苗期低温胁迫对玉米生长发育及产量的影响

通过对玉米苗期进行不同低温胁迫试验,研究两个玉米品种（丹玉39、丹玉42）对苗期低温的响应。结果表明,苗期低温胁迫后,两个玉米品种的生长发育及产量存在明显的差异：（1）三叶期—七叶期,低温胁迫处理阶段玉米生长均受到抑制,对丹玉39的影响大于丹玉42;（2）拔节期—乳熟期,经过苗期低温胁迫后,丹玉39后期叶面积逐渐接近并最终在乳熟期达到对照正常水平,而丹玉42的后期恢复能力较差;（3）丹玉42低温胁迫后呈现苗期天数增加、穗期天数减少的趋势,丹玉39无明显变化;（4）成熟后的丹玉42果穗大小、茎杆重、籽粒重和百粒重均小于对照,生物量及产量显著下降,而丹玉39的果穗性状、生物量及产量受影响较小。     

保水剂用量对冬小麦生长及水肥利用的影响

为探明保水剂施用条件下冬小麦生长与水肥利用的特征,采用田间试验,以不施保水剂和氮肥为对照,研究了单施氮肥(T2:225 kg·km^-2)和其与不同用量保水剂配施(T3:N+保水剂30 kg·hm^-2、T4:N+保水剂60 kg·hm^-2、T5:N+保水剂90 kg· hm^-2)处理对冬小麦生长、土壤矿质氮含量以及水肥利用等影响。结果表明:保水剂与氮肥的施用显著提高了小麦各生育期的小麦总群体、株高、叶面积、土壤矿质氮含量及水肥利用率等。各处理中,以T4处理对于总群体数、株高、穗长和穗粒数的提高效果最为显著,而T5处理对于小麦叶面积和千粒重的提高作用明显。随小麦生育期的推进,保水剂处理的根冠比均较对照低,尤其是T3处理。而各生育期土壤矿质氮平均含量表现为T4＞T3＞T5＞T2＞CK。最终小麦产量、氮肥农学效率、氮素生产力和水分利用效率,随保水用量的增加而先增后将,且均匀以T4处理最高,其分别比单施氮肥处理(T2)14.5％、55.9％、34.6％和25.0％。说明各处理中,以T4处理对小麦的生长、增产及水肥利用的效果最佳。     

保护性耕作对坡耕地粮豆草等高带状种植作物生长与水土保持效果的影响

为有效防治坡耕地水土流失,提高坡耕地水分利用率,选用多年生作物苜蓿及小麦、鹰嘴豆、马铃薯 等一年生作物作为供试作物,设置不同带状系统研究了各种种植方式和耕作方式对作物生长、土壤水分、WUE及 水土流失的影响。结果表明,(1)各处理保持水分的能力依次为：免耕+秸秆覆盖(NTS)>免耕(NT)>传统(T);(2) 保护性耕作具有良好的防止土壤侵蚀能力,依次为：NTS>NT>T;(3)免耕+秸秆覆盖和免耕方式与传统耕作相比, 均能提高半干旱地区土壤水分和作物对水分的利用效率,减少土壤侵蚀量。从不同处理保持水土效应来看,从优 至劣的顺序为NTS_PL>T_PL>NTS_CL>T_CL>NTS_WL>T_WL。由此可见,免耕秸秆覆盖是提高水分利用效率及控制水土流失的有效措施,粮草豆隔带种植,结合保护性耕作措施不但具有蓄水保土,减免侵蚀的生态作用,而且还能提高土地利用的经济效益,宜结合生产推广利用。     

不同倍体春小麦非水力根信号特征初探

为了比较不同倍体小麦品种的非水力根信号(non-hydraulic root signal,nHRS),揭示其在干旱条件下与产量稳定性的关系,采用盆栽试验,在土壤逐渐干旱条件下跟踪测量六倍体小麦(高原602和陇春8139)、四倍体小麦(DM22和DM31)及二倍体小麦(MO1和MO4)响应土壤干旱的nHRS特征.测量其在充分供水(WW,土壤含水量为80％)及严重干旱(SD,土壤含水量为45％)处理下收获时的水分利用效率和籽粒产量.结果显示,六倍体小麦(高原602和陇春8139)、四倍体小麦(DM22和DM31)及二倍体小麦(MO1和MO4)nHRS开始和消失的土壤含水量值及其阀值(TR)存在差异,且六倍体品种(高原602和陇春8139)nHRS开始和消失的TR范围(分别为68.1％～35.6％和71％～35.6％)明显宽于二倍体(MO1和MO4)(分别为53.6％～45.8％和53.4％～45.6％)和四倍体(DM22和DM31)(分别为58.2％～42％和57.2％～41％).同时,六倍体小麦(陇春8139和高原602)表现出较高的水分利用效率(WUE)和较稳定的籽粒产量维持率(MRGY分别为66.9％和60.4％).因此,土壤干旱时,六倍体小麦(高原602和陇春8139)的产量和WUE较高可能与非水力根信号土壤含水量闽值范围较宽有关.研究结果有助于在基因型水平讨论非水力根信号及其阈值范围对小麦产量的影响.     

保护性耕作对坡耕地道地药材等高隔带种植系统水分利用效率和生产力的影响

本文选用甘草这种多年生作物和小麦、板蓝根2种1年生作物,设置不同等高隔带种植系统,研究不同种植方式和耕作方式对土壤水分、水分利用效率(WUE)以及生产力的影响.结果表明:①各处理的水分利用效率依次为:免耕+秸秆覆盖(NTS)＞免耕(NT)＞传统(T);②免耕+秸秆覆盖(NTS)和免耕(NT)方式与传统耕作(T)相比,均能提高半干旱地区土壤水分和作物对水分的利用效率.③不同的处理对作物生长发育的影响不同,与传统耕作相比,免耕+秸秆覆盖(NTS)与免耕(NT)的方式均使作物出苗期推迟约5d.④小麦在免耕方式下的产量最高,在传统耕作方式下的产量次之,而免耕+秸秆覆盖(NTS)方式下产量最低,且有5％水平的显著差异;秸秆覆盖对板兰根产量的影响不大.⑤小麦在坡地上的经济效益很低,而板兰根的经济效益比较高.     

Optimizing water,nitrogen and crop density in canola cultivation using response surface methodology and central composite design

Abstract

Optimisation of water and nitrogen use is an effective management tool to conserve resources and reduce environmental pollutions. Response surface methodology (RSM) is defined as a collection of mathematical and statistical methods that are used to develop, to improve or to optimize a product or process. In order to determine optimum levels of water, nitrogen and planting density of canola (Brassica napus L.), a 2-year experiment (2010–2011) was carried out by central composite design as RSM at the research station of Ferdowsi University of Mashhad. The treatments were designed based on low and high levels of irrigation (1500 and 4000 m³ ha^?1), nitrogen (0 and 400 kg N ha^?1) and density (50 and 150 plant m^?2) as independent variables. Furthermore, seed yield, nitrogen losses, nitrogen use efficiency (NUE) and water use efficiency (WUE) were measured as response variables in a full quadratic polynomial model. Optimum levels of irrigation, nitrogen and planting density were suggested to achieve the target range of dependent variables based on three scenarios: economic, environmental and eco-environmental. The results showed that increasing irrigation and fertilizer led to an increase in seed yield and nitrogen losses, whereas increasing canola density resulted in an increase in seed yield but a decrease in nitrogen losses. The optimum levels of water, fertilizer and density based on environmental scenario were 1802 m³ ha^?1, 11 kg N ha^?1 and 122 plant m^?2, respectively. To achieve optimum conditions under the economic scenario, it is necessary to use 3411 m³ water ha^?1, 178 kg N ha^?1 and 119 plant m^?2. Amounts of 2347 m³ water ha^?1, 92 kg N ha^?1 and 114 plant m^?2 were found to be the optimum conditions for the eco-environmental scenario. In general, it seems that resource use based on the eco-environmental scenario may be the most favorable cropping strategy for canola production.     

地下水埋深和施氮量对夏玉米灌浆特性及水氮利用效率的影响

为揭示不同地下水埋深和施氮量对夏玉米灌浆过程和水氮利用效率影响,以夏玉米‘怀玉208’为试验材料,基于大型地中渗透仪,采用随机区组的试验方法,研究了地下水埋深（GW,2、3、4 m）和施氮量（N,300、240 kg·hm^-2）对夏玉米籽粒灌浆过程和水氮利用效率的影响。结果表明：（1）各处理玉米百粒质量随花后天数呈“S”型曲线变化趋势。施氮量和地下水埋深均极显著影响玉米收获时的百粒质量,但二者交互作用不显著;地下水埋深相同时,施氮量为300 kg·hm^-2玉米的百粒质量均显著高于施氮量为240 kg·hm^-2玉米的百粒质量。（2）灌浆期各处理玉米籽粒灌浆速率均呈“抛物线”型变化趋势。Logistic方程能很好地拟合各处理玉米籽粒灌浆过程。收获期玉米籽粒百粒质量与最大灌浆速率时的籽粒质量、玉米平均灌浆速率极显著正相关。地下水埋深和施氮量对玉米灌浆参数的影响具有显著交互作用。（3）施氮量和地下水埋深极显著影响玉米产量,其中N300GW4处理玉米产量最高,N240GW3处理的产量最低。玉米产量与穗长、穗粗、百粒质量、穗行数、行粒数、穗粒数极显著正相关。（4）施氮量、地下水埋深及二者交互作用均极显著影响玉米氮肥偏生产力;施氮量极显著影响玉米水分利用效率,地下水埋深及二者交互作用对玉米水分利用效率影响不显著。N240GW4处理玉米氮肥利用效率及水分利用效率均最高。综上可知,地下水埋深和施氮量对玉米水氮利用效率及灌浆过程交互作用显著,N240GW4处理是本研究推荐的农业绿色高产生产模式。     

不同渗灌覆膜方式对冬小麦水分利用效率及产量的影响

为探讨小麦节水高产栽培技术,以济麦20和鲁麦21号为材料,在露天不封底瓷管和防雨棚封底瓷管两种栽培条件下,研究不同渗灌覆膜处理对冬小麦水分利用效率及产量的影响.结果表明,渗灌和地膜覆盖均可显著提高冬小麦产量和水分利用效率,但提高幅度因品种和渗灌深度不同而异.在露天条件下,较之地表灌溉不覆膜,20 cm渗灌加地膜覆盖处理可使籽粒产量提高13.67%～11.18%、水分利用效率提高14.59%～12.08%;在防雨棚条件下,籽粒产量提高20.16%,水分利用效率提高22.57%,40 cm渗灌籽粒产量略高于20 cm渗灌,但差异不显著.露天栽培条件下不同处理平均水分利用效率高达2.6063 kg·m-3 ·m-2,而防雨棚条件下仅为1.3482 kg·m-3 ·m-2,相对提高93.31%,籽粒产量提高102.90%,生物产量提高77.41%,收获指数提高13.99%,而总耗水量仅增加22.48 mm.试验结果说明深层土壤水对产量和水分利用效率具有重要作用,在不同试验条件下的研究结果具有较大差异.     

苏打盐碱胁迫对羊草光合、蒸腾速率及水分利用效率的影响

采用温室土培试验法,研究了羊草叶片光合速率、蒸腾速率和水分利用效率等对不同苏打盐碱胁迫的响应特征。结果表明,随着模拟光辐射的增强,羊草叶片光合速率、蒸腾速率、气孔导度和蒸汽压亏缺等表现为升高,胞间CO₂浓度表现为降低,叶片水分利用效率则呈先升高后降低的趋势。同一光强下,随着土壤苏打盐碱胁迫程度的增大,羊草光合速率和蒸腾速率均有所下降,水分利用效率则有所升高。以光强1 500 μmol/(m²·s)为例,pH 9.78的盐碱胁迫处理的羊草光合速率和蒸腾速率分别比对照(pH 7.15)的处理降低了43.8%和51.3%。苏打盐碱胁迫下,羊草蒸腾速率的降低幅度大于光合速率降低幅度,保持了叶片较高的水分利用效率,可能是羊草适应苏打盐碱逆境的重要生理机制。     

苗期调亏灌溉对大豆生长发育和产量的影响

在盆栽条件下,研究了苗期调亏灌溉对大豆生长发育和产量的影响.结果表明,苗期中度(土壤含水量为16%～18%)、重度(土壤含水量为13 %～16 %)调亏灌溉处理对大豆整个生育期的株高、叶面积均有一定影响,均显著低于对照(土壤含水量为23%～26%);重度调亏灌溉处理下,地上重和根重均显著低于对照;重度调亏处理根冠比在整个生育期大于中度调亏和对照处理;苗期中度调亏对大豆产量影响不显著, 重度调亏处理对产量影响较大,参试大豆品系辽51064和辽51095分别比对照减产6.69 g/株、10.79 g/株;耗水量随着水分胁迫加强而降低,两个参试大豆品系辽510 64和辽51095,在中度调亏灌溉处理下水分利用效率(WUE)最高,分别为1.49 g/ kg、1.38 g/kg.