不同降水年型下播期对晋南旱地小麦产量和水分利用率的影响

根据近54年来山西省临汾市逐日降水量,将7个试验年份分为丰水年型、平水年型和枯水年型,研究了不同年型不同播期对旱地小麦关键生育期持续时间、降水、积温、日照时数、小麦产量及籽粒水分利用效率的影响,并进行相关、多元回归和通径分析,为旱地小麦稳产高产提供理论依据和技术支撑。结果表明,播期对小麦生育期持续时间的影响主要表现在苗期、分蘖期和起身拔节期,而对抽穗期和成熟期影响最多仅相差1 d。旱地小麦全生育期持续时间与积温显著正相关。降水年型显著影响旱地小麦产量及其构成因素,相同降水年型下降水分布不同小麦产量也有较大差异,丰水年型旱地小麦产量较平水年型和枯水年型分别提高100.0%和135.9%。籽粒水分利用率为丰水年型枯水年型平水年型,丰水年型和枯水年型下,籽粒水分利用率随播期推迟而升高,平水年型下,籽粒水分利用率随播期推迟先升高后降低。在拔节—抽穗期,小麦产量与积温显著负相关,与日照时数极显著负相关,与降水量极显著正相关;在抽穗—成熟期,产量与积温、日照时数均呈极显著正相关。年降水量及其分布是影响旱地小麦稳产高产的关键,丰水年型适播期在10月4日左右,产量构成因素协调,可获得高产,同时生育期耗水量最少,水分利用率较高;平水年型和枯水年型适播期应在9月28日左右,产量最高,水分利用率也较高。随播期推迟,应适当加大播量。     

长期施用保水剂对小麦生长和水分利用的影响

[目的]开展保水剂长期施用对作物增产和水分利用效率的研究,为探索浅山丘陵旱作区资源利用效率和生产效率的关键提升技术提供科学依据。[方法]采取田间定位试验的方法于2011—2019年在河南省农科院节水农业禹州基地进行了不同保水剂用量对小麦产量与水分利用的影响研究。试验设置未施保水剂(CK)、保水剂15 kg/hm~2(F)、保水剂30 kg/hm~2(T)、保水剂45 kg/hm~2(V)等4个处理。[结果](1)同一年份施用保水剂处理随小麦生长发育土壤耗水量略有增加,各处理表现为:VTFCK;不同年份之间,贫水年土壤耗水量相对较大,富水年增减不一,表现为:2019年2014年2015年2011年2012年2016年2018年2013年2017年。(2)小麦总耗水量与生育期降水量趋势基本一致,即不同年份之间丰水年小麦总耗水量较大,贫水年总耗水量较小。(3)施用保水剂处理有利于改善小麦生长发育,提高单位群体数量、株高、穗长、小穗数、穗粒数和千粒质量,减少不孕穗。(4)小麦产量表现为:VTFCK,保水剂处理较CK增产2.31%～19.20%。随着施用年限延长,F处理至第4 a后对小麦的增产幅度趋于稳定,T处理的增产率随施用年限的增加逐步提升,V处理则表现为先增再减再逐步提高的过程。(5)单位净收益、水分利用效率与产量的趋势一致。水分利用效率不同年份间表现为先降低再升高(2012—2016年),再降低再升高(2017—2019年)的过程。与土壤耗水量变化趋势一致,与贫水年降水量、总耗水量的变化趋势相反。并以V处理的水分利用效率提高幅度最大,较CK提高1.70～4.51 kg/(hm~2·mm)。(6)小麦产量、水分利用效率、土壤耗水量、总耗水量之间呈显著的正相关关系。[结论]基于不同降水年型、小麦产量、水分利用效率、净收益等综合考虑,小麦最佳的保水剂用量为45 kg/hm~2。     

耕作方式对旱地麦田土壤蓄水变化特征及小麦产量的影响

为探讨不同耕作方式对山西晋南旱地土壤蓄水变化特征及小麦产量的影响,以“晋麦92号”为试验材料,连续2年研究休闲期免耕+常规条播、休闲期免耕+探墒沟播、休闲期深松+常规条播和休闲期深翻+常规条播4种耕作模式对麦田土壤蓄水量及变化特征、小麦产量和水分利用效率的影响。结果表明:休闲期免耕条件下,沟播较常规条播更有利于提高100-200 cm土层蓄水量。沟播对旱地小麦产量的增加效果不明显或略有降低,2个年份水分利用效率分别降低3.6%和9.3%。休闲期深松和深翻比免耕均能提高旱地小麦播前和返青期0-200 cm土壤蓄水量,以深翻效果最佳,这种增加作用主要集中在0-100 cm土层。小麦产量在2个年度均表现为休闲期深翻+常规条播处理最高(较休闲期免耕+常规条播处理增产44.6%和147.2%)。产量增加与地上部干物重和穗粒数呈显著正相关。深松和深翻使2个年度水分利用效率分别增加12.7%和46.74%,53.70%和94.91%,且在较干旱年份(2018—2019年)增加效果越明显。可见,休闲期连续2年深松和深翻均能提高土壤蓄水量,提高旱地小麦产量和水分利用效率。免耕条件下,沟播对小麦产量影响因年份不同而异,仍需进一步探讨。     

旱地小麦休闲期深翻覆盖对土壤水分及其利用效率的影响

为充分利用休闲期降水, 提高旱地麦田土壤蓄水保墒能力, 达到"伏雨春用"的目的, 本文将耕作蓄水技术与覆盖保水技术相结合, 采用大田试验研究了从前茬小麦收获后15 d或45 d进行深翻及深翻后采取渗水地膜、液态地膜覆盖对旱地小麦土壤水分及水分利用效率的影响。结果表明: 前茬小麦收获后45 d深翻较15 d深翻可显著提高小麦收获后65 d(休闲期)至316 d(孕穗期)土壤蓄水量、播前120~300 cm各土层土壤蓄水量和小麦水分利用效率。休闲期深翻覆盖可显著提高65 d(休闲期)至316 d(孕穗期)土壤蓄水量及播前0~ 300 cm各土层土壤蓄水量, 显著提高小麦水分利用效率, 且均以渗水地膜覆盖效果最好。此外, 前茬小麦收获后45 d深翻较15 d深翻可显著减小播种至拔节期60~300 cm, 拔节至开花期0~60 cm、120~240 cm, 开花至成熟期180~300 cm土壤水分减少率, 且深翻后采用渗水地膜覆盖对拔节至开花期土壤水分减少率调控效应较大。 总之, 旱地小麦休闲期等雨后深翻有利于提高土壤蓄水量与水分利用效率, 深翻后覆盖有较大的调控效应, 且采用渗水地膜覆盖效果更好。因此, 休闲期等雨后(约7月底或8月初)深翻并立即采用渗水地膜覆盖的技术是旱地麦田休闲期蓄水保墒的新途径, 且此技术可为旱地小麦高产、稳产、高效提供保障。     

化肥减量配施有机肥对旱地小麦产量、品质和水分利用率的影响

探讨有机肥与化肥配施对旱地小麦产量、品质和水分利用率的影响,为黄土丘陵区旱地麦田有机肥替代化肥比例和减小年际间产量波动提供理论依据.于2017—2019年,定位研究了常量化肥(B)、猪粪替代常量化肥(A1 B1,替代20％;A1 B2,替代30％;A1 B3,替代40％)和羊粪替代常量化肥(A2 B1,替代20％;A2...     

黄土台原旱地小麦机械化保护性耕作栽培体系的水分及产量效应

针对黄土台原自然资源特点及农业生产实际，在已有研究基础上，将“高留茬”、“深松耕”和“起垄覆膜沟播”3项技术有机结合，组成旱地小麦机械化保护性耕作栽培体系。研究表明，夏闲期采用高留茬、深松耕可以把夏闲期占小麦全生产年度50%的降水最大限度地蓄积并保存于土壤之中，较传统翻耕法多蓄水约76.2 mm，蓄水率达55%以上；在此基础上，种麦时再应用起垄覆膜沟播技术，既可以把夏闲期蓄积到土壤中的水分最大限度地保住，又可把小麦生育期的降水量最大限度地蓄留，从而使旱地小麦的水分条件明显改善，增产增收效果显著，是黄土台原旱作小麦实现高产、稳产的一种比较理想的模式。     

旱地小麦休闲期覆盖施磷对土壤水库的调控作用

为探明休闲期覆盖配施磷肥对土壤水分运行规律、小麦产量和水分利用效率的影响,在山西省闻喜县进行了休闲期覆盖与不覆盖条件下75 kg(P2O5)·hm-2、112.5 kg(P2O5)·hm-2、150 kg(P2O5)·hm-23个施磷量的田间试验。结果表明:与不覆盖相比,休闲期覆盖后,播种—孕穗期0~100 cm土壤蓄水量显著提高,小麦播种期提高38~41 mm;增加施磷量,越冬—孕穗期土壤蓄水量提高,尤其拔节期40~100 cm土层。覆盖后,播种—拔节期土壤贮水减少量及其占整个生育期比例显著提高,拔节—开花期土壤贮水减少量增加;增加施磷量,拔节—开花期土壤贮水减少量及其比例显著提高,开花—成熟期80~100 cm土层贮水减少量显著提高。覆盖后增加施磷量,产量和水分利用效率显著提高,产量提高1 452 kg·hm-2,水分利用效率提高16%。覆盖配施磷肥条件下,拔节—开花期60~100 cm、开花—成熟期80~100 cm土层贮水减少量与产量呈极显著相关。因此认为,旱地小麦休闲期覆盖有利于蓄积休闲期降雨,提高底墒,可实现伏雨春夏用;覆盖促进小麦生育前期和中期吸收土壤水分;增施磷肥有利于提高土壤水分,促进小麦生育后期深层吸水;旱地小麦休闲期覆盖配施磷肥150 kg·hm-2有利于蓄水保墒,达到增产、高效的目的。     

耕作方式和氮肥用量对旱地小麦产量、水分利用效率和种植效益的影响

为探索旱地小麦增产增效增收协同的耕作方式及其配套施氮技术。2016—2017(欠水年)和2017—2018(丰水年)年度,在豫西典型旱区洛宁县设置夏闲期深松(ST,麦收后2周左右隔年进行)和翻耕(PT,传统的7月或底8月初连年进行)2种耕作方式为主区,设置4个氮肥用量为副区(播前基施纯氮0(N0),120(N120),180(N180),240 (N240) kg/hm~2)的田间定位试验,分析了土壤水分以及小麦产量、水分利用效率和种植效益。结果表明:与翻耕相比,深松提高了休闲效率,播前、开花期和成熟期0—200 cm土壤蓄水量分别提高6.5%～11.7%,5.0%～8.5%,4.7%～8.2%,使欠水年的千粒重、丰水年的穗数和穗粒数显著提高(P0.05),从而使欠水年的产量和经济效益分别提高7.1%～17.8%和5.5%～30.2%,丰水年施氮处理的产量、水分利用效率和经济效益分别提高10.2%～22.0%,3.0%～13.0%,16.1%～35.1%。增加氮肥用量有利于提高休闲效率,使播前土壤蓄水量翻耕下得到恢复、深松下显著提高(P0.05),小麦产量、水分利用效率和经济效益翻耕下N180最优,较其他处理分别提高6.5%～43.9%,8.1%～36.1%,12.4%～61.3%;深松下欠水年以N180较优,丰水年以N240最优,且较其他处理分别提高3.9%～67.9%,1.0%～54.1%,3.6%～95.8%。因此,麦收后2周左右隔年深松有利于提高土壤含水量,进而提高产量、水分利用效率和种植效益,且在欠水年配施纯氮180 kg/hm~2、丰水年配施纯氮240 kg/hm~2效果最优。研究结果可为提高旱地小麦产量、效率和效益提供理论依据和技术参考。     

耕作系统对小麦产量影响及与水保关系

到1995年,联邦政府将要求那些因处于强烈侵蚀区而享受补助资金的农民实行水土保持耕作法。本项研究旨在确定连作小麦中各种耕作方法对产量和经济效益的影响,为此对6种耕作系统进行了10年的研究。有壁犁耕作系统的产量最高,免耕系统的产量最低,有壁犁系统的效益最大,圆盘耙系统的效益次之。对于强烈侵蚀区的农民来说,圆盘耙系统是最经济又能满足水土保持要求的耕作方法,而免耕系统是最不经济的耕作方法。     

休闲期深翻覆盖对旱地小麦土壤水分、花后脯氨酸及籽粒蛋白质积累的影响

研究休闲期不同时间深翻覆盖对土壤水分、花后脯氨酸与籽粒蛋白质积累的影响.结果表明:(1)休闲期深翻覆盖可提高播前0-300 cm各土层土壤蓄水量,有利于促进根系吸收深层土壤水分,增加作物耗水量,致使开花期土壤蓄水量降低,且等雨后深翻并采用渗水地膜覆盖效果较明显.休闲期深翻覆盖可提高花后旗叶脯氨酸含量、花后5～20 d籽粒脯氨酸含量、旗叶谷氨酰胺合成酶(GS)和谷氨酸脱氢酶(GDH)活性,可提高籽粒蛋白质及其组分含量、谷/醇比、籽粒蛋白质产量,以等雨后深翻并采用渗水地膜覆盖最高.且等雨后深翻采用渗水地膜覆盖对灌浆前期旗叶和籽粒脯氨酸含量、旗叶GS和GDH活性均有较大调控性.(2)开花期深层土壤蓄水量与旗叶和籽粒脯氨酸含量关系密切,且与旗叶脯氨酸含量相关性较大.花后旗叶脯氨酸含量与旗叶GDH活性相关显著,而籽粒脯氨酸含量与旗叶GS活性相关显著.籽粒蛋白质及其组分含量、蛋白质产量均与旗叶GS和GDH活性相关显著,谷/醇比与旗叶GS活性相关显著.说明开花期土壤干旱可促进旗叶和籽粒脯氨酸积累,从而影响花后旗叶GS和GDH活性,有利于籽粒蛋白质积累,提高籽粒蛋白质品质.总之,旱地小麦休闲期等雨深翻后覆盖有利于提高底墒,促进根系生长,有利于提高籽粒蛋白质含量及其品质,以采用渗水地膜覆盖效果明显.     

复合保水剂的水肥调控模拟及其肥效研究

利用土柱模拟试验和盆栽试验研究了复合保水剂对水肥淋失和玉米农艺性状的影响,土柱试验结果表明,加入复合保水剂后能够较对照减少淋出液体积,显著降低氮磷钾的累计淋溶率;盆栽试验结果表明,施用复合保水剂能够显著提高玉米的生物学产量和肥料的利用率.     

保水剂农业应用及其效应研究进展

简要阐述了保水剂的生产、应用概况以及保水剂的类型、性质、和作用机理,对保水剂对土壤特性的影响研究进行了综述,并重点对保水剂在农业生产中的应用及其效应进行了探讨     

施氮量对2个粒色小麦产量及加工品质的影响

为探究施氮量对2个不同粒色小麦品种产量和加工品质的影响,采用裂区试验设计,以白粒小麦中麦8号和黑粒小麦漯珍1号为试验材料,测定2个品种的SPAD值、产量及产量构成因素和部分加工品质指标。结果表明,在同一施氮水平下,2个品种旗叶的SPAD值随时间推移呈先升高后降低的趋势,均在花后20 d和施氮量300 kg·hm~(-2)处理下有最大值,分别为57.52和63.55,增施氮肥可以有效缓解小麦旗叶叶绿素的降解,延长旗叶功能期。在120~300 kg·hm~(-2)的施氮量范围内,除中麦8号的穗粒数在施氮量300 kg·hm~(-2)处理下有最大值外,籽粒产量及产量构成因素随施氮量增加呈先增加后降低的趋势。随施氮量的增加,容重、硬度、出粉率和吸水率逐渐增加;蛋白质含量、沉降值、湿面筋含量、形成时间、稳定时间及粉质评价值呈先升高后降低趋势,最高值出现在施氮量240 kg·hm~(-2)的处理;漯珍1号的籽粒蛋白质含量、沉降值、湿面筋、吸水率、形成时间和粉质评价值均高于中麦8号,而容重、硬度、出粉率和稳定时间反之。2个品种在施氮量240 kg·hm~(-2)处理下既提高了产量又改善了部分加工品质。本研究结果为不同粒色小麦优质高产栽培提供了理论依据。     

施氮量与氮管理模式对超级稻产量和辐射利用率影响

通过探讨施氮量和氮管理模式对超级稻产量和辐射利用率的影响,为超级稻超高产栽培和育种提供技术措施和理论依据。以超级稻两优293为材料,于2007年在湖南浏阳进行大田试验,研究了农民管理模式、实地氮肥管理和实时氮肥管理3种氮管理模式、涉及7种氮水平(N0～N6)下水稻的产量及群体辐射利用率。结果表明:随氮肥施用量的增加,群体叶面积指数﹑干物质积累总量﹑产量﹑群体光合有效辐射截获量和辐射利用率都相应增加。处理N6水平(施氮量为210kg/hm2)下,产量最高,为9927.0kg/hm2,分别比其他处理高4.8%～33.5%,当施氮水平超过210kg/hm2时,不同施氮方法,处理产量和群体光合有效截获量反而降低;处理N6干物质积累总量和辐射利用率也最大,分别为1853.7g/m2和1.59g/MJ,显著高于其他处理。从而表明,施氮量和氮管理模式对超级稻产量和辐射利用率有重要影响,相同施氮水平下,采用实地氮肥管理更有利于产量和超级稻群体辐射利用率的提高。     

保水剂与微生物菌肥配施对黄土高原旱作燕麦生长及水分利用的影响

[目的]分析保水剂与微生物菌肥配施后旱作燕麦生长及水分利用情况,为黄土高原旱作区农田生产提供一种有效的保水培肥措施,指导该区域旱作农业生产。[方法]通过在黄土高原旱作区设不施保水剂和微生物菌肥(CK)、单施保水剂(A)、单施微生物菌肥(M)、保水剂和生物菌肥配施(AM)4个处理,分析燕麦全生育时期土壤水分变化、关键生育时期生长发育变化、全生育时期耗水量特征、产量构成及水分利用情况。[结果]①AM处理可促进燕麦生长发育。以灌浆期为例,AM处理可提高株高3.27%～25.96%,单株叶面积7.94%～23.06%,地上部干物质积累量11.48%～21.88%。②AM处理可提高0—20 cm土层土壤含水量(5.89%～11.50%),显著降低燕麦土壤贮水消耗(7.70%～18.76%),使总耗水量降低0.46%～1.26%。③AM处理可促进燕麦籽粒和生物产量形成,进而促进水分利用,使籽粒产量提高8.40%～20.12%,生物产量提高10.80%～25.09%,水分利用效率提高12.19%～26.80%。[结论]保水剂和微生物菌肥配施能够显著促进旱作燕麦生长,改善农田土壤水分状况,具有蓄水保墒作用,实现燕麦产量增加,提高水分利用效率。     

陇中半干旱地区不同耕作措施对土壤水分及利用效率的影响

通过分析6种不同耕作措施对定西半干旱地区春小麦土壤水分年变化和垂直变化的影响,结合春小麦产量分析了不同耕作措施的水分利用率。结果表明,免耕秸秆覆盖和传统耕作秸秆覆盖两个处理土壤贮水量少,但水分利用效率高。而免耕不覆盖和免耕覆膜2个处理土壤贮水量最多,但作物的水分利用率最低。从不同耕作措施对土壤贮水量的影响看,表现为TW6>TW3>TW1>TW5>TW2>TW4,而水分利用率则为TW2>TW4>TW1>TW5>TW3>TW6。     

保水剂施用方式对花岗岩红壤坡面水土保持的影响

为了获得保水剂对花岗岩红壤坡面水土保持效果最佳的施用方式,通过人工模拟降雨试验和室内分析相结合方法,开展保水剂混施、层施和沟施等施用方式对红壤坡面侵蚀的产流产沙过程影响研究。结果表明:(1)花岗岩红壤坡面施加保水剂后可降低坡面产流、产沙量,延缓产流时间。当雨强为1.0mm/min时,保水剂与土壤混合施用对降低坡面径流及产沙量的影响更为显著。与对照坡面相比,混合施用坡面累积径流降低34%,累积产沙量减少48%;雨强为1.5mm/min时层施保水剂对降低坡面径流及产沙量作用更显著。与对照相比,层施保水剂坡面累积径流降低46%,累积产沙量减少67%。(2)红壤坡面中混合施加保水剂能够增加坡面入渗率,减少坡面径流,增加土壤含水量,发挥了良好的蓄水保土效益。(3)相关性分析表明,保水剂不同施用方式下花岗岩红壤坡面累积产流、产沙量呈现显著相关(P0.05),坡面累积径流量和累积泥沙量间构成幂函数模型。研究结果为花岗岩红壤坡面应用保水剂控制水土流失和揭示相关机理提供参考。     

不同材质保水剂对玉米生长综合效率的DEA模型分析

为进一步促进保水剂在干旱区农业生产和生态修复中的合理应用,利用数据包络分析(Data Envelopment Analysis,DEA)模型评价不同材质保水剂施用在干旱区荒漠土壤时对生物生长促进的综合效率,从而确定在该环境中最具效率的保水剂品种。本研究选取AA-AH,KCE和PAA3种保水剂,首先测试了3种保水剂在模拟当地自然环境基本特征条件下的基本特性,其次将它们应用于室内玉米盆栽种植试验,最后在上述试验结果的基础上使用DEA模型分析了3种不同保水剂在荒漠土壤中对生物生长的促进作用,结果表明:(1)PAA的耐盐性能较好,而AA-AH的环境持久性最好,AA-HA保水剂的施用对土壤的副作用最小;(2)3种保水剂都有显著提高玉米出苗率和土壤持水能力,其中AA-HA对增加土壤持水性能的效果最好,PAA促进玉米株高的效果最好,保水剂浓度的增加并不能显著改善土壤持水性能,但不同保水剂功效在同等浓度下表现也不同,如KCE在20g/m~2浓度下增加玉米地面生物量的效果最好,而AA-AH则在40g/m~2下表现最佳。综合评价表明3种保水剂在0.6g浓度时玉米生长的综合效率都达到DEA有效值,当浓度增加到1.2g时玉米生长的综合效率均下降,降幅为:PAAKCEAA-HA,说明AA-HA在低浓度使用量下在荒漠土壤环境中使用时效率最佳的。综上所述保水剂在干旱荒漠地区的农业生产和荒漠生态修复方面有很好的应用前景。面对品种繁多的保水剂产品,DEA模型可以用来分析评价最适合当地应用环境的品种,本研究为提高保水剂对植物生长综合效率及合理选用保水剂提供了理论方法。