水氮互作对冬小麦耗水特性和氮素利用的影响

为了探讨河南省豫北地区水氮互作下冬小麦耗水特性、植株氮素积累和氮素利用率等指标的变化特征,结合当地冬小麦灌溉施肥制度设置水氮两因素裂区试验,水分为主区,氮素为副区,设置3个灌溉水平:W0(返青后不灌水)、W1(返青后灌拔节水)和W2(返青后灌拔节水和灌浆水);在每个灌溉水平下设置3个施氮水平:N0(不施氮)、N1(150kg/hm~2)和N2(225kg/hm~2),每次灌水量75mm。结果表明:随着施氮量的增加,冬小麦生育前期的阶段耗水量、日耗水强度和生育后期的耗水模系数增加。随着灌溉的增加,N0的氮收获指数高于施氮处理,施氮提高了植株氮素积累量和籽粒含氮量,且N1的氮吸收率高于N2。在相同施氮量下,灌水有利于提高氮肥生产率和小麦的籽粒产量。水分对籽粒产量和氮素利用率的贡献率高于氮素,氮素对水分利用效率贡献率较高。在干旱胁迫初期可通过施氮来提高土壤贮水的利用率。灌水可以补偿因施氮量不足导致的籽粒产量降低,而施氮过多对灌水的补偿效应较小。本地区冬小麦灌溉施肥制度为冬灌返青后灌拔节水和灌浆水,施氮为150kg/hm~2时,籽粒产量最高,水分利用效率较高,植株氮素积累量、氮吸收效率和氮肥生产率相对较优,可供实际生产中参考。     

不同施氮水平对返青期水分胁迫下冬油菜 补偿效应的影响

为确定甘蓝型冬油菜在返青期水分胁迫条件下的适宜施氮量及其对水分胁迫的补偿效应,本文采用桶栽试验方法,在返青期设置每桶施纯氮0 g(N0)、0.2 g(N1)、0.4 g(N2)、0.6 g(N3)和0.8 g(N4)5个施氮水平(折合为0 kg·hm~(-2)、30 kg·hm~(-2)、60 kg·hm~(-2)、90 kg·hm~(-2)、120 kg·hm~(-2))及水分亏缺(D,土壤含水率为50%~55%田间持水率)和充分供水(W,土壤含水率为70%~80%田间持水率),研究施氮量对返青期水分胁迫后复水冬油菜生长指标、叶绿素含量、光合速率、籽粒产量和水分利用效率的补偿效应,并对不同处理下各指标利用主成分分析进行评价。结果表明,在相同水分条件下,地上部干物质量、叶绿素含量、光合速率、籽粒产量和水分利用效率均随施氮量的增加呈先增加后降低的趋势,并在N3达到最大。返青期干旱胁迫后复水,各施氮处理冬油菜的地上部干物质量、叶绿素含量、光合速率、产量及产量构成均表现出一定程度的补偿效应,补偿效果随施氮量的增加先增加后降低,在N3施氮量下补偿效果最好。在N3施氮水平下,D处理冬油菜的各生长指标、叶绿素含量和籽粒产量均与W处理无显著差异,表现为等效补偿效果;而D处理冬油菜初花期的光合速率显著大于W处理,表现为超补偿效果。N3D处理的产量比N3W处理降低2.2%,水分利用效率提高3.8%。氮肥偏生产力和油菜籽粒的含油率均随施氮量的增加而降低;油菜籽粒的蛋白质含量随施氮量的增加而增加。与N0相比,2种水分处理下N3的平均氮肥偏生产力降低6.2%,籽粒含油率降低13.0%,但产量提高87.6%,水分利用效率提高32.9%,籽粒的蛋白质含量提高24.6%。对各指标进行主成分分析发现,N3D处理的主成分分析综合得分最高。由此可见,N3D处理对促进冬油菜生长,提高产量和水分利用效率,保证品质的综合效果最好。     

冬小麦不同生育阶段水分利用对保水剂与氮肥的响应

为探明保水剂和氮肥及其配施后对冬小麦不同生育阶段水分利用的作用机理,通过大田试验,以不施保水剂和氮肥为对照,研究了保水剂(60 kg.hm 2)与氮肥[0、225 kg(N).hm 2、450 kg(N).hm 2]单施及其配施后对冬小麦不同生育阶段的土壤水分、干物质积累及水分利用的作用特征。结果表明:保水剂和氮肥的施用均提高了土壤剖面各层次的含水量及冬小麦干物质积累量、产量和水分利用效率。各处理中以单施450kg(N).hm 2氮肥、单施保水剂及保水剂与450 kg(N).hm 2氮肥配施处理土壤含水量较高。不施保水剂时,随施氮量的增加,冬小麦地上部干物质积累量显著提高。施用保水剂时,氮肥用量过高,干物质积累有所降低。拔节—收获期,保水剂与225 kg(N).hm 2氮肥配施处理冬小麦干物质积累量均较高,且到生育后期效果更明显。在播种—拔节期和孕穗—灌浆期,随氮肥用量的增加水分利用效率提高,且保水剂与氮肥配施处理增加幅度更大。而灌浆—收获期,高氮[450 kg(N).hm 2]和保水剂与225 kg(N).hm 2氮肥配施处理的水分利用效率提高幅度最大,分别较对照增加53.8%和57.8%。而最终产量与水分生产效率以60 kg.hm 2保水剂与225 kg(N).hm 2氮肥配施处理最高。说明氮肥用量适宜时,施用保水剂冬小麦产量和水分利用效率的提高幅度更大。     

水氮互作对河套灌区膜下滴灌玉米产量与水氮利用的影响

为探讨不同滴灌施氮策略对玉米生长、产量、水肥利用效率的影响,于2015年在河套灌区开展了玉米膜下滴灌田间试验。试验设置3个灌水水平(采用张力计指导灌溉,分别控制滴头正下方20cm深度处土壤基质势下限高于-20,-30,-40kPa),6个施氮水平(0,180,225,262.5,300,345kg/hm2),研究水氮互作对玉米株高、LAI、产量、水氮利用率的影响。结果表明,在玉米生育期前期,高氮对玉米株高与叶面积指数(LAI)具有明显的促进作用,在灌浆期,受水氮互作以及施氮量的影响,随施氮量的增大表现出先升高后降低的趋势,当施氮水平为N3(262.5kg/hm2)时为最大。完熟期玉米干物质积累对灌水的响应表现为:W1(-20kPa)W2(-30kPa)W3(-40kPa),施氮对玉米籽粒吸氮量的变化表现为:N3(262.5kg/hm2)N4(225kg/hm2)N2(300kg/hm2)N5(345kg/hm2)N0(0kg/hm2),N3比N1和N2分别升高15.71%和11.13%,比N4仅提高1.51%。灌水与施氮均可显著增加玉米籽粒产量、百粒重、穗行数以及行粒数,二者有显著的交互作用,且以氮为主效应。在施氮0~262.5kg/hm2范围内,氮肥利用率随施氮量的增加而升高,此后反而降低;在该范围内水分利用效率以及灌溉水利用效率均随施氮量升高而增加,随基质势控制水平的升高而明显下降,以灌水水平W3(-40kPa)为最大。在试验中,以W3N3处理的水氮利用率最高,其水分利用效率与氮肥回收率比产量最高的W2N4要分别高出1.93%和76.60%,但产量比W2N4要下降约8.58%。在河套灌区玉米膜下滴灌施氮条件下,灌水量-30kPa和施氮量225kg/hm2时,可获得最高的籽粒产量。在灌水量-40kPa和施氮量262.5kg/hm2条件下,可以获得低于最高籽粒产量约8%的籽粒产量与最高的水氮利用率。从节水和生态可持续发展角度来看,灌水水平W3(-40kPa)、施氮水平N3(262.5kg/hm2)为当地最佳的滴灌施氮策略。     

黄淮南部平原喷灌冬小麦灌浆特性及水氮优化耦合研究

为了优化冬小麦水氮配置,实现养分水分资源高效利用,试验设计3个灌水水平(低灌水W1:25 mm;中灌水W2:40 mm;高灌水W3:55 mm)和5个氮肥水平(N0:0;N1:80 kg/hm^2;N2:180 kg/hm^2;N3:240 kg/hm^2;N4:300 kg/hm^2),共计15个处理,探究了喷灌条件下灌水、施氮及其互作对籽粒灌浆特性及水氮利用效率的影响,并通过建模求解最优水氮配置。结果表明:施氮对te(灌浆持续时间)和tm(最大灌浆速率出现时间)影响显著,两者均随施氮量的增加表现为先增加后降低。N3施氮水平下te和tm最大,均值分别为43.9,24.6天,比N0(不施氮)分别增加1.7,3.0天。W2N3处理的tm值最大,比最小处理W1N0延后5.0天。GFmax(最大灌浆速率)与AG(平均灌浆速率)呈极显著相关(r=0.841**),千粒重与产量(r=0.791**)、te(r=0.755**)和tm(r=0.717**)呈极显著正相关。W2N3组合产量和WUE(水分利用效率)均为最大,分别为8960 kg/hm^2和2.83 kg/m^3。水氮耦合通过优化灌浆过程可有效提高冬小麦产量。喷灌灌水定额26~35 mm、施氮量193~204 kg/hm^2(基施40%+拔节期追施60%)的水氮资源配置模式可实现节水增产双效目标。     

密度和施氮量互作对全膜双垄沟播玉米产量、氮素和水分利用效率的影响

【目的】本研究旨在探讨旱地全膜双垄沟播玉米产量、氮素和水分利用效率对种植密度和施氮量的响应。【方法】选择甘肃省定西市安定区农业部西北黄土高原地区作物栽培科学观测试验站,作物一年一熟,无灌溉,为典型旱地雨养农业区。2016和2017年,以耐密品种‘先玉335’为试验材料进行了大田试验。设置了3个种植密度 (45000、60000、75000 株/hm2) 和4个施氮量 (N0、138、207、276 kg/hm2,分别表示为N0、N138、N207、N276)。收获期调查分析了玉米籽粒产量、氮素和水分利用效率。【结果】种植密度和施氮量均显著影响玉米籽粒产量、氮素和水分利用效率,且两者互作效应显著。在中密度 (60000 株/hm2) 条件下,玉米籽粒产量较低密度 (45000 株/hm2) 和高密度 (75000 株/hm2) 分别增加了24.86%～26.91%和25.83%～34.34%,氮素利用效率分别提高了41.07%和41.63%,水分利用效率分别提高了9.87%～18.09%和17.81%～32.89%,且差异性均达到了显著水平。施氮量在138～276 kg/hm2范围内的玉米籽粒产量和水分利用效率均显著高于无氮处理,各施氮处理表现为N276 > N207 > N138 > N0,且N276、N207与N138、N0处理间差异显著。随着施氮量的增加,氮肥偏生产力呈下降趋势,氮肥利用率呈先升高后降低趋势,以施氮量为207 kg/hm2时玉米氮肥吸收利用率最大,较N276和N138处理分别提高了4.23%和27.37%。玉米产量提高引起了氮肥吸收利用率和水分利用效率的协同提高。【结论】综合考虑产量、氮素利用率和水分利用效率等因素,在本试验条件下,旱地全膜双垄沟播玉米栽培以种植密度为60000 株/hm2,施氮量为207 kg/hm2较为适宜。     

花生补灌条件下施氮对土壤氮素吸收与转化的影响

为提高辽西地区花生产量和水氮利用率,本文以‘白沙1016’为对象,采取裂区试验,主区为雨养(W0)和测墒补灌(W1)两种灌溉模式,子区为0 kg·hm~(-2)(N0)、40 kg·hm~(-2)(N1)、60 kg·hm~(-2)(N2)和80 kg·hm~(-2)(N3)4个施氮水平,研究施氮对测墒补灌条件下花生干物质积累和氮素积累及分配的影响。试验结果表明:在雨养和测墒补灌条件下,花生成熟期的单株干物质量分别为64.66~74.92 g和71.65~92.81 g,以W1N3处理最高,W0N0最低,且随施氮量呈现二次曲线变化趋势。花生植株氮积累量随施氮量变化趋势与干物质量一致,W1N2较其他处理显著提高了氮素积累量、产量和水分利用效率。测墒补灌优化了花生植株中氮素的分配,延长了叶片氮素积累时长,同时提高了叶片氮素向荚果的转移量,继而相对雨养处理显著增加了花生荚果氮积累量所占植株氮积累总量的比重(氮收获系数)2.13%、氮肥农学利用率78.57%、氮肥表观回收率25.90%。花生收获后,土壤硝态氮主要分布在0~40 cm土层内,占0~60 cm土层的77.75%,且累积量随着施氮量的增高而增加,但补灌会使土壤硝态氮下移造成硝态氮淋失。因此,综合考虑水氮利用效率,在辽西半干旱地区推荐W1N2为适宜花生生产水氮管理,其产量、水分利用效率和灌溉水利用效率最高,分别为6 485.03 kg·hm~(-2)、2.02 kg·m~(-3)和10.21kg·m~(-3)。     

有机无机配施及亏缺灌溉对关中地区冬小麦生长及氮素利用效率影响

研究不同比例有机无机肥配施与亏缺灌溉耦合作用下,冬小麦氮素累积、转运利用效率以及土壤硝态氮分布等状况,探求提高关中地区冬小麦产量的适宜有机无机配施比以及相应的亏缺灌溉量,为该地区冬小麦的高产高效提供科学有效的水肥管理。结合2个水平的灌溉(充分灌溉W1和亏缺灌溉W2),采用等氮的原则,对有机肥与无机肥按照不同比例混施(F1∶100%化肥、F2∶24%有机肥和76%化肥混施、F3∶48%有机肥和52%化肥混施),研究亏缺灌溉与有机无机肥配施对冬小麦氮素转运及利用效率影响和土壤硝态氮分布情况。有机无机配施能有效促进作物生长,显著增加作物籽粒产量以及显著提高开花期后氮素累积、分配和转运。在充分灌溉W1条件下,F2和F3处理的籽粒产量较F1处理提高12.0%～28.6%;亏缺灌溉W2条件下,有机肥处理的小麦籽粒产量提高16.6%～31.8%。在相同灌溉条件下,成熟期F2和F3处理相对F1处理,冬小麦氮素累积量、向籽粒转运量和氮肥生产效率分别提高了12.8%～40.4%、11.9%～36.5%、13.0%～31.6%;相同有机无机配施比例下(F2和F3),冬小麦亏缺灌溉W2处理下各种氮素吸收利用指标高于充分灌溉W1处理10.0%～28.5%。有机无机肥配施能够显著提高不同土层土壤硝态氮含量,在相同灌溉条件下,在0～100 cm土层F3处理硝态氮含量分别较F1和F2处理增加了66.4%～76.4%和1.2%～13.9%;相同有机无机配施比例下(F2和F3),在0～100 cm土层W1处理F1、F2、F3土壤硝态氮含量分别低于W2处理15.1%、9.9%、19.9%。48%化肥和52%有机肥配施、亏缺灌溉(50%)处理是该试验条件下冬小麦高产高效的最佳水肥管理模式。     

有机无机肥配施对旱地冬小麦产量、水肥利用效率及土壤肥力的影响

在陕西渭北旱塬,为探寻适合当地冬小麦生产的合理有机无机肥配施比例,通过田间试验研究不同氮肥用量(0kg/hm2,75kg/hm2,150kg/hm2,225kg/hm2和300kg/hm2)与有机肥(30t/hm2猪粪)配施对冬小麦产量、氮肥利用效率、水分利用效率及土壤养分的影响。结果表明,有机无机肥配施能提升冬小麦产量,3a冬小麦产量最高值均出现在M+N225处理,比对照分别增产23.1%,49.7%和23.0%,比相同氮肥用量下的单施无机肥处理分别提升1.2%,12.7%,3.5%。经过3a连续种植,有机无机肥配施处理有土壤有机质、全氮、有效磷、速效钾分别比试验前提升18.8%,22.2%,282.1%和15.1%。合理的有机无机肥配施比例能显著提升冬小麦水分和氮肥利用效率,但过量氮肥与有机肥配施会造成冬小麦减产,水分和氮肥利用效率显著降低,而且残留在土壤中的硝态氮含量显著增加。综上所述,在渭北旱塬地区小麦生产中,应在施用有机肥30t/hm2(折合纯氮240kg/hm2)的基础上配施75~150kg/hm2的氮肥。     

水氮互作对冬小麦光合生理特性和产量的影响

针对黄淮海地区农业生产中存在的水资源供应短缺,肥料利用率低等问题,设计试验研究水氮互作对冬小麦光合生理特性和产量的影响,为黄淮海地区高效利用水氮资源提供理论依据。2015-2017年以石麦15(SM15)为材料,利用水肥渗漏研究池,设计2个供水量水平(500,250 mm);2个施氮量水平(90,180kg/hm~2);2个氮肥类型(无机肥尿素,有机肥牛粪)。结果表明:2年试验内冬小麦旗叶光合生理特性变化规律相似,各处理的冬小麦旗叶光合速率,蒸腾速率,单叶水分利用效率在生育期内均呈现先上升后下降的趋势。水氮互作对小麦旗叶光合速率影响显著,W1(供水量500mm)处理的旗叶光合速率明显高于W2(供水量250mm)处理,施氮肥180kg/hm~2处理的旗叶光合速率明显高于施氮肥90kg/hm~2的处理,与施用无机肥相比,施用有机肥可保证冬小麦生育后期维持较高的旗叶光合速率。2年试验干物质积累量最多、产量最高的处理为W1M1(供水量500mm,施有机氮肥180kg/hm~2)。综合冬小麦光合生理特性,籽粒产量,本试验条件下有机肥增产效果优于无机肥,冬小麦生育期供水量500mm,施有机氮肥180kg/hm~2时冬小麦旗叶光合生理特性较优,获得较高产量。     

CAST基因5'调控区的多态性与鸡肉质性状的关联性分析

为探讨钙蛋白酶抑制蛋白(Calpastatin,CAST)基因5'调控区的多态性与鸡肉质性状的关系,本研究以中国农业科学院家禽研究所选育的F、D、Y、B和S3等5个优质肉鸡(Gallus gallus)品系为试验素材,利用聚合酶链式反应限制性片段长度多态性(polymerase chain reaction-restriction fragment length polymorphism,PCR-RFLP)技术检测CAST基因的SNPs,并分析其多态性与肌肉pH值、维生素B1、肉色、系水力、肌内脂肪和肌纤维密度之间的关系.结果显示,在距CDS-198位点发现1个突变位点(G→A),G-198A位点检测到3种基因型GG、GA和AA,相关分析显示,AA基因型个体的肌内脂肪和肌纤维密度显著高于GG型和GA型个体(P＜0.05),而其他肉质性状无显著差异(P＞0.05).由此可见,对于肉质性状而言,AA是最有利基因型,本研究结果初步表明CAST基因G-198A多态位点的A等位基因是提高鸡肉质性状的一个潜在的DNA标记.     

Variabilite Spatiale Des Variations Du Stock D'Eau Du Sol Sous Foret: Application A l'Optimisation d'Un Dispositif De Mesure Du Bilan Hydrique

An example of principal component analysis applied to soil water storage change data from an experimental forest stand is presented. It is suggested that this analysis method would be suitable to identify the factors which influence the spatial variability and to select, from thirteen measurement points, two representative points of the hydrodynamic functionning of this stand. The first principal component explains 82 percent of the variability. It is highly correlated with the bulk density of the soil. The next component is associated with multidimensional flow. The selected points have mean coordinates on the first axis and are neutral on the second axis. The mean error in the estimation of the changes of soil water storage, mades from the only measurement of these two points, is negligible.     

MÖSSBAUER SPECTRA OF ALUMINOUS GOETHITES (α-FeOOH)

Synthethic goethite specimens have been prepared by a variety of experimental methods, and it has been possible to incorporate large quantities of Al ( 30 mol %) into the structure. A range of particle sizes also obtained and these were dependent upon both experimental conditions and the extent of aluminium substitution. Mössbauer spectra have been recorded for a large number of samples and show that high levels of A1-substitution combined with small particle sizes have a dramatic effect on the magnetic properties of the mineral. The application of Mössbauer spectroscopy to the identification of secondary iron oxide phases in soils is thus complicated by aluminium substitution and some of the difficulties are discussed.     

Determining phenological and genetic variation in genotypes obtained from open-pollinated seeds of ‘Maraş 12’ walnut (Juglans regia L.) cultivar

Genetic Resources and Crop Evolution - In the present study, the phenological and genetic differences/similarities of 95 walnut genotypes were considered. These genotypes had been propagated...     

Fitting crop growth data using marquardt's algorithm

A least-squares method using Marquardt's algorithm is used to fit crop growth data to a non-linear growth model. This non-linear model is expressed as a differential equation which cannot be integrated analytically. For comparison purposes, two other non-linear models based on the logistic and Gompertz equation are fitted to the same data.     

Microbial activity in soils frozen to below −39 °C

Recent research on life in extreme environments has shown that some microorganisms metabolize at extremely low temperatures in Arctic and Antarctic ice and permafrost. Here, we present kinetic data on CO₂ and ¹⁴CO₂ release from intact and ¹⁴C-glucose amended tundra soils (Barrow, Alaska) incubated for up to a year at 0 to −39°C. The rate of CO₂ production declined exponentially with temperature but it remained positive and measurable, e.g. 2-7 ng CO₂-C cm⁻³ soil d⁻¹, at −39 °C. The variation of CO₂ release rate (v) was adequately explained by the double exponential dependence on temperature (T) and unfrozen water content (W) (r²>0.98): v=A exp(λT+kW) and where A, λ and k are constants. The rate of ¹⁴CO₂ release from added glucose declined more steeply with cooling as compared with the release of total CO₂, indicating that (a) there could be some abiotic component in the measured flux of CO₂ or (b) endogenous respiration is more cold-resistant than substrate-induced respiration. The respiration activity was completely eliminated by soil sterilization (1 h, 121 °C), stimulated by the addition of oxidizable substrate (glucose, yeast extract), and reduced by the addition of acetate, which inhibits microbial processes in acidic soils (pH 3-5). The tundra soil from Barrow displayed higher below-zero activity than boreal soils from West Siberia and Sweden. The permafrost soils (20-30 cm) were more active than the samples from seasonally frozen topsoil (0-10 cm, Barrow). Finding measurable respiration to −39 °C is significant for determining, understanding, and predicting current and future CO₂ emission to the atmosphere and for understanding the low temperature limits of microbial activity on the Earth and on other planets.