滴灌春小麦结实特性及产量对播种量和行位的响应

为探究北疆地区滴灌春小麦的适宜播量,以新春6号为材料,于2009-2010年以畦灌种植为对照(CK),设置300 kg·hm-2(M1)、375 kg·hm-2(M2)、450 kg·hm-2(M3)、525 kg·hm-2(M4)、600kg·hm-2(M5)5个不同播量滴灌处理,分析了不同播量条件下滴灌春小麦结实特性及产量对种植行位的响应。结果表明,随播量增加,滴灌春小麦产量呈先升后降趋势,播量间差异显著,其中M3产量最高,比CK增产29.3%。M2、M3、M4和M5的穗粒数及穗粒重均表现为近行显著大于远行,行位效应明显,其中M3近行的穗粒数和穗粒重分别比远行高出18.0%和35.3%;最大结实数和小穗重在播量间差异显著。总体上,播量为450 kg·hm-2时,能有效调控滴灌小麦结实对行位的响应,充分发挥其高产潜力。     

施氮对滴灌春小麦干物质、氮素积累和产量的影响

为给北疆地区滴灌春小麦生产中氮素管理提供依据,以新春6号为材料,设置5个施氮水平(施纯氮0、150、300、450和600 kg·hm-2,分别用N0、N1、N2、N3、N4表示),分析了施氮量对滴灌春小麦干物质、氮素积累和产量的影响.结果表明,滴灌春小麦植株干物质和氮素积累特征符合Logistic曲线,施氮能促进其干物质和氮素积累,以N2处理表现最佳,其干物质量和氮素积累量分别达到19 745.03和310.97kg·hm-2,比其他处理分别高4.42％～60.74％和3.68％～79.65％.滴灌春小麦产量和氮肥当季利用率受施氮量影响均显著,且均随施氮量的增加呈先增加后降低的趋势,其中产量以N2最大,比N0增产45.04％.经函数拟合,施氮量为366.83 kg·hm-2时,滴灌春小麦产量最高.     

水肥运筹对滴灌春小麦保护酶活性及产量的影响

为了解水肥运筹对滴灌春小麦旗叶保护酶活性及产量的影响,通过大田调查和小区控制试验,测定和分析了不同水肥条件下滴灌春小麦分蘖期、拔节期、灌浆期的保护酶活性、丙二醛含量及产量差异.结果表明,从分蘖期到灌浆期,适宜的水肥条件能增加滴灌春小麦叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)的活性.重度水分胁迫和低氮条件下,丙二醛(MDA)含量较高.水肥对产量互作效应显著,增施氮肥可提高产量.说明水肥合理配施对小麦的抗旱性具有一定的调控作用,灌水量和施肥量过高或过低均不利于小麦相关生理过程.综合考虑不同指标,全生育期灌水量为2 800～4 400 m3·hm-2、氮肥施用量为450～750 kg·hm-2、磷肥施用量为225～375 kg·hm-2时,滴灌小麦膜脂抗氧化能力和产量表现最佳.     

基于NDVI的滴灌春小麦氮肥分期施用推荐模型

为探讨利用冠层光谱数据实现滴灌春小麦推荐追施氮肥的可行性,利用手持主动遥感光谱仪(Greenseeker)测定了滴灌春小麦各生育时期的冠层NDVI值,分析其与滴灌小麦不同时期追施氮肥效应的关系.结果表明,从拔节期到乳熟期NDVI值与春小麦出苗后天数可用一元二次函数拟合,模型精度较高,R2均大于0.91;拔节期、孕穗期、抽穗期和灌浆期的冠层NDVI值与施氮量之间呈极显著线性相关;利用一元二次模型拟合出施氮量与产量之间的关系,得出实现最高产量7 393 kg·hm-2下的施氮量为289kg·hm-2,实现最佳经济产量7 378 kg·hm-2下的施氮量为265 kg·hm-2;拔节期、孕穗期、抽穗期和灌浆期的NDVI临界值分别为0.715、0.792、0.887和0.911;根据各生育时期NDVI值与施氮量的关系,建立了氮肥推荐模型,并且根据模型计算出滴灌春小麦各生育时期NDVI值对应的氮肥追施推荐用量表.     

滴灌模式对冬小麦花后光合特性与产量的影响

为给冬小麦滴灌技术推广提供科学依据,以冬小麦品种青麦7号为材料,在全生育期灌水定额(1 800m3.hm-2)相同条件下,通过大田试验研究了4种滴灌模式(T3:一管三行、T4:一管四行、T5:一管五行、T6:一管六行)对冬小麦花后光合特性和产量的影响。结果表明,与无灌溉处理(CK)相比,滴灌冬小麦花后旗叶光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)显著升高,胞间CO2浓度(Ci)显著降低,叶绿素含量下降缓慢。不同滴灌模式间冬小麦旗叶光合特性也存在差异,灌浆前期Pn、Gs、Tr表现为T5>T4>T6>T3,灌浆后期表现为T5>T4>T3>T6。不同处理间产量表现为T5>T4>T6>T3>CK,且差异显著,其中T5比CK增产61.1%。在4个滴灌处理中,T5处理经济收益最高。说明一管五行滴灌模式最有利于冬小麦花后光合作用及高产高效。     

麦棉套作模式下播种方式与播量对小麦灌浆特性及产量性状的影响

为探索麦棉套作模式下适宜的小麦播种方式与播量,通过裂区试验,以播种方式(撒播和条播)为主因素,播量(187.5、225.0、262.5、300.0kg·hm-2)为副因素,研究了播种方式与播量对小麦灌浆特性及产量的影响。结果表明,与条播相比,撒播小麦灌浆期边行、内行分别延长3.3和0.6d,平均灌浆速率、最大灌浆速率边行分别降低0.18、0.26mg·粒-1·d-1,最大灌浆速率出现时间推迟了0.2d;内行小麦平均灌浆速率与最大灌浆速率分别提高0.02、0.04mg·粒-1·d-1,最大灌浆速率出现时间推迟0.6d;撒播使内行小麦理论最大粒重提高1.7g。随播量的增加,小麦灌浆期延长,与187.5kg·hm-2播量相比,300kg·hm-2播量下撒播边行和内行及条播边行和内行分别延长2.8、1.8、2.6、2.2d,平均灌浆速率分别降低0.10、0.02、0.11、0.10mg·粒-1·d-1,最大灌浆速率分别降低0.15、0.03、0.15、0.15mg·粒-1·d-1,最大灌浆速率出现时间分别推迟0.7、0.5、0.9和-0.8d,理论最大粒重分别降低1.5、3.1、1.1、6.5g。撒播内行穗数达到529.0万穗·hm-2,显著高于条播,穗粒数与千粒重分别较条播高1.4粒与0.2g,产量较条播高405.0kg·hm-2,而边行穗数、穗粒数、千粒重、产量与条播无显著差异;撒播平均产量较条播高5.1%。随播量的增加,单位面积穗数增加,穗粒数、千粒重下降。产量撒播以播量225.0kg·hm-2最高,条播以播量262.5kg·hm-2最高。以上结果说明,在麦棉套作模式下小麦采用撒播,播量在225.0kg·hm-2时可有效提高产量。     

滴灌春小麦群体质量与产量的关系

为探讨滴灌春小麦的高产机理,以新春6号为材料,分析了不同水肥条件下滴灌春小麦群体质量及其与产量的关系。结果表明,滴灌春小麦的茎蘖成穗率、粒叶比及花后干物质对产量的贡献率与产量均呈极显著正相关,孕穗期LAI与产量呈二次抛物线的关系;在拔节期滴灌春小麦的群体茎蘖数量为775.2×104·hm-2、茎蘖成穗率为88.7%、孕穗期和籽粒形成期的LAI分别为7.83和6.22、粒数叶比和粒重叶比分别为4 314.4粒·m-2和224.3g·m-2、花后干物质积累量为7 001.95kg·hm-2、花后干物质贡献率为79.14%时,产量最高(10 967.4kg·hm-2)。说明通过提高茎蘖成穗率,保持适宜孕穗期群体叶面积和提高粒叶比,促进花后物质生产和贮存物运转,协调源库关系,可以实现滴灌春小麦高产。     

灌溉频率和施氮量对滴灌春小麦干物质积累及产量的影响

通过大田试验,研究了不同灌溉频率和施氮量下,滴灌春小麦干物质积累、分配和产量的形成规律。结果发现,相同施氮量下,随着灌溉频率的增加,小麦的LAI、干物质累积最大速率和花后干物质贡献率均表现为中频灌溉(M)高频灌溉(H)低频灌溉(L);相同灌溉频率不同施氮量下,小麦的LAI、干物质累积速率和花后干物质贡献率则均表现为N2N3N1N0;MN2处理与HN2和LN2处理相比,小麦的LAI提高了11.3%和22.1%,干物质累积最大速率提高了2.3%和1.3%,花后干物质贡献率增加了1.71%和2.28%;小麦的库容量提高了12.3%和13.7%,差异均显著(P0.05)。产量构成的通径分析表明,小麦产量指标中,对滴灌春小麦产量的贡献依次为穗粒数穗数千粒重。灌溉频率和施氮量对小麦产量的互作效应明显,当施氮量为308.63kg·hm-2、灌溉频率约为6.52d一次时,滴灌春小麦产量达到最大值(8 804.2kg·hm-2)。     

不同秸秆覆盖模式下小麦植株性状、光合及产量的差异

为筛选适合小麦高产栽培的最佳秸秆覆盖模式,设置7种覆盖模式即M0(覆盖量0kg·hm-2)、M1(覆盖量4 000kg·hm-2,隔行覆盖)、M2(覆盖量4 000kg·hm-2,每行覆盖)、M3(覆盖量8 000kg·hm-2,隔行覆盖)、M4(覆盖量8 000kg·hm-2,每行覆盖)、M5(覆盖量12 000kg·hm-2,隔行覆盖)和M6(覆盖量12 000kg·hm-2,每行覆盖),分析了不同秸秆覆盖模式下小麦植株性状、光合及产量的差异。结果表明,适当增加秸秆覆盖量有利于增加小麦节间长和株高,且相同覆盖量下,每行覆盖处理的节间长和株高大于隔行覆盖处理,且M2与M1及M5与M6间株高差异显著。M2、M3、M4、M5和M6孕穗期和灌浆中期的单茎干物质积累量显著高于M0。适宜秸秆覆盖量与不覆盖相比可显著增加旗叶长宽和叶面积;相同覆盖量下,每行覆盖与隔行覆盖间旗叶长宽差异不显著,而灌浆中期旗叶面积间差异显著。秸秆覆盖相对于不覆盖及相同覆盖量下每行覆盖相对于隔行覆盖均有利于提高小麦叶绿素荧光参数Fm、Fv/Fm、ΦPSII和ETR,而降低Fo。M4的光合速率、气孔导度和蒸腾速率数值最高,比M0分别显著增加了25.5%、45.6%和26.4%,且相同覆盖量下每行覆盖相对于隔行覆盖更利于光合速率的提高。未覆盖M0的产量最低(7 846.00kg·hm-2),M4的产量最高(8 408.03kg·hm-2);相同覆盖量下,M2比M1、M4比M3、M6比M5的产量分别增加了1.6%、1.4%和1.2%。小麦单茎干物质积累量、旗叶面积、实际光化学效率、光合速率皆与产量呈线性正相关。以上结果说明,秸秆覆盖量过高和过低及隔行覆盖皆不利于小麦植株生长、光合改善及产量提高,每行覆盖、秸秆覆盖量8 000kg·hm-2是安徽淮北地区小麦适宜秸秆覆盖模式。     

杏麦间作模式下小麦光合速率、叶绿素荧光及产量对追氮量和播种密度的响应

为给杏麦间作模式下小麦合理施氮和播种提供依据,以主栽小麦品种新冬20号为材料,在播前基施农家肥(牛羊粪)15t·hm-2、尿素150kg·hm-2和磷酸二铵375kg·hm-2条件下,设置不追肥(CK)、追施尿素300kg·hm-2(N1)、追施尿素450kg·hm-2(N2)和追施尿素600kg·hm-2(N3)四个追氮量水平,以及375万粒·hm-2(M1)、525万粒·hm-2(M2)和675万粒·hm-2(M3)三个播种密度水平,分析了追氮量和播种密度对杏麦间作模式下小麦光合速率、叶绿素荧光参数、干物质积累及产量的影响。结果表明,小麦旗叶光合速率(Pn)、光系统PSⅡ的实际光化学效率(ΦPSⅡ)、开放的PSⅡ反应中心所占的比例(qP)及干物质积累量、籽粒产量均随追氮量的增加而增加;旗叶Pn、ΦPSⅡ、qP及干物质积累量、穗粒数、千粒重均随密度的增大而降低,而穗数和籽粒产量随着密度的增大而增大。施氮量与密度互作存在一定的互作效应。在N3M1条件下小麦拔节至灌浆期具有较高的Pn和ΦPSⅡ及较低的NPQ,单株地上部生物量及穗干重均显著高于其他处理,进而获得较高的穗粒数、千粒重和籽粒产量。因此在杏麦间作模式下,通过合理种植密度与增施氮肥可在改善小麦叶片光合性能、增加光合物质累积量的同时,促进光合物质向籽粒的分配,进而实现小麦高产。     

播期对新疆高产春大豆产量和品质的影响

为探明播期对新疆高产春大豆产量和品质的影响规律。采用田间裂区试验设计研究了4个播期(4月11日、4月21日、5月1日、5月11日)对4个高产春大豆品种(系)生育期、产量、籽粒蛋白质和脂肪含量的影响。结果表明:随播期推迟,大豆生育进程推迟,生育期、产量呈现先增加后降低的变化趋势,以4月21日较高,变幅为4 243.3~4 888.9 kg·hm~(-2);推迟播期籽粒粗脂肪含量持续下降,籽粒蛋白质百分含量受播期影响小于脂肪含量,表现因品种(系)而异。伊犁地区春大豆适宜播期是4月21日前后,5月11日前播种春大豆在9月底前可正常成熟,可获得近4 000 kg·hm~(-2)产量。     

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。     

氮素追施对玉米花后光合特性和子粒灌浆特征的影响

为进一步挖掘东北黑土雨养农业区春玉米增产潜力,为合理施氮提供理论依据,以玉米品种富民985为试验材料进行田间试验。设置5种施氮方式,氮肥1次性施入(CK)、底肥40%+拔节期追施60%(T1)、底肥40%+拔节期追施20%+大喇叭口追施40%(T2)、底肥40%+拔节期追施15%+大喇叭口追施30%+灌浆期追施15%(T3)、底肥40%+拔节期追施10%+大喇叭口追施30%+灌浆期追施20%(T4),研究不同处理玉米花后穗位叶SPAD值、净光合速率(P_n)、磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶活性(PEPc)及子粒容重和产量差异,利用Logistic方程拟合玉米灌浆过程。结果表明,T4处理子粒产量显著高于其他处理和对照。与氮肥1次性施入(CK)相比,T4处理玉米灌浆期穗位叶P_n和PEPc显著提高了42.8%和20.6%,玉米有效灌浆期延长13.7 d,到达最大灌浆速率时间延后2.4 d,子粒容重提高1.2%。在东北半湿润雨养农业区,按照底肥40%+拔节期追施10%+大喇叭口追施30%+灌浆期追施20%方式施用氮素(T4)可以获得更多光合产物,延长灌浆时间,增加子粒重量,提高玉米产量。     

播期、密度和行距对BNS型杂交小麦光合及产量的影响

为筛选BNS型杂交小麦的适宜播期、密度和行距配置,设置了3个播期[10月5号(A1)、10月15号(A2)、10月25号(A3)]、3个密度[基本苗150×104株·hm~(-2)(B1)、225×104株·hm~(-2)(B2)、300×104株·hm~(-2)(B3)]和3个行距[18.3cm(C1)、23cm(C2)、宽窄行13.3/23cm(C3)],研究了播期、密度和行距配置对小麦光合特性及产量的影响。结果表明,杂交小麦旗叶净光合速率在所有测定时期均以A2B1C2处理最高,A2B3C1处理次之;通过极差分析可知,旗叶叶绿素a和叶绿素b含量的最佳处理为A2B3C2;三因素对小麦冠层透光率的影响程度因时期和部位而不同;A2B3C1和A3B3C2处理的产量显著高于其余处理。因此,在本试验条件下,杂交小麦适宜的播期、基本苗和行距分别为10月15号、300×104株·hm~(-2)和18.3cm。     

冬灌与化学调控互作对滴灌春小麦抗倒伏能力和产量的影响

为给滴灌春小麦高产抗倒伏栽培提供参考依据,以新疆地区主栽品种新春6号和新春19号为材料,研究了冬前灌溉与化学调控互作对滴灌春小麦抗倒伏能力和产量的影响。结果表明,冬前灌溉可促进滴灌春小麦植株干物质积累,增加产量,但降低抗倒伏能力。矮壮素浸种+分蘖期叶面喷施矮壮素能协调滴灌小麦地上和地下部分的生长,增强茎和根抗倒伏能力,且在两个品种上应用效果无差异;在此基础上配合冬灌能实现滴灌小麦抗倒和增产。     

聚丙烯酰胺连年施用对燕麦生产的影响

为探明聚丙烯酰胺(PAM)施用后对燕麦不同生育阶段水分利用的影响,在长城沿线旱作丘陵区,设置6个处理,分别为对照(CK)、PAM施用一年(M1)、PAM连续施用二年(M2)、PAM连续施用三年(M3)、PAM连续施用四年(M4)、PAM连续施用五年(M5),通过大田试验,研究PAM施用不同年限对燕麦不同生育阶段的土壤保水、燕麦耗水特征、水分利用效率等特性的影响。结果表明,施用PAM提高了燕麦田不同生育阶段0~60cm土层的土壤含水量,促进了燕麦生物量的积累,降低了燕麦总耗水量,提高了燕麦产量和水分利用效率。各处理中,M4和M5处理的土壤含水量及贮水量均高于其他处理,而总耗水量最低,差异均显著(P0.05);M1、M2处理的多数被测指标与CK无显著差异。苗期0~10cm、拔节期10~20cm、抽穗期20~40cm、灌浆期0~10cm、成熟期10~20cm和40~60cm土层土壤含水量对产量的影响最大。各生育阶段,除播种-苗期及抽穗-灌浆期外,M5处理耗水量均显著低于M4处理。M4处理的经济效益和水分利用效率均最高,较对照分别增加35.67%和3.67kg·hm~(-2)·mm~(-1)。综合考虑产量、经济效益、水分利用效率,燕麦旱作地区应连续4年施用聚丙烯酰胺。     

适期晚播对弱春性小麦籽粒灌浆期光合性能的影响

为了解适期晚播对小麦生育后期光合性能的影响,以弱春性小麦强筋品种郑麦9023、中筋品种偃展4110和弱筋品种豫麦50为材料,研究了不同播期（旱播10月17日、适播10月24日、晚播10月31日）下小麦灌浆期旗叶的光合性能和产量特征。结果表明,郑麦9023晚播的籽粒产量比适播低8.26%,比早播高4.68%;偃展4110和豫麦50晩播籽粒产量分别比适播和早播平均高14.38%和18.55%。灌浆期各品种的叶面积指数晚播与适播处理差异不大,但均明显高于早播,平均高出12.7%;郑麦9023和偃展4110旗叶叶绿素含量晩播高于适播和早播,尤其花后14 d后差异达显著水平;旗叶净光合速率晚播处理中郑麦9023一直较高,偃展4110在花后21 d后明显高于适播和早播,豫麦50花后0~7 d较高。3个品种的灌浆速率晩播处理也占明显的优势。因此,适期晩播能维持弱春性小麦品种灌浆期较好的光合性能,获得较高的籽粒产量。     

测墒补灌条件下施氮量对小麦叶绿素荧光特性及产量的影响

为探讨黄淮冬麦区小麦测墒补灌条件下氮肥的适宜施用量,在田间测墒补灌条件下,以小麦品种济麦22为试验材料,设置每公顷0kg(N0)、150kg(N1)、210kg(N2)和270kg(N3)4个施氮量处理,研究测墒补灌条件下施氮水平对小麦开花后叶绿素荧光特性和产量的影响。结果表明,花后7、14、21d,N2、N3处理的小麦最大光化学效率(F_v/F_m)均高于N1和N0处理;花后28、35d,N2处理高于N3处理。花后7、14、21、28、35d,N2处理的实际光化学效率(Φ_(PS Ⅱ))显著高于其他处理;花后28、35d,N2处理的叶绿素相对含量显著高于N3和N1处理。灌浆前期,籽粒灌浆速率在N2和N3处理间无显著差异,但均高于N1和N0处理;灌浆中后期N2处理的灌浆速率最高。N2处理的籽粒产量和氮肥农学效率均最高,与N3、N1和N0处理相比,N2处理分别增产6.29%、13.15%和25.79%。综合考虑籽粒产量、氮肥农学效率和荧光特性,在本试验条件下210kg·hm~(-2)施氮量的效果最佳。     

氮肥减量配施生物炭对北疆灌区春小麦光合和干物质转运特性及产量的影响

为探讨氮肥减量配施生物炭对北疆灌区春小麦光合和干物质转运特性及产量的影响，通过田间试验，设置对照（不施氮，CK）、常规施氮（300 kg·hm^-2、N1）、单施生物炭（20 t·hm^-2、B）、常规施氮+生物炭（N1B）、减氮15%（255 kg·hm^-2、N2 ）、减氮15%+生物炭（N2B）、减氮30%（210 kg·hm^-2、N3）、减氮30%+生物炭（N3B）8个处理，对比分析了不同处理间春小麦光合作用、干物质积累和转运及产量的差异。结果表明，与常规施氮相比，减氮（N2、N3）对春小麦光合作用、干物质积累和转运均无显著影响，但产量及其构成要素和氮肥农学利用效率随着施氮量的减少而降低，配施生物炭后上述各指标均显著提升。综合表现以减氮15%配施生物炭处理（N2B）效果最优。该处理下旗叶SPAD值和净光合速率处于较高水平，成熟期单茎干重、籽粒占单茎重比例、花前同化物对籽粒产量的贡献率分别为5.01 g、51.31%和18.03%；籽粒产量为8 301.35 kg·hm^-2，较 CK及N1处理分别增产38.09%和18.11%；氮肥农学利用效率最高，为12.40 kg·kg^-1。在本试验条件下，氮肥减量15%配施20 t·hm^-2生物炭最有利于春小麦光合生产、干物质积累和转运及产量提升。