不同土层氮肥配施方式对夏玉米生长发育及氮肥利用的影响

为明确不同土层氮肥配施方式对夏玉米生长发育及氮素利用的影响,利用改进的玉米深松分层可调施肥精播机,通过设置不同肥料类型、不同土层施肥深度和比例,研究深松分层施肥技术对铁茬播种模式下夏玉米植株叶面积指数、干物质积累、产量和氮肥利用效率的影响。结果表明:在相同施氮量的条件下,使用免耕深松分层施肥技术的玉米叶面积指数、干物质积累量、产量及氮肥利用效率均显著高于传统"一炮轰"施肥技术;产量和氮肥偏生产力均增加了5.5%~7.9%。不同免耕深松分层施肥方式中,大喇叭口期追施尿素的施肥方式均较一次性施用控释肥方式获得了较高的产量、干物质积累量和氮肥偏生产力,但差异未达显著水平;其中,以免耕深松分别在8 cm和12 cm深度,按照3:7比例施入复合肥作为基肥,配合大喇叭口期追施尿素的施肥方式获得最高产量和氮肥偏生产力,产量均较传统施肥方式增加了7.9%。因此,免耕深松分层施肥技术在夏玉米免耕铁茬播种区可以达到节本增效的目的,对提高玉米产量和氮肥利用具有重要意义。     

海河低平原深松播种对夏玉米根系生理的影响及其节水增产效应

于2012—2013年在河北省农林科学院旱作农业研究所深州试验站,以郑单958为供试品种,设置夏玉米深松播种和免耕播种两个处理,从玉米出苗开始,根据生育进程定期观察玉米根系形态、生理指标及微观结构、玉米冠层光合特性和叶面积指数,成熟期测定产量,计算水分利用效率和2 m土体水分储蓄情况。结果表明,0~60 cm土层,深松播种处理可提高玉米根系干物质积累、表面积、根长和活跃吸收面积比例,全生育期分别比免耕播种处理提高30.5%、24.6%、29.7%和56.3%。0~60 cm土层,深松播种处理玉米根系脯氨酸含量、硝酸还原酶活性和根系活力分别比免耕处理高140.0%、37.0%和36.5%。全生育期,深松播种处理根系伤流液总量比免耕播种处理提高15.2%。0~40cm土层,深松播种处理单根和整株根系导水率分别提高15.8%和17.0%。0~40 cm土层,深松播种处理玉米根系中柱导管直径增大,中柱鞘细胞壁及中柱内薄壁细胞的细胞壁增厚栓化,髓细胞数量增多但整体在髓腔横切面积中所占比例偏小,后生木质部导管直径增大、数量增多,皮层厚度降低;0~20 cm土层,深松播种处理根系皮层中部细胞虽也较大但层数较少,相当于免耕处理的86.2%。深松播种处理可提高玉米叶面积指数,全生育期平均比免耕处理高12.5%;深松播种处理还可提高叶片光合速率和光合势。深松播种处理玉米籽粒灌浆速率全生育期平均比免耕播种处理高5.0%。与免耕处理相比,深松播种处理2年平均穗粒数、千粒重和产量分别比免耕播种处理提高2.4%、3.9%和8.2%,耗水量降低9.1%,产量和水分利用效率分别比免耕处理高8.2%和14.4%,2 m土体贮水量提高31.7%。     

深松方式对土壤物理性状及玉米根系分布的影响

通过对不同深松方式土壤物理性状及玉米根系分布状况的分析,结果表明,隔行深松(T1)与行行深松(T2)不仅可有效打破犁底层,10～30 cm土壤容重和土壤紧实度显著降低,且T2对土壤容重和紧实度的降低作用大于T1;深松增强了土壤的透水性和蓄水能力,2种深松方式土壤水分差异并不显著;由于犁底层的存在,不深松(CK)的根系大部分集中在0～20 cm土层范围,且该土层的根干质量、根长密度和根系体积均明显大于T1和T2,而单株根系伤流强度则明显小于T1和T2;深松处理的根系不仅能更好地向深层土壤下扎,而且向植株两侧扩展的范围变大,20～50 cm土层根干质量、根长密度和根系体积T1与T2均明显高于CK;并且T1>T2。深松后倒伏率降低,对增产有一定的促进作用,T1与T2间产量差异并不显著。增产的主要原因是深松显著提高了百粒质量,但对穗粒数的影响并不显著。因此,通过垄间隔行深松可以构建良好的耕层结构,有利于根系的固定和下扎,使根系更好地吸收水分和养分,倒伏率降低、产量增加的同时,较行行深松减少了机械动力消耗。     

浅埋滴灌下尿素减量配施UAN对春玉米干物质积累及氮效率的影响

为实现西辽河平原春玉米持续稳产和养分资源高效利用,探索春玉米减氮增效新途径。以常规追施尿素（CK1,570 kg/hm²）为对照,设置不同比例减施尿素梯度和相应配施尿素硝酸铵溶液（UAN）处理分别为N1U处理（225 kg/hm²尿素+75 kg/hm²UAN）、N2U处理（375 kg/hm²尿素+75 kg/hm²UAN）,研究浅埋滴灌减施尿素配施UAN对春玉米物质积累、氮效率和产量的影响。结果表明：与CK处理相比,N2U处理在总氮投入量减少25.12%的条件下春玉米产量不减少;N1U处理总氮投入量减少51.42%,产量显著下降。N2U处理总干物质积累量亦显著高于CK处理,吐丝期、完熟期分别增加12.84%～16.40%和6.05%～9.76%;完熟期总氮积累量相比CK增加20.55%～42.29%。N2U处理适量减少总氮投入量25.12%的条件下春玉米产量不降低,具有较好的高产高效优势,是西辽河平原同等地力条件下春玉米浅埋滴灌模式较合理的施肥方式。     

耕作方式对小麦播种质量、产量和效益的影响

为明确冬小麦―夏玉米轮作种植模式中,不同耕作整地方式对小麦播种质量、产量和效益的影响,设置旋耕2次、深松+旋耕、重耙+旋耕、翻耕+轻耙、翻耕+旋耕、重耙+翻耕+轻耙和重耙+翻耕+旋耕（CK）共7种耕整地方式。结果表明,在夏玉米为籽粒玉米的地块,7种耕作整地方式中CK处理的秸秆含量较少,地表及0~20cm土层平均秸秆含量较其他处理减少27.5%和28.6%,土壤与秸秆混合较均匀,0~20cm土层中每5cm土壤平均容重较其他处理变化减小30.5%,播种深度适宜,平均3.9cm,出苗质量好,缺苗断垄较其他处理降低25.7%,苗间离散度均匀,平均极差减小39.0%,穗数最多（670.5万/hm²）、产量最高（7966.5kg/hm²）、效益最高（9051.0元/hm²）,与其他处理达显著性差异。在夏玉米为青贮玉米的地块,除旋耕2次和深松+旋耕的整地处理产量较低外,其余处理间产量差异不显著,其中翻耕+旋耕处理的产量和效益最高,分别为8133.0kg/hm²和9894.0元/hm²,效益显著高于其他处理。     

河北平原麦玉两熟轮耕模式对土壤特性及作物产量的影响

于2016-2017年冬小麦-夏玉米一年两熟生长季,设小麦季深松+玉米季免耕（S-N）、小麦季旋耕+玉米季深松（R-S）和小麦季深松+玉米季深松（S-S）处理,以常规耕作方式小麦季旋耕+玉米季免耕（R-N）为对照,在河北平原中部南和县对不同轮耕模式下土壤理化性状、微生物特性、水热状况、产量及水分利用效率进行研究。结果表明,对比小麦播种前,R-S和S-S处理土壤非毛管孔隙度均有显著上升,0~15和15~30cm土层分别平均提高15.2%和18.0%;R-N处理0~15和15~30cm土层非毛管孔隙度比小麦播前分别下降11.3%和7.3%。单季或两季深松可显著提高农田土壤碱性磷酸酶、多酚氧化酶、过氧化氢酶和脲酶活性,其中R-S和S-S处理提高最明显。单季深松或两季深松均可显著提高微生物生物量碳和活跃微生物量,0~30cm土层分别平均提高6.3%和20.6%。两季深松土壤呼吸平均提高12.4%,且呼吸速率变幅增大。深松可增大土壤周年温度变幅,提高水分利用效率,两季深松可显著提高周年作物产量达8.62%。深松可改善土壤物理性状,提高作物产量,提高土壤关键酶活性和呼吸速率,扩大土壤温度日变幅,优化土壤微生物环境。     

不同耕作方式对旱区春谷根系发育、产量及水分利用效率的影响

不同耕作方式对旱区春播谷子根系的生长发育有极为重要的影响。以晋谷21号为材料,以传统旋耕为对照,研究了翻耕、秋季深松和春季深松3种耕作方式对谷子地下根系性状与垂直分布、产量和水分利用效率的影响。结果表明,3种耕作方式均能提高谷子根系的长度、表面积、体积、平均直径与干重,深松处理能使谷子根系向40~60cm土层有效生长。与传统旋耕相比,2个深松处理均能显著提高穗长和穗粒重,3种耕作方式的谷子产量较传统旋耕均显著提高,提高幅度排序为春季深松、秋季深松和翻耕,2个深松处理间产量差异未达显著水平。春季深松耕作方式替代传统旋耕能有效提高旱作春谷区的谷子生产水平。     

不同施肥方式对夏玉米植株及产量性状的影响

为了探讨夏玉米高产高效施肥技术。以‘郑单958’为试验材料,研究了3种不同施肥方式对夏玉米产量、单株叶面积﹑单株叶片数﹑株高﹑叶面积系数及穗部性状等方面的影响。结果表明,处理1（种肥施用量占10%+大喇叭口期施攻穗肥占60%+抽雄吐丝期施攻粒肥30%的施肥方法）能明显提高单株叶面积和叶面积系数﹑增加玉米绿叶叶片数、株高,促进单株籽粒中的干物质积累,提高千粒重,从而使玉米产量增长,比处理2（种肥施用量占10%+大喇叭口期施肥量占90%的施肥方法）增产1155.66 kg/hm2,增产率11.65%,比处理3（大喇叭口期全部N肥100%一次施入的施肥方法）增产1770.84 kg/hm2,增产率19.03%;处理2比处理3增产615.18 kg/hm2,增产率6.61%。为了获得夏玉米高产和提高常规氮肥增产效果,采取分期追施,增产显著且高效。     

覆盖方式对旱地春玉米根冠生长及水分利用效率的影响

为了探讨干旱半干旱地区不同覆盖方式对春玉米根冠生长状况及水分利用的影响,2014-2015年在陕西省西北旱作区开展了不同覆盖方式试验。设黑色地膜覆盖（BF）、白色地膜覆盖（WF）、秸秆覆盖（MS）和裸地不覆盖（CK）4个处理。试验于玉米生长的各个主要时期测定了玉米地下根系和地上部植株生长量,玉米收获后测定产量与水分利用效率。结果表明,黑色地膜覆盖较白色地膜覆盖、秸秆覆盖和裸地栽培能更好地协调玉米生育期的根冠比,明显促进了玉米吐丝期后的根冠生长,成熟期玉米根系体积黑色地膜覆盖方式下较白色地膜覆盖、秸秆覆盖和裸地栽培2年平均分别增加16.51%、21.18%和44.23%,单株干重2年平均分别增加9.34%、21.66%和40.68%。黑色地膜覆盖方式下玉米生育后期的群体叶面积指数高,根冠比大,产量显著增加,水分利用效率明显提高。玉米2年平均水分利用效率黑色地膜覆盖方式较普通白色地膜覆盖方式和秸秆覆盖方式分别提高9.41%和13.75%。在西北旱作地区,黑色地膜覆盖方式具有协调玉米根冠生长和提高玉米水分利用效率的增产效果。     

施肥方式和施氮量对寒地水稻产量、品质及氮肥利用的影响

为提高寒地水稻氮肥利用率,采用盆栽试验,比较了施肥方式、施氮量及二者互作对寒地水稻产量、品质、干物质生产、净光合速率（P_n）和氮肥利用率等指标的影响。结果表明,侧深施肥（S2）和点深施肥（S3）分蘖期和灌浆期地上干物质积累量、叶面积和根部性状多优于全层施肥（S1）,齐穗期功能叶相对叶绿素含量和灌浆期P_n低于S1处理。S2处理直链淀粉含量极显著低于S1处理;S3处理糙米率、精米率和蛋白质含量显著或极显著低于S1处理,直链淀粉含量和食味值极显著高于S1处理。S2处理氮肥生理利用率高于S1处理37.63%,S3处理氮肥吸收利用率、生理利用率和偏生产力分别高于S1处理20.14%、67.57%和13.08%。与常规施氮处理相比,减氮15%处理的千粒重、分蘖期和灌浆期地上部干物质积累量、分蘖期叶面积、分蘖期和灌浆期功能叶P_n均显著降低。本试验条件下,点深施肥方式配合减氮15%为兼顾产量、品质和肥料利用率的最优组合。     

滴灌条件下基肥减施后移对夏玉米养分吸收和根系生长的影响

为探明滴灌条件下基肥减施后移对夏玉米养分吸收和根系生长的影响,在大田条件下,以‘郑单958’为供试材料,研究基肥传统施用(CK)、基肥减施后移至拔节期(T1)及基肥减施后移至大喇叭口期(T2)对夏玉米干物质积累、根系生长、植株氮营养指数、氮素积累、土壤硝态氮含量及产量的影响。结果表明,T1和T2处理拔节期(V6)虽然植株氮营养指数低于1 (0.88),但地上部氮磷钾含量和干物质积累量与CK差异不显著,且T2处理吐丝期(R1)到成熟期(R6)植株氮素积累量高于对照(+33.39%)。处理间收获期夏玉米行间0~20 cm土层硝态氮含量差异显著,其中T2分别低于CK和T1处理41.85%和35.46%,深层80~100 cm土层硝态氮含量T1和T2处理分别低于CK 78.68%和56.02%,差异未达到显著水平。大喇叭口期(V12) 15~30 cm土层根系表面积密度为T2>T1>CK,其中T2和T1分别比CK高25.89%和36.17%,且T2处理30~45 cm土层根系表面积密度也较CK高68.59%。各处理间收获指数及产量差异不显著,但总体T2处理值最高,氮肥利用率比对照也增加12.13%。因此在滴灌水肥一体化条件下,夏玉米生产上应根据地力优化基追比,中高肥力农田玉米基肥可以适当减施后移至拔节期(V6)甚至大喇叭口期(V12),控前促后,降低土壤硝态氮残留,同时促进前期根系下扎。     

浅埋滴灌条件下灌溉定额对玉米根系形态特征和生理特性的影响

为研究浅埋滴灌条件下灌溉定额对玉米根系形态特征和生理特性的影响。以‘农华101’为供试品种,在浅埋滴灌条件下,灌溉定额设1600 m³/hm²(W1)、2000 m³/hm²(W2)和2400 m³/hm²(W3)3个处理,以传统畦灌灌溉定额4000 m³/hm²为对照(CK),于2017和2018年进行田间试验。结果表明,W1、W2处理与CK之间的玉米籽粒产量差异不显著,W3处理显著高于CK;各处理灌溉水利用效率均显著高于CK。玉米根干重,0~20 cm土层吐丝期2017年浅埋滴灌各处理均显著低于CK,2018年W1处理显著低于CK,W2、W3处理与CK之间的差异不显著,0~20 cm土层完熟期2年均表现为W1处理显著低于CK,W2、W3处理与CK之间的差异不显著;20~40 cm土层吐丝期和完熟期均表现为W1处理显著低于CK,W3、W2处理与CK之间的差异不显著。株、行间根幅10、20 cm土层处处理间差异不显著;30 cm土层处行间根幅W1、W2处理显著低于CK,W3处理与CK之间的差异不显著,株间根幅各处理均显著低于CK。根条数吐丝期10 cm土层处W3处理显著高于CK,W1、W2处理与CK之间的差异不显著,20 cm土层处W2、W3处理显著高于CK,W1处理与CK之间的差异不显著;乳熟期10、20 cm土层处均表现为W3处理显著高于CK,W1、W2处理与CK之间的差异不显著。根系活力各处理均低于CK,处理间随着灌溉定额的增加而增大,随着土层的加深差异逐渐减小;SOD、POD酶活性0~20 cm土层吐丝期和乳熟期处理间差异均不显著,20~40 cm土层吐丝期SOD、POD酶活性W1处理显著低于CK,W2、W3处理与CK之间的差异不显著,乳熟期SOD酶活性表现W1处理显著低于CK,W2、W3处理与CK之间的差异不显著,POD酶活性W1、W2处理显著低于CK,W3处理与CK之间的差异不显著;MDA含量0~20 cm土层吐丝期处理间差异不显著,乳熟期W1处理显著低于CK,W2、W3处理与CK之间的差异不显著,20~40 cm土层吐丝期和乳熟期处理间差异均不显著。浅埋滴灌节水灌溉使玉米根系在土壤表层分布比例增加,适当增加灌溉定额有利于提高玉米根条数和根系酶活性,可为水肥利用效率的提高创造条件。本研究可为玉米浅埋滴灌高产高效栽培提供依据。     

新疆滴灌棉田深松后土壤理化性质及产量的变化特征

为探讨深松对新疆绿洲棉田土壤理化性质及产量的影响。以不深松棉田为对照(CK),设置深松深度30 (S30)、40 (S40)、50 (S50) 3个处理,于2017年和2018年进行田间试验。结果表明:与CK相比,深松能有效降低耕层土壤容重和土壤紧实度,增加土壤总孔隙度,且深松后第一年差异显著。2017年0~20 cm土层S30、S40、S50较CK土壤容重降低了1.7%、7.0%、9.7%,土壤紧实度降低了36.1%、5.8%、21.1%,土壤总孔隙度增加2.2%、9%、12.4%。深松能提高耕层土壤含水量和土壤蓄水量。2017年0~20 cm土层S40较CK土壤含水量提高18.7%,土壤蓄水量提高10.5%,而S30、S50与CK差异不显著。深松能增加耕层土壤有机质、土壤速效磷含量,而土壤速效氮含量在深松后第一年较CK增加,2018年则减小,土壤速效钾含量变化与之相反,以深松40 cm效果最佳。深松能显著降低土壤含盐量,2年平均土壤含盐量S30、S40、S50比CK降低21.6%、33.3%、49.6%。深松有利于子棉产量增加,其中S40子棉产量较CK增产幅度最大,2年分别增加15.4%、9.7%。新疆绿洲棉田深松40 cm时,可有效改善土壤理化性质,棉花产量显著提高。     

基于磷肥施用深度的夏玉米根层调控提高土壤氮素吸收利用

良好的根系构型能够促进作物高效获取土壤养分。基于磷肥施用深度的根层调控技术可以优化夏玉米根系的时空分布并促进其与土壤水分、养分供应的空间匹配性,为通过玉米根系挖潜实现节肥增效提供理论与技术支撑。本试验以不施磷肥处理为对照(CK),设置距离地表-5 cm (P5)、-10 cm (P10)、-15 cm (P15)和-20 cm (P20)深度施用磷肥处理,分析各处理对夏玉米根系分布、植株生长及产量形成、氮素吸收、积累与转运的影响。结果表明,磷肥适当深施显著促进夏玉米根系生长,根干重、根长密度、根系表面积和根体积均显著增加,整体表现为P15P10P20P5CK。随着磷肥施用深度的增加,深层玉米根系显著增加。P15和P20处理根干重所占比重,在20～40cm土层分别为12.3%和12.1%;在40～60 cm土层分别为6.7%和6.9%。根系分布深度的增加促进了对土壤氮素的吸收,深施磷肥处理各土层中尤其是20cm以下土层土壤氮素含量显著降低。根系分布的优化同时促进了植株氮素积累与转运, P15处理较P5处理氮素吸收效率、氮积累量、转运量及氮肥偏生产力2年平均分别提高14.5 kg kg–1、19.2%、48.9%和6.4kgkg–1,籽粒产量2年平均增产16.4%。在本试验条件下,磷肥集中施用在-15cm处理,能显著促进夏玉米深层土壤根系的生长,扩大根系养分利用空间,增加根系对深层土壤氮素的吸收,促进植株氮素积累及转运,提高其生产力,最终提高产量。     

四种复合肥对春玉米植株磷吸收转运的影响

为了探讨几种复合肥对玉米植株磷吸收与转运的影响,于2013,2014年在通辽市辽河镇,以常规施肥为对照1(CK1)、不施肥为对照2(CK2),研究沃夫特(WFT)、红四方(HSF)、奥林丹(ALD)和世纪星(SJX)4种复合肥对玉米磷素养分吸收利用的影响。结果表明,HSF 2年产量均居第一位,SJX和WFT次之。穗粒数HSF、WFT和SJX 2年均较高,千粒质量HSF 2年均最大。除大喇叭口期外,茎和籽粒中磷含量各生育期均为SJX最高,叶片中磷含量CK1和SJX较高,穗部磷含量各生育期为CK1最高,植株磷积累量各生育时期均为SJX最高。吐丝前植株磷吸收比例WFT和ALD较高,吐丝后植株磷吸收比例SJX最高;磷转运量及转运率茎中CK1最高,叶片SJX最高,转运对子粒的贡献率茎和叶片均为SJX最高。所以,HSF产量较高,可作为西辽河平原高产复合肥选择之一,SJX可促进玉米植株对磷素养分的吸收,尤其生育后期吸收比例较高,生育后期叶片磷转运率亦较高,亦可作为提高磷肥效率的复合肥选择之一。     

小麦、夏玉米两茬轮作耕作措施对土壤氮、钾养分及玉米产量的影响

为了探索山东省半湿润易旱区夏玉米高产稳产适宜耕作措施,将冬小麦和夏玉米两季耕作技术作为一体,设置了10种耕作措施,比较分析不同耕作措施对夏玉米不同生育期土壤全氮、速效钾含量时空变化和产量的影响。耕作试验（一周年）结果表明：各耕作处理总体上表现为玉米拔节期土壤全氮含量较高而灌浆期较低,土壤速效钾为玉米灌浆期最高。不同耕层土壤氮、钾分布也存在明显差异,各耕作处理土壤浅耕层0~20 cm土壤全氮和速效钾含量均明显高于深耕层20~40 cm土壤,与深耕层土壤相比,土壤浅耕层全氮含量受耕作措施影响更明显。各耕作处理中,传统耕作和A3B3R（小麦季深松+玉米季深松+秸秆还田）较更有利于增加玉米浅耕层土壤全氮含量,而传统耕作深层土壤全氮含量最低;A4B2R（小麦季深耕+玉米季免耕+秸秆还田）耕作处理较有利于增加浅耕层和深层(0~40 cm)土壤速效钾含量。对照处理籽粒产量显著低于其他耕作处理,而其他耕作处理间籽粒产量差异不显著。     

几种有机肥对玉米光合特性及土壤酶活性的影响

为了比较研究有机肥、化肥对玉米生产能力的影响,为北方黑土地区有机肥与化肥的施用提供科学依据。大田条件下对玉米施用4种有机肥和传统化肥,测定玉米产量、叶片光合特性、土壤酶活性以及丛枝菌根真菌(AMF)侵染情况等指标。结果表明：超效有机肥(T4)处理下的玉米产量为9800 kg/hm²,相比于传统化肥(CK)增产11.53%,达到显著水平,菌糠+鸡粪+腐殖酸有机肥(T2)同CK产量差异不显著;T2、T4处理下玉米叶片光合特性均高于CK,分别增加了32.34%(T2)、24.10%(T4);酶活性方面菌糠+鸡粪+枯草芽孢杆菌腐熟有机肥(T3)处理下碱性磷酸酶活性最高,较CK提高31.80%,T4处理下蔗糖酶活性最高,较CK提高30.91%。4种有机肥相比于CK均显著增加了玉米根系AMF侵染率与总球囊霉素含量,T2处理下的AMF侵染率与总球囊霉素最高,较CK分别增加了58.90%、8.52%。本试验结果表明超效有机肥、菌糠+鸡粪+腐殖酸有机肥在替代化肥施用中具有减施化肥、增产增效的作用。     

不同耕作方式对土壤物理性状及玉米产量的影响

采用随机区组设计,研究6种不同耕作方式对土壤物理性状及玉米产量的影响。不同耕作方式对不同生育时期0-45cm土壤的含水量、容重、孔隙度影响各不同,在不同耕作方式中以深松25-35cm效果最为明显;深松处理的玉米穗长、穗粗、秃尖长、穗行数、行粒数、百粒重等产量构成因素均较对照有不同程度的改善;深松处理比对照玉米增产0.06～3.13%,但是增产幅度不是很明显。深松处理可以提高土壤含水量,降低容重,增加孔隙度,起到蓄水保墒作用,提高产量。以深松35cm+旋耕为最优组合。