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依托实验室——系指研究项目将利用的实验室，仅填写校内重点实验室、院试验站或外部场站等。

参加单位数——指研究项目组主要成员所在单位数，包括主持单位和合作单位（合作者所在单位），以阿拉伯数字表示。

项目组主要成员——指在项目组内对学术思想、技术路线的制订与理论分析及对项目的完成起重要作用的人员。

研究内容和意义——摘要与主题词应认真填写。

成果形式按下列内容填写：

A：

专著 

B：

编著 

C：

教材 

D：

工具书 

E：

参考书 

F：

古籍整理 

G：

论文H：

研究报告 

I：

调查报告 

J：

新产品 

K：

新技术、新工艺 

L：

其他字号：

小四号，字体：

仿宋。

一、简表

研究项目

名称

保护性耕作棉花对微量元素吸收的动态规律研究

类别

基础研究

学科分类

农学

申报学科领域

植物营养学

依托实验室

植物科技学院农业试验站

主持人

蓝色多瑙河

性别

男

民族

汉

出生年月

1978年2月12日

职称

讲师

学位

硕士

其它

2001年8月来校工作

所在单位

植物科技学院

项目组成员

总人数

高级

中级

初级

博士

硕士生

其他

参加单位数

4

2

3

姓 

名

年龄

项目中的分工

省去

30

制定技术路线，布置及管理试验并进行土壤及植株样品测定

52

教授

进行试验设计和理论分析

土壤及植株样品采集和制备

36

副教授

土壤及植株样品测定

申请经费

4．00万元

起止年月

2008年1月--2010 

年12月

研究容和意义

摘要：

不超过300字（概括研究的对象、研究方法，关健问题、标志性成果等）

棉花保护性耕作模式以保墒、增温和除草，防止土壤板结、流失，减少沙尘产生量，提高水分利用率及养分利用效率为主要目标，综合实施保护性耕作的深松、地膜覆盖播种等多项技术措施。

本项研究拟通过大田试验和室内精密分析相结合的方法，利用先进的仪器设备，对保护性耕作下棉花对微量元素吸收的动态规律进行深入的研究，为保护性耕作制度的进一步推广提供养分利用方面的有力依据。

同时，通过植株中微量养分积累的动态分析，可深入剖析保护性耕作下棉田土壤环境的变化以及揭示耕作制度—土壤环境—养分吸收这一农业生产系统的连锁反应及动态规律，为保护性耕作在棉花生产中的进一步推广提供强有力的理论依据，并指导当地的棉花生产和微肥合理施用。

主题词

1.主题词数量不多于三个；

2.主题词之间空一格（英文用/分隔）。

中文

保护性耕作棉花微量元素

英文

Conservationtillage/Cotton/Micronutrients

二、立论依据保护性耕作是对农田实行免耕、少耕及其它措施，尽可能减少土壤耕作，并用作物秸秆、残茬覆盖地表，减少土壤风蚀、水蚀，提高土壤肥力和抗旱能力的一项先进农业耕作方法。

目前主要应用于干旱、半干旱地区农作物生产及牧草的种植。

在棉花生产过程中与保护性耕作技术内容相结合，即能达到保土保水的目的，又能符合当地农艺的要求。

保护性耕作起源于美国。

十九世纪末，美国实施西部大开发，大量干旱半干旱草原被开垦成农田，虽然获得了几十年不错的粮食产量，但是由于植被破坏、土地大量翻耕，土壤退化，２０世纪３０年代，干旱、贫瘠、细碎的裸露农田难以抵挡大风的袭击，成千上万吨表土被刮走，沙尘遮天蔽日，酿成了震惊世界的“黑风暴”（强沙尘暴天气）。

“黑风暴”推动了人们对传统耕作方法的反思和对保土保水新方法的探索。

经过多年的研究，美国科学家确认是铧式犁翻耕破坏了土壤结构和地表植被，使得土壤缺乏抵抗干旱和大风天气的能力。

由此，逐步创立了以秸秆、残茬覆盖和免耕播种为核心的保护性耕作，并发展成为美国主流的耕作制度。

２０世纪８０年代以后，保护性耕作逐步推广应用到７０多个国家，据ＦＡＯ统计，目前，全世界保护性耕作应用面积达到１．６９亿公顷，占世界总耕地面积的１１％。

主要在旱作农业区小麦、大麦、玉米、苜蓿、豆类、油菜、棉花、小杂粮等１０多种作物的生产上应用。

南美洲的一些国家和澳大利亚应用面积均已超过本国耕地面积的７０％。

　２００２年８月第二届可持续发展世界首脑会议呼吁，大力发展保护性耕作技术，促进农业可持续发展。

２００４年４月１６日出版的国际权威机构《科学》周刊中，美国俄亥俄州立大学的生态学家认为，传统耕作导致的土壤有机质衰竭—土壤结构破坏—水分的入渗和储存减少—风蚀水蚀加剧、生态环境恶化—产量下降这一恶化过程是缓慢的，３０～５０年才明朗化，但后果却是致命的，全世界必须更广泛地实行保护性耕作，否则，未来２０～５０年就要面临严重的气候、土壤和粮食生产方面的问题。

联合国粮农组织在《联合国粮食与农业机构快讯》以及《世界农业：

走向２０１５／２０３０年》中称，保护性耕作是一场新的耕作革命，是一种农业生产和环境保护“双赢”的耕作方法；

未来１０～２０年中，保护性耕作将对农业可持续发展产生更加积极的促进作用。

中国水土流失主要分布在贫困山区和半干旱地区。

长期以来，当地群众滥垦乱伐、广种薄收，形成了“愈穷愈垦，愈垦愈穷”的恶性循环，在全国449个省级以上贫困县中，75.8%是水土流失严重县。

加之近年春季沙尘暴天气频发，我国在保护性耕作方面的研究与应用情况日益受到人们的关注。

我国保护性耕作研究与应用基于国外成熟经验和技术,以保护生态环境和实现农业可持续发展为目的,是一场革新传统耕作制的新农业技术革命,受各级政府和研究人员的广泛关注。

从20世纪60年代起,开始试验研究单项技术;

70年代起部分高校和农业科学院开始覆盖和少（免）耕等试验研究,取得显著的增产效果;

90年代起开始了农艺农机结合的系统性试验,在适合中国国情的保护性耕作机械设计和耕作技术方面取得了重大进展,总结出适合山西的3种玉米机械化保护性耕作体系和3种小麦机械化保护性耕作体系;

“九五”到“十五”期间,被列入国家科技攻关项目计划,农业部启动国家级示范县项目,在北方8省（自治区、直辖市）38县内进行示范研究。

国内的研究与应用以残茬（秸秆）覆盖耕作、深松耕、少（免）耕较为普及,以土壤耕作与覆盖技术组装为主要形式,如:

浅旋覆盖、灭茬覆盖、重耙覆盖、高留茬免耕、深松覆盖、免耕覆盖、立杆铁茬播种、秸秆粉碎免耕播种、秸秆粉碎还田少耕播种、留茬深松膜侧沟播、留茬免耕膜侧沟播、碎秆+表土作业（包括深松、免耕+播前耙及深松+播前耙）等,着重研究农艺技术本身及其对土壤养分、土壤温度、土壤生物群落结构、土壤水分动态和产量的影响及生态经济效益的评价等方面。

在少免耕、等高耕作、沟垄耕作等保护性土壤耕作,留茬覆盖和秸秆覆盖等覆盖耕作及间套混、轮作、复种和休闲填茬等方面有了长足发展。

目前覆盖技术主要集中在以作物秸秆、残茬覆盖为主的覆盖方式及其效益研究上,常见对秸秆整株覆盖、秸秆粉碎还田覆盖、秸秆粉碎浅旋覆盖、秸秆高留茬、整秆立地以及地膜+秸秆覆盖等的研究。

因覆盖方式、土壤耕作方式及各地区的实际条件不同,形成各不相同保护性耕作工艺体系或模式。

虽然一些省区已探索出具有地区特色的技术模式,如:

内蒙古自治区农业厅农机局20世纪90年代起在自然条件不同的20个旗县建立试点,对保护性耕作技术工艺等开展了科学试验,通过单项技术集成配套,初步探索出全区不同类型区的保护性耕作技术途径在棉花生产过程中与保护性耕作技术内容相结合，即能达到保土保水的目的，又能符合当地农艺的要求。

棉花保护性耕作模式以保墒、增温和除草，防止土壤板结、流失，减少沙尘产生量，提高水分利用率为主要目标，综合实施保护性耕作的深松、地膜覆盖播种等多项技术措施。

朱自玺等在2000年从能量平衡角度解释了覆盖的保墒机理,即土壤覆盖后农田乱流交换系数和显热通量增大,潜热通量减小,亦即用于土壤蒸发的能量减小,从而减少了土壤蒸发。

地膜覆盖和秸秆覆盖是2种常用覆盖方式,地膜可隔断土壤与大气间的水分交换,有效抑制土壤蒸发,并保持均衡的土壤水分分布,提高地温,使作物成熟期提前。

同时，保护性耕作下，棉田土壤其它物理性质得到改善，水肥利用率相对提高，目前的研究多是针对于大量元素，而对于棉花生长所需的硼、锌、锰、铁、铜等微量元素在保护性耕作下的积累及利用规律研究，则鲜见报道。

本项研究可通过大田试验，利用先进的仪器设备和专业的研究队伍，对保护性耕作下棉花对微量元素吸收的动态规律进行深入的研究，为保护性耕作制度的推广提供养分利用方面的有力依据，同时，通过微量养分积累的动态变化，可深入剖析保护性耕作下棉田土壤环境的变化以及揭示耕作制度—土壤环境—养分吸收这一农业生产系统的连锁反应及动态规律。

本课题组成员曾主持和参与耕地地力保护基金项目（7403070402）和发展生态治理沙漠化土地基金项目（2403070405），研究中发现覆秸秆和覆膜对棉花利用氮、磷、钾的效率较常规的不覆任何覆盖物的种植方式要高，而且棉花产量也有提高，但以前的研究没有重视保护性耕作下棉花对微量元素的吸收规律及其积累动态，在本项目中拟进行补充和创新，将耕作栽培学与植物营养学及营养生态学三个学科有机结合，揭示微量元素在保护性耕作下的动态积累规律。

微量元素对棉花产量和品质起着至关重要的作用。

对保护性耕作下棉花吸收微量元素的动态规律研究，是有关保护性耕作研究的开创性工作之一，目前在国内研究者极少，此项研究处于国内领先水平，研究结果可指导当地的棉花生产和微肥合理施用。

三、研究方案1、研究目标、研究内容和拟解决的关键问题本课题旨在探索保护性耕作下棉田土壤及植株中微量元素积累的动态变化规律。

保护性耕作是改变土壤理化性质的重要途径，而通过对土壤性质的改变又间接改变的土壤中养分供应状况和植株体吸收养分的效率，目前人们在棉花研究上都是以大量元素中的氮、磷、钾作为重点，而忽视了微量元素对棉花产量和品质的影响。

而棉花的衰败不但与病虫害有关系，还与微量元素的营养失调及吸收、积累有着密切联系。

本课题着重研究几种保护性耕作模式下棉花植株中微量元素的立体积累动态，不但从空间上、还从生长时期上深入研究其规律，而且从理论上分析不同耕作模式下微量元素与棉花生长和代谢的相关性，为保护性耕作在新疆棉花种植中的进一步推广提供强有力的理论依据，为棉花养分吸收动态及积累研究开创新的局面。

2、拟采取的研究方法、技术路线、实验方案及可行性分析研究方法：

试验采用大田试验，取样、及样品制备均根据土壤农化分析的严格要求进行，元素测定主要采用紫外、可见分光光度比色法及原子吸收分光光度仪法。

技术路线及试验方案:

如图所示

大田试验设计

三种耕作模式

重复：

3次

测定土壤基础肥力

样品采集

土壤样品

植株样品

不同深度

棉花生长不同生育时期

不同器官

测定土壤及棉株不同器官微量营养元素含量

进行理论分析

测量棉株基本形态指标

测定棉株光合指标及叶绿素含量

可行性分析:

（1）现有资源条件:

棉花是新疆主要的经济作物，种植条件非常成熟，加大了课题顺利完成的可能性。

依托开放实验室（农业资环与环境实验室）现有仪器设备资产共计400多万元，普通仪器数量众多，先进的紫外/可见分光光度计、原子吸收分光光度仪为课题的顺利进行提供了有力保障，合理的开放制度能够让研究人员随时进入实验室，提高研究工作的效率。

同时，作物高产栽培实验室的Li-6400光合测定系统及PAM2001荧光测定分析系统也为课题的深入进行提供了后备保证。

依托的植物科技学院农业试验站试验地充裕、管理妥善，为本课题的进行提供了基础条件。

（2）科技储备：

从2001年开始，课题组成员一直从事植物营养学、土壤肥料、土壤分析、农化分析的教学与科研工作，积累了扎实的专业知识。

课题组还具有扎实的棉花保护性耕作及土壤、植物养分分析的理论知识以及专业的与本课题相关的实践经验。

成员基本上在试验室从事过基础工作，基本所有成员都接受过实验室高档仪器的各种培训，能熟练掌握土壤、植物养分分析的技能。

从2001年到现在，课题组成员先后主持和参加了兵团耕地的历保护基金项目（7403070402）、发展生态治理沙漠化土地基金项目（2403070405）、农业部948重大国 

际合作资助项目（2003－Z53）、皮棉单产200公斤以上棉花超高产栽培技术试验、示范项目、农业部农业产业结构调整重大研究专项资助项目（04－07－03B）、南疆棉田保护性耕作技术研究（TDZKSS05011）等科研课题，积累了丰富的科学研究技能和经验。

3、项目的特色与创新之处项目特色：

将作物栽培学的新技术——保护性耕作与土壤学、植物营养学中时尚研究领域——微量元素研究相结合，将大田试验与室内精密分析相结合，将微量元素首次放在棉花生产的重要位置上，尤其是在保护性耕作这种新技术下。

创新之处：

传统的保护性耕作研究仅仅比较关注棉花的长势和产量，即使有研究营养的，也只是针对于氮、磷、钾元素，而本课题重在剖析保护性耕作下棉花对微量元素的吸收积累动态规律、从时间和空间两个方面挖掘不同耕作制度下微量元素对棉花生长的贡献，是棉花保护性耕作研究中的一项开创性工作。

课题顺利完成后，研究结果为国内领先。

4、年度研究计划及预测进展拟参加的学术活动：

在课题实施过程中，尽可能派课题组1～2名成员积极参加1～2次土壤学会会议或植物营养与肥料学会会议。

本课题拟在3年内完成，各阶段主要任务如下：

2008年1月～2008年12月，进行第一期试验（分大田试验和实验室分析两部分内容），掌握第一批基本数据，找出试验过程中出现的问题，并就大多数数据进行初步理论分析。

2009年1月～2009年12月，对第一期试验过程中出现的问题进行矫正，完善课题的每一个步骤，顺利完成该年度试验（第二期试验），得出可靠的数据，进行数据整理和理论分析。

2010年1月～2010年12月，对前两年所得结果中不合理的数据进行标记，通过重复试验验证来矫正和更新，并就新发现的一些问题进行补充试验。

最终顺利完成本课题。

5、预期研究成果

（1）通过理论分析，剖析保护性耕作下棉花微量元素的吸收积累动态规律、从时间和空间两个方面挖掘不同耕作制度下微量元素对棉花生长的贡献，研究结果可指导各个地区的棉花生产和微肥合理施用，研究理论推广后可在提高棉花产量、降低施肥成本等方面带来直接的效益。

（2）研究成果形式：

以科技论文形式体现。

课题完成后，拟在各级别科技期刊杂志上发表2～5篇科技论文。

（3）人才培养：

培养5~8名本科毕业生，本科生在参加课题过程中可完成其本科毕业论文。

四、研究基础

1、与本项目有关的研究工作积累和已取得的研究工作成绩从2001年开始，课题组成员一直从事土壤与植物营养、土壤农业化学及土壤肥料学的教学与科研工作，积累了扎实的专业知识。

其中在实验室历练半年，练就了扎实的土壤、植物养分分析操作技能，并经过各种紫外/可见分光光度计、原子吸收分光光度、Li-6400光合测定系统、PAM2001荧光测定分析系统等高端分析仪器的培训。

从2001年到现在，课题组成员先后主持和参加了兵团耕地的历保护基金项目（7403070402）、发展生态治理沙漠化土地基金项目（2403070405）、农业部948重大国 

际合作资助项目（2003－Z53）、皮棉单产200公斤以上棉花超高产栽培技术试验、示范项目、农业部农业产业结构调整重大研究专项资助项目（04－07－03B）、南疆棉田保护性耕作技术研究（TDZKSS05011）等科研课题，积累了丰富的研究技能和经验。

主持和参加的课题获得了兵团和自治区许多专家的肯定，为新疆棉花生产做出的一定的贡献。

在最近几年，课题组成员共发表相关论文20余篇。

2、已具备的实验条件，尚缺少的实验条件和拟解决的途径课题组具有扎实的棉花保护性耕作及土壤、植物养分分析的理论知识以及专业的与本课题相关的实践经验。

目前，依托开放实验室（农业资环与环境实验室）现有仪器设备资产共计400多万元，普通仪器数量众多，先进的紫外/可见分光光度计、原子吸收分光光度仪为课题的顺利进行提供了有力保障，合理的开放制度能够让研究人员随时进入实验室，提高研究工作的效率。

所有试验条件基本能满足课题的完成，尚为不足的是试验作需个别标准试剂需要从外面订购，费时费工。

3、申请者和项目组主要成员的学历和研究工作简历，近期已发表与本项目有关的主要论著目录和获得学术奖励情况及在本项目中承担的任务. 

，男，1978年2月生，2001年来校工作，硕士，讲师，主要从事植物营养、土壤肥料学、土壤农化分析等教学与科研工作。

在本课题中主要制定技术路线，布置及管理试验并进行土壤及植株样品测定。

2003－2004年参加发展生态治理沙漠化土地基金项目（2403070405），2004－2005年参加皮棉单产200公斤以上棉花超高产栽培技术试验、示范项目，2005－2006年参加农业部948重大国际合作资助项目（2003－Z53）项目、农业部农业产业结构调整重大研究专项资助项目（04－07－03B）、南疆棉田保护性耕作技术研究（TDZKSS05011），2006－2007年参加国家“十一五”科技支撑计划项目“黄土高原水土流失综合治理工程关键支撑技术研究”中“宽谷丘陵区农牧综合开发模式与示范”课题（2006BAD09B08）。

近年以第一作者发表科技论文7篇。

×

，男，1955年5月生，教授，作物栽培学与耕作学学科带头，硕士研究生导师，自治区和农业部中青年有突出贡献的专家，兵团农学会副理事长,新疆土壤肥料学会常务理事，新疆阿克苏地区农学会副理事长。

主要从事植物营养、土壤肥料学、测土施肥等教学与科研工作。

在本课题中主要进行试验设计和理论分析，并为课题的顺利实施提供可行性理论参考。

最近几年承担科研项目情况：

2000～2002年主持《高等学校骨干教师资助计划》项目“干旱区农田有机养分循环机理的研究”；

2003～2005年，负责农业部农业生态环境保护项目“耕地地力保护”和“发展生态农业治理沙漠化土地试验与示范”中新疆阿克苏和喀什地区的试验与示范。

目前正在承担的项目：

2005～2007年自治区高校科研计划科学研究重点项目“节水灌溉条件下水盐运移规律研究”；

农业部农业产业结构调整重大研究专项资助项目（04－07－03B；

2005～2007年“亩产200kg以上皮棉综合栽培技术试验、示范项目”技术研究；

2005-2008年国家“测土施肥资金补帖项目”等研究项目。

近年以第一作者发表科技论文10余篇。

，男，1971年10月出生,男，汉族，中共党员，硕士，讲师，现于新疆塔里木大学植物科技学院土壤与生态教研室从事土壤与植物营养的教学与科研工作。

在本课题中主要承担土壤及植株样品微量元素的测定工作。

主持科研项目有：

2004年6月-2006年6月，主持农业部农业产业结构调整重大技术研究专项子专题“南疆棉区棉花肥水耦合高效利用调控技术”。

2006年6月-2007年12月，主持塔里木大学校长基金“南疆海岛棉长势遥感监测研究”。

，男，1978年5月生，硕士，讲师，现于新疆塔里木大学植物科技学院土壤与生态教研室从事土壤肥料学和遥感的教学和科研工作。

本课题中主要承担土壤及植株样品的采集和制备工作。

主持课题有：

塔里木大学校长基金项目“新疆主要类型土壤的理化特性与光谱特征关系的研究”。

近年以第一作者发表科技论文3篇。

课题组成员近期发表的主要科技论文有：

1．　

五、经费预算

支出科目

金 

额（万元）

计算根据及理由

比例

科研业务费

试验地使用费

0.6

需租用试验地1～2亩

≥75%

测试费用

0.4

某些元素无法自己测定或仪器出现故障时需要到中测室测定

劳务费

0.2

采集和处理样品工作量大以及暑假试验时，都需雇用劳力

论文发表费

0.8

争取在各类期刊发表2～5篇科技论文

其它业务

科技处管理费用

实验材料费

试验过程中所需基本材料

小型仪器设置费用

小型仪器购买

0.10

地温计等小型仪器是土壤环境测定所必备的，而实验室没有

≤10%

试剂购买费用

0.30

微量元素测定标准样品较贵

国内外交流与协作

参加相关学会会议

其它

作为资金储备，以备不时之需

≤5%

合 

计4.0万元

备注：

六、申请者承诺 

我保证上述填报内容的真实性。

如果获得资助，我与本项目组成员将严格遵守学校的有关规定，切实保证研究工作时间，按计划认真开展研究工作，按时报送有关材料。

申请者（签章） 

年　月　 

日

七、申请者所在单位审查意见负责人签字（盖章）：

单位（公章）：

年 

月 

八、合作单位意见

负责人（签章）：

日

九、科技处审核意见负责人（签章）：

单位（公章）：