基于旱地小麦高产优质的氮肥用量优化

  【目的】  探讨长期定位施氮条件下小麦产量与籽粒养分含量的变化,及土壤硝态氮、有效磷和速效钾的变化,为旱地小麦合理施用氮肥,保持土壤肥力,提高产量和改善品质提供理论依据。  【方法】  本研究基于2004年在黄土高原开始的长期定位施肥试验,2015—2017连续3年取样,研究了施氮量对土壤硝态氮、有效磷、速效钾含量,小麦氮磷钾素吸收利用,籽粒氮、磷、钾含量,地上部生物量、籽粒产量及其构成的影响。  【结果】  与不施氮相比,长期施氮小麦平均增产67.1%,生物量提高52.0%,收获指数提高9.5%;穗数和穗粒数平均分别提高32.5%和40.0%,千粒重下降7.1%。施氮量与产量、生物量呈抛物线关系,获得最高产量6587 kg/hm2的施氮量为N 215 kg/hm2。籽粒氮含量随施氮量增加而增加,磷含量降低,钾含量变化较小。土壤硝态氮含量与施氮量呈显著正相关,小麦获得最高产量时播前和成熟期硝态氮含量分别为7.2和10.3 mg/kg;有效磷含量随施氮量增加而降低,速效钾含量变化较小。氮收获指数、生理效率、偏生产力、农学效率均随施氮量增加而降低。  【结论】  综合考虑小麦的籽粒产量和籽粒关键养分含量,研究区域旱地冬小麦产量目标应为6300 kg/hm2,施氮量为N 150 kg/hm2、施磷量为P₂O₅ 100 kg/hm2,播前或收获期表层 (0—20 cm) 土壤硝态氮保持在6.0～8.0 mg/kg、土壤有效磷12.0～15.0 mg/kg、土壤速效钾139～140 mg/kg。     

旱地石灰性土壤上长期施磷对小麦籽粒铁锰铜锌含量的影响

  【目的】  研究石灰性土壤上施用磷肥引起的小麦铁、锰、铜、锌含量的变化及其与作物养分吸收和土壤养分有效性的关系,为旱地小麦磷肥合理施用和丰产优质生产提供科学依据。  【方法】  于2004年在陕西杨凌设置不同磷肥用量的长期定位田间试验,土壤为石灰性土壤,pH 8.3。试验在每个小区施氮(N) 160 kg/hm2的基础上,设置施用P₂O₅ 0、50、100、150、200 kg/hm2 5个水平。于2013—2016年3个收获期取样,测定了小麦地上部各器官生物量和铁、锰、铜、锌含量,及0—20和20—40 cm土层土壤有效铁锰铜锌含量。  【结果】  与不施磷相比,施用磷肥提高了小麦产量和籽粒铁、锰含量,但降低了籽粒铜、锌含量,同时提高了土壤有效铁、锰、锌含量,对有效铜含量影响不显著。进一步回归分析得出,施P₂O₅ 165 kg/hm2时产量最高,为6492 kg/hm2;施P₂O₅ 100 kg/hm2时籽粒铁含量最高,为41.7 mg/kg;施P₂O₅ 94 kg/hm2时籽粒锰含量最高,为37.5 mg/kg;施P₂O₅ 136 kg/hm2时籽粒锌含量最低,为25.4 mg/kg;籽粒铜含量在每增施P₂O₅ 100 kg/hm2时会降低0.4 mg/kg。土壤有效锰、锌在施P₂O₅ 100 kg/hm2时达到最大值,比对照分别提高24%和35%;土壤有效铁在施P₂O₅ 200 kg/hm2时增幅最大,为8%;土壤有效铜在各施磷量下无显著变化。产量为最高产量的95% 时施磷量为 108 kg/hm2,当超过这一施磷量时,产量增幅减小,籽粒铁锰含量不再增加,铜锌含量持续降低。  【结论】  黄土高原石灰性旱地土壤上,长期施磷提高了小麦籽粒铁、锰含量,降低了籽粒铜、锌含量。籽粒铁、锰含量增加与土壤有效铁、锰增加促进了小麦的吸收及向籽粒的转移有关,而籽粒铜、锌含量降低与施磷后土壤有效铜没有显著提高,且高磷抑制铜转运和锌吸收有关。为了兼顾小麦高产与营养平衡,这一地区的施磷量应不超过P₂O₅ 108 kg/hm2,以防止小麦籽粒铜、锌含量进一步降低,并维持合适的籽粒铁、锰含量。     

施磷量与小麦产量的关系及其对土壤、气候因素的响应

【目的】分析在有效磷含量不同的土壤中磷肥施用量对小麦籽粒产量的影响,探明在保证小麦高产的前提下,不同有效磷含量土壤中施磷量与小麦籽粒产量之间的关系,为小麦生产中合理施用磷肥、改善农田生态环境提供理论依据。【方法】本研究根据1990—2017年间已公开发表的有关中国磷肥田间试验的文献,建立土壤有效磷、施磷量和小麦籽粒产量的数据库。采用数据整合分析方法(Meta-analysis),研究在3个土壤有效磷梯度(< 10、10～20、> 20 mg/kg)下,不同施磷(P₂O₅)量(< 60、60～90、90～120、120～150、> 150 kg/hm2)对小麦籽粒产量的影响,分析施磷量与小麦籽粒产量之间的关系及其对环境因素的响应。【结果】1)除在有效磷 > 20 mg/kg的土壤上施用P₂O₅ > 90 kg/hm2的高量磷肥外,在其它有效磷含量土壤上施用磷肥对小麦籽粒产量的提高均具有正影响。具体表现为:在有效磷 < 10 mg/kg的土壤上,小麦籽粒产量随施磷量的升高而呈直线上升趋势,其中施P₂O₅ > 150 kg/hm2的磷肥对小麦的增产作用最强(36.6%);在有效磷含量为10～20 mg/kg的土壤上,90～120 kg/hm2的P₂O₅施用量对小麦的增产作用最强(25.8%);在有效磷含量 > 20 mg/kg的土壤上,小麦籽粒产量与施磷量的关系符合米歇里西方程,即小麦籽粒产量随施磷量先增加后达到平衡,且磷肥施用对小麦的有效增产作用相对较弱(< 8%)。2)在不同的环境因素下磷肥施用对小麦籽粒产量的提高均为正影响。具体表现为:在不同的气候类型条件下,亚热带季风气候条件下施用磷肥对小麦籽粒产量的提高幅度为19.4%,高于亚热带季风气候区(10.7%);在不同土壤类型条件下,黑垆土中磷肥施用对小麦籽粒产量的提高幅度为34.4%,显著高于黄棕壤(10.3%)、棕壤(9.2%)和褐土(15.6%);在不同小麦种植区中,春小麦区中磷肥施用对小麦籽粒产量的提升幅度为32.9%,显著高于北方冬小麦区(13.9%)和南冬小麦区(10.8%)。【结论】在试验前初始有效磷含量不同的土壤中,磷肥施用量对小麦籽粒产量的影响程度不尽相同,其中在亚热带季风气候、黑垆土、春小麦区条件下施磷的增产作用较强。因此,在小麦生产过程中施用磷肥时应充分考虑当地的土壤有效磷含量,适量施肥,减少磷素浪费,保护农业生态环境。     

我国主要麦区小麦产量形成对磷素的需求

【目的】掌握小麦磷素的吸收特征及区域差异性有利于指导小麦合理施肥,提高磷肥肥效,维持小麦增产稳产。本文旨在探讨我国小麦磷素吸收特征的区域差异性及对产量的响应。【方法】本文收集了2000年后我国黄淮海冬麦区、 西北冬春兼播麦区和长江中下游麦区小麦田间试验的文献数据,统计分析了小麦产量、 地上部磷吸收、 籽粒磷含量、 秸秆磷含量、 100 kg籽粒需磷量等参数的区域异质性,并计算了小麦不同产量水平下100 kg籽粒需磷量、 籽粒磷含量和秸秆磷含量的变化特征。【结果】我国田间试验的小麦平均产量为6.18 t/hm2 (n=5424),变异系数为33.1%; 籽粒、 秸秆磷含量全国平均分别为0.32% (n=1072)、 0.08%(n=864),变异系数分别为34.3%、 75.0%; 地上部、 籽粒和秸秆吸磷量全国平均分别为26.4 kg/hm2 (n=1370)、 17.0 kg/hm2 (n=679)、 5.4 kg/hm2 (n=650),变异系数分别为58.6%、 55.1%、 94.8%。除籽粒磷含量外,小麦产量、 地上部磷吸收量、 籽粒磷吸收量、 秸秆磷吸收量和秸秆磷含量均以黄淮海麦区最高,长江中下游冬麦区次之,西北冬春麦区最低。生产100 kg籽粒需磷量全国平均为0.46 kg(n=1546),变异系数37.0%,其中以黄淮海冬麦区最高,为0.50 kg (n=813),长江中下游冬麦区和西北冬春麦区分别为0.44 kg (n=195)和0.41 kg (n=538)。随小麦产量水平的提高,生产100 kg小麦籽粒需磷量呈增加趋势,4.50 t/hm2、 4.50~6.50 t/hm2、 6.50~8.50 t/hm2、 8.50 t/hm2 产量范围生产100 kg籽粒需磷量分别为0.41 kg、 0.43 kg、 0.50 kg、 0.52 kg; 籽粒磷含量基本维持一定水平,分别为0.32%、 0.31%、 0.31%、 0.33%,秸秆磷含量呈增加趋势,分别为0.05%、 0.07%、 0.11%、 0.12%。【结论】我国小麦产量、 籽粒磷含量、 秸秆磷含量、 籽粒磷吸收量、 秸秆磷吸收量、 地上部吸磷总量和生产100 kg籽粒需磷量波动范围大,变异性较高,存在明显区域差异。黄淮海冬麦区吸磷量以及百公斤籽粒需磷量均高于西北和长江中下游区,产量水平也最高。产量越高,百公斤籽粒需磷量也越高。因此,施肥中要依据区域的小麦产量及磷素需求规律因地制宜地指导区域小麦科学施肥。     

不同覆盖措施下旱地冬小麦的氮磷钾需求及其生理效率

【目的】目前西北旱地小麦水肥管理与保水栽培多集中于产量和水分利用效率的研究,养分效率以及养分吸收后形成小麦籽粒产量和养分含量能力的报道相对较少。本研究探讨了不同覆盖措施对黄土高原旱地冬小麦氮磷钾需求和生理效率的影响,为提高黄土高原旱地冬小麦养分效率,以及为促进小麦的高效优质生产提供理论依据。【方法】以冬小麦为供试作物,在陕西省永寿县连续进行了 4 年田间定位试验,以不施氮肥为对照,施 N 195 kg/hm2 (N1 农户模式)、 N 150 kg/hm2 (N2 农户减氮),全膜穴播、垄覆沟播和秸秆覆盖,共 6 个处理,3 个覆盖处理施氮量均为 150 kg/hm2 。调查分析了冬小麦籽粒产量、籽粒养分含量、籽粒产量形成和籽粒养分含量形成的氮磷钾需求及生理效率。【结果】减氮无覆盖处理较常规施氮处理籽粒产量形成的需氮量显著降低 5.3%,其他指标均无显著性差异。在 150 kg/hm2施氮条件下,与无覆盖相比,垄覆沟播的产量未增加,但提高了地上部吸氮量,籽粒产量形成的需氮量显著增加 2.6%,籽粒产量形成的氮生理效率降低 6.3%;全膜穴播籽粒产量显著增加 6.9%,地上部吸氮量提高 11.3%;秸秆覆盖产量增加 3.5%,地上部吸氮量显著增加 13.2%,籽粒产量形成的需氮量显著增加 8.5%,籽粒产量形成的氮生理效率降低 3.9%。与相同施氮量无覆盖相比,垄覆沟播地上部吸磷量和吸钾量未增加,全膜穴播地上部吸磷量和吸钾量分别显著增加 15.6%、23.4%,籽粒产量形成的钾生理效率显著降低 10.6%;秸秆覆盖地上部吸磷量和吸钾量分别显著增加 13.2%、24.4%,籽粒产量形成的磷、钾生理效率分别显著降低 9.9%、15.1%。在施氮量由 195 kg/hm2 减至 150 kg/hm2 后,与无覆盖相比,采用垄覆沟播技术未能增加小麦产量,但增加了地上部的吸氮量,从而提高了籽粒产量形成的需氮量,降低了氮的生理效率;采用全膜穴播技术提高了籽粒产量,同时增加地上部吸氮量,但未增加籽粒产量形成的需氮量和氮生理效率;采用秸秆覆盖技术增加了产量,同时增加地上部吸氮量,而籽粒产量形成的需氮量也增加,从而降低了籽粒产量形成的氮生理效率。【结论】旱地小麦生产中为保证籽粒产量和营养品质,需增加地膜覆盖和秸秆覆盖的氮肥用量。     

秸秆还田对冬小麦产量和氮、磷、钾吸收利用的影响

【目的】陕西关中平原是我国典型的冬小麦—夏玉米轮作区,冬小麦播种前将上季收获后的玉米秸秆还田是当地普遍采用的作物秸秆管理方式。本研究以优化秸秆还田条件的小麦养分资源管理,实现作物增产和肥料增效为目标,通过2年的田间定位试验,探索关中地区玉米秸秆还田条件下,冬小麦高产高效的最佳养分管理措施。【方法】试验于2011年10月至2013年5月在陕西省周至县终南镇进行,供试冬小麦品种为周麦23,夏玉米品种为郑单958。采用裂区设计,主处理为玉米秸秆全量还田(S1)和秸秆不还田(S0),副处理为5个不同氮肥施用水平(N 0、84、168、252和336 kg/hm2),种植作物为冬小麦。通过不同氮水平的回归分析,研究了玉米秸秆还田对后茬冬小麦的籽粒产量、生物量和收获期地上部氮、磷、钾养分吸收利用的影响。【结果】与玉米秸秆不还田相比,秸秆还田对冬小麦籽粒产量和收获期地上部氮、磷、钾养分吸收量的影响均表现出低氮降低、高氮增加的趋势。第一年和第二年在施氮量分别低于N 153和187 kg/hm2时,秸秆还田处理小麦减产,相反则增产,并且增产量随着氮肥用量的增加而增大;生物量与产量趋势一致,前后两年玉米秸秆还田与不还田条件下,冬小麦生物量相等时的氮肥用量分别为N 190和202 kg/hm2。在产量构成要素中,同一氮水平时,秸秆还田对小麦穗粒数和千粒重没有明显影响,而每公顷穗数却表现为低氮降低、高氮增加的趋势,所以秸秆还田后穗数增加是小麦增产的主要原因。同时,在玉米秸秆还田条件下,小麦地上部氮、磷、钾吸收量增加时,第一年的氮肥用量分别高于N 275、123和213kg/hm2,第二年分别高于N 200、165和241 kg/hm2,但氮、磷、钾的收获指数不随施氮量的增加而递增。而且过量施氮也会造成小麦籽粒磷含量的降低。【结论】在综合同一施氮水平时,秸秆还田后的冬小麦籽粒产量和地上部氮、磷、钾养分吸收利用的变化,建议在陕西关中平原的冬小麦—夏玉米轮作区域,氮肥用量应控制在N 150~200kg/hm2,以保证在玉米秸秆还田条件下小麦的增产和氮、磷、钾养分资源的高效合理利用。     

双季稻最佳磷肥和钾肥用量与密度组合研究

【目的】为明确磷肥、钾肥用量和移栽密度对双季稻的施用效果,在田间试验条件下研究了不同磷肥用量、钾肥用量和移栽密度组合对江西双季稻产量、产量构成要素及磷肥和钾肥利用率的影响。【方法】本研究采用裂区试验设计研究了不同施磷量和移栽密度、不同施钾量和移栽密度对双季稻产量、磷肥和钾肥利用率的影响。磷肥用量和移栽密度试验中,设4个施磷水平(P2O5 0、60、90、120 kg/hm2,以P0、P60、P90和P120表示)和4种移栽密度(21×104、27×104、33×104、39×104 穴/hm2,以D21、D27、D33和D39表示)组合。钾肥用量和移栽密度试验中,设4个施钾水平(K2O 0、90、120、150 kg/hm2,以K0、K90、K120和K150表示),密度设置同磷肥试验。在水稻成熟期对产量以及产量构成要素进行测定,并分析其磷素和钾素的吸收量和利用率等指标。【结果】磷肥与密度试验中,同一施磷水平下,早稻产量和地上部磷素吸收量随着移栽密度的增加而增加,当施磷量超过60 kg/hm2时,产量和磷素吸收量不再随密度增加而显著增加,磷素吸收利用率(REP)、磷素农学效率(AEP)和磷素偏生产力(PFPP)逐步降低,以P60D39处理组合的产量和磷素吸收利用率最高,分别为5303.9 kg/hm2和24.4%,AEP为29.4 kg/kg; 晚稻则以施磷量在60 kg/hm2和33×104 穴/hm2密度组合的产量和磷素吸收利用率最高,分别为7246.9 kg/hm2和42.4%,AEP为36.2 kg/kg。钾肥与密度试验中,早稻的钾素吸收量随着施钾量的增加而增加,施钾量在120 kg/hm2和39×104 穴/hm2密度组合的处理产量和钾素吸收利用率(REK)最高,分别为6376.3 kg/hm2和67.2%,此时钾素农学效率(AEK)为15.6 kg/kg; 晚稻则以施钾量在90 kg/hm2和33×104 穴/hm2密度组合的处理产量和REK最佳,分别为7025.6 kg/hm2和74.0%,AEK为21.7 kg/kg。【结论】合理的磷肥、钾肥用量和移栽密度可以显著增加水稻单位面积有效穗数和养分累积量,进而增加水稻产量和肥料利用率,但过高的磷肥和钾肥施用会抑制产量的进一步增加。建议本研究区域的早稻采用施磷量在60 kg/hm2、施钾量120 kg/hm2和39×104穴/hm2的密度组合,而晚稻采用施磷量60 kg/hm2、施钾量90 kg/hm2和33×104 穴/hm2的密度组合。     

磷对淀粉型甘薯产量及养分吸收利用的影响

【目的】研究不同磷肥用量对甘薯养分吸收、分配及产量的影响,探究淀粉型甘薯磷肥营养效应,为甘薯高产科学合理施用磷肥提供理论依据。【方法】以淀粉型甘薯渝薯17(淀粉含量24.06%)为材料,设置7个磷肥处理(P2O50、0、37.5、75、112.5、150、300 kg/hm2),田间随机区组排列。其P2O50处理不施任何肥料,其他处理均底施纯氮(N)90 kg/hm2和K2O 150 kg/hm2。甘薯苗移栽后每隔30 d,共计取样5次,对全株样品分叶片、茎蔓和块根测定其鲜重、干重及全氮、磷、钾的含量。收获期测定小区鲜薯产量、茎蔓产量并计算收获指数(HI)及其磷肥农学效率(PAE)、磷肥表观利用率(PAUE)、磷收获指数(PHI)、磷肥生理利用率(PPUE)、磷肥偏生产力(PFPP)和磷肥增产率(PIR);同时计算收获期各器官N、P、K的吸收量,对N、P、K吸收量之间及其与产量之间关系进行相关性分析。【结果】1)适当增施磷肥有利于提高甘薯的经济产量、生物产量和收获指数,且以施P2O5112.5 kg/hm2和150kg/hm2时最优,经济产量增产率分别为19.4%和21.06%。2)不同器官N、P、K最高含量分别出现在栽后60、90、150 d,各处理氮素和磷素含量均为叶片茎蔓块根,而钾素含量为茎蔓叶片块根。栽后60 d后,叶片∶茎蔓∶块根含氮量为4.08∶1.62∶1,栽后90 d后,叶片∶茎蔓∶块根磷含量为2∶1.35∶1,栽后150 d后,茎蔓∶叶片∶块根含钾量为2∶1.8∶1。3)施磷可提高甘薯块根、茎蔓和叶片对N、P、K的吸收,养分总吸收量为钾氮磷;施磷处理中N、P、K的吸收量增幅分别为23.9%66.6%、29.6%58.5%、41.3%73.7%。磷钾吸收量均表现为块根茎蔓叶片,吸氮量表现为块根叶片茎蔓。4)在不同施磷条件下,形成500 kg所吸收的N、P2O5、K2O分别为4.24 6.61 g,1.93 2.84 g和6.94 11.48 g。施P2O5112.5 kg/hm2时,形成500 kg鲜薯吸收的养分最多,N、P2O5、K2O吸收量分别为6.61、2.84和11.08 g。5)磷肥表观利用率、偏生产力在施P2O537.5 kg/hm2时最高,分别为16.6%和343.0 kg/kg P2O5,磷肥农学效率、磷肥生理利用率和磷收获指数在施P2O5112.5 kg/hm2时最高,分别为136.7 kg/kg、777.9 kg/kg和65.9%。6)收获期各器官N、P、K吸收量之间及其与产量之间均呈显著或极显著正相关。【结论】增施磷肥能提高甘薯产量,但其利用效率有下降趋势。本试验中,从甘薯高产高效生产的磷肥管理角度分析,N和K2O施用量分别为90 kg/hm2和150 kg/hm2时,以施P2O5为112.5 kg/hm2为最佳。     

氮、硫配施对冬小麦氮素利用效率及产量的影响

【目的】氮(N)、硫(S)是生物所必需的营养物质,对小麦籽粒产量和品质起着重要作用。硫素供应不足,特别是在当前大量氮素供应情况下引起的作物生理性缺硫将导致作物产量和含硫氨基酸蛋白质含量下降。本文旨在探索氮、硫配施对冬小麦氮素利用效率和籽粒产量的促进效果并提出合理的区域氮、硫施肥技术。【方法】20122013年,在河南温县以国审冬小麦品种豫麦49-198为供试材料,进行大田试验。设置不同施氮量0、120、180、240和360 kg/hm2(分别以N0、N120、N180、N240和N360表示)和施硫0和60 kg/hm2(S0和S60)试验,调查氮、硫对冬小麦干物质积累、氮素积累分配、籽粒产量和氮素利用效率的影响。【结果】对冬小麦生育后期干物质积累分析表明,干物质积累随施氮量增多而提高,相同施氮量条件下施硫较不施硫小麦干物质积累量显著提高,其中成熟期干物质积累量N180S60、N240S60和N360S60分别较N180S0、N240S0和N360S0提高2225、3607和3120 kg/hm2,而且氮素低的处理添加硫后干物质积累量高于氮素高不加硫处理,如N180S60N240S0、N240S60N360S0,处理间差异均达显著水平。随施氮量增多,冬小麦植株氮素积累总量增加,在N 240和360 kg/hm2水平,硫素供应显著增加小麦植株氮素积累。不同施氮量条件下施硫较不施硫均显著提高了小麦籽粒产量,分别提高了10.5%、18.3%、5.2%、5.6%和4.9%。随施氮量增多,氮肥偏生产力下降,氮回收效率、生理效率和农学效率则均以N 180达最高值。不同施氮水平下,施硫均显著提高了冬小麦氮素回收效率,但对氮生理效率影响不显著,其中在施N量为120、180和240kg/hm2时,施硫较不施硫氮肥偏生产力和农学效率均显著提高。【结论】在当前小麦生产中,采用控氮或减氮增硫技术措施,可实现小麦氮利用效率和籽粒产量的同步提高。在本试验地区小麦生产中,达到冬小麦稳产高效或增产高效的适宜施氮量为180 240 kg/hm2配合60 kg/hm2硫肥施用。     

磷肥对甘蓝型春油菜产量、磷肥利用效率及经济效益的影响

利用大田试验研究了不同磷肥用量对甘蓝型春油菜产量、养分积累、磷素利用效率和经济效益的影响。结果表明,在低磷土壤上施用125 kg/hm2N和135 kg/hm2K2O基础上增施磷肥,可显著增加油菜不同部位产量,其中籽粒产量平均提高12.5%,生物量平均提高29.0%。施磷明显提高油菜地上部P素含量,有利于促进油菜K素营养累积,但对N素、K素含量无显著影响。随磷肥施用量的增加,磷肥偏生产力显著下降,施磷后磷肥农学效率、磷肥表观利用率和磷肥生理利用率平均分别为4.6 kg/kg P2O5、13.0%和40.2 kg/kg P2O5,磷肥对籽粒产量的贡献率仅为10.9%。根据经济效益分析结果,青海甘蓝型春油菜生产中磷肥用量以75 kg/hm2为宜。     

石灰性土壤施用氯化钙对冬小麦生长及钙锌吸收的影响

【目的】北方石灰性土壤碳酸钙含量、p H高等因素制约了小麦对锌的吸收,但由于交换性钙含量高,这一地区作物钙锌营养及其相互作用的研究一直缺乏。本研究通过冬小麦盆栽试验,研究石灰性土壤上不同氯化钙用量对冬小麦生长及钙锌吸收利用的影响,初步探索冬小麦钙锌的相互作用。【方法】选取西北农林科技大学农作一站麦田耕层0—20 cm的土壤进行冬小麦盆栽试验。设5个处理,在施N 0.3 g/kg、P2O50.2 g/kg、K2O 0.3 g/kg土基础上,以氯化钙为钙肥,设施Ca 0、0.3、0.6、0.9和1.2 g/kg土5个水平,每个处理4次重复,完全随机区组设计。供试品种为小偃22,2010年10月15日播种。在收获期采集小麦地上部,分别测定茎叶、颖壳和籽粒烘干重及其钙、锌的含量,收获后土壤p H、交换性钙及有效锌的含量,并计算冬小麦钙、锌累积量及钙、锌收获指数。试验数据采用Excel软件进行计算处理,DPS软件进行方差分析。【结果】小麦籽粒产量和地上部生物量随氯化钙用量升高而增加,施Ca 0.6、0.9和1.2 g/kg时小麦地上部生物量显著提高9.8%17.5%,籽粒产量在施Ca 0.9和1.2g/kg时分别显著增加10.7%和22.7%。施用氯化钙显著提高了小麦茎叶和颖壳中的钙含量,茎叶钙含量在施Ca0.9和1.2 g/kg时分别较对照显著提高53%和68%,颖壳钙含量在施Ca 0.6、0.9和1.2 g/kg时分别显著增加34%、36%和51%,籽粒钙含量无显著变化。整株钙累积量随施钙量的提高显著增加38.6%91.4%。施Ca 0.9和1.2 g/kg,籽粒锌含量显著增加,分别由对照的33.7 mg/kg提高到42.0和41.6 mg/kg。整株锌累积量随施钙量提高而显著增加,施Ca 1.2 g/kg时最高,比对照提高47.0%。收获后土壤交换性钙、有效锌含量无显著差异,但施Ca 0.9和1.2 g/kg时土壤p H分别由对照的8.16降低至7.93和7.97。【结论】发现盆栽试验条件下,石灰性土壤适量施用氯化钙可促进小麦干物质形成,增加籽粒产量;整株吸钙量随施钙量的提高显著增加,但不影响籽粒钙含量;施用氯化钙显著降低了土壤p H,同时促进了小麦对锌的吸收以及向籽粒的转移。该结果可为理解石灰性土壤中锌的活化机制,促进作物对锌的吸收利用提供参考。     

我国主要麦区小麦籽粒锌含量对叶喷锌肥的响应

【目的】我国小麦籽粒锌含量普遍偏低,叶喷锌肥是提高小麦籽粒锌含量的重要措施,研究我国主要麦区小麦籽粒锌含量对叶喷锌肥的响应,对小麦科学施用锌肥、 调控小麦籽粒锌营养状况有重要意义。【方法】本研究在我国14个省(市)主要麦区布置了30个田间试验,在每个试验点设置不喷锌对照和叶面喷锌两个处理,以当地主栽小麦品种为供试作物,通过测定收获期小麦产量、 各器官锌含量,研究了叶喷锌肥提高小麦籽粒锌含量的效果、 区域差异及其与土壤主要理化性质、 小麦拔节前植株锌含量的关系。【结果】 30个试验点的结果显示,叶面喷锌对小麦籽粒产量、 生物量和收获指数均无明显影响,但籽粒锌含量显著提高,叶面喷锌的籽粒锌含量比对照平均提高5.2 mg/kg(17.5%), pH7.0的区域提高5.3 mg/kg(16.4%), pH 7.0的区域提高5.2 mg/kg(18.4%)。小麦地上部锌吸收与分配在两个区域间没有显著差异,叶面喷锌的小麦籽粒、 颖壳和茎叶平均锌吸收量分别为255.5、 26.0和117.5 g/hm2,比对照增加19.4%、 28.7% 和99.2%; 锌收获指数为64.1%,比对照降低12.2%。籽粒锌利用率和籽粒锌强化指数也不受区域的影响,平均值锌利用率为3.0%,锌强化指数为3.8 mg/kg。无论叶面喷锌与否,籽粒锌含量和土壤有效锌均呈显著正相关,土壤有效锌含量每升高1.0 mg/kg,籽粒锌含量平均提高约4.0 mg/kg; 籽粒锌含量和土壤pH呈显著负相关,土壤pH每升高1个单位,籽粒锌含量平均降低3.8 mg/kg; 籽粒锌含量与土壤有机质没有显著相关性。小麦籽粒锌含量与拔节前植株锌含量极显著正相关,拔节前植株锌含量每升高1.0 mg/kg,籽粒锌含量平均提高0.4 mg/kg。【结论】 除叶面喷施锌肥外,调节土壤酸碱性,提高土壤有效锌含量,促进小麦生长前期植株对锌的吸收对改善我国小麦锌营养均具有重要意义。     

锌与氮磷钾配合喷施对小麦锌累积、分配及转移的影响

【目的】 在作物上喷施锌肥与目前应用较广泛的喷施大量元素肥料 (氮、磷或钾肥) 相配合,是解决人体锌缺乏问题的重要途径。本研究初步阐明了锌与氮、磷及钾肥配合喷施对小麦籽粒锌营养品质的影响机制,为小麦籽粒有效可行富锌方法提供理论参考。 【方法】 2010—2014年连续进行了4年裂区田间试验。主处理为不同氮肥用量土施 (N 0、120和240 kg/hm2),副处理为喷蒸馏水 (CK)、喷0.3% ZnSO₄ (Zn)、喷0.3% ZnSO₄和1.7%尿素 (Zn + N)、喷0.3% ZnSO₄和0.2% KH₂PO₄ (Zn + P + K)、喷0.3% ZnSO₄和0.5% K₂SO₄ (Zn + K)。分析测定小麦开花期地上部以及成熟期各部位 (籽粒、叶片、颖壳和茎秆) 锌含量,研究锌与氮、磷或钾肥配合喷施对锌在成熟期小麦各部位的分配,以及花前和花后锌分配比例及其对籽粒锌累积的表观贡献率的影响。 【结果】 喷施Zn、Zn + N、Zn + P + K或Zn + K处理后锌含量提升幅度以叶片最大 (2.4～7.7倍),颖壳 (2.0～4.7倍) 和籽粒 (1.8～2.4倍) 次之,茎秆最小 (0.2～1.0倍),锌在叶片和颖壳分配比明显提高。与单喷Zn相比,Zn + N或Zn + K处理籽粒和叶片锌含量进一步增加,而Zn + P + K处理籽粒和叶片锌含量均有所降低。与Zn处理相比,花后营养器官锌吸收量及其向籽粒的转移量在喷Zn + N时分别增加12和14 g/hm2,在喷Zn + K时增加44和32 g/hm2,但喷Zn + P + K时分别降低37和18 g/hm2。土施氮肥亦可显著增加籽粒和各营养器官锌含量,以及锌在营养器官的累积和再转移,但增幅明显低于各喷锌处理。此外,与Zn处理相比,Zn + N、Zn + P + K或Zn + K处理未进一步影响锌在小麦各部位的分配,但锌肥的回收率在Zn + N或Zn + K处理下显著提高,在Zn + P + K处理下显著降低。 【结论】 锌肥与氮肥或钾肥配合喷施,主要通过增加营养器官对锌的吸收及向籽粒的转移量,进一步提高籽粒锌含量,而磷锌配合喷施通过降低营养器官对锌的吸收及向籽粒的转移进而降低籽粒锌含量。      

氮锌配施对冬小麦产量及土壤氮素转化相关酶活性的影响

  【目的】  锌(Zn)能够促进冬小麦对氮(N)素的吸收利用。研究氮锌配施对冬小麦土壤氮素形态转化及相关酶活性的影响,有助于探究氮锌配施促进冬小麦吸收利用氮的可能机制,为通过合理施肥提高冬小麦产量和品质提供理论依据。  【方法】  以‘郑麦379’为试材进行壤质潮土培养试验,设置CK (不施N和Zn)、Zn (施Zn 10 mg/kg)、N (施N 0.2 g/kg)、N+Zn (施N 0.2 g/kg+Zn 10 mg/kg) 共4个处理,分析了冬小麦产量及产量构成要素,测定4个生育期植株各部位N、Zn含量,土壤NO₃–-N和NH₄+-N含量及土壤硝酸还原酶、亚硝酸还原酶、脲酶和蛋白酶活性。  【结果】  与CK相比,Zn、N及N+Zn显著提高了冬小麦每盆穗数、穗粒数和籽粒产量,提高了不同时期小麦根、茎叶、穗和籽粒中N、Zn含量,且N+Zn处理的提高幅度明显高于Zn和N处理。随着冬小麦生育期的延长,各处理下土壤NO₃–-N和NH₄+-N含量有所降低,亚硝酸还原酶和脲酶活性有所提高,蛋白酶活性有所降低。N和N+Zn处理能显著提高土壤NO₃–-N含量,且N+Zn在冬小麦生育后期提高土壤NO₃–-N含量的幅度显著高于N处理。Zn、N及N+Zn处理能显著提高冬小麦生育后期土壤NH₄+-N的含量,且N+Zn处理提高的幅度高于Zn处理。Zn处理显著降低了拔节期后土壤硝酸还原酶活性,N及N+Zn处理降低了小麦生育后期土壤硝酸还原酶活性,且N+Zn降低硝酸还原酶活性的程度高于N处理;Zn、N和N+Zn处理均降低了土壤亚硝酸还原酶活性;Zn和N处理显著降低拔节期土壤脲酶的活性,但Zn、N和N+Zn处理均显著提高了土壤蛋白酶活性。  【结论】  氮锌配施提高冬小麦籽粒产量,促进冬小麦吸收土壤氮素,这是由于氮锌配施提高了土壤脲酶和蛋白酶活性,促进了土壤有机氮向铵态氮及铵态氮向硝态氮的转化,同时降低了冬小麦生育后期土壤硝酸还原酶和亚硝酸还原酶活性,抑制了硝态氮的反硝化作用,从而提高了土壤中可供冬小麦吸收的铵态氮和硝态氮含量。     

旱地高产小麦品种籽粒锌含量差异与产量构成和锌吸收利用的关系

【目的】 明确旱地条件下高产小麦品种籽粒锌含量差异与产量构成及锌吸收利用的关系,对通过品种选育和施肥调控提高旱地小麦籽粒产量和锌营养,实现小麦高产优质生产有重要意义。 【方法】 于2013—2016年连续三年在黄土高原典型旱地进行了小麦裂区田间试验。 以我国主要麦区的123个小麦品种为试材,每个品种设置不施肥和施N 150 kg/hm2、P₂O₅ 100 kg/hm2两个处理。分析了高产小麦籽粒锌含量差异及其与干物质累积、产量构成、锌吸收和分配之间的关系。 【结果】 施肥条件下,高产小麦品种籽粒锌含量存在显著差异,小麦籽粒锌含量与籽粒产量间无显著相关性,但与千粒重、锌吸收量、锌收获指数和籽粒锌形成效率呈显著正相关,与穗粒数呈显著负相关。在高产品种中,无论施肥与否高锌品种的籽粒锌含量均显著高于低锌品种;高锌品种的籽粒锌含量因施肥而显著提高,低锌品种却降低。施肥条件下,高锌品种的籽粒产量、生物量和收获指数与低锌品种相比无显著差异,穗数却显著降低;高锌品种的籽粒锌吸收量、地上部锌吸收量、锌收获指数和籽粒锌形成效率均显著高于低锌品种。且高锌品种的产量、生物量、穗数、穗粒数和锌吸收量因施肥引起的提高幅度均亦显著高于低锌品种。 【结论】 在黄土高原旱地低锌土壤上,无论是品种选育还是施肥调控,促进小麦锌的吸收和向籽粒的转移是提高小麦籽粒锌含量的关键。      

氮锌配施对冬小麦根土界面锌有效性及形态分级的影响

【目的】 氮能够促进冬小麦根系对锌的吸收及在籽粒中的积累。研究氮锌配施对冬小麦根土界面锌有效性及形态分级的影响,有助于探究氮锌配施促进冬小麦吸收锌的可能机制,为合理施用氮肥来提高冬小麦籽粒锌含量提供一定的理论依据。 【方法】 以冬小麦为试材进行了根箱培养试验。分别设置三个氮水平 (0、0.2和0.4 g/kg) 和两个锌水平 (0和10 mg/kg),分析了冬小麦地上部锌含量、根际土和非根际土有效锌含量、pH以及六种锌形态含量。 【结果】 氮锌配施 (N_0.2Zn₁₀和N_0.4Zn₁₀) 处理显著提高了冬小麦地上部干物质重和锌含量。在不施锌 (Zn₀) 条件下,N_0.4处理显著提高根际土壤的有效锌含量;在Zn₁₀条件下,N_0.4和N_0.2处理均显著降低根际土有效锌含量,却提高了非根际土有效锌含量。无论施锌与否,N_0.4和N_0.2处理均显著降低根际土壤的pH,但对非根际土壤的pH影响不大。在Zn₀条件下,N_0.4和N_0.2处理显著降低了根际土壤交换态锌、碳酸盐结合态锌及非根际土氧化物结合态锌含量,提高了非根际土交换态锌、根际与非根际土壤残渣态锌含量。在Zn₁₀条件下,N_0.4和N_0.2处理显著提高了根际和非根际土交换态锌、非根际土松结有机态和紧结有机态锌及根际土残渣态锌含量,降低了根际土松结有机态、碳酸盐结合态锌及根际与非根际土壤残渣态锌含量。 【结论】 氮锌配施提高冬小麦锌含量,促进冬小麦锌的吸收,可能是由于氮锌配施与冬小麦根系共同作用降低了根际土壤pH,促进土壤中锌从松结有机态和碳酸盐结合态向交换态转化,从而提高了土壤锌的有效性。