控释掺混尿素对稻麦产量及氮素利用率的影响

【目的】为了探究控释掺混尿素对稻麦产量及氮素利用率的影响,并分析不同氮肥处理下稻麦生长差异及原因,【方法】采用稻麦轮作两季作物大田试验,共设7个处理,包括不施氮CK处理、常规施肥以及掺混控释氮肥10%、20%、40%、80%、100%(依次记为CK,T_1、T_2、T_3、T_4、T_5和T_6处理),探讨了控释掺混尿素对稻麦干物质积累与分配、干物质增长速率、氮素积累与分配、产量与产量构成因子以及氮素利用率的影响。【结果】掺混控释氮肥20%以上对稻麦生育中后期干物质与氮积累有明显促进作用。但稻麦成熟期干物质与氮分配均呈现出掺混80%以上控释氮肥处理穗部分配明显较少,而茎、叶分配相对较多的特征,表现出一定程度的茎叶徒长,贪青晚熟趋势。添加20%以上比例控释氮肥均具有显著增产的效果,掺混40%控释氮肥处理分别比常规施肥处理增产14.23%(小麦)和10.93%(水稻),分别比单施控释氮肥处理增产7.37%和3.83%。稻麦季随掺混比例增加,氮肥偏生产力、氮肥农学利用率、氮素吸收效率、氮肥表观利用率均呈先增加后减少趋势,以掺混40%控释氮肥处理最优。各施氮处理均以单施控释氮肥处理的氮收获指数最低,小麦与水稻季分别较常规施肥处理下降了3.99%和8.51%。稻麦季土壤氮依存率随掺混比增加呈先下降后回升趋势,且均以掺混40%控释氮肥最低,分别比常规施肥处理下降了14.38%(小麦)和15.84%(水稻)。【结论】控释掺混氮肥处理可协调稻麦氮素吸收与分配,有利于作物生长发育,达到增产和提高氮素利用效率的作用,综合各因素以20%~40%掺混比例为佳。     

春季氮肥和多效唑调控对小麦生育和产量的影响

为明确春季调控措施对冬小麦生长发育和籽粒产量的影响,以冬小麦品种石新828为材料进行田间试验,4个处理分别为:起身期追全部氮肥(除基肥外,下同)并叶面喷多效唑(N1);起身期追2/3氮肥并喷多效唑+拔节期追1/3氮肥(N2);起身期追1/3氮肥+拔节期追2/3氮肥(N3);拔节期追全部氮肥(N4)。生育期间测定群体和个体生育特性,成熟期调查产量性状。结果表明,N1和N2处理小麦拔节期的总茎数、叶面积指数(LAI)和干物质积累量均显著高于N4和N3处理。孕穗期N4和N3处理小麦的总茎数、LAI和干物质积累量显著高于N1和N2处理。开花到成熟期各处理的总茎数、LAI和干物质积累量差异均不显著。孕穗期前,不同处理的株高差异不显著,孕穗期后,N4处理的株高最高,且显著高于N1处理。各处理基部节间直径和中上部节间长的差异不显著,N4处理基部第一节间长度显著大于其他处理。随追氮时期前移或前期施氮量增多,不孕小穗数减少,结实小穗和穗粒数增加,N1比N4处理不孕小穗数显著减少,结实小穗和穗粒数显著增多。N1处理小麦成熟期的千粒重最高,且显著高于N4处理。N1处理的籽粒产量最高,且显著高于N3和N4处理。起身期追氮配合多效唑调控,可以获得比拔节期追氮更高的穗粒数和千粒重,从而获得更高的产量。     

冀西北半干旱补灌春玉米超高产源库特征研究

以郑单958和登海601为材料,研究冀西北半干旱补罐区超高产玉米的源库特征。结果表明,登海601玉米生育期长,叶面积和叶面积指数大,叶源和茎鞘的干物质积累量大,源生产能力高;郑单958表现相对登海601较差。登海601的产量达到18 474 kg/hm2,产量构成因子的表现突出,其单位穗数为91 800穗/hm2,穗粒数为528粒/穗,千粒重为384.75 g,粒叶比达到0.23 kg/m2,源库能协调发展。郑单958单位面积穗数高,穗粒数低,群体总粒数偏低,千粒重也低,产量未突破15 000 kg/hm2。     

氮肥减施对京科968与郑单958氮效率及产量的影响

以郑单958与京科968为材料,在减施氮肥(正常施氮量210 kg/hm~2)14.3%~28.6%水平下,比较玉米品种氮效率与产量。结果表明,施氮肥150~180 kg/hm2,郑单958产量下降2.39%~4.03%,京科968产量下降1.67%~2.99%。随着施氮量减少,氮肥偏生产力、氮肥利用效率,氮肥农学利用效率升高,氮肥表观利用效率、100 kg子粒需氮量降低,氮收获指数保持基本稳定。适度减施氮肥,可有效提高玉米生产效率。施氮处理下不同器官的氮转运率与对子粒的氮贡献率高于不施氮处理,不同器官的氮转运率顺序为穗轴叶片苞叶叶鞘茎秆;对子粒的氮贡献率表现为叶片茎秆穗轴叶鞘苞叶。京科968氮收获指数、氮肥偏生产力、氮肥表观利用效率均优于郑单958,氮肥农学利用效率、氮肥利用效率与子粒吸氮量与郑单958相当。京科968氮吸收效率优于郑单958,具备较好的耐低氮特性。     

不同地力条件下施氮量对杂交籼稻干物质积累、氮肥利用率和产量的影响

在大田试验条件下，以宜香优2115为试验材料，设地力(高、较高、中、低)和施氮量(0、75、150和225kg/hm²)两因素处理，探明不同地力条件下施氮量对杂交籼稻干物质积累、转运和产量及氮肥利用率的影响。结果表明，随着施氮量增加，穗前和成熟期干物质积累量有增加趋势；抽穗期至成熟期，随着施氮量的增加，茎叶干物质转运量和茎叶干物质转运对穗部贡献率均呈先增加后降低的趋势；随着施氮量的增加，氮肥吸收利用率、农学利用率和偏生产力，以及千粒重和结实率逐渐降低，每穗粒数和产量先增加后降低，而有效穗数逐渐升高。随着地力条件的降低，穗前、成熟期和穗后干物质积累量、茎叶干物质转运量和茎叶干物质对穗部的贡献率及穗部干物质增加量均呈逐渐下降趋势，氮肥吸收利用率和生理利用率亦有降低趋势，而偏生产力呈先增后降的趋势。水稻有效穗数和产量均随土壤地力的提高而增加，而每穗粒数表现为下降。回归分析表明，在高、较高、中、低地力条件下，水稻可获得的最高产量分别为10 829.94、10 107.20、9 757.30和9 112.37 kg/hm²，其对应的适宜施氮量分别为14...     

氮肥追施比例对匀播冬小麦光合特性及产量的影响

为探明与新疆冬小麦匀播技术配套的氮肥追施比例,以新疆主栽冬小麦品种新冬22号为试验材料,采用双因素裂区试验设计,以播种方式为主区（设置匀播和常规条播2种方式）,氮肥追施比例为副区［全生育期施纯氮225 kg·hm^-2,50%作为基肥,其余作拔节肥和孕穗肥追施,两个时期追施比例设置4个水平,分别为40%∶60%(N1)、50%∶50%(N2)、60%∶40%(N3)、70%∶30%(N4)］,研究氮肥追施比例对匀播冬小麦光合特性、物质积累和产量影响。结果表明,与条播方式相比,同一氮肥追施比例下,匀播小麦叶面积指数（LAI）、花后旗叶SPAD值、灌浆期旗叶日光合总量均增大,成熟期地上部干物质量、干物质在籽粒中的分配比例、穗数、千粒重和产量提分别提高2.53%～8.89%、0.35%～1.06%、4.16%～9.54%、0.19%～  1.28%和2.74%～10.00%。同一播种方式下,LAI、穗数随拔节肥追施比例的增加呈逐渐上升趋势;增施孕穗肥可提高小麦花后旗叶SPAD值和旗叶日光合总量,N2、N3处理优于其他施氮处理;产量在匀播N3处理下最高,达9 360.23 kg·hm^-2。旗叶日光合总量、成熟期干物质积累量及干物质在籽粒中的分配比例、穗数、千粒重、穗粒数、产量均受播种方式和氮肥追施比例显著影响,但不受二者互作的影响。综上,适宜的氮肥追施比例可增加匀播小麦光合面积,促进叶片光合生产、植株干物质积累及其向籽粒的分配,并主要通过增加穗数实现增产。本试验条件下,拔节期与孕穗期追施氮肥的最适比例为60%∶40%。     

拔节期和花后渍水对不同品种小麦产量及相关农艺性状的影响

为给小麦抗逆高产栽培提供参考,以22个小麦品种为材料,于2018—2019和2019—2020年度分别开展拔节期和花后渍水处理,以自然生长条件为对照,分析渍水对籽粒产量及其相关农艺性状的影响,筛选耐渍高产品种并明确其耐渍高产机制。结果表明,拔节期和花后渍水处理造成小麦籽粒产量分别下降29.6%~59.1%和7.9%~49.1%,均显著降低穗粒数、千粒重、花后干物质积累量和乳熟期LAI。根据两年度不同水分处理下平均籽粒产量和渍后产量的降幅,筛选出相对高产耐渍品种扬麦25及耐渍性较突出品种宁麦22和生选6号。相关性分析表明,不同水分处理下穗粒数、乳熟期LAI、旗叶RuBPCase活性以及花后和成熟期干物质积累量与籽粒产量均呈显著正相关。渍水处理下穗粒数降幅、千粒重降幅、花后干物质积累量降幅、乳熟期LAI降幅与产量降幅均呈显著正相关。花后光合面积大、光合速率高的品种,通过多生产光合物质以供应籽粒灌浆,促进产量形成;渍水导致的光合面积减少和物质生产能力降低是制约高产稳产的关键因素。因此,渍水胁迫下改善小麦生育中后期叶片光合生产能力,尤其是绿叶面积,有助于降低穗粒数和千粒重的渍后降幅;渍水条件下高叶片光合生产能力和穗产量可作为高效筛选高产耐渍品种的依据。     

施氮对砂姜黑土区不同玉米品种产量构成、氮素利用及节氮潜力的影响

通过田间试验研究不同施氮水平对6个主推品种在砂姜黑土区的产量、产量构成因素、氮素利用及节氮增产潜力的影响。结果表明,施氮显著提高各玉米品种的子粒产量,对收获指数的影响相对较小;施氮显著增加行粒数、穗长和穗粗,增幅分别为22.5%~66.9%、16.8%~50.5%和9.4%~29.7%,N120与N240水平间无明显差异;各玉米品种的氮肥农学利用率和氮肥偏生产力均表现为N120显著高于N240水平,平均值分别是N240的1.89倍和1.96倍;蠡玉13和郑单958的节氮增产潜力明显高于其他品种。综合分析认为,适宜在胶东砂姜黑土区推广的玉米品种排序为蠡玉13、郑单958、浚单20、先玉335、莱农14、先锋32D22。     

不同耐密性玉米品种干物质积累及产量对弱光响应的差异

选用耐密性不同的玉米品种郑单958和东单90,研究不同时期弱光胁迫下两个品种干物质积累分配及产量形成的差异。结果表明,郑单958在正常光照条件下产量高于东单90,弱光胁迫下产量降低幅度小。两个品种在弱光胁迫下产量和单株干物质积累量均明显降低。东单90在弱光胁迫下干物质积累总量相对较小,穗数减少,库容潜力受限制,穗粒数大幅度降低。弱光下保持较高的干物质积累总量、子粒干物质分配率以及相对稳定的穗数和穗粒数是玉米高产的关键。     

郑单958种子生产田密度与产量及柏成因素的关系

本试验旨在研究郑单958种子生产田在中等地力下密度与产量及其构成因素的关系。结果表明：该品种的种子生产田随着种植密度的增加，产量呈先升后降的趋势，而且随着种植密度的增加，千粒重、穗行数、穗粒数呈下降趋势。密度对郑单958种子生产田的产量具有很大的影响。     

控释氮肥拔节期施用对冬小麦产量及干物质、氮素积累与分配的影响

为比较控释尿素和普通尿素作为冬小麦拔节肥的施用效果,2015-2016年通过在安徽省太和县及宿州市两地布置冬小麦拔节肥控释尿素机施、普通尿素机施和普通尿素撒施田间大区试验,研究拔节期追施控释尿素和普通尿素对冬小麦产量、氮素含量、SPAD值、贮存物质再分配及经济效益的影响。结果表明,在降水条件较好的太和试验点,控释尿素处理的小麦产量比普通尿素撒施和机施分别显著增加7.2%和12.5%,氮素吸收量分别显著增加16.5%和22.6%,经济效益分别显著增加8.3%和11.5%。拔节期控释尿素施用30d后小麦旗叶SPAD值和氮素含量高于普通尿素处理。控释尿素处理的花后干物质和氮素积累量均显著高于普通尿素处理。在降水条件相对较差的宿州试验点,拔节期施用控释尿素的效果不明显。在降水量丰沛或者灌溉条件好的情况下,拔节期施用控释尿素较普通尿素能显著促进小麦花后干物质和氮素积累,提高产量和经济效益,施用效果较佳。     

施氮水平对玉米开花后干物质积累、转运及土壤无机氮含量的影响

通过连续两年(2015～2016年)在吉林省中部玉米主产区开展田间试验,研究不同施氮水平对玉米产量、开花后干物质积累、转运与分配特征以及土壤无机氮含量动态变化的影响。结果表明,与不施氮肥处理相比,施氮处理2年玉米产量平均增幅为13.1%～42.1%,其中以施氮量210 kg/hm2处理产量最高。随施氮水平的增加,玉米茎干重、叶干重呈上升趋势,子粒干重呈先增后降趋势;施氮处理较不施氮肥处理显著提高玉米开花后不同器官干物质向子粒的转运量、转运率和营养体对子粒的贡献率(P0.05),均以施氮量210 kg/hm2处理为最高。开花期至成熟期0～20 cm土壤无机氮含量,随施氮水平的提高而提高。相关分析表明,玉米成熟期干物质积累量、转运量与玉米产量及构成因素均呈正相关关系,除穗数外,相关性均达显著水平。因此,适宜的施氮量可提高土壤无机氮含量,促进玉米开花后干物质积累与转运,提高玉米产量。     

耕种方式对华北地区冬小麦群体质量及产量的影响

为探讨华北地区耕种方式对冬小麦群体质量和产量的影响,2011-2013年通过大田定位试验,分析了免耕条播、深松条播、旋耕条播、机械撒播方式下冬小麦生育进程、群体大小、干物质积累、产量及其构成的特点。结果表明,免耕条播冬小麦分蘖不足,群体数量小,干物质积累少,叶面积指数偏低,穗粒数、千粒重较低,产量低于其他耕种方式;深松条播冬小麦成熟略晚,群体较大,茎蘖成穗率高,干物质积累量、叶面积指数、成穗数和产量均高于旋耕条播,穗粒数、千粒重与之差异不明显;机械撒播冬小麦虽然存在种子有效覆盖度小、种子深浅不一、出苗率低等缺点,但分蘖优势明显,干物质积累最多,叶面积指数最大且最大值出现早,千粒重、穗粒数略有降低,成穗数极显著高于其他处理,较旋耕条播和深松条播分别增产15%和11%以上。综合来看,机械撒播有利于优化小麦群体质量,提高整体产量水平,是目前华北地区冬小麦较理想的耕种方式。     

春小麦品种农艺性状的主成分分析与聚类分析

为给春小麦育种中品种资源的合理利用提供依据,选取国内外43个春小麦品种为试验材料,根据株高、主茎穗长、主茎穗小穗数、单株有效穗数、主茎穗粒数、抽穗期、散粉期、成熟期、单株粒数、单株粒重和千粒重11个农艺性状进行主成分及聚类分析。结果表明,通过主成分分析将11个农艺性状简化为彼此互不相关的5个主成分,即籽粒产量因子、成熟因子、有效穗数因子、穗长因子和千粒重因子,提供的信息量占全部信息量的90.05%。利用这5个主成分因子进行系统聚类,将43个春小麦品种划分为7大类群,其中第4类群的品种综合产量性状好。分类结果与品种系谱基本一致。     

化控技术对玉米植株抗倒伏性状、农艺性状及产量的影响

以不同抗倒伏性的2个品种为材料,研究了化控技术对玉米植株抗倒伏性状、农艺性状及产量的影响。结果表明,化学调节剂能降低植株高度、穗位下部节间长度、穗高系数,节间直径、茎粗系数、干重、干物质百分比、单位茎长干物重、粗纤维含量、气生根和总根数显著增加。茎秆抗倒伏性状与农艺性状密切相关,化控处理降低了空秆率和秃尖长,提高了行粒数和穗粒重,最终提高了产量。化控处理对非抗倒伏品种郑单958的产量增加尤为明显。     

黄淮主推小麦品种主要农艺性状配合力及遗传效应分析

为明确黄淮麦区主要推广小麦品种的主要农艺性状遗传规律,通过不完全双列杂交试验研究了济麦22、周麦22、矮抗58、西农979等8个小麦新品种9个主要农艺性状(株高、有效穗数、单株生物学产量、穗长、有效小穗数、穗粒数、千粒重、单穗重、单株粒重)的遗传力和配合力。结果表明,矮抗58、西农979和郑麦366株高的一般配合力较低,济麦22和矮抗58有效穗数的一般配合力较高,烟农19和郑麦366穗粒数的一般配合力较高,周麦22和济麦22千粒重的一般配合力较高,周麦22和烟农19的单株粒重、单株生物学产量和单穗重的一般配合力较高,新麦26和周麦22主茎穗长的一般配合力较高。周麦22/烟农19、济麦22/西农979、济麦22/郑麦366、矮抗58/烟农19四个组合的9个主要农艺性状的特殊配合力效应值均为正向效应。9个主要农艺性状的狭义遗传力差别较大,变化范围为2.83%~97.39%,其中,株高的狭义遗传力最高,达97.39%,其次为主茎穗长(72.07%)、千粒重(40.64%),这三者在杂交育种时以低世代选择效果较好;株高和单株生物学产量受加性效应(24.4、6.8)和显性效应(6.1、14.67)共同作用,株高以加性效应为主,单株生物学产量以显性效应为主;有效小穗数、千粒重和主茎穗长受加性效应(0.22、3.09、0.27)控制,穗粒数和单株粒重受显性效应(8.88、6.29)控制。     

Effects of genetic improvements on grain yield and agronomic traits of winter wheat in the Yangtze River Basin of China

Wheat is an important food crop worldwide. Genetic improvements have contributed much to wheat production since the 1960s. Verifying the evolution of agronomic traits and the physiological basis of grain yield will facilitate breeders and agronomists in developing new wheat cultivars, with the aim of stable and high yields. Thirty-five wheat cultivars, bred or widely planted in the Yangtze River Basin from 1950 to 2005, were grown in field experiments under three N rates (0, 112.5, and 225 kg N ha⁻¹) from 2006 to 2009 in Nanjing, China. Wheat grain yield, kernels per spike, 1000-kernel weight (TKW), and harvest index (HI) increased linearly with cultivar development from the 1950s to the 2000s, whereas spikes per unit land decreased significantly with cultivar development during the same period, and stabilized with further genetic improvements in cultivars. Grain yield, kernels per spike, and TKW differed with N rate and with cultivar. Grain yield, spikes per unit land, and kernels per spike increased significantly with increasing N fertilizer, but TKW and HI decreased. Cultivar height decreased with cultivar development from the 1950s to the 1980s, and remained relatively stable in subsequent cultivars. The proportion of the length of the top internode to total plant height increased with cultivar development from the 1950s to the 1980s and thereafter fell, while the length of the basal internode (BI) maintained a shortening trend. Leaf area per culm, leaf area index (LAI), net photosynthetic rate (Pn), and photosynthetic activity duration (PAD) of the flag leaf increased with cultivar development. Leaf area, LAI, and Pn increased significantly with increasing N fertilizer, while PAD did not. Single spike yield increased linearly with genetic development in cultivars, and these increases mainly resulted from increasing kernel number and weight, which were closely related to source size and cultivar. Grain yield was positively correlated to leaf area, LAI, Pn_Max, PAD, and single spike yield; single spike yield was positively correlated to leaf area, LAI, Pn_Max, and PAD, suggesting that grain yield improvements were mainly associated with improvements in the source (leaf area, LAI, Pn, PAD, etc.) and sink (single spike yield). Sink-source ratios increased with genetic development of cultivars, suggesting that productivity per leaf improved and that sink-source relationships have reached close to optimum in the Yangtze River Basin. Furthermore, breeding for high yield should be related to improvement in kernels per spike and TKW per unit land and increased sink-source ratios with a feasible LAI, and N fertilizer management should be considered during breeding for higher yields.     

高产玉米品种的产量结构特点及形成机制

以玉米杂交种先玉335、郑单958、吉单35为试材,在67500株/hm~2种植密度下,分析高产玉米品种产量结构特点及形成机制.结果表明:先玉335产量显著高于郑单958和吉单35.群体粒数多是玉米高产的关键,百粒重高是玉米高产的保证.受精花丝数多、败育粒数少、叶面积指数高且持续期长、子粒形成关键期干物质积累多、单粒干物质供应充足是玉米高产的生理基础.研究还发现,群体粒数和粒重的协调有赖于源库水平的协调.     

不同栽培措施集成对稻茬小麦产量、农艺及光合特性的影响

为探究不同栽培措施集成对稻茬小麦产量及农艺和光合特性的影响,以小麦品种扬麦16和扬麦20为材料,设置氮空白、当地常规(对照)、减氮、减密减氮、施有机肥、施蚓粪6种栽培措施处理,对不同栽培措施下稻茬小麦产量、干物质积累与转运、冠层光合特性等进行了分析。结果表明,两个品种的产量在不同栽培措施下均表现为施有机肥>施蚓粪>减密减氮>当地常规>减氮>氮空白。与对照相比,两个品种的平均产量在减密减氮、施有机肥和施蚓粪栽培处理下分别提高了7.45%、22.33%和11.02%,而这主要得益于穗数、穗粒数与千粒重的同步提高。各栽培措施处理均显著增加了小麦茎蘖成穗率、拔节期至成熟期的干物质积累量、干物质向籽粒中的分配量及其对籽粒产量的贡献率,提高了开花期的叶面积、比叶重、叶片氮含量和拔节期至成熟期旗叶的净光合速率、蒸腾速率、气孔导度,降低了开花期的株高、叶角、透光率以及拔节期至成熟期的冠层温度。综合来看,在江苏稻茬麦区,扬麦16和扬麦20均在基本苗192×10株·hm^-2、施氮量216 kg·hm^-2和有机肥施用量1 800 kg·hm^-2条件下可以获得较好的群体质量和冠层光合特性,进而实现高产。     

生物炭对郑单958生理生化指标及产量的影响

采用大田试验,研究生物炭与氮肥配施对郑单958玉米子粒产量、不同生育时期SPAD值、叶面积指数(LAI)、光合特性及氮代谢相关酶活性的影响,明确生物炭对玉米生理生化指标与产量的效应。结果表明,不同炭氮施量处理中,正常施肥配施5 000 kg/hm~2生物炭处理表现出明显的优势,成熟期玉米叶片SPAD值和叶面积指数(LAI)分别比不施生物炭处理(对照)高46.22%和37.22%。正常施肥配施生物炭处理玉米的净光合速率(Pn)、胞间二氧化碳浓度(Ci)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)均高于CK,且高施炭量处理明显高于低施炭量处理,有效提高了玉米叶片硝酸还原酶(NR)和谷氨酸脱氢酶(GDH)的活性,延缓玉米衰老。添加生物炭处理郑单958产量最高可达12 076.35 kg/hm2,比对照增产10.23%,表现为穗长、穗粒数和百粒重的增加。