施氮量对小麦花后氮素分配及氮素利用的影响

为研究黄淮海麦区化肥投入不断增加,而产量却徘徊不前的问题,以当地主栽品种矮抗58和周麦22为材料,采用4个施氮水平（0、120、240、360kg/hm ²）和品种的二因素分析方法研究了施氮量对小麦植株地上部各器官氮素分配及氮素利用的影响。结果表明：开花期至成熟期小麦植株地上部各营养器官氮含量和氮素积累量均下降。施氮量对开花期和成熟期小麦植株地上部各器官氮含量的影响均达显著水平,增加氮肥能显著促进小麦营养器官氮素向子粒转运和花后氮同化。开花期周麦22叶片氮素转运量优于矮抗58。矮抗58和周麦22花后氮同化量均以施氮量360kg/hm ²最高,花前氮素积累转运量对子粒贡献率达60.25%~97.55%,子粒氮收获指数为59.82%~79.48%,随施氮量的增加而呈下降趋势。施氮量120kg/hm ²处理的氮素养分利用效率、农学利用效率及生产效率均最高。增施氮肥对小麦子粒产量有显著促进影响,矮抗58在施氮量为360kg/hm ²时有最大子粒产量,周麦22在施氮量为240kg/hm ²时有最大子粒产量。推荐矮抗58和周麦22在黄淮海麦区的施氮量为240~360kg/hm ²。     

施氮量对不同品种小麦物质积累、转运及产量的影响

在大田条件下,以豫麦49-198、郑麦0943、百农418、许科316为试验材料,设置施纯氮120kg/hm ²（N1）、210kg/hm ²（N2）、300kg/hm ²（N3）3个施氮水平,比较分析不同施氮量对不同品种小麦干物质、氮素积累与转运以及产量的影响。结果表明：同一品种不同施氮量处理、同一施氮量不同品种间小麦干物质积累量、干物质转运规律和氮素积累量、氮素转运规律以及子粒产量存在显著差异。适当增施氮肥可以有效增加小麦植株群体干物质积累量,成熟期,豫麦49-198和郑麦0943在N2处理干物质积累量最高,百农418和许科316在N3处理干物质积累量最高。不同品种小麦营养器官花前贮藏干物质和氮素的转运量、转运率以及物质转运对子粒的贡献率均在N2处理达到最高。豫麦49-198和郑麦0943在N2处理获得最高产量,分别达8 036.67和6 873.33kg/hm ²,百农418和许科316在N3处理获得最高产量,分别为7 636.67和7 713.33kg/hm ²。因此,在小麦生产过程中,应根据不同品种合理施氮,实现高产。     

施氮量对垄作小麦氮肥利用率和土壤硝态氮含量的影响

以平作为对照,研究了垄作种植方式下施氮量对冬小麦氮肥吸收利用、0~100 cm土层土壤硝态氮含量以及产量的影响。在一定范围内增加施氮量,小麦的氮肥利用率降低,土壤氮的贡献率降低,小麦植株内的氮素积累量增加,收获指数提高,产量增加。低氮(0~66 kg hm^-2)条件下,小麦生育期间土壤硝态氮淋洗损失的可能小,小麦收获后0~100 cm土体内不会累积大量硝态氮。施氮量在165~264 kg hm^-2时,60~100 cm土体内土壤硝态氮含量增加,出现硝态氮下移趋势。种植方式影响小麦的氮肥利用效率,垄作种植小麦氮肥利用率和产量均高于平作小麦。垄作种植麦田60~80 cm土体内土壤硝态氮含量相对较高,而平作种植麦田80~100 cm土层硝态氮含量相对较高。种植方式对氮肥利用率的影响大于施氮量的影响, 但施氮量对氮素收获指数、籽粒产量以及经济系数的影响大于种植方式的影响。本试验条件下,2种种植方式在施氮量为纯氮165 kg hm^-2时可以获得较高的氮肥利用率和氮素收获指数,平作小麦氮肥利用率为35.75%~36.41%,而垄作小麦为45.32%~47.25%; 但2种种植方式的小麦都是施氮量为纯氮264 kg hm^-2时获得最高产量, 平作和垄作小麦的最高产量分别达8 078.31 kg hm^-2和
8 212.27 kg hm^-2。     

氮肥和密度对高粱产量及氮肥利用率的影响

为了研究氮肥施用量和密度对高粱产量的影响,在大田试验条件下,采用裂区设计,以密度为主区,以氮肥施用量为副区,分别设置3个密度水平（7.5万、10.5万和13.5万株/hm ²）和5个氮肥水平（0、75、150、225和300kg/hm ²）,对不同密度和氮肥处理的产量构成因素和农艺性状进行分析,结果表明：高粱的产量先随密度的增加和氮肥施用量的增加呈增加趋势,在密度为10.5万株/hm ²,施氮量为225kg/hm ²时,高粱的产量达到最高。在不同密度和氮肥处理,高粱的单位面积穗数和穗粒数变异较大,千粒重变异较小。密度主要是通过单位面积穗数,氮肥主要是通过穗粒数来影响产量的构成。施氮量与高粱产量是非线性关系,氮肥在高密度条件下对产量的调控更加明显。氮肥的农学利用率在高密度处理比低密度处理要高,并随着氮肥施用量的增加呈先增加后减少的变化趋势,在密度为13.5万株/hm ²,施氮量为150kg/hm ²时,氮肥的农学利用率达到最大。本研究表明,增加密度、控制氮肥用量是增加高粱产量和提高氮肥利用率的有效措施,建议晋杂23号在汾阳种植时宜采用密度为10.5万株/hm ²,施氮量为225kg/hm ²的种植模式。     

大田长期水氮处理对土壤氮素及小麦籽粒淀粉糊化特性的影响

土壤氮素和水分含量对小麦产量和品质有重要影响。为优化水肥管理实现优质高效栽培, 2014—2015和2015—2016小麦生长季在河南省温县大田水氮长期定位试验地块, 以中筋品种豫麦49-198为材料进行灌水与施氮两因子裂区试验。主区为灌水处理, 设全生育期不灌水(W0)、拔节期750 m ³ hm ^-2 (W1)和拔节期750 m ³ hm ^-2 +开花期750 m ³ hm ^-2 (W2) 3个水平, 副区为氮素处理, 设不施氮(N0)及总氮量180 (N1)、240 (N2)和300 kg hm ^-2 (N3) 4个水平。与W0处理相比, 2个灌水处理均显著降低耕层土壤(0~20 cm)中的硝态氮含量, 灌水处理的籽粒支链淀粉含量、总淀粉含量、淀粉峰值黏度、谷值黏度和最终黏度均显著高于不灌水处理。灌水还增加了籽粒中小淀粉粒(粒径<5.0 μm)的体积百分比, 2014—2015年度增幅显著, W1、W2处理分别较W0处理增加3.4%和4.8%。施氮提高耕层土壤硝态氮含量, 但籽粒直链淀粉含量和小淀粉粒体积百分比低于不施氮处理。在0~240 kg hm ^-2施氮量范围内, 籽粒支链淀粉含量、总淀粉含量及峰值黏度、谷值黏度、最终黏度均随施氮量增加而增加。相关分析表明, 耕层土壤硝态氮含量与总淀粉含量、峰值黏度、谷值黏度和最终黏度间呈极显著正相关。拔节期灌1水、施氮量240 kg hm ^-2条件下, 耕层土壤硝态氮含量为19.64~20.55 mg kg ^-1, 小麦籽粒黏度值较高, 同时改善了淀粉品质。     

减氮条件下有机物料还田对麦田酶活性及其土壤碳氮含量的影响

为了研究不同有机物料还田对麦田土壤酶活性与土壤养分的影响,通过田间试验比较单施氮肥（CK,施纯氮270kg/hm ²）、秸秆还田（J,较CK减氮20%）、秸秆还田+牛粪（JF,较CK减氮20%）、秸秆还田+菌渣（JZ,较CK减氮20%）4种不同培肥处理,对麦田0~60cm土层脲酶、蔗糖酶活性与土壤有机碳、全氮含量变化进行研究。结果表明,在小麦季0~20cm土层各处理在拔节期脲酶活性最大,20~40cm土层JF处理在拔节期和开花期脲酶活性最大;在0~20和20~40cm土层JF处理在拔节期蔗糖酶活性显著高于CK处理。除J处理外,其他处理在0~20cm土层拔节期有机碳含量最大,且有机碳含量均表现为JF处理最大,其次是JZ处理;在0~20cm土层各生育时期JF处理的全氮含量均最大,且显著高于CK处理。减氮条件下有机物料还田能有效提高土壤脲酶、蔗糖酶活性,有机碳和全氮含量,并且土壤脲酶活性、蔗糖酶活性与有机碳和全氮含量均呈极显著正相关关系。综上,在减施氮肥条件下有机物料还田可以提高土壤质量。     

覆膜与施氮互作对高粱产量及水氮利用效率的影响

为探索旱地覆膜栽培条件下适宜机械化高粱水氮利用效率,本试验于2015、2016年以机械化生产高粱品种晋杂34、晋杂35为试验材料,研究了2种栽培措施（B₁：裸地,B₂：覆膜）、3个施氮量（C₁：0kg/hm ²、C₂：225kg/hm ²、C₃：450kg/hm ²）条件对高粱不同生育期不同深度土壤贮水量、产量及水氮利用效率的影响。结果表明,覆膜有效提高了高粱不同生育期0~60cm土层土壤贮水量,但施氮水平对土壤贮水量的影响差异不明显。两年试验覆膜处理平均产量比裸地显著提高11.63%,降雨偏少年度（2015）增产12.03%,降雨偏多年度（2016）增产11.17%;不同施氮处理产量差异不显著,其与品种或覆膜方式的交互作用差异也不显著,但覆膜有效提高了氮肥利用率,尤以施氮225kg/hm ²处理氮肥偏生产力显著高于其他处理。降雨偏少年度的水分利用率、降水生产效率显著高于降雨偏多年度。与裸地处理相比,2015年覆膜处理水分利用效率提高15.93%;2016年提高12.21%。两年试验晋杂34、晋杂35都以覆膜施氮225kg/hm ²处理水分利用效果最佳,2015年表现尤为突出,水分利用效率和增产率分别为37.01、31.72kg/（mm·hm ²）和19.076%、38.286%。综合考虑,在本试验条件下,覆膜、施氮225kg/hm ²为晋杂34、晋杂35高产、水氮高效利用的最佳组合。     

氮磷钾配施对小麦植株养分吸收利用和产量的影响

采用大田试验,研究了不同氮水平与磷、钾配施对小麦植株氮磷钾含量、土壤速效氮磷钾含量和产量的影响。结果表明,在低氮（135kg N/hm ²）、中氮（225kg N/hm ²）和高氮（315kg N/hm ²）与2个磷钾用量（P₂O₅-K₂O,90-120、135-180kg/hm ²）处理组合中,各处理不同生育时期植株干重、氮钾含量、氮钾累积量随供氮水平提高而增高;等氮条件下,增施磷钾使植株含氮量降低,植株氮、磷和钾累积量随磷钾用量增加而增多。各施肥处理生育期间土壤碱解氮含量呈波动性变化,表现为起身期较冬前降低,起身至开花期不断增高,开花期至灌浆期明显下降,灌浆期至成熟期有所回升的特征。随生育进程,各处理土壤速效磷含量不断降低,土壤速效钾含量呈“V”字形变化,在开花期达到谷底。高氮水平各生育时期的土壤速效磷、钾含量低于低氮处理;等氮水平下增施磷、钾肥处理的土壤速效磷、钾含量提高。单位面积穗数随供氮增多而增加,穗粒数和千粒重以中氮处理最高;产量表现与穗数相似,但中、高氮处理差异较小。等氮水平下,增施磷钾可明显改善各产量构成因素和产量。随供氮增多,单位氮素生产子粒能力降低,氮肥利用率下降;单位磷、钾素生产子粒能力随氮素用量增多呈低—高—低变化。研究表明,中氮（225kg N/hm ²）配施磷钾（P₂O₅-K₂O,90-120kg/hm ²或135-180kg/hm ²）有利于调节生育期间土壤养分供应,改善植株养分吸收、干物质生产和产量形成能力。     

冬小麦限水灌溉条件下土壤硝态氮变化与氮素平衡

研究结果表明，冬小麦拔节期1m土层的硝态氮含量主要受基肥施氮量的影响，开花期和成熟期的硝态氮含量除了与追肥与否及追肥施氮量有关外，还受基肥施氮量的一定影响。土壤硝态氮含量的分布，在拔节期处理间差异主要在0—60cm土层内，在开花期和成熟期则整个1m根层内都有差异。144—213kg/hm^2的施氮量，都能维持土壤氮素的表观平衡，但以144kg/hm^2施氮量、全部基施的处理吸氮比例(作物吸氮量/施氮量)最高，残留比例(土壤残留量/作物吸氮量)最低。     

氮、磷肥配施对青引1号燕麦产量和品质的影响

为探明西藏海拔4 300m地区种植燕麦的氮、磷肥需求及其对燕麦产量和品质的影响,以青引1号燕麦为材料,在西藏拉萨墨竹工卡县斯布村进行了燕麦的氮、磷肥配施试验。结果表明：该区种植燕麦可正常成熟,生育期114~124d;施用氮、磷肥对燕麦产草量、植株高度、养分含量均影响显著。在相同施磷水平下,随着氮肥的增加,干草产量、乳熟期植株高度和粗蛋白呈现先增后减趋势,并以施氮（纯N）75kg/hm ²、磷（P₂O₅）60kg/hm ²的处理组合产量最高,为11 573kg/hm ²,比不施肥对照组增产4 718kg/hm ²,且净收益最高。粗脂肪、酸性洗涤纤维和中性洗涤纤维含量随着氮肥施用量的增加而有不同程度的降低。纯N 75kg/hm ²和P₂O₅ 60kg/hm ²可作为该区草地建植的推荐施肥量。     

节水减氮对土壤硝态氮分布和冬小麦水氮利用效率的影响

针对当前关中平原冬小麦生产中氮肥投入过量、灌溉水资源不足的问题,研究节水减氮栽培模式下冬小麦籽粒产量、水氮利用及硝态氮淋失情况,能为确定冬小麦节水减肥环保增效的生产模式提供理论依据。于2017—2019年在陕西杨凌开展冬小麦节水减氮田间栽培试验,采用二因素裂区设计,施氮量为主处理,灌水量为副处理,设施氮量处理N300 (300 kg hm~(–2))、N225 (225 kg hm~(–2))、N150 (150 kg hm~(–2))、N75 (75 kg hm~(–2))、N0 (不施氮)和灌水量处理W2 (1200 m~3 hm~(–2))、W1 (600 m~3 hm~(–2))、W0 (0),分析小麦产量、水氮利用效率及土壤硝态氮淋失情况。结果表明,2017—2018年和2018—2019年小麦季灌水处理较不灌水处理分别增产14.88%～15.01%和4.11～4.16倍,但处理间差异不显著,而越冬期灌水600 m~3 hm~(–2)土壤硝态氮淋失风险显著降低。在越冬期灌水600 m~3 hm~(–2)处理下, 2017—2018年施氮量150 kg hm~(–2)处理产量最高, 2018—2019年则是施氮量225 kg hm~(–2)处理产量最高,但2018—2019年施氮量150 kg hm~(–2)处理在较高产量基础上获得较高的氮肥利用效率,土壤硝态氮淋失量也较施氮量225 kg hm~(–2)处理2个年度分别降低了15.87%和10.20%。因此,施氮量150 kg hm~(–2)配合越冬期灌水600 m~3 hm~(–2),能够在保障产量的基础上,提高水氮利用效率,降低硝态氮淋失风险,实现关中平原冬小麦生产节水减肥环保增效的目标。     

华北冬小麦开花期补灌的增产效应及其影响因素

为阐明华北地区冬小麦开花期补灌增产效应及其影响因素,制定稳产节灌制度,于2007—2016连续10年进行了大田定位试验,研究在冬小麦拔节期灌水基础上,播前底墒、长期不同施氮及生育期降水等对开花期补灌增产效应及水分利用的影响。裂区设计,灌水量为主区,设春灌1次水(拔节期75mm,W1)和2次水(拔节期和开花期各75mm, W2) 2个处理;施氮量为副区,设6个水平,分别为0 (N0)、60 (N60)、120 (N120)、180 (N180)、240 (N240)、300 kg hm-2 (N300)。冬小麦开花期补灌增产效应受播前底墒影响显著,播前2 m土体贮水量越大开花期补灌增产率越小。施氮水平也显著影响开花期补灌增产效应,随着定位试验年限的增加,N0和N60处理土壤有机质和全氮含量逐年下降,从第6年开始开花期补灌的增产效应基本丧失。在足墒播种和正常供氮(施氮量不低于120kghm-2)条件下,开花期补灌的增产效应还受冬小麦生育期有效降水量的影响,尤其是拔节–开花期的有效降水量。开花期补灌增产率随生育期以及开花后的有效降水量的增加而降低。拔节–开花期有效降水量大于25.3 mm时,开花期补灌没有显著优化穗数、穗粒数、千粒重、生物量、收获指数等产量性状,最终增产不显著;此情景下,拔节期灌1次水(75 mm左右),即可在维持较高产量的前提下,降低耗水、提高水分利用效率,实现稳产与节水协同。本研究表明,华北平原冬小麦在足墒播种、施氮量不低于120 kg hm-2、拔节期灌水前提下,拔节–开花期有效降水量可作为开花期灌水与否的重要决策依据。     

不同氮素水平对冬小麦根叶氧化酶活性的影响

为了研究施氮对冬小麦生长前期叶片和根系活性氧代谢差异的影响,以‘百农207’为材料,进行根箱培养试验,设置7个氮素水平:N0（不施氮）、N1 (120 kg/hm ²)、N2 (150 kg/hm ²)、N3 (180 kg/hm ²)、N4 (240 kg/hm ²)、N5 (270 kg/hm ²)、N6 (300 kg/hm ²),分析了不同氮处理下‘百农207’生长前期叶片和根系中丙二醛(MDA)、可溶性蛋白(WSP)、总抗氧化能力(T-AOC)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性及与根系生长发育特性的关系。结果表明在冬小麦生育前期,叶片和根系的MDA含量在低氮处理下最高。在一定范围增施氮肥,中氮(N2)处理下叶片和根系WSP含量最高,T-AOC在高氮(N6)处理下最大。根系对胁迫环境的响应比叶片敏感,施氮提高了小麦根系活力,降低了根冠比,增加了叶片和根系生物量。随着施氮的增加,叶片和根系MDA含量、根系APX酶活性降低,叶片和根系的TAOC、叶片CAT酶活性和根系SOD酶活性增加。小麦叶片和根系酶促系统反应机制各自独立又相互协作,施氮量过高对酶促系统中部分抗氧化酶活性起抑制作用。在本实验条件下,施氮量在中氮范围内(150~240 kg/hm ²)时,冬小麦植株中酶活性指标相对最优,有利于冬小麦的前期生长发育,符合减肥增效的原则。     

播期和施氮量对冬小麦氮代谢及子粒蛋白质含量的影响

为了阐明播期变化与施氮量对冬小麦氮代谢及蛋白质的影响,采用裂区设计,研究播期和施氮量对冬小麦花后茎叶氮含量、积累量和子粒蛋白质含量的影响。结果表明,适度晚播可以提高冬小麦茎、叶的氮含量、氮素积累量和子粒蛋白质含量。与不施氮肥相比,施用氮肥可以显著增加冬小麦不同生育时期地上部氮素累积量,且随着施氮量的提高,茎、叶的氮积累量也表现为先升高后降低的趋势。在同一播期条件下,子粒蛋白质含量以施氮150和225kg/hm ²的处理最高,说明适宜的施氮量能改善子粒品质。分析播期与施氮量对子粒蛋白质含量的作用程度可知,施氮量是引起冬小麦子粒蛋白质含量变化的主要因素,作用程度占66.85%。在本试验条件下,兼顾冬小麦花后茎叶氮素代谢及产量,实现高子粒蛋白质含量的推荐播期是10月11日,施氮量为150kg/hm ²。研究结果可为山西省冬小麦调优栽培提供理论和技术支持。     

氮肥对非充分灌溉下棉花花铃期光合特性及产量的补偿作用

研究氮肥对非充分灌溉下棉花花铃期光合特性及产量的补偿作用及其机制, 以期为干旱地区棉花水肥高效利用提供理论依据。以“新陆中54号”为试材, 采用裂区试验设计, 主区为总灌溉量2800 m ³ hm ^-2(非充分灌溉)和3800 m ³ hm ^-2(常规灌溉), 副区为4个施氮(纯N)水平(0、150、300和450 kg hm ^-2)。同一氮肥处理下, 非充分灌溉处理棉花花铃期叶面积指数(LAI)、净光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)、单株光合产物积累与分配、单株结铃数、单铃重及籽棉产量均低于常规灌溉处理, 但籽棉增产率和灌溉水生产力高于常规灌溉处理; 同一灌溉量下, 随着氮肥施用量的增加, 棉花花铃期LAI和单株光合产物积累量先增后降, 且表现为N450>N300>N150>N0, T_r、P_n、单株光合产物向生殖器官分配比例、单株结铃数、单铃重、籽棉产量、籽棉增产率及灌溉水生产力均表现为N300>N450>N150>N0; 非充分灌溉下增施氮肥的补偿效果随着氮肥用量的增加呈先增加后下降的趋势, N300处理补偿效果最显著, 与常规灌溉处理相比, 补偿效应主要表现在棉花花铃期P_n平均提高10.9%, 单株光合产物积累向生殖积累器官分配比例提高10.7%, 单株结铃数、单铃重、籽棉增产率及灌溉水生产力分别提高5.0%、8.0%、7.1%和7.5%; 氮肥对棉花花铃期光合特性及产量构成因素的影响大于水分。非充分灌溉下氮肥施用量为300 kg hm ^-2时补偿效应最大, 虽然在产量上有所下降, 但从干旱地区农业缺水的现实考虑, 可准确灌溉施肥, 且籽棉产量较常规灌溉处理仅下降1.3%。因此, 在南疆自然生态条件下, 非充分灌溉下施氮300 kg hm ^-2时棉花花铃期LAI、T_r、P_n及单株光合产物积累量适宜, 向生殖器官转运补偿效果显著, 具有最大的产量补偿作用, 且节水26.3%。     

拔节期氮肥运筹对不同滴灌量下冬小麦光合特性及产量的影响

为探明拔节期氮肥运筹对不同滴灌量下冬小麦光合特性及产量的影响,在大田滴灌技术条件下,以‘新冬41号’为试验材料,研究4种拔节期氮肥运筹处理[N0(0 kg/hm²)、N1(90 kg/hm²)、N2(180 kg/hm²)、N3(270 kg/hm²)]对3种不同滴灌量[W1(1500 m³/hm²)、W2(3000 m³/hm²)、W3(3450 m³/hm²)]下冬小麦叶绿素含量（SPAD值）、叶面积指数(LAI)、叶片光合特性及产量的影响。结果表明,在3种滴灌量下各氮肥处理冬小麦拔节至乳熟期叶片SPAD值均呈“先增后降”的变化规律,最大值均在灌浆期;LAI呈现“先增后降”的变化规律,在孕穗期达最大。在同一施氮水平下,滴灌量增加,叶片的净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)均增加,而胞间CO₂浓度(Ci)则降低。滴灌量较低时（W1处理）,增加拔节期施氮量能有效提高滴灌冬小麦的有效穗数、穗粒数、千粒重、产量和收获系数;水分充足时（W2、W3处理）,增加拔节期施氮量反而不利于产量的提高。综合考虑各项产量指标及氮肥利用效率得出,在滴灌量3000 m³/hm²条件下,拔节期施氮量180 kg/hm²时,滴灌冬小麦籽粒产量较高,氮肥利用率最大,可供生产参考。