不同氮水平下小麦植株的碳氮代谢及碳代谢与赤霉病的关系

为明确不同施氮量下小麦植株的碳氮代谢特性及碳代谢与小麦赤霉病的关系,本文采用田间小区试验,以小麦多穗型品种‘豫麦49-198’和大穗型品种‘周麦16’为供试材料,在0 kg(N)·hm-2 、120 kg(N)·hm-2 、180 kg(N)·hm-2 、240 kg(N)·hm-2 、360 kg(N)·hm-2 5个氮肥水平下,探讨了不同施氮水平对小麦植株可溶性糖含量、C/N以及小麦赤霉病发病率和病情指数的影响。结果表明:两个品种小麦植株内的可溶性糖含量和C/N由越冬到开花期呈"V"形变化,拔节期最低,分别为80~200 mg·g-1和3~10。开花期各处理间差异达到最大,且施氮处理植株的可溶性糖含量和C/N比不施氮处理分别低15.4%~47.7%和24.5%~63.1%。植株全氮含量随施氮量的增加而增加,各处理在小麦拔节期和开花期差异最大。两个品种小麦植株的可溶性糖和氮素的累积吸收量在小麦生育期内均呈增加趋势。相关分析表明,植株全氮含量与小麦的可溶性糖含量在小麦拔节期和开花期显著负相关;小麦拔节期和开花期的可溶性糖含量、C/N与小麦赤霉病的发病率和病情指数呈线性关系。说明小麦拔节期到开花期的碳氮代谢对赤霉病的发生影响较大。     

播期、播量和施氮量对小麦干物质积累、转运和分配及产量的影响

为明确播期、播量和施氮量对小麦产量形成的影响,于2016—2017年和2017—2018年两个小麦生长季,采用3因素裂区试验设计,以播期为主区[10月12日播种(适播, ST)和11月12日播种(晚播, LT)],播量为裂区[2.25×10~6株·hm~(-2)(M1)、3.00×10~6株·hm~(-2)(M2)和3.75×10~6株·hm~(-2)(M3)],每个播量设置3个施氮量[纯N150 kg·hm~(-2)(N1)、225kg·hm~(-2)(N2)和300kg·hm~(-2)(N3)],研究播期、播量和施氮量对小麦干物质积累、转运和分配及产量的影响。结果表明,播期、播量和施氮量3因素互作显著影响了小麦产量及其构成要素、氮素利用效率、干物质积累量、花前干物质转运、花后干物质积累以及成熟期干物质在各器官中的分配。其中,ST处理显著提高了开花期群体干物质量、成熟期干物质量、花后干物质积累量及其对籽粒的贡献率;小麦穗数、穗粒数、千粒重和产量显著高于LT处理。在ST和LT处理条件下,M2和M3处理有效穗数、开花期干物质量和成熟期干物质量显著高于M1,M2处理穗粒数、花后干物质量及其对籽粒的贡献率、单茎中籽粒重量及其在单茎中所占比例较高,显著高于M1和M3。N3处理的有效穗数、开花期群体干物质量、成熟期干物质量和花后干物质量及其对籽粒的贡献率显著高于N1和N2。在ST处理条件下M1、M2处理和LT处理条件下所有播量处理均以N3的穗粒数、千粒重和单茎籽粒干重及其在单茎中所占比例较高。本试验条件下,增施氮肥和适当增大播量有利于小麦产量的提高。小麦‘安农大1216’在10月12日播种,播种密度3.00×106株·hm~(-2)、施氮量为300 kg·hm~(-2)时可以获得较好的产量。     

氮磷用量对豫北地区小麦产量的交互效应研究

采用盆栽试验研究了氮磷不同用量与配比对小麦产量的影响,分析了产量与小麦不同生育期各生理指标之间的关系。结果表明:氮磷施用存在最佳配比,当氮磷肥用量分别相当于220kg(N)·hm-2和160kg(P2O5)·hm-2时,小麦产量最高。小麦产量与根系活力、开花期酸性磷酸酶活性和拔节期硝酸还原酶活性密切相关,根系活力、酸性磷酸酶和硝酸还原酶活性与小麦吸收的氮磷总量呈显著正相关关系。根系活力、酸性磷酸酶和硝酸还原酶活性随着磷肥用量增加而提高,随着氮肥用量增加先提高后下降,因此过多的氮肥施用通过降低小麦根系活力、酸性磷酸酶和硝酸还原酶活性等,减少小麦对氮磷吸收,进而降低产量。     

多效唑对旱地小麦一些生理、生育特性及产量的影响

采用田间试验研究了两种密度条件下不同时期和不同浓度多效唑以及多效唑+GA3对旱地小麦一些生育、生理特性及产量影响。结果表明,多效唑显著增加了小麦分蘖数,降低了株高和叶面积,降低程度随浓度提高和次数增加而更显著;GA3减轻了多效唑的抑制作用。多效唑对越冬期叶绿素含量无影响,但提高了拔节期的含量;抑制了越冬期硝酸还原酶活性,而对拔节期硝酸还原酶活性、铵、硝态氮含量及总量无效果。三叶期喷施多效唑,同时在拔节期喷施多效唑+GA3增加了收获穗数,减少穗粒数,保持和提高了粒重,增产5.8％。多效唑的效果因喷施时期和密度而不同,可能与水肥条件的差异有关。     

施氮量、土壤和植株氮浓度与小麦赤霉病的关系

【目的】赤霉病已成为影响小麦产量和品质的重要病害之一,为了解施用氮肥对小麦赤霉病的影响,本文通过研究不同施氮水平下小麦赤霉病的发病情况,探索施氮、土壤供氮、植株氮浓度与小麦赤霉病的关系。【方法】采用田间小区试验,以多穗型豫麦49-198(YM49-198)和大穗型周麦16(ZM16)为供试品种,设N 0、120、180、240、360 kg/hm25个施氮水平(N0、N120、N180、N240、N360),根据"小麦赤霉病测报技术规范"调查小麦赤霉病的发病情况。【结果】土壤硝态氮含量及0—90 cm土层土壤硝态氮累积量均随施氮量的增加而增加,小麦收获期N0、N120、N180处理0—30 cm土层硝态氮含量及0—90 cm累积量差异不显著,但显著低于N240和N360处理。两个品种小麦赤霉病病穗率和病情指数(DI)随施氮量的增加而增加,各处理间差异显著;豫麦49-198施氮处理的病穗率和DI比不施氮处理分别增加29.5%~132.0%和35.9%~225.2%,周麦16施氮处理的病穗率和DI比不施氮处理分别增加42.4%~161.8%和41.7%~206.9%;两个品种小麦N180处理赤霉病的病穗率和病情指数与N0、N120差异较小,显著低于N240和N360;周麦16较豫麦49-198发病严重,各处理的病穗率和病情指数比豫麦49-198分别高出7%~25%和28.0%~63.6%。小麦赤霉病病穗率和DI与硝态氮含量显著正相关,与0—90 cm硝态氮累积量呈线性正相关。孕穗期、开花期和灌浆期茎基部硝酸盐含量和拔节期~开花期植株的全氮含量各处理间差异较大,且与小麦赤霉病病穗率和DI显著线性正相关。【结论】土壤硝态氮含量及累积量随施氮量增加而增加,小麦收获后施氮量低于N 180 kg/hm2时土壤中硝态氮残留较低,赤霉病发病较轻。小麦赤霉病病穗率和病情指数随施氮量的增加而增加,说明施氮量过高会加重小麦赤霉病病害;小麦拔节期~开花期的氮浓度过高会加重赤霉病病害,因此在这一时期,适宜的施氮量、土壤硝态氮和植株氮浓度在赤霉病发生年份可以减轻病害,综合考虑土壤硝态氮残留、产量和赤霉病害等因素的适宜施氮量为N 180 kg/hm2。     

播种方式对稻茬小麦生长发育及产量建成的影响

目前稻茬麦机播面积不断扩大,为研究播种方式转变对小麦播种出苗、生长发育与产量建成的影响,2009-2012年,在成都平原稻茬麦区开展撒播(免耕+人工撒种+人工覆盖稻草)与机播(免耕+稻草粉碎覆盖+2BMFDC-6型播种机播种)比较试验。结果表明,机播处理的播种效率、出苗率、麦苗均匀度,以及中前期的个体与群体质量均显著高于撒播处理。但到了生育后期,机播小麦的个体与群体质量反而不及撒播小麦,进而影响穗部性状。机播小麦开花期干物质积累量和叶面积指数的年均值较撒播小麦低1.8%、8.9%,成熟期单穗结实小穗数和穗粒数较撒播处理低4.2%、3.5%,但千粒质量较撒播高4.9%,籽粒产量则基本相当。机播小麦开花期耕层土壤的速效氮含量较撒播处理低7.8%,植株全氮含量低19.4%。增施氮肥后,机播小麦个体和群体质量得到改善,增产趋势明显。表明,2BMFDC-6型机播有利于提高稻茬小麦播种效率和质量,但需要适当提高施氮水平以提高中后期个体与群体质量,进而实现高产。研究结果可为稻茬小麦高产高效栽培技术的熟化完善提供理论和技术依据。     

抗盐冬小麦品种(系)筛选及其与土壤盐分的动态关系

采用多点定位调查法研究了冬小麦在拔节期、抽穗期和开花期不同层次的土壤中盐分含量与终产量及产量构成因素的相关关系.不同层次的盐分含量与产量的相关性分析表明在拔节期以30～40和40～50cm层次的对产量的影响最大,与表层10cm土壤中的含盐量相关性最差;在抽穗期则表现为20～30和30～40cm土层与终产量极显著相关性;到开花期表层10cm土层盐分与产量的相关性达到了最大,其它诸层次与之相关性则有减弱的趋势.通体土壤盐分含量与产量的相关分析结果表明拔节期以0～50cm深度盐分水平同小麦产量相关性最好,其次是0～40cm,并且随取样层次变浅,相关性减弱.在抽穗期和开花期,各个深度的盐分含量与产量的相关性都达到极显著的相关性,其中开花期被认为是界定作物的抗盐能力的最佳取样时期.产量构成因素中土壤盐分含量与穗数的相关性最好,与穗粒数和千粒重基本没有相关关系,表明穗数是盐渍化土壤上小麦产量的决定因素.通过大田对比筛选出了抗旱耐盐性强、产量高的济旱197,在小麦开花期0～40cm深度含盐量0.22%的土壤上,产量达到6270kg/hm2.     

氮锌配施对冬小麦产量及土壤氮素转化相关酶活性的影响

  【目的】  锌(Zn)能够促进冬小麦对氮(N)素的吸收利用。研究氮锌配施对冬小麦土壤氮素形态转化及相关酶活性的影响，有助于探究氮锌配施促进冬小麦吸收利用氮的可能机制，为通过合理施肥提高冬小麦产量和品质提供理论依据。  【方法】  以‘郑麦379’为试材进行壤质潮土培养试验，设置CK (不施N和Zn)、Zn (施Zn 10 mg/kg)、N (施N 0.2 g/kg)、N+Zn (施N 0.2 g/kg+Zn 10 mg/kg) 共4个处理，分析了冬小麦产量及产量构成要素，测定4个生育期植株各部位N、Zn含量，土壤NO₃–-N和NH₄+-N含量及土壤硝酸还原酶、亚硝酸还原酶、脲酶和蛋白酶活性。  【结果】  与CK相比，Zn、N及N+Zn显著提高了冬小麦每盆穗数、穗粒数和籽粒产量，提高了不同时期小麦根、茎叶、穗和籽粒中N、Zn含量，且N+Zn处理的提高幅度明显高于Zn和N处理。随着冬小麦生育期的延长，各处理下土壤NO₃–-N和NH₄+-N含量有所降低，亚硝酸还原酶和脲酶活性有所提高，蛋白酶活性有所降低。N和N+Zn处理能显著提高土壤NO₃–-N含量，且N+Zn在冬小麦生育后期提高土壤NO₃–-N含量的幅度显著高于N处理。Zn、N及N+Zn处理能显著提高冬小麦生育后期土壤NH₄+-N的含量，且N+Zn处理提高的幅度高于Zn处理。Zn处理显著降低了拔节期后土壤硝酸还原酶活性，N及N+Zn处理降低了小麦生育后期土壤硝酸还原酶活性，且N+Zn降低硝酸还原酶活性的程度高于N处理；Zn、N和N+Zn处理均降低了土壤亚硝酸还原酶活性；Zn和N处理显著降低拔节期土壤脲酶的活性，但Zn、N和N+Zn处理均显著提高了土壤蛋白酶活性。  【结论】  氮锌配施提高冬小麦籽粒产量，促进冬小麦吸收土壤氮素，这是由于氮锌配施提高了土壤脲酶和蛋白酶活性，促进了土壤有机氮向铵态氮及铵态氮向硝态氮的转化，同时降低了冬小麦生育后期土壤硝酸还原酶和亚硝酸还原酶活性，抑制了硝态氮的反硝化作用，从而提高了土壤中可供冬小麦吸收的铵态氮和硝态氮含量。     

氮锌配施促进小麦根系形态建成及其生理活性提高

  【目的】  氮、锌营养均影响作物的生长、产量和品质。从小麦根系生长发育及生理活性角度，研究氮锌配施提高小麦产量的机理。  【方法】  试验于2016—2018年在河南科技大学农场进行，供试材料为‘洛麦28’。采用2因素3水平完全随机设计，氮 (N) 水平设置为120 kg/hm2 (N120)、180 kg/hm2 (N180) 和240 kg/hm2 (N240)，锌 (ZnSO₄·7H₂O) 水平设置为0 kg/hm2(Zn0)、20 kg/hm2 (Zn20) 和40 kg/hm2 (Zn40)。在拔节期、孕穗期、灌浆期和成熟期采样，挖长和宽均为20 cm、深为40 cm的土块，将根样冲洗干净，测定小麦根干重、根长、根表面积、根系氮代谢相关酶活性、根系锌代谢相关酶活性、根系氮和锌含量。在成熟期测定产量及其构成因素。  【结果】  同一施氮水平下，根干重、根长、根表面积、根系硝酸还原酶活性、根系谷氨酰胺合成酶活性、根系吲哚乙酸氧化酶活性、根系氮和锌含量均在Zn20处理下最高，而其根系核糖核酸酶活性最低；同一施锌水平下，根长、根表面积、根系硝酸还原酶活性、根系谷氨酰胺合成酶活性、根系吲哚乙酸氧化酶活性、根系氮和锌含量均在N180处理下最高，而其根系核糖核酸酶活性最低。氮锌互作显著影响小麦产量、根干重、根长、根表面积、根系硝酸还原酶活性、根系谷氨酰胺合成酶活性、根系吲哚乙酸氧化酶活性、根系氮和锌含量。与其他处理相比，N180Zn20处理下小麦单位面积穗数、穗粒数以及千粒重均最高，产量增幅为3.5%～53.4% (2016—2017)、5.3%～54.5% (2017—2018)。相关分析表明，在主要生育期，小麦的根干重、根长、根表面积、根系硝酸还原酶活性、根系谷氨酰胺合成酶活性、根系吲哚乙酸氧化酶活性、根系氮含量和锌含量与产量存在显著或极显著的正相关关系，根系核糖核酸酶活性与产量之间存在显著负相关关系。  【结论】  施氮和锌均显著影响小麦根干重、根长、根表面积、根系硝酸还原酶活性、根系谷氨酰胺合成酶活性、根系吲哚乙酸氧化酶活性、根系核糖核酸酶活性、根系氮和锌含量。适宜的氮锌配施具有良好的氮锌协同效应，有利于根系良好形态的建成，调节根系生理活性以及氮、锌养分的吸收利用，从而促进小麦的高产稳产。综合分析可知，N180Zn20处理为本试验条件下的最佳配施组合。      

不同肥力农田玉米产量构成差异及施肥弥补土壤肥力的可能性

【目的】农田基础土壤肥力和肥料的投入共同决定着农田的养分供应以及影响作物的生长与产量。明确不同肥力土壤和低肥力农田增施氮肥对玉米生长及产量形成的影响差异,是科学评价土壤培肥和施肥的基础。【方法】本研究设置两个玉米田间试验,试验一选取三块具有基础肥力和产量差异的农田,按土壤肥力由高到低依次命名为农田A、 B和C,采用完全统一施肥管理; 试验二在土壤肥力水平最低的农田C上设置了常规施氮量N 210 kg/hm2,以及在此基础上拔节期增施N 40和80 kg/hm2共3个处理。测定了各农田土壤基础性质,以及0—20 cm土层硝态氮含量,调查了不同生育期玉米的干物质和叶面积,产量和产量构成。【结果】不同肥力水平农田中土壤的潜在矿化氮量与产量的相关性最好。不同肥力水平农田的土壤硝态氮含量没有显著性差异; 低肥力农田增施氮肥处理在拔节期施肥后土壤中的硝态氮含量要大幅度高于常规施肥处理,在抽雄期该差异达到最大值,然后逐步降低。不同肥力水平农田的玉米产量、 每公顷穗数、 穗粒数、 千粒重均随土壤肥力升高而显著增加,其中肥力最高的农田A的玉米产量、 每公顷穗数、 穗粒数和千粒重较肥力最低的农田C分别高20.3%、 5.7%、 5.2%和7.8%。低肥力农田C在拔节期增施氮肥显著提高了产量、 每公顷穗数和穗粒数,对千粒重影响很小,同时降低了收获指数。其中增施氮肥80 kg/hm2处理较常规施氮处理的产量、 公顷穗数和穗粒数显著分别增加了17.1%、 9.2%和4.6%,收获指数降低了8.2%。【结论】高肥力土壤能够持续矿化出更多的无机氮供玉米利用,通过全面提升玉米每公顷穗数、 穗粒数和千粒重来提升产量。低产田在拔节期增施氮肥能够大幅度提高拔节期至抽雄期土壤的硝态氮含量,提高每公顷穗数和穗粒数,进而增加作物产量,但通过增施肥料得到的产量依然达不到高肥力农田的产量水平,而且降低了收获指数。因此,培肥土壤是实现玉米高产高效的基础。     

密度对沿淮晚播小麦产量形成及品质性状的影响

目前晚播小麦的面积不断增加,为明确沿淮地区晚播小麦的适宜种植密度,采用裂区试验设计,于2013—2015年在不同晚播条件下(11月5日、11月15日、11月25日),设置3个种植密度(300万株·hm-2、450万株·hm-2、600万株·hm-2),分析种植密度对玉米茬晚播小麦产量形成及品质性状的影响。结果表明:播期推迟导致小麦生育期滞后,主要影响拔节期前营养生长期的长短;密度对生育进程无显著影响。随播期推迟,小麦开花期和成熟期的干物质积累量下降,花前贮存同化物的转运量和花后同化物的积累量下降,花后同化物对籽粒贡献率明显增加;穗数、穗粒数和千粒重均有所下降,进而产量显著下降;蛋白质含量、湿面筋含量和沉淀值上升。播期对分蘖穗干物质积累与运转及产量构成因素的影响均大于主茎穗。与11月5日播期相比,11月25日播期下开花期干物质积累量、成熟期营养器官积累量、籽粒干重、花前营养器官贮存同化物的转运量及其对籽粒的贡献率在主茎穗中分别下降13.37%、9.96%、9.04%、25.37%和17.07%,在分蘖穗中分别下降55.71%、54.34%、51.80%、59.70%和22.70%。同一播期条件下,随着种植密度的增加,小麦开花期和成熟期的干物质积累量上升,花前贮存同化物的转运量减少,花后同化物的积累量及其对籽粒贡献率增加;穗数增加,千粒重降低;蛋白质含量和湿面筋含量上升,沉淀值下降。与主茎穗相比,密度对分蘖穗干物质积累与运转及产量构成因素的影响更大。与300万株·hm-2密度相比,600万株·hm-2密度下单穗粒重、穗粒数和千粒重在主茎穗中分别下降17.90%、13.60%和4.76%,在分蘖穗中分别下降20.17%、14.46%和6.23%。可见,适当增加密度有利于增加晚播小麦产量并改善晚播小麦品质性状,本研究中11月15日、11月25日两晚播条件下适宜密度分别为450万株·hm-2、600万株·hm-2。     

提高立体匀播冬小麦光合效能和产量的最佳追氮时期

【目的】立体匀播技术作为一种新型的播种方式,与之相配套的氮肥运筹技术尚不成熟,在某种程度上制约了其增产潜力的发挥。研究合理的播种方式与氮肥运筹组合,可为实现良种良法配套提供科学依据。【方法】于2017-2018年在中国农业科学院作物科学研究所赵县试验农场,以两个中筋小麦品种衡观35和邯6172为试验材料,进行了三因素裂区田间试验。主区为立体匀播(C1)和常规条播(C2)两种播种方式。副区为4个氮肥追施时期:拔节始期(T1)、拔节后10天(T2)、拔节后20天(T3)、开花期(T4),追氮量均为120kg/hm^2。副副区为两个小麦品种。开花期及花后每7天用SPAD-502Plus型叶绿素仪测定旗叶SPAD值,共测5次,测定部位为顶部、中部、基部各一次,取平均值。于小麦开花当天开始,用LI-6400XT便携式光合仪测定旗叶的相关光合参数,共测5次。于成熟期考察小麦株高、穗粒数、千粒重、穗长,实收测产。【结果】两个小麦品种的单位面积穗数和籽粒产量均在立体匀播条件下T2处理达到最高,且在相同追氮时期下高于常规条播;而千粒重均在立体匀播条件下T4处理最高。同一播种方式下,衡观35拔节始期追氮植株株高达到最高值,邯6172于T2处理追氮达到最高值;而两个小麦品种的穗长和小穗数达到最佳值的追氮时期因播种方式的不同存在一定的差异。在4个追氮时期下,立体匀播小麦的旗叶SPAD值、净光合速率均高于常规条播,其中在花后7天和21天时T2、T3处理追氮旗叶净光合速率均显著高于T1处理追氮。两个小麦品种间的旗叶SPAD值在整个灌浆期间均表现为显著差异,而旗叶净光合速率主要表现在开花当天至花后7天差异显著。与此同时,两个播种方式下小麦旗叶SPAD值和净光合速率均随着追氮时期的后移呈现逐渐增加的趋势。【结论】在立体匀播条件下拔节后10天追施氮肥有利于植株单株营养均衡,促进根系发达,易建成优势蘖群体,有利于单位面积穗数的提高和最终产量的增加。     

不同播量与行距对小麦产量与辐射截获利用的影响

在田间试验条件下,设置了3个播种量(6 kg·667m 2、9 kg·667m 2和12 kg·667m 2)和3个种植行距(20 cm、25 cm和30 cm)共9个处理。通过测定小麦群体生长动态、辐射截获量和籽粒产量,研究分析不同行距和播种量对小麦产量形成和辐射利用效率的影响。结果表明:群体总茎数和叶面积指数表现为随播种量增大而增加;在相同播种量下,尽管20 cm行距的小麦分蘖数最高,但其有效成穗数却最低;叶面积指数与群体总茎数变化动态一致,而叶日积却表现为随行距和播量加大而增加。在相同播种量下,籽粒产量和辐射利用效率均随着种植行距增加呈递增趋势变化,在3个播种量下表现趋势一致。行距由20 cm增加到25 cm和30 cm,籽粒产量平均增加81.62 g·m 2和162.53 g·m 2,截获辐射利用效率平均增加0.18%和0.35%。产量和截获辐射利用率在行距间的差异均达到极显著水平,而播种量之间没有表现出显著差异,播种量和行距之间也没有明显互作效应。由此说明:调整行距对产量的影响作用大于调整播种量对产量的影响作用。因此,在水肥条件较好的黄淮海平原区小麦生产中,把传统种植行距15~20 cm调整为25~30 cm,播种量在常规播种量的基础上适量增加,可以提高小麦单产与辐射资源利用潜力。     

旧膜再利用方式对旱地胡麻干物质生产及水分利用效率的影响

为寻求地膜覆盖后旧膜再次利用的有效方式,探讨旧膜再利用后旱地胡麻的增产机理,在大田环境下,比较了旧膜直播(T1)、旧膜覆土直播(T2)、旧膜秸秆双重覆盖播种(T3)、春天揭旧膜覆新膜播种(T4)、秋后整地覆新膜春天播种(T5)及露地播种(T6,CK)6种处理方式对旱地胡麻生育进程中土壤水分、叶面积、干物质积累与分配、籽粒产量及水分利用效率的影响。结果表明:全地膜覆盖作物收获后旧膜继续留至翌年,仍具有一定的保墒和增温效应,光合面积和光合同化产物的积累量增加。不同旧膜再利用方式的保墒效果主要表现在胡麻现蕾期前,保证了胡麻全苗、壮苗,叶面积对旧膜再利用方式的响应基本与之一致,各处理均高于CK,且以T4处理均在枞形期及现蕾期效果最优,而开花期以T5处理居高。干物质积累量在生育前期T4处理较高,而生育后期T5处理居高。T4和T5处理成熟期干物质积累量、籽粒干物质分配量和分配比例及花后干物质同化量对籽粒的贡献率均高于CK,降低了干物质在主茎+分枝+果壳中的分配比例,T1、T2、T3介于T4和T5之间。籽粒产量各处理均显著高于CK,T4最高,达1 509.52 kg.hm 2,其余依次为T5、T1、T2、T3和T6,分别为1 370.77 kg.hm 2、1 171.84 kg.hm 2、1 158.47 kg.hm 2、1 011.36 kg.hm 2和620.52 kg.hm 2;水分利用效率与产量变化趋势基本一致,相应各处理分别比CK增加153.63%(T4)、129.82%(T5)、97.49%(T1)、85.71%(T2)和64.41%(T3)。说明春天揭旧膜覆新膜播种方式是兼顾保水高产的最优胡麻耕作方式,适宜在旱作农业区推广应用。     

华北平原不同等级干旱对冬小麦产量的影响

华北平原是中国重要的粮食生产基地,其中冬小麦播种面积和产量均居中国首位,在国家粮食安全中具有重要作用,干旱是影响该区域冬小麦产量的最主要农业气象灾害。该研究基于华北平原44个气象站点1981—2017年的逐日气象数据以及作物、土壤和田间管理资料,以作物水分亏缺指数为农业干旱指标,基于调参验证后的农业生产系统模型(Agricultural Production Systems Simulater,APSIM),评估了冬小麦生长发育中后期各生育阶段不同等级干旱对冬小麦单产和总产的影响。结果表明,冬小麦拔节-开花和开花-成熟阶段干旱造成冬小麦减产率空间上均呈北高南低的分布特征,且开花-成熟阶段干旱引起的减产率(26.8%)高于拔节-开花阶段干旱引起的减产率(19.1%),区域间比较均表现为干旱对京津冀地区冬小麦单产影响最大,对河南省冬小麦单产影响最小;随着干旱等级的加重减产率增大,开花-成熟阶段轻旱、中旱和重旱的减产率分别为16.5%、32.8%和44.9%,拔节-开花阶段轻旱、中旱和重旱的减产率分别为10.3%、18.8%和28.6%。结合冬小麦实际播种面积得到各生育阶段干旱对总产的影响,区域间比较均表现为干旱对山东省冬小麦总产影响最大,对河南省冬小麦总产影响最小。     

地膜覆盖与常规灌溉对冬小麦耗水特征和产量的影响

为了进一步明确地膜覆盖的农业生产潜力,本研究在北京市昌平区小汤山镇国家精准农业示范基地(40°10′33.26″N,116°23′37.07″E)设计4个试验处理[T1:地膜覆盖(在传统地膜覆盖的基础上膜上覆盖1 cm土层)+不灌水;T2:无地膜+冻水;T3:无地膜+冻水+拔节水;T4:无地膜+冻水+拔节水+开花水],利用称重式蒸渗仪研究该种地膜覆盖下的冬小麦耗水特征和产量形成机制。结果表明,4种处理的累计蒸散量随着播种天数而呈现三次多项式动态方程,且4种处理的绝对系数R20.99,拟合性较高。T1、T4的土壤?作物系数(Kc)最大理论值与实际最大值均出现在抽穗期,而T2、T3出现在拔节期,且4种处理的Kc随播种天数呈二次方程,绝对系数R20.70(T2为0.69)。从阶段耗水量看,播种—拔节期,T1显著低于T2(T3/T4);拔节—成熟期,T1与T2差异不显著,但均显著低于T3和T4处理(P0.05);在孕穗—开花和开花—成熟期,T1比T2分别增加了3.10 mm和21.43 mm的耗水量(P0.05);生长后期,增加了对50~100 cm土层的水分消耗。从蒸散速率及Kc看,T1的蒸散高峰值高于T2,但低于T3和T4;T1的冬后蒸散高峰最大值出现时间(播后215 d)晚于T2、T3和T4(播后194 d);T1的Kc最大值出现时间与T4相同(播后214 d),但晚于T2、T3(分别为播后200 d、199 d)。与T2、T3相比,T1增加了旗叶叶片水势,延缓了叶片衰老,而且土壤表层(0~5 cm)的温度增加了0.5℃,但增加不显著,这利于降低棵间的土壤蒸发。从产量与产量构成及水分利用效率看,T1的穗粒数和千粒重高于T2和T3,低于T4,但差异不显著;T1产量与T2和T3差异不明显,但显著低于T4,水分利用效率显著提高了22.6%(P0.05)。上述结果表明,在底墒水充足的条件下,地膜覆盖可代替冻水、拔节水的作用,通过减少前期土壤蒸发,为冬小麦生长后期节省大量水分,在保证产量的前提下降低冬小麦全生育期耗水量,提高作物水分利用效率。     

调亏微喷灌对高寒荒漠区人工草地产量、品质及水分利用的影响

为获得高寒荒漠区兼顾牧草产量和品质的较优灌水调控模式,推动微喷灌和调亏灌溉技术在人工草地生产中的应用,采用大田试验对比分析了2种种植模式(燕麦单播和燕麦+箭筈豌豆混播)与7种水分调控(拔节期轻度亏水65%～75%,拔节期中度亏水55%～65%,拔节期重度亏水45%～55%,开花期轻度亏水65%～75%,开花期中度亏水55%～65%,开花期重度亏水45%～55%,以全生育期充分灌水75%～85%为对照)对牧草产量、品质(茎叶比、粗蛋白含量与产量、酸性洗涤纤维ADF含量和中性洗涤纤维NDF含量)和水分利用效率的影响,并采用AHP层次分析法和熵权法对牧草多指标赋权,基于TOPSIS模型构建评价体系,以筛选较优水分调控模式。结果表明:(1)随水分亏缺程度的加剧,牧草产量呈降低趋势,同一灌水条件下,燕麦+箭筈豌豆混播的干草产量(7 811.1～14 490.1 kg/hm~2)高于燕麦单播(7 022.3～12 242.7 kg/hm~2)。(2)同一种植模式下,随灌水亏缺程度的提高,NDF和ADF含量呈先减小后增大的趋势,粗蛋白含量、产量和牧草WUE、IWUE呈先增大后减小的趋势。(3)综合评价得出,燕麦+箭筈豌豆混播在拔节期充分灌水+开花期中度亏水条件下可获得较优的节水增产提质效果(干草产量、粗蛋白含量、WUE和IWUE分别为14 330.2 kg/hm~2,10.66%,31.49 kg/(hm~2·mm)和80.96 kg/(hm~2·mm)),是高寒荒漠草原区微喷灌人工草地适宜的生产管理模式。     

黄淮地区稻茬小麦超高产群体特征研究

为探讨黄淮地区稻茬小麦超高产(9 000 kg·hm-2)群体的生长发育特性,以该区域推广面积较大的半冬性小麦品种‘连麦6号’、‘济麦22’和‘烟农19’为材料,在试验总结出包括基本苗调控和氮肥运筹等一套适宜黄淮地区稻茬麦超高产栽培技术的基础上,建立稻茬小麦高产和超高产群体,对其系列生育、生理特性以及产量要素进行调查分析。结果表明,与高产小麦群体(产量为7 380~7 889 kg·hm-2)相比,超高产(9 000 kg·hm-2)小麦群体单位面积穗数差异不显著,但穗粒数和千粒重显著增加;超高产小麦抽穗前茎蘖数较高产群体少,但分蘖成穗率较高;超高产群体小麦的叶面积指数,生育前期较高产群体低,抽穗后则显著高于高产群体,两者干物质积累生育前期无明显差异;超高产小麦抽穗期、乳熟期与蜡熟期的根冠比、根系伤流量均显著高于高产群体;超高产小麦粒叶比、茎鞘物质运转率和收获指数均高于高产群体。因此,本文提出了黄淮地区稻茬小麦超高产(9 000 kg·hm-2)群体的产量结构与群体指标:单位面积穗数(700±20)×104·hm-2,每穗实粒数32,千粒重42 g,茎蘖成穗率45%;抽穗期叶面积指数6.5~7.0;成熟期总干重20 700 kg·hm-2,粒叶比14 mg·cm-2;抽穗期根冠比0.28,根系伤流量7.1 g·m-2·h-1;收获指数0.45。     

播期、播量对旱作小麦‘小偃60’生长发育、 产量及水分利用的影响

在旱作条件下,探讨播期及播量对小麦新品系‘小偃60’群体性状、产量及水分利用的影响,可为小麦适雨栽培提供技术依据。试验于2014—2015年在中国科学院南皮生态农业试验站进行,自10月15日至11月14日,每6 d设置一个播期,共设6个播期(T1~T6),设播量不变(B1)和逐期增加播量(B2)两个处理:B1为300 kg·hm~(-2),T1到T6播量相同;B2为随播期推迟播量逐期增加,每推迟1 d增加7.5 kg×hm~(-2),各播期的播量分别为300 kg·hm~(-2)(T1)、345 kg·hm~(-2)(T2)、390 kg·hm~(-2)(T3)、435 kg·hm~(-2)(T4)、480 kg·hm~(-2)(T5)和525 kg·hm~(-2)(T6),研究了不同播期和播量下‘小偃60’群体性状、产量及水分利用的变化规律。试验结果表明:1)随播期推迟,出苗时间延长、生育期推迟,全生育缩短;播量对生育期无显著影响。2)随播期推迟,出苗率和单株成穗数逐渐降低;播量增加,基本苗及穗数提高。3)随播期推迟,株高和生物量降低;播量增加,生物量提高,株高无显著变化。4)随播期推迟,籽粒产量下降;逐期增加播量后,11月2日前籽粒产量可达6 600 kg×hm~(-2)以上且无显著差异。5)若随播期推迟增加播量,前4个播期产量、水分利用效率无显著变化,皆达29 kg×hm~(-2)×mm-1以上。研究结果表明,‘小偃60’是一个播期宽泛的品种,随播期推迟产量下降,但在一定播期范围内通过增加播量,提高群体(穗数),可以获得与适时播种相近的产量,播量与播期推迟天数的理论关系为y=0.368 2x2+1.193 9x+316.7(R~2=0.983 9)。