淮北地区小麦综合栽培技术组装配套研究

以影响淮北地区小麦产量和品质的基本苗、基施氮量、施磷量、施钾量和拔节期追氮量为决策变量,以产量为目标函数,建立了烟农19在淮北地区生态点的产量模型,即基本苗440.25万苗/hm2,施氮113.7kg/hm2,施磷156.9kg/hm2,施钾126.0kg/hm2,拔节期追氮103.35kg/hm2时,可获得最高理论产量9 795.22kg/hm2;同时提出了预设产量9 000kg/hm2的590种方案及95%分布量的区间数值。在设定的五项农艺措施中,以基本苗对烟农19产量的影响作用最大;其次是施磷量,基本苗的设定是烟农19在生态点高产栽培的关键。     

不同土壤水分条件对小麦光合生理和产量的影响

在盆栽条件下,设置5个土壤水分处理,研究不同土壤含水量对小麦光合生理及产量的影响。结果表明,小麦成熟期的株高、节间长及孕穗期和开花期的单茎绿叶面积随土壤含水量的增加而逐渐增加,并以水分含量偏高处理W5(80%~90%田间持水量)最高。土壤适宜含水量处理W4(70%~80%田间持水量)孕穗期、开花期和灌浆中期的叶绿素含量高于W5,表明土壤含水量偏高不利于小麦叶绿素含量的增加。随着土壤含水量的增加小麦的光合特性得到改善,并以W4处理表现最优,W5次之,其中W4的光合速率分别比W1(40%~50%田间持水量)和W2(50%~60%田间持水量)的显著增加35.5%和26.7%。随着土壤含水量的增加,叶绿素荧光参数Fo、Fm、ΦpsII、ETR和qP呈先增加后下降的趋势,并以W4处理的最高,W5处理的次之。W4处理具有最高的经济产量,W5处理具有最高的生物产量,其中W4处理的单茎经济产量和生物产量、每盆经济产量和生物产量分别比W1显著增加98.6%、52.1%、311.2%和197.7%。研究得出,土壤水分含量偏高比适宜土壤水分含量处理具有较高的株高、单茎绿叶面积和生物产量,而生育中后期的叶绿素含量、叶绿素荧光参数、光合速率和经济产量却低于土壤适宜水分含量处理。     

玉米秸秆还田配施氮肥对冬小麦土壤氮素表观盈亏及产量的影响

【目的】以秸秆还田定位试验为平台,探讨玉米秸秆还田配施氮肥对冬小麦产量、土壤硝态氮积累、氮素表观盈余和氮肥利用率的影响规律,明确砂姜黑土玉米秸秆全量还田条件下冬小麦生长季的最佳施氮量。【方法】试验以秸秆处理为主区,设秸秆还田和秸秆移除2个水平;施氮量为副区,设6个水平,分别为0、162.0、202.5、243.0、283.5、324.0 kg/hm2。测定了冬小麦播种前、拔节期、成熟期地上部植株含氮量,土壤0—20、20—40和40—60 cm硝态氮含量,小麦产量以及籽粒氮含量,计算了冬小麦生育期土壤的氮素表观盈余,小麦基施和追施氮肥的利用效率以及不同阶段的氮素盈余。【结果】玉米秸秆还田后小麦增产365 844 kg/hm2,增产率为4.2%9.3%,尤其以配施243.0 kg/hm2的增幅最高,产量达9858 kg/hm2。小麦整个生育期,秸秆还田显著增加了0—60 cm土层的土壤硝态氮累积量,而秸秆移除条件下,土壤硝态氮累积量与氮肥施用量相关,高量氮肥增加了硝态氮累积量,N施用量高于243.0 kg/hm2时,硝态氮累积量较小麦播种前增加19.8%28.6%。施氮均显著增加了植株氮素积累量;小麦播种到拔节期,植株的氮素积累量随基肥比例的增加而增加。小麦生育期不施氮处理表现为氮素亏缺,施氮处理显著增加了0—60 cm土层的土壤氮素盈余量,且随基肥、追肥量的增加而增加,盈余值每增加100.0kg/hm2,秸秆还田配施氮肥和单施氮肥的土壤剖面硝态氮积累量就会分别增加74.2和91.4 kg/hm2。秸秆还田配施氮肥提高了氮肥农学效率、植株地上部氮肥吸收利用率、籽粒氮肥吸收利用率,特别是在高氮肥时,基肥和拔节肥的利用率显著高于单施氮肥。在施氮处理间、相同氮肥施用下秸秆还田和移除处理间氮素收获指数均无显著差异。氮肥表观回收率随施氮量的增加而降低,基肥表观回收率显著高于拔节肥表观回收率。【结论】秸秆还田和施氮水平对小麦植株氮素的吸收转运没有显著影响,但可提高基施和追施氮肥的利用率,可增加土壤0—60 cm土层中硝态氮的含量。综合各项指标,冬小麦生长季玉米秸秆全量还田适宜的氮肥配施量为202.5 243.0 kg/hm2。     

晚播条件下周麦22高产栽培优化技术研究

为了探明安徽淮北地区晚播条件下周麦22高产栽培技术,采用二次饱和D-最优设计方案,研究了晚播条件下周麦22产量与施氮量、种植密度之间的关系,建立了各因素与产量指标间的数学模型。结果表明:氮肥的增产效应大于密度,二者互作是负效应,增施氮肥能明显增加每hm2穗数和穗粒数,增加密度也能显著增加每hm2穗数,但二者增加均会使千粒重下降。施氮量和密度分别为319.5kg/hm2和323.6×104穗/hm2时,产量最高达到7 412.8kg/hm2,这时最理想的产量结构是630.9×104穗/hm2、32.4粒/穗和千粒重43.1g。     

不同施肥模式对砂姜黑土团聚体特征及有机碳的影响

采集32年砂姜黑土长期定位试验不施肥(CK)、单施化肥(NPK)、单施有机肥(M)、有机肥与化肥配施(MNPK)和高量氮肥下有机肥与化肥配施(HMNPK)处理耕层土壤,研究砂姜黑土区麦玉轮作系统中总有机碳、团聚体组成及不同粒径团聚体中有机碳含量对长期不同施肥模式的响应。结果表明,长期不同施肥方式显著影响土壤不同粒径团聚体分布及其有机碳含量。有机肥施用对表层土(0—10 cm)1—0. 5 mm、0.5—0.25 mm干筛团聚体和< 0.25 mm微团聚体含量的提高有促进作用。耕层土壤水稳性团聚体主要分布在1—0.5 mm、0.5—0.25 mm和<0.25 mm粒径中,施肥处理对各粒级水稳性团聚体含量没有显著影响。长期施肥显著提高了表层土1—0.5 mm和0.5—0.25 mm干筛中团聚体有机碳含量,HMNPK的增幅最高。施用有机肥对提高土壤水稳性团聚体有机碳含量有积极作用,尤其对1—0.5 mm、0.5—0.25 mm和<0.25 mm粒径水稳性团聚体有机碳含量的提高有显著影响,且均为M处理提高幅度最大。砂姜黑土区麦玉轮作条件下,长期有机肥施用可提高砂姜黑土土壤总有机碳含量、中团聚体数量以及有机碳含量,有利于改善土壤物理性状、提升地力。     

淮北地区高产小麦籽粒灌浆特性分析

选取安徽省淮北地区7个小麦高产品种,对其籽粒灌浆过程进行了研究。结果表明,小麦籽粒灌浆进程呈"慢-快-慢"的"S"型曲线,籽粒灌浆期可分为渐增期、快增期、缓增期三个阶段。灌浆过程可以用Logistic方程拟合,方程的相关系数均大于0.980 1,达到显著水平,拟合效果良好。相关分析表明,粒重主要是由快增期持续时间和缓增期速率决定的,与整个灌浆期持续期和平均灌浆速率正相关。在小麦灌浆快增期和缓增期,灌浆速率越快,持续时间越长,干物质积累越多,粒重就越高。     

超晚播条件下密度和追氮时期对淮北地区小麦产量及品质的影响

为了实现安徽淮北地区晚播小麦高产优质栽培,以目前该地区种植面积最大的强筋小麦品种‘烟农19’为材料,采用两因素随机区组设计,研究了小麦超晚播（11月21日,较适宜播期晚30天左右）条件下,密度、追氮时期对小麦产量和品质的影响。结果表明：密度和追肥时期对超晚播小麦籽粒产量影响差异显著,以密度450×104株/hm2、孕穗期追肥处理的产量最高,为7846.5 kg/hm2。密度对穗数和穗粒数影响显著,每公顷穗数随着密度的增加而增加;穗粒数随密度的增加而减少。追氮时期对千粒重影响显著,随追氮时期的推迟而增加。增加密度和推迟追氮时期,旗叶叶片光化学最大效率(Fv/Fm)和PSⅡ的活性(Fv/Fo)提高,增大了PSⅡ的潜在活性,有利于叶片所吸收的光能较充分地用于光合作用。追氮时期对小麦品质的影响差异显著,随着追氮时期的延迟,蛋白质含量、湿面筋含量和沉降值呈增加趋势,试验结果表明推迟追肥至孕穗期可以改善超晚播条件下强筋小麦的籽粒品质。     

淮北地区小麦超高产群体生长特性分析

为了解安徽省淮北地区超高产小麦群体生长指标与产量之间的关系,于2011-2014年度,以当地种植面积较大、具有超高产潜力的小麦品种济麦22和皖麦52为试验材料,研究了播期和播种密度对小麦群体生长指标和产量的影响。结果发现,年度间比较,2013-2014年度的小麦产量较高;播期为10月3日时,两个小麦品种的产量随密度的增加呈先增加后降低趋势,均以密度为210×104株·hm-2处理产量最高;播期为10月15日时,两个小麦品种的产量随密度增加而增加,均以密度为330×104株·hm-2处理产量最高。早播(10月3日)处理的小麦,叶面积持续时间较长;播期相同时,小麦的叶面积持续时间随密度增加而增加,叶面积指数随密度增加而减少,净同化率随密度增加而增加。小麦群体生长率的增加,主要来源于叶面积指数的增加。相关性分析表明,小麦籽粒产量与其叶面积持续时间和群体生长率的相关性极显著,与净同化率呈显著负相关。本试验条件下,两个小麦品种均以10月3日播种、密度为210×104株·hm-2处理的产量最高。     

种植密度对小麦群体质量叶绿素荧光参数和产量的影响

为进一步改善小麦群体质量,研究了不同密度下皖麦52和烟农19主要生理指标及产量间的差异。结果表明：烟农19的叶面积指数在基本苗120×104株·hm-2（M1）和210×104株·hm-2（M2）下高于皖麦52,而在300×104株·hm-2（M3）和390×104株·hm-2（M4）下低于皖麦52;皖麦52和烟农19各生育期的叶绿素含量及灌浆期的各叶绿素荧光参数（Fo、Fm、Fv/Fm、qP、ETR和ΦpsI ）皆随种植密度的增加而降低,且同一密度下两品种间的差异皆不显著;皖麦52和烟农19的产量随种植密度的增加呈现先增加后下降的趋势,在M1和M2下,烟农19的产量高于皖麦52,分别增加了13．4％和2．4％,在M3和M4下,皖麦52的产量高于烟农19,分别增加了10．7％和1．0％;皖麦52和烟农19的经济系数随密度的增加而降低,两品种间存在一定差异,但同一密度下不显著;相关分析表明,小麦实际光化学效率（ΦpsI ）与单茎干物重、叶绿素含量呈直线正相关关系,叶面积指数与单茎干物重呈直线负相关关系,与产量呈二次抛物线的关系。研究得出,烟农19的高产适宜密度为基本苗120万～210万株·hm-2,皖麦52为210万～300万株·hm-2。     

长期施肥下淮北砂姜黑土区小麦产量稳定性研究

【目的】分析长期施肥条件下小麦产量的变化规律,试图探明淮北小麦产量稳定性对不同施肥模式的响应机制,为淮北砂姜黑土合理施肥管理、改善农田生态系统质量提供依据。【方法】以安徽杨柳长期定位试验为研究平台,通过研究小麦的平均产量、产量年际波动及土壤养分状况对5种施肥模式（不施肥、单施化肥、单施有机肥、有机肥与化肥配施（等氮）、有机肥与化肥配施（高氮））的响应,比较不同施肥条件下淮北砂姜黑土区小麦产量稳定性的优劣,并以此评判施肥的合理性。【结果】淮北砂姜黑土区长期不施肥的小麦产量总体呈下降趋势,年下降量为5.81 kg•hm-2;而长期施肥的小麦产量随时间呈锯齿状波动并总体上升的趋势,其中有机肥与化肥配施（高氮）处理（HMNPK）的产量趋势线最高,但其增产优势逐年减弱,有机肥与化肥配施（等氮）处理（MNPK）以9.75 kg•hm-2的年增长量缩短与其的差距;单施化肥处理（NPK）的小麦产量趋势线在试验前期高于单施有机肥（M）,但在22年后有被M处理赶超的趋势。从32年小麦平均产量来看,与不施肥相比,有机肥与化肥配施（高氮与等氮）的增产幅度最大,平均产量分别达5 544.3和5 200.6 kg•hm-2;NPK次之,比当年不施肥处理产量提高了614.6%,M增产幅度最低,但与NPK差异并不明显。砂姜黑土地力贡献率在试验前10年持续降低,降至10%左右趋于稳定,而肥料对小麦产量的贡献率则是在前10年持续增加至80%-90%便维持动态平衡。长期不施肥易导致小麦产量变异系数（CV）偏高、可持续性产量指数（SYI）偏低,产量稳定性最低;施肥处理中HMNPK和MNPK处理的CV最低、SYI最高,产量稳定性最高,而M处理的产量稳定性和可持续性不及NPK。与长期不施肥相比,施肥可明显提高淮北砂姜黑土全氮、有机质、有效磷和速效钾的含量,其中有机肥的施入显著提高了土壤全氮和有机质含量,而有效磷含量与化肥的投入相关,处理M土壤速效钾含量较高,但与其他施肥处理差异不显著;通过相关性分析可知全氮、有机质、有效磷含量与小麦产量呈极显著正相关关系（P＜0.01）。【结论】施肥可有效提高淮北小麦产量,且产量随时间呈锯齿状波动;有机肥与化肥配施（高氮和等氮）的增产效果最佳,但高氮与等氮水平间的产量差随种植年限的增长而逐渐缩短;在试验开始前一阶段单施化肥的增产效果优于单施有机肥处理,但在22年后有被赶超的趋势。与长期不施肥相比,有机肥与化肥配施的施肥模式更有利于促进小麦产量稳定性和生产可持续性的提高,其次为单施化肥,单施有机肥最低。施肥可有效提高砂姜黑土养分含量,其中有机肥对有机质、全氮及速效钾含量的提高作用较强,而化肥则对有效磷含量提高作用较强,且小麦产量与全氮、有机质和有效磷均呈极显著正相关关系。因此,安徽淮北砂姜黑土区有机肥与化肥配施为最佳施肥模式,土壤养分供应较均衡,小麦产量幅度最大且稳定性最佳,农田生态系统质量最优。