耕作方式与秸秆还田对冬小麦–夏玉米轮作系统中干物质生产和水分利用效率的影响

为探讨黄淮海地区一年两熟制下土壤耕作方式与秸秆还田相结合的适宜模式,2010—2012年进行了两年度的田间试验,研究不同处理对冬小麦–夏玉米轮作系统干物质生产和水分利用效率的影响。通过比较常规耕作+秸秆还田、常规耕作+无秸秆还田、深耕+秸秆还田、深耕+无秸秆还田、深松+秸秆还田、深松+无秸秆还田6个处理,发现深松(耕)与秸秆还田可以增加冬小麦和夏玉米的农田耗水量,降低休闲期农田耗水量,提高作物叶片相对含水量、净光合速率、蒸腾速率和茎秆伤流量,促进植株干物质积累,进而提高作物籽粒产量和水分利用效率。耕作方式与秸秆还田对冬小麦和夏玉米的干物质生产和水分利用效率存在显著交互作用。与常规耕作+无秸秆还田相比,深耕+秸秆还田和深松+秸秆还田处理的作物干物质积累量分别提高19.3%和22.9%,周年作物产量分别提高18.0%和19.3%,水分利用效率分别提高15.9%和15.1%,且两处理无显著差异。因此认为,与本试验相似环境条件下,宜在秸秆还田的基础上配合深松或深耕。     

不同水氮优化组合模式对冬小麦产量形成及水氮资源利用效率的影响

针对华北平原冬小麦生产中氮肥及灌水存在严重浪费,进而引起环境污染问题进行了研究。在传统灌溉一优化施肥、优化灌溉一传统施肥、优化水肥、秸秆还田优化水肥及传统水肥条件下,冬小麦单位面积收获穗数和子粒产量无显著性差异。优化水肥和秸秆还田优化水肥冬小麦穗粒数显著减少,千粒重显著提高。所有处理间冬小麦水分利用效率无显著性差异。传统灌溉一优化施肥、优化水肥及秸秆还田优化水肥氮肥当季利用率显著提高,因此达到了挖掘冬小麦的节肥潜力,提高优化灌溉条件下氮肥利用效率的目的。     

绿洲灌区小麦秸秆还田与耕作措施对玉米产量的影响

针对西北干旱绿洲灌区玉米长期连作导致其产量提高受限的关键问题,基于田间定位试验,研究了秸秆还田/秸秆不还田和耕作措施(传统翻耕、免耕)对玉米产量的影响。结果表明,前茬小麦秸秆还田和耕作措施对玉米干物质积累量与叶面积指数均有显著影响,且二者的互作效应显著。从玉米全生育期平均来看,秸秆还田较秸秆不还田显著提高了玉米干物质积累量与叶面积指数,分别提高4.2%～8.2%和7.1%～13.0%;与免耕处理相比,传统翻耕显著提高了玉米干物质积累量与叶面积指数,分别提高20.2%～24.1%和11.0%～16.0%。秸秆还田和耕作措施对玉米籽粒产量及产量构成因素影响显著,但二者的互作效应不显著。秸秆还田较秸秆不还田、传统翻耕较免耕玉米籽粒产量分别提高21.9%和20.0%,其主要原因是提高了穗数。因此,在干旱绿洲灌区小麦秸秆还田结合传统翻耕有利于提高玉米叶面积指数,促进干物质积累,进而提高玉米籽粒产量。     

小麦秸秆还田对玉米生长发育及产量的影响初探

研究田间条件下,小麦秸秆全量还田对下茬作物玉米生长发育及产量的影响,以期为实现科学合理的秸秆还田农艺措施提供科学依据。试验设正常施肥、不施肥,不浇水、浇2次透水条件下全量、2倍量和无小麦秸秆还田,共8个处理。通过田间试验,研究小麦秸秆还田对玉米幼苗生长和成熟期生物学与经济性状的影响试验,测定了玉米的出苗率、根系2次活力、生物学性状。结果显示,在水肥充足、小麦秸秆全量还田条件下,玉米幼苗的生长状况明显优于无小麦秸秆还田和2倍量还田的玉米幼苗,小麦秸秆还田的有无与多少都会对玉米幼苗的生长产生一定的影响;随着时间的推移,小麦秸秆对玉米幼苗生长的影响减弱,各处理间差异不显著,玉米长势均良好。玉米成熟期考种结果表明,2倍量小麦秸秆还田浇2次透水的处理较对照1增产2861.95 kg/hm²,增长率达68%;全量小麦秸秆还田浇2次透水的处理较对照1增产2567.34 kg/hm²,增长率达61%;而仅浇2次透水无小麦秸秆还田的对照2较对照1增产2525.25 kg/hm²,增长率为60%。可见,通过农艺措施调节,能减轻过量秸秆的负效应,降低秸秆还田对下茬作物的不良影响,从而提高农作物的产量和品质,正常施肥条件浇2次透水的小麦秸秆全量还田处理有显著增产效果。     

秸秆深翻还田对不同地区玉米(Zea mays L.)生长及产量的影响

本试验材料为‘翔玉998’,分别在松原和九台地区设秸秆全量深翻还田和秸秆不还田两个处理,研究玉米株高,穗位高、叶面积指数及干物质积累与分配的动态变化。结果表明,松原和九台地区秸秆深翻还田下的株高及穗位高都大于秸秆不还田处理,但差异不显著。通过秸秆深翻还田处理下玉米叶面积指数的峰值有明显提高,都显著高于对照处理,同时成熟期的干物质量均明显大于对照处理。两地区地上部物质运转与分配上表现趋势一致,都是茎、叶中干物质运转率较高,且对籽粒贡献率也较大,但九台地区的干物质转运量相比对照提高最大;对比产量数据,两地区在秸秆深翻还田方式下的玉米产量都高于对照。最终得出结论秸秆深翻还田对玉米生长发育及产量的提升有一定促进作用,但是对其株高和穗位高影响程度不明显。本研究为建立区域秸秆还田体系提供理论帮助和技术支持。     

东北冷凉地区秸秆还田方式对水稻光合、干物质积累及氮素吸收的影响

为探讨东北冷凉地区水稻秸秆适宜的还田方式,开展大田定位试验,研究了秸秆直接还田和炭化还田对水稻光合能力、干物质积累的影响。结果表明,施用氮肥条件下2种还田方式均能促进水稻地上部干物质积累,尤其是炭化还田在成熟期较直接还田干物质积累更多;不施用氮肥条件下炭化还田地上部干物质积累量有增加趋势,但直接还田与对照相比却降低了地上部干物质量。2种还田方式都有提高氮肥利用率的趋势,炭化还田和直接还田的氮肥利用率分别为59%和56%。     

免耕条件下秸秆还田与施肥对小麦-玉米轮作系统土壤养分和酶活性的影响

为研究免耕条件下秸秆还田与施肥对小麦-玉米轮作系统土壤养分和酶活性的影响,于西北农林科技大学校内试验地进行试验,设3个秸秆还田水平:秸秆全量还田、秸秆半量还田、秸秆不还田,施肥和不施肥2个施肥水平,共6个处理,以秸秆不还田+不施肥作为对照,研究秸秆还田与施肥对小麦-玉米轮作系统一年内两季不同作物收获期0~40 cm土层土壤养分含量和土壤酶活性的影响。结果表明,冬小麦和夏玉米收获期土壤不论是0~20 cm还是20~40 cm土层,秸秆全量还田+施肥和秸秆半量还田+施肥处理相比秸秆不还田+不施肥均能增加土壤有机碳、碱解氮、速效磷和速效钾的含量,并且高于秸秆还田+不施肥处理;秸秆全量还田+施肥处理下的冬小麦土壤脲酶、碱性磷酸酶、过氧化氢酶和蔗糖酶的活性比秸秆不还田+不施肥处理的0~20 cm土层分别提高92.34%,87.91%,4.94%,62.41%;对于夏玉米而言,秸秆全量还田+施肥相比秸秆不还田+不施肥处理的0~20 cm土层提高了土壤脲酶、碱性磷酸酶、蔗糖酶和过氧化氢酶,分别提高了68.54%,49.11%,149.84%,10.38%。可见,土壤脲酶、碱性磷酸酶、过氧化氢酶和蔗糖酶在秸秆全量还田+施肥的处理下活性最高,并且土壤脲酶与全氮和碱解氮相关性最好,碱性磷酸酶与全氮、速效钾和速效磷的相关性比较好,过氧化氢酶与速效钾和速效磷的相关性比较好,蔗糖酶与有机碳的相关性比较好,且均呈正相关。以上结果表明,秸秆还田配施化肥可以提高土壤质量。     

砂姜黑土区秸秆还田与肥料配施对夏玉米生育和产量的影响

为探索在苏北平原砂姜黑土区推广小麦秸秆还田技术,以‘苏玉23’为材料,通过设置小麦秸秆不还田、小麦秸秆还田和有机肥、常规肥配施等5种处理方式,研究了其对玉米出苗、茎秆形态、干物质积累分配和产量及其构成因素的影响。结果表明：小麦秸秆不还田+不施肥料(T0)对玉米出苗质量、植株生长发育、干物质积累分配、穗部性状和产量及其构成因素均造成不利影响。小麦秸秆还田+肥料配施处理(T2、T3、T4)能显著改善当季玉米的出苗质量和幼苗素质,有利于植株的正常发育。与对照化肥处理相比,小麦秸秆还田+常规施肥(T2)虽能改善玉米出苗质量和茎秆形态,但对玉米穗部特征和产量有不利影响。T2处理缩短穗长,降低千粒重6.7%,导致减产8.4%;而小麦秸秆还田+有机肥配施或优化施肥处理(T3、T4)均有促进作用,出苗素质显著提高,其中以小麦秸秆还田+优化施肥处理(T4)效果最显著。与对照(T1)相比,T4处理的穗粒数和千粒重分别增加24.0%和6.7%,增产5.8%。播种后15天,T4处理的出苗率达到77.9%,比对照增加4.9%,出苗均匀度提高14.4%,为玉米增产提供了保障。可见,砂姜黑土区小麦秸秆还田能改善当季玉米的出苗质量、促进玉米植株的生长发育,有利于干物质向籽粒转移,配施有机肥和优化施肥能显著提高玉米产量,其中以优化施肥效果更佳。     

滴灌模式和水分调控对夏玉米干物质和氮素积累与分配及水分利用的影响

采用裂区试验设计探究了地下滴灌和地表滴灌(drip underground, DU; drip surface, DS)模式下土壤水分调控(分别为田间持水量的40%～50%、60%～70%和80%～90%,记为W40、W60和W80)对夏玉米干物质和氮素积累与分配及水分利用效率的影响。结果表明,DU处理的吐丝后氮素积累量及水分利用效率分别较DS显著提高了6.18%和4.85%～8.61%。夏玉米的干物质、氮素指标及产量对滴灌模式的响应依赖于土壤水分调控水平,在W40和W60处理条件下,DU处理显著增加夏玉米的净光合速率,提高了吐丝后干物质和氮素的积累量及向籽粒的转运,最终DU处理的干物质积累量、籽粒氮素积累量、产量及氮肥偏生产力分别提高了3.29%～19.94%、?1.10%～20.65%、3.29%～19.94%和3.31%～23.64%。而在W80处理条件下, DS处理的干物质积累量、吐丝后氮素积累量、产量及蒸散量比DU处理分别提高了6.80%～12.24%、5.93%、8.39%～14.91%和9.73%～14.57%。综上所述,在限水灌溉条件下,地下滴灌能够增加吐丝后干物质积累量、氮素积累量及其对籽粒氮素的贡献率,最终增加产量。在充分供水条件下,地表滴灌更有利于干物质及氮素的积累,但由于消耗过多的水分,因此水分利用效率未显著增加。     

氮肥运筹对苗期受渍夏玉米干物质和氮素积累与转运的影响

以玉米品种郑单958为试验材料,研究不同氮肥运筹方式[氮肥全部基施(N1)、基肥70%+拔节肥30%(N2)、基肥50%+拔节肥50%(N3)和基肥30%+拔节肥50%+大喇叭口肥20%(N4)]对苗期受渍夏玉米叶面积指数(LAI)、干物质积累、氮素吸收积累及产量的影响,以期为苗期受渍夏玉米合理施肥提供理论依据。结果表明,苗期渍水7 d降低夏玉米产量,降幅达24.2%~25.7%,氮肥后移能够减轻苗期渍害对产量的影响。玉米产量与穗粒数的相关性大于与千粒重的相关性;吐丝期最大LAI和收获指数与产量存在极显著相关性,但粒叶比与产量间无显著相关性。苗期渍水7 d降低群体LAI,氮肥后移能增大穗位层和穗上层叶片的LAI以弥补穗下层LAI降低导致的群体LAI下降,且弥补的效应大于渍害导致穗下层LAI降低的效应,进而使得苗期渍水7 d下氮肥后移的群体LAI较氮肥前移增大。苗期渍水7 d显著降低吐丝后干物质积累量,渍水使营养器官干物质积累转运量增大;氮肥前移处理使营养器官干物质向籽粒的转运量增大,但不利于吐丝后籽粒干物质积累,氮肥后移处理则显著提高了吐丝后籽粒干物质积累量及其对籽粒产量的贡献率。苗期渍水7 d使夏玉米各器官氮素积累量下降,吐丝后营养器官贮藏氮素向籽粒的转运量和吐丝后籽粒氮素积累量低于对照,表明苗期渍水7 d处理不利于籽粒中氮素的积累。氮肥后移能够提高成熟期籽粒及营养器官氮素积累量。渍水7 d处理使氮素吸收效率和偏生产力显著低于对照,随着氮肥后移,氮素吸收效率提高0.9%~18.2%、偏生产力提高1.0%~17.5%。     

Bt移栽棉干物质积累与产量及器官建成关系的研究

研究了转Bt基因抗虫常规棉GK19和抗虫杂交棉中棉所29的群体干物质积累及其增长量对产量及棉株器官建成的影响,结果表明:盛花前保持适宜干物质的增长量,盛花后促进群体干物质的积累有利于产量的提高.株高、LAI及营养器官干重大小决定于盛花前群体干物质积累量的高低.盛花前保持适宜的干物质积累量有利于促进群体果枝数、果节数、生殖器官干重的增加;盛花后促进群体干物质积累有利于群体生殖器官干重、总铃数、成铃率及铃重提高.因此,转基因抗虫棉花群体盛花前调节群体干物质保持适宜增长量,才能形成适宜的群体LAI、适宜株高、果枝数和总果节量,为高产建立合理的群体结构基础,在此基础上,保持盛花后整个结铃吐絮期有较高的干物质积累量是获得高产更高产的根本所在.     

施肥方式和施氮量对川西平原机插稻产量和氮肥利用的影响

为研究施肥方式和施氮量对川西平原机插稻产量形成和氮肥利用的影响,本研究以‘天优华占’为材料,采用裂区试验设计,主区因素为2种施肥方式（人工撒施和机械侧深施）;副区因素为2种施氮量（180 kg/hm2和144 kg/hm2,分别记为N180和N144）。分析各处理水稻齐穗期和成熟期干物质积累量、产量及产量构成因素。结果表明：机械侧深施肥能够显著提高川西平原单季稻产量及氮肥利用率。与人工撒施处理相比,机械侧深施处理有效穗、每穗粒数、产量、氮肥偏生产力和氮肥农学利用率分别增加0.39%、6.60%、4.97%、4.79%和18.54%。侧深施肥条件下,N180处理干物质积累量、有效穗数和籽粒产量显著高于N144处理。180 kg/hm2氮肥撒施处理的产量比144 kg/hm2氮肥机械侧深施处理增加2.87%。可见,机械侧深施技术既能降低施肥成本,又能稳产,值得大面积推广应用。     

Physiological Analysis of Growth and Yield of Watermelon (Citrullus ianatus Thunb Musf) in Relation to Irrigation and Nitrogen Fertilization

Analysis of growth and yield of watermelon in relation to irrigation and N fertilization carried out at the Indian Institute of Horticultural Research, Bangalore, during 1983–84 and 1984–85 indicated that frequent irrigations when the soil matric potential at 15 cm depth reached -25 kPa resulted in maximum dry matter accumulation and distribution, leaf area index (LAI), leaf area duration (LAD), net assimilation rate (NAR) and crop growth rate (CGR) leading to higher fruit yield as compared to irrigations at -50 and -75 kPa. Imposing a stress of -75 kPa either during pre-flowering or flowering or fruit development phase adversely affected various growth parameters resulting in reduced yield as compared to that irrigated uniformly at -25 kPa. Increasing levels of N fertilization increased the dry matter accumulation and distribution through higher LAI, LAD and CGR and contributed larger proportion of the dry matter to fruits resulting in higher fruit yield.     

氮肥用量对两种不同类型玉米杂交种物质生产及氮素利用的影响

旨在探明东北春玉米不同类型杂交种物质生产及氮素利用特征及其与产量的关系。本文以不同类型杂交种代表性品种郑单958(ZD958,Reid×唐四平头模式)和先玉335(XY335,Reid×Lancaster模式)为试验材料,2014年和2015年设置5个氮肥水平[0 kg hm–2(N0)、100 kg hm–2(N1)、200 kg hm–2(N2)、300 kg hm–2(N3)和400 kg hm–2(N4)]和2个种植密度(67 500株hm–2和90 000株hm–2)试验,比较研究了不同类型玉米杂交种干物质与氮素积累、运转及氮素利用的差异规律。结果表明,两年XY335品种的最高籽粒产量均高于ZD958,最优氮肥施用量明显降低4.8%~10.6%;相比ZD958,不施氮处理,两种种植密度下XY335品种干物质积累能力及物质运转效率都明显降低,而施氮条件下XY335品种的干物质积累量、花后干物质量及干物质运转效率均增加,同时增幅随着施氮量增加逐步提高,且在高密度条件下优势更为明显。开花期XY335叶片与茎鞘氮素含量显著高于ZD958(P0.05),而成熟期由于其较高物质的运转效率表现出明显较低的数值,籽粒氮素含量在高密度下差异较小,而低密度条件下相对ZD958显著提高(P0.05)。施氮条件下XY335品种花前、花后氮素积累量和氮素积累总量均高于ZD958,其中叶片中氮素的转运对籽粒的贡献率显著较高(P0.05)。两种种植密度处理最优施氮条件下XY335氮素利用效率和氮素吸收效率均显著高于ZD958(P0.05),而氮农学利用率和氮肥偏生产力差异不显著。可见,高密度条件下XY335类型品种表现出明显较高的物质积累能力以及花后物质运转对籽粒的贡献率,获得较高的氮素利用效率,表现出明显高氮高效的品种特征,因此生产上建议,东北春玉米区高密度种植条件下该类型品种在较高氮肥施用量时易获得高产高效。     

Differences of the Photosynthetic Properties and Nitrogen Accumulation between Island Cotton and Upland Cotton

[Objective] Under the same cultivation conditions, we explored the differences in photosynthetic characteristics between upland cotton and sea-island cotton, and their dry matter and nitrogen accumulation and distribution patterns during the blooming period, to provide a theoretical basis for irrigation and fertilization of island cotton. [Method] Using Xinluzhong 75, Xinluzhong 54, Xinhai 35 and Xinhai 48 as materials, we tested the net photosynthetic rate (P_n), leaf temperature, dry matter accumulation and nitrogen absorption and distribution characteristics under the same management conditions. [Result] After the flowering stage, when compared with island cotton, the P_n of upland cotton was higher, but the leaf temperature and light illumination were lower. However, the difference in effect of stomatal conductance (G_s) on P_n between island cotton and upland cotton was small. The dry matter accumulation of shoots and the daily accumulation of shoots and reproductive organs in the whole growth period were higher for upland than for island cotton, with a lower dry matter proportion of reproductive organs in the early growth period, and higher in the late period for upland than for island cotton. When compared with Xinhai 48, the initiation of rapid nitrogen accumulation of Xinluzhong 54 was later and its duration was shorter, but the maximum nitrogen accumulation rate was higher; however, the initiation of rapid accumulation time of reproductive organs was later, and its rapid accumulation duration was longer. [Conclusion] The dry matter output efficiency, accumulation in reproductive organs and nitrogen accumulation in the later growth period of island cotton were lower than those in upland cotton. Therefore, under production conditions, the proportions of water and fertilizer use should be increased for island cotton according to different regions.     

基于不同肥源的棉花减氮施肥效果比较研究

棉花生产中施氮量高、氮肥利用效率低的问题较为突出。以不施氮肥（CK）和当地习惯施肥（CF,施N 270kg/hm ²,普通复合肥）为对照,在田间条件下研究了生物有机复合肥（T1）、控释掺混肥（T2）、有机无机复混肥（T3）3种肥源减氮（N）20%对麦后移栽棉花生长、产量及氮素利用效率的影响。结果表明：T2处理整个生育期棉花最新完全展开叶净光合速率（P_n）均高于其他处理,且到花铃期显著高于CF。蕾期T1处理叶、茎、蕾干物质重显著高于其他处理,花铃期T2处理茎干物质重显著高于CK、T1和T3处理。花铃期棉株氮吸收量T2处理最高,分别比CF、T1、T3高27.0%、19.7%、36.5%,其中生殖器官（蕾、铃）氮吸收量亦是T2最高,分别比CF、T1、T3高46.1%、13.6%、35.3%。T2处理较CF显著增产3.4%,其氮肥表观利用率、氮肥偏生产力和氮肥农学利用率分别为28.6%、13.6kg/kg和5.6kg/kg,显著高于CF的19.0%、10.5kg/kg和4.1kg/kg,同时T2处理的产投比最大（3.7）,净收入最大（13 925.5元/hm ²）。     

施氮量对稻麦干物质转运与氮肥利用的影响

为探讨太湖地区稻麦轮作农田适宜施氮量及氮素对干物质转运与氮肥利用的影响,于2007—2009年间在中国科学院常熟农业生态实验站建立田间定位试验。设置4个氮肥处理水平,分别用N0、N1、N2和N3表示。水稻各处理的施氮量分别为0、125、225和325kghm-2;小麦相应处理施氮量分别为0、94、169和244kghm-2(为稻季相应处理施氮量的75%)。结果表明,水稻施氮量超过225kghm-2,小麦施氮量超过169kghm-2后,产量增加不显著。水稻、小麦开花期干物质积累量均随施氮量的增加而增加,但花前营养器官干物质转运对籽粒贡献率均随氮肥用量增加而降低;氮肥农学效率与氮肥生理效率均随氮肥用量增加而降低,且N2与N3处理之间差异不显著;边际产量均随施氮量增加而下降,N3处理边际效益水稻平均低于3.1kgkg-1,小麦平均低于2.4kgkg-1。综上所述,无论水稻还是小麦,N2处理既能保证较高物质转运率,又能保证较高的氮肥利用效率与经济效益。     

施肥对春青稞干物质积累、分配及产量的影响

为研究施肥对青稞干物质积累、分配及产量的调节作用,以‘藏青27’、‘QTB13’和‘QTB25’为试验材料,比较分析不同施肥处理下干物质积累、分配及产量的变化规律。结果表明：增加施肥量促进青稞分蘖期—成熟期的干物质积累及开花期和成熟期干物质向营养器官和籽粒的分配,提高了花前营养器官贮藏同化物转运量及对籽粒贡献率,降低了花后同化物输入籽粒量对籽粒贡献率。‘QTB13’和‘QTB25’在F₂条件下,更有利于干物质积累及向营养器官和穗部的分配,花后同化物输入籽粒量最大,产量也最大。‘藏青27’在F₃条件下,更有利于干物质积累及向营养器官和穗部的分配,花后同化物输入籽粒量和对籽粒贡献率最大,产量也最大。说明合理施肥有利于青稞干物质积累分配及产量提高。     

叶面喷施硅肥对寒地玉米干物质积累分配及产量品质的调控效应

针对松嫩平原西部半干旱区施肥方式单一、养分管理失衡等限制玉米丰产优质高效的问题,以先玉335为材料,设置5个喷施硅肥处理,分别为0（LCK）、4（LS1）、8（LS2）、12（LS3）和16g/L（LS4）,研究叶面喷施不同浓度硅肥对玉米干物质积累和转运及籽粒产量品质的影响。结果表明,喷施硅肥对植株干物质积累均有促进作用,其中LS3与LCK相比,显著增加花前营养体干物质转运量267.00kg/hm²,且2年的产量均最高（11 485.68和12 331.69kg/hm²）。随硅肥浓度的增加,玉米籽粒粗淀粉、粗蛋白、果糖、氮和钾含量显著增加,较LCK的增幅分别为1.88%~2.56%、5.64%~8.22%、20.00%~41.18%、6.56%~8.56%和11.57%~38.84%。综上所述,叶面喷施8和12g/L硅肥可实现玉米产量和品质的协同提高,可作为松嫩平原西部半干旱区叶面硅肥施用的最佳水平。