半干旱区全膜覆土穴播对春小麦耗水特征和产量的影响

为研究甘肃半干旱地区全膜覆土穴播小麦的耗水特征及其对产量的影响，以春小麦陇春27号为材料，于2012-2014年，通过3年大田定位试验，设全膜覆土穴播（PMS）和露地穴播（CK）2个处理，分析了不同生育阶段耗水量、耗水模系数、耗水速率、生长速率、耗水效率和水分利用效率等指标。结果表明，PMS处理0~300 cm土层土壤贮水量高于CK，苗期、拔节期和灌浆期分别增加了15.6~34.1 mm、20.7~22.1 mm和15.1~42.1 mm。在播种-拔节期，PMS处理在2013、2014年的耗水模系数和耗水速率较CK分别增加了16.9%、10.5%和20.0%、5.8%，灌浆期分别降低了28.2%、10.6%和26.3%、14.4%。在2012-2014年PMS处理的生长速率较CK分别提高了87.0%~153.7%、42.8%~366.1%、87.4%~133.0%；耗水效率分别提高了73.3%~200.2%、93.8%~288.2%、77.1%~155.5%，均差异显著。PMS处理的株高、单株重、小穗数、穗粒数、穗粒重和千粒重均显著高于CK，产量增加了35.4%~61.9% ，水分利用效率（WUE）提高了44.6%~63.3%。表明全膜覆土穴播能显著调节春小麦在不同降水年型的耗水进程和耗水特性，提高地上部生物量、生长速率和耗水效率，在全生育期耗水量无显著增加的条件下，显著提高产量和WUE。     

环境条件与水稻生育数量关系的研究(第三报)——苗数分布形式的研究

本文用统计方法分析了稻田苗数不同分布形式间苗、蘗、穗、粒的相互关系。作者认为:在目前生产水平的基础上,以6×3寸~3和6×5寸~2相比较,采用前者是没有意义。目前生产推行的大垅(1.2尺×1.5寸~2)和(1.2+3寸)×2.4寸~2与小垅(6×3寸~2)相比,由于它们之间成穗过程的不一致,故大垅栽培的整齐度及一穗均粒数均有所降低,其产量较同等条件下的小垅平均约降低8～10%,但肥力的提高会使大小垅差距逐渐缩小。提高大垅栽培产量的措施,应注意选用大穗型品种,适当缩小行距,提高施肥数量和在前期果用条施肥方法。     

半干旱区旱地马铃薯全膜覆盖起垄微沟种植技术

目前西北旱作区马铃薯种植仍以传统的平作培土栽培花期起垄为主,致使马铃薯产量不高、商品率低,生产效益不理想,限制了马铃薯产业的发展。为充分发挥旱地马铃薯生产潜力,增加生产效益,本试验在长期试验研究和技术示范的基础上,以全膜覆盖起垄微沟为核心,通过调节株行距、垄沟大小及垄沟比,并综合土壤耕作、品种选择、适期播种、田间管理、病虫草害防治、适时收获、清除废膜等技术要素,形成了旱地马铃薯全膜覆盖起垄微沟种植技术。该技术的推广应用将对推进西北旱作区马铃薯产业发展有积极作用。     

西北半干旱区全膜双垄沟播一膜多年用节本增效栽培技术

从播前准备、品种选择及处理、播种技术、田间管理、适时收获、收获后地膜保护等方面总结出西北半干旱区全膜双垄沟播玉米、玉米/马铃薯、玉米/马铃薯/冬油菜/胡麻一膜多年用节本增效栽培技术。     

高大气CO2浓度下遮阴对小麦叶片气孔特性及光合特性的影响

以高大气CO_2浓度和遮阴为处理手段,研究高大气CO_2浓度和遮阴对小麦叶片光合生理的影响。结果表明,与全光照相比,遮阴使小麦叶片的气孔长度增加了22.93%和10.23%,而气孔宽度减小了30.00%和30.22%,气孔面积降低了17.99%和18.11%,周长增加了16.80%和6.85%,气孔密度降低了6.61%和23.78%,气孔指数降低了5.99%和14.23%。与正常大气CO_2浓度相比,高大气CO_2浓度使小麦叶片的气孔面积增加了1.91%和1.95%,使全光照处理的小麦叶片的气孔密度降低了14.33%;使遮阴处理的小麦叶片的气孔密度增加了5.00%。与全光照相比,遮阴使小麦叶片的气孔导度和蒸腾速率降低了56.11%、53.21%和40.57%、49.27%,而光合速率没有得到提高,这可能是小麦叶片对高大气CO_2浓度发生了"光适应"。与正常大气CO_2浓度相比,高大气CO_2浓度降低了小麦叶片的气孔导度。小麦叶片的气孔长度和宽度与光合速率有显著相关性。     

高大气CO2浓度下氮素对小麦叶片光合能量分配的调节

探讨了施氮量对高大气CO₂浓度下小麦功能叶光合能量传递与分配的影响,进而明确氮素对小麦叶片光合作用适应性下调的能量分配调节作用。采用开顶式气室盆栽法,通过测定小麦拔节期和抽穗期不同大气CO₂浓度和施氮水平下的叶氮浓度、光合速率–胞间CO₂浓度(P_n–C_i)响应曲线和荧光动力学参数,测算光合电子传递速率和分配去向。与在正常CO₂浓度(400 μmol mol^-1)条件下相比,在高大气CO₂浓度(760 μmol mol^-1)下,小麦叶氮浓度显著下降,N200处理(200 mg kg^-1)叶片抽穗期叶氮浓度的下降幅度较拔节期高335.7%。N200处理较N0处理(0 mg kg^-1)提高小麦叶片光适应下PSII反应中心最大量子产额(F_v′/F_m′)、光化学效率(Φ_PSII)和开放比例(q_P),降低非光化学猝灭系数(NPQ)。高大气CO₂浓度下,小麦叶片光化学反应的非环式光合电子传递速率(J_c)和Rubisco羧化速率(V_c)显著升高,而光呼吸的非环式光合电子传递速率(J_o)和Rubisco氧化速率(V_o)明显降低;施氮使J_c、J_o、V_c和V_o值均呈上升趋势,而且J_c和V_c达到显著差异。高大气CO₂浓度下J_o/J_c和V_o/V_c显著降低,施氮后小麦拔节期叶片J_o/J_c和V_o/V_c降低,但抽穗期J_o/J_c升高而V_o/V_c无明显变化。叶氮浓度与小麦叶片J_c、J_o和V_o均呈显著线性正相关,而且高大气CO₂浓度下小麦叶片J_c、J_o和V_o对氮浓度的敏感性降低。高大气CO₂浓度下,小麦叶片PSII反应中心开放比例增加,非光化学耗能降低,更多的光合电子进入光化学过程;施氮后使小麦叶氮浓度增加,提高光合能力,改变了能量分配,这是高氮条件下光合作用适应性下调被缓解的一个关键因素。     

大气CO_2浓度增高和施氮量对抽穗期春小麦光合参数及水分利用效率的影响

在开顶式小型温室内模拟大气CO2浓度增高,并在N0,N100,N200计3个氮素水平〔施N量分别为纯N0、0.1、0.2 g/kg(土)〕下盆栽小麦,研究小麦光合作用和水分利用效率(WUE)对大气CO2升高的响应及其氮素调控机制。结果表明,760μmol/molCO2浓度×N素小麦叶片的净光合速率、叶片胞间CO2浓度、气孔限制值及叶片水分利用效率较对照呈明显上升趋势,叶片气孔导度显著降低,蒸腾速率则呈先降后升的趋势;在400μmol/molCO2浓度下,N0和N100处理的小麦光合速率明显下降,但N200处理较当前CO2浓度处理明显升高;气孔导度,胞间CO2浓度以及蒸腾速率呈现下降的趋势,小麦的气孔限制值Ls和WUE在N200条件下表现最高,较各个处理均达到极显著水平。两种大气CO2浓度下的小麦叶片光合速率和气孔导度均随氮素水平的升高而明显升高,胞间CO2浓度和蒸腾速率表现均不一致。因此,长期高CO2浓度使得小麦叶片WUE和Ls值显著升高,在低中氮处理下产生明显的光合下调现象,但在高氮处理下却不发生。     

半干旱区增施有机肥对全膜覆土穴播春小麦土壤碳氮比及产量的影响

探索黄土丘陵区增施有机肥对全膜覆土穴播小麦土壤碳氮含量及比值影响,为该地区小麦养分高效管理提供理论指导。于2016～2017年在甘肃省陇中半干旱区设置定位试验,设全膜覆土平作穴播(PMS)、全膜覆土平作穴播+有机肥(PMO)、裸地平作(CK)3个处理,研究各处理对春小麦生育期土壤碱解氮(SAN)含量、动态分布变化、碱解氮盈余,土壤有机碳(SOC)含量,土壤C/N(SOC/SAN),旗叶氮素含量,化肥偏生产力及水分利用效率和产量的影响。结果表明,在0～50 cm土层,PMO处理全生育期SAN含量较PMS和CK平均分别提高131.96%和64.39%;在0～30 cm土层,全生育期SOC含量较PMS和CK平均分别提高50.04%和44.23%。在挑旗-扬花阶段,PMO处理0～30 cm土层SAN含量下降幅度较PMS和CK平均增加了67.80%和201.62%;收获后PMO的SAN累积量在30～50 cm土层显著盈余。在挑旗期-成熟期,PMO在0～30 cm土层SOC/SAN较PMS平均降低22.25%,在0～10 cm土层SOC/SAN较CK处理平均降低60.22%。抽穗期-灌浆期,PMO旗叶全氮含量较PMS和CK平均提高4.44%和20.21%;化肥偏生产力平均提高5.13%和58.96%;水分利用效率提高26.49%和59.18%;产量增加了5.12%和59.00%。全膜覆土穴播条件下增施有机肥能够提升旱地春小麦耕层土壤碱解氮和有机碳含量,降低土壤C/N值,提高土壤氮素供应能力和延长肥效,显著提高产量和水分利用效率。     

保护性耕作对坡耕地土壤水分特性和水土流失的影响

在黄土高原西部丘陵沟壑区水土流失严重的坡耕地进行了2 a的定位试验,研究了不同耕作方式对坡耕地土壤水分特性和水土流失的影响.研究结果表明:(1)免耕+覆盖的保护性耕作方式保水效果明显,全年平均土壤含水量比传统耕作高出1%以上,单纯的免耕与传统耕作没有显著差异.(2)免耕可使耕作层土壤水分保持相对稳定,初春播种后土壤较长时间保持较高含水量有利于作物出苗;雨后免耕处理耕作层具有更强保水能力,从而使土壤水分保持相对稳定则有利于作物生长.(3)不同耕作方式对坡耕地土壤水分特性的影响与其对士壤结构的影响有关,免耕虽然增加了耕作层土壤容重,但也增加了团聚体的稳定性,降低了团聚体破坏率,增强了土壤抗蚀力,覆盖能降低免耕地表层土壤容重,增强其持水与保墒能力.(4)免耕措施未必能减少坡地径流量,但可显著降低土壤侵蚀量,免耕辅以秸杆覆盖的保护性耕作可有效防止水土流失,径流量和产沙量较传统耕作处理分别减少了8.35%和88.11%.     

水氮互作对春小麦叶片气体交换和叶绿素荧光参数的作用机制

通过盆栽对春小麦宁春4号不同生育期功能叶光合参数和叶绿素荧光参数的测定,研究水氮互作对春小麦叶片光合作用以及瞬时水分利用效率的影响。结果表明,施氮可提高小麦功能叶光合速率(Pn)、瞬时水分利用效率(IWUE)、气孔导度(Gs)、表观光合电子传递速率(ETR)、PSⅡ总的光化学量子产量(Yield)、荧光光化学猝灭系数(qP),同时胞间CO2浓度(Ci)减小。干旱和丰水条件下,高氮处理的Pn、IWUE、Gs和ETR均大于其他氮素水平。在拔节期和灌浆期,干旱条件下高氮叶片Yield显著低于中氮和对照处理;在抽穗期和灌浆期,丰水和中等干旱的高氮叶片qP较对照以及丰水和严重干旱的中氮叶片高。小麦叶片Pn与Yield、qP、ETR表现为显著线性正相关,而且其相关性在中等氮素水平达到最高;Pn与Gs、IWUE之间的相关性因处理不同而异,证明施氮能够显著提高光合机构开放比例、捕捉光量子的能力和电子传递速率,从而改善光合机构效能;氮素对气体交换的影响受水分条件的显著作用,从而影响叶片水分利用效率,但由于干旱导致Pn和IWUE的降低可以通过增施氮肥得到部分补偿。