiàng)目（ 04－ 07－ 03B）、南疆棉田保護(hù)性耕作技術(shù)研究（ TDZKSS05011）等科研課題，積累了豐富的科學(xué)研究技能和經(jīng)驗(yàn)。 項(xiàng)目的特色與創(chuàng)新之處 項(xiàng)目特色：將作物栽培學(xué)的新技術(shù) —— 保護(hù)性耕作與土壤學(xué)、植 物營(yíng)養(yǎng)學(xué)中時(shí)尚研究領(lǐng)域 —— 微量元素研究相結(jié)合，將大田試驗(yàn)與室內(nèi)精密分析相結(jié)合，將微量元素首次放在棉花生產(chǎn)的重要位置上，尤其是在保護(hù)性耕作這種新技術(shù)下。 創(chuàng)新之處：傳統(tǒng)的保護(hù)性耕作研究?jī)H僅比較關(guān)注棉花的長(zhǎng)勢(shì)和產(chǎn)量，即使有研究營(yíng)養(yǎng)的，也只是針對(duì)于氮、磷、鉀元素，而本課題重在剖析保護(hù)性耕作下棉花對(duì)微量元素的吸收積累動(dòng)態(tài)規(guī)律、從時(shí)間和空間兩個(gè)方面挖掘不同耕作制度下微量元素對(duì)棉花生長(zhǎng)的貢獻(xiàn)，是棉花保護(hù)性耕作研究中的一項(xiàng)開創(chuàng)性工作。課題順利完成后，研究結(jié)果為國(guó)內(nèi)領(lǐng)先。 年度研究計(jì)劃及預(yù)測(cè)進(jìn)展 擬參加的學(xué)術(shù)活動(dòng)：在課 題實(shí)施過程中，盡可能派課題組 1～ 2 名成員積極參加 1～ 2 次土壤學(xué)會(huì)會(huì)議或植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)會(huì)會(huì)議。 本課題擬在 3 年內(nèi)完成，各階段主要任務(wù)如下： 20xx 年 1 月～ 20xx 年 12 月，進(jìn)行第一期試驗(yàn)（分大田試驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)室分析兩部分內(nèi)容），掌握第一批基本數(shù)據(jù)，找出試驗(yàn)過程中出現(xiàn)的問題，并就大多數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行初步理論分析。 20xx年 1月～20xx 年 12 月，對(duì)第一期試驗(yàn)過程中出現(xiàn)的問題進(jìn)行矯正，完善課題的每一個(gè)步驟，順利完成該年度試驗(yàn)（第二期試驗(yàn)），得出可靠的數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)整理和理論分析。 20xx 年 1 月～ 20xx 年 12 月，對(duì) 前兩年所得結(jié)果中不合理的數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)記，通過重復(fù)試驗(yàn)驗(yàn)證來矯正和更新，并就新發(fā)現(xiàn)的一些問題