陇中旱农区不同品种马铃薯水氮利用效率研究

以12个马铃薯品种为研究对象,连续2 a（2022—2023年）设置不施氮(0 kg·hm^-2)和施氮(180 kg·hm^-2) 2个施氮水平,分析不同品种马铃薯产量和水氮效率特征,并采用隶属函数法对各马铃薯品种进行综合评价。结果表明：品种、氮水平和品种×氮水平都对晚熟马铃薯产量均具有极显著影响,而氮水平×品种对中熟品种无显著影响。连续2 a供氮条件下中熟品种产量变幅为8 289.39~22 011.61 kg·hm^-2,晚熟品种产量变幅为8 192.57~20 308.58 kg·hm^-2。基于2 a施氮和不施氮条件下各品种块茎产量,将不同马铃薯品种按照不同氮效率划分为4种类型,即双高型（‘京张薯1号’、‘陇薯20号’、‘青薯9号’、‘陇薯15号’、‘陇薯16号’）、低氮高效型（‘V7’、‘陇薯14号’）、高氮高效型（‘陇薯10号’）和双低型（‘冀张薯12号’、‘希森6号’、‘定薯3号’、‘陇薯22号’）。相关性分析结果表明：氮素吸收效率、氮肥表观利用率与产量呈极显著正相关关系（R²=0.4438^**,R²=0.4211^**）,马铃薯产量与块茎含氮量间呈极显著正相关关系（R²=0.5302^**,R²=0.4357^**）,说明在施氮和不施氮条件下,马铃薯块茎含氮量越高则其产量越高。隶属函数分析结果表明：中熟品种‘京张薯1号’（D_i=0.90）、晚熟品种‘青薯9号’（D_i=0.90）和‘陇薯10号’（D_i=0.87）具有较高的综合水氮效率和产量表现,可作为水氮高效品种在陇中旱作区进行推广。     

有机无机肥配施对新垦盐渍荒地玉米养分吸收利用的影响

在甘肃引黄高扬程灌区,设置了氮肥与有机肥配合施用对新垦盐渍荒地玉米产量和养分吸收利用的影响试验。结果表明：施肥能显著提高玉米籽粒产量,增幅在13.4%～168.8%,过量施用氮肥会对玉米叶片造成伤害,影响秸秆产量,肥料配施条件下无论是中氮（300 kg·hm^-2）还是高氮（600 kg·hm^-2）,有机肥的作用都非常突出。玉米植株的养分含量和养分吸收量均随施肥量的增加而显著提高,籽粒是吸氮和吸磷的主体,秸秆是吸钾的主体,有机无机肥配施能促进玉米对氮磷钾养分的吸收。本试验条件下,不同施肥处理的氮肥利用率为14.47%～20.74%,氮肥偏生产力为11.06～25.69 kg·kg^-1,氮肥农学效率为3.04～11.40 kg·kg^-1,氮肥生理效率为20.08～56.63 kg·kg^-1,总体都比较偏低,主要原因是有机肥当季利用率低,对氮素总量的贡献太小。     

不同秸秆与氮肥管理措施对夏玉米产量及氮素利用的影响

为探讨不同秸秆还田模式下,氮肥管理对夏玉米产量和氮素利用的影响,试验设置施氮措施和秸秆还田模式2个因素。施氮措施设稳定性氮肥施氮量F1（180 kg·hm^-2）、尿素减量施氮量F2（180 kg·hm^-2）和尿素农户传统施氮量F3（270 kg·hm^-2）3个水平;秸秆还田模式设秸秆不还田（N）和秸秆还田（S）2个水平,共6个处理。结果表明：在不同秸秆还田模式下,各施氮措施的玉米产量在8 708.16~9 626.71 kg·hm^-2之间,处理间无显著性差异（P>0.05）。在不同施氮措施下,秸秆还田（S）的产量均高于秸秆不还田（N）,增幅为4.96%~8.94%（P>0.05）。施氮措施对土壤N₂O排放量有显著影响（P<0.05）,在不同秸秆还田模式下,稳定性氮肥措施F1和尿素减量措施F2的土壤N₂O排放量显著低于F3尿素农户施氮措施,降幅为29.26%~68.52%,且F1和F2之间存在显著差异（P<0.05）。在不同施氮措施下,除了SF2和NF2处理之间的N₂O排放量有显著性差异(1.53 kg·hm^-2和1.91 kg·hm^-2),其他秸秆还田模式处理之间均无显著性差异（P>0.05）。不同秸秆还田模式下,各施氮措施的氨挥发累积量在1.61~15.40 kg·hm^-2之间,表现为：F3氨挥发累积量最高（14.37 kg·hm^-2和15.40 kg·hm^-2）,F2氨挥发累积量次之（11.80 kg·hm^-2和12.49 kg·hm^-2）,F1氨挥发累积量最低（1.61 kg·hm^-2和1.79 kg·hm^-2）,各施氮措施间达到显著水平（P<0.05）。在不同施氮措施下,秸秆还田（S）的氨挥发累积量较秸秆不还田（N）提高5.85%~11.18%,但除了SF3和NF3的氨排放量有显著性差异,其他处理间均无显著性差异。不同秸秆还田模式下,各施氮措施0~100 cm土层硝态氮含量均表现出F3>F2>F1;秸秆还田处理（SF1、SF2和SF3）的土壤硝态氮含量显著低于无秸秆还田（NF1、NF2和NF3）,分别显著降低了65.65%、144.79%和128.48%。因此,综合考虑作物产量和农田氮素损失,秸秆还田+稳定性氮肥处理（SF1）是本研究地区夏玉米稳产减排的最优试验处理组合。     

不同灌水和施氮水平对河西春玉米水氮利用效率和经济效益的影响

通过田间试验,研究了不同灌溉水平（95%θ_f (土壤田间持水量)、80%θ_f和65%θ_f,依次记为FI、DI1和DI2）和施氮量（0、70、140 kg·hm^-2和210 kg·hm^-2,依次记为N0、N70、N140和N210）对春玉米的产量、水氮利用效率和经济效益等的影响。结果表明：灌水和施氮均可使春玉米产量增加,在FI和DI2灌溉条件下,春玉米产量随施氮量的增加而显著增加,N210处理的籽粒产量比N0处理分别高21.8%和18.8%;但在DI1灌溉条件下,N140和N210处理下的春玉米产量间无显著差异,DI1灌溉水平比FI和DI2平均增产5.5%和8.3%。增施氮肥可提高春玉米水分利用效率,但施氮量超过70 kg·hm^-2水分利用效率显著降低;相同灌溉水平下,氮肥偏生产力随施氮量的增加而显著降低,N70、N140和N210处理的氮肥偏生产力均值分别为262.59、141.52 kg·kg^-1和97.31 kg·kg^-1。综合考虑产量、经济效益和环境因素,在中国河西地区推荐春玉米的最适宜水氮组合为DI1×N140,其产量达23.68 t·hm^-2,净效益达25 390元·hm^-2。     

水氮互作对川中丘陵区玉米水肥利用效率和产量形成的影响

为研究不同水氮配置对玉米肥水利用率和产量形成的影响,试验以不施氮、不滴灌为对照（CK）,设减氮25%（180 kg·hm^-2,N180）和正常氮（240 kg·hm^-2,N240）2个氮肥量,4个滴灌水平（B0：0 m³·hm^-2;B1：375 m³·hm^-2;B2：750 m³·hm^-2;B3：1125 m³·hm^-2）,共9个处理。结果表明,玉米吐丝期叶面积指数、干物质积累量及氮素积累量均随施氮量和滴灌量增加而增长,且存在互作效应。滴灌促进氮肥的吸收利用,减氮条件下B3处理较B0处理氮肥农学利用率、氮肥偏生产力、氮肥表观利用率分别提高9.55%、22.25%、118.69%;正常氮条件下滴灌量超过750 m³·hm^-2有抑制氮肥吸收利用的趋势。施氮提高水分利用效率,减氮和正常氮处理较CK处理生物量水分利用效率分别提高14.47%和31.83%,减氮和正常氮处理间籽粒水分利用效率差异不显著。减氮条件下玉米的产量随滴灌量增加而增加,B3处理较B0、B1、B2处理分别增加5.84%、1.33%、0.46%,而正常氮条件下则先增后减,减氮25%条件下滴灌量750~1 125 m³·hm^-2处理的产量可达到正常氮不滴灌水平。减氮配以适当灌溉促进玉米生长,增加干物质积累和氮素吸收利用,从而提高玉米产量,是氮肥减施增效和抗旱高产的有效技术措施。本试验条件下的最优水氮配置为纯氮180 kg·hm^-2+滴灌750~1 125 m³·hm^-2。     

控释尿素与普通尿素配施对春玉米产量、氮肥利用及经济效益的影响

在黄土高原东部春玉米主产区连续3 a开展大田定点试验,设置不施氮（CK）、控释尿素与普通尿素不同配比：0（CRU0%）、25%（CRU25%）、50%（CRU50%）、75%（CRU75%）、100%（CRU100%）共6个施肥处理,研究控释尿素与普通尿素不同配施比例对春玉米产量、氮素利用和经济效益的影响,并建立控释尿素配施比例与产量、氮肥表观利用率和施肥收益之间的关系,以确定最佳配施比例,为筛选适于在黄土高原东部推广应用控释掺混配方肥提供科学依据。研究结果表明：（1）控释尿素与普通尿素配施能显著提高玉米产量,增加施肥收益,且随着配施比例的增加,2项指标均呈先增加后降低的趋势,其中CRU75%处理的春玉米产量和施肥收益最高,分别较CRU0%处理增加了1 273 kg·hm^-2（11.9%）和1 735元·hm^-2（65.7%）。（2）与CRU0%处理相比,控释尿素不同配施比例处理显著提高了玉米氮素利用率、农学效率和偏生产力,提高幅度依次为24.73%~43.87%、38.22%~61.24%和7.45%~11.93%,且均以CRU75%处理最高。（3）控释尿素与普通尿素配施处理显著降低了0~100 cm土层土壤中氮残留量和氮素表观损失量,CRU75%处理氮残留量和氮表观损失量最低,分别为119.8 kg·hm^-2和247.5 kg·hm^-2。（4）控释尿素配施比例与春玉米产量、氮肥表观利用率和施肥收益均存在显著一元二次关系,基于此3项指标推算出控释尿素的适宜配施比例分别为64.3%、71.2%和61.8%。控释尿素与普通尿素配合施用有利于促进春玉米生长发育,获得增产增收并提高氮素效率,综合各因素确定黄土高原东部春玉米生产的控释尿素适宜配比为60%~75%。     

不同施氮水平下小麦/玉米套作群体产量和水氮利用

通过2018—2020年连续两年田间试验,以小麦/玉米套作群体为试验对象,研究N0、N1和N2 3个水平下（施N量分别为小麦0、120 kg·hm^-2和240 kg·hm^-2,玉米0、180 kg·hm^-2和360 kg·hm^-2）小麦/玉米套作群体产量、土地当量比与土壤水分利用的差异。结果表明：小麦/玉米套作具有明显的产量与水分利用优势,与单作相比,套作小麦产量提高21.34%~27.80%（P＜0.05）,产量优势主要来源于边1行与边2行的增产,而套作玉米表现受氮肥供应的调控,在N0与N1水平下套作产量减少3.02%~11.43%,仅在N2水平下高于单作玉米;小麦/玉米套作群体的土地当量比（LER）在1.04~1.16,具有土地利用优势;在相同产量下小麦/玉米套作群体比单作群体的耗水量更少,水分利用效率更高,其中在N1水平下耗水量减少最为明显,两年内平均减少消耗47.30 mm的水分,而水分利用效率比单作系统提高2.77%~6.46%,小麦/玉米套作群体在3个施氮水平下均表现出节水与水分利用优势;套作种植还可以提高小麦和玉米的氮肥农学利用率及小麦的氮肥偏生产力,两年内套作小麦的氮肥偏生产力和氮肥农学利用率最高可达64.17 kg·kg^-1和11.17 kg·kg^-1。因此在半湿润区雨养条件下具有发展小麦/玉米套作种植模式的可行性。     

施氮对关中地区冬小麦农田土壤呼吸的影响及基于植被指数的估算模型

为探寻不同施氮量对农田土壤呼吸（R_S）的影响并快速准确估算R_S,以关中地区冬小麦为研究对象,观测了5种施氮量下冬小麦农田R_S的变化,研究了环境因子（土壤温度、土壤湿度）及作物因素（叶面积指数、地上部生物量、SPAD值）对于R_S的影响,建立了适用于关中地区土壤温度与植被指数下的农田土壤呼吸估算模型。设置秸秆还田下的5种施氮量处理,分别为传统施氮量SN200（200 kg·hm^-2）、优化施氮量SN150（150 kg·hm^-2）、60%优化施氮量SN120（120 kg·hm^-2）、50%优化施氮量SN100（100 kg·hm^-2）以及不施氮肥SN0（0 kg·hm^-2）。结果表明：不同施氮量下R_S随生育期推进均表现为先升高再降低的趋势,同时添加氮肥促进了R_S排放。各处理观测期内R_S的均值为：SN200（3.68 μmol·m^-2·s^-1）>SN150（3.40 μmol·m^-2·s^-1）>SN120（3.06 μmol·m^-2·s^-1）>SN100（2.70 μmol·m^-2·s^-1）>SN0（2.21 μmol·m^-2·s^-1）。不同施氮量下冬小麦冠层近红外波段反射率在拔节期和抽穗期差异明显,反射率从高到低依次为SN200>SN150>SN120>SN100>SN0,而在灌浆期和成熟期差异不大。土壤温度显著影响了R_S（P<0.01）,土壤湿度与R_S没有显著相关关系（P0.05）。叶面积指数、地上部生物量、SPAD值和植被指数均与R_S呈显著相关关系（P<0.05）。通过多种模型评估,建立基于植被指数和土壤温度的最佳农田土壤呼吸估算模型,显著高于基于土壤温度的单因子模型,模型精度可达到0.6以上（n=120）。     

基于APSIM模型的旱地春玉米施肥类型及氮肥用量研究

为探究玉米高产和减少硝态氮残留的合理施肥模式,通过山西寿阳旱地春玉米田间试验和APSIM模型模拟,研究不同施肥类型和施氮量对春玉米产量、硝态氮残留量和氮肥利用率的影响。田间试验设置3个施肥类型主处理,包括化肥单施、有机无机肥配施（配施比例1∶1）和有机肥单施;7个施肥梯度副处理,分别为0、50、100、150、200、250、300 kg·hm^-2,并利用2019—2021年试验站点数据对模型进行校准验证。结果表明：APSIM模型可以较好地模拟当地玉米产量和硝态氮残留量状况。各降水年型下,随氮肥施用量的增加,玉米产量先增加后减少,硝态氮残留量显著增加,氮肥利用率有所降低;相同施肥类型及施肥量下,丰水年的春玉米作物产量最高,硝态氮残留量最低,氮肥利用率最高;相同降水年型及施肥量下,有机无机肥配施方式的春玉米产量最高,硝态氮残留量居中,氮肥利用率最高。相较于化肥单施和有机肥单施方式,有机无机肥配施对于干旱地区玉米产量提升效果更好,其土壤硝态氮残留量对降水变化的敏感性相对较低,其氮肥利用率受降水影响也更小。综上,当施氮量介于148~168 kg·hm^-2时,有机无机肥配施方式下土壤硝态氮残留量维持在阈值内,春玉米产量可达到理论产量的95%左右,适宜在研究区域推广应用。     

河套灌区盐渍化土壤玉米水氮耦合效应

为了探求适用于盐渍化地区的节水、施肥优化模式,采用大田试验,以玉米为研究对象,选取了轻度和中度两种盐分土壤,设置了10种不同水、氮处理,建立不同盐分土壤玉米产量与灌水量及施氮量之间的回归模型并对其进行了分析,研究不同盐分土壤水、氮用量对玉米产量的影响。结果表明：在轻度和中度盐分土壤条件下,灌水和施氮对玉米均有增产效应,水、氮交互作用为正效应,水分的作用大于施氮的作用。通过边际效应分析可知,轻度和中度盐分土壤施氮肥的增产速率没有明显差异,轻度盐分土壤灌水的增产效率明显高于中度盐分土壤。轻度和中度盐分土壤玉米最高产量分别为13 581 kg·hm^-2和11 115 kg·hm^-2,对应的水、氮配比均为灌水编码为0.77（全生育期灌水量2 250 m³·hm^-2）,施氮编码为0.69（总施氮量225 kg·hm^-2）。通过模型寻优,得到轻度和中度盐分土壤种植玉米的最佳水、氮配比方案均为全生育期灌水量为1 900.95~2 389.08m³·hm^-2,总施氮量为174.04~240.7 kg·hm^-2。优化方案的水、氮用量分别比当地灌水量（2 925 m³·hm^-2）节水18.2%~35%, 施氮量（325 kg·hm^-2）节肥26.0%~46.4%。优化范围包含了轻度和中度盐分的最高产量水、氮用量,产量与当地产量基本一致,符合当地灌水施肥要求。但从维持目前玉米产量和长期盐碱地改良的角度看,建议中度盐化土壤应选取水、氮优化范围中中等偏上灌水量和中等偏下的施肥量,以便于从根本上降低土壤盐分背景值,便于长期产量的提高;轻度盐分土壤选取优化范围适中的水、氮用量。     

富硒营养素对关中灌区小麦籽粒硒含量和产量的影响

为探索适宜关中灌区富硒小麦生产的农艺技术,2018—2019年在关中灌区4个具有代表性的地点三原、兴平、武功和临渭进行试验,供试小麦品种为中麦578,试验设置CK、叶面单次喷施(T12.7 kg?hm-2、T25.4 kg?hm-2)和两次喷施(T32.7 kg?hm-2+2.7 kg?hm-2、T45.4 kg?hm...     

不同水氮处理对滴灌冬小麦生长、产量和耗水特性的影响

通过滴灌小麦大田试验,研究了不同灌水下限(灌水下限为田间持水量的45%、60%、75%)和施氮处理(45、111、146 kg·hm~(-2))对田间冬小麦生长、产量和耗水特性的影响。结果表明:灌水下限对小麦株高、叶面积指数和干物质的影响是显著的,且比施氮量影响更大。W3(灌水下限为田间持水量45%)和N3(施氮量45 kg·hm~(-2))处理不利于小麦株高、叶面积的增长。在小麦生长后期,增加灌水量和施氮量有利于小麦株高的生长。小麦的产量随着灌水下限的增大而增加;施氮量在0~111 kg·hm~(-2)时,冬小麦产量随着施氮量的增加而增加,超过111 kg·hm~(-2)时不再显著增加甚至抑制产量的增长;灌水下限和施氮量相对较小的处理有利于提高水分利用效率。不同水肥处理,小麦各生育期内耗水量和耗水模数都表现为灌浆完熟抽穗扬花期拔节孕穗期返青起身期。在此试验条件下,W2N2的处理(灌水下限为田间持水量的60%,灌溉定额为290 mm,施氮量为111 kg·hm~(-2))的干物质、产量和水分利用效率最大,是产量和效益兼优的最佳组合。     

品种与施肥对次生盐碱地牧草光合特性的影响

通过正交设计 L18（61×36）在宁夏盐池次生盐碱地进行草地建植试验,探讨牧草品种、有机肥、NKP 肥及苦豆子秸秆对牧草光合特性的影响。结果表明：正交设计方法得到提高净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）、水分利用效率（WUE）、叶绿素含量及降低胞间 C02浓度（Ci）的最佳组合为草木樨（Melilotus offcinalia）＋有机肥36 t?hm －2＋NPK（N 165 kg?hm －2、P 135 kg?hm －2和 K 135 kg?hm －2 ）＋秸秆15 t?hm －2 ,这与 Pn 、Gs 、WUE 、叶绿素含量最高及 Ci 最低的处理15相一致,证实了正交设计结果的可靠性;4个因素对蒸腾速率（Tr）、Pn 、Gs 及 Ci 的影响程度大小均为品种＞有机肥＞ NPK ＞秸秆,对 WUE 及叶绿素含量的影响程度大小为品种＞ NPK ＞有机肥＞秸秆;品种和有机肥对 Pn 、Tr 、Gs 、WUE 及叶绿素含量影响极显著（ P ＜0．01）,NPK 对 Pn 、Gs 、WUE 及叶绿素含量影响极显著（ P ＜0．01）,对 Tr 和 Ci 影响显著（P＜0．05）,苦豆子秸秆对 Pn 和 WUE 影响极显著（ P ＜0．01）;豆科的 Pn 、Tr 、Gs 、WUE及叶绿素含量显著大于禾本科（P＜0．05）,草木樨的 Pn 、Gs 、WUE 及叶绿素含量显著高于紫花苜蓿（Medicago sati－va）和沙打旺（Astragalus adsurgens）,禾本科披碱草（Elymus cylindricus ）的 Pn 、WUE 及叶绿素含量显著高于扁穗冰草（Agropyron cristatum）和蒙古冰草（Agropyron mongolicum Keng）;相关分析表明,Pn 与 Tr 、Gs 、WUE 及叶绿素含量呈极显著正相关（P＜0．01）,与 Ci 呈极显著负相关（P＜0．01）。     

缓释尿素减施对冬小麦产量和氮素利用效率的影响

为优化旱地小麦高效施氮管理，实现高效生产目标，通过2 a（2019—2020年度和2020—2021年度）田间试验，设不施肥（CK）、不施氮（T1）、300 kg·hm^-2尿素N（T2，常规施氮处理）、300 kg·hm^-2缓释尿素N（T3）、195 kg·hm^-2缓释尿素N（T4）和90 kg·hm^-2缓释尿素N（T5）6个处理，分析不同缓释尿素减施量对农田土壤硝态氮分布及累积、氮素吸收与转运、冬小麦产量和氮素利用效率的影响。结果表明，缓释尿素减施处理（T4和T5）显著降低收获期0~200 cm土层的土壤NO^-₃-N累积量，同时提高0~40 cm土层NO^-₃-N占比。施用缓释尿素显著提高冬小麦氮素转运量和花后氮素吸收量，T3处理较当地常规施氮处理分别提高12.9%和13.6%。氮素转运对籽粒的贡献率随缓释尿素减施比例的增加呈先增后降的变化趋势，T4处理最大，较其他施氮处理提高0.2%~50.0%。施用缓释尿素可不同程度地改善冬小麦产量构成因素和提高产量；T4处理两年产量分别为8 434、9 060 kg·hm^-2，2019—2020年度较T2和T3处理分别提高19.7%和13.9%，2020—2021年度分别提高17.3%和10.4%，其经济效益2019—2020年度较T2和T3处理分别提高33.3%和34.0%，2020—2021年度分别提高26.8%和23.2%。缓释尿素减施显著降低氮素表观损失，提高了氮素利用效率和氮肥偏生产力。通过拟合分析发现，缓释尿素施用量为208.7 kg·hm^-2时，两年产量分别为8 054、8 806 kg·hm^-2，净效益分别为6 890、8 475 CNY·hm^-2，NHI分别为78.2%和78.9%，可实现西北旱区冬小麦高产高效。     

复合保水剂对盐碱地冬小麦旗叶光合、衰老及产量的影响

为探究复合保水剂对盐碱地冬小麦旗叶光合、衰老及产量的影响,以济麦44为试验材料,设置了5个不同处理：不施保水剂(CK)、分别施用15、30、45 kg·hm^-2复合保水剂(T1、T2、T3)和施用30 kg·hm^-2凹凸棒石保水剂(T4)。研究结果表明,施用复合保水剂能够促进盐碱地冬小麦的生长发育,提高小麦旗叶光合作用和抗氧化酶活性。在本试验条件下,T2处理的效果最好。与CK相比,收获期T2的地上部干物质量显著提升了23.08%～24.90%,花后28 d T2的旗叶净光合速率、蒸腾速率、叶绿素含量和SOD活性分别提升了28.14%～29.35%、19.22%～22.71%、22.54%～33.47%和41.81%～49.52。在开花期,T2的POD活性显著高于CK 31.85%～34.38%(P<0.05)。在花后14 d, T2的MDA含量显著低于CK 23.80%～25.39%(P<0.05)。施用等量复合保水剂比凹凸棒石保水剂效果更好。T2在两年内的产量分别达到了7 161 kg·hm^-2和7 210...     

基于DNDC模型模拟的冬小麦田土壤有机碳和作物产量对地表覆盖的响应

依托前期长期定位试验,基于DNDC过程模型,对秸秆和地膜覆盖条件下冬小麦田土壤有机碳和小麦产量的长期变化规律进行了模拟研究.结果表明,DNDC模拟的有机碳含量和冬小麦产量变化与田间观测结果较一致,能较理想地模拟两种覆盖措施对土壤有机碳和作物产量的长期影响.模拟结果显示,在50 a时间尺度上,不覆盖与地膜覆盖处理下0～5...     

北疆超晚冬播小麦高产生育规律及干物质积累研究

为探明北疆超晚冬播小麦高产生育特性和干物质积累分配规律,2016—2018年采用裂区设计研究了3个超晚冬播处理(B_0、B_1、B_2)与春播处理(B_3)对新春6号、新春27号、新春29号、新春43号的生育特性、叶面积指数、干物质积累和产量的影响。结果表明:超晚播小麦比春小麦(B_3)早出苗13～24 d、早成熟7～9 d,延长生育期2～18 d,增加穗粒数1.6%～45.5%、增加千粒重9.4%～19.5%;降低基本苗数15.6%～60.0%、总茎数峰值5.4%～24.2%、成穗数21.3%～36.7%、叶面积指数峰值25.7%～37.7%,可增加干物质积累质量4.4%～44.1%,提高经济系数6.4%～21.5%,增加产量11.4%～21.2%。各品种超晚冬播处理以11月初播种(B_2)产量较高。其中,新春27号B_2获得产量7 852.8 kg·hm~(-2),生育期较春小麦延长13 d,早熟9 d;基本苗数270万株·hm~(-2)、成穗数441.7万穗·hm~(-2),最高叶面积指数4.6,干物质积累质量17 685.7 kg·hm~(-2),经济系数为0.47。新春27号在11月初播种,播量为1 000万粒·hm~(-2),可获得产量7 852.8 kg·hm~(-2)。     

轮作休耕模式对土壤细菌群落的影响

以黄土高原半干旱区9种轮作休耕模式土壤为研究对象,分别设残膜覆盖（T₂1）、伏天深耕（T₂2）、施牛羊粪（7 500 kg·hm^-2）+深翻耕（30 cm）+连续休耕3 a（T₂3）、施牛羊粪（7 500 kg·hm^-2）+深翻耕（30 cm）+连续种植豌豆3 a并在盛花期翻压还田（T₂4）、施牛羊粪（7 500 kg·hm^-2）+深翻耕（30 cm）+连续3 a种植豌豆（每kg豌豆种子拌根瘤菌粉8.5 g）并在盛花期翻压还田（T₂5）、玉米秸秆粉碎（还田量7 500 kg·hm^-2）+施牛羊粪（7 500 kg·hm^-2）+深翻耕（30 cm）+连续休耕3 a（T₂6）、玉米秸秆粉碎（还田量7 500 kg·hm^-2）+施牛羊粪（7 500 kg·hm^-2）+深翻耕（30 cm）+连续3 a种植毛苕子并在盛花期翻压还田（T₂7）、玉米秸秆粉碎（还田量7 500 kg·hm^-2）+施牛羊粪（7 500 kg·hm^-2）+深翻耕（30 cm）+连续3 a种植毛苕子并在盛花期翻压还田（T₂8）等8个处理,以连续休耕3 a为对照（CK）,采用16S rRNA扩增子测序技术对土壤细菌群落组成、丰度和多样性等特征进行研究,分析了土壤养分与细菌种群多样性的相关关系。结果表明,9种休耕轮作模式下,土壤细菌群落中相对丰度较高的前5位菌门依次为变形菌门（Proteobacteria）（26.33%～37.33%）、酸杆菌门（Acidobacteria）（17.93%～21.43%）、放线菌门（Actinobacteria）（12.42%～19.41%）、芽单胞菌门（Gemmatimonadetes）（6.98%～10.99%）和绿弯菌门（Chloroflexi）（6.48%～10.50%）。其中T₂1、T₂5处理显著升高了硝化螺旋菌门的相对丰度（分别为50.04%和42.44%）,T₂2处理显著提高了变形菌门和拟杆菌门的相对丰度（分别为31.51%和159.96%）,T₂6、T₂7处理显著增加了芽单胞菌门的相对丰度（分别为28.36%和28.33%）,T₂8处理显著增高了奇古菌门的相对丰度（519.79%）。不同轮作休耕模式的土壤全氮含量均高于CK。细菌群落丰富度指数除T₂7处理外,其余处理均高于CK。冗余分析和Monte Carlo置换检验结果显示,土壤全氮、全钾、速效氮含量对土壤细菌群落结构影响显著（P＜0.05）。     

半干旱区春小麦水分与产量关系及其影响因素分析

水分是影响半干旱雨养作物生长、发育及产量形成最重要的环境因素。以中国西北半干旱区田间试验为基础,收集长期观测资料和文献数据,分析春小麦产量与水分之间的关系及其环境影响因素,揭示不同环境条件下春小麦水分限制特征和调控机制。研究表明：半干旱区常规管理水平下,雨养春小麦产量与水分间的关系相对稳定,然而播前土壤储水影响生育期降水与春小麦产量间的关系,不同播前土壤储水条件下,每增加1 mm降水量,春小麦产量的增加量分别为21.3 kg·hm^-2和16.8 kg·hm^-2。生育期大气干湿条件（潜在蒸发量与降水的差值）对播前土壤储水与春小麦产量间的关系也有影响,其中大气较为干燥时（潜在蒸发量与降水的差值大于425 mm）,产量与土壤水分间关系斜率为22.9 kg·hm^-2·mm^-1,大气较为湿润时（潜在蒸发量与降水的差值小于425 mm）,斜率为20.1 kg·hm^-2·mm^-1。相较生育期降水,播前土壤储水对春小麦产量更具有决定性作用。半干旱雨养春小麦的气候年型由播前土壤储水和生育期大气干湿条件共同决定。增加播前土壤水分储量、在生育期的特定阶段灌溉均会改变小麦耗水量与产量之间的关系,并最终导致小麦水分利用效率发生变化。大气干湿条件和灌溉条件共同导致中国西北不同地区春小麦边界函数存在差异。     

滴灌水氮运筹对南疆春小麦根系生长及产量的影响

以南疆地区春小麦新春6号为供试材料,采用土柱栽培法,通过滴灌开展水、氮两因素控制性试验,滴施纯氮量设N_0(不施氮肥)、N_1(69 kg·hm~(-2))、N_2(172.5 kg·hm~(-2))和N_3(276 kg·hm~(-2))4个水平,滴灌水量设W_1(2 250 m~3·hm~(-2))、W_2(3 000 m~3·hm~(-2))、W_3(3 750 m~3·hm~(-2))和W_4(4 500 m~3·hm~(-2))4个水平,共16个水氮组合处理。结果表明:扬花期是滴灌春小麦根系生长的高峰期,有64.52%～76.90%的根系干质量和76.39%～82.47%的根长分布在0～40 cm土层中。适当增施水氮能有效促进根系生长并提高产量,其中扬花期N_3W_3、N_2W_3、N_3W_2处理的根干质量、根干质量密度、根长、根长密度、根系直径和根系表面积较高,分别为123.0～148.3 mg、97.07～117.03 g·m~(-3)、14 405.8～16 490.8 mm、1.14～1.30 cm·cm~(-3)、0.3267～0.3365 mm和14 245～17 624 mm~2,其产量也达到8 695.7～9 966.1 kg·hm~(-2)的较高水平。N_3W_4处理的根系各项指标虽然较高,但蜡熟期下降过快,表明水氮过高对延缓根系衰亡不利。水氮对根系生长及产量具有显著的互作效应,且水分效应高于氮素效应。通过分析,本地区较适宜的水、氮供应范围分别为3 750～4 500 m~3·hm~(-2)和172.5～276 kg·hm~(-2),当施氮量259.4 kg·hm~(-2)、滴灌量3 793.4 m~3·hm~(-2)时产量可达最高为9 142.9 kg·hm~(-2)。