耕作方式对河南小麦产量和水分利用效率影响的Meta分析

为了明确在河南不同生产条件下实现小麦高产高效的耕作技术,通过CNKI和Web of Science进行文献检索,共获得45篇相关大田文献和192组试验数据,以常规耕作（翻耕）为对照,采用Meta分析方法,定量分析了不同区域、不同降雨量、不同施氮量、不同土壤类型下旋耕、深松耕、免耕对河南小麦产量及水分利用效率的影响。结果表明,与常规耕作相比,旋耕小麦的产量和水分利用效率分别降低3.08% （P<0.05）和3.75%（P>0.05）,深松耕提高10.46%（P<0.05）和8.56%（P<0.05）,免耕提高2.32% （P>0.05）和8.32%（P<0.05）。其中,旋耕小麦产量在豫东、豫南、豫北均显著降低,降幅分别为10.58%、7.85%、 4.05%;深松耕小麦产量在豫中、豫东、豫西均显著提高,增幅分别为12.58%、15.01%、12.29%;免耕小麦产量在豫西和豫南分别显著增加（增幅8.38%）和显著降低（降幅4.15%）。与常规耕作相比,在年降雨量≤500 mm、500~600 mm、>600 mm下,旋耕小麦产量均显著降低,降幅分别为6.30%、4.20%、 3.33%,水分利用效率均无显著变化;深松耕产量均显著提高,增幅分别为13.68%、7.19%、11.45%,水分利用效率分别提高9.23%（P<0.05）、6.45%（P>0.05）、16.79%（P<0.05）;免耕小麦产量在年降雨量500~600 mm条件下提高6.23%（P<0.05）,水分利用效率在年降雨量>600 mm条件下提高10.87% （P<0.05）。与常规耕作相比,旋耕小麦产量和水分利用效率在施氮量150~240 kg·hm^-2条件下均显著降低,降幅分别为5.39%和 7.54%;深松耕小麦产量在施氮量≤150 kg·hm^-2和150~240 kg·hm^-2条件下,水分利用效率在施氮量≤150 kg·hm^-2、150~240 kg·hm^-2、>240 kg·hm^-2条件下均显著提高,产量增幅分别为12.41%和 9.65%,水分利用效率增幅分别为8.98%、11.69%和11.21%;免耕小麦的产量和水分利用效率在施氮量≤150 kg·hm^-2条件下分别提高8.88%和11.10%。与常规耕作相比,在潮土和砂姜黑土条件下旋耕小麦产量均显著降低,降幅分别为9.48%和9.25%,而在黄土条件下免耕小麦产量和水分利用效率均显著提高,增幅分别为8.38%和9.21%;深松耕在不同土壤类型下均能提高小麦产量和水分用效率,且在壤土和黄土条件下效果较好。综上,旋耕在河南不同生产条件下均会降低小麦产量和水分利用效率;除豫南外,深松耕均可提高河南小麦产量和水分利用效率;免耕显著提高了总体水分利用效率,尤其在豫西地区、施氮量≤150 kg·hm^-2以及黄土质地条件下效果显著。因此,采用深松耕技术有利于提高河南除豫南外地区的小麦产量和水分利用效率,在豫西地区、施氮量≤150 kg·hm^-2或黄土条件下也可以应用免耕技术。     

耕作方式和氮肥用量对旱地小麦产量、蛋白质含量和土壤硝态氮残留的影响

【目的】明确旱地小麦增产提质和环境友好协同的耕作与氮肥组合模式。【方法】2016—2017年（欠水年）和2017—2018年（丰水年）,在豫西典型旱地小麦种植区设置夏闲季深松（ST,麦收后2周左右并隔年进行）和翻耕（PT,传统的7月底8月初等雨连年进行）2种耕作方式为主处理和小麦播种前施氮0（N0）、120 kg·hm^-2（N120）、180 kg·hm^-2（N180）和240 kg·hm^-2（N240）4个氮肥用量为副处理的二因素裂区田间定位试验,研究其对旱地小麦产量、籽粒蛋白质含量及其产量、植株氮素吸收利用和收获期0—200 cm土层硝态氮残留的影响。【结果】降水年型、耕作方式和氮肥用量及后二者互作对旱地小麦拔节后氮素积累量、籽粒产量、蛋白质产量、氮效率和土壤硝态氮残留量均有显著影响。深松与翻耕相比,显著提高了拔节后植株氮素积累量、花前氮素转运量及N240下的氮收获指数,不同氮肥处理的平均氮肥吸收效率、氮肥农学效率、氮肥利用率和氮肥偏生产力分别显著提高8.6%—15.3%、23.9%—86.5%、8.1%—26.1%和9.1%—20.3%,最终在不降低籽粒蛋白质含量的同时,使产量在欠水年和丰水年分别提高11.9%和12.4%,蛋白质产量提高12.4%和13.5%,收获期0—200 cm土层硝态氮残留量降低11.9%和25.4%。相同耕作方式下,随着氮肥用量的增加,植株氮素积累量、花前氮素转运量、花后氮素对籽粒的贡献率、籽粒蛋白质含量和收获期土壤硝态氮残留量显著增加,花前氮素对籽粒的贡献率、氮素籽粒生产效率、氮肥吸收效率和氮肥偏生产力逐渐降低,氮肥农学效率、氮肥利用率、籽粒产量和蛋白质产量的变化因降水年型和耕作方式而异。从互作效应看,两年中STN240处理的植株氮素积累量最高,其产量和蛋白质产量（除欠水年与ST180处理外）、蛋白质含量（除丰水年与PTN240处理外）均显著高于其他处理,氮肥利用率及其丰水年的氮肥农学效率不低于或显著高于翻耕下的所有施氮处理,收获期的土壤硝态氮残留量较PT240处理降低16.4%。从整体效应看,翻耕配施氮肥180 kg·hm^-2可获得最高的籽粒产量以及较优的蛋白质产量、氮肥农学效率和氮肥利用率;深松配施氮肥240 kg·hm^-2可通过深松提高氮效率并降低土壤硝态氮残留,通过增加氮肥用量提高蛋白质含量,最终使产量和蛋白质产量较其他处理分别提高2.6%—45.0%和7.3%—81.4%。【结论】深松有利于提高旱地小麦产量、蛋白质产量和氮效率,降低土壤硝态氮残留,但其适宜的氮肥用量高于翻耕。翻耕配施氮肥180 kg·hm^-2是兼顾高产高效,深松配施氮肥240 kg·hm^-2是兼顾高产优质高效和低硝态氮残留的耕作与氮肥组合。     

干旱胁迫对不同抗旱性冬小麦灌浆期下午旗叶光合特性和籽粒产量的影响

为了明确干旱胁迫对不同抗旱性冬小麦灌浆期下午旗叶光合荧光特性和产量的影响,2018—2019年度和2019—2020年度,在防雨棚池栽条件下,以强抗旱性冬小麦品种晋麦47（JM47）和弱抗旱性冬小麦品种偃展4110（YZ4110）为材料,采取测墒补灌的方法,设置重度干旱(W1:播前65%MFC（最大田间持水量）+拔节后45%～55%MFC)、中度干旱（W2:播前75%MFC+拔节后55%～65%MFC）、轻度干旱（W3:播前75%MFC+拔节后65%～75%MFC）、适宜供水（W4:播前75%MFC+拔节后75%～85%MFC）4个处理,测定了灌浆前期、中期和中后期14:00—16:00的旗叶净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）、胞间CO₂浓度（Ci）、蒸腾速率（Tr）、瞬时水分利用效率（IWUE）、PSⅡ最大光化学效率（Fv/Fm）、PSⅡ实际光化学效率（ΦPSⅡ）以及成熟期的产量及其构成因素。结果表明,水分和品种对小麦灌浆期下午的旗叶光合、荧光特性和成熟期的产量均有显著影响。从2 a均值来看,与W4相比,干旱胁迫处理（W1、W2和W3）灌浆期下午的旗叶Pn、G...