施氮和花后灌水频次对强筋小麦籽粒产量和品质的影响

在控制条件下,以优质强筋小麦品种藁城8901为试验材料,研究了施氮、花后灌水次数对籽粒产量和品质的影响。结果表明,在灌底墒水、越冬水和孕穗水(总灌水量90 mm)的条件下,花后灌2水(60 mm)是藁城8901获得高产优质的适宜灌水量;两个施氮处理比较,基追比例5/5处理的产量、品质均优于基追比例3/7的处理。     

外源一氧化氮与水杨酸对盐胁迫下小麦幼苗生理特性的影响

在液培条件下,以小麦(山农22号)为试验材料,外源一氧化氮(Nitric oxide, NO)供体硝普钠(Sodiumnitroprusside,SNP)和水杨酸(Salicylicacid,SA)作为调控物质,研究外源NO和SA单独及复配施用对120mmol·L~(-1)NaCl胁迫下小麦生长及生理特性的影响。结果表明,120mmol·L~(-1)NaCl胁迫严重抑制了小麦幼苗的生长,添加适宜浓度的SNP(100μmol·L~(-1))或SA(100μmol·L~(-1))均能显著缓解盐胁迫对小麦造成的伤害。而与单独添加SNP或SA相比,SA+SNP复合调控更能明显降低盐胁迫诱导的活性氧(Reactive oxygen species, ROS)积累、丙二醛(Malondialdehyde,MDA)含量以及电解质渗出率;提高小麦叶绿素含量、抗氧化酶活性和脯氨酸含量,从而提高其抗盐性;通过提高根系活力来促进对矿质元素的吸收,从而提高小麦幼苗的干物质积累;同时抑制了小麦对Na的吸收,以此减缓盐胁迫的毒害。由此说明NO与SA在缓解小麦幼苗盐胁迫中表现出积极的协同作用。试验各处理中施用50μmol·L~(-1) SA+50μmol·L~(-1) SNP的处理缓解小麦盐胁迫的效果最为明显。     

外源SA对盐胁迫下冬小麦幼苗生长的缓解效应及其机理

为明确外源SA缓解冬小麦盐胁迫的适宜浓度。本研究以冬小麦(Triticum aestivum L.)品种‘山农22’为试验材料,水杨酸(SA)作为调控物质,采用室内营养液培养方法,研究5个浓度的SA(50,100,200,300和500μmol/L)对120mmol/L NaCl胁迫下冬小麦幼苗生长、生理特性的影响。结果表明:添加SA能够缓解盐胁迫对小麦造成的损害。200μmol/L SA可以显著提高小麦叶片光合色素含量、根系活力,促进小麦的生长发育;200μmol/L SA可显著提高抗氧化酶活性,增加游离脯氨酸和可溶性蛋白等渗透调节物质含量,缓解膜质过氧化伤害。本研究所采用的SA浓度中,以200μmol/L SA对冬小麦幼苗盐胁迫的缓解效果最佳。     

播期对冬小麦产量和抗倒性能的影响

为明确播期对高产小麦抗倒性的调控效应,以大穗型小麦品种泰农18和多穗型小麦品种山农15为材料,设置早播(10月1日)、传统播期(10月8日)和适期晚播(10月15日)三个播期,研究了播期对冬小麦抗倒性相关形态学指标、抗倒指数以及籽粒产量的影响。结果表明,播期对冬小麦的抗倒性有显著影响,与早播和传统播期相比,适期晚播小麦的基部节间长、株高和茎秆重心高度显著降低;小麦茎秆基部第二节间壁厚显著增厚,充实度增加,显著提高了茎秆机械强度。相关分析表明,小麦抗倒指数与重心高度呈显著负相关,与机械强度呈显著正相关(相关系数分别为-0.91**和0.99**)。逐步回归分析表明,播期对小麦基部第二节间长和株高的调控均极显著影响植株的重心高度,并通过影响基部节间充实度影响机械强度。适期晚播小麦单位面积有效穗数减少,穗粒数增加,千粒重维持不变,可获得与早播和传统播期处理相当水平的籽粒产量。因此,适期晚播可在显著增强小麦抗倒能力的同时获得高产。     

不同缓/控释尿素对小麦生长及氮素利用的影响

  【目的】   通过大田试验筛选山东省适宜于小麦生长的缓/控释尿素，并初步研究其氮素高效利用的机制。   【方法】   选用的肥料产品有4种，包括树脂包膜尿素 (PCU)、多肽尿素 (PPU)、脲甲醛尿素 (UF) 和本实验室制备的树脂包膜与脲酶抑制剂结合型控释尿素 (CHQ)，以普通尿素和不施氮肥为对照，分别在山东潍坊和泰安进行田间试验，供试小麦品种为‘济麦22号’，普通尿素按1∶1比例基施和追施，缓/控释肥均一次性基施。分析了小麦不同时期的株高和单株分蘖数、花前花后干物质积累与转运、产量及其构成因素、氮肥利用率以及土壤无机氮含量和脲酶活性的变化。   【结果】   施用4种缓/控释尿素均降低了小麦越冬期的土壤脲酶活性，减缓尿素水解，降低土壤无机氮含量；成熟期，在潍坊试验点仅CHQ处理的土壤无机氮含量高于尿素处理，在泰安试验点4种缓/控释尿素处理的土壤无机氮含量均高于尿素处理，以CHQ处理的无机氮含量最高，CHQ处理的土壤无机氮含量在泰安和潍坊2个试验点较尿素处理分别增加了81.86%和6.20%。与尿素相比，在泰安试验点施用4种缓/控释尿素均可促进小麦生长，提高小麦花前干物质转运与花后干物质生产量，有利于小麦的群体构建和产量形成，增强小麦对氮素的吸收利用能力，提高氮肥利用率，以CHQ表现最优；而在潍坊试验点，仅CHQ肥效优于尿素。CHQ在泰安和潍坊的小麦产量分别为6966.67和10342.22 kg/hm2，较尿素处理分别增加了38.69%和11.07%；氮素生产效率分别为18.83和26.72 kg/kg，较尿素处理分别增加了38.66%和11.06%。潍坊试验点小麦产量和氮素生产效率整体高于泰安，CHQ较尿素的增效幅度低于泰安试验点。   【结论】   土壤肥力影响缓/控释尿素对小麦的增产效果，在高肥力的壤土 (潍坊) 上，只有既控制尿素释放速率又控制其在土壤中的水解速率的树脂包膜与脲酶抑制剂结合型控释尿素可有效促进小麦生长及其对氮素的吸收利用，在低肥力砂壤土 (泰安) 上，4种缓/控释尿素在小麦生长后期均可维持土壤中较高的氮素供应，肥效均好于普通尿素。综合而言，在山东省建议优先选择树脂包膜与脲酶抑制剂结合型控释尿素。     

氮素与抑制剂双控释尿素的制备及其对土壤供氮能力和小麦产量的影响

  【目的】  包衣和添加抑制剂是常用的制备缓控释肥料的手段。尝试同时使用这两种方法，制备更加可控氮素释放与转化的新型肥料，并研究其在小麦上的应用效果。  【方法】  采用先在大颗粒尿素 (2.5～3.5 mm) 表面涂层，再用树脂包膜的方法制备含不同抑制剂的树脂包膜尿素。依据不同抑制剂，制备了无涂层 (CU)、脲酶抑制剂HQ涂层 (CRU1)、硝化抑制剂DCD涂层 (CRU2) 和HQ + DCD组合涂层 (CRU3) 4种新型树脂包膜尿素。通过扫描电镜观测了4种包膜尿素的微观结构，采用静水释放的方法测定了养分和抑制剂的缓释性能。在山东省潍坊和泰安两地布置冬小麦等氮磷钾施用量和相同施肥方法的田间试验，以普通大颗粒尿素为对照，在冬小麦苗期、拔节期、开花期、灌浆期和成熟期采集耕层土壤样品，测定速效氮含量，并于小麦成熟期测定产量及构成因素。  【结果】  1) 制备的4种包膜尿素成膜完整，包膜厚度均匀，表面光滑且膜层致密，树脂包膜材料能完整地覆盖在肥核的表面，膜表面有微孔，成为尿素和抑制剂向膜外释放的通道；尿素与抑制剂交接处结合严密，无间隙产生，抑制剂在包膜层的完全包围之中，可实现对尿素和抑制剂释放的同时控制。2) 包膜与抑制剂结合可有效控制尿素溶出。静水释放条件下，4种包膜尿素的氮素初期溶出率分别为7.59%、1.96%、2.12%、0.89%，尿素控释期依次是42、56、56、56天；CRU1的HQ释放期为28天，CRU2的DCD释放期为14天，CRU3中HQ和DCD的释放期分别为42和14天。相比较而言，CRU3的氮素释放期长于CRU1和CRU2，抑制剂的释放期也长于CRU1和CRU2，因此缓释效果大于CRU1和CRU2。3) 与大颗粒尿素对照 (U) 相比，4个包膜尿素处理在小麦苗期能维持土壤中NH₄+-N的适宜浓度，开花期后显著增加土壤NH₄+-N含量，保障了氮素的持续供应；而在小麦整个生育期内均显著降低土壤NO₃–-N含量，从而减少氮素淋溶损失。含HQ涂层的CRU1、CRU3处理能在小麦生育期内维持土壤脲酶活性处于较低水平；含DCD涂层的CRU2、CRU3处理能够抑制土壤NH₄+-N向NO₃–-N的转化，显著降低土壤NH₄+-N表观硝化率。与CU相比，CRU1、CRU2和CRU3处理的小麦产量在潍坊试验点分别显著增加23.38%、23.13%和38.79%，在泰安试验点分别增加6.36%、9.52%和28.57%。  【结论】  先在大颗粒尿素表面包裹抑制剂涂层，再包裹树脂，可在尿素表面形成完整且均匀的膜，而且在膜表面仍有一定量的微孔，实现尿素与抑制剂释放的同时控制。小麦整个生育期，与施用单一抑制剂的包膜尿素处理相比，施用含两种抑制剂 (CRU3) 的包膜尿素处理的土壤氮素持续供应能力更强，小麦产量最高；而且土壤硝态氮水平一直较低，也减少了氮素淋溶损失的可能。     

桃粮间作条件下的土壤养份状况与生物活性

试验结果表明，桃粮间作条件下，土壤有机质，全磷及速效磷含量存在树距变异，即距树越近，全磷及速效磷含量越低，有机质含量则以冠下最高。进一步的研究还表明，将桃树入粮田后，使得冠下及近冠区主要土壤酶（蔗糖酶，脲酶，磷酸酯酶，过氧化物酶，过氧化氢酶及多酚氧化酶活性受抑，且导致解磷细菌和纤维素分解菌数目及活性的降低。     

麦棉两熟双高产栽培新模式的研究

试验结果表明，在黄淮海地区为实现麦棉两熟双高产的目标，改良３：１式是可供选择的新型种植模式，但同时要求配套以相应的技术措施。     

控释尿素与普通尿素配施对冬小麦氮肥利用率的影响

在高肥力麦田中,随着氮肥施用量的不断增加,氮肥利用率下降,单位氮肥的增产量递减。氮素养分的损失不仅造成肥料的浪费,而且给环境带来潜在的威胁。为了提高氮肥的增产效益及氮肥利用率,减少氮肥对环境的污染,采用田间小区试验,研究了控释尿素和普通尿素配施对冬小麦产量、蛋白质含量、氮肥利用率及土壤硝态氮积累量的影响。结果表明,控释尿素与普通尿素配施与普通尿素单施相比,无论是相同施氮量还是减少30%的施氮量,冬小麦子粒产量都极显著增加,而且子粒蛋白质含量明显提高或不降低;同时提高了氮肥利用率,降低了土壤中硝态氮的积累量。     

水氮耦合对强筋冬小麦子粒蛋白质和淀粉品质的影响

在高肥力条件下,研究水氮耦合对小麦子粒产量、蛋白质含量及组成、蛋白质质量、淀粉含量及组成和淀粉品质的影响。结果表明,无论施氮与否,灌水均显著提高小麦子粒产量,同时显著降低子粒粗蛋白、单体蛋白及湿面筋含量;但不同灌水量间(W1、W2、W3)差异不显著。在低灌水频次(W0、W1)条件下,施氮具有明显的增产效应;而高灌水频次(W2、W3),施氮的增产效应不显著。随着灌水次数增加,谷蛋白总量保持稳定,而谷蛋白组分产生了显著的变化,其中可溶性谷蛋白含量呈上升趋势,不溶性谷蛋白含量和谷蛋白聚合指数呈下降趋势,粉质仪参数(形成时间和稳定时间)也呈下降趋势。小麦子粒蛋白质含量及组分和子粒品质均因施氮(N.168.kg/hm2)而有不同程度的提高,其中非面筋蛋白(清蛋白和球蛋白)的增加幅度高于面筋蛋白(醇溶蛋白和谷蛋白),可溶性谷蛋白增加幅度高于不溶性谷蛋白,即降低了谷蛋白聚合指数。水氮对子粒的淀粉含量及其组成的影响存在明显的交互效应。在不施氮肥条件下,随灌水次数增加,支链淀粉和总淀粉含量呈上升趋势;施氮条件下,各灌水处理(W1、W2、W3)的总淀粉和支链淀粉含量均显著高于不灌水处理(W0),但各灌水处理间差异不显著。随灌水次数增加,直链淀粉含量和直/支比均呈下降趋势,黏度仪指标(峰值黏度、稀值、最终黏度和反弹值)均呈上升趋势。施氮在低灌水频次(W0、W1)条件下促进支链淀粉的合成,同时降低直链淀粉含量和直/支比;高灌水频次(W2、W3)条件下则相反。