长期留茬免耕对河西绿洲灌区春小麦产量及稳定性的影响

为探寻河西绿洲灌区春小麦高效可持续生产耕作措施,基于2004年设置的长期留茬免耕田间定位试验,针对单作小麦、春小麦/玉米、春小麦/大豆3种典型春小麦种植方式,在长期留茬免耕和传统翻耕条件下,通过分析2004－2018年小麦产量、产量构成要素及农艺性状的演变特征来诠释长期留茬免耕对春小麦产量的影响,同时分析评价产量的稳定性和可持续性,旨在为区域内春小麦的高效可持续生产提供理论依据。结果表明,单作小麦、春小麦/玉米和春小麦/大豆3种种植方式下的春小麦籽粒产量在年际间变动较大,呈锯齿状波动。与传统翻耕处理相比,留茬免耕的增产效应随种植年限的延长而不断增强,长期留茬免耕可以提高春小麦产量的稳定性和可持续性,而且间作相比单作可以更好地维持产量的可持续稳定生产能力。产量构成要素之间的叠加效应可以显著提高小麦籽粒产量,其中,2004－2012年留茬免耕主要通过显著提高穗粒数来增加小麦产量;2013－2018年,单作小麦和春小麦/大豆时,留茬免耕主要通过显著提高千粒质量来增加小麦产量,春小麦/玉米时,留茬免耕主要通过显著增加穗长来促进小麦生长,进而显著提高小麦产量。气温、降雨量和穗粒数在春小麦产量中起主要作用,收获指数和气温在春小麦产量稳定性中起主要作用,穗长和产量在春小麦产量可持续性中起主要作用。综上,留茬免耕是河西绿洲灌区单作小麦、春小麦/玉米和春小麦/大豆3种春小麦种植方式下切实可行的耕作措施。     

覆膜方式对山旱地油菜复种菜豆产量及水分利用效率的影响

研究了覆膜方式对山旱地油菜收后复种架豆王的产量和水分利用效率的影响。结果表明,全膜双垄沟播模式架豆王植株性状最优,生育期0～40 cm土壤含水量最高;水分利用效率为151.03 kg/(mm·hm2),较半膜平铺提高了34.26 kg/(mm·hm2);折合产量为23 125.0 kg/hm2,较半膜平铺增产21.92%。全膜双垄沟播可作为天水市山旱地油菜收后复种架豆王的主要栽培方式。     

播期对辽西地区春小麦水分利用效率和产量的影响

为探讨辽西地区不同播期对春小麦水分利用效率和产量的影响,2017年以辽春13号为供试材料,开展3个不同播期处理试验。研究结果表明,不同播期处理春小麦耗水规律基本一致,苗期需水量较小,进入拔节期后需水量增加,灌浆期以后需水量逐渐降低。随着播期的推迟,田间总耗水量呈减少趋势,但差异不显著,同时籽粒产量和水分利用效率显著下降,3月10日播种处理春小麦产量和水分利用效率最高,同时净效益也最高。播期是影响春小麦产量和水分利用效率的重要因素,建平地区春小麦适宜播种时间为3月10日左右。     

紫色土地区水钾耦合对油菜产量及水分利用效率的影响研究

为探讨川中丘陵紫色土地区不同决策目标下油菜适宜的水钾用量,通过水钾耦合模型的建立与分析,研究了不同钾素水平和水分处理对油菜产量及水分利用效率的影响。结果表明:在本试验条件下开花期土壤水分对产量影响最大,蕾苔期次之;油菜总产量增长速率随水钾用量的增加呈现先增后减趋势;水钾耦合对产量和水分利用效率均有促进的正效应,效应大小顺序为:水钾耦合 > 土壤含水量 > 施钾量。籽粒产量最高值出现在蕾苔期开花期高钾高水处理,此时水分利用效率（WUE）为14.6 kg/（hm²·mm）,而水分利用效率最高值出现在蕾苔、开花期。高钾和土壤水分分别控制在0.66 g/kg,θ_f58.7%组合,但是籽粒产量降低约19.7%。在季节性干旱和酸性紫色土区油菜推荐的水钾模式为:蕾苔、开花期土壤水分分别控制在θ_f68%,θ_f80%,施钾量控制在0.57 g/kg,此时籽粒产量和水分利用效率均较高且经济效益达到最大。     

灌水与施硫对冬小麦产量及水分利用效率的影响

为探讨灌水与施硫对冬小麦产量及水分利用效率的影响,在大田条件下,研究了小麦生育期内不灌水(W0)、仅灌拔节水(W1)、灌拔节水+开花水(W2),每次灌水定额75mm,和不施硫0kg·hm-2(S0)、施硫60kg·hm-2(S60)对小麦干物质积累、产量和水分利用的影响。结果表明:随灌水次数的增加,田间耗水量增多,产量提高,但水分利用率降低;在3个灌水条件下,S60较S0均显著提高了生育后期干物质积累量、籽粒产量、水分利用率、灌水利用率和降水利用率;在所有灌水和施硫处理组合中,以S60W2干物质积累量和籽粒产量最高,分别为22 082k、8 087kg·hm-2,水分利用率以S60W0最高,为15.42kg·hm-2·mm-1,W2S0最低,为13.81kg·hm-2·mm-1,灌水利用率则以S60W1最高,达105.09kg·hm-2·mm-1。由此建议,在正常降水年型条件下,在氮磷钾合理配施和底墒水适宜的基础上,可采取施硫60kg·hm-2结合拔节期灌W1水的措施,实现小麦产量和水分效率的同步提高。     

干旱风沙区苜蓿后茬不同轮作方式对水分利用效率和产量的影响

为了评价宁夏干旱风沙区苜蓿翻耕不同轮作模式对水分恢复及适宜的轮作模式,研究了10a生紫花苜蓿翻耕后不同轮作方式对水分利用效率、产量和经济效益的影响。结果表明:苜蓿草地翻耕后不同轮作方式对土壤水分的恢复有一定效果,不同轮作方式土壤含水量有差异。轮作第1a玉米和高粱的水分利用效率与苜蓿地(CK)相比分别增加了1.14倍和1.09倍;轮作第2a苜蓿-玉米-玉米(ACC)和苜蓿-玉米-高粱(ACS)方式水分利用效率与苜蓿地相比分别增加了0.94倍和0.85倍;产量与苜蓿地相比分别增加了0.86倍和0.79倍;2a轮作结束后,ACS方式产投比高于其他轮作模式,是宁夏干旱风沙区最佳的草田轮作方式。     

旱地玉米留膜留茬免耕栽培的土壤水热及产量效应

为了明确一膜二年用留膜留茬免耕栽培对旱地玉米产量及土壤水热效应的影响,于2014年4-9月在陇东旱塬区进行地膜再利用试验,设一膜二年用(T1)和春翻耕覆新膜(T2)2个处理,研究耕作栽培方式对春玉米土壤水热效应及产量的影响。结果表明,耕作栽培方式间T2土壤温度在5~25 cm土层均高于T1,在早晨8点,由表层向下,土壤温度随土层深度的增加而增加,而在13点和18点土壤温度随土层深度的增加而减少,且沿土层深度方向,深度增加则土壤温度变化趋于平缓;大气温度对土壤温度的影响主要集中在5~15 cm土层,对20~25 cm土层温度影响很小。T2产量较T1增加了11.4%,差异极显著,水分利用效率与产量变化一致。T2优化了玉米农艺性状,使干物质积累增加,尤其是产量构成因素中的百粒重显著增加。耗水量T1高于T2,收获期0~140 cm土层平均含水量T1较T2低7.32%。虽然T1较T2产量极显著减少,但T1投入低,经济效益相比T2提高了885元·hm-2,增加了4.17%。因此,一膜二年用耕作栽培模式具有投入少、省工省劳、投产比和地膜利用率高的特征,是陇东旱塬区一种节本增效、生态环保的玉米免耕栽培技术。     

氮肥和接种根瘤菌对豌豆/玉米间作产量和水分利用效率的影响

豌豆/玉米间作是河西绿洲灌区面积最大的间作模式,也是当地重要的高产高效种植模式之一。针对目前氮肥过量施用和豆科作物生物固氮被忽视的实际,2011年和2012年在甘肃省武威市凉州区进行了豌豆/玉米间作大田试验,研究不同施氮量下,豌豆接种根瘤菌对豌豆/玉米间作体系作物籽粒产量和水分利用效率的影响,旨在为河西绿洲灌区豌豆/玉米间作体系节肥、高产的氮肥用量和接菌增产作用提供理论依据。结果表明:施用氮肥对豌豆产量影响不显著。接种根瘤菌后单作豌豆比不接菌处理两年平均增产12.7%,间作豌豆产量比单作两年平均增产61.1%,间作豌豆接种根瘤菌比不接菌两年平均增产4.8%。单作豌豆以施氮量75 kg(N)·hm-2接菌处理的产量最高,达到2 735 kg·hm-2;而且在此施氮量下接菌比不接菌两年平均增产达22.8%。施用氮肥对玉米的增产效果显著,施氮量在300 kg(N)·hm-2时单作玉米产量为14 394 kg·hm-2,间作比单作两年平均增产61.8%;间作豌豆带接菌较不接菌玉米两年平均增产3.3%。土地当量比在不同施氮量和接种根瘤菌的条件下都大于1。豌豆水分利用效率随施氮量增加而减小,最大值为不施氮的12.9 kg·mm-1·hm-2;玉米水分利用效率随施氮量增加先增大后减小,以施氮量300 kg(N)·hm-2处理为最高,达25.0 kg·mm-1·hm-2。综上所述,在豌豆/玉米间作体系中,玉米高产、高水分利用效率的施氮量为300 kg(N)·hm-2,豌豆高产高效的施氮量为75 kg(N)·hm-2。在大田生产中,接种根瘤菌对豌豆和玉米增产作用明显。     

水肥耦合对冬马铃薯产量和水分利用效率的影响

通过田间试验,以灌水量、施氮量(N)、施钾量(K2O)为试验因素,采用三因子五水平二次通用旋转组合设计,研究了滴灌施肥条件下,不同灌水量和施肥量对马铃薯产量和水分利用效率的影响.结果表明:(1)灌水量和施氮量均对马铃薯产量和水分利用效率有极显著影响,且施氮量主效应大于灌水量,而施钾量主效应不显著;(2)单因素效应分析结...     

微喷灌对夏玉米产量和水分利用效率的影响

为研究微喷灌对夏玉米产量和水分利用效率(WUE)的影响,本试验在旱棚条件下以郑单958为试验材料,设置2种灌水方式:微喷灌P(灌水定额:38 mm/次)和畦灌Q(灌水定额:75 mm/次),3种灌水次数:1次(W1)、2次(W2)和3次(W3),采用土壤水分测定仪实时监测整个夏玉米生长季多土层(0～200 cm)土壤体积含水量的动态变化。结果表明,在2种灌水模式下,随着灌水次数的增加(总灌水量增加),夏玉米产量呈增加趋势;相同灌水次数下,微喷灌处理的产量均低于畦灌。与QW1相比,PW2灌水量相同、灌水次数较多,产量提高5.0%;与QW2相比,PW3灌水量减少24%、灌水次数增加,产量提高14.3%。与QW1和QW2相比,PW3植株具有较高的穗位叶光合速率和干物质积累量,且增加了粒重和产量。进一步分析微喷灌(PW2)和畦灌(QW2)的耗水特性发现,与QW2相比,PW2叶面积指数、穗位叶蒸腾速率、阶段耗水量、耗水强度、灌水后日蒸散量及对0～100 cm土层水分的消耗均降低,而深层尤其是100 cm以下土壤水分的利用比例增加,进而PW2全生育期总蒸散量降低10.8%,WUE提高10.3%。综...     

不同灌溉措施对黄淮海地区冬小麦水氮利用及产量和品质的影响

通过设置不同灌溉处理来研究灌溉次数和时期对黄淮海地区冬小麦产量、籽粒品质和水氮利用的影响。结果表明:浇足底墒基础上拔节期灌一水不仅可获得较高的产量并提高水氮利用效率,减低硝态氮淋失风险,而且可获得较好的物理品质(硬度指数、容重)和蛋白质品质(粗蛋白、湿面筋和沉淀值)及最优的粉质仪质量指数、拉伸仪参数和降落数值。在此基础上增加冻水、开花水、灌浆水等处理的产量增加不显著,各项品质指标没有明显改善,水分利用效率降低,而且显著增加硝态氮淋失风险;因而黄淮海地区最优的节水灌溉模式是浇足底墒基础上拔节至挑旗期灌溉一水。     

花后脱叶对冬小麦产量形成和水分利用效率的影响

受水资源日益短缺的影响,提高作物水分生产效率显得越来重要,通过调控冠层大小减少蒸腾水分消耗是其中的一个手段。该文通过水分胁迫条件下不同程度脱叶和不同水分条件下脱叶-不脱叶的田间试验（附以相应盆栽试验）,研究了减少蒸腾器官对冬小麦光合特性、干物质转移、产量和水分利用效率的影响。结果表明：脱叶增强了保留叶片的光合能力;水分胁迫下的脱叶促进了干物质由保留叶片和茎向籽粒产量的转移,其中30%和60%脱叶最为显著;30%和60%脱叶水平没有对产量产生明显影响,而90%脱叶造成产量大幅降低;水分胁迫条件下脱叶减少了对土壤储水的消耗,但高强度的脱叶（90%）产量降低明显,反而降低了水分利用效率。研究结果显示,干旱缺水条件下,适度减少蒸腾器官的数量,可以实现在不影响产量条件下减少蒸腾耗水,增加土壤储水量,有利于作物度过水分胁迫期。     

灌溉频率对冬小麦产量及叶片水分利用效率的影响

为了探讨中国北方冬小麦高效节水灌溉模式,采用了3种灌溉处理:在拔节期一次灌溉120mm,在拔节期和抽穗期各灌溉60mm及在拔节期、抽穗期和灌浆期各灌溉40mm,研究了在总灌溉量为120mm的情况下,灌溉频率对冬小麦产量及叶片水分利用效率的影响.结果表明,在冬小麦的拔节期和抽穗期各灌溉60mm,显著提高乳熟期和蜡熟期旗叶...     

灌溉对冬小麦水分利用效率的影响研究

通过设计不同的灌溉处理，从叶片水平、群体水平和产量水平3个层次系统分析了冬小麦水分利用效率(Water Use Efficiency, WUE)的变化特点及其内在联系。结果表明：叶片水平WUE或蒸腾效率(Transpiration Efficiency, TE)是群体蒸散效率基础；气孔运动机制及光合作用和蒸腾作用对环境变化响应的差异是叶片水平WUE的生理基础；而产量水平WUE是群体蒸散效率与收获指数共同决定的。随耗水量的增加，叶片光合速率、群体干物质积累及籽粒产量都呈二次曲线增长趋势，结果使叶片水平WUE     

磷素子粒生产效率不同品种的小麦磷素吸收利用差异

盆栽试验研究了130份小麦不同生育时期的干物重、磷素含量、子粒产量等指标,采用组内最小平方和的动态聚类方法将供试品种按磷素子粒生产效率从低到高依次分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ和Ⅵ 6个类型,研究不同类型磷素吸收利用的差异。结果表明: 1）供试品种的磷素子粒生产效率差异较大（CV=1660%）,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ和Ⅵ类品种的平均磷素子粒生产效率为P 13629、15167、16916、18589、20132、24466 g/g。子粒产量随磷素子粒生产效率提高呈增加趋势（r=03203**）。2）不同生育时期,小麦植株磷浓度与吸磷量类型间差异显著或极显著。成熟期磷素子粒生产效率与植株磷浓度极显著正相关（r=06969**）,子粒产量与抽穗期、成熟期植株吸磷量显著或极显著相关（r=02966*、r=09271**）。3）不同生育时期磷素干物质生产效率的类间差异均达显著水平; 成熟期磷素干物质生产效率与磷素子粒生产效率极显著正相关 （r=07391**）。4）拔节期、抽穗期和成熟期干物重均表现出随磷素子粒生产效率增加而增加的趋势,成熟期尤为突出。拔节期成熟期磷素吸收量是影响子粒产量形成的重要因素,磷素子粒生产效率高的品种在拔节期后有较强干物质和子粒产量形成能力。     

中国西北旱地小麦和玉米提高产量与水分利用率的氮肥管理效果

A field experiment with four treatments and four replicates in a randomized complete block design was conducted at the Changwu Experimental Station in Changwu County, Shaanxi Province, of Northwest China from 1998 to 2002. The local cropping sequence of wheat, wheat-beans, maize, and wheat over the 4-year period was adopted. A micro-plot study using ^15N-lahelled fertilizer was carried out to determine the fate of applied N fertilizer in the first year. When N fertilizer was applied wheat （years 1, 2 and 4） and maize （year 3） grain yield increased significantly （P 〈 0.05） （〉 30%）, with no significant yield differences in normal rainfall years （Years 1, 2 and 3） for N application at the commonly application rate and at 2/3 of this rate. Grain yield of wheat varied greatly between years, mainly due to variation in annual rainfall. Results of ^15N studies on wheat showed that plants recovered 36.6%-38.4% of the N applied, the N remained in soll （0-40 cm） ranged from 29.2% to 33.6%, and unaccounted-for N was 29.5%-34.2%. The following crop （wheat） recovered 2.1%- 2.8% of the residual N from N applied to the previous wheat crop with recovery generally decreasing in the subsequent three crops （beans, maize and wheat）.     

氮素营养对黄土高原旱地玉米产量、品质及水分利用效率的影响

20022003年在陇东旱塬的甘肃省农科院镇原旱农试验基地秋覆膜玉米地上进行了不同施氮量对旱地玉米产量、品质及水分利用效率影响试验。结果表明,不同年份氮肥用量对不同类型玉米品种产量均有极显著差异,但同一年份不同类型玉米品种或不同年份同一类型玉米品种产量无显著性差异。玉米产量随着施氮量的增加而提高,且每公斤氮肥增产量、水分利用效率(WUE)、光合速率(Pn)等均以中氮(N.180.kg/hm2)时最大。在中等氮肥水平以下,玉米子粒粗脂肪、粗蛋白和淀粉含量随施氮量的增加而提高,同时,歉水年份有利于容重、粗蛋白和淀粉的累积。     

磷肥对甘蓝型春油菜产量、磷肥利用效率及经济效益的影响

利用大田试验研究了不同磷肥用量对甘蓝型春油菜产量、养分积累、磷素利用效率和经济效益的影响。结果表明,在低磷土壤上施用125 kg/hm2N和135 kg/hm2K2O基础上增施磷肥,可显著增加油菜不同部位产量,其中籽粒产量平均提高12.5%,生物量平均提高29.0%。施磷明显提高油菜地上部P素含量,有利于促进油菜K素营养累积,但对N素、K素含量无显著影响。随磷肥施用量的增加,磷肥偏生产力显著下降,施磷后磷肥农学效率、磷肥表观利用率和磷肥生理利用率平均分别为4.6 kg/kg P2O5、13.0%和40.2 kg/kg P2O5,磷肥对籽粒产量的贡献率仅为10.9%。根据经济效益分析结果,青海甘蓝型春油菜生产中磷肥用量以75 kg/hm2为宜。     

虚实并存耕层提高春玉米产量和水分利用效率

为了探明耕层构造对春玉米产量及水分利用效率的影响,在农业部阜新农业环境与耕地保育科学观测实验站利用长期定位试验,设置了虚实并存耕层(furrow loose and ridge compaction plough layer,FLRC)、全虚耕层(all loose plough layer,AL)、全实耕层(all compaction plough layer,AC)、以及作为对照(controlled trial,CK)的上虚下实耕层(up loose and down compaction plough layer,ULDC)4种耕层结构,研究了不同耕层构造对春玉米产量及水分利用效率的影响。利用2011和2012年数据分析结果表明,不同耕层构造对春玉米产量影响显著(P0.05),2a平均表现为FLRCALULDCAC,FLRC和AL比CK分别增加16.39%、5.30%,收获指数在0.38~0.44之间。在平水年(2011)和丰水年(2012)虚实并存耕层和全虚耕层均可有效蓄积降水,改善土壤水分状况,明显提高玉米的降水利用效率,2011年FLRC比ULDC提高11.95%(P0.05);2012年FLRC和AL分别比CK提高21.23%(P0.05)和12.43%(P0.05);不同降雨年型和不同耕层结构对作物水分利用效率(water use efficiency,WUE)影响不同,2011年FLRC比CK增加15.68%(P0.05),2012年FLRC比CK增加23.13%(P0.05),2a平均提高18.43%。综合分析认为,虚实并存耕层是提高土地生产力和农田水分利用效率的最优耕层结构。该研究为辽西旱作农业区合理耕层构建、确定适宜的耕作技术和实现作物的高产稳产提供参考。     

不同畦长灌溉对冬小麦产量及水分利用特性的影响

为探讨畦长对冬小麦耗水及产量和水分利用特性的影响,本试验以冬小麦品种‘科农2011’为试验材料,在2014—2015年中国科学院栾城农业生态系统试验站小麦生长季,畦宽为5 m条件下,设置4 m、5 m、10 m(农民习惯畦长)、50 m、100 m共5个畦田长度,各处理均在拔节期和灌浆期用塑料软管从机井口引水到畦首灌水,塑料软管出水口安装水表计量灌水量,用秒表计量灌溉用时,研究不同畦长处理对冬小麦耗水特性、灌溉定额及灌溉用时、畦田内不同部位土壤含水量差异、籽粒产量以及产量和灌溉水利用效率的影响。结果表明:随着畦长增加,灌水量和总耗水量逐渐增加,灌水量占总耗水量的比例逐渐增加;籽粒产量虽逐渐增加,但未达到显著水平。土壤储水消耗量、产量水分利用效率和灌溉水利用效率随着畦长增加逐渐降低。与农民习惯的畦长10 m相比,4 m畦长处理的灌水量减少34.50%,多消耗深层土壤贮水58.92 mm,总耗水量降低1.61%,产量水分利用效率提高1.15%,灌溉水利用效率提高51.96%,次灌溉用时减少42.75%。100 m畦长处理在产量没有显著提高的基础上,总耗水量增加9.58%,灌溉水增加38.08%,产量水分利用效率降低9.88%,灌溉水利用效率降低26.20%,次灌溉用时增加65.61%。综合考虑籽粒产量、灌水量和水分利用效率,4 m畦长是本试验条件下兼顾高产与节水的最优畦长处理。