覆膜穴播条件下降水年型和群体密度对张杂谷5号分蘖成穗及产量的影响

在地膜覆盖穴播条件下,选用张杂谷5号为材料,设4.95万、7.50万、15.00万穴/hm ² 3个单位面积穴数水平与1、2、3、4苗/穴4个每穴留苗数水平,共12个密度处理,研究不同降水年型和群体密度对谷子分蘖成穗及产量的影响。结果表明：张杂谷5号产量与群体密度的关系表现为“线性加平台”方式;4.75万~11.97万苗/hm ²范围内,产量随密度增加呈线性方式增加;13.56万~47.25万苗/hm ²很宽的密度范围内,产量对密度的响应表现不敏感,在一个窄幅平台内波动。群体密度相差9.88~10.59倍,张杂谷5号单位面积穗数、穗粒数和千粒重分别相差2.58~3.87倍、2.06~3.00倍、1.03~1.05倍。随群体密度的增加,张杂谷5号每苗分蘖数、每苗成穗数、分蘖成穗率相应减少,密度最高的处理较密度最低的处理,每苗的分蘖数、每苗穗数和分蘖成穗率分别减少2.3~5.2个、2.8~4.9个和37.2~47.7个百分点;群体密度相同时,增加单位面积穴数比增加每穴留苗数能形成更多的分蘖数和穗数。偏丰水年张杂谷5号子粒产量比干旱年高20.3%,原因是单位面积穗数和千粒重的显著增加。偏丰水年,张杂谷5号产量以7.5万穴/hm ²和4苗/穴的组合处理最高,较其他处理高3.9%~27.1%;干旱年,产量以15万穴/hm ²和1苗/穴的组合处理最高,较其他处理高0.1%~30.5%,而7.5万穴/hm ²和4苗/穴的组合处理产量次之。     

山西旱地豇豆品种鉴选比较

[目的]选择适合山西旱地种植的豇豆品种。[方法]通过多重比较和相关性分析对5个豇豆品种的株高、茎粗、复叶数、分枝数、产量及构成因子进行研究。[结果]品豇1号、中豇1号植株较其他品种矮,分枝数较多,籽粒产量优于其他品种,分别较5个品种平均产量提高29.84%、21.70%,商品性高,适合山西旱地种植。[结论]该研究可为品豇1号、中豇1号品种在山西旱地条件下的推广应用提供理论依据。     

长期施肥对栗褐土区土壤-作物系统可持续性的影响

利用长期施肥定位试验开展土壤-作物系统的可持续性评价,可为农田合理施肥和管理提供理论支撑。在黄土丘陵区栗褐土农田进行了26年长期肥料定位试验,设置8个处理,分别是不施肥(CK)、单施氮肥[120.0 kg(N)·hm~(-2),N]、氮[120.0 kg(N)·hm~(-2)]和磷[75 kg(P_2O_5)·hm~(-2)]肥配施(NP)、单施低量有机肥(22 500 kg·hm~(-2),M1)、低量有机肥与氮肥配合施用(M1N)、低量有机肥与氮磷肥配合施用(M1NP)、高量有机肥(45 000 kg·hm~(-2))与氮肥配合施用(M2N)和高量有机肥与氮磷肥配合施用(M2NP)。测定了19项指标,根据三角性面积法计算了土壤养分指数、土壤微生物指数、作物指数和可持续性指数,分析讨论了长期施肥对栗褐土区土壤-作物系统可持续性的影响。结果表明:1)N、M1处理的可持续性指数较CK分别提高27.1%、141.7%,但较临界值(1.30)低53.1%和10.8%;NP处理的可持续性指数虽然较N处理提高62.3%,但仍比临界值(1.30)低23.8%。说明长期单施氮肥、低量有机肥和氮磷配施下土壤-作物系统均不可持续。2)施用无机肥处理(N和NP)的土壤养分指数、土壤微生物指数和作物指数较CK提高7.1%和46.4%、-6.0%和25.4%、40.0%和60.0%;单施低量有机肥(M1)的土壤养分指数、土壤微生物指数和作物指数较CK提高98.2%、41.8%和31.7%。说明施用无机肥有利于作物指数的提升,而施用有机肥有利于土壤养分指数和土壤微生物指数的提升。3)M1N处理的土壤养分指数(1.06)、土壤微生物指数(1.04)、作物指数(1.00)和可持续性指数(1.38)均超过或等于临界值,使土壤-作物系统具有较好的可持续性。4)M1NP、M2N、M2NP处理的土壤养分指数较M1N处理分别提高21.7%、37.7%和72.6%,土壤微生物指数较M1N处理分别提高15.4%、7.7%和18.3%,作物指数与M1N处理相比差异很小,可持续性指数较M1N处理分别提高28.3%、32.6%和68.1%。说明在M1N基础上再增施磷肥或有机肥,可持续性指数可进一步提升是由于土壤养分指数和土壤微生物指数提高的缘故,同时也增加了潜在的环境风险。适量有机肥与无机氮配合施用(M1N)是实现栗褐土区土壤-作物系统可持续生产的较佳施肥模式。     

覆膜方式对土壤环境及玉米产量的影响

为了避免低温冷凉与干旱对冷凉区春玉米产量形成的影响, 探求适宜冷凉区春玉米种植的覆膜方式, 于2012—2013年研究了8种不同覆膜方式对春玉米苗期土壤水分、 土壤温度及产量的影响。结果表明： 玉米苗期, 起垄高度 5~10 cm、 外露 50~70 cm的覆膜方式能提高耕层土壤水分, 起到良好的保墒作用, 0~5 cm土壤日平均温度较不覆膜提高1.5~2.3℃, 玉米抽雄期提前6~7天; 起垄5~10 cm、 外露50~70 cm的覆膜方式玉米产量显著高于不覆膜处理, 与全膜双垄沟播、 膜上种植处理没有差异; 2012年, 起垄外露 70、 50 cm、 起垄高度 10 cm的玉米产量分别较不覆膜提高 17.9%、 17.1%、 15.6%; 2013年, 起垄外露 70、50 cm、 起垄高度 10 cm的玉米产量分别较不覆膜提高 15.5%、 6.4%、 18.2%。综合 2012、 2013年的水热条件、 玉米生长及产量情况, 起垄高度5~10 cm、 起垄外露50~70 cm为适宜该地区的覆膜方式。     

季节性冻融期灌溉水量对土壤温度时空变化的影响

以位于山西省晋中盆地的农科院试验田为基地,运用灰色关联度和spss软件对2013-2014年季节性冻融期不同灌水量下土壤温度的时空变化规律进行了统计分析。结果表明:灌水量对土壤的冻融过程存在一定影响,有明显的增温效应,但在不同的冻融阶段有所差异:缓慢冻结阶段,灌水量高的地块土壤降温速度慢;快速冻结和拟稳定冻结阶段,20~50cm范围内土壤温度随着灌水量的增加而增加,呈现显著的正相关性;融化阶段中后期,不同灌水定额下土壤温度随时间线性增加,增温速率几乎相同。同一冻融阶段剖面地温随深度的变化规律为:土壤温度在10cm内出现极小值,当土壤深度大于30cm时,土壤温度与深度的线性相关性随着灌水量的增加而增加,同一时间剖面地温的增减速率随灌水量的增加而减少。     

EMS离体诱变和抗大花萱草叶枯病突变体的筛选

利用甲基磺酸乙酯(EMS)诱变大花萱草‘红运’愈伤组织和分化芽,目的是获得抗叶枯病愈伤组织和分化芽突变体。结果表明：0.50%~0.75% EMS处理愈伤组织60 min;0.75%~1.00% EMS处理分化芽60min,分别获得“半致死剂量”效应。对存活的愈伤组织进行毒素浓度递增的多步筛选(10% 30 d—20% 30 d);分化芽80%毒素21d的一步筛选。经定向筛选,初步获得抗叶枯病分化芽突变体103株,有待进一步进行抗病鉴定。愈伤组织未能获得抗病突变体再生植株。     

冷凉区旱地玉米保护性耕作土壤环境及产量效应研究

针对冷凉区旱地玉米生产中存在的干旱缺水、低温冷凉、土壤肥力下降等问题,于2011—2016年采用裂区设计,在山西省旱作节水农业—阳曲县河村示范基地,设置了6种不同耕作覆盖处理,研究旱地玉米保护性耕作的土壤环境及产量效应。结果表明:(1)免耕+二元覆盖、条耕+二元覆盖分别较常规旋耕+地膜覆盖平均增加0—200cm土壤贮水量20.8,32.1mm;免耕+秸秆半覆盖、条耕+秸秆半覆盖分别较常规旋耕+露地种植平均增加0—200cm土壤贮水量24.3,16.3mm。(2)不同耕作处理土壤紧实度差异主要在15cm内,条耕平均为常规旋耕的2.6倍,免耕第1年土壤紧实度最高,为常规耕作的4.6倍,以后逐年下降。(3)免耕+二元覆盖、条耕+二元覆盖分别较常规旋耕+地膜覆盖日平均地温降低0.2,0.1℃(5cm)和0.8,0.3℃(10cm);免耕+秸秆半覆盖、条耕+秸秆半覆盖分别较常规旋耕+露地种植日平均地温降低0.7,0.4℃(5cm)和1.5,1.0℃(10cm)。(4)保护性耕作3年后,免耕和条耕平均较常规旋耕增加0—20cm土壤有机质含量1.5g/kg(覆膜)和1.2g/kg(不覆膜);保护性耕作5年后,土壤培肥效应更加明显。(5)免耕+二元覆盖、条耕+二元覆盖分别较常规旋耕+地膜覆盖平均增产4.4%和6.9%,且条耕+二元覆盖经济产量显著大于常规旋耕+地膜覆盖;免耕+秸秆半覆盖、条耕+秸秆半覆盖、常规旋耕+露地种植平均产量之间没有显著差异。目前来说,适宜该区域的蓄水保墒、培肥土壤、稳产高产的保护性耕作措施为条耕+二元覆盖。     

种植方式和密度对旱地粮用豇豆生长及产量的影响

为探明旱地粮用豇豆高产栽培技术,2015年在山西省旱作节水农业——阳曲县河村示范基地,采用裂区设计开展田间小区试验,研究种植方式和密度对旱地粮用豇豆生长及产量的影响。结果表明,覆膜种植出苗率较露地种植增加10.5%,且明显加快粮用豇豆的生育进程,出苗期提前1d,分枝抽蔓期平均提前2d,开花结荚期平均提前3d。其中覆膜种植和露地种植对豇豆生长影响的最大差异在分枝抽蔓期,株高、复叶数和分枝数显著大于露地种植,为取得高产奠定基础,实收产量和理论产量分别较露地种植增加27.4%和20.5%。覆膜种植获得最高产量的密度为11.3万株/hm~2,且随密度增加产量的变化呈倒抛物线型,而露地种植获得最高产量的密度仅为7.5万株/hm~2,且随着密度增加,产量显著降低。该区域旱地粮用豇豆采用覆膜种植,播种密度为11.3万株/hm~2时可获得高产。     

早熟区不同熟期玉米品种产量对播期和施肥方式的响应

随着全球气候变暖以及玉米生育期较长的耐密高产品种的出现,一些玉米早熟区出现了种植不同熟期品种的现象。为了在同一生态区合理选择不同熟期品种,同时明确其相应配套栽培技术措施,于2012年在山西省玉米早熟区开展了不同熟期品种产量及相关性状对播期和施肥方式的响应研究。结果表明,在常规栽培技术条件下,中熟品种‘大丰30’虽然产量最高,但在正常年份不能完全成熟,出籽率和收获指数在4个不同熟期品种中最小,而特早熟品种产量最低且不能充分利用光热资源,因此,综合考察高产、稳产、优质、高效等条件,该区更适宜推广的品种为早熟品种‘kx9384’。生育期相对较短的品种‘kxa6336’和‘kx9384’早播种10天后,玉米需水关键期提前到遭遇旱情的6月,反而造成明显减产,其中穗粒数较对照分别减少6.0%和2.8%,经济产量也较对照分别减少6.5%和4.6%。对生育期相对较长的品种‘并单16’和‘大丰30’,早播争取到一定的有效积温,同时玉米需水关键期也赶在了降水较多的7月,因此,早播处理的主要穗部性状明显优于对照,经济产量分别较对照增加4.6%和5.0%。和分次施肥相比,一次性深施全部肥料对生育期相对较短、前期早发的玉米品种影响较小,对生育期较长的玉米品种抑制作用更强,其中生育期相对较短的‘kxa6336’、‘kx9384’和‘并单16’的3个不同底施处理间经济产量没有差异,但都显著大于不施肥处理,而对生育期最长的‘大丰30’,经济产量随底施比例的增加显著(P0.05)减小,全底施处理经济产量显著小于1/3底施处理,较1/3底施处理减产5.1%,而和不施肥处理间没有差异。因此,从简化栽培兼顾产量水平角度考虑,一次性深施肥对生育期较短、前期早发的品种更为适宜。     

冻融循环恢复土壤压实过程中大孔隙作用研究

农机压实土壤的问题很难避免，而农田压实土壤的结构恢复至关重要，冻融循环是恢复压实土壤的有效方法。为了研究冻融循环+大孔隙对恢复压实土壤的作用，通过室内试验重塑压实土壤及人工孔隙措施模拟大孔隙，在不同土壤含水率条件下设计不同的冻融循环次数，利用温度传感器监测土壤温度波动，同时对比冻融循环前后压实土壤孔隙与团聚体参数的变化。结果表明，冻融循环过程中，有人工孔隙压实土壤在高、低两种含水率条件下，分别在第3次和第2次冻融循环时开始大幅温度波动，相同含水率条件下无人工孔隙的压实土壤温度大幅波动则出现在第7次和第4次冻融循环，经历多次冻融循环后，有人工孔隙压实土壤的团聚体平均尺度、结构系数等参数均优于无人工孔隙的压实土壤。人工孔隙可通过调节土壤温度波动改变冻融循环在土壤中的作用强度，加速压实土壤结构恢复进程，冻融循环+大孔隙策略是改善土壤孔隙及团聚体结构的有效措施。