旱地小麦抗旱播种方式研究

在播种期严重干时的１９８９，１９９１，１９９３和１９９４年，对３种播种方式的效应进行了系统研究。结果表明，０ｃｍ－２０ｃｍ土壤不量在１１％－１５．４％的范围内，抢墒播种，小麦出苗早，出苗率可达９０％以上，苗情发育较好，产量最高可达１９０９．５ｋｇ／ｈｍ＾２－４６５０ｋｇ／ｈｍ＾２；０ｃｍ－２０ｃｍ土壤不量在８％以下时，干旱寄种，比雨后播种出苗早，出苗率可达７０５以上，苗情稻优，产量可达５４３ｋｇ／     

耕作方式和秸秆覆盖对旱地麦豆轮作下小麦籽粒产量、蛋白质含量和土壤硝态氮残留的影响

为明确耕作方式和秸秆覆盖对旱地麦豆轮作下小麦籽粒产量、蛋白质含量和土壤硝态氮残留的影响,2014年10月-2016年6月,利用设置在豫西典型旱作区的麦豆轮作栽培模式长期定位试验,选取传统翻耕、翻耕覆盖、旋耕和旋耕覆盖4个处理,比较了小麦氮素吸收利用、籽粒产量、蛋白质含量以及土壤硝态氮残留量。结果表明,与翻耕相比,旋耕不影响小麦产量,但花后氮素积累量、籽粒蛋白质含量和蛋白质产量分别降低60.0%、8.6%和13.0%,而成熟期0~200 cm土层硝态氮残留量显著提高28.6%。同一耕作方式下,秸秆覆盖较无覆盖不仅显著提高了穗数、穗粒数、千粒重和收获指数,还提高了拔节前和开花后的氮素积累量,促进了营养器官氮素向籽粒中转运,从而使翻耕覆盖的籽粒产量、氮素吸收效率、籽粒蛋白质含量和蛋白质产量较翻耕分别提高11.5%、13.5%、7.4%和21.3%,旋耕覆盖较旋耕也分别提高23.0%、39.5%、12.8%和38.5%。在试验进行7年后的小麦成熟期,翻耕覆盖0~200 cm土层硝态氮残留量较翻耕降低31.3%,旋耕覆盖较旋耕也降低51.4%。因此,秸秆覆盖不仅可提高旱地麦豆轮作下小麦产量、蛋白质含量和氮素吸收效率,还能降低土壤硝态氮的残留量,是兼顾旱地小麦高产优质和环境友好生产的有效途径,尤其以旋耕覆盖效果突出。     

秸秆和有机肥配合替代部分化肥提高作物水分利用率减少土壤硝态氮残留

【目的】研究长期秸秆和有机肥配合替代部分化肥对小麦玉米一年两熟种植制度下农田生产力及氮肥残留的影响,为改善旱地土壤肥力,提高作物产量,降低环境风险提供科学依据。【方法】依托中国农业科学院洛阳旱农试验基地始于2007年的长期定位培肥试验,选取不施肥对照(CK)、常规氮磷钾化肥(NPK)、秸秆和有机肥配合替代1/3的氮磷钾养分(SOR) 3个处理。调查了2015—2020年度夏玉米、冬小麦及周年产量、生育期耗水量、水分利用效率;分析了2020年冬小麦收获期0—60 cm土层土壤养分含量,以及硝态氮在0—380cm土层剖面的分布积累量。【结果】与2007年试验开始时相比,2020年CK处理0—20 cm土层土壤养分(除速效钾外)含量显著下降,而NPK和SOR处理不同程度地提高了土壤养分含量。与NPK处理相比,SOR处理0—60 cm土层土壤有机质含量显著提高了10.4%～16.4%,0—40 cm土层全氮含量显著提高了16.7%～20.0%,0—20 cm土层土壤速效磷和速效钾含量分别显著提高了12.9%和15.4%。与NPK处理相比,SOR处理夏玉米产量在干旱年(2015和2017年)及5...     

秸秆还田与施氮对水稻根系分泌物及氮素利用的影响研究

秸秆还田及适宜的施氮水平,对于提高资源的利用效率及减少环境污染有着重要的意义,本研究以徐稻3号为材料,在盆栽条件下设置3种氮肥水平与2种秸秆处理,研究了秸秆与氮肥处理下水稻根际分泌特性的差异及其与养分吸收利用的关系。结果表明,在同一秸秆处理下,中氮(NN)增加结实期氮素的累积,提高氮(N)素的吸收利用率,同时,NN处理下根系分泌物中苹果酸、琥珀酸、有机酸总量、氨基酸的含量及根系活性上升。在同一氮肥处理下,秸秆还田提高N素吸收累积,增加根系分泌物中苹果酸、琥珀酸及草酸的含量,降低柠檬酸的含量,根系分泌物中有机酸总量、氨基酸含量及根系活性在秸秆还田后明显上升。相关分析表明,结实期根系分泌物中有机酸总量、苹果酸、琥珀酸、氨基酸的含量以及根系活性与氮素累积量及氮素吸收利用率呈显著或极显著的正相关。     

不同耕作方式对小麦旗叶光合特性和水分利用效率的影响

在豫西丘陵旱作条件下,对少耕、免耕覆盖、深松覆盖、一年两熟和传统耕作5种耕作处理的冬小麦旗叶光合、荧光特性和产量、水分利用效率进行了研究,结果表明：免耕覆盖和深松覆盖灌浆中后期小麦旗叶叶绿素和类胡萝卜素含量明显高于传统耕作,且有较高的叶绿素a和叶绿素b的比值和叶绿素和类胡萝卜素的比值;开花期免耕覆盖和深松覆盖光化学猝灭系数、非光化学猝灭系数和光化学效率值较传统耕作高,光抑制程度较传统耕作小;灌浆中期免耕覆盖和深松覆盖净光合速率略低于传统耕作,分别为传统耕作的96.4%和99.7%,但差异不显著。免耕覆盖和深松覆盖小麦生育期间耗水量较高,产量和水分利用效率显著提高,与传统耕作相比,产量增加19.3%和9.4%,水分利用效率提高17.5%和8.5%。     

施钾对旱地冬小麦养分含量及吸收量的影响

通过田间试验，研究了施钾对豫褐土区旱地冬小麦养分含量及吸收量的影响。结果表明：施用钾肥影响小麦各生育期的养分含量，与不施钾处理相比，氮、磷含量略有下降，钾含量略有升高，在氮、磷、钾元素中磷含量较为稳定；施用钾肥在0－93kg/hm^2范围内，小麦各生育阶段的养分吸收量及小麦产量均随钾肥施用量的增加而增加。相关分析表明，养分吸收量和产量呈显著或极显著的相关性。     

耕作方式对豫西旱地麦-豆轮作田土壤理化特性和酶活性的影响

为探明耕作方式对豫西旱地麦-豆轮作田不同土层土壤理化特性和土壤酶活性的影响,设置免耕(NT)、旋耕(RT)和翻耕(PT)3种耕作方式,分析了定位试验9 a(2009—2019年)后小麦收获期的土壤容重、孔隙度和有机质、全氮、有效磷和速效钾含量,以及土壤脲酶、蛋白酶、转化酶和碱性磷酸酶活性,并运用相关分析和通径分析研究了土壤理化性质与土壤酶活性的关系。结果表明：不同耕作方式对土壤理化特性和酶活性具有显著的调控作用,其调控效应与其作业深度相关。RT较PT有利于降低0～15 cm土层但增加15～35 cm土层容重,NT较RT和PT显著降低了0～5、15～35、35～60 cm土层的土壤容重,土壤孔隙度变化规律与容重相反。各处理间土壤有机质、全氮、有效磷含量以及土壤脲酶、蛋白酶、转化酶和碱性磷酸酶活性在0～5 cm土层和15～35 cm土层规律一致,0～5 cm土层均以NT最优,分别较最低值处理(PT)显著提高16.7%、53.2%、15.9%、23.6%、18.0%、34.7%和29.0%;15～35 cm土层均以PT最优,分别较最低值处理(NT)显著提高18.3%、23.4%、53.4%、...     

干湿交替灌溉和施氮量对水稻内源激素及氮素利用的影响

为探讨干湿交替灌溉与施氮水平对水稻根系内源激素水平及氮肥利用的影响,以连粳7号为材料,采用防雨棚土培试验,研究3个灌溉方式:浅水层灌溉、轻度干湿交替灌溉、重度干湿交替灌溉与3个氮肥水平(0、240和360 kg/hm2)对水稻根系内源激素(玉米素及玉米素核苷(Z+ZR)、生长素(IAA)、脱落酸(ABA))、叶片氮代谢酶活性(硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)、谷氨酸合成酶(GOGAT))、植株氮素累积量及氮肥利用效率的影响及其耦合效应。研究结果表明:在相同施氮水平下,轻度干湿交替灌溉促进根系Z+ZR、IAA合成,提高叶片中NR、GS及GOGAT活性,氮肥吸收利用率显著提高(P0.05);重度干湿交替灌溉则抑制根系Z+ZR、IAA合成,降低叶片NR、GS及GOGAT活性,植株氮素累积量及氮肥利用效率显著降低(P0.05),而根系ABA含量则明显增加(P0.05);在相同灌溉方式下,根系Z+ZR、IAA含量、叶片氮代谢酶活性及氮肥累积量在保持水层及轻度干湿交替下随着施氮量的增加而增加,而在重度干湿交替灌溉下则随着施氮量的增加先增加后降低,中氮处理明显提高氮肥利用效率(P0.05)。相关分析表明:根系合成的Z+ZR、IAA及叶片中氮代谢酶活性与氮肥吸收利用率呈显著(P0.05)或极显著(P0.01)的正相关关系,而脱落酸含量则与氮肥吸收利用率呈极显著的负相关关系(P0.01)。根系合成的Z+ZR、IAA及叶片中氮代谢酶供氮效应为正效应,抽穗后,轻度干湿交替灌溉供水效应及耦合效应为正效应,而重度干湿交替灌溉则为负效应。该研究对探索水氮耦合机理,为水稻高产高效栽培实践提供理论及科学依据。     

干湿交替灌溉与施氮耦合对水稻根际环境的影响

为了探讨不同水氮耦合对水稻根际土壤环境及根系分泌有机酸总量的影响,以新稻20号为材料,进行盆栽试验,设置浅水层、轻度(-20 k Pa)和重度干湿交替灌溉(-40 k Pa)3种灌溉方式及不施氮肥,中氮(normal nitrogen,MN,240 kg/hm~2)和高氮(high nitrogen,HN,360 kg/hm~2)3种氮肥水平9个处理。结果表明:轻度干湿交替灌溉及中氮增加了土壤酶活性,提高土壤中微生物数量,根系分泌有机酸总量显著提高(P0.05);重度干湿交替灌溉及重施氮肥则降低土壤酶活性及微生物的数量,显著(P0.05)减少根系分泌有机酸的总量;相关分析表明:根际土壤酶活性及微生物数量与不同生育期根系分泌有机酸总量呈显著(P0.05)或极显著(P0.01)的正相关关系。土壤酶活性、微生物数量及有机酸总量的供氮效应为正效应,轻度干湿交替灌溉供水效应及耦合效应均为正效应,而重度干湿交替灌溉的控水及耦合效应则为负效应。研究可为通过水氮耦合调控水稻良好的根际环境提供依据。     

化学调控和施磷对玉米/花生间作磷吸收利用和间作优势的影响

为了研究化学调控和磷肥对玉米/花生间作体系磷营养的调控效应,于2012—2013年在河南科技大学农场进行田间试验,试验设单作玉米、单作花生、玉米/花生间作和玉米/花生间作+化学调控4种种植方式,分别施磷[180 kg(P2O5)·hm–2]和不施磷共8个处理,研究了间作玉米和间作花生不同器官磷含量、磷积累分配的特点,分析了化学调控和施磷对间作体系磷间作优势的影响。结果表明:间作显著提高了玉米籽粒磷含量、茎和籽粒磷积累量,促进了磷向籽粒分配;明显降低了花生各器官磷含量、磷积累量,不利于磷向果仁分配;与单作玉米和单作花生相比,间作提高了玉米/花生间作体系磷吸收量,磷吸收间作优势为15.99~19.54 kg(P)·hm–2。在玉米小口期喷施化学调控剂提高了间作玉米籽粒磷含量,降低了茎、叶和籽粒的磷积累量,提高了磷向籽粒分配比例;提高了间作花生果仁磷含量和茎、叶和果仁磷积累量,促进了磷向果仁分配。化学调控间作玉米施磷肥显著增加了间作玉米和花生各器官的磷含量以及磷积累量,提高了磷向玉米籽粒和花生果仁分配比例,促进了间作体系对磷的吸收;磷吸收间作优势为19.50~22.00 kg(P)·hm–2,比不施磷提高16.51%~57.51%,达到显著差异水平。这表明玉米/花生间作具有明显磷间作优势,化学调控间作玉米再施磷有利于间作体系磷吸收量增加,显著提高磷间作优势。因此,生产上可以采用化学调控同时施磷肥来进一步提高磷间作优势。