施氮量对稻茬小麦秸秆干物质和养分垂直分布的影响

为给秸秆资源合理开发利用提供依据,以弱筋小麦品种宁麦9号和强筋小麦品种豫麦34为材料,研究了不同施氮水平(0、75、150、225、300kg·hm-2)下成熟期小麦植株干物质、氮、磷和钾的积累垂直分布特点。结果表明,小麦籽粒产量随施氮量增加呈先增后降的趋势,以施氮225kg·hm-2处理的产量最高。小麦冠层干物质和养分存在明显的垂直梯度,增加施氮量显著提高了冠层各层次干物质、氮、磷和钾素的积累量。随冠层层次的降低,叶片干物质积累量先降后增,氮、磷积累量降低,钾积累量升高。茎鞘干物质和钾素积累量则随冠层层次的降低而升高,氮、磷积累量先增后降,以倒2、倒3层较高。各叶层、茎鞘层干物质、氮、磷、钾积累量与籽粒产量均呈极显著正相关关系。在施氮225kg·hm-2处理下,小麦秸秆全量还田对土壤氮、磷、钾养分的贡献分别为3.7、2.8、9.9kg·hm-2;留茬15cm时,残茬干物质、氮、磷、钾还田量占整株秸秆量的比例分别为40%、50%和40%左右。     

淹水胁迫对不同土壤类型养分及玉米苗期养分吸收分配的影响

采用池栽试验,以潮土和砂姜黑土为对象,研究淹水胁迫下不同土壤类型速效养分变化及玉米苗期养分吸收分配的特征。结果表明,淹水胁迫导致两类土壤速效氮含量显著下降,随着淹水时间延长降低幅度增大;土壤速效磷含量呈倒抛物线型,在淹水3 d达最低值;速效钾含量呈上升趋势,潮土速效钾含量呈曲线上升趋势,砂姜黑土速效钾含量呈线性增加趋势。玉米养分及干物质的累积量和产量随着淹水时间延长而降低,氮、磷、钾的累积量分别降低21.37%~72.22%、22.00%~42.10%和11.71%~60.36%;干物质的累积量下降37.49%~57.17%;玉米产量下降9.05%~30.15%,砂姜黑土的下降幅度大于潮土。淹水减少了叶片和茎秆的养分及干物质累积量,增加了茎秆中的养分和干物质分配比例,平均增加25.95%和43.34%。     

耕播方式对稻茬小麦籽粒产量、养分吸收和利用的影响

为给稻茬小麦机械化高产高效生产提供参考,以冬小麦品种扬麦23为材料,研究了水稻秸秆全量还田、耕作层土壤含水量85.7%条件下不同耕作方式(耕翻、旋耕和板茬)和播种方式(条播、带状条播和均匀摆播)对稻茬小麦籽粒产量、蛋白质含量、养分吸收和利用的影响。结果表明,板茬处理更利于小麦对养分的吸收,成熟期氮、磷、钾积累量比耕翻和旋耕处理分别提高了20.1%和5.7%、35.0%和17.7%、7.0%和4.0%,且增加了肥料表观利用率、肥料利用效率、肥料农学效率和百公斤籽粒吸氮量,产量比耕翻和旋耕处理分别高14.9%和9.6%。均匀摆播较条播和带状条播提高了小麦氮、磷、钾素吸收能力,且促进了花后氮、磷素的积累与花前积累的转运;此外,均匀摆播的肥料农学效率比条播和带状条播分别提高30.6%～31.9%和4.1%～4.7%,氮肥、磷肥表观利用率分别提高了15.4%和4.6%、12.8%和3.5%。本试验条件下,板茬配以均匀摆播的耕播方式能够通过提高小麦早期氮、磷、钾养分吸收能力来促进植株生长和后期养分积累,进而增加养分吸收效率,有利于籽粒产量与养分利用效率的协同提高,但籽粒蛋白质含量未有一致表现,仍待进一步研究。     

钾肥对油菜植株养分及种子产量品质的影响

本文通过马肝泥水稻长期定位施肥试验及灰潮土复混肥田间试验表明:速效磷钾含量较低的马肝泥水稻土,施钾肥显著促进油菜植株N、P、K养分与干物质积累,提高根、茎、角壳含K量(籽粒含K较稳定),增加角果数;与氮磷配合施钾显著提高油菜籽产量。而土壤速效磷钾中上等的灰潮土,与氮磷配合施钾,籽粒产量虽有增加,但差异不显著,植株N、P、K含量亦无明显变化。钾肥提高菜籽含油量和油酸含量,降低芥酸含量,硫甙含量亦有降低。     

秸秆带状覆盖下冬小麦干物质积累及氮磷钾素的吸收利用

为了解秸秆带状覆盖对冬小麦干物质积累以及氮磷钾素吸收利用的影响,于2014-2015年在甘肃省旱作区设置定位试验,研究秸秆带状覆盖(SM)、全膜覆土穴播(PMF)和露地种植(CK)3种方式下冬小麦干物质、氮磷钾养分的积累及转运与分配的差异。结果表明,与CK相比,SM处理能增加冬小麦成熟期开花后积累的干物质对籽粒的贡献率,但与PMF处理间差异不显著;SM处理会降低开花前营养器官贮藏物向籽粒的转运量、转运效率及其对籽粒的贡献率,但能显著提高小麦开花后籽粒氮和磷的积累量,较CK处理分别增加69.3%和70.3%,其所积累的氮素和磷素对籽粒的贡献率分别达到55.1%和53.0%,并有效减少了开花前茎叶积累的钾素在开花后的流失。说明秸秆带状覆盖有利用促进小麦干物质、氮磷钾养分的积累,进而提高产量。     

小麦产量和品质对不同类型土壤和施氮处理的响应

为了解小麦产量和品质对不同类型土壤和施氮处理的响应,以津强11号为试验材料,研究不同类型土壤（黑土、潮土）和施氮处理（不施肥、底施、三叶期施、拔节期施、抽穗期施）对春小麦产量和品质的调控效应。结果表明,土壤养分含量较高的黑土更有利于小麦穗部性状及产量和品质的提高,黑土处理小麦的总小穗数、穗粒数、千粒重、籽粒产量较潮土分别提高5.76%、28.07%、18.37%和38.4%,蛋白质含量及其产量提高14.35%和38.37%,差异均极显著（P<0.01)。不同施氮处理间比较,穗部性状与籽粒产量均以拔节期施氮最高;各施氮处理较不施氮处理籽粒谷蛋白含量均大幅度提高,以抽穗期施氮的籽粒蛋白质含量最高。黑土和潮土中,在拔节期或抽穗期追肥均可以有效提高小麦籽粒产量和品质。籽粒圆度表现为潮土>黑土,其他籽粒性状在各处理间均无显著差异。     

有机氮替代部分无机氮对青海旱地小麦产量及养分积累量的影响

为探究有机氮替代化肥对小麦产量和养分积累的影响,以青海省农林科学院自育品种青春38号为材料,于2018－2020年进行定位试验,设置不施肥（CK）、单施磷钾肥(PK)、农户常规施肥(FP)、有机氮替代50%无机氮(50%OM)、有机氮替代30%无机氮(30%OM)、有机氮替代10%无机氮(10%OM)共6个处理,采用随机区组设计,研究不同比例有机氮替代无机氮处理对小麦产量的影响,并于2020年分析不同处理对小麦养分积累量的影响。结果表明,从产量上看,所有施肥处理的产量均显著高于CK,其中2018年50%OM处理下小麦产量较高,显著高于其他处理;2019年FP处理下产量最高,与50%OM和10%OM处理之间无显著差异;2020年10%OM处理下小麦产量最高,与50%OM处理之间无显著差异。从养分积累量来看,与CK相比,所有施肥处理下籽粒、秸秆和叶片中的养分积累量均不同程度提高;籽粒中,氮积累量在30%OM处理下最高,磷和钾的积累量在10%OM处理下最高,但这三种养分积累量在10%OM处理与30%OM处理之间均无显著差异;秸秆中,磷积累量在PK处理下最高,与30%OM处理之间无显著差异,氮和钾的积累量在所有处理之间均无显著差异;叶片中,氮积累量在30%OM处理下最高,显著高于CK,磷和钾的积累量在所有处理之间均无显著差异。整体来看,50%OM处理下小麦产量最高;10%OM和30%OM处理下小麦成熟期籽粒养分积累量较高。     

秸秆还田条件下不同有机肥对土壤养分和冬小麦养分积累的影响

为了解秸秆还田条件下不同类型有机肥在麦田的施用效果,采用田间试验,设置T1(6 000kg·hm~(-2)玉米秸秆粉碎深翻还田)、T2(6 000kg·hm~(-2)玉米秸秆粉碎+有机肥A 1 500kg·hm~(-2)深翻还田)、T3(6 000kg·hm~(-2)玉米秸秆粉碎+有机肥B 1 500kg·hm~(-2)深翻还田)3个处理,研究了秸秆还田条件下不同类型有机肥对冬小麦越冬期、孕穗期和成熟期土壤微生物量碳(MBC)、氮(MBN)、土壤速效养分含量、冬小麦植株养分积累量以及冬小麦产量和当季经济效益的影响。结果表明,与T1处理相比,T2处理冬小麦各生育时期土壤微生物量碳、氮、土壤矿质态氮和土壤速效钾含量、植株氮和钾的积累量、冬小麦孕穗期和成熟期土壤速效磷含量、植株磷的积累量均显著提高;冬小麦实际产量和当季相对净收益亦均显著增加,分别提高了17.5%和22.0%。T3处理冬小麦越冬期土壤微生物量碳、越冬期和孕穗期土壤微生物量氮、各生育期土壤矿质态氮和越冬期土壤速效钾、各生育期植株氮和钾的积累量、孕穗期和成熟期植株磷的积累量亦均显著提高;冬小麦实际产量提高10.3%,达显著水平,但其当季经济效益并未显著提高。本试验条件下,综合施用两种有机肥对不同指标的影响,以T2处理效果更佳。     

华北平原两熟区不同夏播作物对土壤养分和小麦籽粒产量及品质的影响

两熟种植模式一直是华北平原的主要种植模式，冬季作物以小麦为主，夏季则以玉米、大豆、棉花和薯类等作物为主。为研究不同夏播前茬作物对后茬小麦产量和品质的影响，选用玉米（T1）、大豆（T2）、花生（T3）和甘薯（T4）四种夏播作物，在播种前和收获后检测田间土壤养分变化，以及后茬小麦的籽粒产量和品质。结果表明,大豆收获后，15～30 cm土层土壤碱解氮和速效磷含量分别提高129.75%和43.93%，远高于其他前茬处理；花生收获后，15～30 cm土层土壤碱解氮和速效磷含量与播前相比基本保持平衡；四种前茬处理下土壤速效钾和有机质含量均显著增加。玉米前茬和花生前茬处理下，小麦产量和籽粒中氮、磷、钾的积累量显著高于大豆前茬和甘薯前茬处理，小麦产量比甘薯前茬处理分别提高38.15%和31.13%。花生前茬能够有效提高后茬小麦籽粒干基蛋白、湿面筋含量和籽粒容重，大豆前茬能够提高后茬小麦籽粒的干基淀粉含量，甘薯前茬能够提高后茬小麦的出粉率。总的来看，选择花生做前茬，在保持后茬小麦产量较高的同时，能够提高小麦籽粒的品质性状。     

养分专家系统推荐施肥对潮土冬小麦产量及养分吸收利用的影响

为明确小麦养分专家系统推荐施肥效果,通过田间试验比较分析了小麦养分专家系统和Agro Services International Inc(ASI)法推荐施肥下不同质地潮土冬小麦产量、经济效益、养分吸收积累及肥料利用效率的差异。结果表明,在粘壤质和砂壤质潮土上,冬小麦施肥分别增产6.05%~21.92%和8.67%~31.49%;小麦养分专家系统推荐施肥较农户习惯施肥分别增产4.91%和7.35%,增收10.30%和8.42%;ASI法推荐施肥较农户习惯施肥分别增产4.63%和4.98%,增收12.18%和5.77%。小麦养分专家系统推荐施肥的氮、磷、钾肥农学效率分别为6.26、5.31和6.71kg·kg-1,氮、磷、钾肥料利用率分别为26.06%、15.28%和43.41%。小麦养分专家系统推荐施肥促进了冬小麦对氮磷钾养分的吸收和利用,具有明显的增产增收效应,肥料利用效率也高于全国平均水平,可在潮土区推广应用。     

油菜与小麦秸秆浸出液对水稻种子萌发及幼苗生长的影响

为了解油菜-水稻与小麦-水稻两种轮作体系中水稻生长的差异，分析油菜作为良好茬口的原因，以秸秆 在土壤中腐解的溶液为材料，研究多熟种植体系对后作水稻的增产趋势。采用多因素随机区组设计，包括秸秆类 型、添加液类型和秸秆浓度三种因素，其中秸秆类型为油菜、小麦秸秆，添加液类型为蒸馏水和营养液，秸秆浓度分 别为空白对照（0 g/L）、低浓度（1 g/L）、中浓度（5 g/L）和高浓度（20 g/L），对应田间秸秆还田量0 kg/hm2、1500 kg/hm2、 7500 kg/hm2和30 000 kg/hm2。结果表明，秸秆类型、添加液类型及浓度对水稻发芽无显著影响，而对水稻幼苗生长 具有显著改变。秸秆浓度为1和5 g/L时，蒸馏水作为添加液条件下，油菜秸秆处理的水稻幼苗干重较小麦秸秆处 理显著提高10.7%~44.4%；以营养液作为添加液时，油菜秸秆处理的水稻幼苗干重比小麦秸秆处理高2.2%~12.1%。 与蒸馏水作为添加液相比，营养液处理的稻苗干重极显著增加，增幅达53.7%~130.0%。不同秸秆浓度培养液间以 5 g/L时水稻幼苗干重和株高达到最大。蒸馏水作为添加液时，水稻幼苗养分积累量与干重表现出一致的趋势，其 中氮积累量间的差异最为显著；而以营养液作为添加液时，仅在播种后第12 d，5 g/L秸秆浓度培养液处理的水稻幼 苗氮、钾积累量表现出显著差异。与蒸馏水作为添加液相比，营养液处理的稻苗氮、磷、钾养分累积量增加了2.0~ 3.0倍、1.0~2.0倍和1.4~1.7倍。水稻幼苗氮、钾积累量均以秸秆浓度为5 g/L时最高，磷累积量差异不大。与营养液 相比，蒸馏水作为添加液时，油菜与小麦秸秆浸出液敏感指数差异更大。油菜和小麦两种秸秆，它们的浸出液均能 促进水稻幼苗生长，油菜秸秆浸出液对水稻幼苗生长的促进效果显著强于小麦。     

秸秆与不同水平氮素配施对陇中黄土高原旱作农田土壤氮素矿化的影响

为了探明秸秆配施氮素对陇中黄土高原旱作农田土壤氮素矿化的影响,采用Stanford间歇淋洗培养法,经过120d室内培养,测定分析小麦秸秆0t/hm^2+施纯氮0kg/hm^2(N0)、小麦秸秆4.5t/hm^2+施纯氮0kg/hm^2(SN0)、小麦秸秆4.5t/hm^2+施纯氮50kg/hm^2(SN50)、小麦秸秆4.5t/hm^2+施纯氮100kg/hm^2(SN100)4种施肥方式下陇中黄土高原旱作农田土壤氮素矿化的特征。研究发现:①秸秆配施氮素降低了土壤氨化速率和硝化速率;②与N0相比,SN0、SN50、SN100处理土壤氮素累积矿化量分别下降了19.14%、17.22%、13.47%;③土壤氮素累积矿化量的变化是硝态氮的变化引起的。表明秸秆配施氮素能够降低土壤氮素矿化水平。     

秸秆还田方式对麦田土壤碳、氮、水动态及小麦产量的影响

为了解不同秸秆还田方式的效果,在田间定位试验的基础上,比较分析了玉米秸秆直接还田(J)、过腹即牛粪还田(F)和发酵后沼液还田(Z)后麦田土壤碳、氮、水和小麦产量的变化。结果表明,三种秸秆还田处理均提高了0~60cm土层土壤有机碳增量(即相对于播前土壤有机碳储量的增加量),在0~20和20~60cm土层三种秸秆还田处理土壤有机碳增量均分别以越冬期和拔节期最高。在越冬期,F和Z处理0~40cm土层的土壤氮含量显著增加,J处理土壤氮含量与不还田对照差异不显著;在拔节期和开花期,三种秸秆还田处理0~20cm土层以及F和J处理20~40cm土层的土壤氮含量均显著增加。秸秆还田提高了土壤保水能力,在开花期,三种秸秆还田处理0~80cm土层的土壤含水量均显著高于对照。在越冬期和拔节期,F和Z处理的干物质积累量和单茎干重与对照差异不显著,但J处理显著降低;三种秸秆还田处理的成熟期干物质积累量和单茎干重均显著增加,以J处理最高。三种秸秆还田处理均显著提高了小麦穗数和产量,其中Z处理增产23.0%。因此,三种秸秆还田方式均能改善土壤质量和提高小麦产量,其中沼液还田综合效应最好。     

不同季秸秆还田对冬小麦干物质积累分配及氮素利用率的影响

为了解不同季秸秆还田对小麦产量形成和氮素利用的效果,以安徽淮北平原砂姜黑土麦区主栽小麦品种烟农19为供试材料,设置W0M0(小麦、玉米双季秸秆均不还田)、W0M1(小麦秸秆不还田,玉米秸秆还田)、W1M1(小麦、玉米双季秸秆还田)和W1M0(小麦秸秆还田,玉米秸秆不还田)4个处理,比较分析了不同季秸秆还田对冬小麦干物质积累分配及氮素利用率的影响。结果表明：(1)与W0M0处理相比,秸秆还田处理(W0M1、W1M1和W1M0)的冬小麦开花期和成熟期干物质积累量分别增加了7.9%～25.4%和17.0%～33.3%,花前干物质转运效率提高了4.5～9.7个百分点,花前干物质对籽粒产量贡献率增加了10.8～18.5个百分点;(2)秸秆还田处理可增加冬小麦产量4.3%～12.7%,且W1M0处理增产效果最显著;(3)W0M1和W1M0处理均能提高冬小麦氮素利用效率和氮肥生产效率。总体而言,单季小麦秸秆还田有利于实现淮北平原砂姜黑土区冬小麦高产与氮高效。     

长期秸秆全量还田对砂姜黑土区冬小麦幼苗生长质量的影响

为探讨安徽淮北平原砂姜黑土麦-玉两熟条件下秸秆全量还田对小麦出苗与幼苗生长质量的影响,基于长期秸秆还田定位试验点,比较分析了秸秆不还田（CK）、玉米单季秸秆全量粉碎翻埋还田（T1）、小麦-玉米周年秸秆全量粉碎还田（T2）和小麦单季秸秆全量粉碎覆盖还田（T3）4个秸秆全量还田方式间小麦出苗、分蘖、干物质积累及光合性状的差异。结果表明,长期秸秆全量还田影响小麦出苗速率,出苗速率表现为CK>T1、T3>T2;秸秆全量还田不同程度降低了小麦出苗率,但影响不显著;长期秸秆全量还田下六叶期小麦单株分蘖数、LAI、地上部与地下部干物重、根冠比、SPAD值、根表面积和根平均直径均增加,冬前群体生长率及光合势分别提高了8.33%~35.29%和4.33%~22.11%。 综合来看,在安徽淮北平原砂姜黑土区,长期小麦单季秸秆全量粉碎覆盖还田有利于壮苗的培育,是适合在当地进行推广的秸秆还田方式。     

氮磷钾肥对红壤区水稻增产效应的影响

通过红壤区水稻试验,分析了长期使用氮磷钾肥条件下双季水稻的生物量（包括稻谷产量和秸秆量）、养分增产效应和土壤肥力的变化。氮磷钾肥的配合施用对双季水稻生物量的影响顺序为NPK>NP>PK>NK>CK。N、P、K对水稻的增产效应系数分别为41.2%~54.8%、66.3%~88.2%和10.3%~10.9%。N、P和K增产效应的变异系数规律与其增产效应相反,说明养分对双季水稻增产效应越高,其稳定性越好。双季水稻的增产效应及其稳定性均表现为早稻优于晚稻。氮磷钾肥的配施可显著提高土壤有机质和全氮含量。磷肥的使用明显增加了土壤全磷和有效磷含量。钾肥使用提高了土壤全钾和交换性钾含量,然而水稻生物量的输出却与之相反,两者的平衡决定着土壤全钾和交换性钾含量的变化。氮磷钾肥对土壤pH值影响则不一致,氮肥（尿素）的长期使用降低土壤pH值,而磷肥（钙镁磷肥）的使用减缓了土壤pH值的降低。     

不同耕作条件下春小麦干物质积累动态及其相关性状的研究

为了给干旱区春小麦耕作模式的选择提供依据,通过田间试验,研究了传统耕作(CT)、秸秆还田(CS)、免耕不覆盖(NT)和免耕覆盖(NTS)四种耕作模式对干旱区春小麦各器官干物质积累动态及产量的影响.结果表明,四种模式下小麦地上部干物质的累积量随生育时期均呈"S"型曲线增长,均在开化后30 d达最大值,且在CS、NT和NTS处理下总干重最大值分别比传统耕作(CT)高15.40%、24.58%和35.17%,差异达到显著水平.其中,在整个籽粒形成期内总干物质增加速度表现为NTS＞NT＞CS＞CT;与传统耕作(CT)相比,CS、NT和NTS的籽粒干物质积累速度分别提高了14.68%、31.57%和45.92%.处理NTS的产量及其相关性状均优于其他处理.进一步分析表明,NTS产量提高的原因是由于光合产物在各器官中的分配比例发生变化,收获指数增加,使籽粒所占的百分率得以提高.另外,免耕覆盖能增大春小麦籽粒灌浆速度,延长灌浆时间,有利于光合产物的合成和花后同化物向籽粒的转运.     

耕作方式和施氮量对旱地冬小麦开花后干物质转运特征、糖含量及产量的影响

为探讨耕作方式和氮肥对旱地小麦的互作效应,在甘肃半干旱雨养农业区大田试验条件下,采用双因素裂区设计,以常规耕作(CT)、秸秆还田(CTI)、全膜覆土穴播(PM)、免耕秸秆覆盖(NTS)4种耕作方式为主区,75、150、225、300kg·hm~(-2)4个施氮量(分别用N1～N4表示)为副区,分析了不同耕作方式及施氮量组合处理下旱地冬小麦花后干物质转运、糖含量及产量的差异。结果表明,4种耕作方式中,PM的株高最高,叶面积最大,籽粒产量最高,较CT增产14.50%。PM增产主要是通过增加穗长和穗粒数来实现,也归因于花前营养器官干物质的积累量及其在花后向籽粒中转运量、转运效率和对籽粒产量的贡献率较CT显著增加,特别是增加了叶片和颖壳的干物质转运量、转运效率。CTI的千粒重和有效穗数虽然最高,但产量与CT无显著差异;NTS的株高、千粒重、有效穗数、干物质积累量和花后向籽粒中转运量均处于较低水平,产量较CT降低16.74%。施氮显著增加了旱地冬小麦的籽粒产量,平均产量表现为N4N2N3N1。CT、CTI、NTS下,施氮的增产作用显著,但PM下不显著。在所有处理中,PMN2的籽粒产量最高,比最低的NTSN1增加70.55%。施氮增产的原因主要是促进了不同器官干物质积累和开花后干物质转运。NTS提高了各器官的可溶性糖含量,但其效应在不同生育时期存在差异,茎秆主要表现在开花后20～30d,叶片和颖壳在开花后10～40d,叶鞘在开花后20～40d,籽粒在开花后10～30d。施氮显著降低了开花后0～30d茎秆和叶片的可溶性糖和蔗糖含量,但显著增加了开花后20d籽粒的可溶性糖含量。以上结果说明,在甘肃旱地雨养农业区,常规耕作、秸秆还田、全膜覆土穴播下冬小麦高产的氮肥施用量以中等水平(150kg·hm~(-2))最佳,免耕秸秆覆盖下需增加氮肥施用量(300kg·hm~(-2))。