灌水量对耗水量及小麦产量的影响

随着工农业生产的发展 ,华北水资源日趋紧缺。小麦是华北平原的主要粮食作物 ,灌溉用水量大 ,但因本区降水量偏少 ,季节分布不均匀 ,年际变率甚大 ,水资源不足已成为小麦生产的限制因素。目前生产上为追求高产 ,而盲目增加灌水次数 ,加大灌水定额 ,致使水分利用效率降低。因此 ,研究小麦的需水特点 ,灌水时期 ,灌水量对耗水量与小麦产量的影响 ,对节约用水 ,提高水分利用效率 ,保护水资源具有重要意义。本文通过试验资料分析 ,探讨了适应于高产麦田的节水灌溉措施 ,使传统农业向节水农业发展 ,为高产麦田的灌溉提供理论依据。1　材料与方法…     

水分和氮肥运筹对小麦氮素吸收分配的影响

试验结果表明，两种灌溉方法下各处理之间的产量不存在显著差异，与两水处理相比，四水处理公顷穗数提高，但拔节水导致千粒重极显著降低。四水条件下小麦的氮素吸收量高于两水条件下的相应氮肥处理，而氮素生理效率降低。灌四水使氮素在小麦营养器官中的分配比例提高，两水灌溉更有利于氮素向子粒转运。各营养器官对子粒氮的贡献率依次为叶片＞茎秆＝颖壳＞叶鞘＞根系，其中叶片的氮素转移量最高，两水灌溉制度下，常规施肥量适宜于部分基施、部分于拔节期追施，而省肥用量可以考虑全部基施。     

宽幅播种对强筋小麦籽粒产量、品质和氮素吸收利用的影响

宽幅播种与适宜种植密度合理组配能够提高小麦籽粒产量和氮素利用率。然而,在协同改善产量和氮素利用率的同时,宽幅播种对籽粒品质有何影响未见报道。本研究于2018—2019和2019—2020连续2个生长季,选用藁优5766、济麦44、泰山27、洲元9369等4个强筋小麦品种,设置宽幅播种和常规条播2种播种方式,研究了宽幅播种对强筋小麦籽粒产量、品质和氮素吸收利用的影响。结果表明,宽幅播种条件下,主要得益于单位面积穗数的增加, 4个强筋小麦品种的单位面积粒数平均增加13.16%,籽粒产量相应提高13.39%。与此同时,宽幅播种强化了整个生育期特别是花后氮素的吸收,整个生育期小麦植株氮素积累量平均增幅为10.29%,花后氮素吸收量平均增幅为36.83%,进而提高了氮素吸收效率和氮素利用率,平均增幅分别为12.73%、13.39%。整个生育期特别是花后氮素吸收的增加,保障了籽粒氮素供应,提高了单位面积籽粒氮积累量,且其提高幅度(平均增幅为13.38%)与单位面积粒数(平均增幅为13.16%)和籽粒产量(平均增幅为13.39%)的提高幅度相近,籽粒单粒含氮量和蛋白质含量得以保持不变,籽粒蛋白质构成...     

高产条件下施氮量对冬小麦氮素吸收分配利用的影响

通过2年田间定位试验,采用15N示踪技术,研究了高产条件下不同施氮量处理对冬小麦氮素吸收、分配、利用及产量和品质的影响。结果表明,在本试验土壤肥力条件下,当施氮量超过150 kg/hm²时,不能显著增加植株氮素积累量,对小麦生育后期植株氮素吸收无显著促进效应。随施氮量增加,氮素在籽粒中的分配比例降低,在茎和叶的分配量及比例显著增加。15N示踪试验指出,施氮量由195 kg/hm²增至240 kg/hm²,植株吸收的肥料氮素增加,吸收的土壤氮素减少,植株总的氮素积累量无显著差异;施氮量增加,开花后营养器官中的氮素向籽粒的转移无显著差异,而转移效率及氮素转移对籽粒的贡献率降低。施氮量增加,氮素吸收效率和氮素利用效率下降,氮肥生产效率降低,氮素收获指数亦降低。施氮量为105～240 kg/hm²时,氮肥当季回收率为36.22%～50.54%,其中追肥氮回收率大于基肥氮;施氮量增加,氮肥回收率先增加后降低,195 kg/hm²处理氮肥当季回收率较高。适量施氮,籽粒产量增加,蛋白质含量提高,加工品质改善;过量施氮,籽粒产量降低,加工品质趋于变劣。本试验条件下,综合考虑产量、品质和氮素利用率,施氮量为150～195 kg/hm²可供生产中参考。     

不同灌水下限及氮素形态配比对西兰花干物质分配、产量及品质的影响

为研究不同灌水下限及氮素形态配比对西兰花干物质分配、产量及品质的影响,采用双因素随机区组设计,因素1为不同灌水下限,设3个梯度W1(田间最大持水量的80%)、W2(田间最大持水量的60%)、W3(田间最大持水量的40%);因素2为不同氮素形态配比,设3个配比N1(NO^-₃-N∶NH⁺₄-N=10∶0)、N2 (NO^-₃-N∶NH⁺₄-N=7∶3)、N3 (NO^-₃-N∶NH⁺₄-N=5∶5)。结果表明,在相同水分处理条件下,西兰花茎、花球干质量、经济产量、经济系数、Vc、水分利用效率和氮肥偏生产力均在N3处理时最高,但可溶性蛋白、硝酸盐、Cu含量最低;在相同氮素配比条件下,西兰花干质量(除花球干质量外)、产量、可溶性糖、水分利用效率和氮肥偏生产力随着灌水量的减少呈现先升高后降低的趋势,但可溶性蛋白含量降低;在N1和N2条件下,...     

不同强筋小麦品种产量、品质和氮素利用的差异

在高土壤肥力条件下,设置不施氮肥和施氮240 kg/hm22个处理,研究了6个强筋冬小麦品种的产量、品质和氮素利用的差异。结果表明,在施氮与不施氮的条件下,8901和济麦20两个品种均表现为高产、优质和高的氮素利用效率;施氮有利于进一步改善8901小麦的品质,提高济麦20的子粒蛋白质含量。两种处理下,淄麦12亦表现为产量较高,品质较优,但该品种氮素利用效率低,施氮后氮素利用效率进一步下降。烟农15的氮素利用效率亦较低,但施氮后氮素收获指数和氮素利用效率降低较少,子粒品质得到明显改善。与上述4个品种比较,济南17和烟农19的产量、品质和氮素利用效率居中;施氮后济南17的子粒产量显著提高,但两品种的品质均未得到显著改善。     

灌水时期和灌水量对小麦耗水特性和旗叶光合作用及产量的影响

在2004—2005和2005—2006小麦生长季,以济麦20、泰山23和泰山22为试验材料,研究了不灌水(W0)、拔节水60 mm (W1)、拔节水60 mm+开花水60 mm (W2)和拔节水60 mm+开花水60 mm+灌浆水60 mm (W3) 4个灌水处理条件下小麦耗水特性、旗叶光合作用和产量变化。结果表明,2004—2005生长季,济麦20和泰山23均以W2处理籽粒产量最高,耗水量和灌水效率分别高于和低于W1处理;两品种的水分利用效率均以W1和W2处理高于其他处理,其中济麦20的W1和W2处理无显著差异,而泰山23的W1处理高于W2处理。2005—2006生长季,济麦20和泰山22分别以W1和W2处理获得最高籽粒产量,两处理的耗水量(451.3 mm和459.2 mm)无显著差异;两品种的水分利用效率均以W0处理最高,W3处理最低,其中济麦20的W1处理高于W2处理,而泰山22在两处理间无显著差异。随灌水量的增加,土壤供水量和降水量占总耗水量的百分率降低,灌水量占总耗水量的百分率增大。济麦20的W0处理的旗叶光合速率和磷酸蔗糖合成酶活性在灌浆初期与W1和W2和W3处理无显著差异,灌浆中后期显著降低,但W0处理有利于蔗糖向籽粒转移,灌浆后期旗叶中蔗糖滞留较少,这是W0处理的粒重显著高于其他处理的生理原因之一。综合考虑籽粒产量、水分利用效率和灌水效率,在未灌底墒水条件下,济麦20和泰山23以拔节水灌60 mm或拔节水和开花水各灌60 mm为节水高产的模式;在灌底墒水60 mm条件下,济麦20以拔节水灌60 mm、泰山22以拔节水灌60 mm或拔节水和开花水各灌60 mm为节水高产的模式。     

高蛋白和低蛋白小麦品种的氮素吸收和运转分配差异的研究

本研究用4个籽粒产量相近而蛋白质含量差别较大的小麦品种进行试验，发现小麦一生吸收的氮素总量，高蛋白品种多于低蛋白品种，其中开花前的吸氮量差异不显著，而开花后的吸氮量高蛋白品种显著高于低蛋白品种。籽粒形成期间，高蛋白品种各营养器官中的氮素输出多于低蛋白品种，输出量与输出率与籽粒蛋白含量呈正相关。     

灌水量和灌水频率对设施小果型西瓜产量和品质的影响

以20 cm蒸发皿水面蒸发量为灌水依据,结合西瓜不同生育阶段需水规律,研究灌水量和灌水频率对设施小果型西瓜生长、产量和品质的影响。结果表明,西瓜植株的茎粗、叶片叶绿素含量、果实产量、品质和灌溉水分利用效率与灌水量、灌水频率存在密切的相关性,其中W₂F₂(灌水量75%Ep,灌溉频率6 d)处理综合表现最佳,该处理西瓜果实的可溶性固形物、葡萄糖、蔗糖、果糖和番茄红素含量等品质指标均最高,硝酸盐含量较低,产量达41247 kg/hm²,与产量最高的W₃F₁(灌水量90%Ep,灌溉频率3 d)没有显著差异,灌溉水分利用效率为53.4 kg/m³,与最高的W₁F₁(灌水量60%Ep,灌溉频率3 d)没有显著差异,其他指标均处于中间水平,为最优灌水技术方案。研究结果可为设施小果型西瓜绿色优质生产提供理论和技术支持。     

有机肥替代化肥对小麦产量、品质及氮素效率的影响

通过探索河北山前平原区有机肥替代氮肥的配比,以期为该区小麦氮肥减量增效技术提供依据。在河北永年博远农场连续2 a进行大田试验,设置5个有机肥和无机肥组配处理。结果表明,有机肥替代20%和40%的化肥,可显著提高穗粒数和产量,较高氮处理和节氮处理产量提高4.0%以上,穗粒数增加3.6～5.6粒。籽粒品质指标大多为替代率20%和40%的处理和节氮处理较优,主要为稳定时间增加2.2～2.7 min,拉伸面积增大10.5～17.5 cm²,最大拉伸阻力增大28.0～75.5 EU。氮效率各项指标大多为替代率20%的处理较优,其中氮肥效率、氮素利用效率和氮收获指数较高氮处理分别提高109.3%,9.3%,11.3%,较节氮处理分别提高6.9%,8.5%,8.3%。有机肥不同比例替代化肥,0～20 cm土壤硝态氮均出现“表聚现象”,含量增加,较节氮处理高38.5%以上;20～40 cm土壤硝态氮则表现为节氮处理和高氮处理显著较高。20%有机肥替代氮肥小麦产量和品质俱佳,显著改善0～40 cm土壤硝态氮含量,提高小麦对氮素吸收利用,环境效益显著。     

施氮量对旱地小麦耗水特性和产量的影响

2009—2010和2010—2011小麦生长季, 分别利用小麦品种济麦22和山农16, 研究了施氮量0 (N0)、90(N1)、120 (N2)、150 (N3)、180 (N4)和210 kg hm^-2 (N5)条件下的小麦耗水特性和产量水平。N3处理的耗水量在播种至拔节期与N1和N2处理无显著差异, 但在拔节至成熟期显著高于N1和N2处理; N4处理各阶段耗水量与N3处理无显著差异; N5处理在返青至开花期耗水量显著增加。当施氮量由90 kg hm^-2增加到150 kg hm^-2时, 小麦对深层土壤贮水利用能力增强, 但施氮量继续增加, 80 cm以下土层土壤贮水消耗量未显著增加。N3处理在拔节后株间蒸发量显著低于N1和N2处理, 开花后旗叶水分利用效率显著高于N1和N2处理, 但与N4和N5处理拔节后的株间蒸发量及开花后旗叶水分利用效率无显著差异。在本试验条件下, N3处理的产量、水分利用效率和降水利用效率最高, 氮肥生产效率也较高, 因此150 kg hm^-2是适宜的施氮量。     

灌水量对小麦籽粒粉含量和相关酶活性及水分利用效率的影响

在2004-2005年和2005-2006年小麦生长季,设置不同的灌水时期和灌水量处理,研究了小麦籽粒产量、籽粒淀粉含量、淀粉合成相关酶活性和水分利用效率。结果表明,全生育期不灌水条件下,籽粒中的可溶性淀粉合酶(SSS)和淀粉粒结合态淀粉合酶(GBSS)活性在灌浆初期显著升高,在灌浆中后期显著降低,同时灌浆后期支链淀粉、直链淀粉和总淀粉含量亦显著降低。拔节期和开花期每次灌水60 mm有利于小麦在灌浆中后期保持较高的SSS和GBSS活性,提高灌浆后期籽粒中的支链淀粉、直链淀粉和总淀粉含量;灌水量进一步增加时,灌浆中后期的SSS活性显著降低,GBSS活性升高,灌浆后期的支链淀粉含量降低,直链淀粉含量升高。在两个生长季中拔节期和开花期每次灌水60 mm处理的土壤贮水消耗量较高,水分利用效率最高和籽粒产量较高。在此基础上增加灌水量时,开花至成熟阶段0~60 cm土层的土壤含水量显著升高,土壤贮水消耗量降低,籽粒产量无显著变化,水分利用效率和灌溉水利用效率降低。     

施氮量对强筋小麦籽粒产量和品质的影响

在水浇地高产麦田研究了施氮量对强筋小麦籽粒产量和品质的影响。结果表明,适当增加氮肥施用量可以提高各产量构成因素的水平,因而产量增加,过量施用氮肥虽可以增加公顷穗数,但穗粒数和千粒重下降,而导致产量降低。增加氮肥的施用量能够改善强筋小麦的营养品质和加工品质,但随着施氮量的增加改善的幅度降低。综合施氮量对小麦产量及构成因素和品质性状的影响效应,认为在较高土壤肥力的麦田适宜施氮量为240kg/ hm2左右。     

氮素实时管理对冬小麦产量和氮素利用的影响

为实现氮素效率和小麦产量的协同提高,以山东省泰安市和兖州市为试验地点,连续2年在4个田块上进行了基于土壤硝态氮测试的氮素实时管理试验。与农民习惯施肥相比,优化施氮处理提高产量0.87%～10.44%,平均5.82%;而氮肥用量减少38.61%～53.29%,平均46.70%;氮素吸收效率、氮素表观利用率和氮素农学效率分别增加36.67%～85.69%、58.49%～267.69%和34.16%～410.58%;氮肥偏生产力升高74.23%～124.87%;产/投比提高78.50%～112.09%。说明应用土壤硝态氮测试进行小麦氮肥实时实地管理达到了减少氮肥用量,提高氮素利用效率,增加产量和经济效益的目的。     

氮肥配施纳米镁对水稻产量、品质和氮肥利用率的影响

以水稻品种南粳9108为试验对象,于2019-2020年在扬州大学校内试验基地采用盆栽试验研究纳米镁（12kg Mg/hm²）在0、225、270、315kg N/hm²条件下对水稻的产量、稻米品质及氮素利用率的影响。结果表明,纳米镁的施用能有效提高产量和氮肥利用率。相同氮肥施用水平下,施用纳米镁处理的水稻产量均高于不施镁处理,2年籽粒产量分别提高2.85%~8.86%和5.22%~7.16%,单位面积穗数和穗粒数显著提高。与不施镁处理相比,施用纳米镁处理的氮肥利用率提高了4.18%~5.97%,稻米品质也有一定改善。施用纳米镁处理的稻米整精米率和蛋白质含量分别提高了3.51%和6.26%,垩白粒率、垩白度和直链淀粉含量分别降低了2.45%、2.40%和4.30%,胶稠度变化不明显。与不施镁处理相比,施用纳米镁处理的稻米食味值、峰值黏度、热浆黏度和崩解值分别提高了0.79%、1.35%、1.64%和0.48%,最终黏度降低了0.66%,但均未达到显著差异。兼顾产量和稻米品质,在225~270kg/hm²的施氮量下,施用纳米镁有利于实现水稻的高产高效优质栽培。     

硫肥对中筋小麦产量和加工品质的调控效应

以2个不同穗型的中筋高产小麦品种豫农949和兰考矮早八为材料,于2005-2007年通过2种氮水平的大田试验研究了施硫对小麦籽粒产量和加工品质指标的影响。结果表明,2个品种在2种氮水平下施硫提高了籽粒产量及其构成因素,豫农949施硫增产效果显著优于兰考矮早八,表明施用硫肥应考虑品种间差异。增施硫肥对2个品种的加工品质性状也有重要影响,施硫降低了淀粉的直/支比,提高了面团的拉伸面积和延伸度等面粉的拉伸参数,从而改善了面团流变学特性。此外,施硫处理还提高了面粉的亮度(L*值),改善了面粉的感官指标。综合比较氮硫施用对小麦产量和品质的调控效应以及投入成本,高产麦田以240 kg N hm^-2配施60 kg S hm^-2可起到提高籽粒产量、改善籽粒品质和节约成本的作用。因此,补充硫素营养已成为获取更高小麦籽粒产量和改善其加工品质的迫切措施之一,尤其是在中国一些高氮供应地区更应该如此。     

肥料运筹对超高产小麦群体质量、根系分布、产量和品质的效应

在小麦超高产栽培条件下利用不同施肥量和不同施肥比例的处理,研究了小麦群体质量、根系分布、子粒产量和品质。结果表明：在超高产栽培条件下,增施肥料,群体生物量在所增加,提出了超高产小麦适宜的生物量和叶面积系数的动态参考指标。根长密度随土层加深而逐渐减少,增施肥料可以提高根长密度。根系平均直径以0－10cm土层内最大,增施肥料对根系平场直径的影响不大。根系的总表面积以0－10cm土层内最大,以下锐减。增施肥料可增加根总表面积,施氮磷比例为1：1时效果最好。不同土层内根系总长度所占比例差异很大,其中0－10cm土层占50％以上。增施肥料可以提高产量和品质,其中以施氮磷钾比例1：1：0．6时效果最好。     

滴灌带间距和灌水定额对春小麦产量和水分利用效率的影响

为了探究春小麦合适的滴灌灌水定额和滴灌带间距组合,2015年3—7月进行了春小麦大田试验,研究3种滴灌带间距(D1：60 cm、D2：90 cm、D3：120 cm)和3种灌水定额(I1：35 mm、I2：45 mm、 I3：55 mm)对西北旱区春小麦产量和水分利用效率的影响。试验结果表明：产量最高的处理为D1I2达到8964 kg/hm²。当滴灌带间距为60 cm和90 cm时,灌水定额从35 mm增加至45 mm时产量显著增加,灌水定额达到55 mm时产量分别下降9.5%和2.2%。灌水定额为35 mm和45 mm时,滴灌带间距60 cm的处理产量显著高于滴灌带间距120 cm的处理;灌水定额增加到55 mm时,3个滴灌带间距处理产量无显著差异。水分利用效率在1.57~2.11 kg/m³间变化,最高的为D2I2处理。综合考虑产量、灌水量、水分利用效率和滴灌带投入,D2I2处理是该地区最优的滴灌带间距和灌水定额组合。