不同基因型优质小麦对磷素响应的差异

采用大田试验,通过分析施磷后小麦群体发育状况、物质生产特性、产量和磷素吸收利用效率的变化,探讨3种基因型优质小麦品种(郑麦7698、郑麦0856和郑麦0943)对磷素响应的差异。结果显示,施磷可促进郑麦0856分蘖,增加其成穗数。施磷还可不同程度提高3个优质小麦品种生育前期同化物积累量、花后干物质转移率及其对籽粒的贡献率,以郑麦0856增幅最大,其增产幅度显著高于其他2个品种,主要归因于成穗数的增加;磷素吸收效率于施磷条件下最高,郑麦0856的磷素农学利用率也显著高于其他2个品种,说明郑麦0856对磷素较为敏感。郑麦7698不施磷条件下花后干物质转移率及其对籽粒的贡献率和经济系数均最高;其产量及各构成因子、磷素利用效率、磷素收获指数和磷肥生产效率无论是施磷还是不施磷条件下均高于其他2个品种,初步认定其具有磷高效利用特征。     

几种生物刺激素对小麦产量形成及品质的调控

为比较农用腐殖酸、生化腐殖酸、海藻酸钠寡糖、氨基酸、复合生物刺激素在小麦上的应用效果,采用盆栽试验,分析了这5种生物刺激素喷施对小麦产量形成及品质的影响。结果表明,喷施5种生物刺激素均可一定程度促进小麦旗叶的生长和提高SPAD值,以海藻酸钠寡糖处理效果最优,其净光合速率和水分利用效率较对照均显著增加,气孔限制值则显著下降。除氨基酸处理外,其他生物刺激素处理均可不同程度增加小麦产量,也以海藻酸钠寡糖处理效果最佳,其穗顶部、中部和基部的籽粒重、穗粒数及千粒重均显著增加。5种生物刺激素处理均能不同程度提高小麦总淀粉含量,以生化腐殖酸处理效果最优;此外,生化腐殖酸、农用腐殖酸和海藻酸钠寡糖处理还可提高支链淀粉含量,降低直/支比。除农用腐殖酸外,其余生物刺激素处理的蛋白质、湿面筋和干面筋含量均显著下降。综合而言,5种生物刺激素中,以海藻酸钠寡糖对小麦产量形成的促进效果较好,但对品质具有不利影响。     

施氮量对潮土区冬小麦-夏玉米轮作农田氮磷淋溶的影响

潮土是我国华北地区主要土壤类型之一,潮土区是我国冬小麦-夏玉米作物的主要产区,研究不同施氮量潮土氮磷淋溶特征对于指导区域农田面源污染防控具有重要意义。本研究设置3个施肥处理,即传统施氮(CON)、优化施氮(OPT)和优化再减氮(OPTJ),利用田间渗漏池法,研究潮土冬小麦-夏玉米轮作农田硝态氮及总磷淋溶特征。结果表明:2016—2018年,冬小麦-夏玉米轮作周年不同施肥处理90cm土层年淋溶水量79.0～102.5 mm,不同淋溶事件间土壤淋溶液硝态氮浓度波动较大, CON、OPT和OPTJ处理单次淋溶事件硝态氮浓度分别为18.9～208.7(平均为72.7) mg·L~(-1)、9.0～99.2 (平均为33.8) mg·L~(-1)、4.7～55.5 (平均为15.4) mg·L~(-1)。本研究区域冬小麦-夏玉米轮作模式的氮素淋溶风险较高,磷素淋溶风险较低。传统施氮处理(CON)下农田硝态氮的平均淋溶量和表观淋失系数分别为66.4 kg·hm~(-2)和10.3%,而总磷(TP)为0.06 kg·hm~(-2)和0.04%。氮肥减施会显著降低氮素淋失,OPT和OPTJ处理的氮素淋溶减排率可达56.3%和78.9%。两个年度CON、OPT和OPTJ处理硝态氮平均表观淋失系数分别为10.3%、6.2%和4.9%,随着施氮量的增加,硝态氮淋失系数动态增加。氮淋溶具有较大的年际变化,降雨量高的2018年比降雨少的2017年硝态氮淋溶量多57.0%。两个年度CON、OPT和OPTJ处理总磷平均淋溶量分别为0.06 kg·hm~(-2)、0.06 kg·hm~(-2)和0.08 kg·hm~(-2)。适量减施氮肥会增加作物产量, OPT处理的作物产量是CON处理的1.08倍。然而,过量减施则会带来减产风险, OPTJ处理氮肥减施56%,作物产量比CON处理降低2.0%～8.1%。总之,潮土区农田硝态氮淋溶风险较大,适量减施氮肥能够在保证作物产量的基础上显著降低氮素淋失损失。     

化肥减施及节水对潮土冬小麦夏玉米轮作农田氮和磷流失的影响

农田氮和磷的流失威胁水环境质量及人体健康,化肥减施和节水是减少氮和磷流失的有效手段。在河南省北部农区,采用2014年建设的田间渗漏池和径流池,综合研究了2018年不同施肥及节水对小麦玉米轮作农田氮、磷流失及作物产量的影响。设置常规施肥(CON)、优化减肥(JF)和优化减肥加节水(JFJS)3个处理,不同处理总氮淋失量为42.0～81.9 kg·hm-2,硝态氮淋失量为21.5～72.4 kg·hm-2,总磷淋失量为0.05～0.06 kg·hm-2。硝态氮淋溶量占总氮淋溶的比率为51.1%～88.4%。总氮淋失系数为7.9%～10.4%;总磷淋失系数为0.02%～0.04%。JF比CON处理降低硝态氮淋失63.8%,JFJS比JF处理可进一步降低17.9%硝态氮淋失,不同处理磷的淋溶损失没有显著性差异。玉米季是氮素淋失的关键时期,占整个小麦玉米轮作周期的91.8%～94.6%。一个小麦玉米轮作周期总氮径流损失量为0.14～0.20 kg·hm-2,总磷径流损失量为0.02～0.03 kg·hm-2,氮磷径流损失系数分别为0.02%～0.04%和0.01%～0.02%。小麦玉米的产量均表现为JFJS>JF>CON,CON处理吸氮量最高,不同处理产量和吸氮量没有显著性差异。本研究明确了潮土区小麦玉米轮作农田氮磷淋溶是氮磷流失的主要途径及其流失系数,减少常规高量施肥能够显著降低氮素淋失,在减肥的基础上节水能达到更好的效果。     

优化施氮对设施番茄土壤硝态氮残留及土壤氮平衡的影响

  【目的】  设施蔬菜生产中普遍存在氮肥施用过量、有机无机肥配合不合理以及灌水频繁等问题,我们通过田间试验研究了优化施氮模式对番茄产量、土壤硝态氮残留和氮平衡的影响,为蔬菜生产优质高效和减量优化施肥提供科学依据。  【方法】  试验在山东惠民蔬菜大棚内进行,灌水量为农户平均灌水量 (482.5 mm) 的80% (390 mm),供试蔬菜为番茄,覆膜栽培。试验在基施猪粪N 65 kg/hm2条件下,设传统施氮量 (N 1000 kg/hm2,TF)和3个减氮量50%处理:鸡粪处理 (OF)、普通尿素处理 (CF)、包膜尿素处理 (CRF)。于移栽前和收获后采集0—180 cm土壤样品。每次施肥前,取0—90 cm深 (每30 cm 为一层) 土壤样品,测定硝态氮和铵态氮含量。番茄收获后,取植株和果实样品,测定生物量和养分含量。  【结果】  施氮处理之间番茄产量和地上部吸氮量没有显著差异。传统施氮量处理 (TF),尽管施用2倍于优化处理的施氮量,但番茄产量没有明显提高。OF、CF和CRF 3个减氮处理0—60 cm土壤硝态氮残留量分别为N 190.1、227.2、310.5 kg/hm2,分别比TF处理降低56.61%、43.35%和22.59%;表观氮素损失量分别为N 416.6、443.7和352.3 kg/hm2,分别比TF处理降低45.72%、42.20%和54.10%;土壤氮素平衡盈余率也分别比TF处理降低34.26%、33.40%和61.78% (P < 0.05)。在同等施氮量下,包膜尿素能够使氮素更多地保持在土壤上层,CRF处理0—30 cm土层硝态氮累积量比CF处理平均高43.0%。生育期内,在移栽后20～60和110～120天有两个明显表层硝态氮积聚过程,在移栽后80～100天,30—60 cm土层有一硝态氮消耗过程。  【结论】  供试条件下,施氮量减少一半能有效降低设施番茄土壤硝态氮残留及淋失风险,不会造成产量的下降。施用包膜尿素比单施有机肥或普通尿素更有利于降低氮素的淋洗损失和实现产量与环境效益双赢。     

中国北方主要农区农田氮磷淋溶特征与时空规律

中国北方黑土区、潮土区和褐土区是我国农业主产区,大水大肥问题尤为突出,氮磷淋溶是全国典型的地下水污染来源。然而,中国北方主要农区农田氮磷淋溶特征和时空规律尚不清楚。本文利用田间原位监测和文献荟萃分析方法,系统分析了中国北方主要农区285个监测点年的4种主要种植模式(春玉米、冬小麦-夏玉米、露地蔬菜、保护地蔬菜)农田氮磷淋溶特征与时空规律。研究结果表明,中国北方4个主要种植模式的平均氮和磷淋溶强度分别为:保护地蔬菜117.5 kg(N)·hm~(-2)和0.74 kg(P)·hm~(-2),露地蔬菜51.7kg(N)·hm~(-2)和0.10kg(P)·hm~(-2),冬小麦-夏玉米轮作49.9kg(N)·hm~(-2)和0.07kg(P)·hm~(-2),春玉米30.7kg(N)·hm~(-2)和0.09kg(N)·hm~(-2)。与粮田相比,蔬菜田的高水肥投入决定了其较高的氮磷淋溶量。受土壤质地以及区域间水肥管理差异的影响,同一种植模式下,总氮淋溶强度为黑土区褐土区潮土区。农田氮磷淋溶年际间变化主要受降雨强度的影响,总氮淋溶量与降雨强度呈正线性相关关系,尤其前一年无淋溶事件发生背景下,下一年的淋溶量会急剧增加。空间尺度上,潮土区和褐土区是氮素淋溶的主要风险区。值得注意的是一些蔬菜种植面积尤其是保护地蔬菜种植面积占比较大的省份表现出较高的氮磷淋溶风险。综上,北方主要农区农田氮磷淋溶风险以氮为主,磷的淋溶风险也不容忽视。潮土区和褐土区是氮素淋溶的主要风险区。区域尺度上,氮磷淋溶主要来自粮田,但菜田面积越大,氮磷淋溶风险越高。     

尿素硝酸铵溶液对玉米产量、品质及养分吸收的影响

采用大田试验,研究了尿素硝酸铵溶液（UAN）在夏玉米上的施用效果。结果显示：与尿素相比,同等施氮条件下,施用UAN可提高玉米产量,主要归因于穗粒数的增加;优化施氮量减量20%施用,玉米产量有所降低,但仍高于尿素优化施氮量处理。同等施氮或减氮20%条件下,施用UAN的产值和经济效益也均高于尿素处理,籽粒粗蛋白和淀粉含量也有提高。玉米籽粒氮、磷含量和累积量,秸秆中磷含量和累积量也显著增加;氮素吸收效率、氮素表观回收率、氮素农学利用效率和氮肥生产效率也高于尿素处理。同等施氮量处理,施用UAN较尿素土壤硝态氮有向地下淋洗的趋势,减量施用,硝态氮向地下淋洗的速率减慢。和尿素相比,施用UAN还可提高玉米籽粒和地上部水分利用效率,减量施用,水分利用效率有所下降。综合而言,从产量、经济效益、氮肥利用效率和水分利用效率来看,施用UAN的效果好于尿素。     

乌鲁木齐市区大气氮素干沉降的输入性分析

2009年8月至2010年3月在乌鲁木齐市及城郊,通过大气颗粒物采样器、气体被动采样器对大气氮素干沉降进行连续性监测。结果表明：除NH3浓度值ISFR（土肥所）高于XIEG（生地所）外,其他活性氮成分的浓度XIEG均大于ISFR。NO2-N,NH3-N（气态）,PNO 3--N,PNH 4＋-N（气溶胶态）和PM10（...     

不同品种优质小麦施钾效果差异研究

采用大田试验,通过考察干物质、产量、钾含量及其利用效率,研究3个不同品种优质小麦(郑麦0943、郑麦0856和郑麦7698)施钾效果差异,揭示优质小麦钾素吸收利用特征。结果显示,施钾可不同程度提高3个优质小麦功能叶片SPAD值,从而促进小麦干物质积累和产量的增加。不同优质小麦品种比较,不施钾条件下,郑麦7698产量及各构成因子最高,施钾后花后干物质转移率及产量变化幅度均最小;且钾素利用效率无论施钾与否都维持较高水平,钾素收获指数和钾肥生产效率也高于其它两个小麦品种,说明郑麦7698具有钾高效利用特征。郑麦0856施钾后产量、穗数和穗粒数增加幅度均高于其他两个小麦品种;其钾素农学利用率也最高,说明郑麦0856对钾素较为敏感。     

海藻酸钠寡糖灌根处理对小麦根际土壤特性和养分吸收利用的影响

以小麦(Triticum aestivum L.)"郑麦0943"为材料,采用盆栽试验,研究不同质量浓度(2,4,6 g/L)海藻酸钠寡糖(AOS)灌根处理对小麦根际土壤特性和养分吸收利用的影响。结果表明:和对照相比,2 g/L AOS处理的根际脲酶、磷酸转化酶和过氧化氢酶活性分别较对照显著提高68.1%、14.4%和16.9%;4 g/L和6 g/L处理的根际脲酶活性也显著增加。3个质量浓度AOS处理的小麦根际速效氮含量显著降低19.5%～27.5%,但速效钾含量显著增加15.6%～40.9%,pH也显著提高。4 g/L和6 g/L AOS处理的小麦氮、磷、钾总累积量有不同程度增加。3个质量浓度AOS处理的小麦氮、磷利用效率分别显著高于对照3.5%～8.9%和6.8%～8.6%;2 g/L AOS处理的钾利用效率也显著提高3.2%。该结果说明AOS灌根处理可改善小麦根系微环境、促进小麦对养分的吸收和利用。