不同产量类型小麦品种的干物质和氮素积累转运特征

为筛选氮高效且高产的小麦品种,于2016-2017年综合运用籽粒产量和氮素收获指数2项指标将河南省38个主推小麦品种划分为4种类型(高产高效型、高产低效型、低产高效型和低产低效型),分析比较不同类型小麦品种的产量构成因子、干物质积累和氮素的吸收转运特征。结果表明,高产水平下,氮高效品种的单位面积穗数显著高于氮低效品种,穗粒数都显著低于氮低效品种;低产水平下,氮高效品种的单位面积穗数和穗粒数与氮低效品种的差异均未达到显著水平。高产小麦品种花前干物质积累速率较低产(效)小麦高24.8%,花后干物质的转移量和转运效率最大,分别是低产低效型小麦的2.1倍和1.6倍。高产水平下,氮高效品种的干物质转移量较氮低效品种增加16.2%,但在干物质转移效率上与不同氮效率品种差异不显著;低产水平下,氮高效品种的氮素转移效率是氮低效品种的1.1倍。高产型小麦品种的氮素积累量显著高于低产型小麦品种,小麦花后氮素积累速率最高,在该时期,同等产量水平下,HYHE型小麦氮素积累量速率较HYLE型高28.8%,LYHE型小麦的氮素积累速率较LYLE型高66.0%,且花后氮素积累速率与氮素收获指数呈显著正相关。较高的花前干物质转移量和氮素积累量是小麦高产的基础,相同产量水平下,氮高效小麦品种的干物质转移量和氮素积累速率显著高于氮低效品种。     

施钾对小麦/ 玉米产量及土壤钾素平衡的影响

为指导河南小麦/玉米生产中钾肥的合理施用,于2010-2012年在高、中和低三种土壤供钾水平的试验点,研究了施钾量及施钾技术对小麦/玉米轮作产量、钾肥利用效率及土壤钾素平衡的影响。结果表明,在高钾、中钾和低钾土壤上施用钾肥,玉米分别增产4.76%～12.49%、7.56%～16.08%和7.01%～22.61%;小麦分别增产6.87%～13.87%、11.19%～18.57%和18.71%～27.49%。在不同供钾水平土壤上小麦钾肥利用效率均高于玉米,钾肥偏生产力表现为高钾点>中钾点>低钾点,高钾点钾肥当季利用率较高,低钾点的农学效率较高;当施钾量为90、135 kg·hm^-2时,小麦和玉米均以钾肥分2次施用效果较好;施钾量为45 kg·hm^-2时,玉米以底施较好,小麦以追施较好。低钾和中钾点在施钾量大于45 kg·hm^-2时,基本就能维持土壤钾素平衡,而高钾点则在施钾量大于90 kg·hm^-2时土壤钾素才有盈余。综合来看,高、中和低钾点适宜的钾肥用量分别在45、90、135 kg·hm^-2左右,以钾肥分2次施用效果较好。     

豫北平原典型小麦-玉米轮作高产区节肥潜力分析

为明确当前黄淮海流域小麦-玉米轮作高产区施肥中存在的问题,于2016年对安阳、鹤壁、新乡和焦作4市(豫北平原典型小麦-玉米轮作粮食高产区)的小麦、玉米生产状况进行了问卷调查,并参照"3414"试验推荐施肥量进行节肥潜力分析。结果表明,该区域小麦和玉米的产量分别为8 352.75和9 063.60kg·hm-2;生产中小麦和玉米均存在不施用磷、钾肥的现象,施肥量与产量间不存在线性关系,即高施肥量未必对应高的产量;与推荐施肥量相比,小麦的节肥潜力为氮素40.6%～53.03%、磷素38.43%～44.94%、钾素-65.23%～-59.46%,玉米的节肥潜力为氮素31.47%～46.27%、磷素2.09%～12.17%、钾素-50.54%～-32.94%。说明这2种作物在生产中施肥状况均为氮多、磷少、钾不足,应当采取减氮、控磷、补钾的措施进行调节。     

氮肥用量对玉米籽粒主要矿质元素质量分数的影响

为明确施氮量对玉米籽粒中主要矿质元素质量分数的影响,以‘博农118’‘浚单22’和‘郑单958’为材料,在河南温县设置5个氮肥水平(0、120、180、240、360 kg/hm~2),研究不同施氮量对玉米籽粒N、P、K、Ca、Mg、Fe、Mn、Cu、Zn、B等主要矿质元素质量分数的影响。结果表明:施氮显著提高了玉米籽粒N、Ca、Fe、Cu、Zn、B质量分数,Mg和Mn质量分数受施氮量影响较小,但P质量分数明显下降。‘浚单22’籽粒中多种矿质元素质量分数都明显高于‘郑单958’‘博农118’介于二者之间。施氮在提高玉米籽粒产量同时降低了P/Ca、P/Mg、P/Fe和P/Zn的比值,增强了这4种元素的生物有效性。此外,通过增施氮肥提高玉米籽粒中矿质元素质量分数能够降低外源元素添加剂的使用,进而提高饲料安全性,降低饲料成本。     

施硒对冬小麦镉吸收、迁移及分配的影响

为探明施硒对冬小麦镉吸收、迁移及分配的影响,采用盆栽试验,设置镉0 mg·kg~(-1)(Cd_0)、1.5mg·kg~(-1)(Cd_(1.5))、6 mg·kg~(-1)(Cd_6)3个水平和硒0 mg·kg~(-1)(Se_0)、0.5 mg·kg~(-1)(Se_(0.5))、5 mg·kg~(-1)(Se_5)3个水平,研究不同施硒量对冬小麦各部位中镉质量分数的影响。结果表明,冬小麦产量随镉胁迫的增加而下降,Se_(0.5)、Se_5处理均增加冬小麦产量。在Cd_(1.5)水平下,施硒增加冬小麦各部位的镉质量分数,降低籽粒及根中镉分配比例,最大降幅分别为29.0%和23.5%。在Cd_6水平下,Se_5处理显著降低冬小麦籽粒、颖壳、茎秆中镉质量分数以及根到茎秆镉迁移系数;施硒提高根中镉分配比例,最大增幅为51.7%,降低茎秆中镉分配比例,最大降幅为52.3%。Se_5处理可抑制冬小麦对镉的吸收,减少冬小麦中镉向籽粒的转运。     

基于高光谱的冬小麦不同生育时期地上部生物量监测

为实现冬小麦不同生育时期地上部生物量的高光谱监测,2017-2019年分别在河南省鹤壁市、原阳县和温县布置冬小麦氮肥梯度田间试验,分别于分蘖期、拔节期、抽穗期和灌浆期测定冬小麦地上部生物量及其冠层原位高光谱反射率（400～950 nm）,并采用Pearson相关分析明确两者间定量回归关系,再分别利用支持向量机（support vector machine, SVM）和偏最小二乘回归（partial least square, PLS）建立预测模型并进行精度验证,以确定最优光谱监测时期和有效波段。结果表明,冬小麦地上部生物量与冠层高光谱反射率在可见光区（400～715 nm）呈负相关,在近红外区（715～950 nm）呈正相关,且相关性表现为分蘖期<拔节期<灌浆期≤抽穗期。生育时期间模型精度差异较大,抽穗期效果最优,SVM和PLS模型的验证决定系数分别为0.877和0.859,相对分析误差分别为2.429和2.340;灌浆期次之,决定系数分别为0.835和0.830,相对分析误差分别为2.416和1.814;分蘖期最低,决定系数分别为0.693和0.750,相对分析误差分别为1.063和0.894。同时,冬小麦地上部生物量有效波段在生育时期间具有明显的异同性,分蘖期时有效波段在可见光-近红外区均有明显的均衡分布,至拔节期时产生明显的短波“蓝移”现象,抽穗期“蓝移”现象更显著,而至灌浆期则表现出明显的长波“红移”特征。此后,再次构建基于有效波段的冬小麦不同生育时期地上部生物量SVM和PLS监测模型,决定系数和相对分析误差分别高于0.72和1.40,预测精度较理想,能够满足无损和精准监测需求。     

生物炭与不同肥料配施对镉胁迫下烟株生长的影响

以豫烟12号为供试材料,采用盆栽土培试验,探讨在重金属镉胁迫下,生物炭与不同肥料配施后,烟株根系活力、保护酶活性、烟叶中镉含量及烟叶生物量的变化。结果表明：生物炭的添加在一定程度上提高了根际土壤的pH值,添加生物炭的施肥处理土壤中的有效态镉含量和烟叶镉含量均在旺长期（60 d）后显著下降。成熟期（90 d）时,复合肥处理和有机肥+复合肥处理在添加生物炭后,土壤中的有效态镉含量分别降低了22.2%和7.14%,烟叶镉含量分别降低了61.3%和40.3%。生物炭与复合肥配施和生物炭与有机肥+复合肥配施的烟株根系活力分别较未添加生物炭的对应施肥处理提高了11.24和18.85 μg·g-1·h-1,烟叶生物量较未添加生物炭的施肥处理分别增加了67.6%和21.4%。胁迫环境下,两种施肥方式添加生物炭后显著降低了烟叶的MDA含量,减少了烟叶的膜质过氧化程度,烟叶的SOD,POD和CAT保护酶活性较未添加生物炭的施肥处理也有所增加,且以有机肥+复合肥添加生物炭的施肥处理对烟叶保护酶活性的提高较为显著。因此,在有机肥和复合肥配施的情况下添加生物炭可有效改善烟株的镉胁迫环境,降低烟叶中的镉含量。     

小麦根系生理活性时空分布与土壤有效养分的关系

为了解小麦根系生理活性时空分布与土壤有效养分含量的关系，在2019-2021年两个小麦生长季，于小麦的不同生育时期采用长方体铁盒(0.2 m×0.05 m×0.2 m)在麦行上、行距1/4处、行距1/2处分别取0～0.2 m和0.2～0.4 m土层的样品，测定不同位点小麦根系生物量、根系活跃吸收面积、根总吸收面积、根系活力，以及土壤碱解氮、有效磷和速效钾含量。结果表明，0～0.2 m和0.2～0.4 m土层中小麦根重密度、根总吸收面积和根系活跃吸收面积随生育时期的推进均呈先升后降的变化趋势；根系活力、根群生理势均呈“低-高-低-高-低”的变化趋势。0～0.2 m土层的根重密度、根总吸收面积、根系活跃吸收面积、根群生理势均显著高于0.2～0.4 m土层。在灌浆之前，0～0.2 m土层根系活力高于0.2～0.4 m土层；在灌浆到成熟期间，下层根系的根系活力显著增大。在整个生育期内，0～0.2 m土层中根重密度、根总吸收面积、根系活跃吸收面积和根群生理势的水平分布表现为行上>行距1/4处>行距1/2处；开花期之前，根系活力在行距1/4处最大，开花到成熟期间根系活力水平分布表现为行...     

栽培管理模式对冬小麦小花发育与结实特性的影响

为探索提高小麦穗粒数的技术途径与栽培管理模式,在大田试验条件下,以豫麦49-198为材料,研究了不同栽培管理模式(当前农民栽培管理模式、节本增效栽培管理模式、超高产栽培管理模式、高产高效栽培管理模式)对小麦小花发育动态模式与结实特性的影响。结果表明,不同栽培管理模式下,随播后累积生长度日的增加,小麦小花的分化动态均符合二次曲线方程模式,退化和败育动态均符合一次方程模式,但不同栽培管理模式间小花发育方程参数上存在明显差异;与当前农民栽培管理模式相比,其他3种栽培管理模式均显著增加了可孕小花数和最终结实粒数,并显著提高了小穗、小花和可孕花的结实率,其中以高产高效栽培管理模式分化小花数、可孕小花数和最终结实粒数提高的幅度最大。     

连续不同施氮对小麦-玉米轮作农田土壤理化性状的影响

为明确施氮量对农田土壤理化形状的影响,以小麦-玉米轮作体系为研究对象,通过4年连续定位试验,比较了连续不同施氮处理对不同土层土壤理化指标的影响。结果表明,连续不同施氮处理对土壤有机质和全氮含量、碳氮比、土壤容重有显著影响,但对pH的影响较小。在0~30cm土层,土壤有机质和全氮含量随施氮量的增加而增加,当施氮量为240kg·hm~(-2)时,有机质含量增加速率最快,当施氮量为360kg·hm~(-2)时,土壤全氮含量最高。在30~60cm和60~90cm土层,不同施氮处理对土壤有机质、全氮含量的影响降低。综合土壤碳氮比和容重等指标,本区域推荐施氮量为240kg·hm~(-2)。