减少灌水次数对强筋小麦氮素积累转运和籽粒蛋白质含量的影响

为探究减少灌水次数对强筋小麦氮素积累、转运和籽粒蛋白质含量的影响,选用4个强筋小麦品种(津农7号、农优3号、师栾02-1和中麦998),在大田条件下设置3种灌水处理(CK:冬水+拔节水+开花水;W2:冬水+拔节水;W1:冬水),研究了减少灌水次数对强筋小麦植株各器官氮素的积累与转运、籽粒蛋白质及其组分的含量、蛋白质产量和籽粒产量的影响,并对协调强筋小麦籽粒蛋白质含量和产量的适宜灌水次数进行了探讨。结果表明,减少灌水次数后,强筋小麦营养器官氮素积累量明显降低,氮素转运量增加;籽粒蛋白质含量升高;蛋白质组分的变化表现为,清蛋白、球蛋白和谷蛋白含量升高,醇溶蛋白含量下降;籽粒产量显著下降,水分利用效率升高,但不同品种增幅不同。综上所述,减少灌水次数能促进强筋小麦营养器官的氮素向籽粒转运,使籽粒蛋白质含量升高,籽粒蛋白质品质得到改善。本试验条件下,W2处理(冬水+拔节水)可以有效协调强筋小麦产量和籽粒蛋白质含量的关系,同时提高水分利用效率。     

减少灌水量对强筋小麦花后干物质和氮素积累、转运及产量的影响

为探究灌水量对强筋小麦花后干物质和氮素积累、转运及产量的影响，选用强筋小麦品种中麦998和中麦1062，在防雨棚池栽条件下，春季于拔节期和开花期灌水，每时期设600（W₆₀₀）、300（W₃₀₀）和0 m·hm^-2（W₀）3个灌水量处理，研究了减少灌水量对强筋小麦花后干物质含量、氮素积累和转运、籽粒产量、籽粒蛋白质含量和产量的影响。结果表明，随春季灌水量的减少，强筋小麦植株干物质积累量、氮素积累量、粒重比、叶重比、籽粒产量和蛋白质产量均表现为下降趋势，而蛋白质含量和水分利用效率呈上升趋势。两品种叶片氮素转运量和氮素转运效率以W₃₀₀处理下最高，且叶片氮素转运效率在W₃₀₀和W₆₀₀处理之间均无显著差异。中麦1062在W₀和W₃₀₀处理下水分利用效率无显著差异，中麦998在W₃₀₀和W₆₀₀处理下蛋白质含量无显著差异。综上可见，W₃₀₀处理既能有效提高强筋小麦花后干物质转运量，维持较高的产量和水分利用效率，同时又能提高氮素转运量和籽粒蛋白质含量，达到节水高产的目的。     

高产小麦花后植株氮素累积、转运和产量的水氮调控效应

为给高产小麦合理灌溉和氮肥施用提供科学依据,以小麦品种豫麦49-198为材料,在豫北高产麦田研究了不同水、氮处理对小麦花后植株氮素吸收、累积和转运的影响。试验采取灌水与施氮量两因子裂区设计,其中灌水为主区,设全生育期不灌水(W0)、拔节期灌1水(W1)和拔节水+开花水灌2水(W2)3个水平;施氮量为副区,设置4个水平,即每公顷施纯氮量0kg(N0)、180kg(N1)、240kg(N2)和300kg(N3)。结果表明,W1和W2下小麦籽粒产量较W0分别提高16.6%和25.6%,蛋白质产量分别提高14.2%和19.2%。籽粒产量和蛋白质产量的提高与氮素积累和转运有关。灌水增加了茎鞘、叶片和颖轴的氮素累积量,提高了茎鞘氮素转运效率和贡献率,但减小了叶片氮素转运量、转运效率和贡献率。施氮可显著增加小麦花后植株氮素累积量及氮素转运量,进而提高小麦籽粒氮素累积量和蛋白质产量。与N0相比,成熟期N1、N2和N3籽粒氮素累积量分别增加44.9%、59.3%和60.2%,叶片贡献率分别增加60.2%、40.9%和61.5%,籽粒产量分别提高75.3%、73.5%和79.8%。水氮互作显著影响叶片氮素累积量和氮素转运效率,但对籽粒产量和蛋白质产量影响不显著。综合来看,在豫北高产条件下,不灌水或灌1水时小麦适宜施氮量为180~240kg·hm-2,灌2水时适宜施氮量为240kg·hm-2。     

不同水分处理对小麦氮素和干物质积累与分配的影响

为明确同一肥料水平下不同水分处理对小麦氮素和干物质积累与分配的影响，于2018-2019年在防雨棚条件下，以石麦26、藁优2018和冀麦418为材料，采用随机区组试验，设置不灌水（W1，0 mm）、起身水（W2，60 mm）、拔节水（W3，60 mm）、开花水（W4，60 mm）、起身水+开花水（W5，60 mm+60 mm）、拔节水+开花水（W6，60 mm+60 mm）共6个水分处理，分析了不同水分处理下小麦干物质和氮素积累与分配的特点。结果表明，小麦干物质积累量随灌水量的增加而增加。随着生育进程的推进，干物质积累量呈上升趋势，成熟期达到最大值；起身水显著增加拔节期干物重，开花期和成熟期不同处理间干物质积累量差异显著，成熟期W1处理下干物质积累量最小。开花后干物质积累对籽粒的贡献率因品种而异，冀麦418在W6处理下氮素利用效率和氮肥生产效率最高。W5和W6处理显著增加小麦籽粒产量、氮素吸收效率和氮肥生产效率，说明在小麦营养生长阶段水分正常供应的前提下开花期水分对小麦氮素吸收和向籽粒转运影响较大。W6处理为本试验条件下最佳的灌水处理。     

休闲期覆膜与施氮量对旱地小麦水氮利用效率和籽粒产量的影响

为探寻旱地小麦休闲期覆盖下的适宜施氮量,在旱地小麦休闲期覆盖与不覆盖条件下,分别设置75、150和225kg·hm-2三个施氮量,分析了休闲期覆盖配施氮肥对旱地小麦水氮利用效率和籽粒产量的影响。结果表明,休闲期覆盖显著提高播种至孕穗期0~300cm土壤蓄水量,其中播种期土壤水分增加70~81mm,其蓄水保墒效果可延续至孕穗期,进而提高了小麦产量和水分利用效率。休闲期覆盖促进了小麦植株对氮素的吸收和积累,增加了植株花前氮素转运量、花后氮素积累量以及籽粒氮素积累量,提高了氮素收获指数和氮素生产效率。休闲期覆盖配施氮素150kg·hm-2时,蓄水、增产和水分高效利用、氮素积累与转运的效果最好。     

分蘖和拔节期干旱对小麦植株氮素积累转运的影响

为明确分蘖和拔节期干旱对小麦氮素积累转运的影响,采用盆栽试验,以扬麦13和扬麦16为材料,研究了小麦分蘖和拔节期轻度和重度干旱条件下产量、氮代谢相关酶活性、氮素积累和转运的特征。结果表明,分蘖和拔节期干旱对两个小麦品种植株氮素积累转运的影响基本一致,分蘖和拔节期轻度干旱对小麦籽粒产量和蛋白产量影响不显著,而重度干旱可显著降低籽粒产量和蛋白产量。两时期干旱处理均显著降低小麦叶片硝酸还原酶(NR)和谷氨酰胺合成酶(GS)活性,且重度干旱降幅更大;胁迫解除后,叶片NR和GS活性增强。分蘖期轻度干旱提高了分蘖-拔节、拔节-开花阶段植株氮素积累量,而拔节期轻度干旱提高了拔节-开花、开花-成熟阶段的氮积累量。分蘖期轻度干旱提高了花前氮素转运量及其对籽粒贡献率;拔节期轻度干旱提高了花后氮素积累量及其对籽粒氮贡献率,而降低花前氮素转运量。成熟期籽粒氮素积累量与籽粒产量和蛋白产量均呈显著正相关。分蘖期和拔节期轻度干旱解除后,植株氮代谢相关酶活性增强,有利于植株氮素积累,并协调花前和花后氮素积累对籽粒氮贡献,从而获得高籽粒产量和蛋白产量。     

旱地不同产量水平小麦的产量构成及氮素吸收利用的差异

为明确不同产量水平旱地小麦的氮素吸收利用特征,于2015-2016年和2016-2017年,在位于河南西部雨养旱地小麦主产区且种植洛旱6号的36个农户田块取样调查,按照籽粒产量分成低产、中产、高产3组,比较其产量构成、氮素积累转运特性以及氮素利用效率。结果表明,高产组的籽粒产量分别较低产、中产组高75%～93%和17%～37%,高产组的穗粒重和生物量均显著高于中产、低产组,千粒重显著高于中产组,穗数、穗粒数均显著高于低产组。高产组小麦主要生育时期以及各生育阶段的氮素积累量、花后茎叶氮素转运量和花后氮素积累贡献率均较高,但出苗至拔节期的氮素积累比例较低。2个调查年度,高产组小麦成熟期氮素积累量分别较低产、中产组高57%和17%,氮素籽粒生产效率分别高17%和12%,生产百公斤籽粒需氮量则分别低15%和6%;高产组的氮素干物质生产效率和氮肥偏生产力分别较低产组高9%和20%。由此可见,拔节期、拔节至开花期与开花至成熟期较高的氮素积累量、茎叶氮素转运量、花后氮素积累贡献率是旱地小麦高产的重要氮素特征,提高旱地中产、低产田的小麦产量,应在增加穗数、穗粒数、穗粒重和生物量的同时提高氮素利用效率。     

不同灌溉处理对小麦花后氮素积累和转运的影响

为了解灌水对小麦花后氮素积累和转运的调控作用,以强筋小麦品种济南17和中筋小麦品种鲁麦21为材料,分析比较了节水灌溉（W1）、常规灌溉（W2）和旱作栽培（W0）3种水分条件下小麦花后植株氮素吸收、积累和转运的差异。结果表明,小麦植株开花期营养器官氮素积累量、花后氮素转运量及氮素转运对籽粒氮素的贡献率均表现为W1和W2显著高于W0。与W0相比较,W1和W2条件下成熟期植株氮素积累量分别增加了9.0%~12.6%和7.1%~20.7%,花后营养器官氮素转运量分别增大了5.7%~17.4%和5.3%~10.7%,氮素转运对籽粒的贡献率分别提高了19.4%~28.2%和21.2%~27.1%,说明土壤水分匮缺不利于植株营养器官对氮素的吸收和花后氮素向籽粒的转运。从花后营养器官的氮素转运效率来看,济南17的平均转运效率表现为W1显著高于W0,这主要归因于叶和茎+叶鞘转运效率的显著提高;而鲁麦21则表现为W0＞W1＞W2,其中旗叶和茎+叶鞘上处理间存在显著差异。这表明小麦氮素转运能力对不同灌溉处理的反应存在显著的基因型差异。不同灌溉处理对两个小麦品种的籽粒产量影响也不同,济南17的籽粒产量表现为W2＞W1＞W0,处理间差异显著;鲁麦21的籽粒产量为W1＞W2＞W0,W1 与W0差异显著。     

晚播条件下施氮量对稻茬小麦氮素吸收及产量的影响

为给安徽省江淮稻麦轮作区域晚播稻茬小麦高产栽培的氮肥合理施用提供依据,选用当地主栽品种扬麦18和皖垦麦076为试验材料,设置5个施氮水平(0、90、180、270和360 kg·hm~(-2)),分析施氮量对晚播小麦氮素积累与分配、糖氮比、氮素同化酶活性及产量的影响。结果表明,增施氮肥能显著提高小麦各器官的氮积累量以及营养器官花前贮存氮素转运量、转运效率和转运氮素对籽粒氮素的贡献率,氮素收获指数随着施氮量的增加而降低。随施氮量的增加,小麦各生育时期不同器官的糖氮比值显著降低。小麦的氮素分配比例在生育前期以叶片最高,成熟期籽粒中氮素分配比例显著高于其余部位,而小麦的可溶性糖分配比例在生育前期以茎鞘最高,成熟期籽粒较高。在0～270 kg·hm~(-2)施氮量范围内,增施氮肥后,两个小麦品种的硝酸还原酶、谷氨酰胺合成酶和谷氨酸合成酶活性均显著提高,穗数、穗粒数和籽粒产量均明显增加。继续增加施氮量至360kg·hm~(-2)时,氮素同化酶活性和产量无显著变化,说明施氮过多对小麦氮素同化和产量无益。土壤氮贡献率、氮肥农学利用效率和氮素偏生产力均随施氮量增加而降低。推荐江淮区域稻茬小麦晚播条件下适宜施氮量为180～270kg·hm~(-2)偏下限,可兼顾高产及氮素高效吸收和利用。     

播后镇压和冬前灌溉对冬小麦干物质转移和氮素利用效率的影响

为明确播后镇压和冬前灌溉对高产冬小麦干物质和氮素转移及氮素利用效率的影响,以冬小麦品种石新828和石麦12为材料,采用裂区田间试验,于开花期和成熟期,测定不同器官的干物质和氮积累量和转移量、籽粒产量、蛋白质产量、氮吸收效率和氮肥生产效率。结果表明,冬灌和镇压处理下,2个品种开花期和成熟期的干物质积累量下降,开花前各营养器官干物质的转移量、转移率及对籽粒的贡献率均降低,但开花后籽粒中的干物质积累量增加。冬灌处理小麦成熟期的总干物质积累量和产量下降。冬灌处理下,石新828开花后籽粒中的氮积累量增加,开花后氮素对籽粒的贡献率提高,但各器官的氮转移量显著降低,籽粒氮积累总量显著减少,氮吸收效率下降;冬灌对石麦12成熟期籽粒氮素积累量影响不显著。与不镇压相比,镇压处理下,2个品种开花期的氮积累总量和不同器官中的氮积累量均降低,而成熟期各器官氮积累量及分配比例的差异均不显著。镇压处理与不镇压处理相比,2个品种开花前营养器官中的氮转移量、转移率和贡献率均降低,但是开花后的氮积累量及其对籽粒氮的贡献率提高,其中,镇压的石麦12开花前氮转移量、贡献率和开花后氮积累量、贡献率与不镇压的差异达显著水平;成熟期籽粒氮素积累量的差异不显著。建议在足墒播种条件下不必进行冬灌,应根据播种前后土壤和水分条件确定是否需要镇压。     

云南南部山区农业生产效率分析

运用DEA(数据包络分析)方法分析1993～2008年云南南部山区农业生产效率。由综合效率评价可知,该地区DEA有效年份居多,且非有效年份处于边缘非效率阶段易于调整,规模经济整体发挥较好。同时,由交叉效率排序可以看出,该地区农业生产呈增长的良性发展态势。其次,通过对DEA非有效年份的分解效率分析认为,农业生产资源配置影响了整体效率的发挥。根据松弛变量调整提出,结合市场调整农业生产结构、节约利用水利资源、更新改造老化机电设备、完善排灌系统、合理施用化肥、积极稳妥转移农村剩余劳动力等相关建议,并适度扩大生产规模,以促进云南南部山区农业生产发展。     

氮高效玉米基因型氮素生产效率研究

通过田间试验,在高氮和低氮条件下对不同氮效率的27个玉米自交系氮素生产效率进行研究。结果表明,高氮和低氮下,高产氮高效型自交系在吐丝期氮素干物质生产效率最高,分别为53.69、58.69 g/g,高产氮高效型自交系在吐丝期干物质量高于低产氮低效型自交系。施氮肥后氮素子粒生产效率和氮素干物质生产效率均有下降趋势。高氮和低氮下高产氮高效型自交系在生育后期植株氮积累量高于低产氮低效型自交系,低氮下二者差异显著,高产氮高效型自交系比低产氮低效型自交系高5.88%,氮积累量的差异主要来自于吐丝后氮的积累。高产氮高效型植株生育后期根系吸收能力强,子粒氮素利用效率高,施氮肥后高产氮高效型植株生育后期氮吸收积累能力增强。     

两个籼稻品种的钾素生产效率与若干生理特性的比较研究

以田间试验和室内分析评价水稻早籼品种Ｇ８８—２９３和浙８５２钾素生产效率及相关生理特性的差异．结果显示，Ｇ８８—２９３品种钾素生产效率高于浙８５２达２８．８％，其生理特性的优势主要表现为：１）全生育期需钾较少，但生育前、中期累积的钾素量及占总量的百分率超过浙８５２；２）生育前期植株具有较高的Ｎ，Ｐ含量，全生育期保持较高的含Ｋ率和Ｋ／Ｎ；３）齐穗期剑叶光合速率及茎鞘总糖积累量明显高于浙８５２；４）收获期具有较高的经济系数。     

种植密度对玉米单株和群体效应的影响

研究不同种植密度下,玉米单株和群体叶面积、干物质积累情况及产量的变化,探讨单株和群体之间的相互影响。结果表明：只有保持单株和群体之间的平衡,即在一定的密度下保持较高的单株生产力,品种方能获得高产稳产。     

两个籼稻品种的钾素生产效率与若干生理特性的比较研究

 以田间试验和室内分析评价水稻早籼品种G88-293和浙852钾素生产效率及相关生理特性的差异。结果显示，G88-293品种钾素生产效率高于浙852达28.8%，其生理特性的优势主要表现为：1）全生育期需钾较少，但生育前，中期累积的钾素量及占总疸的非分率超过浙852；2）生育前期植株具有较高的N、P含量，全生育期保持较高的含K率和K／N；3）齐穗期剑叶光合速率及茎鞘总糖积累量明显高于浙852；4）收获期具有较高的经济系数。     

高产栽培下施氮水平对春玉米氮素吸收与利用的影响

以金山27为试验材料,采用田间试验的方法,研究高产栽培下施氮水平对春玉米氮素吸收与利用的影响。结果表明,玉米植株体内的氮含量总体上随施氮水平的提高而增加,氮的累积量随施氮水平的提高先升后降。在300 kg/hm2施氮水平下,生物产量、子粒产量和子粒中氮的分配比例均最大。氮生理效率以增氮(390 kg/hm2施氮处理)最低,氮素利用效率以减氮(210 kg/hm2施氮处理)最高,氮收获指数以300 kg/hm2施氮处理最大。与300 kg/hm2施氮处理相比,390 kg/hm2施氮处理导致氮生理利用率、氮肥效率和氮肥吸收效率下降;210 kg/hm2施氮处理的氮生理利用率、氮肥效率和氮肥吸收效率升高。氮肥利用率以施氮300 kg/hm2处理最高,增氮(390 kg/hm2处理)和农户传统高产施氮(270 kg/hm2施氮处理)均相对较低。在研究地区,高产玉米栽培适宜的施氮量为300 kg/hm2,其种肥、拔节肥、大喇叭口肥的比例为1∶3∶6。     

氮高效玉米杂交种的筛选及氮效率相关特性分析

选用生产中常用的8个玉米杂交种作为材料,在高氮和低氮条件下进行氮高效杂交种的筛选和氮高效指标研究。主成分分析结果表明,郑单958、金山27、郑单17为氮高效品种。通径分析表明,吸收效率对氮效率的贡献均大于利用效率,不论是否施氮,植株氮积累均以花前为主,但花后差异显著,花前氮积累对氮效率的贡献较大。不论施氮与否,完熟期全株干重、吐丝期穗三叶含氮量、花前氮积累量、穗位叶光合速率均是重要的筛选指标,不施氮肥时子粒含氮量也是重要的筛选指标。     

不同小麦品种产量和氮素吸收利用的差异

为明确不同氮肥水平下不同小麦品种产量、氮素吸收和利用的差异,在大田条件下,以山东省主推的21个小麦品种为材料,研究了0、120、180、240和300kg·hm~(-2)共5个氮肥水平下不同小麦品种的产量、氮素利用率、氮素吸收效率和氮素利用效率等指标。结果表明,氮肥、品种及两者的互作效应显著影响冬小麦籽粒产量、氮素利用率、氮素吸收效率和利用效率;氮肥水平不同则品种间的氮效率差异程度不同。大部分供试品种的氮效率类型在不同氮肥水平下的聚类结果不一致,仅临麦4号、鲁原502、泰山28和山农25在各氮肥水平下的产量、氮素利用率均较高,可划为氮高效品种。氮高效品种达到高氮效率的途径不同,临麦4号通过高氮素吸收效率、泰山28通过高氮素利用效率、鲁原502和山农25通过氮素吸收效率和利用效率共同作用实现氮高效。由此可知,应在不同氮肥水平下对冬小麦品种进行产量和氮素利用率的综合评价,以筛选出适应不同地力环境的品种和与品种特性相适应的施肥技术;在氮高效品种的选育和推广中,应针对不同小麦品种的氮素吸收和利用特性进行鉴别和调控,才能最大程度挖掘和利用其高产、高效潜力,实现增产增效。     

N-use efficiency of single, double and synthetic maize lines grown at four N levels in three ecological zones of West Africa

Efficiencies in uptake and use of N by maize cultivars have been widely studied, but little has been done on this subject in West Africa. Six single-cross hybrids, three double-cross hybrids and a synthetic line were grown at different N levels (0–210 kg N ha⁻¹) in three ecological zones of West Africa. The maize cultivars differed widely in grain yield and N-accumulation parameters. Most cultivars absorbed similar amounts of N ranging from 2.04 g plant⁻¹ to 2.60 g plant⁻¹, but produced different grain yields, with those that accumulated more N after silking tending to have higher grain yield. Grain yields in the forest zone were lower than those in two Savanna regions. Differences were also observed for N-uptake (total N-uptake per unit N supplied to the soil), N-utilization (grain produced per unit N absorbed from the soil) and N-use efficiency (NUE) (grain produced per unit N supplied to the soil). Cultivars varied in their response to change in available soil N. The hybrids were more efficient in N-use and its component traits than the synthetic cultivar. Hybrid 1368 × KU1414-SR yielded the most grain as well as exhibiting superior traits for N-uptake and N-use efficiency.     

Critical water content and water stress coefficient of soybean (Glycine max [L.] Merr.) under deficit irrigation

The objective of this research was to investigate the critical water content (θ _c) and water stress coefficient (K _s) of soybean plant under deficit irrigation. This research was conducted in a plastic house at the University of Lampung, Sumatra in Indonesia from June to September 2000. The water deficit levels were 0–20%, 20–40%, 40–60%, 60–80%, and 80–100% of available water (AW) deficit, arranged in Randomized Completely Block (RCB) design with four replications. The results showed that the soybean plant started to experience stress from week IV within 40–60% of AW deficit. The fraction of total available water (TAW) that the crop can extract from the root zone without suffering water stress (p) was 0.5 and θ_c was 0.305 m³ m⁻³. The values of K _s at p=0.5 were 0.78, 0.86, 0.78, and 0.71 from week IV to week VII, respectively. The optimum yield of soybean plant with the highest yield efficiency was reached at 40–60% of AW deficit with an average K _s value of 0.78; this level of deficit irrigation could conserve about 10% of the irrigation. The optimum yield of soybean plant was 7.9 g/pot and crop water requirement was 372 mm.