基于光谱指数的变量施肥对冬小麦产量构成的影响及其效益分析

为给小麦变量施肥提供依据,利用冬小麦起身期和拔节期冠层光谱数据,选用反映冬小麦长势信息的优化土壤调节植被指数(OSAVI)和变量施肥模型进行变量施肥管理,以相邻地块常规非变量(均一)施肥区为对照区,研究了基于光谱指数的变量施肥对冬小麦产量构成的影响及其效益.结果表明,变量区OSAVI的变异系数较对照区有所降低;变量区产量、穗数和穗重高于对照,且变异系数均较对照区有所降低;变量区的穗粒重低于对照区,但变异系数增加;变量区的千粒重高于对照区,变异系数相近.变量区籽粒蛋白质含量高于对照,变异系数低于对照.变量区农作物经济效益高于对照区,土壤硝态氮浓度降低,生态效益明显.     

节水栽培条件下冬小麦籽粒微量元素和蛋白质含量对施氮的反应

为明确节水栽培下冬小麦籽粒微量元素、蛋白质含量对施氮的响应及其调控效应,在大田限水灌溉条件下研究了施氮对高产冬小麦品种石家庄8号籽粒铁、锌、锰、铜含量、蛋白质及其组分含量的影响.结果表明,冬小麦一次性基施157.5 kg N/ha处理的籽粒产量、蛋白质含量和铁、锌、锰、铜含量均显著高于不施氮肥处理,在基施157.5 kg N/ha基础上追施氮肥,上述各指标的变化均不显著,过量施氮籽粒铁、锌、锰含量反而呈降低趋势.在本试验条件下,冬小麦一次性基施157.5 kg N/ha可以使产量、品质和资源效率得到最佳统一.     

节水栽培条件下冬小麦籽粒微量元素和蛋白质含量对施氮的反应

为明确节水栽培下冬小麦籽粒微量元素、蛋白质含量对施氮的响应及其调控效应,在大田限水灌溉条件下研究了施氯对高产冬小麦品种石家庄8号籽粒铁、锌、锰、铜含量、蛋白质及其组分含量的影响。结果表明,冬小麦一次性基施157．5kg N／ha处理的籽粒产量、蛋白质含量和铁、锌、锰、铜含量均显著高于不施氮肥处理,在基施157．5kg N／ha基础上追施氮肥,上述各指标的变化均不显著,过量施氮籽粒铁、锌、锰含量反而呈降低趋势。在本试验奢件下,冬小麦一次性基施157．5kg N／ha可以使产量、品质和资源效率得到最佳统一。     

氮肥追施对冬小麦西农2000籽粒产量和蛋白质含量的影响

为了探寻冬小麦品种西农2000的最佳追氮方式,在相同总施氮量（250kg.hm-2）下分析了不同施氮处理间西农2000籽粒产量和蛋白质含量的差异。结果表明,与氮肥全部基施相比,氮肥基追配施（基施纯氮60%,剩余40%纯氮用于追施）能够显著提高籽粒产量和蛋白质含量。其中基施纯氮150kg.hm-2,并配合拔节期追施纯氮62.5kg.hm-2和孕穗期追施纯氮37.5kg.hm-2（基追比为6∶2.5∶1.5）对提高西农2000籽粒产量和蛋白质含量的综合效果最好,其籽粒产量和蛋白质含量比氮肥全部基施处理分别提高8.9%和0.79个百分点。氮肥基追配施下小麦籽粒产量提高的主要原因是穗数与千粒重提高;籽粒蛋白质含量的提高主要与花后30d前旗叶平均游离氨基酸含量的提高有关,而花后30d前旗叶平均游离氨基酸含量的增加可能主要由花后旗叶NR、GS活性的提高所致。     

锰与氮钾配施对冬小麦籽粒蛋白质含量及蛋白质产量的影响

为确定在河南省典型潮土上合理的锰(Mn)与氮(N)、钾(K)配施方案.提高冬小麦蛋白质含量和蛋白质产量,通过正交区组三因素五水平通用旋转组合设计的田间试验,研究了Mn与N、K配施对冬小麦蛋白质含量及蛋白质产量的影响.结果表明,合理的Mn与N、K配比可显著提高小麦籽粒蛋白质含量与蛋白质产量.N、K2O和MnSO4·H2O分别控制在33.57～42.29、259.30～276.64、163.83～164.63 kg·hm-2时,蛋白质含量和蛋白质产量才会较高.其中,氮肥对籽粒中清蛋白、球蛋白、醇溶蛋白和谷蛋白含量影响较大,对醇溶蛋白、谷蛋白的作用均为Mn>K;对球蛋白的作用则是K>Mn.因此,保证N肥的合理供应是获得较高蛋白质含量、蛋白质产量和各蛋白组分的先决条件,在此基础上根据籽粒产量和品质要求调节Mn肥与K肥的施用比例.     

氮肥运筹对晚播冬小麦产量、品质及叶绿素荧光特性的影响

为了探讨淮北地区晚播冬小麦合理高效的氮肥运筹模式,以济麦22为材料,研究了氮肥运筹对晚播冬小麦产量、品质及叶绿素荧光特性的影响。结果表明,拔节期追氮或孕穗期追氮减少了群体透光率,提高了灌浆期旗叶SPAD值和生育后期叶面积指数,改善了小麦旗叶PSⅡ的潜在活性(Fv/Fo)、最大光化学效率(Fv/Fm)和实际光化学效率(ΦPSⅡ),降低了非光化学猝灭系数(qN）,有利于叶片吸收的光能较充分地用于光合作用。光化学效率的提高进而促进了小麦的干物质积累与成穗率。氮肥运筹对籽粒产量的影响达到显著水平,其中拔节期追氮且基追比6∶4的施肥方式显著提高了每公顷穗数和籽粒产量,其籽粒产量显著高于其他追氮处理,增幅达到5.5%~10.8%。此外,氮肥后移和增加基追比例可明显提高籽粒蛋白质含量、湿面筋含量、沉降值和硬度。本试验条件下,总施氮量270 kg·hm^-2,拔节期追氮且基追比6∶4和孕穗期追肥且基追比4∶6的氮肥运筹模式是晚播冬小麦实现高产、优质的理想施肥方式。     

不同品质类型冬小麦籽粒产量和品质性状对氮肥的响应

为了研究不同品质类型冬小麦籽粒产量和品质性状对氮肥水平和追氮时期的响应,以两个强筋品种济南17和PH82-2-2以及两个筋力弱的品种PH97-4和PH97-5为材料进行了品种、施氮量、施氮时期三因素试验。结果表明,增施氮肥能显著提高小麦产量和氮收获量。起身期追肥比抽稳期追肥产量和氮收获量显著提高;不同品质类型的小麦蛋白质含量对施氮量和追氮时期反应不尽一致,蛋白质含量相对较低的两个品种济南17和PH97-4施氮处理间差异不显著,而蛋白质含量相对较高的品种PH82-2-2和PH97-5在高施氮量下抽穗期追肥蛋白质含量比起身期追肥提高0．6个百分点,差异达显著水平。不同品种的湿面筋含量、籽粒容重和硬度在不同施氮量下差异不显著。沉淀值、降落值对施氮处理不敏感;吸水率和面团稳定时间不同施氮量间差异不显著,抽穗期追肥吸水率提高0．7个百分点,但面团形成时间和稳定时间分别降低1．39min和0．61min;不同品种的粉质特性差异显著。运筹氮肥能改善小麦加工品质,但效果不明显。     

氮肥运筹对豫中地区冬小麦旗叶生理及籽粒产量的影响

为探讨豫中地区冬小麦合理高效的氮肥运筹模式,以百农矮抗58为试验材料,采用裂区试验设计,研究了氮肥施用量及运筹模式对冬小麦旗叶生长生理及籽粒产量的影响。结果表明,氮肥运筹对冬小麦旗叶叶绿素含量、净光合速率、硝酸还原酶活性及可溶性蛋白含量的影响均达显著水平。随施氮总量的增加,旗叶叶绿素含量、净光合速率和可溶性蛋白含量均表现不同程度的升高,硝酸还原酶活性也保持较高值。在基肥相同的条件下,增加拔节期追氮量能显著提高旗叶叶绿素含量、净光合速率、硝酸还原酶活性和可溶性蛋白含量。施氮总量相同时,拔节期追氮量较多的处理对基施氮肥较少的处理有一定的补偿效应。氮肥运筹对籽粒产量的影响达极显著水平,其中N120＋150模式下的穗粒数及粒重最高,N120＋210模式下小麦成穗数及籽粒产量最高。综上,豫中地区生态环境下,施纯氮270 kg.hm-2,其中基施氮肥120 kg.hm-2、拔节期追施氮肥150 kg.hm-2的N120＋150处理是较为合理的氮肥运筹模式。     

施氮量和比例对冬小麦产量和蛋白质组分的影响

为了给小麦优质高产栽培提供依据,以强筋小麦品种济麦20为试验材料,采用二因素随机区组试验设计,研究了氮肥运筹对小麦植株性状、产量和蛋白质组分的影响.结果表明.株高、穗长、穗粒数均与产量呈正相关,其中穗长与产量相关显著(r=0.607*),在不同施氮量和底追比例处理问,株高、德长、千粒重、容重和产量均有显著差异.在施氮量150~300 kg/ha范围内,穗长、穗粒数和产量有随施氮量增加而提高的趋势,其中产量在处理间差异显著,以施氮300 kg/ha的处理产量最高.氮肥底施和追施的比例对籽粒产量有显著影响,在本试验中以底追比例5:5的处理产量最高.不同蛋白质组分对施氮的反应有差异,醇溶蛋白、谷蛋白和总蛋白含量均随施氯量的增加而逐渐提高.醇溶蛋白和总蛋白含量随追氯比例的增加而逐步提高.籽粒产量和蛋白质含量时底追比例的反应有一定差异.     

冬小麦碳氮积累、转运和籽粒产量对小花发育期追氮的响应

为给冬小麦高产优质栽培过程中氮肥的合理调控提供参考依据,通过河南郑州和兰考两点大田试验,分别在总施氮量240和180 kg·hm^-2下,以全部基施为对照,进行基施和追施各50%施氮处理［追肥时期分别在返青期(二棱末期)、返青后10 d(护颖原基分化期)、20 d(雌雄蕊原基分化期)和30 d(雌蕊凹期)］,探讨了小花发育期施氮对两种穗型冬小麦碳、氮积累和转运及产量构成的影响。结果表明,在小花发育期追施氮肥均有利于花前碳、氮的贮藏积累和转运,且兰考矮早8品种贮藏碳、氮转运对籽粒的贡献率分别高于对照处理4.49和3.98个百分点,而豫麦49198品种分别高于对照处理1.68和0.47个百分点;两个品种花前贮藏氮素转运对籽粒的贡献率分别高于碳素42.97和38.47个百分点。在本试验条件下,在小花雌雄蕊原基分化期追施氮肥增加了兰考矮早8的千粒重和豫麦49198的穗粒数,且追肥处理的穗粒数、千粒重和籽粒产量显著高于其他处理,氮素积累和转运的增加也显著提高了籽粒蛋白质含量和产量。根据本研究结果,在总施氮量180~240 kg·hm^-2下,采取基施和小花雌雄蕊原基分化期追施氮肥各50%,提高了籽粒产量和蛋白质产量。     

矮壮素配合氮肥基施对夏玉米氮代谢及氮素利用特征的影响

以京农科728为试验材料,在相同施肥量条件下,设置4个矮壮素(CCC)施用梯度,通过与氮肥拌肥处理一次性基施,研究矮壮素对华北夏玉米产量、氮代谢及氮素利用率的影响。结果表明,相对常规氮肥处理,CCC处理增加了玉米产量、千粒重和穗粒数,干物质积累量在花期之后显著增加,叶面积指数显著高于常规氮肥对照;增强了叶片硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)及花后34 d至收获期的谷丙转氨酶(GOT)等氮代谢酶活性,提高了叶绿素总含量和可溶性蛋白含量。氮素利用率得到了提高,最佳施用量是675 kg/hm2,在最佳施用量下,氮肥偏生产力、氮肥农学效率和氮肥生理利用率分别比常规氮肥对照增加5.4%、45.8%和22.7%。     

施氮模式对强筋小麦氮素积累和籽粒蛋白质含量的影响

为探索冀东平原强筋小麦适宜的氮肥施用模式,选用2个强筋小麦品种（津农7号和中麦998）,在总施氮量为210 kg·hm_-2的前提下设置4种施氮模式（CK：底肥50%+拔节肥50%;N1：底肥30%+起身肥20%+拔节肥50%;N2：底肥50%+拔节肥30%+孕穗肥20%;N3：底肥30%+拔节肥50%+孕穗肥20%）,研究了不同施氮模式对强筋小麦氮素积累、转运、籽粒蛋白质及其组分含量的影响。结果表明,与CK相比,N2和N3处理提高了强筋小麦干物质积累量,显著增加植株花前氮素积累量及其转运量。花前氮素对籽粒氮素的贡献率因品种和处理而异,津农7号花前氮素对籽粒氮素的贡献率以CK最高,中麦998花前氮素对籽粒氮素的贡献率以N2处理最高。与CK相比,N2和N3处理显著增加小麦籽粒的蛋白质含量,提高醇溶蛋白和谷蛋白含量;2个强筋小麦品种籽粒产量均以N2处理较高。综上所述,本试验条件下,总施氮量的20%后移至孕穗期可提高强筋小麦植株干物质积累量,促进花前积累氮素向籽粒转移,提高籽粒蛋白质含量;N2处理可使津农7号获得最高的籽粒产量和蛋白质含量;中麦998在N2处理下籽粒产量最高,N3处理下蛋白质含量最高。     

红壤性稻田紫云英与化肥减施对早稻品质与养分吸收的影响

【目的】阐明紫云英种植利用后减施化肥对早稻品质、养分吸收及土壤肥力的相互影响,为红壤稻田施肥提供科学依据。【方法】以红壤稻田为研究对象,2015年开始在江西高安大田定位研究种植利用紫云英对早稻生长发育及养分吸收利用的影响。设置6个试验处理：1)不施肥对照处理(CK);2)绿肥处理(G),即紫云英量22 500 kg/hm²;3)100%化肥处理(N₁₀₀);4)紫云英翻压22 500 kg/hm²+100%化肥处理(GN₁₀₀);5)紫云英翻压22 500 kg/hm²+80%化肥处理(GN₈₀);6)紫云英翻压22 500 kg/hm²+60%化肥处理(GN₆₀)。【结果】紫云英配施全量及减施适量(20%)化肥能提高水稻产量,保障水稻N、P营养,提高土壤有机质和碱解氮含量。紫云英配施化肥能提高早稻整精米率、垩白与胶稠度但降低蛋白质含量。早稻产量、糙米率、整精米率、垩白粒率、蛋白质与籽粒含N量呈显著正相关,与籽粒含Si量呈显著负相关;籽粒含Mg量与精米率呈显著正相关。籽粒P、Ca、Mg吸收量对碾米品质、蛋白质含量和垩白粒率是正效应,对胶稠度是负效应。土壤碱解氮对籽粒含N量是间接正效应,对籽粒含Si量是间接负效应;碱解氮、有效磷、速效钾对籽粒N、P、K吸收量是间接正效应;pH对籽粒Ca、P含量以及交换性Ca、Mg对籽粒P含量均为间接负效应。【结论】紫云英22 500 kg/hm²还田并减施20%化肥能提高水稻产量,提升稻米品质。     

施用海藻酸复合肥料的双季稻产量和氮磷肥料效应

以华南大田双季稻为研究对象,设置5个处理:不施肥、普通复合肥、海藻复合肥、80%普通复合肥和80%海藻复合肥,研究海藻复合肥减施条件下对双季稻产量、肥效、养分吸收和土壤养分残留及土壤生物活性的影响。结果表明:海藻复合肥能够提高水稻有效穗和稻谷产量,晚稻海藻复合肥较普通复合肥有效穗增加14.5%,早稻稻谷增产7.6%,晚稻增产5.1%,均达显著水平;而80%海藻复合肥与普通复合肥相比稻谷产量无差异。海藻复合肥能够提高氮肥和磷肥偏生产力。与常量施肥相比,减量施氮肥和磷肥偏生产力分别提高6.1~8.5 kg/kg和15.2~21.4 kg/kg,氮和磷吸收效率分别提高11.3~19.7和12.0~19.8个百分点,均以80%海藻复合肥处理最高。减量施肥显著降低20~40 cm土壤硝态氮的含量。海藻复合肥可提高土壤微生物量碳（氮）和土壤蔗糖酶、脲酶及酸性磷酸酶活性。主成分分析结果表明,土壤肥力综合得分为80%海藻复合肥>海藻复合肥>普通复合肥>80%普通复合肥>CK。在华南双季稻种植条件下,与普通复合肥相比,海藻复合肥减肥20%具有较好的稳产效应,但是周年氮磷养分平衡表现为亏缺,建议根据土壤肥力状况及目标产量制订减肥措施,以保持土壤肥力的可持续性。     

玉米秸秆还田与实地氮肥管理对水稻产量与米质的影响

 以中熟粳稻扬粳4038为材料,在大田试验条件下研究了玉米秸秆还田与实地氮肥管理对水稻产量和稻米品质的影响。三年（2009—2011）试验结果表明: 1）玉米秸秆还田能提高稻田土壤全氮和有机质含量; 2）在不施氮条件下,玉米秸秆还田处理较对照产量提高了18.9%~32.0%; 3）在实地氮肥管理模式下,玉米秸秆还田处理较对照施氮量下降了7.4%~16.7%,但产量提高了0.5%~11.0%,氮肥偏生产力提高了18.0%~31.7%; 4）在不施氮或实地氮肥管理条件下,玉米秸秆还田均较对照显著提高了整精米率、最高黏度和崩解值,降低了垩白粒率、垩白度、最终黏度和消减值;玉米秸秆还田对水稻的出糙率、精米率、直链淀粉含量和胶稠度无显著影响。在不施氮条件下,与对照相比,玉米秸秆还田提高了籽粒中蛋白质含量。上述结果表明,玉米秸秆还田有利于培肥土壤,采用实地氮肥管理将有助于进一步降低水稻施氮量,提高产量和改善米质。     

有机肥部分替代化肥对旱地地膜冬小麦产量及水肥利用效率的影响

为探求旱地冬小麦全生物降解地膜绿色覆盖栽培条件下有机肥氮替代化肥氮的适宜比例，于2020—2021年在甘肃定西布设大田试验，比较分析了单施化肥（CK）、15%有机肥氮替代化肥氮（OR₁₅）、30%有机肥氮替代化肥氮（OR₃₀）、45%有机肥氮替代化肥氮（OR₄₅）处理下旱地冬小麦干物质积累、籽粒产量、耗水量、水分利用效率、氮素效率等的差异。结果表明，与CK相比，适宜比例的有机肥替代化肥可有效调节冬小麦生长发育，优化干物质积累和耗水过程，提高籽粒产量和水肥利用效率。有机肥替代处理的花前群体干物质积累量均显著低于CK，而OR₁₅和OR₃₀处理的花后群体干物质积累量分别较CK增加了20.22%和5.39%，OR₄₅处理则降低21.84%；与CK相比，OR₁₅处理增产6.15%，OR₃₀和OR₄₅处理分别减产2.87%和10.43%；OR₁₅和OR₃₀处理的水分利用效率较CK提高了7.76%和3.78%，OR₄₅处理降低了1.89%；OR₁₅、OR₃₀和OR₄₅处理的生育期耗水量分别较CK低1.53%、6.43%和8.67%，而花后耗水量分别高7.46%、1.82%和0.80%；相比于CK，适宜比例的有机肥替代化肥主要通过增加小麦穗数和千粒重提高籽粒产量；有机肥替代处理均显著提高了冬小麦氮素利用效率、氮素收获指数和化肥氮偏生产力，且分别平均较CK提高了10.36%、4.46%和42.16%；OR₁₅处理的籽粒氮积累量较CK增加了7.81%，OR₃₀和OR₄₅处理分别降低了8.63%和20.35%。通过综合分析，有机肥氮15%替代化肥氮可作为陇中旱地冬小麦全生物降解地膜绿色覆盖栽培条件下实现小麦稳产增产及提质增效的氮素管理模式。     

追氮时期和基追比例对强筋小麦产量和品质的调控效应

为给小麦高产优质栽培中氮肥合理运筹提供依据,以济麦20号为材料,在施氮量为240kg·hm-2下,研究追氮时期(起身、拔节、孕穗、开花)和基追比例(1∶1、3∶7和3∶17)对强筋冬小麦产量和品质的调控效应。结果表明,起身期和拔节期追氮处理间产量差异不显著,但二者显著高于孕穗期和开花期追氮处理。起身和拔节期增加追氮比例可提高产量,孕穗和开花期增加追氮比例则使产量降低。在起身和拔节期追氮时,籽粒蛋白质、醇溶蛋白和清、球蛋白含量随追氮比例增加均呈下降趋势;在孕穗和开花期追氮时,籽粒蛋白质、醇溶蛋白和清、球蛋白随追氮比例增加呈上升趋势。在各时期增加追氮比例均可提高谷蛋白、HMW-GS、LMW-GS含量和面团稳定时间。在一定的基追比条件下,拔节期追氮处理的谷蛋白、HMW-GS、LMW-GS含量和面团稳定时间均高于起身期追氮处理,追氮时期自拔节期后移至孕穗和开花期时谷蛋白、HMW-GS、LMW-GS含量和面团稳定时间均不同程度降低。本试验条件下,综合考虑产量和品质,强筋小麦济麦20号以基肥∶拔节肥比例为3∶17为最佳氮肥运筹方式。     

稻田养鱼模式下减量施氮对杂交中稻产量和氮肥利用率的影响

以大穗型杂交中稻蓉18优1015和多穗型杂交中稻内6优103为材料,于2018年在四川泸县开展试验,研究稻鱼共生模式下不同施氮量(N0,不施氮;N1,减氮66.6%;N2,减氮33.3%;CK,常规施氮,施氮量135 kg/hm^2)对杂交中稻产量、产量构成因子、干物质、收获指数、氮肥利用率的影响。结果表明,大穗型杂交中稻产量以N2处理最高,较CK增加2.8%;多穗型杂交中稻产量以CK最高,较N2、N1处理分别增加5.3%、20.4%;随施氮量的增加,杂交中稻有效穗数、干物质量呈显著增加的趋势,结实率、收获指数则呈下降趋势,减量施氮对杂交中稻每穗粒数和千粒重影响不显著;大穗型杂交中稻的氮肥农学利用率N2、N1处理较CK分别增加63.2%、45.6%,多穗型杂交中稻氮肥农学利用率N2处理较CK增加了27.4%;随施氮量的增加,杂交中稻氮肥偏生产力呈显著下降趋势,与CK相比,N2、N1处理的氮肥偏生产力分别增加了74.6%和48.2%。可见,在稻田养鱼模式下,综合考虑产量和氮肥利用率,杂交中稻的适宜减氮量为33.3%。