Regional distribution of wheat yield and chemical fertilizer requirements in China

Quantification of currently attainable yield and fertilizer requirements can provide detailed information for assessing the food supply capacity and offer data support for agricultural decision-making. Datasets from a total of 5 408 field experiments were collected from 2000 to 2015 across the major wheat production regions in China to analyze the spatial distribution of wheat yield, the soil nutrient supply capacity(represented by relative yield, defined as the ratio of the yield under the omission of one of nitrogen(N), phosphorus(P) and potassium(K) to the yield under the full NPK fertilizer application), and N, P and K fertilizer requirements by combining the kriging interpolation method with the Nutrient Expert Decision Support System for Wheat. The results indicated that the average attainable yield was 6.4 t ha~(-1), with a coefficient of variation(CV) of 24.9% across all sites. The yields in North-central China(NCC) and the northern part of the Middle and Lower reaches of the Yangtze River(MLYR) were generally higher than 7 t ha~(-1), whereas the yields in Southwest China(SWC), Northeast China(NEC), and the eastern part of Northwest China(NWC) were usually less than 6 t ha~(-1). The precentage of area having a relative yield above 0.70, 0.85, and 0.85 for N, P, and K fertilizers accounted for 52.3, 74.7, and 95.9%, respectively. Variation existed in N, P, and K fertilizer requirements, with a CV of 24.8, 23.9, and 29.9%, respectively, across all sites. More fertilizer was needed in NCC and the northern part of the MLYR than in other regions. The average fertilizer requirement was 162, 72, and 57 kg ha~(-1) for N, P_2O_5, and K_2O fertilizers, respectively, across all sites. The incorporation of the spatial variation of attainable yield and fertilizer requirements into wheat production practices would benefit sustainable wheat production and environmental safety.     

旱作覆膜玉米生长和水分利用对气候变化的响应

基于3 a连续冬小麦-夏玉米覆膜轮作试验校准和验证AquaCrop模型的适用性,模拟研究了气候变化对夏玉米生长、产量和水分利用的影响,分析了覆膜措施对气候变化的应对效果。结果表明:关中地区(以武功、宝鸡和西安地区为例)年平均温度呈逐年递增趋势,温度增加幅度由高到低依次为宝鸡、西安和武功,增温速率分别为0.20、0.12℃·10a~(-1)和0.09℃·10a~(-1);降雨量呈逐年递减趋势,减少幅度大小依次为西安、宝鸡和武功,减小量分别为3.59、3.23 mm·10a~(-1)和2.64 mm·10a~(-1)。AquaCrop模型在关中地区表现出了良好的适用性,可以较好地模拟连续覆膜条件下作物的产量指标、水分利用和生长的动态变化,冠层覆盖度模拟值和实测值之间的均方根误差(RMSE)介于1.1%～15.3%,生物量模拟值和实测值之间的RMSE介于0.626～2.540 t·hm~(-2),土壤贮水量模拟值和实测值之间的RMSE介于12.6～47.4 mm。模拟研究表明,上世纪60年代以来,随着气温不断升高,武功、宝鸡和西安地区的夏玉米生育期均呈逐年缩短趋势,特别是1980s以来,减少幅度达2.76、4.82 d·10a~(-1)和5.94 d·10a~(-1);在不同的降水年型下,覆膜处理产量均高于裸地处理,且其变异系数较小;在干旱气候条件下,覆膜处理依然可以获得一定的籽粒产量,与裸地处理相比,覆膜处理表现出了较好的稳产效应。同时,覆膜处理有效减少了玉米苗期土壤表层蒸发(平均减少7.6 mm),从而在土壤中保蓄更多的降雨;覆膜处理虽然增加了土壤耗水量,但其通过保蓄土壤水分,稳定作物产量,有效提高了玉米的水分利用效率。因此,关中地区旱作覆膜可以有效适应当地气候变化,在一定程度上应对干旱气候,具有较好的增产稳产效应。     

不同改良材料对灌漠土微生物量磷及生物有效性的影响

通过培养和盆栽试验，向灌漠土土壤中加入等量磷和不同添加比例的硫磺S（0.05%、0.15%、0.45%）、生物菌肥B（0.25%、0.50%、1.00%）、有机肥OM（0.50%、1.00%、2.00%）和小麦秸秆WS（1.00%、2.00%、4.00%），研究不同改良材料配施磷肥土壤微生物量磷的变化特征，及其与Olsen P、小麦吸磷量之间的关系。结果表明，添加不同改良材料处理的土壤微生物量磷含量均显著高于对照（不添加改良材料），且随着添加比例的增大而增加。在第16天时，各处理土壤微生物量磷含量达到最大值，OM₂2.00、B₂1.00、WS₂4.00和S₂0.45处理分别较对照显著增加了34.66%、34.52%、28.19%和23.89%；经过30 d的培养，硫磺、生物菌肥、有机肥和小麦秸秆处理的土壤微生物量磷含量较对照分别增加了19.51%、43.08%、47.92%和41.68%。在一定范围内（Olsen P约90 mg·kg^-1），土壤微生物量磷随土壤Olsen P提高而增加。在培养的第16天和第30天时，小麦植株吸磷量也与土壤微生物量磷存在极显著的相关关系。总体看来，有机肥或生物菌肥配合磷肥施用于灌漠土能促进土壤微生物量磷的增加，提高磷的生物有效性，对于灌漠土磷素高效利用具有重要意义。     

拔节后补灌对不同穗型冬小麦耗水和籽粒产量的影响

为探究拔节期和开花期不同补灌方案对不同穗型冬小麦耗水特性、籽粒产量和水分利用效率的影响，于2017-2019年在山东省泰安市以大穗型品种山农23和中多穗型品种山农29为试验材料，以拔节后无灌水(T1)为对照，设置拔节期补灌目标为0~20 cm土层相对含水率达100%田间持水率(T2)、拔节期和开花期补灌目标为0~20 cm土层相对含水率达100%田间持水率(T3)和拔节期补灌目标为0~40 cm土层相对含水率达100%田间持水率(T4) 3种补灌方案。结果表明，拔节后不同补灌方案对大穗型和多穗型小麦品种影响基本一致。与T1处理相比，T4处理显著提高了0~100 cm土层土壤相对含水率，使60~100 cm土层土壤相对含水率在开花期仍保持较高水平；T3处理显著提高了拔节期0～60 cm和开花期0~40 cm土层土壤相对含水率。与T3处理相比，T4处理的拔节至开花阶段耗水量增加了28.9%，其中对上层土壤总供水的表观消耗量增加了66.4%；T4处理在开花至成熟阶段对深层土壤总供水的表观消耗量增加了68.0%，对上层土壤总供水的表观消耗量降低了37.4%。在开花至成熟期降水较多(121.2 mm)的年份，T4处理的开花至成熟阶段耗水量、开花后旗叶净光合速率和籽粒产量相对于T3处理均无显著变化，但总耗水量较高，水分利用效率显著降低；在开花至成熟期降水较少(45.2 mm)的年份，T4处理的开花至成熟期的阶段耗水量、开花后旗叶净光合速率、籽粒产量和水分利用效率较T3处理均显著降低。因此，在小麦全生育期降水量为111.6~220.2 mm、开花后降水量为45.2~121.2 mm的条件下，大穗型和中多穗型小麦品种均以在拔节期和开花期将0~20 cm土层补灌至100%田间持水率的补灌方案最优，可同时实现高产和高水分利用效率。     

安徽发现草地贪夜蛾为害早播小麦

2019年5月17日,在安徽省黄山市黄山区发现草地贪夜蛾为害春玉米,首次证实草地贪夜蛾入侵安徽,截至8月25日全省16市全部见虫。2019年10月22日,淮南市寿县窑口镇早播小麦田发现疑似该虫为害,经鉴定,确认为草地贪夜蛾。调查发现,全田均可见该虫为害状,百株被害率最高达84.21%,每平方米最高虫量43头。调查提示,入侵安徽的草地贪夜蛾种群可取食为害小麦,应加强其在麦田发生情况的监测。     

北疆超晚播小麦品种生育特性及产量比较

为探明北疆超晚播条件下，冬、春性小麦品种间生育特性及产量的差异，采用田间试验（10月31日播种，冬前不灌水），比较了6个冬性和5个春性小麦品种的生育特性及产量。结果表明，春性品种出苗率明显高于冬性品种，春性品种平均生育期（91.8 d）比冬性品种(95.0 d)短约3.0 d；春性品种总茎数平均峰值（869.3×10⁴·hm^-2）明显高于冬性品种（772.4×10⁴·hm^-2）；叶面积指数和干物质积累量的平均值在春、冬性品种间差异不明显；新冬41、新春6号、新春43号的产量较高，为7 581.6~7 935.6 kg·hm^-2，获得高产的穗数为431.7×10⁴~515.8× 10⁴·hm^-2，穗粒数 31.6~36.3，千粒重46.8~52.8 g。综合考虑产量、出苗率、成熟期等因素，初步认为新春6号、新冬41号、新春43号适合在北疆超晚播。     

大丽轮枝孢激活蛋白对小麦旗叶面积及其光合特性和籽粒产量的影响

为明确大丽轮枝孢激活蛋白（Verticillium Dahliae Asp-f2 Like，简称VDAL）对冬小麦旗叶面积、花后光合特性及籽粒产量的影响，于2017-2018和2018-2019年两个小麦生长季，以强筋冬小麦品种藁优2018为材料，在河北藁城设置大丽轮枝孢激活蛋白种子包衣，并在大田条件下设置春三叶（倒四叶）露尖（S3）、春四叶（倒三叶）露尖（S4）、春五叶（倒二叶）露尖（S5）、春六叶（旗叶）露尖（S6）以及孕穗期（SB）叶面喷施VDAL和全生育期不喷施VDAL（S0）6个处理，以不包衣且不喷施为对照（CK），分析了VDAL对小麦旗叶面积、花后光合特性和产量的影响。结果表明，S4和S5处理显著（P＜0.05）增加了旗叶的长或宽，从而增大了叶面积。S4、S5和S6处理可以维持旗叶花后较高水平的净光合速率。各喷施处理的籽粒产量均有不同程度的提高，与CK相比，两年间S4处理的籽粒产量均显著（P＜0.05）提高，2018-2019年，S5处理的穗粒数和籽粒产量也显著（P＜0.05）提高。综上，采用VDAL种子包衣，并于春生4~5叶龄喷施VDAL，可以增加旗叶面积和旗叶花后净光合速率，提高穗粒数和千粒重，从而达到增加产量的目的。     

不同限水条件下施肥方式对小麦产量构成因素的影响

为了提高水分和肥料的利用效率,2015~2016年进行了限水条件下施肥方式对产量构成因素影响的试验。结果表明:底施三元素复合肥+春季浇2水(拔节水+开花水)的产量最高;在相同水分或肥力条件下对穗数的影响较小,穗粒数、不孕小穗数随着水肥条件的不同变化较大,说明在小麦生产中水分和养分是制约小麦生产的主要因素。     

麦/油-稻轮作下秸秆还田与氮肥管理对直播杂交稻氮素利用特征的影响

【目的】探明秸秆还田和氮肥管理对麦/油后直播杂交稻氮素积累、转运、氮肥利用效率及籽粒产量的影响。【方法】选用优质三系杂交稻宜香优2115,采用二因素裂区设计,麦、油茬田同步开展试验,处理完全一致。主区为麦/油秸秆全量翻埋还田(M₁)和秸秆不还田(对照,M₀),副区设4个氮肥管理,即不施氮对照(N₀)、m_基肥∶m_分蘖肥∶m_促花肥∶m_保花肥比例分别为1∶0∶0∶0(N₁)、3∶3∶2∶2(N₂)、2∶2∶3∶3(N₃),测定了直播杂交稻主要生育时期各器官的氮素积累量及籽粒产量。【结果】结果表明,两种轮作方式下,氮肥管理对直播杂交稻主要生育时期的氮素积累、齐穗后茎鞘、叶片的氮素转运及稻株氮素利用效率均存在显著或极显著的调控效应。秸秆还田显著提高麦/油茬杂交稻中后期的氮素积累量、茎鞘和叶片的氮素转运量以及氮肥利用效率,其中,氮肥农学利用率、氮肥偏生产力和氮肥表观利用率较秸秆不还田分别提高了34.96%/28.76%、2.52%/2.61%和31.91%/22.30%。同时,油菜秸秆还田下直播杂交稻各生育时期氮素积累和产量较麦秆还田表现更好,籽粒产量提高481 kg/hm²(5.22%)。M₁N₂处理、M₀N₃处理下,直播杂交稻各阶段的氮素积累速率明显加大,促进结实期茎鞘和叶片的氮素向穗部转运,成熟期稻株氮素积累量优势明显且有较高的氮素利用效率(麦/油茬稻氮肥农学利用率、偏生产力和表观利用率分别达17.87 kg∙kg^-1/17.85 kg∙kg^-1、67.27 kg∙kg^-1/71.28 kg∙kg^-1、74.93%/75.05%),最终实现高产。【结论】在麦/油-稻轮作下秸秆全量还田,配合N₂氮肥管理,可有效提高直播杂交稻氮素吸收、利用效率,增加籽粒产量,尤以油菜秸杆还田的效果更好。     

新疆冬小麦品种萌发期耐盐性综合评价及耐盐种质的筛选

【目的】研究不同类型盐胁迫对新疆冬小麦萌发期的影响,并进行耐盐性综合评价,为新疆小麦萌发期耐盐品种的评价和指标筛选提供理论依据。【方法】测定76份新疆冬小麦品种(系)在NaCl和NaCl∶Na₂SO₄两种不同盐胁迫条件下小麦根数、最长根长、苗高、胚芽鞘长度、发芽势、发芽率等6个性状,利用隶属函数法并通过聚类分析分别对两种盐胁迫条件下冬小麦品种(系)的耐盐性进行筛选,综合评价和筛选新疆冬小麦耐盐性。【结果】与对照处理相比,NaCl和NaCl∶Na₂SO₄两种盐胁迫对新疆冬小麦品种(系)各性状均有明显的抑制作用,其中NaCl单盐胁迫对各性状抑制作用比NaCl∶Na₂SO₄混合盐胁迫抑制程度更大。通过NaCl单盐胁迫条件下聚类分析,新疆冬小麦品种(系)按耐盐性强弱可分为高耐型(6个/占供试材料的7.89%)、耐盐型(15个/19.74%)、中耐型(16个/21.05%)、敏感性(18个/23.68%)和高敏感型(21个/27.63%)等5类。NaCl∶Na₂SO₄混合盐胁迫条件下聚类分析,新疆冬小麦品种(系)按耐盐性强弱也可分为高耐型(13个/占供试材料的17.11%)、耐盐型(10个/13.16%)、中耐型(16个/21.05%)、敏感性(26个/34.21%)和高敏感型(11个/14.47%)等5类。获得高耐NaCL单盐胁迫的品种(系)6份,占供试品种的7.89%;高耐NaCl∶Na₂SO₄混合盐胁迫的品种(系)13份,占供试品种的17.11%。【结论】两种盐胁迫条件下,350 mol/L浓度对小麦种子的萌发有抑制作用,NaCl单盐胁迫和NaCl∶Na₂SO₄混合盐胁迫均为高耐型的品种3份,均是自育品种和引进品种分别为石冬8号、洛夫林10号和新冬7号。