灌水对强筋小麦籽粒产量及营养品质的影响

为明确水地强筋冬小麦高产、优质、高效的灌溉技术，试验设3个灌水时期8个灌溉处理［越冬期灌1水（W₁），拔节期灌1水（W₂），孕穗期灌1水（W₃），越冬期和拔节期灌2水（W₁₂），越冬期和孕穗期灌2水（W₁₃），拔节期和孕穗期灌2水（W₂₃），越冬期、拔节期和孕穗期灌3水（W₁₂3），全生育期不灌水处理（CK）］,于小麦成熟期测定籽粒产量、总蛋白及其组分含量和淀粉含量。结果表明，与不灌水的CK比较，所有灌水处理的籽粒产量、有效穗数、穗粒数、千粒重、蛋白质产量以及籽粒淀粉含量均显著增加，但籽粒的总蛋白及其组分含量均呈不同程度降低（W₁处理除外）。越冬期灌水对有效穗数、籽粒产量、总蛋白及其组分含量、淀粉含量的提升作用较大；拔节期灌水对穗粒数的提升作用较大，但对淀粉含量的提升作用较小，对总蛋白及其组分含量的降低作用较大；孕穗期灌水对千粒重的提升作用较大，对蛋白质产量的提升作用较小。随着灌水次数增加，小麦籽粒产量显著提高，淀粉含量先显著提高后基本不变，而籽粒总蛋白及其组分含量降低。W₁₂3处理籽粒产量最高，其次是W₁₃处理；W₁处理籽粒蛋白质及其组分含量最高，其次是W₁₂及W₁₃处理；W₂₃处理淀粉含量最高，其次是W₁₂或W₁₃处理。综合各项指标，最好的灌水组合是越冬期和孕穗期灌2水（W₁₃）。     

降水模拟下施肥对生土地玉米冠-根-土系统的影响

影响黄土高原地区生土熟化的主要限制因素是干旱和土壤贫瘠。为探索施肥和降水配合对生土地玉米冠-根-土的相互影响机制,确定不同降水模拟下施何种肥料能有效促进生土地作物冠-根-土系统建成,达到生土地熟化的目的,在前期研究(生土地玉米最佳施肥深度60～80 cm)的基础上,连续2 a将黄土作为试验土壤,采用根管法,研究肥料种类(NPK+有机肥(ORG))和降水模拟(欠水年275.9 mm、平水年482.8 mm、丰水年763.9 mm)对玉米地上部生产力(秆质量、总粒质量)、地下部根质量、根系氮磷钾养分积累量、根际土壤营养含量(速效磷、碱解氮、有机质)及根际土壤酶活性(脲酶、碱性磷酸酶、蔗糖酶)的影响。结果表明,在水分充盈的条件下,有机肥的施用对地上部干物质的积累有促进作用;通过有机肥的施用可以达到根干质量增加的目的,但对应的水分需求不大;水分需求达不到满足时,通过NPK+ORG处理可以实现玉米根系N、P、K养分积累量的提高;水分充盈的条件下,ORG处理的玉米根系NPK养分积累量远远高于NPK+ORG处理;水分充盈的条件下,ORG处理可以提高玉米根际有机质含量和蔗糖酶活性。改良生土的最佳水肥方式为丰水年模拟下施用有机肥,欠水年模拟下以施用NPK肥+有机肥更好。     

夏休闲期复种饲料油菜提升后作冬小麦产量品质、土壤肥力及周年经济效益研究

为明确晋中麦区夏休闲期复种饲料油菜的可行性,试验于2015-2016年采用大田试验法,研究了夏休闲期复种饲料油菜对后作冬小麦生长、麦田土壤养分及周年经济效益的影响。前茬小麦收获后复种油菜,供试油菜和小麦品种分别为华油杂62和CA0547,设置3个处理:以不种油菜的休闲田作为对照(CK₀),油菜地上部被收获为CK₁,油菜被全量还田为T。结果表明,与CK₀和CK₁相比,T有利于增加后作冬小麦抽穗前单株绿叶数,提高生育中后期植株干物质及N、P积累,保持灌浆期旗叶面积,进而增加穗粒数,提高籽粒产量,提高籽粒蛋白质及醇溶蛋白和谷蛋白含量;同时T有利于提高后作冬小麦020 cm土层土壤有机质含量、040 cm土层土壤脲酶和蔗糖酶活性。此外,从油菜-小麦周年经济效益来看,CK₁较CK₀和T分别高出128.9%和260.0%。综合分析可知,夏休闲期复种饲料油菜并且全量还田可以提高小麦产量,提升籽粒品质,改良土壤有机质含量和土壤酶活性;夏休期复种饲料油菜并收获可以获得更高的周年经济效益。本研究结果为合理利用夏休闲期以提升小麦产量与品质、改良土壤、提高年经济效益提供了理论依据。     

旱地小麦休闲期覆盖保水与磷肥对植株氮素吸收、利用的影响

为探索旱地小麦休闲期蓄水保墒及配套磷肥施用技术,在山西闻喜进行了休闲期覆盖或不覆盖条件下低磷(75kg/hm2)、中磷(112.5kg/hm2)和高磷(150kg/hm2)3个水平的田间试验,以明确覆盖对土壤水分、植株氮素吸收利用的影响及磷肥的调控效应。结果表明,休闲期覆盖后,播种期0—100cm土壤蓄水量显著提高,达39~42mm;增加施磷量,拔节和孕穗期显著提高。覆盖后,播种—越冬、拔节—开花各阶段氮素吸收速率提高,各生育时期植株含氮率提高;增加施磷量,播种—孕穗各阶段氮素吸收速率提高,且播种—拔节各阶段氮素吸收速率在高磷条件下显著提高,各生育时期植株氮素积累量显著提高。覆盖后,花前氮素运转量显著提高,叶片、穗轴+颖壳和整株花前氮素运转对籽粒的贡献率提高,成熟期叶片、穗轴+颖壳氮素积累量及其所占比例降低;增加施磷量,花前氮素运转量显著提高,叶片氮素运转量对籽粒的贡献率提高,成熟期叶片氮素积累量及其所占比例显著降低。此外,休闲期覆盖配施磷肥条件下,播种—孕穗期土壤蓄水量与花前氮素运转量关系密切,尤其播种—返青期土壤蓄水量与穗轴+颖壳氮素运转量的关系密切,拔节和孕穗期与叶片氮素运转量关系密切。总之,覆盖有利于蓄保休闲期降水,有利于促进植株氮素吸收、积累,有利于花前氮素的运转,尤其促进叶片和穗轴+颖壳中的氮素向籽粒运转,且配施高磷效果显著,更有利于促进叶片中氮素向籽粒运转。最终,休闲期覆盖配施磷肥150kg/hm2,氮肥吸收效率、氮肥生产效率、氮素收获指数显著提高。     

旱地小麦休闲期耕作+播种方式对幼苗的影响

研究了休闲期耕作配套不同播种方式对越冬期0～60cm土壤蓄水量、单株干物质量、根系活力、叶片可溶性糖含量及保护酶活性的影响。结果表明,旱地小麦休闲期深松较深翻可提高越冬期0～60cm土壤蓄水量,且均以全膜覆土穴播显著最高,膜际条播次之。深松配套沟播、全膜覆土穴播、宽幅精播较深翻可提高越冬期单株干物质量、根系活力,深松配套条播、宽幅精播、膜际条播较深翻可增加叶片可溶性糖含量,深松可显著降低越冬期叶片POD、SOD活性。结果还表明,全膜覆土穴播可增加越冬期干物质量积累,降低POD、SOD活性。休闲期若采用深松,则配套全膜覆土穴播越冬期根系活力最高,若采用深翻,则配套膜际条播最高。膜际条播可显著增加越冬期叶片可溶性糖含量。可见,旱地小麦休闲期深松+全膜覆土穴播可促进冬前干物质量积累,休闲期采用深翻+膜际条播可提高越冬期根系活力,增加可溶性糖含量。本研究可以为旱地小麦休闲期耕作配套播种方式提供一定的理论依据,并为旱地小麦蓄水保墒开辟新途径。     

旱地小麦休闲期耕作施肥下氮磷对幼苗的影响

采用大田试验研究旱地小麦休闲期深松+深施有机肥条件下不同施氮量、不同氮磷配比对冬前幼苗抗旱性的影响。结果表明,施氮量为150kg.hm-2时,越冬期0～60cm土壤蓄水量以N、P比为1∶1显著最高,施氮量为225kg.hm-2时,以1∶0.75显著最高。增加施氮量,可增加越冬期幼苗的株高、分蘖数、主茎叶龄、单株叶面积、单株干物质量及叶片可溶性糖含量,可显著增加N、P比为1∶0.5和1∶0.75条件下丙二醛含量、脯氨酸含量,可显著降低POD活性,可显著降低N、P比为1∶0.5、1∶0.75条件下SOD活性。结果还表明,施氮量为150kg.hm-2时,增加施磷量,可增加分蘖数、单株干物质量、MDA含量,可降低POD活性、脯氨酸含量、可溶性糖含量;施氮量为225kg.hm-2时,株高、分蘖数、单株叶面积、单株干物质量及MDA含量均以N、P比为1∶0.75最高,POD活性、SOD活性、脯氨酸含量、可溶性糖含量均以N、P比为1∶0.75显著最低。因此,旱地小麦休闲期深松+深施有机肥条件下适当增加施氮量且N、P比为1∶0.75时有利于提高土壤蓄水量,增强旱地小麦的抗旱性。本研究可为旱地小麦的高产稳产提供理论依据。     

施肥对生土地谷子根苗生长及根际土壤酶和微生物种群的影响

以黄土母质性生土为供试土壤,采用盆栽试验,探讨了氮、磷、钾及有机肥对谷子生长发育的影响。结果表明:(1)磷是生土地土壤肥力形成与作物生长发育以及根际土壤酶系统和微生物系统形成的首要原始起动营养元素;(2)含磷的处理组合,谷子幼苗阶段地上下部生长均明显较不施磷的长势强,而单施氮和钾甚至不及不施肥的对照。氮、磷、钾对谷子根苗生长的影响顺序为磷氮钾;(3)进入谷子中后期生长阶段,氮素的作用,特别是氮、磷、钾对谷子株高及地上部干重的综合效果表现明显;(4)产量表现为含磷的处理组合,产量及产量结构均明显提高;(5)单施优质高量的有机肥对生土地根苗生长与产量形成具有当年立竿见影的效果;(6)发达的根系促进了根际微生物群落的迅速繁衍,提高了根际土壤酶的活性,有益于促进根-土系统向着熟化方向发展,使生土地上的谷子当年获得正常产量。     

种肥减量对冬小麦农艺性状、氮磷及籽粒灌浆特性的影响

[目的]基于施肥播种一体化,探求冬小麦种肥减量的可行性。[方法]以‘山农129’(Triticum aestivum)为材料,研究了种肥用量F1(150kg·hm~(-2))、F2(225kg·hm~(-2))、F3(300kg·hm~(-2))对小麦植株农艺性状、氮磷、籽粒灌浆及蛋白积累、产量的影响。[结果](1)生育进程对小麦植株农艺性状及氮磷含量的影响大于种肥用量,不同种肥用量间差异显著(P0.05),F2处理的各项指标优于F1和F3;(2)不同种肥减量处理下小麦籽粒灌浆过程均符合Logistic方程,其中F2处理灌浆速率大,灌浆持续时间长;(3)灌浆期小麦籽粒蛋白质含量随灌浆进程表现为"高-低-高"的变化趋势,其蛋白组分随灌浆进程表现各不相同,清蛋白含量逐渐降低,与千粒重变化趋势相反;而醇溶蛋白、谷蛋白含量逐渐升高,与千粒重变化趋势一致;球蛋白含量则与籽粒蛋白质变化趋势一致。相关分析表明,随灌浆进程籽粒清蛋白含量与千粒重呈负相关,而总蛋白、球蛋白、醇溶蛋白及谷蛋白含量与千粒重呈显著正相关(P0.05);其中F2处理千粒重高,籽粒总蛋白、球蛋白、醇溶蛋白及谷蛋白含量亦高;(4)种肥减量对小麦产量及产量结构的影响显著,其中F2处理穗数、穗粒数、千粒重及产量均显著高于F1和F3(P0.05)。[结论]基于施肥播种一体化的种肥合理减量(225kg·hm~(-2))在山西省中部麦区是可行的。     

播期和深松对冬小麦越冬期土壤水分及籽粒蛋白质量的影响

【目的】明确休闲期深松耕作的蓄水效果及深松下旱地小麦的最佳播种时期,合理安排旱地小麦播种时间。【方法】采用裂区试验的方法,以休闲期是否深松为主处理,9月20日(早播)、10月1日(适期)、10月10日(晚播)3个播种时间为副处理,于2012—2014年在山西省闻喜县邱家岭村旱地小麦试验基地开展连续2 a田间试验,研究了不同年际下休闲期深松和播种时间对旱地小麦越冬期土壤水分和籽粒蛋白质量的影响。【结果】休闲期深松后,2012—2013年和2013—2014年的土壤蓄水量和土壤蓄水效率均显著高于对照(CK)。休闲期深松(SS)模式较CK提高了越冬期0~300 cm的各土层土壤蓄水量,2012—2013年提高了26.90 mm,2013—2014年提高了45.54 mm,休闲期土壤蓄水效率分别提高了39.92%和19.04%,枯水年蓄水效果优于平水年。SS模式下,适期播种越冬期土壤水分和成熟期籽粒蛋白质量及其组分量都高于早播和晚播,早播又高于晚播。随着播期推迟,组分蛋白量和谷醇比显著提高,当播期继续推迟时,组分蛋白量和谷醇比又显著降低。方差分析表明,播期和深松对越冬期土壤蓄水量及成熟期籽粒产量有显著的调控作用,播期和深松对籽粒蛋白质量一定的互作效应。相关分析表明,收获期籽粒蛋白质量及籽粒产量与越冬期深层土壤水分有密切关联。【结论】旱地小麦休闲期深松有利于蓄积降水,改善底墒,增加越冬期各土层蓄水量,10月1日(适期)播种能明显提高小麦越冬期土壤水分和成熟期籽粒蛋白质量及其组分量,提高籽粒产量,是最佳的播种时期。