旱地小麦休闲期覆盖施磷对土壤水库的调控作用

为探明休闲期覆盖配施磷肥对土壤水分运行规律、小麦产量和水分利用效率的影响,在山西省闻喜县进行了休闲期覆盖与不覆盖条件下75 kg(P2O5)·hm-2、112.5 kg(P2O5)·hm-2、150 kg(P2O5)·hm-23个施磷量的田间试验。结果表明:与不覆盖相比,休闲期覆盖后,播种—孕穗期0~100 cm土壤蓄水量显著提高,小麦播种期提高38~41 mm;增加施磷量,越冬—孕穗期土壤蓄水量提高,尤其拔节期40~100 cm土层。覆盖后,播种—拔节期土壤贮水减少量及其占整个生育期比例显著提高,拔节—开花期土壤贮水减少量增加;增加施磷量,拔节—开花期土壤贮水减少量及其比例显著提高,开花—成熟期80~100 cm土层贮水减少量显著提高。覆盖后增加施磷量,产量和水分利用效率显著提高,产量提高1 452 kg·hm-2,水分利用效率提高16%。覆盖配施磷肥条件下,拔节—开花期60~100 cm、开花—成熟期80~100 cm土层贮水减少量与产量呈极显著相关。因此认为,旱地小麦休闲期覆盖有利于蓄积休闲期降雨,提高底墒,可实现伏雨春夏用;覆盖促进小麦生育前期和中期吸收土壤水分;增施磷肥有利于提高土壤水分,促进小麦生育后期深层吸水;旱地小麦休闲期覆盖配施磷肥150 kg·hm-2有利于蓄水保墒,达到增产、高效的目的。     

休闲期轮耕对旱地小麦群体质量与产量的影响

为探索适宜黄土高原东部旱地小麦的轮耕模式,试验于2013—2016年连续3 a在闻喜旱地小麦试验基地进行,于每年7月上旬休闲期进行处理,设4个轮耕处理,分别为免耕/免耕/免耕(NT/NT/NT,CK)、深翻/深翻/深翻(DT/DT/DT)、深松/深松/深松(ST/ST/ST)、深松/深翻/深松(ST/DT/ST),研究轮耕对旱地小麦群体质量及产量的影响。结果表明,休闲期轮耕较免耕/免耕/免耕(NT/NT/NT)处理可增加群体分蘖数,提高小麦冬前分蘖速率、群体分蘖力及茎蘖成穗率;提高小麦各生育时期株高、叶面积指数及干物质积累量,提高小麦花前干物质转移量及其对籽粒的贡献率;提高可孕小穗数及其占比;可提高穗数6.93%～15.85%,穗粒数2.06%～8.67%,千粒质量0.14%～5.63%,产量13.71%～24.84%,以深松/深翻/深松(ST/DT/ST)处理效果最好。旱地麦田休闲期采用深松、深翻交替耕作有利于冬前分蘖、有效穗形成,可提高叶面积,从而提高干物质量,最终优化群体实现增产。     

不同抗旱性小麦品种耗水量及产量形成的差异

为明确年际间不同抗旱性旱地小麦品种的产量差异,筛选适于黄土高原东缘种植的旱地小麦品种,于2012—2017年在山西省运城市闻喜县试验基地进行田间试验。选取10个小麦品种,将降水年型与小麦品种抗旱性进行分类(降水年型:欠水年、平水年;小麦品种:强抗旱性、弱抗旱性),比较分析不同年型下抗旱性不同的小麦品种水分利用效率、干物质积累量、产量及产量构成要素的差异,分析产量及干物质积累量与耗水量的关系,明确不同品种小麦的节水增产效果。结果表明,强抗旱性品种包括‘晋麦92’‘运旱20410’‘运旱22-33’‘运旱618’‘运旱719’和‘长6697’,弱抗旱性品种包括‘洛旱6号’‘洛旱9号’‘洛旱11号’和‘洛旱13号’。欠水年,强抗旱性品种的平均耗水量高于弱抗旱性品种,当耗水量增加1 mm时,强抗旱性品种产量提高29.6 kg·hm~(-2),且影响其产量的主要因素是穗数和穗粒数,营养器官干物质积累量提高50.8 kg·hm~(-2),从而水分利用效率较高,尤其‘晋麦92’和‘运旱20410’。此外,强抗旱性品种较弱抗旱性品种单位粮食生产的节水量提高13.61%,消耗1 mm土壤水分增产量提高15.74%,具有较好的节水增产效果。平水年, 6个强抗旱性品种耗水量普遍较高,其中‘运旱20410’和‘晋麦92’的水分利用效率较高,产量也较高。因此,本研究条件下,欠水年和平水年表现均较好的品种是‘晋麦92’和‘运旱20410’。     

外源硒肥对小麦籽粒产量及植株硒元素积累的影响

为明确不同种类硒肥对小麦富硒能力的影响,本研究以山西中部大面积推广的优质小麦品种‘中麦175’为材料,在开花期叶面喷施3种不同种类硒肥(无机硒肥、有机硒肥、纳米硒肥),对小麦农艺性状、产量形成、籽粒硒积累、硒强化指数等进行测定计算。结果表明:小麦开花期叶面喷施硒肥较不喷硒植株干物质量显著增加,千粒重显著提高,产量显著提高,达5.7%～10%,且以喷施有机硒肥最高;成熟期各器官硒含量及其累积量显著提高,籽粒中硒含量达236～275μg/kg,均达到富硒稻谷标准。喷施有机硒肥较纳米硒肥和无机硒肥成熟期茎、颖壳+穗轴及籽粒硒含量及其积累量显著提高,叶硒含量及其积累量显著降低;籽粒中硒代蛋氨酸、甲基硒代半胱氨酸含量显著提高,硒酸盐降低。此外,喷施纳米硒肥和有机硒肥植株和籽粒硒强化指数均显著高于喷施无机硒肥,且籽粒及籽粒有机态硒强化指数均以喷施有机硒肥显著最高。综上所述,小麦开花期喷施有机硒肥有利于通过提高千粒重提高产量,有利于促进植株中硒素向到籽粒中运转,有利于减少籽粒中无机态硒积累,促进有机态硒积累。     

旱地休闲期间翻耕及覆盖对小麦氮素吸收、运转的影响

立足旱地小麦休闲期降水和生育期用水错位问题，连续两年（2009—2011年）在山西闻喜旱地小麦试验基地进行休闲期耕作和覆盖试验，研究不同时间深翻和不同覆盖方式的蓄保水分效果及水分与小麦植株氮素吸收运转的关系。结果表明:休闲期深翻（即麦收后45 d或15 d深翻），渗水地膜覆盖和液态地膜覆盖较不覆盖可提高播前0~300 cm土壤蓄水量，可提高旱地小麦各生育阶段，尤其前中期氮素积累量，且麦收后45 d深翻后渗水地膜覆盖效果较好;休闲期深翻，渗水地膜和液态地膜覆盖较不覆盖可提高开花期各器官氮素积累量，尤其是麦收后45 d深翻后渗水地膜覆盖处理。渗水地膜条件下，麦收后45 d较15 d深翻可提高开花期叶片和茎秆氮素积累量，可显著提高颖壳+穗轴氮素积累量，可显著提高开花期各器官氮素对籽粒的贡献率，尤其是叶片和茎秆，从而显著提高籽粒氮积累量、成熟期氮素积累量和籽粒产量，且除开花期各器官氮素对籽粒贡献率外，渗水地膜覆盖较液态地膜覆盖效果好，籽粒氮素积累量达17%，籽粒产量达13%。两年相关分析表明，休闲期深翻渗水地膜覆盖或液态地膜覆盖，降水较少年份的旱地小麦播前3 m土壤水分与花前氮素运转关系密切，而降水较多年份与花前氮素运转关系及花后氮素积累关系均较为密切，且与花后氮素更密切。研究表明,休闲期深翻（即麦收后45 d深翻）后采用渗水地膜覆盖，有利于旱地麦田蓄积休闲期降水，提高播前3 m各土层底墒；有利于小麦各生育阶段氮素吸收积累，尤其前中期；有利于花前氮素向籽粒中运转，尤其叶片和茎秆；有利于籽粒中氮素积累和籽粒产量的提高。     

旱地小麦休闲期深翻覆盖配套不同播种方式对幼苗抗旱性的影响

采用大田试验方法,研究旱地小麦休闲期深翻深施有机肥、覆盖和不覆盖下不同播种方式对幼苗抗旱性的影响。结果表明,覆盖可显著提高越冬期0～60 cm土壤蓄水量,增加分蘖数、单株叶面积和干物质量;显著降低越冬期幼苗POD,SOD的活性以及幼苗脯氨酸含量,提高越冬期幼苗丙二醛的含量。结果还表明,无论覆盖或不覆盖,全膜覆土穴播提高了0～60 cm土壤蓄水量,增加了单株叶面积、分蘖数和干物质量;采用全膜覆土穴播的POD,SOD活性降低、脯氨酸含量减少、丙二醛含量提高,且差异与其他处理达到显著水平。可见,旱地小麦休闲期深翻覆盖配套全膜覆土穴播的栽培措施有利于提高土壤蓄水量,促进旱地小麦生长。     

土壤天然富硒与外源施硒对小麦硒积累及产量形成影响的研究

为明确富硒小麦生产中土壤天然富硒与外源施硒的差异及其机制,于山西省晋中市山西农业大学小麦研究基地开展盆栽试验,研究天然富硒土壤、施硒土壤和缺硒土壤对小麦籽粒硒积累、植株物质积累及产量影响的差异,为富硒小麦生产提供理论依据和技术参考。结果表明：较缺硒土壤,土壤施硒可显著提高小麦籽粒硒含量,达228μg/kg,其有机硒占比为81%,籽粒硒强化指数达35%;富硒土壤显著提高籽粒硒含量,达176μg/kg,有机硒占比为83%,籽粒硒强化指数达27%。较缺硒土壤,施硒土壤和富硒土壤可显著提高越冬-拔节、拔节-孕穗两阶段物质积累量,提高花前干物质转移量对籽粒贡献率达31%,富硒土壤高于施硒土壤;施硒土壤和富硒土壤均可提高千粒重4%～8%,增产3.15%～4.16%,富硒土壤高于施硒土壤。总之,富硒土壤和施硒土壤籽粒硒含量均达到富硒小麦生产标准,且富硒土壤更有利于籽粒有机硒积累及产量形成。     

宽幅条播冬小麦水分利用与干物质积累、品质的关系及播种密度的调控研究

为明确冬小麦采用宽幅条播技术的增产及优质机理,于2017-2018年在黄淮海流域西部开展不同播种密度对宽幅条播冬小麦植株干物质积累量、水分利用效率及品质影响的研究。结果表明,播种密度为480万株/hm²时,提高了植株各阶段干物质积累量,增加了花前作物耗水量及生育期总耗水,显著提高了小麦产量,增幅达3.5%~16.2%,提高水分利用效率1.3%~11.8%;显著提高了籽粒蛋白质及其组分含量,总蛋白提高2.5%~11.8%,提高了谷/醇值;显著提高了淀粉、湿面筋和干面筋含量;提高了淀粉糊化特性,其中峰值黏度、保持黏度、最终黏度和糊化温度均达显著水平。较其他播种密度处理,小麦吸水率和面团形成时间以播种密度为240万株/hm²时最高;240万和480万株/hm²处理的面团稳定时间和粉质质量数高于其他处理;弱化度以360万株/hm²处理最高。宽幅条播冬小麦不同播种密度条件下,拔节―开花阶段耗水量与产量、籽粒蛋白质含量、谷/醇值、淀粉含量、湿面筋含量、干面筋含量和面筋指数均呈显著正相关。总之,宽幅条播冬小麦采用480万株/hm²播种密度有利于提高植株干物质积累量,增加花前作物耗水,提高产量、水分利用效率、籽粒营养品质和面粉加工品质,实现了冬小麦优质增产增效。     

耕作模式和播种方式对旱地小麦产量形成的影响

于2015—2017年在山西省闻喜旱地小麦试验示范基地开展大田试验,以耕作模式为主区,设休闲期深翻和免耕两种模式,以播种方式为副区,设探墒沟播、膜际条播和常规条播3种方式,研究旱地小麦土壤水分、产量形成和经济效益的差异。结果表明：休闲期深翻显著提高旱地小麦播前0～300 cm土壤蓄水效益,达46.97%～240.44%;提高旱地小麦生育时期土壤耗水量,达6.48%～13.07%;提高穗数、穗粒数、千粒重和产量,分别达3.32%～7.22%、3.67%～6.53%、1.11%～3.61%、10.23%～13.16%。探墒沟播和膜际条播较常规条播显著提高了旱地小麦茎蘖成穗率,达5.99%～16.87%,显著提高穗长0.8～1.7 cm,提高可孕小穗数1～3个;提高了穗数、穗粒数,分别达5.28%～15.75%和1.51%～11.25%,此外,休闲期深翻后采用探墒沟播较膜际条播减少投入1 200元·hm^-2,主要是旋耕机械投入、地膜和回收地膜人工投入,增加经济效益622～754元·hm^-2。休闲期深翻后采用探墒沟播较常规条播减少投入300元·hm<...     

春季追肥对冬小麦群体构建和籽粒灌浆进程的影响

为明确冬小麦春季合理追肥技术,以追肥时间（返青后10、25和40d）为主区,追肥量（90、120和150kg/hm²）为副区,研究春季追肥对冬小麦群体分蘖动态变化、籽粒灌浆进程、产量及氮效率的影响。结果表明,返青后25d较其他追肥时间显著提高了开花期分蘖数,追氮量为120kg/hm²时最高。返青后25d较其他追肥时间显著提高了籽粒灌浆起始势,籽粒达最大灌浆速率时间提高了1%~20%,提高灌浆过程中快增期和缓增期的灌浆速率,追氮量以120kg/hm²表现最好。返青后25d较其他追肥时间显著提高了成熟期植株干物质量及穗部结实性状,穗数、穗粒数、千粒重和产量分别提高8%~11%、7%~12%、3%~5%和8%~30%,且显著提高了氮肥偏生产力,以追氮量120kg/hm²最高。总之,返青后25d追肥可有效调控冬小麦春季分蘖消长,增加有效穗数,促进籽粒灌浆,提高粒重,且追施氮120kg/hm²实现了产量和氮效率同步提高。