不同栽培模式及施氮对半旱地冬小麦/夏玉米氮素累积、分配及氮肥利用率的影响

在陕西关中地区进行田间试验,研究了不同栽培模式、施氮量对夏玉米和冬小麦地上部分氮素的累积、分配和利用效率的影响。结果表明: 垄沟栽培模式显著增加了成熟期夏玉米的氮素累积总量及各个器官的氮素累积量,其余处理下成熟期夏玉米和冬小麦的氮素累积量差异未达显著水平; 不同栽培模式下,小麦的各器官除叶片的氮素累积量差异达显著外,其余器官的氮素累积量均未达到显著水平; 不同栽培模式下,小麦各器官对子粒氮素的贡献为垄沟常规覆草控水; 与不施氮肥相比较,施氮处理（N 120 kg/hm2和N 240 kg/hm2）显著增加了作物氮素累积量; 两个施氮肥水平相比,高氮处理显著提高氮素累积量,但小麦花后营养器官氮素向子粒转运和分配两个水平间无显著差异; 随着氮肥用量的增加,氮肥利用效率和氮肥农学效率均呈现降低趋势。     

不同栽培模式和施肥方法对旱地冬小麦氮素吸收运转的影响

通过田间试验研究了旱地不同栽培模式和施肥方法下冬小麦氮素吸收运转的特点。结果表明,与平作相比,垄沟栽培明显降低了开花期地上部分的氮素累积量,但显著增加了成熟期地上部分和子粒的氮素累积量;垄上覆膜有增加开花和成熟期地上部及子粒氮素累积的作用。从花后氮素转运与吸收情况看,垄沟栽培花后累积氮量及其对子粒的贡献率显著高于平作,但其转运氮贡献率显著低于平作;垄上覆膜有较高的氮素转运量和花后累积量。垄下施肥地上部和子粒的氮素累积量比常规施肥分别高1.47和1.75.mg/stem,差异达显著水平。     

垄沟覆膜栽培下密度和氮肥对冬小麦个体与群体关系的调控效应

采用二元二次正交旋转组合设计,通过田间小区试验研究了垄上覆膜垄沟栽培下播种量和施氮量对冬小麦品种"小偃22"个体与群体关系的影响。结果表明,垄沟覆膜栽培下,适当提高播种量可以增加冬小麦基本苗数、冬前分蘖数、总分蘖数及群体大小。高密度低肥有利于冬前分蘖,反之则有利于春季分蘖;适当增加施肥量可以提高单位面积穗数和分蘖成穗率。低密度处理有利于小麦单株子粒产量形成;适量种植密度下的个体优势可以弥补群体不足的缺陷。播种量与施氮量对冬小麦群体子粒产量有明显的调节作用,氮肥对冬小麦群体产量的影响大于种植密度。常规栽培的小麦群体大小及成穗数均高于垄沟栽培;但单株产量低于垄沟栽培。只有协调好个体与群体子粒产量的关系,才能更好地发挥肥料和密度的增产效应。在供试条件下,适宜的播种量为98～127 kg/hm2,施氮量为N 202～227kg/hm2;当施肥量为N 223 kg/hm2,播种密度为102 kg/hm2时,最高产量可达3851.68 kg/hm2。     

密度对垄沟覆膜集雨冬小麦产量的影响

通过大田试验研究了垄沟覆膜集雨种植模式中,冬小麦种植密度对产量的影响。试验设有一种类型的垄沟覆膜集雨,其沟宽和垄宽均为60 cm,有高、中、低3种种植密度,高密度每沟种植4行,中密度每沟种植3行。结果表明:垄沟覆膜集雨具有促进冬小麦生长和增加产量的作用。垄沟覆膜集雨在低密度条件下的单株分蘖数、地上生物产量和产量都最高。垄沟覆膜集雨中密度和高密度条件下,种内竞争激烈,易导致中行小麦分蘖死亡较多,使中行的成穗率降低,这也是垄沟覆膜集雨中密度和高密度冬小麦产量较低的主要原因。     

氮肥调控与地膜覆盖对晋南旱地小麦产量及氮肥利用效率的影响

为明确在氮肥调控和地膜覆盖措施下冬小麦的产量形成变化规律和氮肥利用效率情况以及为晋南旱地小麦减少氮肥施用量及提高产量提供理论依据,于2017～2019年在晋南旱地小麦种植区设置农户种植模式(T1)、测土配方施肥模式(T2)、测土配方+垄膜沟播模式(T3)、测土配方+全膜穴播模式(T4)和不施肥(CK)5个处理,具体分析了在氮肥调控与地膜覆盖条件下连续2年的冬小麦群体动态、干物质量积累和产量情况以及氮肥利用效率。结果表明:(1)T2在2年总施氮量减少23%的情况下,收获期冬小麦的群体总茎(穗)数和干物质积累量无显著差异,且产量增加了2.4%,氮肥收获指数提高了6.0%,氮生理效率降低了3.6%,氮肥偏生产力提高了34.4%;(2)在T2基础上进行覆膜种植后,T3和T4较T2可使冬小麦群体结构分别增加5.1%～16.8%和14.3%～30.8%,干物质积累量分别增加5.7%～21.8%和9.3%～31.4%,产量分别增加18.5%和33.6%,氮肥收获指数分别提高3.2%和3.6%,氮生理效率分别降低5.0%和9.7%,氮肥表观回收率分别提高79.7%和198.1%,氮肥偏生产力分别提高18.2%和33.0%。因此,在晋南旱地冬小麦种植区采用测土配方施肥结合地膜覆盖的种植方式,可在保证冬小麦产量的同时减少氮肥施用量,该种植模式可在晋南地区进行推广应用。     

冷型小麦氮素吸收积累特性的研究

2002至2004年,通过田间小区试验,研究了4种施肥条件下(不施肥、单施磷肥、单施氮肥和氮磷配施)冠层温度持续偏低的冷型小麦氮素吸收积累特性。供试小麦品种为小偃6号、陕229、NR9405和9430,前两者为冷型小麦品种,后两者为暖型小麦品种。结果表明,花前冷型小麦叶片具有较高的氮素积累量;花后氮素吸收积累量在单施磷肥、单施氮肥和氮磷配施条件下比暖型小麦分别高168.6%、144.6%和217.4%。成熟期冷型小麦子粒中氮素积累量大,功能叶片中氮素残留量多。冷型小麦叶片较高的氮素含量为维持叶片较高的光合速率奠定了良好的氮营养基础;花后氮素吸收积累量较多的特点,与冷型小麦灌浆结实期具有较高的代谢生理活性,根系吸收氮能力强有密切关系。     

旱地垄沟覆膜栽培对土壤硝酸盐时空分布和玉米产量的影响

通过大田试验,考察了旱地垄沟覆膜栽培对土壤硝酸盐时空分布和玉米生物性状及产量的影响。试验设计了垄沟覆膜、平作不覆膜、平作覆膜和裸地对照4个处理,并对其土壤水分、硝酸盐的时空分布和玉米产量进行研究。结果表明:在整个玉米生长季,垄沟覆膜栽培模式下土壤0~40 cm土层含水量显著高于平作不覆膜;NO_3~--N主要集中在0~40 cm土层,且垄沟覆膜-垄上NO_3~--N表聚现象比其它处理更明显,10 cm处垄上NO_3~--N含量是沟内的1.6倍、平作不覆膜的2倍;垄沟覆膜和平作覆膜比平作不覆膜处理单株干物质量分别增加了36.15%、16.11%;单株含氮量分别增加了13.97%、3.59%;垄沟覆膜产量高于其他处理。垄沟覆膜栽培能够在保持作物生长状况良好,获得较高产量的同时,增加作物对氮素的吸收利用,同时增加NO_3~--N的表层累积,将其保持在根区,从而降低了NO_3~--N淋洗的发生,降低环境风险,是旱区获得经济和环境双重效益的玉米栽培模式。     

腐植酸与氮肥配施对冬小麦氮素吸收利用及产量的影响

研究腐植酸与氮肥配施对冬小麦产量、氮素吸收及经济效益的影响,可为提高氮肥的增产效益,减少氮肥对生态环境的污染提供理论指导。在河南褐土区冬小麦-夏玉米轮作制度下,于2014年开始在河南省南阳市卧龙区开展田间定位试验,共设置单施磷钾肥、常规施肥、单施腐植酸、常规施肥+腐植酸、常规施肥减氮15%+腐植酸、常规施肥减氮30%+腐植酸6个处理,分析不同氮肥与腐植酸配施下冬小麦产量和氮肥利用的特征。结果表明,腐植酸与氮肥配施可以有效提高冬小麦的产量及其构成要素,促进植株对氮素的累积,提高氮肥利用率。其中,常规施肥减氮15%+腐植酸处理下冬小麦产量、籽粒氮含量、籽粒氮累积量、地上部总氮累积量、氮肥利用效率和纯收益均增加,与常规施肥相比,冬小麦产量增加4.96%,氮肥利用效率增加23.42%,纯收益增加2.18%。常规施肥减氮30%+腐植酸条件下冬小麦产值和收益降低。因此,在施用腐植酸的基础上,配施适量氮肥才能获得较高的产值和收益。常规施肥减氮15%+腐植酸是本研究区域最佳的施肥模式,对实现现代化农业生产的高产高效、资源节约和生态环境保护具有重要意义。     

不同施肥条件下覆膜对玉米干物质积累及吸磷量的影响

为了探明覆膜对不同施肥条件下玉米生长及磷素吸收的影响,采用田间试验法,研究了覆膜对不同施肥条件下玉米全生育期干物质积累、地上部磷含量、吸磷量、磷分配以及磷收获指数的影响。结果表明:1）覆膜处理能够显著增加玉米不同生育期地上部干重,其中苗期和拔节期玉米地上部干重增加幅度最大,达24.9%～126.3%。覆膜对单施磷肥条件下玉米苗期生长的促进作用较明显,而生长后期则对氮、磷、钾配施条件下的促进作用较明显。2）覆膜处理显著提高玉米生长前期,尤其是苗期地上部含磷量、磷素累积量,且单施磷肥处理效果强于其他施肥处理;覆膜后,单施磷肥处理玉米苗期地上部含磷量、磷素累积量分别较不覆膜增加56.3％和253.0％。覆膜对不同施肥条件下玉米磷素收获指数影响不显著。     

垄沟覆膜集雨系统垄宽和密度效应对玉米产量的影响

通过大田试验研究了垄沟覆膜集雨系统中,垄宽和密度效应对玉米产量和水分利用效率的影响。垄沟覆膜集雨系统有30、60 cm 2种垄宽,低、中、高3种玉米种植密度。结果表明,垄沟覆膜集雨能提高土壤含水率和土壤微生物量碳质量分数。随着玉米密度的增加,同一垄宽的垄沟集雨系统中,玉米株高和单株生物量逐渐下降,玉米单位面积生物量逐渐增加。降雨量较少的情况下,60 cm垄宽的垄沟覆膜集雨能显著提高玉米的叶绿素质量分数,但其在高密度条件下却显著降低玉米叶绿素质量分数。高密度条件下,30 cm垄宽的垄沟覆膜集雨处理,由于玉米种内竞争较激烈而导致有机物质向籽粒输入减少,从而引起产量降低。在所有的处理中,高密度、60 cm垄宽的垄沟覆膜集雨种植的玉米产量和水分利用效率最高。     

沟垄覆膜集水模式提高糜子光合作用和产量

探讨沟垄覆膜集水模式对糜子增产效应的机制,为干旱半干旱地区糜子高产栽培提供理论支持。本文采用3a大田定位试验数据,研究沟垄覆膜集水模式对陕北半干旱区糜子光合特性和产量的影响。试验设置了垄宽:沟宽为40 cm∶40 cm(P40)、60 cm∶60 cm(P60)、80 cm∶80 cm(P80)和100 cm∶100 cm(P100)等4种不同的沟垄宽度带型,以露地平播(CK)为对照。在晴朗、无风的气象条件下于上午9:00-11:00测定功能叶净光合速率、气孔导度和胞间CO2浓度,成熟期实测称产。试验结果表明:沟垄覆膜集水模式可以明显提高糜子各生育期的净光合速率和气孔导度,降低胞间CO2浓度;随处理沟垄宽度的增加,同一生长时期糜子的光合速率、气孔导度先升高后降低,胞间CO2浓度先降低后升高;沟垄覆膜集水模式对糜子的主茎节数、穗长、穗分枝和千粒重的影响较小,但可以明显提高糜子的株高和产量;糜子各生育期的光合作用受非气孔因素影响,沟垄覆膜集水模式可以降低非气孔因素对糜子功能叶片光合作用的限制。总之,沟垄覆膜集水模式可以提高糜子功能叶片的光合能力,促进产量形成,其中以处理P60影响最为显著。     

地表覆盖和施氮对冬小麦干物质和氮素积累与转移的影响

在黄土高原南部旱区,通过田间试验研究了地表覆盖在不同氮水平下对冬小麦生长和氮素累积及转移的影响。结果表明,覆膜显著增加冬小麦各生育期干物质的积累,提高干物质转移量或花后干物质累积量;覆草显著增加生长后期干物质累积量,随种植年限的增加,覆草能显著增加冬小麦生物产量和子粒产量,其增产作用与覆膜无显著差异。覆膜亦能显著增加冬小麦各生育期氮素的积累,提高氮素转移量;覆草显著增加了生长后期氮的累积,随种植年限的增加,覆草对地上部吸氮量和子粒吸氮量的影响与覆膜无显著差异。施用氮肥显著增加了各生育期干物质和氮素的累积,促进花后干物质的累积和花前累积氮的再转移,显著提高了冬小麦地上部和子粒吸氮量及生物产量和子粒产量。     

氮磷与有机肥配施对小麦光合作用及产量和品质的影响

研究了氮磷与有机肥配施条件下小麦(陕512品种)不同叶位与茎蘖功能叶光合速率、产量及其构成因素和品质指标的变化。结果表明,不同施肥处理对不同叶位和茎蘖功能叶光合速率有显著的调节作用,处理间、茎蘖间、叶位间功能叶光合速率差异极显著,同时处理与叶位之间的互作对灌浆期功能叶光合速率有极显著的作用。与常规施肥对照相比,氮磷与有机肥配合使用,可显著提高生育后期不同叶位和茎蘖功能叶光合速率,旗叶和倒二叶分别提高30.9%和21.9%;主茎、蘖一和蘖二提高21.8%、36.6%和28.3%;次生根增加12.5%2～8.3%,分蘖增加11.1%2～9.7%,孕穗期单株干物质积累量增加15.5%。同时,子粒品质也显著提高,稳定时间增加80.3%,蛋白质增加4.1%;降落值降低6.1%,吸水率降低7.2%;成穗数增加6.3%,穗粒数降低4.0%,产量增加5.2%。     

Effects of different mulching practices on the photosynthetic characteristics of hot pepper (Capsicum annuum L.) in a greenhouse in Northwest China

Mulching is considered a desirable management technology for improving and stabilizing agricultural crop production. The aim of the present study was to evaluate the effect of different mulching practices on hot pepper (Capsicum annuum L.) performance in terms of leaf photosynthetic capacity, photosynthetic light response (PLR) curves, and growth parameters, under greenhouse conditions. Consequently, field experiments were conducted during the 2011 and 2012 growing seasons in Northwest China using four types of mulching practices (without mulch; wheat straw mulch; plastic film mulch; and combined mulch with plastic film and wheat straw). The results showed that mulching increased the leaf net photosynthesis rate, stomatal conductance to water vapor, intercellular CO₂ concentration, water-use efficiency, and transpiration rate. Mulching significantly affected the PLR curves, and important parameters (such as the apparent quantum yield, maximum net photosynthetic rate, light compensation point, and light saturation point) were all improved under combined mulching conditions when compared with other mulching practices. Therefore, it is inferred that hot pepper leaf photosynthetic capacity and light-use efficiency were significantly improved under combined mulching, and thereby the combined mulching is recommended for hot pepper cultivation in greenhouses due to working well to facilitate soil condition (moisture and temperature), plant growth, and marketable photosynthetic characteristics.     

起垄覆膜栽培技术的增产增效作用与发展

我国北方水资源短缺限制着农业的可持续发展。作物起垄覆膜栽培可以显著提高产量及水分利用效率。本文从起垄覆膜栽培技术的发展与现状、对几种主要作物的增产效果及其原因、未来发展等几个方面进行了综述,期望为推动起垄覆膜技术的进一步发展、缓解北方水资源紧缺提供指导。作物起垄覆膜栽培是垄作与薄膜覆盖的有机结合,是将地面修整成垄台、地膜覆盖于垄台之上,在双垄之间或双垄之上种植作物的一种栽培方式。其增产原因主要包括：1）提高土壤水的有效性。地膜覆盖抑制地表蒸发,通过集雨、水汽凝结提高土壤含水量。2）调节地温。垄作覆膜能够提高土壤温度,尤其是作物苗期的土壤温度,增加出苗率、成苗率,促进作物生长发育;提高昼夜温差,降低高温期地温,有利于作物产量的提高。3）改善土壤理化性质,改善土壤结构,调整土壤酶的活性,为作物生长提供良好的土壤环境。起垄覆膜栽培模式在华北地区未来发展方向：提高农机配套、新型无害地膜应用、构建不同作物技术规程。     

Morphological and physiological characteristics of rice leaves in response to PASP-urea and optimized nitrogen management

Polyaspartic acid (PASP)-urea is known to increase crop yield. Field experiments were conducted to compare the morphological and physiological characteristics of the leaves between plots treated with urea (conventional urea or PASP-urea) and subject to different nitrogen (N) management methods [farmers’ standard fertilization practice (FFP, two splits) or optimized N management (ONM, four splits)] in Sichuan, China, in 2014 and 2015. A no-added-N plot served as the control. Grain yield was significantly associated with increased number of green leaves, total leaf area, chlorophyll concentration of rice leaves after the heading stage, photosynthetic rate per leaf lamina and accumulated temperature of senescence rate acceleration and deceleration. PASP-urea significantly enhanced the photosynthetic capacity of leaves to improve dry matter accumulation rate of the panicle after the heading stage over conventional urea, mainly by increasing the number of green lamina, leaf lamina area, chlorophyll concentration and photosynthetic rate per leaf lamina, as well as delaying senescence of the flag leaf. Compared with FFP, the ONM substantially improved the photosynthetic capacity of leaves to enhance dry matter accumulation rate of the panicle. Therefore, the ONM is a rational approach to applying PASP-urea that can improve grain yield by improving photosynthetic capacity.     

密度与氮肥配合对垄沟覆膜栽培冬小麦干物质累积及产量的影响

为协调冬小麦个-群体间关系,建立适宜的群体结构,充分发挥旱作条件下垄沟栽培优势,以小偃22为材料,采用二元二次旋转组合设计,通过2年田间试验研究了垄沟覆膜、垄下集中施肥模式下种植密度与施氮量对冬小麦个-群体间干物质累积及产量的影响。结果表明,个体干物质累积量随种植密度的增加呈降低趋势。2008～2009年群体干物质累积量随种植密度的增加而减小;2009～2010年群体干物质累积量随种植密度的增加而增加。花期单茎干物质累积量不受施氮量的影响;而成熟期个体干物质累积量随施氮量的增加而增加。冬小麦群体干物质累积量均随施氮量的增加而增加。冬小麦能够通过分蘖调节自身的群体结构,不能盲目的通过增加播种量增加小麦群体密度;适量的增施氮肥有利于个体与群体发育。本试验条件下,冬小麦品种小偃22在中等密度（112 kg/hm2）与较高施氮量（N 201～214 kg/hm2）配置时,个群体关系比较协调,个体发育健壮,群体干物质累积量和产量较高。     

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。