不同耕作模式对旱地小麦旗叶光合特性及产量的影响

通过在宁南旱区连续2年的定位试验,比较了连年免耕(NT)、连年深松(ST)、免耕/深松(NT/ST)、深松/免耕(ST/NT)、传统翻耕(CT)5种耕作模式下冬小麦花后旗叶叶绿素相对含量(SPAD值)、光合特性和叶绿素荧光参数。结果表明,小麦开花至灌浆期,ST、NT/ST、ST/NT和NT的旗叶叶绿素相对含量分别较CT提高32.2%、27.4%、13.5%和11%;旗叶日均光合速率平均分别提高1.6、1.2、0.9和0.6μmol.m-2.s-1(P<0.05);旗叶日均蒸腾速率平均分别提高1.2、0.9、0.7和0.3 mmol.m-2.s-1(P<0.05)。ST和NT/ST处理的叶片瞬时水分用效率较CT显著提高。开花期和灌浆期,与CT相比,其他4种耕作模式均提高了PSⅡ最大光化学效率、PSⅡ潜在活性、实际光化学效率、光化学猝灭系数和非光化学猝灭系数,减少了光抑制程度。NT/ST、ST、ST/NT和NT处理较CT分别增产42.1%、35.3%、30.3%和23.5%,基于产量的水分利用效率分别提高51.3%、37.8%、19.9%和14.6%。免耕、深松及二者轮耕处理可降低旱地土壤水分的无效蒸发消耗,并提高旱地作物的蒸腾效率,以连年深松和免耕/深松处理提高产量和水分利用效率尤为显著。     

覆盖条件下旱地施肥对小麦旗叶生理特性及籽粒产量的影响

在陕西半湿润偏旱地区秸秆覆盖保墒条件下研究氮素施用方式对小麦后期旗叶衰老及产量的影响。结果表明,秸秆覆盖配合施肥可以提高灌浆期旗叶的叶绿素含量,延缓叶衰老,延长叶片功能期,有利于提高粒重和产量;施肥可以抑制叶绿素降解,而分次施N对抑制叶绿素的降解作用更强;施N肥延缓了旗叶蛋白质的降解,分次施N处理旗叶可溶性蛋白质含量相对较高,而且随时间降低较慢,后期追施N肥可延长叶片功能期;施N肥加速了旗叶丙二醛降解,分次施N处理丙二醛含量相对较低,丙二醛(MDA)含量随时间增高速度较慢,三次施N的丙二醛含量比两次施氮低。     

不同秸秆覆盖量对旱地小麦生理生化特性的影响

为了阐明秸秆覆盖对小麦生理生化特性的影响,筛选出适宜豫西旱地小麦高产栽培的秸秆覆盖量,以豫麦49-198为材料,采用大田试验,设置5个秸秆覆盖量水平(不覆盖为对照(Ⅰ)、2 000 kg·hm-2(Ⅱ)、4 000 kg·hm-2(Ⅲ)、6 000 kg·hm-2(Ⅳ)、8 000 kg·hm-2(Ⅴ)),研究了小麦抽穗期后旗叶SPAD值和光合速率,可溶性糖、脯氨酸、可溶性蛋白质、丙二醛(MDA)含量及超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性等生理生化特性和产量特征。结果表明:小麦抽穗后,在一定秸秆覆盖量范围内随覆盖量的增加,各处理总体表现为小麦旗叶SPAD值升高,净光合速率增强,可溶性糖、脯氨酸和可溶性蛋白质含量升高,MDA含量降低,SOD、CAT和POD活性增强,小麦产量增加;且秸秆覆盖处理,除MDA含量减少外,其余各指标均较对照有所增加,但覆盖量超过一定水平后,各指标增幅(降幅)不明显。处理Ⅳ的各指标均优于其它覆盖处理并与对照有显著差异。综合分析可知,在豫西旱地生态条件下,6 000 kg·hm-2为最佳秸秆覆盖量。     

保持耕作对豫西旱地冬小麦产量及效益的影响

分析保持耕作技术（高留茬深松和高留茬免耕）的水分利用情况和肥料利用率及其对冬小麦产量和效益的影响，结果表明：保持耕作特别是高留茬深松技术与传统耕作技术相比，可以增产30.1％，经济效益提高35.8％，降低成本22.2％，降水利用率提高16.2％，水分利用率提高16.8％，肥料利用率提高19.6％，同时还可获得良好的社会效益和生态效益。     

夏闲期种植不同绿肥作物对土壤养分及冬小麦产量的影响

为探明种植绿肥作物对关中土壤肥力及冬小麦产量的影响效果,在夏闲期种植光叶苕子（Vicia villosa Rothvar）、毛叶苕子（Vicia villosa Roth）、紫云英（Astragalus sinicus）和草木樨（Melilotus suaveolens Ledeb.）等四种绿肥作物,以免耕休闲为对照,分析了冬小麦主要生育时期的土壤速效养分动态变化及其产量效应。结果表明,夏闲期种植绿肥的土壤速效磷、速效钾和碱解氮都有不同程度的提高,增加量主要受绿肥的养分含量以及生物量影响。与对照相比,种植并翻压光叶苕子、毛叶苕子、紫云英和草木樨,均可显著提高冬小麦单位面积穗数、穗粒数和千粒重,冬小麦依次增产21.1%（P＜0.05）、24.3%（P＜0.05）、6.0%和11.6%。     

不同耕作方式对北疆夏大豆荚粒空间分布及产量的影响

采用大区试验设计,研究滴灌条件下翻耕覆膜(TP)、翻耕(T)、旋耕(RT)、免耕(NT)四种耕作方式对北疆复播大豆的农艺性状、单株荚数、粒数的空间垂直分布、每荚粒数及产量的影响。结果表明,夏大豆的主要农艺性状基本表现为土壤实施耕作处理均优于免耕,其中以翻耕覆膜的效果最好,翻耕次之;单株荚数和粒数的空间垂直分布因耕作方式而异,翻耕覆膜、翻耕、旋耕的主要分布于主茎的中层和上层,免耕的主要分布于主茎中层和下层;不同荚粒的数量均与单株产量呈正相关,其中2粒荚和3粒荚的数量是构成不同耕作方式单株产量的主体,相关系数分别为r=0.99**和r=0.98**;各类荚的数量均以翻耕覆膜的最多,使得其单株荚数和单株粒数的数量均最多,与其它各处理均达极显著差异水平(P0.01),其产量分别比翻耕、旋耕、免耕的增产7.43%、10.85%和16.05%。     

耕作方式对土壤理化性状及夏大豆产量的影响分析

为探讨不同耕作方式对土壤理化性状及夏大豆产量的影响,评价出最适宜伊犁河谷地区滴灌条件下复播大豆农田的耕作方式,2012—2014年开展了冬小麦收获后土壤翻耕覆膜(TP)、翻耕(T)、旋耕(RT)和免耕(NT)四种不同耕作方式的复播大豆田间试验。结果表明,各处理土壤容重、孔隙度、含水量、养分和产量均表现出差异性。0~60 cm的平均容重以NT处理最大,达1.4 g·cm-3,分别比RT、T、TP处理高出2.2%、4.5%、5.3%。0~30 cm土层的土壤总孔隙度均以TP处理的最高,其平均值分别比T、NT、RT高出1.4%、3.8%、5.7%。30 cm以下各处理的土壤总孔隙度虽有减少,但差异不显著。各处理各个生育时期土壤含水量基本均表现为TPTRTNT。SOC、全N、全P含量表现为在0~20 cm土层以NT处理最高,20~40 cm土层以TP最高,T处理次之。TP和T处理显著提高0~40 cm土层土壤速效N、速效P含量。大豆产量均表现为翻耕覆膜处理最高,分别比T、RT和NT处理高出15.2%、30.8%和31.9%。本试验条件下,虽然免耕能够增加土壤养分含量,但翻耕覆膜措施不仅有效改善了土壤物理环境,而且更有利于提高复播大豆产量。     

不同耕作措施旱地春小麦产量对温度变化的响应

为了探析温度变化对不同耕作措施春小麦产量的影响,利用APSIM模型对2因素9水平3种耕作措施下的春小麦产量进行了模拟,选择日最低温度和最高温度作为自变量因子对产量效应进行分析,并对3种耕作措施条件下最低温度和最高温度的互作效应进行通径分析。结果表明:不同耕作措施条件下,春小麦产量随最低温度升高呈二次抛物线上升型变化,会出现报酬递减,且传统耕作+秸秆还田和免耕覆盖的增产效应大于免耕耕作措施;传统耕作+秸秆还田和免耕耕作措施下,产量随最高温度升高呈二次抛物线递减型,并呈叠加递减,而免耕覆盖耕作措施下产量随最高温度升高呈负相关。3种耕作措施下,最低温度和最高温度之间还存在正的协同效应,免耕覆盖耕作措施相比其它两种耕作措施,具有更好的协同促进效应。     

半干旱区夏闲期不同耕作方式对土壤水分及小麦水分利用效率的影响

在宁南旱平地进行了夏闲期深松、免耕及传统翻耕(对照)对土壤水分及后作冬小麦水分利用效率影响的研究结果表明,夏闲期深松和传统翻耕能有效地蓄雨保墒,提高旱平地冬小麦播前的土壤贮水量,深松和翻耕土壤蓄墒率极显著高于免耕处理,深松处理较翻耕高0.79%;夏闲期末深松处理0～200 cm土壤贮水量(310.78 mm)分别较免耕、传统翻耕高8.23 mm、1.61 mm.深松和免耕较传统翻耕显著改善了冬小麦苗期的土壤水分状况,对越冬期0～60 cm耕层土壤水分状况的改善有利于冬小麦的越冬.苗期0～200 cm土壤贮水量深松、免耕分别较传统翻耕(351.05 mm)高35.9 mm、28.8mm,不同的耕作处理对后作冬小麦苗期的土壤水分影响差异主要在80 cm以上土层.冬小麦返青期降雨主要使0～80 cm土层土壤贮水量有所增加,处理间的差异减小.夏闲期深松处理能有效地增加对降雨的蓄保能力,提高旱地冬小麦播前及整个生长阶段0～200 cm的土壤贮水量.不同耕作方式的冬小麦产量以夏闲期翻耕处理最高(3 475.9 kg/hm2),与深松处理(3 322.0 kg/hm2)无显著差异,免耕显著低于其它2种耕作处理;水分利用效率以翻耕最高[14.12 kg/(hm2·mm)],深松次之[13.62 kg/(hm2·mm)],免耕处理显著低于前二者[10.64 kg/(hm2·mm)].     

耕作模式和播种方式对旱地小麦产量形成的影响

于2015—2017年在山西省闻喜旱地小麦试验示范基地开展大田试验,以耕作模式为主区,设休闲期深翻和免耕两种模式,以播种方式为副区,设探墒沟播、膜际条播和常规条播3种方式,研究旱地小麦土壤水分、产量形成和经济效益的差异。结果表明：休闲期深翻显著提高旱地小麦播前0～300 cm土壤蓄水效益,达46.97%～240.44%;提高旱地小麦生育时期土壤耗水量,达6.48%～13.07%;提高穗数、穗粒数、千粒重和产量,分别达3.32%～7.22%、3.67%～6.53%、1.11%～3.61%、10.23%～13.16%。探墒沟播和膜际条播较常规条播显著提高了旱地小麦茎蘖成穗率,达5.99%～16.87%,显著提高穗长0.8～1.7 cm,提高可孕小穗数1～3个;提高了穗数、穗粒数,分别达5.28%～15.75%和1.51%～11.25%,此外,休闲期深翻后采用探墒沟播较膜际条播减少投入1 200元·hm^-2,主要是旋耕机械投入、地膜和回收地膜人工投入,增加经济效益622～754元·hm^-2。休闲期深翻后采用探墒沟播较常规条播减少投入300元·hm<...     

不同耕作措施对旱地玉米生长环境及产量的影响

采用田间定位试验,研究了羊粪4 m3+深耕30~35 cm(MP3)、羊粪4 m3+深耕20~25 cm(MP2)、羊粪4 m3+旋耕10~15 cm(MP1)、深耕30~35 cm(P3)、深耕20~25 cm(P2)、旋耕10~15 cm(P1)6种耕作措施下旱地玉米土壤温度、土壤水分、土壤呼吸速率及产量的变化。结果表明:采用不同耕作措施均能有效促进旱地玉米生长,与传统耕作方式(P1)相比,MP3、P3处理的土壤体积含水量分别提高了39.00%、32.44%;MP3处理下土壤温度显著高于传统耕作0.94℃;随着旱地玉米生育期的推进,土壤呼吸速率峰值出现在6月底,不同耕作方式下土壤呼吸速率较传统耕作提高了0.68~1.26倍;深耕处理、深耕+羊粪处理的旱地玉米产量均显著高于传统耕作,其增幅在11.94%~36.51%。通过3年试验比较,羊粪4 m3+深耕30~35 cm、羊粪4 m3+深耕20~25 cm、深耕30~35 cm效果较好。     

不同耕作方式对冬小麦光合作用产量和水分利用效率的影响

豫西旱地大田条件下,对一次深翻、免耕覆盖、深松覆盖、传统耕作4种耕作方式冬小麦叶面积指数、旗叶光合特性、干物质积累与分配及小麦产量和水分利用效率进行试验分析.结果表明,在小麦生育后期,深松覆盖和免耕覆盖能有效延缓小麦旗叶叶绿素降解,维持较高的叶面积指数,改善旗叶光合性能,促进干物质积累,产量分别比传统耕作提高9.26%和10.22%,水分利用效率分别比传统耕作提高10.29%和15.57%.与传统耕作相比,深松覆盖灌浆中后期旗叶光合速率提高了5.48%,Fv/F0值提高了26.72%,Fv/F3m值提高4.88%,ψPSⅡ值和1-qP/qN值与其它耕作方武相比差异不显著.     

休闲期深翻覆盖对旱地小麦土壤水分运行及产量与品质形成的影响

为充分利用休闲期自然降水,提高旱地麦田土壤的蓄水保墒能力,达到“伏雨春用”的目的,本研究在山西闻喜县旱地麦田将休闲期耕作与覆盖相结合,采用大田试验方法研究了前茬小麦收获后15d或45d进行深翻,而后立即采取渗水地膜或液态地膜覆盖对旱地小麦土壤水分、产量及其构成、品质形成的影响效果,试图探索旱地小麦蓄水保墒技术新途径。结果表明,前茬小麦收获后45 d深翻较15 d可显著提高麦收后65 d至孕穗期100～300 cm土壤蓄水量,可显著提高播前至孕穗期0～300 cm总土壤蓄水量,且覆盖的蓄水效果可延续至开花期,以渗水地膜覆盖效果较好。前茬小麦收获后45 d深翻覆盖较15 d可显著提高穗数、产量、籽粒蛋白质及其组分含量、籽粒蛋白质产量,且以渗水地膜覆盖效果较好。此外,播前80～200 cm土壤蓄水量与穗数、产量显著相关;播前和开花期120～300 cm土壤蓄水量与籽粒蛋白质及其组分含量、籽粒蛋白质产量显著相关,播前80～280 cm、开花期40～60 cm、100 cm、240～300 cm土壤蓄水量与谷醇比显著相关。总之,休闲期等雨后深翻并采用渗水地膜覆盖有利于提高旱地小麦土壤蓄水量,达到伏雨春用的目的;有利于优化产量结构,提高产量;有利于提高籽粒蛋白质品质,实现优质。     

耕种方式对冬小麦籽粒灌浆特性及产量的影

通过大田定位试验,研究了免耕条播、深松条播、旋耕条播、机械撒播等4种耕种方式下冬小麦强势粒灌浆特性,用Logistic方程拟合籽粒灌浆进程,对籽粒灌浆参数进行了分析.试验结果表明,方程拟合决定系数均在0.9942以上,Logistic方程能真实反映籽粒灌浆进程.旋耕条播、机械撒播耕作深度相同,各阶段灌浆速率较一致,渐增期、快增期、缓增期均低于深松条播和免耕条播,但二者株行配置方式不同,机械撒播渐增期略高于旋耕条播,快增期、缓增期均低于旋耕条播,但3个阶段灌浆持续期分别比旋耕条播高0.05、0.57 d和0.71d.耕作、种植方式主要通过影响籽粒灌浆速率和灌浆持续天数影响粒重,耕作方式对灌浆速率影响大,株行配置对灌浆持续期影响明显.耕种方式对强势粒、弱势粒灌浆特性影响效应不同,机械撒播强势粒渐增期灌浆速率高达0.95 mg·d-1·粒-1,持续时间仅为9.95 d,快增期、缓增期灌浆速率仅为2.11 mg·d-1·粒-1和0.59 mg·d-1·粒-1,但持续时间长达12.27 d和15.27 d,强势粒千粒重高达41.65 g,虽然强、弱势粒综合千粒重仅为40.2g,但该模式有效穗数高,经济产量高达7 599.0 kg·hm-2.     

稀植栽培对旱地冬小麦光合特性、产量及水分利用效率的影响

为了探明稀植栽培对旱地冬小麦光合特性、产量及水分利用效率的影响,在大田试验条件下,测定分析了不同稀植条件下4个主茎和分蘖成穗并重型冬小麦品种旗叶的光合速率、光合量子产量、相对电子传递速率及群体透光特性、小麦籽粒产量和水分利用效率.结果表明,在从扬花到蜡熟期,稀植栽培可使小麦旗叶光合速率、光合量子产量、相对电子传递速率和群体透光率提高,各品种之间变化较为一致.播量为450万株/hm~2(传统高产栽培播量)处理比150万株/hm2播量处理旗叶的光合衰减率提高25.2～43.5个百分点,光合量子产量和相对电子传递速率分别降低2.95%～20.68%和10.66%～18.32%,群体上层的光截获量增加,中下部受光条件较差.表明稀植栽培下小麦生育后期在光合能力、电子传递和光能转化方面均具有明显优势.适当降低播量(300～375万株/hm~2),建立合理的群体结构,冬小麦籽粒产量和水分利用效率较播量为450万株/hm~2处理分别平均提高12.55%和14.48%,表明适当稀植栽培能显著提高冬小麦的产量和水分利用效率.     

旱地休闲期间翻耕及覆盖对小麦氮素吸收、运转的影响

立足旱地小麦休闲期降水和生育期用水错位问题,连续两年（2009—2011年）在山西闻喜旱地小麦试验基地进行休闲期耕作和覆盖试验,研究不同时间深翻和不同覆盖方式的蓄保水分效果及水分与小麦植株氮素吸收运转的关系。结果表明:休闲期深翻（即麦收后45 d或15 d深翻）,渗水地膜覆盖和液态地膜覆盖较不覆盖可提高播前0~300 cm土壤蓄水量,可提高旱地小麦各生育阶段,尤其前中期氮素积累量,且麦收后45 d深翻后渗水地膜覆盖效果较好;休闲期深翻,渗水地膜和液态地膜覆盖较不覆盖可提高开花期各器官氮素积累量,尤其是麦收后45 d深翻后渗水地膜覆盖处理。渗水地膜条件下,麦收后45 d较15 d深翻可提高开花期叶片和茎秆氮素积累量,可显著提高颖壳+穗轴氮素积累量,可显著提高开花期各器官氮素对籽粒的贡献率,尤其是叶片和茎秆,从而显著提高籽粒氮积累量、成熟期氮素积累量和籽粒产量,且除开花期各器官氮素对籽粒贡献率外,渗水地膜覆盖较液态地膜覆盖效果好,籽粒氮素积累量达17%,籽粒产量达13%。两年相关分析表明,休闲期深翻渗水地膜覆盖或液态地膜覆盖,降水较少年份的旱地小麦播前3 m土壤水分与花前氮素运转关系密切,而降水较多年份与花前氮素运转关系及花后氮素积累关系均较为密切,且与花后氮素更密切。研究表明,休闲期深翻（即麦收后45 d深翻）后采用渗水地膜覆盖,有利于旱地麦田蓄积休闲期降水,提高播前3 m各土层底墒;有利于小麦各生育阶段氮素吸收积累,尤其前中期;有利于花前氮素向籽粒中运转,尤其叶片和茎秆;有利于籽粒中氮素积累和籽粒产量的提高。