水氮互作对膜下滴灌玉米产量及水氮利用的影响

通过田间裂区试验,研究不同灌水量和施氮量对膜下滴灌玉米生理生长、产量及其构成因素和水、氮利用的影响。结果表明,水氮互作对玉米产量影响差异显著(P0.05)。玉米单株叶面积随着施氮量与灌水量的增加而增大。随着灌水量的增加,玉米耗水量呈上升趋势,玉米水分利用效率呈下降趋势。氮肥农学效率及氮肥偏生产力随着施氮量的增加而减小。当灌水量大于2 700 m~3/hm~2、施氮量大于200 kg/hm~2时,玉米干物质积累和产量不在增加,产量呈下降趋势。在本试验条件下,推荐最佳灌水量为2700 m~3/hm~2,施氮量为200 kg/hm~2。     

施氮量对新疆滴灌冬小麦根系生长及产量的影响

为探明滴灌冬小麦高产需氮肥规律,利用大田试验研究了N_0(0 kg·hm~(-2))、N_1(90kg·h~(-2))、N_2(180kg·h~(-2))、N_3(270kg·h~(-2))、N_4(360kg·h~(-2))施氮量对新冬18号0~60cm土层根系生长的影响及其与产量和氮肥利用率的关系。结果表明,随着施氮量的增加,拔节至成熟期间0~60cm土层根系干重、根长和根系活力均增加,N_3处理孕穗期小麦0~60cm土层根干重、根长分别较N_0处理增加11.93%、29.0%,增幅基本表现为0~20cm20~40cm40~60cm土层;N_3处理较N_0处理小麦产量增加30.35%,氮肥农学利用效率为6.90kg·kg-1。拔节期前后施适量氮肥可促进0~60cm土层根系生长和活力增强,是氮肥增产的重要原因。本试验条件下最适宜施氮量为180~270kg·h~(-2),可获得产量7 591.49~8 004.85kg·h~(-2),氮肥农学利用效率为6.90~8.06。     

施氮对黄土高原半湿润区冬小麦产量和水分利用效率的影响

为探讨施氮对黄土高原半湿润地区冬小麦产量和水分利用的影响,通过田间长期定位试验,设置0 kg·hm~(-2)(N0)、100 kg·hm~(-2)(N100)、200 kg·hm~(-2)(N200)、300 kg·hm~(-2)(N300)和400 kg·hm~(-2)(N400)5个施氮水平,比较分析了不同处理间冬小麦不同生育时期0～200 cm土层土壤剖面水分动态变化及产量和水分利用效率的差异。结果表明,与未施氮(N0)处理相比较,施氮处理的冬小麦籽粒产量、籽粒产量水分利用效率、干物质量和干物质量水分利用效率均显著增加,而各生育时期土壤水分含量降低。两年的冬小麦耗水量和籽粒产量均表现为N100、N200N0N300、N400;籽粒产量水分利用效率和干物质量水分利用效率均呈增加趋势,但N200与N300及N300与N400处理间差异不显著。综合来看,在本试验条件下,施氮200 kg·hm~(-2)时冬小麦既能高产,也可高效利用土壤水分。     

施氮量对半湿润区小麦-玉米轮作系统土壤氮的影响

为探讨不同施氮量对黄土高原半湿润地区冬小麦-夏玉米轮作系统土壤氮动态变化的影响,2016-2018年采用田间试验,研究了不同氮肥用量下冬小麦-夏玉米轮作系统作物不同生育时期0～200 cm土层土壤氮的动态变化。结果表明,不同氮肥处理间0～60 cm土层土壤全氮储量差异显著,两年试验后较试验前,施氮0 kg·hm~(-2)(N_0)、100 kg·hm~(-2)(N_(100))、200 kg·hm~(-2)(N_(200))、300 kg·hm~(-2)(N_(300))和400kg·hm~(-2)(N_(400))处理的土壤全氮增量分别为-180、-245、288、627和709 kg·hm~(-2)。不同氮肥处理间0～200 cm土层土壤硝态氮含量及其储量差异显著,土壤铵态氮含量无显著性差异。两年试验后较试验前,N_0和N_(100)处理0～200 cm土层土壤硝态氮储量明显降低,N_(200)处理变化不显著,3者均无明显硝态氮下移,而N_(300)和N_(400)处理0～200 cm土层土壤硝态氮储量显著增加,向深层土壤(100～200 cm)下移明显。每季作物施氮200 kg·hm~(-2)可以减少深层土壤硝酸盐累积量。     

施氮量对滴灌冬小麦干物质积累、分配与转运的影响

为明确施氮量对滴灌冬小麦干物质积累、分配、转运及产量的影响,于2013-2015年连续两个冬小麦生长季,以新冬18号为试验材料,在大田滴灌条件下,设置了0(N_0)、94.5(N_1)、180(N_2)、240(N_3)、300(N_4)、360kg·hm~(-2)(N_5)共6个施氮量处理,通过单因素随机区组试验,研究了不同施氮量下滴灌冬小麦干物质积累、分配及转运的特点。结果表明,不同施氮量处理下滴灌冬小麦单茎干物质积累量随生育进程均呈"S"曲线变化。成熟期干物质积累量、花前干物质的转运量及其转运效率、花后同化物积累量均以N_3处理最高;花前干物质转运对籽粒产量的贡献率以及籽粒产量在两年中均随施氮水平的提高呈先增后减趋势,也均以N_3处理最高,其中产量两年分别较N_0处理增产68.01%和67.39%。因此,在本试验条件下,240kg·hm~(-2)施氮量最有利于滴灌冬小麦干物质积累、转运和高产。     

施氮量对滴灌冬小麦茎部特征及其抗倒伏性的影响

为了研究施氮量对滴灌冬小麦茎部形态特征及其抗倒伏能力的影响,在2014-2015年冬小麦生长季,以新冬18号为试验材料,在大田滴灌条件下研究了300(N_1)、360(N_2)、420(N_3)和480(N_4)kg·hm~(-2)四个不同氮肥水平对冬小麦茎部形态特征、力学特征及抗倒伏性能的影响。结果表明,随着施氮量的增加,滴灌冬小麦的株高逐渐增高,重心高度升高,平均节间长度增长,单株鲜重增加,而基部节间直径减小,茎秆基部的机械强度及抗倒伏指数降低;随着生育进程的推进,冬小麦茎秆基部的机械强度及抗倒伏指数均呈降低的趋势。茎秆的机械强度和抗倒伏指数与株高、重心高度、单茎鲜重显著负相关,与基部节间直径呈显著正相关。N_2处理小麦倒伏率较低,产量最高,为6 315.76kg·hm~(-2),分别较N_1、N_3、N_4处理产量高4.72%、6.69%和13.59%。在本试验条件下,适当控制施氮量可以降低滴灌小麦倒伏率,增加产量。     

施氮量对不同叶绿素含量小麦生长、产量和品质的影响

为探究陕西关中地区施氮量对不同叶绿素含量小麦生长、产量和品质的影响,并筛选出适宜高光效小麦的较佳施氮量,以西农979、冀麦5265及其黄绿叶突变体为供试材料,设置4个施氮水平:0kg·hm~(-2)(CK)、120 kg·hm~(-2)(N_1)、240 kg·hm~(-2)(N_2)和360 kg·hm~(-2)(N_3),分析施氮量对不同叶绿素含量小麦光合能力、氮利用、产量及其构成因素和品质的影响。结果表明,施氮量对小麦生长特性和产量有显著影响,随着施氮量的增加,西农979和冀麦5265黄绿叶突变体的旗叶面积、SPAD值、光合速率以及穗数、穗粒数、产量和品质等指标均呈先增后减的趋势,并在N_2处理下达到最大值;而冀麦5265的各项指标则呈现增加趋势,在N_3处理下达到最大值。西农979和冀麦5265及其黄绿叶突变体的氮肥偏生产力均随着施氮量增加而减小,氮素利用效率则均随着施氮量增加而呈现先减后增趋势。综上所述,在关中平原地区,西农979和冀麦5265黄绿叶突变体兼顾产量、品质与施肥效益的最佳施氮量为240 kg·hm~(-2),冀麦5265为360kg·hm~(-2)。     

不同水氮处理对小麦耗水特性及产量的影响

为给小麦高产节水栽培提供理论依据,以百农矮抗58为材料,在大田条件下设置3个灌水水平[不灌水(W0),灌1水(W1,拔节水),灌2水(W2,拔节和开花水)]和5个施氮水平[0kg·hm-2(N0)、90kg·hm-2(N1)、180kg·hm-2(N2)、240kg·hm-2(N3)、300kg·hm-2(N4)],研究水氮处理对冬小麦耗水特性及产量的影响。结果表明,随着施氮量的增加,小麦总耗水量和土壤贮水消耗量先增加后降低,以N3处理最高,各种水分利用效率也表现出相似趋势。随灌水次数的增加,总耗水量、土壤水利用效率和降水利用效率均提高,而水分利用效率和灌水利用效率则相反。阶段耗水量均随灌水次数增加而提高,施氮对阶段耗水量的影响因灌水不同而异,其中,N2和N3处理在拔节至开花期的耗水量较高,而在开花至成熟期则较低。籽粒产量随施氮量增加呈先升后降趋势,随灌水次数增加则持续提高。综合考虑产量和生产成本,W1N3处理为本试验条件下节水高产的水氮运筹推荐模式。     

测墒补灌条件下施氮量对冬小麦耗水特性和水氮利用效率的影响

为明确黄淮麦区冬小麦高产节水条件下的适宜施氮量,以小麦品种山农23为材料,在大田拔节期和开花期0~40cm土壤含水量分别补灌至田间持水量的70%和65%条件下,设置每公顷施纯氮0kg(N0)、180kg(N1)、240kg(N2)、300kg(N3)4个施氮水平,研究小麦耗水特性和水氮利用效率对施氮量的响应。结果表明,N2处理较N0和N1处理显著提高了20~160cm土层土壤贮水消耗量,但与N3处理无显著差异。N2处理灌水量较N0和N1处理分别降低7.35%和9.51%,显著提高土壤贮水消耗量、开花至成熟阶段的耗水量和耗水模系数;N3处理的灌水量较N2处理增加9.59%,两个处理间土壤贮水消耗量、开花至成熟阶段的耗水量和耗水模系数均无显著差异。N2处理的籽粒产量、降水利用效率和灌水利用效率比N1处理分别高9.53%、9.54%和21.04%,施氮量增加至300kg·hm-2时,籽粒产量无显著变化,灌水利用效率和氮肥偏生产力分别降低7.55%和18.94%。因此,在本试验条件下,施氮240kg·hm-2的增产、水氮高效利用效果最佳。     

秸秆还田条件下减施氮肥对旱地冬小麦水氮利用、光合及产量的影响

为探究半干旱区秸秆还田后麦田的最适氮肥施用量,以冬小麦品种西农979为研究对象,在前茬玉米秸秆全量还田(9 000 kg·hm~(-2))条件下,设5个施氮水平(N0:0 kg·hm~(-2);N75:75 kg·hm~(-2);N150:150 kg·hm~(-2);N225:225 kg·hm~(-2);N300:300 kg·hm~(-2)),以不施氮(N0)为空白对照,在传统施氮量(300 kg·hm~(-2))基础上,分析了秸秆还田条件下减氮对冬小麦旗叶光合特性、水氮利用、产量及其经济效益的影响。结果表明,小麦的耗水量随着施氮量的增加而增大;水分利用效率呈先增后减趋势,其中N150和N225处理的水分利用效率较高,较传统施氮量(N300)分别增加0.60%和2.71%。开花期旗叶光合能力随施氮量的增加呈先增后减趋势,其中N225处理表现最佳,其胞间CO_2浓度比N300处理降低13.36%,净光合速率、蒸腾速率和气孔导度分别提高16.36%、11.81%和18.39%;N0～N150处理的光合性能均显著低于N300处理。与N300处理相比,N225处理产量显著增加,N150处理产量变化不显著,其余处理均显著减产。N225处理的氮肥贡献率最高,较N300处理增加4.95%,N150处理与N300处理差异不显著。N75、N150和N225处理的氮肥偏生产力较N300处理分别提高269.08%、98.25%和35.16%,氮肥农学效率分别提高166.52%、95.74%和42.00%。与N300处理相比,N0和N75处理的经济效益分别减少2 841.44和828.54元·hm~(-2),N150和N225处理分别增加169.20和332.40元·hm~(-2)。综合来看,在旱作秸秆还田条件下,在传统施肥的基础上,适量减少氮肥投入可有效促进冬小麦水氮利用,增强开花期旗叶光合能力,提高籽粒产量和经济效益。在本试验条件下,秸秆全量还田配施氮肥150～225kg·hm~(-2)的效果较好。     

灌溉模式与施氮量交互作用对水稻产量以及水、氮利用效率的影响

【目的】研究不同水、氮管理模式对水稻产量以及水、氮利用效率的影响,以期为水稻高产与水、氮高效利用提供理论依据和技术参考。【方法】大田试验于2015-2016年在浙江富阳进行,供试品种为三系籼型杂交稻天优华占。设置常规灌溉(CI)和干湿交替灌溉(AWD)两种灌溉模式,同时设置低氮(LN,80 kg/hm~2)、中氮(MN,160kg/hm~2)和高氮(HN,240 kg/hm~2)3种施氮水平。【结果】灌溉模式与施氮量对水稻产量以及水、氮利用效率有显著互作效应。与CI相比,AWD抑制无效分蘖,分蘖成穗率提高8.1%~10.7%;提高抽穗期至成熟期的光合势(LAD)与群体生长率(CGR);促进根系下扎,10~20 cm根层根系生物量增加了24.4%~32.3%,同时提高了结实期根系活性;促使茎鞘中非结构性碳水化合物(NSC)向籽粒中运转;且AWD在160 kg/hm~2(中氮)施氮水平下可显著提高产量与水、氮利用效率,为本研究最佳的水、氮运筹模式。【结论】通过适宜的水、氮运筹可充分发挥其互作效应,提高水稻产量与水、氮利用效率。     

浅埋滴灌下水氮减量对春玉米干物质积累及水氮利用效率的影响

2017～2018年,以传统畦灌常规施氮为对照,采用大田裂区试验,以传统畦灌常规灌量40%(W1)、常规灌量50%(W2)、常规灌量60%(W3)为主处理,以常规施氮量50%(N1)、常规施氮量70%(N2)、常规氮施量(N3)为副处理,研究浅埋滴灌下水氮减量对春玉米干物质积累及水氮利用效率的影响。结果表明,浅埋滴灌下玉米干物质积累量、各器官干物质转运量及其对子粒贡献率均随着水、氮水平的增加而增加,子粒产量W3N3处理与W3N2、W2N3、W2N2差异不显著,显著高于其他处理和CK。灌溉水利用效率各处理显著高于CK;氮肥偏生产力N1和N2水平显著高于CK,N3水平与CK无差异;氮吸收效率W3N2最高,除W3N1和W2N1外,显著高于其他处理和CK。     

不同水氮处理对冬播春小麦产量和水氮利用效率的影响

为探明春麦冬播高产、高效水氮运筹模式,2019-2021年在田间进行两因素三水平裂区试验,灌水量设3 150(W₁)、3 600(W₂)和4 200 m³·hm_-2(W₃)三个水平;施氮量设0(N₀)、135(N₁)和210 kg·hm_-2(N₂)三个水平,研究了9种水、氮处理组合对春小麦品种新春48号0~100 cm土层耗水量、群体叶面积指数、干物质积累量、产量及水、氮利用效率的影响。结果表明,增加灌水量提高了0~40 cm 土层含水量,减少了40～100 cm土层储水消耗量,增加了总耗水量;同一灌水量条件下,施氮量对总耗水量影响不显著;水、氮协同增产效应大于其单因素效应,增加滴水量或氮肥量均增加小麦群体叶面积指数、总光合势和干物质积累量,水分利用效率（1.12～1.23 kg·m^-3）和氮肥农学利用效率（7.58～11.17 kg·kg_-1）呈先增后降趋势。水、氮协同增产是叶面积指数、总光合势和干物质积累量提高的结果。北疆春麦冬播适宜的水、氮运筹模式为总灌水量3 600～4 200 m³·hm_-2、总施氮量135～210 kg·hm_-2。     

节水灌溉条件下氮肥对粳稻稻米产量和品质及氮素利用的影响

以常规粳稻品种9325为材料,研究了大田条件下不同灌溉方式和氮素水平对水稻氮素利用及稻米产量和品质的影响。节水灌溉显著降低了单位面积有效穗数、整精米率、粗蛋白含量以及胶稠度,提高了垩白性状指标和直链淀粉含量,中高氮水平对产量影响不显著;同一灌溉方式下增施氮肥,显著提高了稻米整精米率、粗蛋白含量、垩白米率及垩白度,增加了胶稠度,减少了直链淀粉含量。节水灌溉下氮素干物质生产效率和氮素运转效率提高,氮素产谷效率则对水分反应不敏感;施氮量增加,水稻氮素积累总量及氮素转运效率与施氮量呈单峰曲线关系,随施氮量提高,氮素干物质生产效率、氮素产谷效率及氮素收获指数下降。     

水氮运筹对新疆滴灌春小麦群体质量和产量的影响

为探明水氮运筹对滴灌春小麦群体质量和产量的影响规律,2017年和2018年在田间滴灌条件下设置1 500、3 750、6 000和8 250 m~3·hm~(-2)4种灌水量(分别用W1、W2、W3和W4表示)和0、225、300和375 kg·hm~(-2)4个施氮水平(分别用N0、N1、N2和N3表示),比较分析了不同水氮处理下春小麦品种(新春6号)的茎蘖数、茎蘖成穗率、LAI、粒叶比、花后干物质生产力和产量及其构成的差异。结果表明,两年中,春小麦茎蘖数、茎蘖成穗率、LAI、粒叶比、花后干物质生产力及产量在相同氮素营养条件下随灌水量的增加均呈先增后减趋势,且以W3最大;在相同水分条件下随施氮水平的提高也均呈先升后降趋势,且以N2最大。在所有处理中,W3N2处理的春小麦茎蘖数、茎蘖成穗率、LAI、粒叶比、花后干物质生产力和产量及其构成因素值均最高。因此,在本试验条件下,灌水6 000 m~3·hm~(-2)和施氮300 kg·hm~(-2)为滴灌春小麦最佳的水氮组合。     

氮肥类型及施用方式对节水抗旱稻田面水氮动态及产量的影响

采用大田试验,以旱优8号为试验材料,比较评价了节水灌溉条件下不同氮肥类型和施用方式对节水抗旱稻产量、经济效益、氮素吸收和田面水不同形态氮素动态变化的影响。结果表明,相同氮肥用量条件下,不同氮肥类型和施用方式的氮素吸收与产量高低无明显相关关系。在等氮量投入下,缓释肥配施无机化肥处理(SCU1)总吸氮量最高,氮收获指数(NHI)最低,造成了水稻对氮素的奢侈吸收,不利于高产群体的构建,产量相对较低;缓释肥一次性基施处理(SCU2)的NHI最高,且灌浆结实期作物生长率和比叶重较高,利于光合产物的积累,产量最高,显著高于纯化肥处理(增产18.28%);有机肥无机肥配施处理(OCN)的作物群体质量、产量和氮素吸收利用与单施无机化肥处理相比无明显差异。SCU1处理降低了基肥和分蘖肥期田面水总氮和铵态氮浓度,但增加了穗肥期的田面水氮浓度,而SCU2处理和OCN处理在3个施肥期内田面水总氮和氨态氮浓度均明显低于纯化肥处理,SCU2处理氮素浓度最低。综合成本效益分析,缓释肥一次性基施技术能够满足节水抗旱稻生长对氮素的需求,提高作物产量、经济效益和氮素利用效率,降低径流损失风险,是值得在太湖流域推广的一种施肥技术。     

极端干旱区滴灌量对冬小麦水氮利用及根系分布的影响

为明确新疆南部极端干旱区滴灌小麦的灌水量阈值,在常规沟灌(总灌量为3 750 m·hm^-2)的基础上,设计了四种减量滴灌模式(灌水量分别为3 376、3 000、2 625和2 250 m·hm^-2),分析了滴灌量对冬小麦产量、水氮利用效率及根系分布的影响。结果表明,土壤无机氮残留量因灌水量不同而异,灌水3 376和2 625 m·hm^-2时较低;各灌水条件下土壤无机氮残留量均随小麦生育期推进先降后升,在灌浆期达到最高,而后下降。随土层深度的增加,土壤中无机氮含量也逐渐递减。冬小麦水分利用效率随灌水量的增加呈先增后降趋势,灌水量在2 250 ~3 000 m·hm^-2范围内,随灌水量的增加,水分利用效率先逐步增加,而后下降。小麦根系长度随灌水量的减少呈递减趋势,当灌水量高于或低于3 000 m·hm^-2时,小麦根系出现早衰现象。     

水氮胁迫对玉米产量和氮素吸收和运移的影响

2011~2012年在吉林公主岭试验区可移动防雨棚内进行两年微区试验,探讨水氮胁迫对玉米产量及氮素的吸收和分配的影响。结果表明,全生育期灌水300 mm情况下,玉米产量随施氮量的增加而增加;水分胁迫(灌水100 mm)情况下,玉米产量随施氮量的增加而减少。植株氮积累总量成熟期最高,氮素在营养器官中的比例最高时期是拔节期,生殖器官含氮比例最高在吐丝期,子粒的含氮百分比最高时期是吐丝后15 d。水氮胁迫条件下,氮素转运率、贡献率均下降,仅氮胁迫转运率和贡献率增加。相同灌水量情况下,子粒吸收氮素量与施氮量显著正相关;水分胁迫条件下,表观土壤水分利用效率随施氮量的增加而下降,正常供水则相反;水分胁迫下的土壤水分利用效率极显著高于正常供水。     

不同夏玉米品种产量和氮肥利用的水氮调控效应

研究不同水氮处理对20个夏玉米品种产量及其构成、干物质积累量、收获指数和氮肥农学利用效率的影响。结果表明,品种、灌水和氮肥对产量性状、干物质积累量、收获指数和氮肥农学利用效率均有显著影响,灌水对产量及其构成、收获指数和干物质积累量的影响大于品种和氮肥,氮肥对氮肥农学利用效率的影响最大。夏玉米品种在产量及其构成、干物质积累量、收获指数和氮肥农学利用效率方面均存在差异,氮肥农学利用效率在品种间的变异系数最大。灌水处理显著增加夏玉米产量、干物质积累量、收获指数和氮肥农学利用效率,氮肥施用显著提高夏玉米产量和干物质积累量,降低氮肥农学利用效率,不同处理间无显著差异。综合灌水和氮肥对夏玉米产量、干物质积累量、收获指数和氮肥农学利用效率的影响,在总施氮量为150 kg/hm2,分别在大喇叭口期和吐丝期按75 mm灌溉量进行灌溉可获得最佳产量和氮肥农学利用效率。