中国水稻重金属镉与铅污染GAP栽培控制关键点分析

本文综述了我国重金属污染以及水稻重金属镉（Cd）与铅（Pb）污染现状,并对农田重金属污染来源、水稻对重金属Cd与Pb的反应与吸收分配特性等进行了分析。在此分析的基础上,结合良好农业规范（Good Agricultural Practice,GAP）在我国农业上的应用和发展,从水稻种植基地的选择与维护、田间栽培管理技术、稻米的储藏运输与加工等方面分析提出了我国水稻GAP栽培控制重金属Cd与Pb污染的关键点,为我国水稻GAP的发展提供一定的参考。     

长期水氮互作下不同年代冬小麦的产量和光合特性

为了解不同水氮互作下不同年代推广冬小麦品种（现代品种冀麦325和20世纪70年代品种冀麦7）籽粒产量及光合特性的变化，于2017-2018年度（丰水年）和2018-2019年度（枯水年）冬小麦生长季，在长期水氮定位试验田进行了灌水量、施氮量和品种三因子裂裂区试验。主区为灌水，设生育期灌拔节水750 m·hm^-2(灌1水)和灌拔节水750 m·hm^-2 +开花水750 m·hm^-2(灌2水)；副区为氮肥，设不施氮(N0)及施氮总量为60(N1)、120(N2)、180(N3)、240(N4)和300 kg·hm^-2(N5)6个水平。结果表明，2017-2018年度，相同灌溉水平下，小麦开花期旗叶光合速率、蒸腾速率随施氮量增加均先增后减，冀麦325旗叶光合速率、蒸腾速率最大值对应的氮肥处理均为N2，冀麦7均为N3；冀麦325的产量随施氮量增加总体均呈逐渐增加的趋势，N2处理产量基本达到稳定值，再多施氮时灌1水有减产趋势，灌2水的产量增加缓慢；冀麦7的产量随施氮量增加均先增后减，灌1水时N2处理产量较高（仅低于N5），灌2水时N2处理产量最大。2018-2019年度，相同灌溉水平下，两个小麦品种籽粒产量随施氮量增加均先增后减，灌1水和灌2水时产量最大值对应的氮肥处理分别为N3和N2。在丰水年，不同年代冬小麦灌1水、灌2水的最佳施氮量均为120 kg·hm^-2；在枯水年，灌1水和灌2水的最佳施氮量分别为180 kg·hm^-2和120 kg·hm^-2。     

华北地区夏玉米临界氮稀释曲线和氮营养指数研究

为了验证玉米临界氮稀释曲线在我国华北地区的适用性,探讨以氮营养指数评价玉米氮营养状况的可行性,以郑单958为材料,设置5个氮肥处理(0、60、120、180和240 kg N hm^-2),利用2年定位试验数据研究了夏玉米临界氮稀释曲线和氮营养指数。结果表明,一定范围内随着施氮量增加,地上部生物量(W)显著增长。玉米各生育时期不同氮肥处理的生物量和氮浓度数据可经统计分析分为限氮和非限氮两组,据此计算各生育时期临界氮浓度(N_c)并建立了夏玉米临界氮稀释曲线模型(N_c = 34.914W^-0.4134),模型参数与已有报道具有较好的相似性。根据模型推算的氮营养指数与相对氮累积量、相对地上部生物量和相对产量均具显著相关性。因此,利用临界氮稀释曲线和氮营养指数可以预测华北地区夏玉米植株临界氮含量和表征植株氮营养状况。     

作物水肥耦合类型量化方法在华北冬小麦水氮配置中的应用

【目的】研究一种作物水肥耦合类型量化方法及基于这种方法的华北冬小麦水氮优化配置,丰富作物水肥耦合分析方法,为促进冬小麦水肥协同高效生产提供理论基础和实践依据。【方法】根据作物相对产量的真实值与理论值的差异显著性来判定某一具体水肥组合的耦合类型。2006—2016连续10年在黄淮北部进行了冬小麦季不同水氮处理的大田定位试验。裂区设计,灌水量为主区,设春灌1水（拔节期75 mm,W₁）和2水（拔节期和开花期各75 mm,W₂）两个处理;施氮量为副区,设5个水平,分别为0 （N₀）、60（N₆₀）、120（N₁₂₀）、180（N₁₈₀）、240 kg·hm ^-2（N₂₄₀）,共10对水氮组合。研究冬小麦不同水氮组合的耦合类型及其年际转换特征,确选适宜的水氮配置。【结果】某一水肥组合相对产量真实值经统计检验显著高于其理论值,此水肥组合的水肥耦合类型即为“协同”（水肥互相促进）;真实值显著小于理论值,水肥耦合类型即为“拮抗”（水肥互相限制）;真实值与理论值没有显著差异,水肥耦合类型即为“加和”（水肥互不影响）。冬小麦W₂与不同施氮水平（N_x）组成的水氮组合的耦合类型及其年际变化特征受施氮水平的影响显著。W₂N₆₀水氮耦合类型10年平均为“拮抗”,定位第1—2年灌水限制施氮的增产作用,施氮限制了灌水的增产作用,水氮“拮抗”;定位第3 ^-25年耦合类型转变成“增水促氮,增氮促水”的“协同”;定位第6—10年又转为“拮抗”。W₂N₁₂₀的耦合类型在定位第1—4年为“加和”,第5年起就转为“协同”,10年平均为“协同”。施氮超过120 kg·hm ^-2的两水氮组合W₂N₁₈₀与W₂N₂₄₀的耦合类型各年度均为水氮互不影响的“加和”。【结论】基于作物相对产量真实值与理论值差异的显著性来定量判定某一特定水肥组合的耦合类型具有较强的可行性。黄淮北部冬小麦生产中, W₂N₁₂₀组合水氮协同增产效果显著,耦合类型长期为“协同”,因此,在一定年限内可作为该区冬小麦季适宜的水氮配置,年均产量水平维持在8.5 t·hm ^-2左右。     

还田作物秸秆腐解及其养分释放特征概述

秸秆还田作为作物秸秆最有效的利用方式之一,可显著提高作物产量,促进资源循环利用和农业可持续发展。还田秸秆的快速腐解对改善土壤耕层质量,促进物质循环和培肥地力都有重要意义。本文概述了还田作物秸秆腐解及其养分释放特征;同时探讨了秸秆初始碳氮比、秸秆还田方式、土壤氮素供给、外施腐熟剂以及秸秆还田后的土壤环境等因素对秸秆腐解过程和秸秆养分释放特征的影响;最后对新的生产条件下如何更好地实现还田秸秆资源的高效利用提出展望,旨在为作物生产制定科学系统的秸秆还田方案、加速秸秆腐解及养分释放再利用提供理论依据。     

微喷灌模式冬小麦产量形成及水分利用特性研究

为了解微喷灌技术的节水潜力及其对冬小麦生理特性和产量形成的影响,采用裂区试验设计,以灌溉方式(微喷灌和畦灌)为主区,灌溉量和灌水时期为副区,微喷灌和畦灌分别设置了6个和12个灌水量水平,分析了微喷灌冬小麦部分生理指标的变化以及产量和水分利用特点。结果表明,两种灌溉模式下小麦供水量(降水+灌溉水)与产量均呈2次曲线关系,达到最高产量的微喷灌、畦灌供水量分别为228.7和325.8 mm,相应耗水量分别为386.3和449.7 mm,微喷灌的最高产量和WUE较畦灌分别提高5.8%和16.3%。供水量190.0 mm下微喷灌小麦达到最高产量,相应耗水量为348.8 mm,WUE较畦灌提高26.7%。在较低灌水量范围内,相同灌水量下微喷灌小麦叶片渗透势、叶绿素含量和光合速率均高于畦灌小麦,尤其是在生育后期;在最高产量时微喷灌小麦叶片各项生理指标明显高于畦灌或与之相当。与传统畦灌比较,在限水灌溉条件下,微喷灌能显著提高小麦生育后期叶片生理活性,增产效果突出,节水潜力较大。     

夏玉米不同施氮水平土壤硝态氮累积及对后茬冬小麦的影响

【目的】探讨夏玉米季不同施氮水平土壤硝态氮（NO3--N）累积及对后茬冬小麦的影响,利用作物轮作降低土壤NO3--N累积,减缓其淋洗,以提高氮肥周年利用率。【方法】夏玉米季设置不同施氮量处理,冬小麦采取节水省肥栽培,研究夏玉米收获后土壤剖面累积的NO3--N对冬小麦生长发育、产量及NO3--N累积动态的影响。【结果】夏玉米季施氮量与作物收获后土壤剖面NO3--N累积量,NO3--N累积量与冬小麦的产量都呈极显著线性正相关关系。冬小麦季采取限氮或不施氮处理作物收获后土壤剖面各层NO3--N含量,与夏玉米收获后相比都有显著降低。夏玉米季施氮240 kg•hm-2、冬小麦季施氮157.5 kg•hm-2（N240+157.5）或者冬小麦季不施氮前茬夏玉米季施氮360 kg•hm-2（N360+0）都能满足冬小麦各生育时期对氮的需求,产量、吸氮量和周年氮肥利用率相近且都保持较高的水平,但夏玉米季高施氮处理,当季氮存在很大的淋洗等损失风险。【结论】夏玉米季施入的氮肥对后茬冬小麦有很强的有效性,小麦季采取节水省肥栽培,能显著减少前茬作物收获后残留的NO3--N,减缓其淋洗,同时保障作物产量,提高氮肥利用率。生产中氮肥的合理分配应充分考虑前茬残留氮素对后茬的有效性。     

不同肥料滴灌配施夏玉米产量与氮磷钾吸收利用特性

以郑单958为材料,在滴灌施肥条件下设不施氮(N0)、不施磷(P0)、不施钾(K0)和氮磷钾均施(NPK)4个处理,以传统灌溉施肥方式(施用量同NPK处理)为对照,研究滴灌水肥一体不同肥料配施夏玉米产量与氮磷钾吸收、分配及利用特性。结果表明,滴灌条件下,相较于磷钾肥,玉米对氮肥更敏感。N0处理的产量、干物质积累量、整株氮磷吸收量均显著降低,其叶片钾含量、茎鞘磷含量极显著增加,导致叶片钾积累量、茎鞘磷积累量显著增加。P0和K0处理玉米产量、干物质积累量、植株氮素吸收量均与NPK处理无显著差异,分别导致磷素和钾素吸收量显著降低。不施磷钾肥处理氮素从秸秆向子粒的转运受到限制,子粒含氮量下降,氮素收获指数显著降低。滴灌条件下,氮磷钾肥平衡施用玉米养分吸收均衡、分配合理,物质生产和产量显著高于传统灌溉施肥方式。     

不同小麦品种的产量及光能利用对冬前积温的响应

为确定河北省中南部地区小麦品种的适宜冬前积温,2011-2014年度在河北藁城设置4个播期(10月5日、10日、15日和20日)以形成不同的冬前积温,通过裂区试验设计(播期为主区,品种为副区),研究了4个半冬性小麦品种(中晚熟品种冀麦585和金禾9123,中早熟品种衡4399和中麦155)的产量和光能利用对冬前积温的响应。结果表明,冬前积温对小麦产量有显著影响,且影响程度在品种间差异明显。4个品种中,中麦155对冬前积温较敏感,冬前≥0℃积温高于510℃时有利于其高产,且10月10日前播种还可获得较高的光能利用率(RUE);金禾9123、冀麦585和衡4399对冬前积温反应较迟钝,冬前≥0℃积温高于338℃时有利于其高产,且10月15日前播种可获得较高的RUE。小麦10月10日播种可保持较高的叶面积指数(LAI),过早和过晚播种对LAI提高不利。10月10日前播种的小麦生育中前期生长速率(CGR)较高,10月15日之后播种的小麦生育后期生长速率较高。晚播(10月15日)后生育中后期较高的旗叶光合速率、更快的CGR可部分弥补因晚播生长不足而造成的产量损失。因此,在冀中南区,迟钝型品种推荐播期为10月5日至15日,敏感型品种为10月5日至10日。     

灌水对夏玉米产量及植株理化性状的影响

为明确灌水量对玉米生产的影响，以郑单958为试验材料，以本地区多年来参考作物平均需水量(ET0)为基础，于2020,2021年在旱棚条件下设置T1(60%ET0)、T2(80%ET0)、T3(100%ET0)、T4(120%ET0)、T5(140%ET0)、T6(160%ET0)、T7(180%ET0)、T8(200%ET0)共计8种灌水处理，分析了灌水对玉米产量及构成、植株理化性状的影响。结果表明：增加灌水，玉米产量及构成、穗长、籽粒干物质分配比例、自由水含量、株高、穗位、穗高系数、光合势及结实率表现为增加趋势，其中产量和穗粒数随着灌水的增加显著增加，而叶片和穗轴中物质分配比例表现为下降趋势。高水处理(T5～T8)下VT与R6期玉米叶片的叶绿素、水势变化率较小，处理间株高、穗位高无显著差异，穗高系数稳定。与T3相比，灌水量减少20%和40%可引起产量显著下降，而增加同比例灌水，玉米产量变化低于减少灌水后的产量降低值，该条件下的结实率变化与产量变化一致，而供水效率随着灌水的增加而降低，灌水量超过T6处理的供水效率下降超过20%。相关分析表明，玉米产量与叶片叶绿素含量、开花期水势及含水量...