长期施肥与覆膜对半干旱区马铃薯农田土壤团聚体分布及其有机碳含量的影响

以国家土壤质量安定观测实验站黄绵土区的农田长期定位试验为研究平台,研究长期施肥与覆膜对半干旱区马铃薯农田土壤团聚体分布及其有机碳含量的影响。结果表明：耕层土壤团聚体占比随着粒径的减小呈先降低后增加的变化趋势,团聚体有机碳含量随粒径减小呈增加趋势。施肥显著影响马铃薯农田土壤团聚体分布及有机碳含量。长期化肥与有机肥配施（NPK+OM）和单施有机肥（OM）较单施化肥（NPK）显著增加>0.25 mm团聚体含量（R0.25）和平均质量直径（MWD）,显著提高大团聚体（>1 mm）对有机碳的贡献率。长期施用有机肥（NPK+OM和OM）较单施化肥（NPK）显著增加0～20 cm土层土壤团聚体有机碳储量,增幅达63.5%～82.8%。长期覆膜导致>2 mm粒径的大团聚体数量和MWD显著下降,覆膜与单施化肥（NPK）对团聚体有机碳含量及其储量影响不明显。综上所述,在西北黄土丘陵半干旱区和黄绵土质地条件下,长期化肥与有机肥配施（NPK+OM）或单用有机肥（OM）可显著提高耕层土壤大团聚体含量（R0.25）及其稳定性,促进新碳向大团聚体富集,增加团聚体有机碳储量,有利于农田土壤固碳。地膜...     

干旱复水对春玉米幼苗生长和生理特性的影响及其根源ABA调控效应

为了探明根源ABA对春玉米干旱后复水补偿生长的调控效应,采用盆栽试验以春玉米酒单2号为材料,设CK（正常供水,保持最大持水量的75%~80%）、MS（中度干旱,保持最大持水量的50%~55%）、SS（重度干旱,保持最大持水量的35%~40%）、MS-CK（中度干旱再复水）、SS-CK（重度干旱再复水）等5个处理,研究苗期干旱及复水条件下春玉米生物量积累、光合特性、抗氧化酶活性、根源ABA含量的变化。结果表明：重度干旱胁迫具有较高的根源ABA含量,诱导叶片抗氧化酶SOD、POD、CAT活性显著提高,增幅分别为85.48%、72.67%、22.58%,并导致其叶片气孔导度(Gs)和光合速率(Pn)降低51.56%、12.16%,同时最大电子传递速率（J_max）、最大羧化速率(V_Cmax)、磷酸丙糖利用率(TPU)及RuBP羧化酶的羧化效率(CE)降低,使其单株生物量较正常供水降低46.56%;复水后,较高的根源ABA含量影响其细胞膜修复和光合功能恢复的速度,使单株生物量较未复水重度干旱胁迫增加90.36%,较正常供水增加1.73%,表现出补偿效应。中度干旱胁迫具有相对较低的根源ABA含量,诱导叶片抗氧化酶SOD、POD、CAT活性提高幅度较小,增幅分别为64.72%、41.72%、11.62%,并使Gs和Pn分别降低15.01%和6.42%,同时J_max、V_Cmax、TPU及CE稍有降低,其单株生物量较正常供水仅降低13.64%;复水后,相对较低的根源ABA含量最终使单株生物量较未复水的中度干旱胁迫增加30.71%,较正常供水增加12.88%,表现出超补偿效应。综上,干旱胁迫产生的根源ABA主要对旱后复水春玉米光能吸收、光合碳同化及抗氧化保护功能起积极调节作用。     

减氮追施和增密对全膜覆盖垄上微沟马铃薯水分利用及生长的影响

优化垄沟配置方式、种植密度和施肥方式可显著提高降水利用效率、作物产量和水分利用效率。以西北半干旱区全膜覆盖垄上微沟种植马铃薯,设置49,500株hm–2(低密度)和64,500株hm–2(高密度) 2个播种密度,传统施肥(PM)、减量追施(PMN)、有机肥替代(PMO) 3个施肥模式,随机区组设计。研究施肥和密度对马铃薯不同生育期土壤温度、阶段耗水量、产量及水分利用效率的影响。结果表明,增密对土壤温度、叶绿素相对含量(SPAD)和产量无显著影响,但降低了花前耗水量、单株地上生物量和水分利用效率,提高了叶面积指数(LAI)和花后耗水量。在块茎膨大期,高密度处理的LAI较低密度增加了3.64%～15.01%;花后耗水量在2015—2016年较低密度增加了6.50%～48.52%。与PM处理相比, PMN和PMO均能提高花前土壤温度、现蕾期-块茎膨大期的马铃薯叶片SPAD值和LAI,其中LAI在花期增加了10.42%～44.26%。PMN和PMO降低了花前耗水量,增加花后耗水量和地上生物量,在块茎膨大期地上生物量较PM增加了6.95%～49.85%。PMN能提高低密度马铃薯的块茎产量和水分利用效率(WUE),2015—2017年产量较PM和PMO分别提高了9.96%～20.87%和13.64%～17.61%,水分利用效率提高了5.46%～20.81%和13.25%～45.24%。因此,增加密度对产量和水分利用效率无显著影响,但化肥减量追施或有机肥替代均可显著促进马铃薯花后耗水和提高LAI,使马铃薯块茎产量和WUE显著增加,是西北黄土高原半干旱区增产增效的养分管理模式。     

水分胁迫对春小麦陇春27号光合参数和渗透调节物质的影响

为明确水分胁迫下春小麦的抗旱机制,模拟半干旱与干旱条件下春小麦的生存机理,采用盆栽法进行了中度和重度水分胁迫下春小麦旗叶光合参数和渗透调节物质含量变化的研究.结果表明,土壤持水量从80％、60％至40％,春小麦陇春27号旗叶的叶绿素含量、光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度、蒸腾速率逐渐降低,可溶性糖和酸性转化酶活性呈先增后减趋势,脯氨酸和丙二醛含量及过氧化物酶活性逐渐增强.60％持水量下的可溶性糖含量和酸性转化酶活性显著高于80％与40％持水量下的可溶性糖含量和酸性转化酶活性,可溶性蛋白含量显著低于40％和80％的可溶性蛋白含量,40％持水量下的脯氨酸和丙二醛含量及过氧化物酶活性显著高于60％和80％持水量下的脯氨酸和丙二醛含量及过氧化物酶活性.说明春小麦陇春27号旗叶对水分胁迫十分敏感,中度或重度水分胁迫下光合速率下降是气孔因素与非气孔因素综合作用结果,中度胁迫下光合速率降低是由叶绿素含量下降引起而非光合原料缺乏所致,而重度胁迫下光合速率降低是由叶绿素含量降低和光合原料缺乏所致,可溶性糖、脯氨酸和丙二醛含量及过氧化物酶活性升高是春小麦陇春27号抵御半干旱和干旱胁迫的主要机制.     

旱后复水对不同玉米品种蒸腾效率的影响

试验设3个控水水平、2个时段进行水分控制,研究旱后复水对两个玉米品种气孔阻力、蒸腾速率、光合速率、蒸腾效率的影响。结果表明,干旱后复水玉米表现很强的水分和光合生理活性,干旱后复水玉米气孔阻力大幅下降、蒸腾速率大幅上升、光合速率迅速提高,有些处理优于一直正常供水的处理;玉米旱后复水对气孔阻力、蒸腾速率的影响表现出品种间差异,酒单2号比豫玉22在气孔阻力、蒸腾速率上更容易恢复至旱前水平,光合速率提高的幅度很大;玉米蒸腾效率表现出品种间与处理方式间的差异,旱后复水豫玉22的蒸腾效率得到提高,酒单2号没有显著提高,旱后对水分增加敏感的品种有更高的生理活性,以较快的干物质增长速率和较高的水分利用效率补偿前期干旱的损失。因此,选择对水分增加敏感的玉米品种可以提高旱地水分利用效率,增加玉米产量。     

黄土高原旱作玉米籽粒水分与机械粒收质量的关系

玉米机械粒收是全程机械化的关键, 但存在着籽粒破碎、果穗和落粒损失严重等备受关注的问题。开展机械粒收质量及其影响因素研究, 对推进旱作玉米机械粒收技术应用具有重要意义。本研究选择国内玉米主栽品种33个, 于2016-2017年在甘肃泾川同一地块上用福田雷沃谷神收割机械粒收, 分析籽粒水分与机械粒收质量指标的关系。结果表明, 基因型差异是造成玉米机械粒收质量不同的主要原因, 两年收获时平均籽粒水分26.05%, 破碎率7.47%, 产量损失率3.25%, 落穗损失率2.58%, 杂质率1.04%; 籽粒水分(X)与破碎率(Y₁)、产量损失率(Y₂)显著正相关, 并且存在Y₁ = 0.027X ²-0.987X+14.06 (R ² = 0.373 ^**, n = 51), Y₂ = 0.052X ²-2.223X+24.86 (R ² = 0.418 ^**, n = 51)的变化关系, 籽粒水分依次下降到18.3%、21.4%时, 对应的破碎率(5.1%)、产量损失率(1.1%)最低, 即在一定含水率范围内随着籽粒水分的增加破碎率、产量损失率升高, 机械粒收的籽粒适宜水分为18%~22%, 破碎率可控制在5.0%~5.5%的范围内; 籽粒水分对落穗损失的影响大于落粒损失, 随着籽粒水分增加落穗损失率增加的幅度明显高于落粒损失率的升高; 各因素对玉米机械粒收产量损失的影响为: 落穗损失率(0.924)>籽粒水分(0.048)>破碎率(0.043), 因而籽粒水分高和落穗损失量大是影响黄土高原旱作玉米机械粒收质量的主要因素。     

耕作和施肥方式对土壤水分及饲用玉米产量的影响

为探究耕作和施肥方式对西北半干旱区饲用玉米(Zea may L.)土壤水分和产量的影响,以饲用玉米陇饲1号为材料,设置传统旋耕、立式深旋耕2种耕作方式以及单施化肥、有机肥替代化肥2种施肥方式组合,共4个处理,研究不同的耕作和施肥方式对饲用玉米土壤贮水量、花前花后耗水量、单株鲜重和干重以及产量的影响。结果表明,与传统旋耕相比,立式深旋耕能够降低饲用玉米0~300 cm土层土壤贮水量,提高花前耗水量,降低花后耗水量,增加生育期总耗水量,而有机肥替代化肥能够降低立式深旋耕方式下土壤总耗水量;立式深旋耕使成熟期单株干重增加1.3%~10.6%,单株鲜重增加4.9%~21.9%,而且不同程度增加了饲用玉米株高、穗长、穗粗、行粒数、百粒重、双穗率,降低了秃顶长,以上指标的变化均有利于高产试验形成。3年试验中立式深旋耕化肥处理较其他处理的籽粒产量增加1.8%~38.6%,丰水年生物量增加1.2%~15.1%,立式深旋耕有机肥处理较其他处理提高了干旱年生物量4.9%~21.9%、籽粒产量水分利用效率6.3%~34.8%、生物量水分利用效率7.1%~21.5%。综上,立式深旋耕能够改善作物生长土壤环境,有利于饲用玉米对土壤水分的吸收以及干物质量的积累,其组合化肥处理可以增加饲用玉米籽粒产量和丰水年生物量,组合有机肥替代处理可增加干旱年饲用玉米生物量和水分利用效率。本研究为西北半干旱区饲用玉米高产高效可持续生产提供了理论依据。     

旱地化肥分层和深施对春小麦水肥利用及产量的影响

【目的】 为优化西北旱作区春小麦施肥量及施肥方式,提高小麦产量和水分利用效率。【方法】 于2018—2020年开展大田试验,以陇春35号为供试品种,设4个处理,分别为氮肥常量浅施（PM）、氮肥减量浅施（PM-N）、氮肥减量深施（PMD）和氮肥减量分层施肥（PMA）,测定春小麦不同生育期0—300 cm土层土壤含水量、生物量、叶片叶绿素含量（SPAD）、冠层温度、叶面积指数、产量等指标,计算土壤贮水量、阶段耗水量、水分利用效率、植株氮素累积量和氮肥偏生产力等,从土壤水分-冠层发育-产量角度揭示化肥分层和深施对土壤水肥利用和产量的影响。【结果】 PMA和PMD处理显著调节春小麦生育期耗水进程。苗期到拔节期,PMA和PMD处理在0—300 cm的耗水量较PM处理分别提高11.8—20.4 mm和15.1—25.4 mm,较PM-N处理分别提高10.7—14.6 mm和9.3—20.0 mm;抽穗到灌浆期,较PM处理分别提高15.1—39.8 mm和16.5—26.5 mm,较PM-N处理分别提高18.1—48.7 mm和19.5—35.4 mm。PMA和PMD处理在春小麦生育期的叶片SPAD值、叶面积指数、生物量分别较PM处理平均提高7.2%和4.2%、23.0%和19.4%、34.6%和17.8%,较PM-N处理平均提高7.6%和5.4%、17.7%和10.8%、38.5%和23.4%;PMA处理拔节后和PMD处理抽穗后的冠层温度分别较PM处理降低8.5%和4.5%,较PM-N处理降低8.6%和4.8%。PMA和PMD处理穗粒数较PM处理平均提高4.3%和4.0%,较PM-N处理平均提高4.8%和4.2%;公顷穗数较PM处理平均提高10.1%和6.2%,较PM-N处理平均提高11.0%和7.8%。PMA和PMD处理的产量、WUE、植株氮素累积量、氮肥偏生产力较PM处理分别提高10.5%和5.1%、11.8%和6.2%、48.0%和35.7%、38.2%和31.3%,较PM-N处理分别提高15.7%和10.0%、14.1%和8.0%、51.8%和40.4%、15.7%和10.0%。PMA处理较PMD处理增产5.2%,WUE和氮肥偏生产力分别提高4.8%和5.2%。PM-N处理的氮肥偏生产力较PM处理提高21.0%（P<0.01）,其他指标均无显著性差异。【结论】 在氮肥施用量由150 kg·hm^-2减少到120 kg·hm^-2后,采用化肥分层和深施仍能实现春小麦增产和水肥高效利用,可在西北黄土高原旱作春小麦生产中推广应用。     

控释尿素掺混比例对旱地玉米产量、无机氮含量及氮肥利用率的影响

【目的】控释尿素一次性轻简化施肥技术应用于陇东旱塬区春玉米生产增产效果显著。本研究从控释尿素与普通尿素掺混施用对玉米产量、土壤无机氮含量、酶活性及氮肥利用率的影响角度，研究其增产机理。【方法】2020—2021年连续两年在陇东旱塬的庆阳市镇原县梧桐村，以‘先玉335’为供试品种开展了玉米田间试验。在施N 225 kg/hm²的前提下，设置5个控释尿素与普通尿素的掺混比例：100%普通尿素(N0:10)、100%控释尿素(N10:0)、30%控释尿素+70%普通尿素(N3:7)、50%控释尿素+50%普通尿素(N5:5)、70%控释尿素+30%普通尿素(N7:3)，以不施氮处理(N0)为对照。调查了玉米产量，0—40 cm土层土壤无机氮含量、酶活性，计算了氮肥利用率和籽粒品质。【结果】控释尿素与普通尿素掺混显著增加了玉米穗粒数和百粒重，提高了玉米产量，以N7:3处理两年平均产量最高(16618 kg/hm²)，较N0:10、N10:0和N0处理分别增产20.1%、13.6%和55.6%；纯收益和产投比较N0:10处理分别增加了0.71万元/hm...