长江中下游稻茬小麦超高产群体磷素积累、分配与利用特性

为给长江中下游稻茬小麦超高产(＞9 000 kg·hm-2)生产提供理论依据,以中筋小麦新品种扬麦20为材料,通过氮素运筹(氮肥使用量、施用时期和比例)和基本苗调控建立稻茬小麦不同产量水平群体,研究超高产小麦群体磷素积累、分配与利用特性.结果表明,不同产量水平小麦群体整个生育期磷素积累动态变化均可采用Richards方程拟合.超高产群体拔节期至开花期、开花期至成熟期、开花期、成熟期磷素积累量分别达28、22、46、68 kg·hm-2,显著或极显著高于高产群体.超高产群体磷素吸收高峰出现在拔节期至开花期,其次为开花期至成熟期.开花期茎鞘、穗及成熟期颖壳+穗轴、籽粒中磷素积累量与籽粒产量呈极显著正相关,分别达21、8、9和45 kg·hm-2以上才有利于实现超高产.花后叶片磷素转运量与籽粒产量呈显著线性负相关,茎鞘磷素转运量与籽粒产量呈极显著线性正相关,叶片磷素转运量低于9 kg·hm-2,茎鞘磷素转运量高于15 kg·hm-2才有利于实现超高产.超高产群体百公斤籽粒吸磷量为0.84～0.88 kg,磷素利用效率为113.60～118.93 kg· kg-1,磷收获指数为0.64～0.67.     

种植密度对扬糯麦1号籽粒产量与群体质量的影响

为给糯小麦高产栽培提供参考,以扬糯麦1号为材料,设置了135×104、180×104、225×104、270×104和315×104株·hm-2五个密度水平,分析了种植密度对糯小麦籽粒产量与群体质量的影响。结果表明,扬糯麦1号孕穗期及开花期叶面积系数、开花期及成熟期干物质积累量与密度呈显著线性正相关,分蘖成穗率与密度呈极显著线性负相关,花后干物质积累量和粒叶比与密度呈显著二次曲线关系。在215×104~238×104株·hm-2种植密度下,产量达8 000kg·hm-2以上,此密度区间可作为糯小麦正常播种条件下的适宜密度范围。     

施磷对旱地小麦土壤水分、干物质累积和转运的影响

为探明旱地小麦最佳施磷量和施磷方式,在山西省闻喜县进行了施磷量(P2O5)为75、112.5、150kg·hm-2和施磷土层深度为20、40cm的田间试验,分析了不同处理对旱地麦田土壤水分、干物质累积与转运的影响。结果表明,随着施磷量的增加,小麦花前0~100cm土层的土壤水分含量提高,且40cm土层施磷较20cm土层施磷效果显著;小麦各生育时期单株干物质量增加,且40cm土层施磷条件下差异显著。施磷150kg·hm-2时,40cm土层施磷较20cm土层施磷,小麦花前叶片和茎秆+茎鞘的干物质量增加,成熟期茎秆+茎鞘干物质量显著降低,籽粒干物质量及其所占比例增加。随施磷量的增加,小麦花后干物质累积量及其对籽粒的贡献率均显著增加,且40cm土层施磷较20cm土层施磷效果显著。施磷条件下,花后干物质累积量与小麦越冬-孕穗期土壤水分含量关系密切,与孕穗期土壤水分含量尤为密切。40cm土层施磷150kg·hm-2有利于提高旱地麦田孕穗期前0~100cm土层土壤水分含量,促进小麦茎秆+茎鞘中的干物质向籽粒转运和花后干物质累积及其对籽粒的贡献率,从而提高籽粒产量。     

滴灌春小麦群体质量与产量的关系

为探讨滴灌春小麦的高产机理,以新春6号为材料,分析了不同水肥条件下滴灌春小麦群体质量及其与产量的关系。结果表明,滴灌春小麦的茎蘖成穗率、粒叶比及花后干物质对产量的贡献率与产量均呈极显著正相关,孕穗期LAI与产量呈二次抛物线的关系;在拔节期滴灌春小麦的群体茎蘖数量为775.2×104·hm-2、茎蘖成穗率为88.7%、孕穗期和籽粒形成期的LAI分别为7.83和6.22、粒数叶比和粒重叶比分别为4 314.4粒·m-2和224.3g·m-2、花后干物质积累量为7 001.95kg·hm-2、花后干物质贡献率为79.14%时,产量最高(10 967.4kg·hm-2)。说明通过提高茎蘖成穗率,保持适宜孕穗期群体叶面积和提高粒叶比,促进花后物质生产和贮存物运转,协调源库关系,可以实现滴灌春小麦高产。     

雨养和灌溉条件下施氮量对小麦干物质积累和产量的影响

为给冀东地区小麦高产栽培提供技术参考,以高蛋白质品种京冬8号和低蛋白质品种宝麦38为材料,设置0、120、240和360kg·hm-2三个施氮水平,研究了在灌溉和雨养条件下氮素营养对冬小麦干物质积累和产量形成的调控效应。结果表明,适量施氮提高了小麦干物质积累量、结实小穗数和穗粒数,促进了叶片、茎和鞘的花前贮存干物质在花后向籽粒中的转移,但过量施氮则抑制灌溉条件下营养器官花前贮存干物质在花后向籽粒的转移。施氮量对千粒重的影响因基因型和土壤水分状况不同而差异。随施氮量的增加,在雨养和灌溉条件下京冬8号千粒重分别呈降低和增加趋势,宝麦38千粒重均呈下降趋势。适当施氮可促进分蘖和分蘖成穗。与雨养栽培相比,灌溉可促进小麦干物质积累,增加穗数和延长灌浆时间,提高籽粒产量。随着施氮量的增加,两品种的氮肥生产效率和氮肥农学效率均降低。宝麦38和京冬8号籽粒产量达到最高的施氮量在雨养条件下均为120kg·hm-2,在灌溉条件下分别为120和240kg·hm-2。从产量和氮肥利用效率综合来看,宝麦38的适宜施氮量为120kg·hm-2,京冬8号的适宜施氮量为120~240kg·hm-2。     

施氮量对稻茬小麦秸秆干物质和养分垂直分布的影响

为给秸秆资源合理开发利用提供依据,以弱筋小麦品种宁麦9号和强筋小麦品种豫麦34为材料,研究了不同施氮水平(0、75、150、225、300kg·hm-2)下成熟期小麦植株干物质、氮、磷和钾的积累垂直分布特点。结果表明,小麦籽粒产量随施氮量增加呈先增后降的趋势,以施氮225kg·hm-2处理的产量最高。小麦冠层干物质和养分存在明显的垂直梯度,增加施氮量显著提高了冠层各层次干物质、氮、磷和钾素的积累量。随冠层层次的降低,叶片干物质积累量先降后增,氮、磷积累量降低,钾积累量升高。茎鞘干物质和钾素积累量则随冠层层次的降低而升高,氮、磷积累量先增后降,以倒2、倒3层较高。各叶层、茎鞘层干物质、氮、磷、钾积累量与籽粒产量均呈极显著正相关关系。在施氮225kg·hm-2处理下,小麦秸秆全量还田对土壤氮、磷、钾养分的贡献分别为3.7、2.8、9.9kg·hm-2;留茬15cm时,残茬干物质、氮、磷、钾还田量占整株秸秆量的比例分别为40%、50%和40%左右。     

稻秸还田下播种密度与氮肥运筹对小麦产量及氮素利用效率的影响

为明确秸秆还田条件下稻茬小麦高产高效栽培的适宜播种密度和氮肥运筹方式,采用大田试验,以济麦22号为材料,研究了稻秸还田下不同播种密度(播量120kg·hm-2、180kg·hm-2)、施氮量(180、225和270kg N·hm-2)及氮肥基追比(基肥∶拔节肥∶孕穗肥为6∶3∶1、5∶3∶2和4∶3∶3)对小麦产量和氮素利用效率的影响。结果表明,在施氮量180kg·hm-2(低氮)和225kg·hm-2(适氮)下,提高播种密度显著提高了小麦叶面积指数、开花期旗叶光合速率、花后干物质积累量和籽粒产量;而在施氮量270kg·hm-2(高氮)下,提高播种密度显著降低了小麦生育后期叶面积指数、开花期旗叶光合速率、花后干物质积累量和籽粒产量。提高播种密度、降低施氮量均降低了土壤中无机氮的盈余量,氮肥吸收效率和氮肥农学效率显著提高。产量、氮肥吸收效率及氮肥农学效率均在氮肥基追比为基肥∶拔节肥∶孕穗肥=6∶3∶1时最大。因此,稻秸还田条件下提高小麦播种密度、适当降低施氮量并提高基肥比例,可以实现小麦产量和氮素利用效率的同步提高。     

基于“三合结构”分析氮肥运筹对四川丘陵旱地小麦物质生产及产量形成的影响

为探究氮肥后移对四川丘陵旱地小麦物质生产与产量形成的影响,2013-2015年度以四川省小麦主推品种川麦104为材料,采用二因素随机区组设计,研究了2个施氮量(120、180kg N·hm-2)、3种施氮方式(底肥一道清、重底早追即底肥和苗肥比例7∶3、氮肥后移即底肥和拔节肥比例6∶4)对小麦干物质积累、平均叶面积指数(MLAI)、生育天数(D)、收获指数(HI)、平均净同化率(MNAR)的影响。结果表明,从三叶期至开花期,相对于120kg·hm-2施氮水平,增施氮肥后干物质积累量增加,而成熟期则以120kg·hm-2施氮处理的干物质积累量较大。不同施肥方式间比较,氮肥重底早追显著增加了三叶期至孕穗期干物质积累量和群体LAI,氮肥后移则显著增加了开花期与成熟期干物质积累量及开花期群体LAI,底肥一道清处理孕穗期、开花期、成熟期的干物质积累量均最小。从光合性能参数看,增施氮肥和氮肥后移均对MLAI、HI有促进作用,与120kg·hm-2施氮处理相比,增施氮肥后MLAI增加9.5%(2014-2015年),HI增加4.7%(2013-2014年);氮肥后移处理的MLAI较底肥一道清处理增加38.2%(2013-2014年),HI较氮肥重底早追处理增加10.6%(2014-2015年),差异均显著;而MNAR、平均作物生长率(MCGR)受施氮量的影响较小。氮肥后移处理的单位面积粒数(TGN)和粒叶比显著增加;180kg·hm-2施氮处理的产量及产量构成因素略高于120kg·hm-2施氮处理,但差异均不显著。综合生产成本与效益来看,四川丘陵旱地小麦的推荐氮肥用量为120kg N·hm-2,施肥方式为底肥和拔节肥比例6∶4。     

密度和施氮量对超高产冬小麦群体质量和产量形成的影响

为明确种植密度和施氮量对超高产冬小麦群体质量和产量形成的影响,以冬小麦品种石麦18为材料,于2013-2014年度在河北省藁城市进行了密度(基本苗150万、225万、300万和375万·hm-2)和施氮量(180、240和300kg·hm-2)的二因素裂区试验。结果表明,小麦各生育时期群体总茎(穗)数随密度的增加而增加,但4种密度下都取得了较高的穗数。越冬前至开花期叶面积指数(LAI)和干物质积累量均随密度的增加而增加,但基本苗为150万和225万·hm-2时开花后LAI和干物质积累量都高于基本苗300万和375万·hm-2。各生育时期(除起身期外)不同施氮量之间总茎数差异不显著。干物质积累量随着施氮量增加呈增加趋势,高施氮量下开花后LAI衰减较慢。密度对产量及其构成因素的影响均显著,施氮量仅对千粒重和产量的影响显著;密度与施氮量对千粒重和产量有显著的交互效应。基本苗150万·hm-2、施氮量240~300kg·hm-2处理的小麦产量最高,分别为10 308.65和10 221.98kg·hm-2。因此,建议在低密度下适当增施氮肥。而从节本增效考虑,在高密度下应适当减少氮肥投入,以实现小麦的高产高效。     

拔节期追氮对小麦植株地上部Zn吸收和积累的影响

为明确拔节期追氮对小麦植株地上部Zn吸收积累的影响,于2011-2012年以周麦18和济麦22为材料,研究了拔节期不同追氮量处理下,小麦植株开花期和成熟期叶片、茎鞘、穗部、籽粒的Zn含量,分析了各部位Zn的积累量.结果表明,周麦18植株地上部Zn含量和积累量高于济麦22;从空间分布来看,植株地上各部位Zn含量和积累量均随空间位置下移而降低;随拔节期追氮量的增加,两个小麦品种植株地上部Zn积累量在开花期呈先升后降趋势,成熟期则规律不明显,说明拔节期追氮能够调控小麦花后地上各部位Zn的积累和转运.小麦籽粒Zn含量与拔节期追氮量之间的关系可用二次曲线函数进行模拟.小麦植株Zn积累量对氮肥的响应存在品种间差异,周麦18在N3(底施纯氮120 kg·hm-2,追氮100 kg· hm-2)处理下植株Zn积累量和籽粒Zn含量最高,济麦22在N4(底施纯氮120 kg· hm-2,追氮140 kg·hm-2)处理下植株Zn积累量和籽粒Zn含量最高.     

镇压对宽幅播种冬小麦产量和干物质积累转运的影响

为明确小麦宽幅播种模式下,不同时期镇压对小麦产量和干物质积累转运的影响,于2018-2020年小麦生长季进行不同时期镇压处理的田间试验。小麦供试品种为泰科麦33,设置11个镇压处理,分别为SP1（播种前）、SP2（播种后）、SP3（播种前+播种后）、SP4（播种前+播种后+返青期）、SP5（播种前+播种后+起身期）、SP6（播种前+播种后+返青期+起身期）、SP7（播种后+返青期）、SP8（播种后+起身期）、SP9（播种后+返青期+起身期）、SP10（返青期）、SP11（起身期）,CK为整个生育期不进行镇压。测定了小麦不同生育时期土壤水分含量和不同生育阶段的干物质积累量,系统分析了不同镇压处理下小麦干物质积累和转运特性及其对小麦群体动态变化和产量及产量构成的影响。结果表明,SP8处理下小麦的穗数和产量最高,分别达到686.6×10·hm^-2和10 818 kg·hm^-2,且显著高于其他处理;镇压处理显著影响小麦的群体动态变化,SP8处理下小麦拔节期、开花期和成熟期的群体最大,且与其他处理间差异显著;镇压处理显著提高了小麦各生育阶段干物质积累量、花前干物质向籽粒的转运量及其对籽粒产量的贡献率,SP8处理下,整个生育期的生物量最高,为16 085 kg·hm^-2,收获指数为52.7%,花前干物质转运量达到4 156 kg·hm^-2,花前干物质对籽粒产量贡献率为49.0%,均显著高于其他镇压处理。综合以上结果,宽幅播种模式下镇压处理对小麦产量及干物质积累、转运有显著影响,最佳镇压方式为SP8处理,即播后镇压和起身期镇压相结合。     

休闲期耕作配施磷肥对旱地小麦氮素吸收与转运的影响

为明确不同耕作方式配施磷肥对小麦植株氮素吸收和转运的影响,于2012-2013年在山西省闻喜县进行了休闲期深松和传统模式下不同施磷量对小麦氮素吸收和转运影响的大田试验。结果表明,休闲期深松较传统模式提高了小麦各生育阶段（低磷条件拔节-孕穗阶段除外）氮素的吸收速率,提高了小麦各阶段的吸氮量,从而提高了各生育时期植株氮素积累量,以配施磷150 kg·hm^-2效果较好;提高了小麦花前氮素转运量、花前转运氮素贡献率和花后氮素积累量;配施磷150 kg·hm^-2提高了小麦花前氮素转运率,降低了成熟期叶片氮素积累量,从而提高了籽粒氮素积累量及分配比例。休闲期深松配施磷150 kg·hm^-2提高了小麦籽粒产量和氮素吸收效率、氮素收获指数。休闲期深松配施150 kg·hm^-2磷肥,小麦的增产、氮素吸收与转运效果最好。     

粮棉轮作模式下播期播量对棉茬小麦生长发育和产量的影响

为明确粮棉轮作两年三熟模式下棉茬小麦适宜的播期和播量,采用田间裂区试验,研究了不同播期(10月15日、10月25日和11月5日)和播量(187.5kg·hm~(-2)、225.0kg·hm~(-2)、262.5kg·hm~(-2)和300.0kg·hm~(-2))对小麦生长发育、产量及其相关性状的影响。结果表明,在拔节期,小麦叶面积随着播期的推迟而下降;在孕穗期,10月25日播期时,播量过大(300.0kg·hm~(-2))会降低小麦叶面积;在扬花期,11月5日播期时,播量过小(187.5kg·hm~(-2))会降低小麦叶面积。随着播期的推迟,小麦生物量逐渐降低,且随小麦生长发育推移,播期对小麦生物量的影响程度逐渐降低。晚播可以提高小麦灌浆期旗叶叶绿素含量,延缓叶片衰老。播期推迟会降低小麦拔节期、扬花期和成熟期的茎蘖数,播量增加会提高小麦的茎蘖数。随着播期的推迟,小麦的成穗数下降,从而导致产量降低。穗数对小麦的产量贡献最大。增加播量使小麦穗粒数和千粒重下降,但穗数增加,所以相同播期时,播量对小麦的产量没有显著影响。本试验中,以播期10月15日、播量262.5kg·hm~(-2)产量最高。建议棉茬小麦适当早播,如果播期推迟,则应适量提高播量以保证产量。     

施氮量对小麦氮素代谢关键酶活性的影响

合理的施氮量可提高小麦氮素代谢关键酶活性,促进小麦籽粒氮素累积和利用,进而获得高产。为掌握小麦最佳施氮量及其促高产的生化机理,以晋麦104号为材料,设置0 kg·hm~(-2)、120 kg·hm~(-2)、240 kg·hm~(-2)、360 kg·hm~(-2)四个施氮水平,研究了施氮量对小麦产量及其氮素代谢关键酶活性的影响。结果显示,小麦产量随氮肥用量增加先升后降,施氮240 kg·hm~(-2)时最高。小麦旗叶氮素代谢关键酶活性在开花期后随时间推移呈先升后降之势;且均随施氮量增加而先升后降,施氮240 kg·hm~(-2)时,小麦旗叶GS、NR、GPT、GOGAT等关键酶活性最高。小麦旗叶氮素代谢关键酶活性与籽粒产量均显著相关。240kg·hm~(-2)施氮量通过改善小麦氮素代谢关键酶活性,提高氮素代谢水平,从而增加小麦籽粒产量。     

不同土壤肥力麦田小麦干物质生产和产量的差异

为明确不同土壤肥力下小麦干物质生产和产量的差异,于2019-2020年小麦生长季,选择了产量潜力分别为10 500 kg·hm^-2和9 000 kg·hm^-2的超高产土壤肥力和高产土壤肥力两种麦田,以济麦22为材料,比较分析了不同土壤肥力麦田小麦的群体动态、干物质生产、籽粒灌浆特性、穗部特征和产量构成的差异。结果表明,与高产土壤肥力相比,超高产土壤肥力增加了小麦拔节至成熟期的干物质积累量及成熟期干物质在籽粒中的分配量,促进了小麦开花前营养器官储存同化物在开花后向籽粒的转运量和开花后的光合物质同化量,提高了收获指数;超高产土壤肥力使籽粒在灌浆中后期维持较高的灌浆速率,延长了活跃灌浆期,提高了粒重。超高产土壤肥力通过增加单位面积的穗数和千粒重,实现小麦高产。     

小麦根长密度和根干重密度对氮肥的响应及其与产量的关系

为总结施氮量与小麦根系生长及产量的关系,通过查询近30年（1993-2019年）中国主要麦区施氮量对小麦根长密度、根干重密度及产量影响的文献资料,对小麦适宜的施氮范围进行分析。结果表明,随着土层的加深,小麦根长密度(RLD) 和根干重密度(RDWD)总体上呈逐渐降低的趋势,且小麦根系主要分布在0～20 cm土层。不同施氮量下0～60 cm土层小麦开花期的RLD 和RDWD均高于成熟期,开花期的RLD 和RDWD分别在施氮220～235和192～209 kg·hm^-2时达到最大值,成熟期分别在施氮220～275和 171～212 kg·hm^-2达到最大值。经相关性分析,小麦产量与RLD、RDWD均呈显著正相关。通过对施氮量与小麦籽粒产量进行一元二次方程拟合得出,在施氮量为247 kg·hm^-2时小麦产量达到峰值。因此,在当前中国主要麦区向农户推荐氮肥用量时,需针对不同区域,结合农田实际,在施氮171～247 kg·hm^-2范围选择合理用量,以促进小麦根系的生长发育及籽粒产量的提高。     

施氮量对强筋小麦物质积累与籽粒产量的影响

为探究冀东地区强筋小麦适宜施氮量,选用2个强筋小麦品种津农7号(氮高效型)和中麦998(氮低效型)为试验材料,设置0 kg·hm^-2(N₀)、180 kg·hm^-2(N₁)、210 kg·hm^-2(N₂)和240 kg·hm^-2(N₃)4个施氮量处理,研究施氮量对强筋小麦籽粒产量和干物质与氮素积累转运的影响。结果表明,在N₀～N₂处理范围内,2个强筋小麦品种的籽粒产量、花前干物质转运量和氮素转运量随施肥量增加均显著增加,N₃处理下2品种的籽粒产量和花前氮素转运量较N₂处理无显著变化,说明适量施氮可促进强筋小麦氮素转运与籽粒产量的提高。增加施氮量可促进花前干物质向籽粒的转运,津农7号的干物质转运率高于中麦998,2个品种的花后干物质对籽粒的贡献率为60.59%～77.16%,说明小麦籽粒产量主要来源于花后干物质积累。2个品种开花...     

秸秆还田条件下不同有机肥对土壤养分和冬小麦养分积累的影响

为了解秸秆还田条件下不同类型有机肥在麦田的施用效果,采用田间试验,设置T1(6 000kg·hm~(-2)玉米秸秆粉碎深翻还田)、T2(6 000kg·hm~(-2)玉米秸秆粉碎+有机肥A 1 500kg·hm~(-2)深翻还田)、T3(6 000kg·hm~(-2)玉米秸秆粉碎+有机肥B 1 500kg·hm~(-2)深翻还田)3个处理,研究了秸秆还田条件下不同类型有机肥对冬小麦越冬期、孕穗期和成熟期土壤微生物量碳(MBC)、氮(MBN)、土壤速效养分含量、冬小麦植株养分积累量以及冬小麦产量和当季经济效益的影响。结果表明,与T1处理相比,T2处理冬小麦各生育时期土壤微生物量碳、氮、土壤矿质态氮和土壤速效钾含量、植株氮和钾的积累量、冬小麦孕穗期和成熟期土壤速效磷含量、植株磷的积累量均显著提高;冬小麦实际产量和当季相对净收益亦均显著增加,分别提高了17.5%和22.0%。T3处理冬小麦越冬期土壤微生物量碳、越冬期和孕穗期土壤微生物量氮、各生育期土壤矿质态氮和越冬期土壤速效钾、各生育期植株氮和钾的积累量、孕穗期和成熟期植株磷的积累量亦均显著提高;冬小麦实际产量提高10.3%,达显著水平,但其当季经济效益并未显著提高。本试验条件下,综合施用两种有机肥对不同指标的影响,以T2处理效果更佳。