玉米花生宽幅间作碳足迹初探

为明确玉米花生宽幅间作农田碳足迹,探索有效途径实现低碳与高效的协同效益,依据全生命周期评价分析原理,建立农田碳排放核算模型,设置农用物资(种子、肥料、农药、地膜)投入、农机能耗(耕地、播种、灌溉、收获)、秸秆处理及氮肥施用导致的田间N2O直接和间接排放四个模块,估算山东聊城地区典型玉米花生3∶4和3∶6宽幅间作与传统玉米单作、花生单作单位面积和单位产值的碳足迹差异。结果表明,3∶4和3∶6间作模式单位面积碳排放分别为3782.44kg CO_2e/hm~2和3829.94kg CO_2e/hm~2,均低于花生单作的3930.64kg CO_2e/hm~2、高于玉米单作的1361.38kg CO_2e/hm~2;二种间作模式的温室气体排放主要来自肥料(包括肥料生产、氮肥施用导致的田间N2O排放)和地膜,3∶4模式下占总排放的60.09%,3∶6模式下占60.54%;3∶4模式单位净产值的碳排放强度为0.197kg CO_2e/元,高于花生单作(0.179kg CO_2e/元)和玉米单作(0.154kg CO_2e/元),3∶6模式为0.177kg CO_2e/元,低于花生单作,但若能避免玉米条带的重复施肥和冗余翻耕,二种间作模式单位产值的碳排放强度将低于玉米和花生单作。玉米花生宽幅间作不仅提高土地产出率和资源利用率,而且具有显著的经济效益和生态效益。     

根土空间对花生光合特性、保护酶活性和产量的影响

为明确花生根系生长所需深度,探讨花生高产适宜根系生长空间,为花生高产新品种的选育和栽培提供理论参考,本研究采用相同长宽(40cm×20cm),深度设为20cm、40cm、60cm、80cm和不设限等5个处理的尼龙袋限制根土空间的方法,研究了根系生长空间对花生叶片光合特性、保护酶活性和产量的影响。结果表明:根系深度在60cm以内,花生单株绿叶面积、叶片叶绿素SPAD值和光合速率、叶片SOD、POD和CAT活性均随根土空间的增加而增加,MDA含量降低,并随发育进程的推进处理间差异逐渐增大,但根系深度达到60cm以上时,上述指标不再增加,甚至减少。花生荚果产量和籽仁产量随根土空间的增加而逐渐增大,到限根60cm时达到最高,之后再增加根系深度反而下降。综上,适当的根土空间既有利于保持花生叶片较低膜脂过氧化程度和较高的光合作用,又有利于光合产物向生殖器官中的分配,提高荚果和籽仁产量。     

追氮时期对小麦旗叶中蔗糖合成与籽粒中蔗糖降解的影响

 采用HPLC和酶学测定方法 ,研究了追氮时期对小麦开花后旗叶中蔗糖合成和籽粒中蔗糖降解的影响。结果表明 ,拔节期追施氮肥 ,显著提高了旗叶中SPS和SS的活性及蔗糖的含量 ;籽粒中SS的活性和淀粉积累量显著提高 ,为获得 936 5 .5 8kg/ha的超高产奠定了基础 ;追氮时期提前至起身期或推迟至开花期则显著影响旗叶中蔗糖的合成和籽粒中蔗糖的降解 ,使籽粒产量显著降低。追氮时期对旗叶SPS活性的影响与对光合作用的影响相一致 ,对籽粒SS活性的影响与对籽粒淀粉含量的影响相一致     

苗期干旱及复水对花生光合特性及水分利用效率的影响

 【目的】揭示苗期不同程度水分胁迫后复水对花生光合特性和水分利用效率的影响,以期为花生节水高产栽培提供理论依据。【方法】采用防雨棚池栽法,对比分析花生苗期不同程度的干旱及复水处理下花生光合速率、耗水量、产量和水分利用效率等相关指标的变化。【结果】花生苗期干旱,光合速率与蒸腾速率降低,干旱持续时间越长降低越明显,复水后光合速率和蒸腾速率均能较快恢复,产生一定的补偿效应;同时苗期干旱导致花生耗水量减少,且干旱程度越重耗水量越小;但水分利用效率并不随耗水量的减少而降低,干旱5 d处理产量水平的水分利用效率最高,对照次之,干旱15 d处理的最低。【结论】苗期适度干旱可减少花生的耗水量,提高产量水平的水分利用效率。     

施氮量对小麦籽粒蛋白质组分含量及加工品质的影响

 研究了氮肥用量对不同小麦品种籽粒蛋白质组分含量变化及加工品质的影响 ,分析了蛋白质各组分含量和比例与加工品质的关系。结果表明 ,增施氮肥能够显著提高籽粒蛋白质各组分的含量 ,但对各组分含量提高的幅度存在差异 ,其中清蛋白、球蛋白和谷蛋白随着施氮量的增加 ,所占的比例升高 ,而醇溶蛋白和剩余蛋白则随着施氮量的增加 ,所占比例下降。增施氮肥能够显著提高湿面筋含量和沉降值 ,延长面团形成时间和稳定时间 ,提高吸水率。面团吸水率、形成时间和稳定时间与麦谷蛋白含量均呈极显著正相关。发现增施氮肥提高了小麦籽粒蛋白质含量并改变了蛋白质各组分所占的比例 ,增施氮肥是改善小麦加工品质的重要原因。     

土壤肥力对小麦开花后各器官游离氨基酸和籽粒蛋白质含量变化的影响

能过随机区组试验和相关的方法，研究了两种土壤肥力条件下小麦开花后植株体内游离氨基酸含量的变化动态及其与籽粒蛋白质含量的关系。结果表明，开花后小麦植株各器官游离氨基酸含量均与籽粒蛋白质含量呈显著或极显著正相关，土壤肥力高能够显著提高各器官中的游离基酸含量，并延长维持高水平的时间，进而促进籽粒蛋白质合成，提高籽闰蛋白质含量和改善品质。     

秸秆还田与氮肥耦合对冬小麦光合特性及产量形成的影响

秸秆还田下不同N肥用量的耦合试验研究表明,与单施N肥处理比较,秸秆还田能明显改善冬小麦的光合性能,提高小麦千粒重,进而提高小麦产量。秸秆还田下随施N量增加,小麦各时期光合速率和蒸腾速率显著提高,但当施N量超过225kg/hm2,反而引起光合性能降低。本试验结果表明,秸秆还田下配施N肥主要通过影响每hm2穗数影响产量,以秸秆还田配施N 225kg/hm2的处理为宜。     

施氮对滴灌冬小麦花后光合生理、灌浆特性及产量品质的影响

为阐明黄淮海平原滴灌条件下施氮对不同高产冬小麦品种的调控机理,明确高产高效优质的施氮方式,以高产品种济麦22和烟农1212为试材,于2018—2020年2年间在大田滴灌条件下设置0,150,210,270 kg/hm² 4个施氮水平(济麦22用J0、J1、J2、J3;烟农1212用Y0、Y1、Y2、Y3),研究不同施氮量对滴灌冬小麦光合生理特性、籽粒灌浆特性、产量和品质的影响。结果表明:施氮可显著提高冬小麦上三叶的SPAD值,适量施氮显著提高了灌浆中后期的SPAD值和旗叶净光合速率(P_n),小麦旗叶SOD活性呈现单峰曲线的变化规律,各施氮处理的SOD活性均在花后14天达到最大值,N0处理的SOD活性在花后7天达到最大值,N2施氮水平下,2品种灌浆中后期旗叶SOD活性均最高。适量施氮能降低生育后期叶片膜脂过氧化程度,降低叶片MDA含量,使叶片功能期延长,从而提高生育后期的光合性能。随着施氮量的提高,2个品种的籽粒灌浆速率和最大理论千粒重均先增高后降低,不施氮处理下的T_m较各个施氮处理相对提前,济麦22的最大灌浆速率、最大理论千粒重在N1处理下最大,烟农1212则在N2处理下最高,2个品种的产量均随施氮量的增加而先增加后降低,且均在N2处理处最大,在N0、N1水平下,济麦22的产量高于烟农1212,在N2、N3水平下济麦22的产量低于烟农1212,说明烟农1212对氮肥较敏感,在高肥水条件下有更高的产量潜力,而济麦22有较强的氮肥适应性,在中低肥条件下表现更优。施氮对2个品种产量构成因素的调控存在差异,济麦22产量的提高主要依靠穗数、穗粒数,而烟农1212产量的提高则是依靠穗数、穗粒数、千粒重的协同作用。施氮显著提高2个品种的蛋白、湿面筋和沉降值,2个品种受氮素的调控效应不同,烟农1212的品质在0~150 kg/hm²随着施氮量的提高而提高,而济麦22则是在0~210 kg/hm²范围内随着施氮量的提高而提高。在试验条件下,滴灌分次施肥210 kg/hm²时,济麦22和烟农1212的光合特性、酶活性、灌浆特性、产量和品质均优于其他处理,是最优施氮量。     

不同滴灌制度对冬小麦光合特性及水分利用效率的影响

以冬小麦青麦7号为材料,设置7个不同滴灌制度处理,即按照小麦生育期分别进行不灌水（ CK1）、漫灌（CK2）、滴1水（W1）、滴2水（W2）、滴3水（W3）、滴4水（W4）和滴5水（W5）,初步研究了不同滴灌制度对冬小麦光合速率及水分利用效率的影响。结果表明：与CK1和CK2相比,滴4水和滴5水花后旗叶SPAD值、净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）和蒸腾速率（Tr）显著升高,胞间CO2浓度（Ci）显著降低;各滴灌处理中,花后0～30 d,随着滴灌次数的增加,小麦旗叶SPAD值、Pn、Gs和Tr表现为：W4＞W5＞W3＞W2＞W1,W4处理维持较高的光合速率;各处理之间产量差异显著,表现为：W4＞CK2＞W5＞W3＞W2＞W1＞CK1;滴4水的水分利用效率（22．23 kg/（mm·hm2））,显著高于其他处理。综合考虑光合及产量因素,在本半湿润易旱区条件下,以起身水＋拔节水＋开花水＋灌浆水（滴4水）为节水高产最优滴灌制度。     

施磷对花生积累氮素来源和产量的影响

利用盆栽试验和15N示踪技术,研究了不同施磷量对花生吸收土壤氮、肥料氮、大气固氮量及比例和产量的影响,并探讨其原因,可为花生生产中科学施肥提供理论依据和技术指导。结果表明,花生根系干物重和根系活力随着施磷量的增加而增大,根瘤数和根瘤鲜重均随着施磷量的增加而增多,植株各器官含氮量和15N丰度均随着施磷量的增加而增加,成熟期各器官氮素积累量和15N积累量均表现为随着施磷量的增加而增加。花生吸收肥料氮的比例在11.34%~12.69%之间,吸收土壤氮的比例在33.95%~47.75%之间,吸收大气氮的比例在40.90%~53.36%之间,增施磷肥减小了吸收土壤氮的比例,增加了吸收肥料氮和大气氮的比例。花生氮肥利用率在34.65%~47.53%之间,氮肥土壤残留率在31.42%~36.00%之间,氮肥损失率在21.05%~29.35%之间。氮肥利用率随着施磷量的增加而增大,而氮肥土壤残留率和损失率均随着施磷量的增加而减少。综上所述,增施磷肥由于显著提高了花生根系干物重、根系活力和根瘤数及根瘤鲜重,促进了花生植株对肥料氮的吸收和对大气氮的固定,进而提高了植株体氮素含量,促进植株生长发育,最终增加产量。