高大气CO2浓度下遮阴对小麦叶片气孔特性及光合特性的影响

以高大气CO₂浓度和遮阴为处理手段,研究高大气CO₂浓度和遮阴对小麦叶片光合生理的影响。结果表明,与全光照相比,遮阴使小麦叶片的气孔长度增加了22.93%和10.23%,而气孔宽度减小了30.00%和30.22%,气孔面积降低了17.99%和18.11%,周长增加了16.80%和6.85%,气孔密度降低了6.61%和23.78%,气孔指数降低了5.99%和14.23%。与正常大气CO₂浓度相比,高大气CO₂浓度使小麦叶片的气孔面积增加了1.91%和1.95%,使全光照处理的小麦叶片的气孔密度降低了14.33%;使遮阴处理的小麦叶片的气孔密度增加了5.00%。与全光照相比,遮阴使小麦叶片的气孔导度和蒸腾速率降低了56.11%、53.21%和40.57%、49.27%,而光合速率没有得到提高,这可能是小麦叶片对高大气CO₂浓度发生了“光适应”。与正常大气CO₂浓度相比,高大气CO₂浓度降低了小麦叶片的气孔导度。小麦叶片的气孔长度和宽度与光合速率有显著相关性。     

不同菌渣配施化肥对土壤肥力和酶活性的影响

为促进菌渣肥料化利用和化肥减量增效,选用毛木耳、香菇和双孢蘑菇菌渣作为有机物料,以成都平原常规化肥施氮量为基准,设置空白处理(CK)、常规化肥(CF)、25%和50%毛木耳菌渣(APR1、APR2)、25%和50%香菇菌渣(LER1、LER2)、25%和50%双孢蘑菇菌渣(ABR1、ABR2),共8个处理,探讨不同菌渣配施化肥对土壤肥力和土壤酶活性的差异性。结果表明:菌渣配施化肥处理能有效增强土壤蔗糖酶和脲酶活性,提高土壤有机碳、全氮、全磷、有效磷和速效钾含量,促进作物对氮素的积累,提高氮肥利用率和作物有效穗数,进而促产。然而菌渣C/N比(C/N＞30)、P₂O₅替代率和K₂O替代率越高,导致养分利用率下降,产量显著降低,P₂O₅和K₂O的施入对土壤和作物的正向效应不足以补偿,使其与作物产量呈显著负相关。综合来看,选用C/N比接近30的菌渣,水稻季选用50%或以下的氮肥替代率和小麦季选用25%的氮肥替代率有利于作物稳产增产。     

旱地麦田水肥关系及对产量的影响试验研究

用微区隔离遮雨棚法研究结果分析回归得出，氮肥用量、磷肥用量、供水量与冬小麦产量之间关系。固定肥料用量，在试验供水范围内水分和小麦产量呈近似直线关系；固定供水量，施肥量和小麦产量呈抛物线关系。氮肥用量和供水量之间有明显的正交互作用，磷肥用量与供水量之间交互作用不明显。大田不同降雨年份试验结果表明，施肥增产效果是降雨多＞降雨中＞降雨少的年份，在蓄墒期、生育期降雨量为355、411和523 mm的低、中、高降雨年份，冬小麦达最高产量时的氮、磷肥用量分别为每hm²施N 64.5 kg、P₂O₅52.5 kg；N 27.5 kg、P₂O₅105.0 kg和N 192.0 kg、P₂O₅157.5 kg。     

CO2浓度升高对不同水分条件下冬小麦生长和水分利用的影响

以CO₂浓度升高为主要特征的气候变化对作物生长发育及产量形成的影响日益受到重视。冬小麦是我国主要粮食作物之一, 主要分布在干旱及半干旱地区, 且生长期内多干旱少雨。研究不同水分条件下冬小麦的生长变化及水分利用对CO₂浓度升高的响应具有重要的科学和实践意义。本研究在封顶式生长室中对2个土壤水分水平[适宜水分: 70%~80%田间持水量; 干旱胁迫: 50%~60%田间持水量]的盆栽冬小麦进行了CO₂熏蒸试验[背景大气浓度: (396.1±29.2) μmol·mol^-1; 升高的浓度: (760.1±36.1)μmol·mol^-1]。对小麦植株生理指标、生物量、产量、耗水量和水分利用效率(WUE)等的研究结果表明, 与背景大气CO₂浓度相比, CO₂浓度升高可促进冬小麦生长, 其地上生物量显著增加, 适宜水分和干旱胁迫条件下分别增加了28.6%和18.6%; 籽粒产量显著增加, 适宜水分和干旱胁迫条件下分别增加了32.6%和22.6%; CO₂浓度升高主要通过增加穗粒数提高籽粒产量, 穗粒数在适宜水分条件下提高24.3%, 干旱胁迫条件下提高15.5%, 对千粒重没有显著影响。CO₂浓度升高使群体和产量WUE显著提高, 在适宜水分条件下提高幅度较大, 分别提高17.7%和24.8%。CO₂浓度升高显著提高了叶片光合速率(P_n)、降低了气孔导度(G_s)和蒸腾速率(T_r); 在适宜水分和干旱胁迫下P_n分别提高15.6%与12.9%, G_s分别降低22.7%与18.2%, T_r分别降低8.9%与7.5%。CO₂浓度升高提高了叶片水势及叶绿素含量; 在适宜水分条件下叶片水势提高幅度较大, 为7.7%; 叶片叶绿素含量在2种水分条件分别提高7.5%与3.8%。由以上试验结果可得出: CO₂浓度升高对冬小麦的生长、产量及水分利用效率均具有促进作用, 而且在土壤水分状况较好时, 这种作用效果更明显; CO₂浓度升高主要通过增加穗粒数来促进产量提高。     

高浓度CO2下氮素对小麦叶片干物质积累及碳氮关系的影响

高大气CO₂浓度下植物叶片干物质积累、碳氮关系和糖含量的变化对光合作用的适应性下调有重要的反馈作用,通过研究不同施氮量对高大气CO₂浓度下植物叶片干物质积累、叶氮浓度和糖含量的影响,可进一步明确氮素对植物光合作用适应性下调的调控机制。以不同大气CO₂浓度和氮素水平为处理条件,测定盆栽小麦拔节期叶片鲜重、干重、含水量、还原糖、可溶性糖、全氮含量,研究了氮素对长期高大气CO₂浓度(760μmol·mol-1)下小麦叶片的干物质积累、糖含量及碳氮含量的影响。结果表明,大气CO₂浓度升高使小麦叶片的鲜重和干重增加,含水量下降。大气CO₂浓度升高使N0处理的小麦叶片还原糖含量下降,而可溶性糖含量显著升高;施氮后小麦叶片还原糖含量无显著变化,但可溶性糖含量降低。高大气CO₂浓度条件下小麦叶片全氮含量下降,C/N比增加,而增施氮素后C/N比显著下降。可溶性糖含量和C/N比的下降有利于减轻同化物质对光合作用的反馈抑制,提高大气CO₂浓度增高条件下小麦叶片的P_n。     

小麦胚芽油的超临界CO2萃取-精馏的试验研究

设计了超临界ＣＯ₂萃取－精馏系统和超临界ＣＯ₂止逆分布器,并在该系统上进行了小麦胚芽油的萃取－精馏试验研究。研究结果表明,超临界ＣＯ₂萃取－精馏比单纯的超临界ＣＯ₂萃取操作对小麦胚芽油中维生素Ｅ的浓缩、色素及胶质的脱除效果更显著。     

CO2浓度升高和施氮对冬小麦光合面积及粒叶比的影响

利用开顶式气室和盆栽方法, 以冬小麦品种"小偃6号"和"小偃22"为供试材料, 在2种CO₂浓度(375 μL·L^-1和750 μL·L^-1)和3个施氮水平[0、0.15 g(N)·kg^-1(土)和0.30 g(N)·kg ^-1(土)]下分析了小麦抽穗期绿色叶片、非叶光合器官(茎鞘、穗、芒)的形态和光合面积以及粒叶比对CO₂浓度升高和施氮的反应。结果表明, 施氮有助于小麦叶和非叶光合器官伸长和增宽(粗), 增加其光合面积、穗粒数、穗粒重、粒数叶比和粒重叶比。与背景CO₂浓度(375 μL·L^-1)相比, CO₂浓度升高对叶片和茎节长度、茎叶和芒光合面积具有明显的正向效应(P<0.05), 但对叶宽、茎节直径、穗面积影响不明显(P>0.05), 使"小偃6号"和"小偃22"单茎光合面积分别增加8.1%~15.1%和2.8%~13.2%, 且均以0.30 g(N)·kg^-1(土)施氮水平下增幅最大。CO₂浓度升高后, 穗粒数和粒数叶比在3个施氮水平下均不同程度增加, 其中2个品种粒数叶比分别在0.30 g(N)·kg^-1(土)和0.15 g(N)·kg^-1(土)施氮水平下增加最明显, 增幅分别为44.2%和41.4%; 穗粒重和粒重叶比在不施氮时下降, 在施氮时显著增加, 其中2个品种粒重叶比平均增幅分别为43.6%和20.7%。由于芒面积远小于其他源器官面积, 在单茎光合面积中所占比例较小(3%左右), 因此认为CO₂浓度升高主要通过促进小麦茎叶伸长生长来增加光合面积, 同时提高单位叶面积库承载力和物质调运能力, 改善源库关系, 增加氮素供应有利于小麦源库生长对CO₂浓度升高的反应。     

渭北旱塬不同覆盖对冬小麦生产综合效应研究

为了探讨旱地有效蓄水保墒对冬小麦的综合效应，从1998～2000年在渭北旱原合阳县西北农林科技大学试验基地进行实验研究。3年的试验结果表明，冬小麦在生长期采用渗水地膜、秸秆、常规地膜及不同覆盖技术，均有显著增产效果，能显著增加土壤贮水量(除常规地膜覆盖外)，使土壤上层长期保持湿润状态，提高土壤温度，降低昼夜温差，避免降雨直接冲击地面，保持良好的土壤结构。与常规地膜覆盖和秸秆覆盖比较，渗水地膜覆盖冬小麦增产分别为43.1%和40.4%。秸秆覆盖能增加土壤有机质，提高土壤肥力。渗水地膜和常规地膜具有相同的增温效果，当气温达35℃以上时，渗水地膜还具有降低极端温度的调节功能。但是，覆盖易造成有机质大量矿化物和NO^-₃-N的淋失。     

节水灌溉方式与磷钾肥减施对小麦产量、品质及水肥利用效率的影响

为探明滴灌、微喷灌和磷钾肥减施对小麦产量、品质及水肥利用效率的影响,通过田间试验,以漫灌常量施肥为对照（CK）,设滴灌（W₁）和微喷灌（W₂）2种节水灌溉方式,生育期均灌水4次,即越冬水+返青水+拔节水+灌浆水（越冬水、拔节水灌水量600 m³/hm²、返青水和灌浆水灌水量300 m³/hm²）;W₁和W₂下设磷钾肥常量（R_PK）和磷钾肥减施20%（R_PK-20）,30%（R_PK-30）和40%（R_PK-40）,施用方式均底肥撒施50%,返青期和拔节期水肥一体化各施25%;以磷钾肥常量全部底施为相对对照（CK_相）,11个处理,调查分析产量及其构成、品质特性和水肥利用效率等。结果表明,W₁和W₂减施处理的产量均随磷钾肥减施量增加而减少,其中滴灌在磷钾肥减施20%时显著增产,较CK增产15.49%,增产主要与成穗数和穗粒数增加有关;相同减施处理W₂产量低于W₁;W₁、W₂处理的蛋白质含量、沉降值及稳定时间均较CK显著提高,R_PK和减施处理的沉降值W₁>W₂。相同减施处理生育期耗水量W₁2,水分利用效率则相反,其中W₁较CK提高42.35%~105.24%,W₂较CK提高36.06%~56.18%。磷钾肥底施+水肥一体化追施的水分利用效率高于CK_相;W₁、W₂较CK氮磷钾肥偏生产力提高,相同减施处理氮磷钾肥偏生产力W₁>W₂,滴灌在磷钾肥减施20%时氮肥偏生产力显著提高;滴灌磷钾肥减施对0—40 cm土壤养分含量影响较小,但使有效磷含量有所提高。综合分析,山西省南部麦区,冬小麦采用滴灌浇水,生育期灌4水（1 800 m³/hm²）,磷钾肥减施且采用50%底施+返青期和拔节期水肥一体化追施25%时,减施20%产量、水分利用效率和氮肥偏生产力最高,是高产高效水肥管理模式,减施30%虽产量次高,但品质性状最好,是稳产提质水肥管理模式。     

不同有机物料投入下黄河故道土壤有机碳积累特征的研究

【目的】黄河故道潮土区土壤有机质含量低、结构差是限制当地作物优质高产的重要问题,通过连续施用不同有机物料,探究不同有机物料投入下,黄河故道区典型土壤的有机质积累特征,为该区土壤的快速固碳提供理论依据和参考方案。【方法】试验共设置7个处理：单施NPK肥作为对照(CK),其他处理在单施NPK肥的基础上增施有机肥6000 kg/hm_² (M1)、有机肥12000 kg/hm_² (M2)、树枝菌渣6000 kg/hm_² (B1)、树枝菌渣12000 kg/hm_² (B2)、秸秆菌渣6000 kg/hm_² (S1)、秸秆菌渣12000 kg/hm_² (S2), 采用随机区组设计。【结果】与CK相比,外源有机物料施入会显著增加玉米产量和有机质含量,增幅范围分别为21.7%～58.3%和37.4%～70.1%,产量的增加直接导致进入土壤的秸秆残渣及根茬碳相应增加38.9 kg/hm_²～76.9 kg/hm_²,致使 B2处理增产保肥效果最佳。就有机物料种类而言,用量为12000 kg/hm_²的树枝菌渣对土壤活性有机质的提升幅度最大,比相同用量的有机肥和秸秆菌渣高26.2%和57.0%,秸秆菌渣的碳库管理指数最高,但与树枝菌渣相比无显著差异。树枝菌渣由于碳氮比高,在土壤中分解慢,相同用量下,矿化消耗的碳量低于秸秆菌渣和有机肥,单位碳投入下的呼吸量比秸秆菌渣和有机肥低42.3%和29.3%。【结论】用量为12000 kg/hm_²的树枝菌渣由于碳投入量大,矿化消耗少,对黄河故道潮土有机质提升效果最好,玉米增产最明显。     

绿洲灌区玉米产量形成及水分利用特征对地膜覆盖方式及行距的响应

干旱绿洲灌区玉米生产普遍采用全膜覆盖方式,残膜污染问题严重。因此,研究地膜减投增效生产技术对缓解残膜污染有重要意义。在甘肃河西石羊河流域通过田间试验研究了不同覆膜方式(全膜覆盖、半膜覆盖)和不同种植行距(50 cm等行距、40 cm+80 cm宽窄行)对玉米产量、耗水量、耗水结构及水分利用效率的影响。结果表明,全膜宽窄行和半膜宽窄行种植条件下均可获得较高的玉米籽粒产量,分别达14 712.7kg·hm~(-2)和14 155.2 kg·hm~(-2),较半膜覆盖等行距处理高13.2%和8.9%(P0.05),与全膜覆盖等行距处理差异不显著。全膜宽窄行和半膜宽窄行获得较高籽粒产量的原因是提高了穗数和双穗率。全膜覆盖条件下宽窄行种植获得较高LAI峰值的同时,玉米全生育期平均LAI显著高于半膜覆盖处理。全膜覆盖显著降低了玉米生长前期(播种至大喇叭口期)的棵间蒸发量。半膜覆盖等行距和宽窄行种植玉米全生育期棵间蒸发量分别较全膜等行距种植高14.3%和21.9%,差异显著。半膜覆盖宽窄行种植条件下玉米水分利用效率达19.3 kg·mm~(-1)·hm~(-2),与全膜覆盖等行距和宽窄行处理均无显著差异。干旱绿洲灌区半膜覆盖宽窄行种植替代全膜等行距种植或宽窄行不会导致玉米产量和水分利用效率降低。     

秸秆覆盖对旱作冬小麦农田土壤呼吸、作物产量及经济 环境效益的影响

基于2009-2011年田间试验, 研究了黄土旱塬区不同秸秆覆盖措施下冬小麦农田土壤呼吸和小麦产量变化, 计算了生产每千克籽粒产量下土壤CO₂的释放量, 并以此比较了处理间的经济 环境效益值。试验包括4个处理: 无覆盖对照(CK)、全年9 000 kg·hm^-2秸秆覆盖(M₉₀₀₀)、全年4 500 kg·hm^-2秸秆覆盖(M₄₅₀₀)和夏闲期秸秆覆盖(SF)。结果表明: 冬小麦生育期内土壤CO₂累积释放量在处理间无显著差异, 但第1年生育期为14.92~17.43 t(CO₂)·hm^-2, 显著高于第2年[12.95~13.69 t(CO₂)·hm ^-2](P<0.05), 处理和年份的交互作用不显著。与CK(产量5.03 t·hm^-2)相比, 秸秆覆盖降低了作物产量, 其中M₉₀₀₀ (4.71 t·hm^-2)与CK差异显著。经济 环境效益值计算结果显示, 冬小麦生育期内生产每千克籽粒释放2.96~3.16 kg CO₂, 处理间无显著差异。从各处理平均值看, 小麦产量以及经济 环境效益值均存在显著的年际差异, 降水偏少的第1年度作物产量(4.60~4.98 t·hm^-2)显著低于降水相对丰富的第2年度(4.50~5.47 t·hm^-2), 但经济 环境效益值(3.03~3.69 kg·kg 1、2.45~2.88 kg·kg^-1)结果相反。处理和年份对作物产量和经济 环境效益值具有显著的交互影响, 在缺水年份秸秆覆盖能够提高作物产量, M₉₀₀₀处理具有最优的经济 环境效益; 而在丰水年份, 秸秆覆盖导致产量显著下降, CK具有更好的经济 环境效益。     

秋闲期秸秆覆盖与氮肥减施对旱地冬小麦干物质积累、结实特性和产量的影响

[目的]研究秋闲期秸秆覆盖对旱地小麦播前土壤墒情和小麦生产特性的影响以及减少氮肥用量的可行性,为四川旱地小麦高产高效管理提供理论依据.[方法]于2016―2018年在四川省仁寿县四川农业大学试验基地开展冬小麦–夏玉米轮作田间定位试验,供试作物为冬小麦.试验采用裂区设计,主区为夏玉米秸秆粉碎覆盖(SM)和不覆盖(NM);...     

覆膜和施肥对玉米产量和土壤温度、硝态氮分布的影响

【目的】采用垄沟覆膜栽培技术,研究了西北黄土塬区不同施肥及覆膜处理对玉米(Zea mays L.)产量、土壤温度和土壤硝态氮分布的影响,为粮食安全和农业可持续发展提供依据。【方法】研究采用覆膜和施肥田间试验,小区试验设置了6个处理,1)对照不覆膜,不施肥;2)覆膜不施肥;3)不覆膜基施N 80 kg/hm2、P2O580kg/hm2,无追肥;4)覆膜基施纯N 80 kg/hm2、P2O580 kg/hm2,无追肥;5)不覆膜基施N 80 kg/hm2、P2O580kg/hm2,追施N 80 kg/hm2;6)覆膜基施N 80 kg/hm2、P2O580 kg/hm2,追施N 80 kg/hm2。【结果】1)覆膜对前期土壤温度的影响大于后期,在7月前,覆膜处理0—20 cm土壤温度平均增加2.3℃,对玉米的发芽和早期生长有良好的促进作用,7月后,覆膜处理对土壤温度增加的平均值为1.2℃。在6月中旬以前,施肥处理的土壤温度略高于不施肥处理;6月中旬以后差异减小,施肥处理对土壤温度的影响不明显。2)播种后一个月,施肥处理土壤硝态氮主要聚集在0—30 cm土层,以主根为中心,纵向近似对称分布,在根系下方40 cm处,形成一个孤岛,施肥处理是不施肥处理的1.65倍;播种后两个月,表层土壤硝态氮含量下降至30.77~48.67 mg/kg。覆膜处理在施肥初期有减缓硝态氮向下层迁移速度的作用,影响范围为0—80 cm深。3)水分利用效率(WUE)与施肥量呈正相关,最高为2.09 kg/m3。在相同施肥处理下,覆膜明显提高WUE,施基肥处理,覆膜比不覆膜的WUE提高12.8%~19.5%;施基肥和追肥处理,覆膜比不覆膜的WUE提高20.3%~27.4%。4)百粒重、穗粒重与产量呈正相关关系,产量提高是百粒重和穗粒重增加的直接结果,施肥和覆膜对百粒重和穗粒重的提高效果明显。覆膜在施肥处理下的增产效果显著,连续三年,施基肥处理下,覆膜处理增产10.61%、9.48%和15.36%;施基肥和追肥处理下,覆膜增产16.61%、20.94%和12.24%。【结论】施肥和覆膜处理比不施肥不覆膜处理产量增加23.42%~83.23%。综合考虑覆膜和施肥对土壤温度、土壤硝态氮含量和水分利用效率的影响,本试验推荐采用垄沟覆膜栽培技术,氮肥基肥和追肥各施N 80 kg/hm2。     

沟覆盖材料对垄沟集雨种植土壤温度、作物产量和 水分利用效率的影响

为寻求半干旱地区垄沟集雨环保的沟覆盖材料,改善土壤水分和温度状况,提高降雨资源利用效率,采用完全随机设计大田试验,以玉米和高粱作为供试作物,以沟无覆盖作为对照,研究垄沟集雨不同沟覆盖方式(无覆盖、液体地膜覆盖、秸秆覆盖和生物可降解地膜覆盖)对土壤温度、土壤水分、作物产量、水分利用效率等的影响。结果表明,与沟无覆盖相比,液体地膜和生物可降解地膜覆盖种植玉米的沟中作物全生育期表层(0~25 cm)土壤温度分别提高0.2℃和1.0℃,种植高粱的沟中表层土壤温度分别提高0.2℃和1.1℃,秸秆覆盖种植玉米和高粱的沟中表层土壤温度分别降低1.1℃和1.3℃;液体地膜覆盖、秸秆覆盖和生物可降解地膜覆盖0~140 cm土壤贮水量种植玉米分别提高0.4 mm、21.5 mm和8.6 mm,种植高粱分别提高2.3 mm、21.0 mm和10.9 mm。液体地膜覆盖和生物可降解地膜覆盖玉米青贮产量分别提高增加0.4%和10.4%,玉米籽粒产量分别增加1.6%和11.3%,玉米地上生物量分别增加0.7%和7.3%;高粱青贮产量分别增加0.2%和10.9%,高粱籽粒产量分别增加1.1%和11.8%,高粱地上生物量分别增加1.6%和9.4%;秸秆覆盖的玉米青贮产量、玉米籽粒产量、玉米地上生物量、高粱青贮产量、高粱籽粒产量和高粱地上生物量分别减少2.9%、2.2%、1.9%、0.7%、1.4%和1.0%。液体地膜覆盖、秸秆覆盖和生物可降解地膜覆盖种植玉米的水分利用效率分别提高0.9 kg·hm~(-2)·mm-1、0.5 kg·hm~(-2)·mm-1和4.9 kg·hm~(-2)·mm-1,种植高粱分别提高0.3 kg·hm~(-2)·mm-1、0.4 kg·hm~(-2)·mm-1和2.7 kg·hm~(-2)·mm-1。综合分析表明,生物可降解地膜适宜作为半干旱黄土高原区垄沟集雨沟覆盖材料。     

不同水分条件和覆盖处理对夏玉米籽粒灌浆特性和产量的影响

采用二因素完全随机试验设计,研究了3种水分条件(75%、65%、55%田间持水量)下无覆盖(CK)、地膜覆盖(PM)和秸秆覆盖(SM)处理对夏玉米籽粒灌浆特性、产量、耗水量及水分利用效率的影响。结果表明,不同水分条件下,各处理夏玉米籽粒增重进程符合Logistic生长曲线。相对于无覆盖处理,地膜和秸秆覆盖处理提高了夏玉米的灌浆速率、产量和水分利用效率。其中,中水分(65%田间持水量)条件下地膜和秸秆覆盖处理夏玉米产量及水分利用效率(WUE)增幅最大,增产率分别为21.99%和35.86%,水分利用效率增加幅度分别为16.41%和16.79%;其次为低水分(55%田间持水量)处理,高水分(75%田间持水量)处理增幅最小。     

Wheat straw management affects CH4 and N2O emissions from rice fields

A 3-year field experiment was conducted in Jiangsu Province, China from 2004 to 2006 to investigate CH₄ and N₂O emissions from paddy fields as affected by various wheat straw management practices prior to rice cultivation. Five methods of returning wheat straw, no straw, evenly incorporating, burying straw, ditch mulching and strip mulching, were adopted in the experiment. Evenly incorporating is the most common management practice in the region. Results showed that compared with no straw, evenly incorporating increased CH₄ emission significantly by a factor of 3.9-10.5, while decreasing N₂O emission by 1-78%. Methane emission from burying straw was comparable with that from evenly incorporating, while N₂O emission from burying straw was 94-314% of that from evenly incorporating. Compared with evenly incorporating, CH₄ emission was decreased by 23-32% in ditch mulching and by 32% in strip mulching, while N₂O emission was increased by a factor of 1.4-3.7 in ditch mulching and by a factor of 5.1 in strip mulching. During the rice-growing season, the emitted N₂O was negligible compared to that of emitted CH₄. No significant difference in grain yield was observed between ditch mulching, burying straw, evenly incorporating and no straw. Compared with no straw, the grain yield was increased by 27% in strip mulching. Based on these results, the best management practice for returning wheat straw to the soil is strip mulching wheat straw partially or completely onto the field surface, as the method reduced CH₄ emission from rice fields with no decrease in rice yield.     

The effect of foliar application of Moringa leaf extract on biomass,grain yield of wheat and applied nutrient efficiency

Moringa leaf extracts (MLE) from two varieties of Moringa oleifera Lam. were applied to leaves of wheat (Triticum aestivum L.) in two glasshouse experiments. MLE was extracted from the leaves of using three different solvents (hexane, butanol; ethyl-acetate). The extracts were applied as foliar sprays at different growth stages of wheat (T. aestivum L.) grown on two soil types with either adequate or low phosphorus (P) nutrient additions at Albany, Western Australia. Sprays were applied at the 4–5 leaf (tillering) and the 7-leaf (Boot) stage either as a single spray or a combination of sprays at tillering and boot stage. The application of MLE either at tillering or boot stage increased the dry weight of shoots (biomass) and grain yield of wheat. A foliar spray of MLE applied at tillering increased biomass at the boot stage by ～37% and grain yield increased by ～34% compared to nil MLE spray. A single spray of MLE increased grain yield by ～30% when applied at boot stage. A single application at tillering gave a better yield response than a single spray at the 7-leaf or boot or than a double spray applied at tillering and boot stage. A 50% dilution of the extractant concentration gave the same grain yield response as the original concentration applied at tillering stage. The hexane extracts gave the significantly higher grain yield responses. Plant tissue and grain analysis showed no significant difference in protein and nutrient concentration of wheat grain from plants sprayed with and without MLE. A MLE spray at boot also increased grain yield by 44% on the red sandy-loam soil where P application was at sub-optimum levels, ～80% of P requirement for maximum yield. The partial factor productivity (PFP) index indicated that the P and potassium (K) use improved where MLE was applied as a foliar spray. For example, the PFP of P and K for grain yield increased by about 30%, where MLE was sprayed to foliage. The results of this study indicate that MLE extracted can potentially be a viable option to increase wheat grain yield and fertilizer efficiency use, particularly P and K, in Mediterranean wheat production system.     

灌浆期高温胁迫对小麦灌浆的影响及 叶面喷剂的缓解作用

针对我国华北麦区灌浆期高温影响小麦灌浆和产量的问题,本研究在2013—2014年和2014—2015年两个小麦生长季,采用田间塑料棚自然升温的方式,在灌浆期设4个时段高温胁迫处理作为主处理,两年分别在花后12~25 d、12~16 d、15~20 d和20~25 d,花后8~21 d、8~12 d、14~20 d和16~21 d进行高温处理,以不罩棚自然温度作为对照(分别用A1、A2、A3、A4和A5表示,A5为对照);以0.2%磷酸二氢钾、0.05%硫酸锌、清水和不喷施4个喷剂作为副处理(分别用B1、B2、B3和B4表示),研究了灌浆期不同时段高温处理对小麦籽粒灌浆的影响及喷施不同叶面喷剂对高温胁迫的缓解作用,并对不同处理下的小麦灌浆特征进行了量化分析。研究结果表明:(1)小麦灌浆期不同时段高温与自然温度对比均造成小麦减产,减产幅度两个试验年度分别为12.64%~15.34%和2.04%~9.41%,并且高温胁迫时间长,处理时间早的A1减产幅度最大,且较对照A5达极显著水平;高温减产的直接原因是小麦穗粒数减少及千粒重降低,两个试验年度穗粒数分别减少0.71~5.45个和1.73~3.00个,千粒重分别降低1.28~3.41 g和0.84~4.27 g;从2013—2014年度模型模拟的灌浆特征看,不同时段高温处理使小麦提前到达第1和第2拐点,A1~A4第1拐点较对照提前0.29~0.75 d、第2拐点提前0.22~1.42 d,因此高温处理缩短了灌浆时间,且平均灌浆速率降低,最终造成千粒重降低。(2)叶面喷剂具有缓解高温胁迫的作用,两个试验年度叶面喷剂分别比不喷对照提高产量3.08%~7.05%和2.09%~3.52%,可一定程度缓解高温对穗粒数和千粒重的不良影响,两个试验年度叶面喷剂分别增加穗粒数1.04~2.30个和0.95~2.01个,提高千粒重1.10~1.42 g和0.60~0.89 g,且B1效果最好;从灌浆数值特征分析看,叶面喷剂推迟了到达第1和第2拐点的时间,不同喷剂推迟到达第1拐点时间为0.48~0.98 d,推迟到达第2拐点的时间为0.32~0.98 d,延长了灌浆的时间,平均灌浆速率提高0.01~0.04 mg·grain?1·d?1,以B1(磷酸二氢钾)的作用最好。因此叶面喷剂可延长小麦灌浆期,不同程度地增加了穗粒数和千粒重,是增产和减灾的有效措施之一。     

间作条件下秸秆覆盖对玉米叶片光合特性和产量的影响

为明确间作和秸秆覆盖结合在作物增产方面的效应,采用双因素大田试验,通过设置2种种植模式[玉米单作(M)、玉米大豆间作(I)]和4种秸秆覆盖水平[0(S0)、4 000 kg·hm-2(S1)、8 000 kg·hm-2(S2)和12 000 kg·hm-2(S3)],研究秸秆覆盖和间作对玉米叶片生理特性和产量的影响。结果表明,覆盖和间作有利于增加玉米叶片长、宽和单株绿叶面积,其中覆盖处理S2和S3与不覆盖处理S0的差异显著,且覆盖的效果大于间作。玉米叶片含水量基本不受间作影响,但受覆盖的显著影响。间作和覆盖可增加叶片含氮量,在单作下,S3比S0的叶片含氮量在灌浆期和成熟期分别增加25.6%和56.6%,在间作下分别增加30.0%和42.9%,且S3和S0间差异显著。覆盖和间作皆可增加叶片叶绿素含量,且覆盖的效果大于间作,但随覆盖水平提高覆盖的效果降低。覆盖和间作皆有利于改善玉米穗位叶的光合特性,在S0下,间作的光合速率、气孔导度和蒸腾速率在灌浆期和成熟期分别比单作增加13.1%、42.3%、39.3%和46.8%、31.2%、24.5%,而胞间CO2浓度分别下降20.8%和18.4%,且S0下单作、间作差异显著。玉米产量亦明显受到覆盖和间作的影响,且受覆盖的影响更为明显。研究得出,秸秆覆盖和间作在改善玉米叶片性状及生理特性和产量方面发挥着重要作用,但覆盖的效果会随覆盖水平的提高而降低,且间作的效果小于秸秆覆盖。