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。     

间作与施氮对秸秆覆盖作物生产力和水分利用效率的影响

2012年3—10月在甘肃省河西走廊石羊河绿洲灌区进行大田试验,研究了不同施氮水平[0、140 kg(N)·hm-2、221 kg(N)·hm-2和300 kg(N)·hm-2]对小麦//玉米间作系统生产力、间作优势和水分吸收利用的影响。研究结果表明:当施氮量达221 kg(N)·hm-2时,小麦单作籽粒产量(5 036 kg·hm-2)和水分利用效率(25.13 kg·hm-2·mm-1)达最大值;当施氮量达300 kg(N)·hm-2时,小麦间作籽粒产量(3 078 kg·hm-2)和水分利用效率(39.76kg·hm-2·mm-1)、玉米单作籽粒产量(9 921 kg·hm-2)和水分利用效率(38.96 kg·hm-2·mm-1)、玉米间作籽粒产量(6 895 kg·hm-2)和水分利用效率(46.31 kg·hm-2·mm-1)达最大值;当施氮量为0 kg(N)·hm-2时,小麦相对于玉米的竞争力(0.049)达最大值;当施氮量为300 kg(N)·hm-2时,小麦//玉米间作的土地当量比(1.33)达最大值;当施氮量为140 kg(N)·hm-2时,小麦相对于玉米的水分竞争比率(0.98)达最大值。与单作相比,小麦//玉米间作具有显著的间作产量优势和水分利用优势。间作方式中小麦的竞争能力大于玉米;小麦、玉米两作物对水分生理需求时间有效性差异是小麦//玉米间作高效利用水分资源的基础,合理施氮能促进间作种植产量优势和水分利用优势的发挥。     

不同灌水条件下施硫对冬小麦碳、氮、硫物质积累及产量的影响

2009～2010年在河南农业大学科教示范园区,以2个中筋小麦品种多穗型豫农949和大穗型兰考矮早8为供试材料,设置不同灌水次数和施硫试验,研究不同灌水条件下施硫对冬小麦碳、氮、硫物质积累及产量的影响。结果表明,随灌水次数的增加,两品种小麦干物质积累量逐渐升高,且在开花期和成熟期干物质积累量表现为S60显著高于S0;施硫结合灌水1～2次可提高小麦干物质在各器官的积累量,以子粒干物质积累量最多,茎+叶、穗轴+颖壳次之,而各器官分配无显著差异;补施硫肥提高了子粒中氮和硫的含量,但随灌水次数的增加子粒和营养器官中氮含量呈下降趋势,以W0处理含量最高。随着灌水次数的增加,两品种穗粒数、千粒重和产量呈升高趋势,且以S60W2处理达到最大值,较S0W0处理增幅达34.29%,品种间达显著差异,豫农949表现优于兰考矮早8。综上所述,本试验条件下,施用硫肥60 kg/hm2结合灌水1～2次有利于冬小麦干物质和碳氮硫积累分配及产量的提高,品种间对硫的响应有差异。     

氮硫互作对冬小麦旗叶衰老、产量和氮素利用效率的影响

试验采用裂裂区设计,小麦品种(烟农19和汶农6号)为主区,施氮(N)量为裂区,设0(N0)、120(N120)、240(N240)kg hm-2三个施N水平,施硫(S)量为裂裂区,设0(S0)、20(S20)、40(S40)、60(S60)kg hm-2四个施S水平。结果表明,汶农6号开花后旗叶超氧化物歧化酶(SOD)活性、旗叶净光合速率、产量和氮素利用效率均高于烟农19。在一定施氮水平下适量施硫显著提高烟农19和汶农6号小麦开花后旗叶SOD活性和可溶性蛋白质含量,提高旗叶净光合速率和开花后干物质积累量,增加植株地上部氮素积累量和籽粒产量;当施氮水平为120 kg hm-2施硫量超过40 kg hm-2和施氮240 kg hm-2施硫量超过20 kg hm-2时,汶农6号植株地上部氮素积累量仍继续增加,但旗叶抗氧化能力和光合同化能力均无明显提高,籽粒产量不再增加,烟农19号旗叶SOD活性、可溶性蛋白质含量和光合速率均降低,植株地上部氮素积累量和籽粒产量均减少。在同一施氮水平下,两小麦品种氮素利用效率总体表现为随施硫量增加而降低的趋势。在土壤有效硫为38.9~42.1 mg kg-1的条件下,适量施用氮肥和硫肥有利于延缓小麦花后旗叶衰老,提高光合同化能力,增加籽粒产量,但不同品种小麦对氮肥和硫肥施用量的响应不同,氮素利用效率较高的品种在较高的氮硫供给水平下仍有较好的光合同化和产量表现,而氮素利用效率相对低的品种对高氮高硫的适应性较差,后期易早衰,影响产量和氮素利用效率。     

不同施磷水平下灌水量对小麦水分利用特征及产量的影响

采用大田试验,设灌水和施磷2个因素,其中灌水设W0(不灌水)、W1(拔节水60mm)、W2(拔节水+开花水,每次灌水60mm)、W3(拔节水+开花水+灌浆水,每次灌水60mm)共4个水平;磷肥设P1(90kg/hm2)和P2(180kg/hm2)2个水平,研究不同施磷水平下灌水量对小麦耗水特征、旗叶水分生理特性及产量的影响。结果表明:同一施磷水平下,随灌水量的增加,灌水量占总耗水量的比例增大,而降水量和土壤供水量所占总耗水量的比例下降,且土壤供水量占总耗水量的比例降低幅度增大。与P1相比,P2处理的0-100cm土壤贮水消耗量显著大于P1处理,并且P2处理提高土壤供水量占总耗水量的比例,说明增施磷肥可提高小麦对土壤水的利用。W2和W3处理灌浆中后期旗叶相对含水量和水势高于W0和W1处理;灌浆后期旗叶相对含水量和水势为P2W0和P2W1处理显著分别高于P1W0和P1W1处理,说明增加灌水和磷肥能显著提高旗叶水势和相对含水量。在本试验条件下,施磷90kg/hm2、拔节水和开花水分别灌60mm的W2处理籽粒产量、水分和磷素利用效率高,农田耗水量较低;增加灌水量后籽粒产量无显著变化,农田耗水量增高,土壤贮水消耗量、水分利用效率、灌溉水利用效率均降低。     

微喷灌水肥一体化小麦磷钾肥减施稳产提质研究

采用微喷灌水肥一体化灌溉方式研究磷钾肥减施及追施时间对小麦生长发育、水分利用效率及品质的影响。结果表明:磷钾肥减施对小麦拔节期总茎数和分蘖数影响显著,生育期灌3水(越冬水+拔节水+灌浆水)和灌4水(越冬水+拔节水+开花水+灌浆水)的P_(底+拔)K(磷肥50%底施+50%拔节期追施)最高,且可以提高花后干物质的积累能力,增加籽粒中来自开花后干物质的比例,成熟期籽粒分配量最高。与传统栽培模式及微喷灌常量施肥相比,生育期灌水3次(越冬水+拔节水+灌浆水),灌水量1 500 m3/hm2,磷钾肥减施30%且磷肥50%底施+50%拔节期追施与常量施肥高产处理差异不显著,产量构成因子中穗数和穗粒数没有显著变化,千粒重有增加趋势,品质指标较当地传统栽培模式有所提高。因此,在山西省干旱缺水条件下,利用微喷灌水肥一体化技术生育期灌水3次(越冬水+拔节水+灌浆水),灌水量1 500 m3/hm2,氮肥70%底施+30%拔节期追施、钾肥减30%全部底施、磷肥减30%且50%底施+50%拔节期追施可以实现节水节肥稳产提质。     

氮硫配施对冬小麦氮硫吸收转运及利用效率的影响

采用二元二次正交旋转组合设计,通过田间试验研究了陕西关中地区氮硫配施对冬小麦氮硫素吸收、转运及利用效率的影响。试验施氮量[kg(N)·hm-2]设75(N1)、108(N2)、187.5(N3)、267(N4)和300(N5)5个水平,施硫量[kg(S)·hm-2]设75(S1)、97.5(S2)、150(S3)、202.5(S4)和225(S5)5个水平,组成N4S4、N4S2、N2S4、N2S2、N5S3、N1S3、N3S5、N3S1、N3S3 9个处理。结果表明:拔节期至开花期是冬小麦干物质和氮、硫积累的高峰期,积累量分别占全生育期内干物质和氮、硫积累量的43.33%~48.42%、28.71%~44.77%和40.11%~50.43%。氮素向籽粒的转运率(63.61%~70.64%)远高于硫素向籽粒的转运率(10.63%~30.98%);氮硫配施促进了小麦花后营养器官氮硫向籽粒的运转,同时增加了总转运量对籽粒氮硫的贡献率。在N2(108 kg·hm-2)和S2(97.5 kg·hm-2)水平,氮硫积累量及转运量随施硫量或施氮量的增加而增加;在N3(187.5 kg·hm-2)和S3(150 kg·hm-2)水平,则随施硫量或施氮量的增加先增加后趋于稳定。植株体内的氮素和硫素吸收累积量具有极显著相关关系。综合考虑氮素(硫素)表观利用率及生理效率,在施氮量(170.64~204.52 kg·hm-2)与施硫量(97.35~139.32 kg·hm-2)水平下,氮硫肥利用率较高。因此,在冬小麦栽培过程中,可以通过调节施氮量和施硫量,充分利用氮硫交互效应,提高氮硫的吸收、分配及利用效率。     

氮、硫配施对冬小麦氮素利用效率及产量的影响

【目的】氮(N)、硫(S)是生物所必需的营养物质,对小麦籽粒产量和品质起着重要作用。硫素供应不足,特别是在当前大量氮素供应情况下引起的作物生理性缺硫将导致作物产量和含硫氨基酸蛋白质含量下降。本文旨在探索氮、硫配施对冬小麦氮素利用效率和籽粒产量的促进效果并提出合理的区域氮、硫施肥技术。【方法】20122013年,在河南温县以国审冬小麦品种豫麦49-198为供试材料,进行大田试验。设置不同施氮量0、120、180、240和360 kg/hm2(分别以N0、N120、N180、N240和N360表示)和施硫0和60 kg/hm2(S0和S60)试验,调查氮、硫对冬小麦干物质积累、氮素积累分配、籽粒产量和氮素利用效率的影响。【结果】对冬小麦生育后期干物质积累分析表明,干物质积累随施氮量增多而提高,相同施氮量条件下施硫较不施硫小麦干物质积累量显著提高,其中成熟期干物质积累量N180S60、N240S60和N360S60分别较N180S0、N240S0和N360S0提高2225、3607和3120 kg/hm2,而且氮素低的处理添加硫后干物质积累量高于氮素高不加硫处理,如N180S60N240S0、N240S60N360S0,处理间差异均达显著水平。随施氮量增多,冬小麦植株氮素积累总量增加,在N 240和360 kg/hm2水平,硫素供应显著增加小麦植株氮素积累。不同施氮量条件下施硫较不施硫均显著提高了小麦籽粒产量,分别提高了10.5%、18.3%、5.2%、5.6%和4.9%。随施氮量增多,氮肥偏生产力下降,氮回收效率、生理效率和农学效率则均以N 180达最高值。不同施氮水平下,施硫均显著提高了冬小麦氮素回收效率,但对氮生理效率影响不显著,其中在施N量为120、180和240kg/hm2时,施硫较不施硫氮肥偏生产力和农学效率均显著提高。【结论】在当前小麦生产中,采用控氮或减氮增硫技术措施,可实现小麦氮利用效率和籽粒产量的同步提高。在本试验地区小麦生产中,达到冬小麦稳产高效或增产高效的适宜施氮量为180 240 kg/hm2配合60 kg/hm2硫肥施用。     

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)。     

水氮互作对小麦土壤硝态氮运移及水、氮利用效率的影响

为给强筋小麦(Triticum aeativum L.)高产优质栽培的水、氮合理运筹提供理论依据,在高产地力条件下,选用强筋小麦品种济麦20,设置不施氮（N0）、施氮180 kg/hm2 （N1）、240 kg/hm2 （N2）3个施氮水平,每个施氮水平下设置不灌水（W0）、底墒水+拔节水+开花水（W1）、底墒水+冬水+拔节水+开花水（W2）、底墒水+冬水+拔节水+开花水+灌浆水（W3）4个灌水处理,每次灌水量均为60 mm,研究了水氮互作对麦田耗水量、土壤硝态氮运移、氮素利用效率和水分利用效率的影响。结果表明,（1）增加施氮量,开花期和成熟期0—140 cm各土层的土壤硝态氮含量显著升高;增加灌水时期,土壤硝态氮向深层的运移加剧,成熟期0—80 cm各土层的土壤硝态氮含量降低,120—140 cm土层的土壤硝态氮含量升高。N1W1处理在开花期0—60 cm土层的土壤硝态氮含量较高,成熟期土壤硝态氮向100—140 cm土层运移少,有利于植株对氮素的吸收。（2）随施氮量的增加,子粒产量先升高后降低,以N1最高。N1水平下,W1处理获得了较高的子粒产量、子粒氮素积累量、氮素利用效率、氮肥农学利用率和氮肥偏生产力;在此基础上增加冬水(W2),上述指标无显著变化;再增加灌浆水(W3),上述指标显著降低。（3）施氮提高了小麦对土壤水的利用能力,随施氮量增加,土壤供水量及其占总耗水量的比例显著升高。N1水平下,W1处理获得了最高的水分利用效率;再增加灌水时期,水分利用效率显著降低,开花至成熟阶段的耗水模系数显著升高,灌水量占总耗水量的比例升高,降水量和土壤供水量占总耗水量的比例降低。本试验条件下,施氮为180 kg/hm2,灌底墒水＋拔节水＋开花水3水的N1W1处理,是兼顾高产、高效的水氮运筹模式。     

灌溉方式、灌水量及施氮量对小麦、玉米周年水分利用的影响

为探明不同灌溉方式、不同灌水量与氮肥用量条件下小麦、玉米周年水分利用机制,采用田间试验,开展了喷灌与地面灌条件下灌水次数(0,1,2,3次,450 m~3/hm~2)与施氮量(小麦季:180,240,270 kg/hm~2;玉米季:210,270,330 kg/hm~2)对小麦、玉米生长及产量和灌水利用率、小麦生理特征等的影响研究。结果表明:喷灌较地面灌更利于小麦叶片SPAD值的提高。在不同灌量条件下,喷灌更利于促进小麦光合速率的提高,且以N270+3水处理的光合速率最高,其次为N180+1水处理。在中低氮水平,地面灌以灌2水产量最高,而喷灌在灌1水条件下产量最高。玉米产量在低氮和高氮水平下,随灌水量的增加而增加,而中氮(270 kg/hm~2)水平则表现为先增加而后降低的趋势,且中氮水平的玉米产量相对较高。对周年效应而言,喷灌的小麦、玉米周年产量和灌水利用率基本均高于地面灌。在两种灌溉条件下,均以小麦、玉米分别灌2水[450 m~3/(hm~2·次)],周年施氮量510 kg/hm~2的周年总产量最高。周年总灌水利用率在两种灌溉条件下均以周年总施氮量390 kg/hm~2+总灌水900 m~3/hm~2最高,其次为中氮(N240+N270)灌1水处理。周年总水分利用效率以喷灌周年总施氮量510 kg/hm~2+总灌水900 m~3/hm~2最高,以地面灌周年总施氮量510 kg/hm~2+总灌水1 800 m~3/hm~2最高。说明适当减少灌水更利于周年小麦、玉米水分利用率的提高。从增产与节水综合因素考虑,推荐小麦、玉米周年灌水施肥模式为:小麦N240+玉米N270+喷灌各2水[450 m~3/(hm~2·次)]。     

水磷耦合对小麦耗水特性和子粒产量的影响

在低磷地力、沙质壤土条件下,选用强筋小麦品种济麦20,设置全生育期不灌水(W0),灌底墒水+拔节水+开花水,每次灌水30 mm （W1）、60 mm（W2）、90 mm （W3） 4个灌溉处理;每个灌溉处理下设置不施磷(P0)、施P2O5105 kg/hm2（P1）、210 kg/hm2（P2）3个施磷量处理,研究了水磷耦合对麦田耗水特性、产量及水分利用率的影响。结果表明,1）在同一磷素水平下,随灌水量增加,小麦总耗水量增大,降水量和土壤供水量占耗水量的比例降低。综合考虑耗水量、产量、收获指数、水分利用率等指标,最优处理为P1W2处理,其次为P1W1处理,其总耗水量分别为435.5 mm、366.0 mm,灌水量、降水量和土壤供水量占耗水量的比例分别为41.3%、39.3%、19.3%和24.6%、46.8%、28.6%;开花至成熟阶段的耗水量占小麦全生育期耗水量的36.9%～43.3%,此阶段两处理的日耗水量、耗水模系数分别为4.6 mm、3.6 mm和42.3%、39.3%。2）施用磷肥,各处理的干物质积累量增加,子粒产量表现为W2、W3W1W0,W2、W3处理之间差异不显著;与不施磷肥的处理比较,显著提高了土壤供水量占总耗水量的比例。3）收获指数和水分利用率均为W1W2W3,P2水平下W1、W2、W3处理的收获指数和水分利用率均低于P1水平。以上结果表明,在本试验条件下,施磷（P2O5）105 kg/hm2(P1)、灌水180 mm(W2)的处理获得高产和较高的水分利用率;施磷（P2O5）105 kg/hm2（P1）、灌水90 mm（W1）的处理获得较高的产量,水分利用率显著高于上述处理,耗水量则显著低于上述处理,可供生产中水资源不足的情况下参考。     

水氮互作对温室黄瓜光合特征与产量的影响

在日光温室内研究了水氮互作对黄瓜叶片不同生育期光合特征与产量的影响,分析了各生育期黄瓜光合速率与产量的关系。结果表明:光合速率、蒸腾速率在盛瓜期最高,而水分利用效率则在初瓜期达最高。习惯灌水条件下,施氮量的增加有助于光合速率和蒸腾速率的提高,其中以灌水7470m3·hm-2、施氮1200kg·hm-2时(W1N1200)最高,但与灌水5190m3·hm-2、施氮600kg·hm-2时(W2N600)无显著差异;叶片水分利用效率以减量灌水、减施氮50%处理(W2N600)为最高,是习惯水氮处理(W1N1200)的1.08倍,对照(W1N0)的1.24倍。水氮互作对黄瓜产量及产量构成因素具有显著影响,其中以减量灌水30%左右、减施氮50%的处理组合(W2N600)最优,黄瓜产量最高可达17.06×104kg·hm-2。黄瓜的光合速率与产量、瓜条数、单果重之间呈二次曲线关系,其中盛瓜期的拟合方程最好。     

硫肥用量对玉米氮硫吸收分配和产量的影响

为明确硫肥用量在作物增产方面的效应,本研究采用单因素随机区组设计,通过大田试验,设置5个硫肥(硫磺)用量,分别为0 kg(S)·hm~(-2)(S0)、40 kg(S)·hm~(-2)(S1)、80 kg(S)·hm~(-2)(S2)、120 kg(S)·hm~(-2)(S3)和160kg(S)·hm~(-2)(S4),研究不同硫肥用量对玉米产量和氮硫素吸收、分配的影响。结果表明,施用硫肥可使玉米产量增加7.0%~18.1%,S2处理玉米产量最高,为12 978.30 kg·hm~(-2)。施用硫肥能显著提高玉米各生育时期(除大喇叭口期外)植株干物质积累量。成熟期,玉米叶片、叶鞘、籽粒干物质积累量均在S2处理下达最大值,玉米茎秆、苞叶、穗轴干物质积累量均在S1处理下达最大值。整个生育期内,玉米硫素积累量和硫素吸收强度均在S2处理下达最大值,且显著高于不施硫的S0处理。成熟期时,玉米叶片硫素积累量随施硫量的增加而增加,S4处理时达最大值;玉米茎秆、苞叶、穗轴硫素积累量均在S1处理下最大;玉米叶鞘和籽粒硫素积累量则S2处理下最大。从拔节期至抽雄吐丝期,S3处理促进玉米氮素积累效果最佳;灌浆期和成熟期分别以S1和S2处理更有助于玉米氮素积累。施硫量的增加会在一定程度上降低玉米硫肥偏生产力和硫肥利用率;玉米硫肥农学利用率在S2处理下最大。玉米植株的氮素和硫素吸收累积量具有极显著相关关系。因此,适量的硫肥在提高玉米产量和氮硫吸收、分配及利用效率方面发挥着重要作用,施硫量为80 kg(S)·hm~(-2)时,整体效果最佳。     

施硫对不同筋力型品种小麦碳氮运转和产量的影响

在大田条件下,研究了不同施硫水平对不同筋力类型品种植株C-N积累与转运规律和籽粒产量及蛋白质、淀粉含量的影响.结果表明,施硫处理提高了两品种成熟期单茎籽粒重和籽粒氮素的积累量和开花前营养器官贮存干物质和氮素的转运量以及转运干物质和氮素对籽粒重和籽粒氮素积累的贡献率,与不施硫对照(S0)相比,每1 hm2施20 kg纯S(S1)处理能明显提高两品种的产量构成因素,显著提高籽粒产量,两品种分别增产10.69%和9.78%,同时极显著地提高了籽粒蛋白质和淀粉含量.大量施用硫肥(100 kg/hm2)处理的效果小于适量施用(20 kg/hm2)处理.试验结果表明,施用适量硫肥可以明显调节小麦植株C-N积累与运转,进而促进较高的籽粒产量和蛋白质、淀粉的积累.     

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。     

微喷水肥一体化提高冬小麦产量与品质

为了探明山西南部麦区节水省氮合理运筹模式,通过田间试验研究了9个水氮组合模式对冬小麦群体动态、氮肥利用率、籽粒产量及品质的影响。结果表明:1.水氮互作对冬小麦拔节期单株分蘖、成穗数和籽粒产量均有极显著影响。以微喷4次(W_2,越冬水、拔节水、孕穗水和灌浆水)和优化施氮(N_3,施氮N 225kg·hm-2,60%底施+30%拔节期追施+10%灌浆期追施)水氮一体化组合处理产量最高,与CK(越冬期和拔节期漫灌,习惯施氮)相比,冬前单株分蘖增加13%,产量和氮肥表观利用率分别提高9.36%和61.8%。2.相同灌水模式下,不同施氮处理间差异显著,其中微喷3次以目标产量施氮(N_2)的产量最高;微喷4次以优化施氮(N_3)产量最高,与习惯施氮(N_1)相比,氮肥表观利用率提高了61.8%。3.相同施氮模式下,以微喷4次的产量最高。综合分析各水氮处理组合以W_2N_3的小麦产量和氮肥表观利用率均为最高,且节水节肥、籽粒品质最优,因此,推荐该模式为山西省南部小麦/玉米一年两熟区的节水节肥减施增效水氮运筹模式。     

冬季抗旱措施对小麦耗水特征与生育性状的影响

在2010—2011年小麦生长季节降水量为47.7 mm条件下,采用冬季抗旱处理时期(1月28日、2月12日、2月27日)、冬季抗旱措施与春一水灌水量组合(冬季喷灌+春一水灌水量75 mm、漫灌措施+春一水灌水量75 mm,冬季覆盖牛粪措施+春一水灌水量90 mm)2因素设计,研究了河北低平原区高产条件下冬小麦耗水特征和生育性状。结果表明:各处理的小麦全生育期总耗水量为384.93~464.24 mm,产量水分利用效率为15.23~20.87 kg·hm-2·mm-1。播种到越冬期和起身到灌浆期是小麦耗水量较大的时期。同一处理时期不同水肥措施下,随灌水量的增加,耗水量有增加趋势,水分利用效率与灌溉水利用效率有降低趋势;其中以牛粪覆盖措施小麦产量和灌水利用效率最高,喷灌措施小麦产量水分利用效率高于漫灌。同期不同水肥措施对小麦干物质再分配的影响表现为:牛粪覆盖措施和对照促进了小麦开花前营养器官贮存的同化物向籽粒再分配,喷灌和漫灌提高了小麦开花后干物质积累量和籽粒中来自花后积累干物质的比例。不同处理时期同一水肥措施比较,随处理时期推迟籽粒产量有增加趋势。以上结论可为指导小麦冬季田间旱情补救措施提供理论依据。     

不同供钾水平对胡麻花后干物质转运分配及钾肥利用效率的影响

以胡麻坝选3号为材料,设置不施钾、低钾(18.75 kg K2O·hm-2)、中钾(37.5 kg K2O·hm-2)和高钾(56.25 kg K2O·hm-2)4个施钾(K2O)水平,于2011年-2012年在河北省张家口市开展田间试验,研究了不同施钾量对胡麻花后干物质转运分配及钾素利用效率的影响。结果表明,胡麻不同生育阶段各器官干物质的积累、转运和分配趋势基本一致,其变化量与施钾量有密切关系。不同施钾水平下,胡麻单株干物质总积累量呈现"先升后降"的变化趋势,且中钾水平下不同生育阶段干物质总积累量最大,较不施钾、低钾和高钾处理分别高出10.41%~42.93%、8.24%~35.78%和7.34%~31.71%。叶和茎是胡麻花后干物质积累的主要器官,分别占全株干物质量的29.85%~37.24%、32.11%~56.78%。现蕾期干物质在叶部和茎部的分配率分别为23.12%~29.92%和61.17%~72.76%,到子实期分别下降到8.35%~14.09%和42.67%~49.33%,转运到籽粒中的干物质量为全株的4.11%~15.58%。各器官中,主茎干物质输出最多,转运率高达11.23%~33.37%。与不施钾相比,施钾处理下籽粒产量增加14.90%~30.11%,其中,中钾处理的钾肥农学利用率、钾肥偏生产力和钾肥吸收利用率最高,分别为14.80~17.15kg·kg-1、41.16~64.44 kg·kg-1和61.49~65.21kg·kg-1。综合籽粒产量和钾肥施用效果,施钾量为37.5kg·hm-2为胡麻实现高产和高效的最优施肥模式。     

灌水量和灌水时期对冬小麦耗水特性和生理特性的影响

以优质冬小麦品种烟农475为试验材料,研究了不同灌水量和灌水时期对小麦的耗水特性、生理特性、籽粒产量及水分利用效率的影响.结果表明:土壤水分过多或不足都会对冬小麦的籽粒产量和产量水分利用效率造成影响,灌水时期的不同也会对冬小麦籽粒产量产生影响.灌5水的处理W4籽粒产量最高,产量水分利用效率也较高,说明W4处理是兼顾高产和节水的最佳灌溉方式.