基于旱地小麦高产优质的氮肥用量优化

  【目的】  探讨长期定位施氮条件下小麦产量与籽粒养分含量的变化，及土壤硝态氮、有效磷和速效钾的变化，为旱地小麦合理施用氮肥，保持土壤肥力，提高产量和改善品质提供理论依据。  【方法】  本研究基于2004年在黄土高原开始的长期定位施肥试验，2015—2017连续3年取样，研究了施氮量对土壤硝态氮、有效磷、速效钾含量，小麦氮磷钾素吸收利用，籽粒氮、磷、钾含量，地上部生物量、籽粒产量及其构成的影响。  【结果】  与不施氮相比，长期施氮小麦平均增产67.1%，生物量提高52.0%，收获指数提高9.5%；穗数和穗粒数平均分别提高32.5%和40.0%，千粒重下降7.1%。施氮量与产量、生物量呈抛物线关系，获得最高产量6587 kg/hm2的施氮量为N 215 kg/hm2。籽粒氮含量随施氮量增加而增加，磷含量降低，钾含量变化较小。土壤硝态氮含量与施氮量呈显著正相关，小麦获得最高产量时播前和成熟期硝态氮含量分别为7.2和10.3 mg/kg；有效磷含量随施氮量增加而降低，速效钾含量变化较小。氮收获指数、生理效率、偏生产力、农学效率均随施氮量增加而降低。  【结论】  综合考虑小麦的籽粒产量和籽粒关键养分含量，研究区域旱地冬小麦产量目标应为6300 kg/hm2，施氮量为N 150 kg/hm2、施磷量为P₂O₅ 100 kg/hm2，播前或收获期表层 (0—20 cm) 土壤硝态氮保持在6.0～8.0 mg/kg、土壤有效磷12.0～15.0 mg/kg、土壤速效钾139～140 mg/kg。     

提高糯高粱干物质和氮素积累、转运及利用效率的适宜密度和施氮量

  【目的】  种植密度和施氮水平影响着作物的干物质和氮素积累转运及利用效率。研究糯高粱的适宜密度和氮肥水平组合,为贵州高粱绿色高效发展提供技术支撑。  【方法】  以贵州糯高粱品种红缨子为研究对象,2017和2018年在贵州省仁怀市开展裂区设计的田间试验。主区为密度,设置低(9×104株/hm2)、中(11.25×104株/hm2)、高(13.5×104株/hm2) 3个水平;副区为氮肥用量,设施N 0、120、240、360 kg/hm2 4个施氮水平,分别代表不施氮和低、中、高氮水平。在开花期和成熟期,取样测定糯高粱不同部位干物质积累量和氮含量,成熟期测产。  【结果】  糯高粱产量在中密度和中等氮水平下达到最大,分别为4805和4768 kg/hm2。中、高密度处理较低密度处理的平均单位面积有效穗数分别增加了24.93%和51.13%;施氮处理较N₀处理增产主要是单位面积有效穗数、千粒重、穗长的同步提高。种植密度和施氮量的增加可显著提高糯高粱的干物质(氮素)积累总量、转运量、转运率及贡献率;糯高粱的氮肥利用率、表观回收率、农学效率、偏生产力及氮素生理效率在中高密度下增加显著,同一密度下随施氮量增加逐级递减。种植密度(D)、氮肥水平(N)与产量(Y)之间的关系为Y=2169.72D+7.14N–94.52D2–0.016N 2+0.059DN–8198.737,达到最高产量7720.92 kg/hm2的种植密度和施氮量分别为11.53×104 株/hm2和 234.29 kg/hm2。  【结论】  适宜的种植密度和氮肥水平可显著提高贵州糯高粱的产量,促进干物质、氮素的积累和转运,氮肥利用效率的提高。在本试验条件下,糯高粱的适宜种植密度为11.53×104株/hm2、适宜施氮量为234 kg/hm2。     

二十一个高粱品种的产量品质及再生力比较研究

对二十一个不同来源的高粱品种进行头季—再生季产量评价和品质分析,以期筛选出适宜西南地区再生生产的优质高粱品种。结果表明,不同品种间头季和再生季的穗粒重、产量有显著差异,杂交高粱两季产量明显高于常规高粱;高粱再生季蛋白质、淀粉含量高于头季,脂肪含量低于头季,杂交高粱单宁含量高于头季,常规高粱单宁含量低于头季;川糯粱1号、晋渝糯3号、金糯粱1号两季丰产性好、品质优,可作为西南地区再生高粱的生产品种推广。     

种植密度和施氮量对不同株高夏玉米产量和氮素利用的影响

【目的】 本研究旨在探讨不同株高夏玉米产量和氮素利用对种植密度和施氮量的响应。 【方法】 以矮秆玉米品种登海 661 (DH661)、中秆品种郑单 958 (ZD958) 和高秆品种鲁单 981 (LD981) 为试验材料,在大田条件下设置 2 个种植密度 (67500 和 82500 plant/hm2) 和 3 个施氮量 (N 0、180 和 270 kg/hm2),以不施氮为对照,研究种植密度和施氮量对不同株高夏玉米氮素吸收与利用特性的影响。 【结果】 在密度为 82500 plant/hm2 条件下,品种 DH661、ZD958 和 LD981 的籽粒产量分别较 67500 plant/hm2 分别提高 5.0%、10.2% 和 12.5%;施氮 180 和 270 kg/hm2 处理 DH661、ZD958 和 LD981 的籽粒产量差异不显著。高密度条件下 (82500 plant/hm2),施氮 270 kg/hm2 时 DH661 氮素转运效率和转运氮贡献率较 180 kg/hm2 显著降低,ZD958 和 LD981 变化不显著;低密度条件下 (67500 plant/hm2),施氮 270 kg/hm2 时 DH661 和 ZD958 氮素转运效率和氮素转运贡献率较 180 kg/hm2 显著提高,LD981 的则显著降低。DH661 的氮素利用效率较 ZD958 和 LD981 分别提高 7.4% 和 39.1%,LD981 的氮素吸收效率较 ZD958 和 DH661 品种分别提高 18.9% 和 25.0%。 【结论】 在低密度 67500 plant/hm2 条件下,增施氮肥,矮秆和中秆品种的氮素转运效率和氮素转运贡献率显著降低,而高秆品种的则提高。高密度 82500 plant/hm2 条件下,增施氮肥,矮秆品种氮素转运效率和氮素转运贡献率显著降低,中秆和高秆品种的无显著变化。      

旱地高产小麦品种籽粒氮含量差异与氮磷钾吸收利用的关系

【目的】 调查高产小麦品种籽粒氮含量差异,探讨引起籽粒氮含量差异的主要农学和营养学因素,对于品种选育和优化养分管理,提高旱地小麦产量与营养品质有重要意义。 【方法】 于2013—2016年,以我国不同麦区的123个小麦品种为供试材料,在陕西渭北旱塬连续三年开展田间试验。设置施肥 (N 150 kg/hm2、P₂O₅ 100 kg/hm2) 和不施肥对照两个处理,收获后测产。在产量高于平均值的品种中,籽粒含氮量列前10名的定义为高氮品种,后10名的为低氮品种。分析了高产小麦品种植株和籽粒氮、磷、钾含量,干物质累积,产量构成及氮磷钾吸收利用的关系。 【结果】 小麦籽粒含氮量与产量呈极显著负相关,高产品种平均产量为6.9 t/hm2,籽粒产量每增加1000 kg/hm2,含氮量平均降低1.1 g/kg。高产品种间籽粒氮含量差异显著,高氮品种的籽粒含氮量平均分别为24.2 g/kg,低氮品种平均为19.4 g/kg,相差24.7%。两组品种的产量、生物量和产量构成因素差异均不显著,高氮品种的产量、生物量、收获指数、穗数和穗粒数对氮肥响应更敏感,施肥后分别显著增加70.0%、60.2%、9.8%、51.6%和14.3%,高氮品种营养器官含氮量较高,施肥后可显著增加150.0%;高、低氮品种籽粒的磷钾含量无显著差异,施肥后钾含量增加幅度均大于磷含量增加。高氮品种施肥后地上部氮、磷吸收量高于低氮品种,籽粒积累量增加幅度高于营养器官;籽粒钾吸收量无论施肥与否均显著低于低氮品种。施肥后,高氮品种地上部氮磷钾吸收量增幅高于低氮品种,营养器官的增幅高于籽粒。两类品种的氮磷收获指数无显著差异,但高氮品种的钾收获指数三年平均显著低于低氮品种。 【结论】 旱地土壤养分供应充足条件下,高产小麦高、低籽粒氮品种的产量、穗数、穗粒数和千粒重均无显著差异,但高籽粒氮品种对施肥响应更敏感。高产小麦品种间籽粒氮含量存在显著差异,高氮品种的籽粒含磷量高,含钾量低。施肥后,高氮品种的籽粒氮含量提高,磷、钾含量降低。高氮品种具有较高的地上部氮磷钾吸收量,但其向籽粒的转移能力并无优势。因此,在高产优质品种选育中,应进一步提升品种的氮磷钾收获指数,促进养分向籽粒分配,同时生产中需优化肥料投入,促进籽粒氮磷钾吸收与利用,实现产量和籽粒氮磷钾含量同步提高。      

不同生态条件下氮高效水稻品种干物质积累和产量特性

  【目的】  研究生态条件和施氮水平及其互作对氮高效水稻品种干物质积累、物质转运和产量的影响,为不同稻区不同施氮水平下选择适宜的水稻品种提供科学依据。  【方法】  本试验于2019年在四川省大邑县(弱光寡照)和云南省永胜县(光温充足)两个生态点进行,以西南地区大范围种植的10个水稻品种为供试材料,采用两因素裂区设计,主区为不施氮(N0)、低氮120 kg/hm2 (N120)和高氮180 kg/hm2 (N180) 3个施氮水平,副区为10个品种。分别于拔节期、抽穗期和成熟期测定干物重,计算不同时期干物质积累和转运量,于收获后测定水稻产量。  【结果】  水稻产量和干物质生产特性为生态条件、施氮水平、品种及其互作效应共同作用的结果。大邑生态点宜香优1108在N120下的产量比N180提高4.68%,永胜点德优4923在N120施氮水平下的产量比N180提高113.4 kg/hm2,结合产量和GGE模型分析,大邑生态点宜香优1108为低氮高效型,晶两优534和F优498为高氮高效型;永胜点德优4923为低氮高效型,中优295和丰优香占为高氮高效型。氮高效水稻干物质积累和转运特征因生态条件和施氮量的变化而变化。大邑低氮高效型品种产量主要来自拔节前干物质的积累和抽穗前光合产物的转化,产量优势在于足量的单位面积有效穗数,移栽至拔节期的群体生长率与产量(r=0.70**)和有效穗数(r=0.41*)呈显著正相关;大邑生态点高氮高效型品种抽穗至成熟期群体生长率和穗后干物质积累量对籽粒的贡献率明显高于其它品种,产量与抽穗至成熟期群体生长率(r=0.56**)和穗后干物质积累量对籽粒的贡献率(r=0.37*)呈显著正相关关系;永胜低氮高效型品种干物质积累特征在于拔节至抽穗期群体生长率和穗前干物质转化对籽粒的贡献率较高,千粒重较同处理平均值提高13.61%;永胜高氮高效型品种具有拔节至抽穗期高群体生长率的物质生产特性,产量优势在于较高的每穗颖花数,该点拔节至抽穗期群体生长率与产量(r = 0.60**)和每穗颖花数(r = 0.68**)均呈极显著正相关关系。  【结论】  在大邑等弱光寡照地区,低氮高效型品种应保证前期较高的生长速率和穗前干物质转化对籽粒的贡献率;高氮高效型品种应保持抽穗后高群体生长率并增加穗后光合产物的积累。在永胜等光温充足地区,拔节至抽穗期较高的群体生长率是低氮高效型和高氮高效型品种共同的物质生产特征。     

秸秆还田下寒地水稻实现高产高氮肥利用率的氮肥运筹模式

  【目的】  秸秆还田是东北寒地水稻种植区培肥土壤的重要措施,研究调整水稻基蘖氮肥与穗氮肥比例,为促进寒地水稻氮肥的合理施用提供科学依据。  【方法】  田间试验于2016、2017年在吉林省进行,供试水稻品种为吉粳511。上一季水稻收获后,秸秆9000 kg/hm2粉碎至10 cm左右,翻压还田。在总施氮 (N) 量200 kg/hm2不变的前提下,设置5个基蘖肥与穗肥比例处理5∶5 (N 5∶5)、6∶4 (N 6∶4)、7∶3 (N 7∶3)、8∶2 (N 8∶2) 和9∶1 (N 9∶1),以不施氮肥 (N0) 为对照。在水稻6个生育期调查植株生物量和氮素含量,成熟期测定产量及产量构成因素。计算了氮素积累与转运特征,以及氮素利用效率。  【结果】  与N0处理相比,施氮提高了水稻穗数、穗粒数和结实率,进而显著提高了产量,以N 8∶2处理的水稻产量最高。水稻返青期至拔节期,氮积累量随基蘖氮肥占总施氮量比例的增加而增加,而齐穗期至成熟期阶段则表现为随基蘖氮肥占总施氮量比例的增加先增后减,氮素积累总量以N 8∶2处理最高。施氮显著提高了氮素转运量和齐穗后积累氮素对籽粒氮积累量贡献率,其中氮素转运量随基蘖氮肥占总施氮量比例的增加而增加,而齐穗后积累氮素对籽粒氮积累量贡献率随基蘖氮肥占总施氮量比例的增加先增后降,以N 8∶2处理最高。随基蘖氮肥占总施氮量比例的提高,氮素回收率、农学利用率、偏生产力和生理利用率均呈现先增后减趋势,均以N 8∶2处理最高。相关分析结果表明,水稻齐穗期前后氮素积累量与水稻产量均呈显著或极显著正相关 (r = 0.8943～0.9476),其中水稻齐穗后氮积累量与产量的相关性高于齐穗前。  【结论】  在秸秆还田条件下,基蘖氮肥与穗氮肥比例为8∶2最有利于提高水稻齐穗期至成熟期氮积累量,促进氮素向籽粒的转运,使水稻产量和氮素利用效率协同提高。因此,在本试验条件下,总施氮量200 kg/hm2,基蘖肥与穗肥比例为8∶2的施氮制度是优化水稻氮素积累特性及获得高产的理想运筹模式。     

减量施氮协同提升强筋小麦产量和品质

  【目的】   通过逐年精准缩小施氮量梯度,研究减量施氮对强筋小麦产量及籽粒品质的影响,探明实现产量品质协同稳定的适宜施氮量。   【方法】   于2016—2019连续3年以强筋小麦藁优2018、师栾02-1、石优20为试验材料,在0～480 kg/hm2范围内,分年度设计逐年递减的施氮梯度,分别为120、60和30 kg/hm2,研究强筋小麦产量和籽粒品质对减量施氮的响应及最适施氮量。   【结果】   在施氮0～240 kg/hm2范围内,增施氮肥可显著提高强筋小麦产量;施氮240～360 kg/hm2范围内,各氮肥处理间小麦产量无显著差异;施氮360～480 kg/hm2范围内小麦产量显著降低。3个年度各施氮处理下均以石优20产量最高。施氮肥0～360 kg/hm2有利于单位面积穗数和穗粒数的提高,不利于千粒重提高,施氮240 kg/hm2可实现产量三因素协调平衡,且氮肥农学效率最高。除容重、硬度外,不同年度间,其他品质指标均随着施氮量增加而提高,其中沉淀值、湿面筋含量和面团稳定时间受氮肥影响较大,对氮肥更为敏感。品种间结果比较表明,师栾02-1的品质总体上较好,其籽粒蛋白质含量、湿面筋含量、面团稳定时间和面包体积显著高于藁优2018和石优20;此外,氮肥对3个强筋品种主要品质指标的调控效应相近。   【结论】   在河北省种植藁优2018施氮270 kg/hm2、师栾02-1和石优20施氮210～240 kg/hm2,即能够满足该品种产量和品质协同改善的需求,保证强筋小麦达到高产优质高效的目的。      

浅埋滴灌下不同施氮量对玉米产量和花后氮代谢的影响

  【目的】  研究浅埋滴灌下不同施氮量对玉米产量和花后氮代谢的影响,为西辽河平原玉米丰产与氮素资源高效管理提供理论依据。  【方法】  玉米浅埋滴灌水肥一体化定位试验在内蒙古自治区通辽市科尔沁区农业高新科技示范区连续进行了3年。设置N 0、150、210和300 kg/hm2 4个处理,分别记为N0、N150、N210和N300。完熟期测定玉米植株氮含量、干物质积累量和产量及产量构成因素,开花期至成熟期定期取样测定氮代谢相关酶活性、光合氮素利用效率和非结构性碳水化合物含量。  【结果】  N300处理与N210处理3年玉米产量差异不显著,但显著高于N150处理;N300、N210处理玉米穗粒数、千粒重无显著差异,但均显著高于N150处理,穗粒数较N150处理分别提高15.70%、10.85%,千粒重分别提高了9.78%、5.82%。N210处理氮肥偏生产力、氮肥农学效率、氮肥生理利用率和氮素吸收效率均高于N300处理,3年平均较N300处理分别提高37.01%、29.84%、10.10%和28.89%。N300处理花后氮素积累量高于N210处理,但二者转运量差异均不显著。N300处理与N210处理花后氮代谢酶活性、光合氮素利用效率和非结构性碳水化合物含量的差异均不显著,且二者均显著高于N150处理,其中氮代谢酶活性和光合氮素利用效率的差异在花后10天开始显现,非结构性碳水化合物含量差异的显著变化则在花后30天开始。  【结论】  西辽河平原灌区玉米浅埋滴灌水氮一体化条件下,施氮210～300 kg/hm2增加了植株氮素吸收转运,提高了氮素利用效率,增强了花后氮代谢酶活性和保持了花后氮素光合生产能力,进而促进产量提高。施氮量210 kg/hm2与300 kg/hm2之间没有显著产量差异,但前者氮肥利用效率显著增加,因此,施氮量210 kg/hm2是较为经济合理的施氮量。     

施氮量对穗期高温胁迫下玉米叶片光合生理及产量的影响

  【目的】  探究不同施氮量对玉米穗期高温胁迫下光合生理及产量的影响,为合理施氮实现玉米抗逆稳产提供理论依据。  【方法】  2020—2021年开展人工模拟高温田间试验。以耐热型品种郑单958 (Zhengdan 958) 和热敏感型品种先玉335 (Xianyu 335) 为材料;设置3个施氮量,分别为低氮 (N 90 kg/hm2,N90)、中氮 (N 180 kg/hm2,N180) 和高氮 (N 270 kg/hm2,N270)。在玉米第11片叶展开期至抽雄期进行高温处理 (HT),分别持续12天 (2020年) 和9天 (2021年),以田间自然生长的植株为对照 (CK),处理期间高温和对照的日最高温度均值分别为41.9℃、35.9℃ (2020年) 和40.8℃、37.7℃ (2021年),昼夜温差均值分别为19.3℃、13.0℃ (2020年) 和18.1℃、14.8℃ (2021年),调查两个品种穗位叶的光合色素含量、光合参数、叶绿素荧光参数、光合酶活性、籽粒产量及产量构成因素,分析温度、品种和施氮量三者之间的互作效应。  【结果】  1) 高温胁迫提高了两个玉米品种穗位叶的磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶 (PEPCase) 和核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶 (Rubisco) 活性,降低了穗位叶光合色素含量、净光合速率 (P_n)、叶绿素荧光参数和产量,高温对热敏感型品种先玉 335的影响大于耐热型品种郑单 958。 2) 在对照条件下,两个品种的光合色素含量、P_n、最大光化学效率 (F_v/F_m)、PEPCase活性、Rubisco活性、籽粒产量及产量构成因素随着施氮量的增加而增加;在高温条件下,则随施氮量增加呈先升后降趋势,均以N180处理最高。3) 品种、温度、施氮量及温度×施氮量的互作效应对光合性能指标和产量均具有极显著影响 (P<0.01)。与对照相比,高温条件下3个氮肥用量中N270处理的各项指标降幅最大,说明在高温条件下高氮加剧了玉米穗位叶光合性能减弱,加深了高温危害,且先玉 335表现更明显。4) 相关分析表明,两个品种的产量与穗粗、穗粒数、光合色素含量、P_n、F_v/F_m、实际光化学效率 (YⅡ)、表观电子传递速率 (ETR) 和光化学淬灭系数 (qP) 均呈极显著正相关 (P<0.01),穗粗、穗粒数与各光合生理指标均呈极显著正相关 (P<0.01)。因此,光合性能下降引起穗粒数减少,进而导致产量下降。  【结论】  第11片叶展开期至抽雄期高温胁迫可显著抑制玉米光合生理,降低产量。合理的施氮量 (N 180 kg/hm2) 可以缓解高温胁迫,提高光合生理活性,增加籽粒产量,而高氮 (N 270 kg/hm2) 会增加高温造成的产量损失。     

稻草和紫云英联合还田下施氮水平对水稻产量及土壤氮素形态的影响

  【目的】  紫云英和稻草联合还田时其有机成分的分解和释放具有互补性。研究紫云英和稻草联合还田条件下水稻的适宜施氮水平，为稻田绿肥和稻草联合还田后优化养分管理提供依据。  【方法】  两年定位试验位于江汉平原稻区，在稻草全量还田基础上，设置冬季种植并翻压紫云英和冬闲两种模式。水稻季氮肥处理设不施氮 (N0) 和常规施氮量 (N 165 kg/hm2) 的50% (N50)、100% (N100) 和150% (N150) 共4个水平，以不施氮、冬闲和稻草不还田作为空白对照，共9个处理。测定水稻籽粒产量、氮含量及累积量，分析耕层土壤无机氮及有机氮组分。  【结果】  在稻草和紫云英联合还田条件下，减少常规氮肥量的50% (SMN50) 获得的稻谷产量较稻草单独还田的SN50处理高21%～23%，与联合还田或稻草单独还田下的SMN100、SMN150、SN100、SN150处理之间没有显著差异。稻草和紫云英联合还田的SMN0、SMN50、SMN100处理的稻谷氮累积量均显著高于对应的稻草单独还田处理 (SN0、SN50、SN100)，增幅分别为65%、27%和22%。水稻收获后各处理间土壤全氮、非酸解性氮含量差异不显著，酸解性氮含量有差异，在N150处理下，稻草单独还田处理 (SN150) 的土壤酸解性氮含量显著高于稻草和紫云英联合还田处理 (SMN150)；在酸解性氮组分中，SN150处理的未知酸解态氮成分的含量显著高于稻草单独还田的其他处理及所有稻草和紫云英联合还田处理。  【结论】  减少常规施氮量的50%情况下，与稻草单独还田处理相比，稻草和紫云英联合还田可显著增加稻谷氮素累积量、提高水稻产量，而保持常规施氮量和提高施氮量不能增加水稻的氮素吸收和产量；紫云英与稻草联合还田可以改善土壤氮素的有效性，显著降低高施氮量下稻草单独还田带来的酸解性氮组分中未知态氮的残留量。     

轻度干湿交替灌溉协调水稻根冠生长、提高产量及氮肥利用效率

  【目的】  干湿交替灌溉是水分高效利用的有效措施，但是适宜的干湿程度受多种因素的影响。因此，研究不同干湿交替灌溉下水稻根系及地上生长发育的差异，以探讨干湿交替灌溉对水稻产量及氮肥利用效率的影响及其机理。  【方法】  以‘徐稻3号’为材料进行盆栽试验，设置传统灌溉 (保持2～3 cm浅水层，CI)、轻度干湿交替灌溉 (?20 kPa，AWMD) 和重度干湿交替灌溉 (?40 kPa，AWSD) 3种灌溉方式，研究干湿交替灌溉对水稻 (Oryza sativa L.) 根长、根重、根冠比、根系伤流量、根系细胞分裂素含量、地上部重量、叶片光合速率、非结构性碳水化合物 (NSC) 运转及籽粒中ATP酶活性的影响。  【结果】  轻度干湿交替灌溉显著增加了根长、根重、根冠比、根系伤流量、根中细胞分裂素含量，如抽穗期比传统灌溉分别提高13.3%、6.7%、10.8%、8.1%、7.4%；茎鞘中NSC向籽粒运转率提高23.3%，同时提高籽粒中ATP酶活性16.3%～18.4%、提升主要生育期叶片硝酸还原酶活性10.9%～44.0%，增加成熟期植株的吸氮量。最终水稻产量及氮肥利用效率显著增加，重度干湿交替灌溉则显著减少根长、根重，抑制根系活性及合成细胞分裂素的能力，如抽穗期分别比传统灌溉降低30.1%、20.8%、40.5%、34.4%，降低地上部的生长，显著降低主要生育期叶片的光合速率，抽穗期降低26.4%，虽促进NSC的运转，但是较低的花后干物质积累与籽粒库活性，导致水稻产量降低32.8% (2018年)与31.6% (2019年)；同时重度干湿交替灌溉下，植株吸氮量显著减少，叶片硝酸还原酶的活性降低19.2%，氮肥吸收利用率、农学利用率及偏生产力分别降低18.0%、34.7%及31.8%。  【结论】  轻度干湿交替灌溉能够改善根系形态，提高根系代谢功能，协调地上部生长，提高水稻产量及氮肥利用效率。重度干湿交替灌溉不利于水稻根系生长，抑制代谢，不宜采用。     

综合农艺管理促进夏玉米氮素吸收、籽粒灌浆和品质提高

  【目的】  夏玉米生产中存在种植密度偏低、施肥不合理、玉米收获时间早等问题，造成产量和品质难以提高，经济效益偏低。研究适合黄淮海地区的综合农艺管理措施，以期改善夏玉米籽粒灌浆特性，提高籽粒品质和氮肥利用效率。  【方法】  本试验以郑单958为试材，在山东农业大学连续进行了两年田间试验，综合考虑施肥量、施肥时期、耕作方式、种植密度、收获时间等措施，设置4个处理:传统种植管理措施（对照，T1)；高产高效措施 (T2，降低施肥量，优化施肥时期和种植密度，延迟收获)；超高产管理措施 (T3，在T2的基础上增加施肥量和种植密度) ；高产高效优化措施 (T4，在T3的基础上适当降低种植密度和施肥量)。T1处理播前小麦秸秆覆盖和免耕，其他处理均为小麦秸秆还田和旋耕。从抽雄期至成熟期，每5天取一次样，测定籽粒干物质量和水分含量，计算灌浆和脱水速率，收获期测产。  【结果】  与T1处理相比，3个综合农艺管理措施均能提高夏玉米后期籽粒灌浆速率，延长籽粒灌浆期，增加粒重，提高产量和经济效益，同时改善籽粒品质。其中，两年产量均以T3处理最高，较T1处理显著增加46.0%～47.8%，其次是T2和T4，较T1处理分别显著增加14.9%～31.6%和25.9%～33.6%；氮肥偏生产力 (PFPN) 以T2和T4处理较高，较T1处理分别增加61.1%～84.5%和53.6%～62.9%。同时，T2和T4处理从籽粒最大含水量时到收获时的灌浆速率显著增加，后期籽粒脱水速率增加，收获时籽粒干重显著提高。优化综合农艺管理措施可改善籽粒品质，其中以T4处理籽粒品质最佳，2017年总淀粉含量和支链淀粉含量较T1处理分别显著增加4.5%和10.1%，直链淀粉含量显著下降7.6%，支链淀粉/直链淀粉增加0.4；可溶性糖和粗蛋白含量分别显著增加6.2%和16.3%；粗脂肪含量显著降低8%。综合农艺管理虽然会增加施肥次数，增加一定的人工投入，但玉米籽粒产量增加，最终的经济效益提高。T4处理经济效益最高，较T2和T3处理两年平均增加613和1084元/hm2。  【结论】  高产高效优化管理措施 (T4) 在超高产管理措施 (T3) 基础上，适当降低种植密度，减少化肥用量，能更有效促进夏玉米籽粒的后期灌浆，增加灌浆时间，促进植株干物质向籽粒的转运。虽然高产高效优化管理措施 (T4) 下产量比超高产管理 (T3)有所降低，但显著高于常规高产高效管理 (T2)，且可明显提高玉米品质和肥料利用率，增加净收益。     

马铃薯产量品质与氮磷钾吸收利用的关系

【目的】分析马铃薯品种(系)产量和品质在不同栽培条件下与养分吸收及利用的关系,为马铃薯科学施肥提供理论基础。【方法】在宁夏固原和甘肃定西开展马铃薯品种(系)田间试验,宁夏收集了76份品种(系),甘肃收集了83份,马铃薯试验均采用当地水肥管理技术。成熟期测定产量及产量构成因素,取样分析马铃薯品质和氮磷钾养分含量,以及土壤有机质和速效养分含量。【结果】两地马铃薯块茎产量差异不显著。将马铃薯产量分为<30 t/hm² (低)、30～45 t/hm² (中)和>45 t/hm² (高) 3个等级,宁夏种植的76个品种(系)中低产、中产、高产的占比分别为27.6%、34.2%、38.2%,甘肃种植的83个品种(系)中的占比分别为15.7%、49.4%、34.9%。随着不同马铃薯品种(系)产量的不断增加,干物质和淀粉含量呈现增加趋势,而蛋白质含量则呈现降低趋势。无论产量水平高低,每生产1 t马铃薯块茎需吸收N 2.9 kg、P 0.5 kg、K 4.0 kg。产量与氮磷钾养分吸收量呈显著正相关,维生素C和蛋白质含量与氮磷...     

影响我国主要麦区小麦籽粒硫含量的品种(系)与土壤因素

【目的】明确我国主要麦区小麦主栽品种(系)籽粒硫含量差异,研究地点、年份、品种(系)对小麦籽粒硫含量的影响,为科学施肥和选育优质稳产小麦品种提供依据。【方法】于旱作区、麦玉区和稻麦区共47个地点种植当地主栽品种(系),测定了小麦生物量、收获指数、产量及其构成、籽粒硫累积量,并对籽粒硫含量与小麦生物量、收获指数、产量构成、硫累积量、籽粒养分含量、土壤肥力指标间的相互关系进行分析。【结果】旱作区、麦玉区和稻麦区主栽小麦品种(系)籽粒硫含量分别介于1.73～2.27、1.59～2.01和1.42～1.73 g/kg,平均值分别为1.98、1.78和1.53 g/kg。同一麦区内籽粒硫含量主要受品种(系)、地点和年份影响。旱作区,品种(系)对籽粒硫含量变异的贡献率最高,为13.1%;麦玉区和稻麦区地点对籽粒硫含量变异的贡献率最高,平均分别为34.2%和52.0%,品种(系)对籽粒硫含量变异的贡献率平均分别为25.4%和7.1%。收获指数和籽粒硫吸收量对小麦籽粒硫含量的影响大于产量构成要素、硫收获指数和地上部硫吸收量。旱作区籽粒硫含量与千粒重、地上部硫吸收量显著正相关,麦玉区与产量显著负相关,与...     

确定经济合理施氮量的新方法:基于施氮量与稻米产量效应函数

  【目的】  探究实现水稻高产、优质和氮肥高效的密度与施氮量协同组合。  【方法】  于2018—2019年,在黑龙江省五常市龙凤山乡辉煌村进行田间试验。采用裂区试验方法,以‘五优稻4号’为供试品种。以密度为主区,设置15穴/m2 (D1)和24穴/m2 (D2);以施氮量为副区,设施氮(N）量为0、75、105、135 kg/hm2 4个水平,分别表示为N0、N75、N105、N135处理。在水稻成熟期,测定了植株地上部干物重、稻谷产量、精米产量、精米率、蛋白质含量、直链淀粉含量、食味值等指标;比较了稻谷产量与精米产量确定的施氮量差异。  【结果】  在D1、D2两个密度下,随着施氮量的增加,稻谷产量、地上部干物重、精米产量都呈先升高后降低的趋势,均在N105达到最大值。除D1密度下N105处理的稻谷产量与N135处理差异不显著外,其余均显著高于其他处理,而N135处理的稻谷产量与N75处理无显著差异,但2018年地上部干物重却显著高于N75处理。随着施氮量的提高,精米蛋白质含量呈现增加趋势,精米率和食味值却呈降低趋势。与N0相比,N135处理精米蛋白质含量平均提高了7.58%,精米率和食味值分别平均降低了8.81%和10.24%。N105处理的氮素回收率显著高于N75和N135处理,农学效率、氮肥生理利用率和偏生产力均显著高于N135处理。D2密度下精米蛋白质含量低于D1密度处理,而精米率和食味品质高于D1密度处理,D2密度下的稻谷产量、氮积累量和精米产量均高于D1密度处理,氮积累量和氮肥偏生产力比D1处理平均提高了40.35%和 40.31%,两个密度间氮肥回收率、农学效率和氮肥生理利用率无明显差异。农户直接出售优质米使经济效益提高了7428元/hm2,D2密度使经济效益额外增加了4229元/hm2。施氮量与稻谷产量、精米产量均呈二次曲线关系,依据施氮量与稻谷产量效应函数,确定经济最佳施氮量为96.4～123.7 kg/hm2;依据施氮量与精米产量效应函数,确定的适宜施氮量为76.2～105.9 kg/hm2。  【结论】  适度密植(24穴/m2)有利于稻谷产量、氮素吸收量的提高,而不影响食味值和精米率。在本试验水稻适宜密植条件下,基于施氮量和精米产量效应函数确定的适宜施氮量为76.2～105.9 kg/hm2,该施氮量的确定方法有利于协同实现稻米高产优质和氮肥减施增效。     

不同氮肥减施量下玉米针叶豌豆间作体系的产量及效益

  【目的】  通过探讨河西绿洲灌区氮肥减施对玉米针叶豌豆间作体系产量及肥料贡献率的影响,为玉米针叶豌豆间作体系氮素资源高效管理提供理论依据。  【方法】  研究基于2011年设置在武威绿洲灌区的玉米间作针叶豌豆长期田间定位试验。不施肥和习惯施肥 (N100) 处理为单作玉米,施用习惯氮肥量95%、90%、85%、80%和0%处理为玉米间作针叶豌豆。调查了2014—2019年玉米针叶豌豆间作体系产量、产量构成要素、经济效益、氮肥偏生产力、氮肥农学利用率和氮肥肥料贡献率。  【结果】  玉米针叶豌豆间作种植具有明显的增产优势,而且这种增产优势随种植年限的延长呈增加趋势。在85%常规氮肥用量条件下,玉米籽粒产量与N100基本相当,差异不显著,虽然玉米株高和茎粗会受到明显抑制,穗位和穗位比下降明显,但是成穗数、穗粒数和百粒重却无明显变化,同时因为增收了1419 kg/hm2针叶豌豆干草和1637 kg/hm2针叶豌豆籽粒,合计收益增加3813元/hm2,增幅明显,而且氮肥偏生产力和氮肥农学利用率显著提高,氮肥肥料贡献率除2019年显著降低外,其余年份无明显变化。在80%常规氮肥用量条件下,玉米籽粒产量显著降低,降幅达8.77%,但是同样因为可以增收1438 kg/hm2针叶豌豆干草和1569 kg/hm2针叶豌豆籽粒,合计收益增加2098元/hm2,增幅明显,氮肥偏生产力显著提高,增幅达14.04%,氮肥农学利用率无明显变化,但是玉米的成穗数、穗粒数、百粒重、株高、茎粗、穗位、穗长、穗粗、氮肥肥料贡献率等降幅均达到显著水平。  【结论】  在河西绿洲灌区,长期进行玉米间作针叶豌豆,在玉米季减少15%的化学氮肥施用量不会造成玉米减产,由于同时收获了针叶豌豆干草和籽粒,整个体系收益提高,氮肥效率显著增加。在玉米季减少20%的化学氮肥施用量虽然会造成玉米减产,氮肥肥料贡献率下降,但是同样因为增收了针叶豌豆干草和籽粒,整个体系收益提高,氮肥偏生产力显著增加。     

氮肥对大豆结瘤固氮、籽粒产量和蛋白质含量的影响

  【目的】  合理施用氮肥不仅可提高大豆结瘤固氮能力,还可减少农业污染,实现大豆生产的高产优质高效。研究施氮时期和施氮量对大豆结瘤固氮、产量及蛋白质含量的影响,为大豆高产优质提供理论基础及科学依据。  【方法】  采用盆栽试验,供试大豆品种为‘东生35’,试验设2个氮肥施用时期(V2期和R1期)和3个氮肥施用量[N 0、5、100 mg/(kg, 土)],表示为N0、N5和N100。在大豆R2期(盛花期)和R5期(鼓粒期)取样分析了地上部干物质积累量、根瘤数量、根瘤干重和固氮酶活性。在R8期(成熟期)调查了大豆籽粒产量和蛋白质含量。  【结果】  施氮时期和施氮量对大豆地上干物质积累、结瘤和固氮能力均有显著影响。不论是V2期还是R1期施氮,大豆地上部干物质积累量均随着施氮量的增加而增加,而根瘤干重、数量则呈降低的趋势。R1期施氮条件下,N100处理的大豆盛花期根瘤数量和根瘤干重比N0分别下降了42.3%和32.8%,而固氮酶活性则均以N5处理最高;V2期施氮条件下,N5处理的大豆固氮酶活性在R2期和R5期较N0处理分别增加15.3%和27.1%。大豆籽粒产量和蛋白质含量均以N5处理最高,籽粒蛋白质含量较N0处理增加了6.3%～9.4%。结构方程结果表明,施氮量正向调控固氮酶活性,间接影响大豆产量;负向调控根瘤数量,间接影响大豆籽粒蛋白质含量。施氮时期直接负向调控大豆籽粒产量,正向调控籽粒蛋白质含量。  【结论】  合理施氮有利于大豆高产优质,早期(V2期)施用氮肥有利于大豆产量提升,而推迟到始花期(R1期)施用氮肥更有利于大豆固氮和籽粒蛋白质含量的增加。盆栽条件下,施氮量对大豆产量和蛋白质含量的影响大于施肥时期,施氮量均以控制在N 5 mg/(kg, 土)为宜。