施氮量对春小麦根系生理活性及籽粒蛋白品质的影响

为给春小麦高产优质栽培氮素管理提供依据,以龙麦26和龙麦33为材料,设置5个氮素水平(45、60、75、90和105 kg·hm-2),在大田条件下分析了施氮量对春小麦根系生理活性和籽粒蛋白品质的影响。结果表明,随施氮量的增加,小麦根系活力、籽粒球蛋白含量呈先升后降趋势,根系硝酸还原酶和谷氨酰胺合成酶活性、籽粒清蛋白和谷蛋白含量呈升高趋势,籽粒醇溶蛋白含量呈下降趋势;适量增施氮肥可使生育后期根系保持较高的生理活性,显著提高籽粒蛋白质含量及蛋白质产量。综合来看,龙麦26和龙麦33均以施纯氮90 kg·hm-2为最佳。     

拔节期追氮对冬小麦产量、效益及氮素吸收和利用的影响

为探讨豫北地区合理的氮肥施用模式,以周麦18和济麦22为材料,分析了拔节期追氮对冬小麦籽粒产量、经济效益及氮素吸收和利用的影响.结果表明,在底施纯氮120 kg·hm-2的基础上,随拔节期追氮量的增加,籽粒产量呈先增后降趋势,籽粒产量与追氮量之间可用二次曲线方程进行拟合.周麦18和济麦22在追氮140 kg·hm-2(N260)处理下籽粒产量和经济效益较高.随追氮量的增加,植株氮素积累总量增长缓慢且有下降趋势,籽粒氮素收获指数、追施氮素利用效率和氮肥偏生产力显著降低,追施氮肥农学利用效率呈先升后降变化趋势.拔节期追氮促进了营养器官氮素向籽粒中转运.各追氮处理下,周麦18和济麦22籽粒氮素分别有81.53％～88.62％和79.65％～89.10％来自营养器官氮素的转运.综合来看,底施氮肥120kg·hm-2结合拔节期追氮140～180 kg·hm-2是豫北地区小麦高产高效的氮肥施用模式.     

施氮对滴灌春小麦干物质积累、转运及产量的影响

为给滴灌春小麦氮素科学管理提供参考,在大田条件下,以新春6号和新春35号为供试材料,研究施氮量(0、75、150、225、300、375kg·hm-2)对滴灌春小麦干物质积累、分配和转运的影响。结果表明,在一定范围内,施氮可促进滴灌春小麦干物质积累和转运,新春6号和新春35号分别以施氮225和300kg·hm-2的效果最佳。新春35号最大干物质积累速率、最大积累量和生育期均大于新春6号。两品种的籽粒产量均随着施氮量的增加呈先增后降的趋势,新春6号和新春35最高产量的施氮量分别为288和335kg·hm-2。新春6号千粒重大于新春35号,而穗粒数小于新春35号。因此,滴灌春小麦应根据品种对氮素的需求特点,合理施氮。     

不同施氮水平对胡麻根系形态和氮素利用的影响

以陇亚杂1号为研究对象,设置4个施氮量(纯N)水平:不施氮(N0,0kg·hm-2)、低氮(N1,78.75kg·hm-2)、中氮(N2,105kg·hm-2)、高氮(N3,131.25kg·hm-2),采用土柱栽培法研究了氮肥运筹对胡麻根系形态和氮素利用率的影响。结果表明:施氮抑制了胡麻枞形期根系的生长,现蕾期后根长、根系直径、根表面积和根体积均随着施氮量增加而增加,当超过一定施氮量(N2)时又呈下降趋势。中氮处理增加了胡麻生育后期根系在40cm以下土层的分布,随着施氮量的增加,根系分布呈现高氮(N3)浅根化趋势。胡麻的根冠比随着生育进程的推进逐渐降低,但中氮处理显著提高了生育后期的根冠比。胡麻成熟期各器官氮素积累量和分配比例表现为:籽粒茎根叶非籽粒生殖器官,籽粒在氮素的分配上占有绝对优势,而且在中氮水平(N2)时籽粒中氮素分配比例最高,显著高于其他处理。与不施氮相比,施氮处理下籽粒产量增加,中氮水平下的氮素籽粒生产效率最高。综合籽粒产量和氮素利用结果表明,在本试验条件下,施氮量105kg·hm-2为有利于实现胡麻高产和高效的最优氮肥运筹模式。     

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。     

施氮量和留叶数对烤烟根系活力与氮磷钾含量的影响

以烤烟品种HY-9-7为材料进行大田试验,研究了施氮量和留叶数对烤烟根系活力与烟株各器官氮、磷、钾含量的影响.结果表明,烤烟生长发育前期,根系活力随施氮量增加而升高;烤烟生长发育后期,同一留叶数条件下,根系活力随施氮量增加呈先升后降趋势;同一施氮量水平下,根系活力随留叶数增加呈先升后降趋势.烟株各器官含N量随施氮量增加而增加,叶、茎含P量与叶、根含K量随着施氮量增加呈先升后降趋势;同一施氮量水平下,叶、根含P量随留叶数增加呈先升后降趋势,各器官含N量随留叶数增加而降低,叶、根含K量随留叶数增加而升高.     

施氮对滴灌春小麦干物质、氮素积累和产量的影响

为给北疆地区滴灌春小麦生产中氮素管理提供依据,以新春6号为材料,设置5个施氮水平(施纯氮0、150、300、450和600 kg·hm-2,分别用N0、N1、N2、N3、N4表示),分析了施氮量对滴灌春小麦干物质、氮素积累和产量的影响.结果表明,滴灌春小麦植株干物质和氮素积累特征符合Logistic曲线,施氮能促进其干物质和氮素积累,以N2处理表现最佳,其干物质量和氮素积累量分别达到19 745.03和310.97kg·hm-2,比其他处理分别高4.42％～60.74％和3.68％～79.65％.滴灌春小麦产量和氮肥当季利用率受施氮量影响均显著,且均随施氮量的增加呈先增加后降低的趋势,其中产量以N2最大,比N0增产45.04％.经函数拟合,施氮量为366.83 kg·hm-2时,滴灌春小麦产量最高.     

施氮对冬小麦旗叶蔗糖含量及籽粒淀粉合成的影响

为给小麦高产优质栽培提供依据,在高产田块上,设置三个氮肥用量(90、180、270 kg N·ha-1),研究了施氮对两个冬小麦品种豫麦49和太空6号开花后旗叶蔗糖、籽粒淀粉合成动态及产量的影响.结果表明,施氮对两品种旗叶蔗糖含量及SPS酶活性、籽粒蔗糖含量及SS酶活性、籽粒淀粉积累速率及产量均有显著影响,但影响特点因品种而异.豫麦49在施氮量90～270 kg·ha-1范围内,随施氮量的增加,旗叶和籽粒的蔗糖含量、SPS和SS活性以及籽粒淀粉积累速率均呈增加趋势.太空6号在施氮90～180 kg·ha-1范围内,上述指标在灌浆中后期与施氮量呈正相关;当氮肥用量增加至270 kg·ha-1时,各项指标均下降.相关分析表明,两供试冬小麦品种籽粒蔗糖含量与旗叶蔗糖含量分别呈极显著和显著正相关(豫麦49 r=0.703**,太空6号r=0.530*);豫麦49籽粒淀粉积累速率与其籽粒蔗糖含量和SS活性之间呈显著和极显著正相关(r=0.578*,r=0.701**),太空6号籽粒淀粉积累速率仅与籽粒SS之间呈显著的正相关(r=0.625*),而与籽粒蔗糖含量之间相关性不显著(r=0.121).施氮量270 kg·ha-1时,豫麦49产量最高;太空6号需氮量相对较低,产量达最大值时的施氮量为180 kg·ha-1.     

氮肥运筹对稻茬小麦干物质、氮素转运及氮素平衡的影响

为给稻茬小麦高产、优质栽培中合理施氮提供依据,以低蛋白小麦品种宁麦9号和高蛋白小麦品种豫麦34号为材料,设置不同施氮水平(0、150、225和300 kg·hm-2)及基追比(基肥∶追肥为1∶9、3∶7、5∶5和7∶3),研究氮肥运筹对小麦植株C-N积累与转运规律、产量、蛋白质含量及氮素利用的影响。结果表明,适当增加施氮量及追肥比例可同步提高两小麦品种籽粒产量和蛋白质含量。随施氮量和追肥比例的增加,两品种干物质转运量均呈先增后降的趋势,而干物质转运效率及其对籽粒产量的贡献率则显著降低。营养器官氮素转运量随施氮量增加而增加,随追肥比例增加先增后降;氮素转运率及其对籽粒氮素贡献率则随施氮量和追肥比例增加而下降。相关分析表明,提高花后干物质积累是提高小麦产量的重要途径,而促进花前营养器官贮存氮素向籽粒的转运是提高小麦蛋白质含量的重要措施。增加施氮量和基肥比例显著增加了两品种氮素的表观损失量并降低了氮素利用效率。本试验条件下,增施氮肥至225 kg·hm-2,追肥比例宁麦9号≤50%、豫麦34号为50%～70%可同步提高两品种籽粒产量、品质和氮素利用效率,降低氮素损失。     

施氮量对小麦氮素代谢关键酶活性的影响

合理的施氮量可提高小麦氮素代谢关键酶活性,促进小麦籽粒氮素累积和利用,进而获得高产。为掌握小麦最佳施氮量及其促高产的生化机理,以晋麦104号为材料,设置0 kg·hm~(-2)、120 kg·hm~(-2)、240 kg·hm~(-2)、360 kg·hm~(-2)四个施氮水平,研究了施氮量对小麦产量及其氮素代谢关键酶活性的影响。结果显示,小麦产量随氮肥用量增加先升后降,施氮240 kg·hm~(-2)时最高。小麦旗叶氮素代谢关键酶活性在开花期后随时间推移呈先升后降之势;且均随施氮量增加而先升后降,施氮240 kg·hm~(-2)时,小麦旗叶GS、NR、GPT、GOGAT等关键酶活性最高。小麦旗叶氮素代谢关键酶活性与籽粒产量均显著相关。240kg·hm~(-2)施氮量通过改善小麦氮素代谢关键酶活性,提高氮素代谢水平,从而增加小麦籽粒产量。     

硅对小麦产量与籽粒品质的影响

为给小麦优质生产中硅肥的使用提供参考依据,采用大田小区试验,以两个春小麦品种龙麦26和克旱16为材料,研究了硅肥施用量(15～75kg.hm-2)对小麦植株形态、产量及品质的影响。结果表明,适量施硅可提高小麦籽粒产量,其中龙麦26的增产幅度大于克旱16,穗粒数和穗数的增加分别是两个品种增产的主要原因;施硅对小麦植株高度和茎秆基部粗度影响不显著,但不同程度地增加龙麦26的穗长;硅肥对千粒重、容重和蛋白质含量等籽粒品质影响不显著,但显著提高了龙麦26的干湿面筋含量、面粉吸水率和面团断裂时间等加工品质指标,同时改善了其面团的拉伸特性。在本试验条件下,龙麦26的适宜施硅量为30kg.hm-2,克旱16为60kg.hm-2,过量施硅不利于小麦籽粒产量和品质的形成。     

小麦根长密度和根干重密度对氮肥的响应及其与产量的关系

为总结施氮量与小麦根系生长及产量的关系，通过查询近30年（1993-2019年）中国主要麦区施氮量对小麦根长密度、根干重密度及产量影响的文献资料，对小麦适宜的施氮范围进行分析。结果表明，随着土层的加深，小麦根长密度(RLD) 和根干重密度(RDWD)总体上呈逐渐降低的趋势，且小麦根系主要分布在0～20 cm土层。不同施氮量下0～60 cm土层小麦开花期的RLD 和RDWD均高于成熟期，开花期的RLD 和RDWD分别在施氮220～235和192～209 kg·hm^-2时达到最大值，成熟期分别在施氮220～275和 171～212 kg·hm^-2达到最大值。经相关性分析，小麦产量与RLD、RDWD均呈显著正相关。通过对施氮量与小麦籽粒产量进行一元二次方程拟合得出，在施氮量为247 kg·hm^-2时小麦产量达到峰值。因此，在当前中国主要麦区向农户推荐氮肥用量时，需针对不同区域，结合农田实际，在施氮171～247 kg·hm^-2范围选择合理用量，以促进小麦根系的生长发育及籽粒产量的提高。     

氮肥施用对稻茬小麦冠层结构及产量、品质的影响

为给安徽省沿淮稻茬小麦高产栽培的氮肥合理运筹提供理论依据,通过大田试验,选用当地小麦主栽品种济麦22（半冬性中筋品种）和烟农19（半冬性强筋品种）为材料,设置0、90、180、270和360 kg·hm^-2 5个施氮水平,分析施氮量对两种基因型小麦冠层结构、产量及品质的影响。结果表明,在0~180 kg·hm^-2 施氮范围内,随着施氮量的增加,小麦株高、叶面积指数和叶片SPAD值显著上升,群体截获更多光能,冠层截获光合有效辐射显著增加,群体透光率显著降低,冠层光谱反射率在400～725 nm波段逐渐下降,在725～1 000 nm逐渐上升;随着施氮量的进一步增加,360 kg·hm^-2 施氮处理的各冠层指标与270 kg·hm^-2 施氮处理之间差异未达到0.05显著水平。籽粒产量随施氮量增加呈先升后降趋势,2个小麦品种产量均以270 kg·hm^-2 施氮处理最高。穗数、穗粒数均随施氮量增加而显著提高,都以360 kg·hm^-2 施氮处理最大,但180、270和360 kg·hm^-2 施氮处理间差异较小或不显著;千粒重则表现为先升后降的趋势,以90 kg·hm^-2 施氮处理最高。小麦籽粒蛋白质含量、湿面筋含量、沉降值均随施氮量增加而逐渐提高,除2014-2015年270和360 kg·hm^-2 两个施氮处理间差异不显著外,两年不同施氮处理间均差异显著。综合高产、优质、低环境风险的选择条件,沿淮稻茬麦区小麦季氮素在180~270 kg·hm^-2 范围内偏下限施用较为适宜,强筋品种烟农19可适当提高施氮量。     

基于APSIM模型的陇中旱地春小麦产量对播期、施氮和降水量变化的响应模拟

为探讨播期调控和水氮优化对小麦（Triticum aestivum L.）产量的耦合效应,在甘肃省定西市安定区李家堡乡田间试验调试参数的基础上,基于APSIM平台设置播期和水氮耦合情景［播期设早播(3月3日)、正常播(3月18日)和晚播(每年3月31日),分别用ESW、NSW和LSW表示;降水设以当年自然降水为基础减少20%、减少10%、不变、增加10%和增加20%等5个梯度,分别用W1~W5表示;施氮量设0、 52.5、105、157.5和210 kg·hm^-25个梯度,分别用N1～N5表示］,对2000-2018年不同处理的春小麦产量进行了模拟,定量分析了不同降水年型下最佳播期和水氮管理耦合方案。结果表明,基于APSIM-wheat模型,春小麦不同播期模拟产量的归一化均方根误差在5%以内,模型的有效性指数均大于0.5,说明此模型在研究区具有较好的拟合度和适宜性。经回归分析,限制小麦产量因素的影响程度表现为降水量>施氮量>播期。从不同耦合方案的产量及产量年际变率看,该地区春小麦在干旱年,晚播W5N3（降水量增加20%施氮量为105 kg·hm^-2）处理下可获得最优产量3 803.77 kg·hm^-2;平水年,正常播W4N3（降水量增加10%施氮量为105 kg·hm^-2）处理下可获得最优产量4 390.93 kg·hm^-2;湿润年时,晚播W5N4（降水量增加20%施氮量为157.5 kg·hm^-2）处理可获得最优产量4 657.88 kg·hm^-2。     

大气NH3浓度升高和施氮对冬小麦生物量和氮素利用的影响

为揭示大气NH₃浓度升高和施氮对冬小麦生物量和氮素利用的影响，通过开顶式气室，以小偃22为试验材料，于2020-2022两年进行田间微区试验，设置3个施氮水平（0、180和240 kg·hm^-2）和两种大气NH₃浓度（空气背景NH₃浓度:0.01~0.03 mg·m^-3;高NH₃浓度:0.30~0.60 mg·m^-3）,对不同处理下小麦地上部和根系干物质、氮素积累量及氮素利用效率进行分析。结果表明，大气NH₃浓度升高能显著提升小麦地上部生物量、根系生物量、地上部氮素积累量和根系氮素积累量，2年内平均增幅分别为5.77%、6.74%、8.94%和9.98%。在空气背景NH₃浓度下，施氮后小麦显著增产， 180和240 kg·hm^-2施氮水平下产量较0 kg·hm^-2施氮水平分别提高了45.26%和50.67%。在大气NH₃浓度升高环境中，随着施氮量的增加，小麦产量出现先升后降趋势， 180 kg·hm^-2施氮水平下产量最高， 240 kg·hm^-2施氮水平下小麦产量较0 kg·hm^-2施氮水平降低17.97%，小麦氮肥农学效率和氮素利用率也随之降低。这说明，大气NH₃浓度升高的环境中适当减少氮肥施用量能有效提升冬小麦的氮素利用率，稳定小麦产量。     

施氮量对新疆滴灌冬小麦根系生长及产量的影响

为探明滴灌冬小麦高产需氮肥规律,利用大田试验研究了N_0(0 kg·hm~(-2))、N_1(90kg·h~(-2))、N_2(180kg·h~(-2))、N_3(270kg·h~(-2))、N_4(360kg·h~(-2))施氮量对新冬18号0~60cm土层根系生长的影响及其与产量和氮肥利用率的关系。结果表明,随着施氮量的增加,拔节至成熟期间0~60cm土层根系干重、根长和根系活力均增加,N_3处理孕穗期小麦0~60cm土层根干重、根长分别较N_0处理增加11.93%、29.0%,增幅基本表现为0~20cm20~40cm40~60cm土层;N_3处理较N_0处理小麦产量增加30.35%,氮肥农学利用效率为6.90kg·kg-1。拔节期前后施适量氮肥可促进0~60cm土层根系生长和活力增强,是氮肥增产的重要原因。本试验条件下最适宜施氮量为180~270kg·h~(-2),可获得产量7 591.49~8 004.85kg·h~(-2),氮肥农学利用效率为6.90~8.06。     

施磷量对高磷土壤小麦磷素吸收和土壤磷平衡的影响

为给高磷土壤小麦磷管理提供依据,在河南省温县速效磷为49.1 mg·kg^-1的土壤上开展2年田间试验,设置5个施磷量水平（0、45、90、135、180 kg P₂O₅·hm^-2）,研究施磷量对小麦产量、干物质积累、磷素吸收利用及土壤磷素平衡的影响。结果表明,随施磷水平的提高,小麦产量呈先增后减趋势,且两年分别在90和135 kg·hm^-2施磷量下最高。90 kg·hm^-2施磷处理显著提高小麦干物质积累量,施磷量进一步增加时干物质累积量无显著变化,叶片等各器官均表现出相似趋势。第一年小麦花后干物质转运量以90 kg·hm^-2施磷处理最高,转运效率为36.7%;第二年花后干物质转运量以135 kg·hm^-2施磷处理最高,转运效率为30.9%。小麦开花期和收获期磷素积累量均以90 kg·hm^-2施磷处理最高,施磷处理收获期吸磷量比不施磷处理增加14.5%～44.6%,开花后各器官磷素转运量和转运效率以90 kg·hm^-2施磷处理相对较高。磷肥利用率随着施磷量增加呈下降趋势,90 kg·hm^-2施磷处理下磷肥利用率相对较高,磷肥偏生产力、农学效率、表观回收率两年平均为130.8 kg·kg^-1、 10.6 kg·kg^-1、23.9%。磷肥用量高于90 kg·hm^-2时,土壤磷素呈盈余状况;在90 kg·hm^-2施磷水平下土壤磷素盈余0.1～17.3 kg·hm^-2;在施磷135 kg·hm^-2和180 kg·hm^-2时,土壤磷素盈余量分别为32.1～77.5和101.5～115.3 kg·hm^-2。这说明,在土壤磷素肥力较高的情况下,推荐施磷量90 kg·hm^-2,可促进干物质和磷素积累,提高小麦产量,同时维持合理的磷肥利用率及磷素平衡状况。     

氮肥减量配施生物炭对北疆灌区春小麦光合和干物质转运特性及产量的影响

为探讨氮肥减量配施生物炭对北疆灌区春小麦光合和干物质转运特性及产量的影响,通过田间试验,设置对照（不施氮,CK）、常规施氮（300 kg·hm^-2、N1）、单施生物炭（20 t·hm^-2、B）、常规施氮+生物炭（N1B）、减氮15%（255 kg·hm^-2、N2 ）、减氮15%+生物炭（N2B）、减氮30%（210 kg·hm^-2、N3）、减氮30%+生物炭（N3B）8个处理,对比分析了不同处理间春小麦光合作用、干物质积累和转运及产量的差异。结果表明,与常规施氮相比,减氮（N2、N3）对春小麦光合作用、干物质积累和转运均无显著影响,但产量及其构成要素和氮肥农学利用效率随着施氮量的减少而降低,配施生物炭后上述各指标均显著提升。综合表现以减氮15%配施生物炭处理（N2B）效果最优。该处理下旗叶SPAD值和净光合速率处于较高水平,成熟期单茎干重、籽粒占单茎重比例、花前同化物对籽粒产量的贡献率分别为5.01 g、51.31%和18.03%;籽粒产量为8 301.35 kg·hm^-2,较 CK及N1处理分别增产38.09%和18.11%;氮肥农学利用效率最高,为12.40 kg·kg^-1。在本试验条件下,氮肥减量15%配施20 t·hm^-2生物炭最有利于春小麦光合生产、干物质积累和转运及产量提升。