冬小麦限水灌溉条件下土壤硝态氮变化与氮素平衡

研究结果表明，冬小麦拔节期1m土层的硝态氮含量主要受基肥施氮量的影响，开花期和成熟期的硝态氮含量除了与追肥与否及追肥施氮量有关外，还受基肥施氮量的一定影响。土壤硝态氮含量的分布，在拔节期处理间差异主要在0—60cm土层内，在开花期和成熟期则整个1m根层内都有差异。144—213kg/hm^2的施氮量，都能维持土壤氮素的表观平衡，但以144kg/hm^2施氮量、全部基施的处理吸氮比例(作物吸氮量/施氮量)最高，残留比例(土壤残留量/作物吸氮量)最低。     

氮素实时管理对冬小麦产量和氮素利用的影响

为实现氮素效率和小麦产量的协同提高,以山东省泰安市和兖州市为试验地点,连续2年在4个田块上进行了基于土壤硝态氮测试的氮素实时管理试验。与农民习惯施肥相比,优化施氮处理提高产量0.87%～10.44%,平均5.82%;而氮肥用量减少38.61%～53.29%,平均46.70%;氮素吸收效率、氮素表观利用率和氮素农学效率分别增加36.67%～85.69%、58.49%～267.69%和34.16%～410.58%;氮肥偏生产力升高74.23%～124.87%;产/投比提高78.50%～112.09%。说明应用土壤硝态氮测试进行小麦氮肥实时实地管理达到了减少氮肥用量,提高氮素利用效率,增加产量和经济效益的目的。     

微喷补灌水肥一体化对冬小麦产量及水分和氮素利用效率的影响

为探明微喷补灌水肥一体化对冬小麦产量及水分和氮素利用效率的影响,于2019—2021年冬小麦生长季进行不同水肥管理模式试验。以山农29为试验材料,采用裂区设计,设置畦灌(W1)、微喷补灌(W2)两个主区,设置拔节期随水追施均匀供氮(T1)和开沟条施局部供氮(T2)两个副区。结果表明,与W1处理相比, W2处理全生育期灌水量两年度分别减少53.3 mm和45.9 mm,节约用水35.5%和30.6%。同一灌溉模式下, T2处理施肥行在开花期0～80 cm土层和成熟期0～120cm土层土壤硝态氮含量均显著高于T1处理。W1模式下,T1处理开花期和成熟期0～30cm土层土壤硝态氮含量显著高于T2处理非施肥行相应土层,开花期和成熟期0～100cm土层根长密度、根表面积密度显著高于T2处理的施肥行和非施肥行,开花后0～20 cm土层根系活力、开花后氮素同化量和营养器官氮素向籽粒转运量、氮肥偏生产力、氮素利用效率、水分利用效率和籽粒产量与T2处理均无显著差异。W2模式下, T1处理开花期和成熟期0～60 cm土层土壤硝态氮含量显著高于T2处理非施肥行相应土层,开花期和成熟期0～100 cm土层根长...     

灌溉量对小麦氮素吸收和运转的影响

在田间遮雨棚中研究了两种灌溉模式和两个冬小麦品种的氮素吸收和运转规律,在本试验条件下,开花期吸收的氮来自土壤的占75.77%～83.09%,到成熟期为79.31%～83.74%。灌浆期间灌水增加植株各器官吸收肥料氮的比例,而降低了吸收土壤氮素的比例。小麦籽粒氮素的67.47%～83.37%来自开花前营养器官的贮存氮,虽然叶片的总含氮量     

不同施氮比例和时期对冬小麦氮素利用的影响

利用＾１５Ｎ同位素示踪技术研究不同施肥处理对小麦各器官氮素含量、ＮＤＦＦ（氮素含量来自肥料氮的百分比）、植株的氮素利用率以及产量和蛋白质含量的影响。结果表明：在收获期小麦各器官的含氮量为子粒〉叶片〉根系〉叶鞘〉颖壳;各器官的ＮＤＦＦ以根系最多,其次为子粒和茎秆;以增加底肥的比例和分次追肥处理的植株氮素利用率较高;以分次追肥处理的产量最高;以增加追肥比例处理的子粒蛋白质含量最高。     

夏玉米施氮量对后茬冬小麦土壤氮素供应与利用的影响

在冬小麦施氮144 kg/hm2的基础上,研究了夏玉米4个施氮量(0,90,180,270和360 kg/hm2)对后茬冬小麦生长期间土壤硝态氮含量变化、无机氮供应以及小麦氮素吸收与利用的影响。结果表明:与玉米不施氮(简称不施氮)相比,玉米施氮(简称施氮)0~200 cm土壤硝态氮含量在冬小麦生长期间显著增加,自冬小麦拔节起,0~40,0~130和0~200 cm 3层深的土壤硝态氮含量均随着玉米施氮量(简称施氮量)的增加而明显递增;与冬小麦播种时相比,不施氮0~130 cm土壤无机氮减少156 kg/hm2,施氮90 kg/hm2该层土壤无机氮富积41 kg/hm2,且富积量随着施氮量继续增加而递增;随着施氮量增加,冬小麦收获时的植株吸氮量和子粒氮素积累量均增加;当施氮量低于180 kg/hm2时,植物氮素积累量在不同施氮量之间无显著差异;当施氮量低于270 kg/hm2时,不同施氮量的子粒氮素积累量差异不明显。在本试验条件下,冬小麦子粒氮肥利用率随着施氮量增加而递增,但差异不显著。     

旱地冬小麦产量、氮肥利用率及土壤氮素平衡对降水年型与施氮量的响应

研究不同降水年型施氮量对旱地冬小麦产量、氮素利用及土壤氮素表观平衡的影响,探讨渭北旱塬旱作麦田稳产增效的最佳氮素投入量,为高效施氮提供理论依据。田间定位施氮试验于2017—2020年连续3年在陕西合阳县开展,以长6359为试验材料,设置5个施氮量处理包括0、60、120、180和240 kg hm^-2 (分别以N0、N60、N120、N180和N240表示),研究旱地冬小麦产量、氮肥利用率及土壤氮素平衡对降水年型与施氮量的响应。连续3年定位试验表明:(1)降水年型对冬小麦产量和经济收益影响显著,丰水年较平水年和欠水年分别增产33.6%和113.3%,经济收益提高2～3倍以上。冬小麦氮肥回收利用率和农学效率与产量有相似的变化规律,丰水年氮肥回收利用率和农学效率较平水年和欠水年分别提高4.7个百分点、0.6 kg kg–1 (平水年)和11.9个百分点、2.5 kg kg–1 (欠水年)。(2)无论何种降水年型,冬小麦产量、氮肥回收利用率和农学效率均随施氮量增加呈现先增加后下降的趋势。在丰水年和平水年,均以N180处理下最高,收获期0～100 cm土层土壤硝态氮积累分...     

滴灌水肥一体化下施氮量对小麦氮素吸收及土壤硝态氮含量的影响

为探明华北地区山前平原水肥一体化条件下小麦合理的氮肥运筹。于2013-2015年2个小麦生长季,设置4个滴灌施氮量(N0-不施氮、N1-120 kg/hm~2、N2-240 kg/hm~2、N3-360 kg/hm~2)处理,研究滴灌水肥一体化下施氮量对小麦氮素吸收积累和土壤硝态氮含量的影响。结果表明:施氮量N1、N2和N3处理的小麦干质量及产量较处理N0显著增加,N1、N2和N3处理间无显著差异;施氮量对小麦茎秆的氮含量影响较大,但对籽粒氮含量的影响差异不显著;处理N3的小麦总吸氮量分别显著高于处理N0、N1和N2,但处理N1和N2之间无显著差异;氮肥收获指数以N2处理最高,氮肥当季回收利用率、氮肥农学效率、氮肥生产效率和氮肥利用效率均表现出随施氮量增加而降低的趋势;施氮量超过240 kg/hm~2,土壤硝态氮含量增加,且随种植年限的延长更加明显。采用一元二次方程拟合,获得小麦最高产量的施氮量为238.46~250.78 kg/hm~2,经济施氮量为174.28~207.18 kg/hm~2。综合考虑经济效益和生态效益,该条件下小麦滴灌经济施氮量以174~207 kg/hm~2为宜。     

长期施用不同剂量氮肥对高粱产量、氮素利用特性和土壤硝态氮含量的影响

本研究于2015—2019年以晋杂34、辽杂27、晋饲2号、晋糯3号和汾酒粱1号为研究对象,设0(N0)、75(N75)、150(N150)、225(N225)、300(N300)、450 kg hm^-2(N450)6个氮素水平,调查其对产量性状、淀粉含量和土壤硝态氮以及氮素利用特性指标的影响,以探讨高粱合理的氮素施用方案。结果表明,高粱的产量、穗粒数及植株地上部氮素累积量,随施氮水平的增加呈先增加后趋于稳定的趋势,其中以N75处理增幅最大,较N0处理最大增幅分别可达23.68%、48.05%和51.86%;籽粒淀粉含量、5年叠加氮肥利用率、5年叠加氮肥农学效率和氮素5年叠加表观回收率随施氮水平的增加都存在不同程度的降低,其中N75处理下5年叠加氮肥利用率为63.01%,较N150处理提高了76.91%;籽粒淀粉产量则随施氮水平的增加呈先增加后降低的趋势。连续施氮4~5年后,施氮量≥225 kg hm^-2,残留的硝态氮在60~200 cm土层逐年累积,且在0~200 cm土层存在明显的累积峰,硝态氮淋失风险加剧。施氮量75~150 kg hm^-2之间,在满足高粱植株基本生长需求的同时,可以弥补了土壤氮库的消耗,有效降低了土壤硝态氮的淋失,亦有利于高粱产量和籽粒淀粉产量的形成。     

复合菌肥部分替代化肥对冬小麦氮素吸收的影响

为削减农业源污染负荷,通过不同菌肥配施下化肥不同程度减量或与有机肥结合大田试验,设置5个处理:CK(N为200 kg/hm~2,P_2O_5为120 kg/hm~2)、B_1N_2P_2(菌肥1为7.5 kg/hm~2,N、P_2O_5比CK分别减量25%)、B_1ON_1P_1(菌肥1为7.5 kg/hm~2,有机肥为3 t/hm~2,N、P_2O_5比CK分别减量50%)、B_2N_2P_2(菌肥2为7.5 kg/hm~2,N、P_2O_5比CK分别减量25%)、B_2ON_1P_1(菌肥2为7.5 kg/hm~2,有机肥为3 t/hm~2,N、P_2O_5比CK分别减量50%),研究了复合菌肥配施下山东滨州冬小麦地上吸氮量和吸氮速率及产量和氮素利用率的变化特征。结果表明:施用菌肥能增加拔节、灌浆和成熟期冬小麦地上吸氮量,菌肥配施下化肥减量25%能提高拔节和灌浆期地上吸氮速率和叶片SPAD值,并提高冬小麦的产量和氮素籽粒分配比例;B_2N_2P_2的氮素吸收效率显著高于菌肥1和CK,收获时B_2N_2P_2的地上吸氮量、籽粒吸氮量和产量均最高。由此可见,与CK相比,菌肥配施下化肥减量25%能促进冬小麦吸氮并提高氮素吸收效率、氮素收获指数和氮肥偏生产力。     

Nitrogen Accumulation and Translocation for Winter Wheat under Different Irrigation Regimes

The translocation of pre‐anthesis nitrogen to the grain is an important source for winter wheat. The relation between the nitrogen translocation and irrigation regime was studied in the field under a rain‐proof trough shelter. Nitrogen (N) translocation amount, N translocation efficiency decreased with a decline in irrigation amount or by excessive irrigation. Compared with different organs, the leaf and stem had higher N translocation amounts, and contributions to grain for both cultivars – Jinan 17 and Lumai 21, indicating that stem also is a major N source for grain development. The contribution of pre‐anthesis total above ground N to grain N ranged from 57 to 76 %, indicating the importance of pre‐anthesis storage of N for achieving high grain N concentrations. Grain nitrogen and yield (kg ha^?1) were positively and significantly correlated with the N translocation amounts and contributions, respectively, suggesting that the sink strength may be involved in the translocation of N from a vegetative organ to the grain. N harvest index (NHI) was significantly correlated with N translocation efficiency, suggesting that the latter is a prerequisite for increasing grain N and improving grain quality. The experiment showed that N translocation status is enhanced by better irrigation practices, but limited by severely deficient or excessive irrigation.     

灌溉处理对冬小麦氮的吸收转移特性的影响

以强筋小麦烟农21号和中筋小麦鲁麦21为材料。研究了灌溉处理对小麦植株及籽粒氮的积累、运转特性的影响,以期为优质小麦的高产优质栽培提供理论依据。结果表明：在冬小麦各营养器官中,小麦花前氮积累量以叶鞘中最高,其次是其他叶、茎、颖壳和穗轴,旗叶最低。成熟期小麦各器官氮素分配以茎中积累量较高。叶鞘花前氮转移效率以及转移氮对籽粒氮的贡献率最高。适当灌水拔节水与开花水有利于强筋小麦烟农21号氮素的积累与转移,有利于小麦面团品质的改善。面团形成时间．稳定时间延长。随着灌溉次数的增加,中筋小麦鲁麦21的各营养器官的花前氮积累量。转移氮对籽粒氮的贡献率逐渐增加,但其沉降值,面团形成时间,稳定时间处理间无显著差异。强筋小麦烟农21号氮素的吸收．转运能力明显优于中筋小麦鲁麦21。     

灌水量对小麦氮素吸收、分配、利用及产量与品质的影响

以济麦20和泰山23为试验材料, 在大田条件下研究了灌水量对小麦氮素吸收、分配、利用和籽粒产量与品质及耗水量、水分利用率的影响。2004—2005年生长季, 小麦生育期间降水量为196.10 mm, 两品种的氮素吸收效率、籽粒的氮素积累量和氮肥生产效率均为不灌水处理低于灌水处理, 但籽粒氮素分配比例和氮素利用效率表现为不灌水处理高于灌水处理。拔节期前, 两品种的氮素吸收强度灌水180 mm处理高于灌水240 mm和300 mm两处理, 拔节期后反之; 成熟期, 植株氮素积累量和氮素吸收效率在各灌水处理间无显著差异。济麦20籽粒的氮素积累量和分配比例、氮素利用效率和氮肥生产效率, 均以灌水240 mm处理高于灌水180 mm和300 mm处理; 灌水180 mm和240 mm处理的籽粒产量分别达8 701.23 kg hm^-2和9 159.30 kg hm^-2, 耗水量为469.29 mm和534.48 mm, 两处理间籽粒品质无显著差异, 且均优于灌水300 mm处理。泰山23籽粒中氮素积累量及分配比例、氮素利用效率、氮肥生产效率和籽粒品质, 在各灌水处理间无显著差异; 灌水180 mm和240 mm处理籽粒产量显著高于其他处理, 分别达9 682.65 kg hm^-2和9 698.55 kg hm^-2, 其耗水量分别为468.54 mm和532.35 mm。两品种的水分利用率均随灌水量增加而降低。在2006—2007年生长季, 小麦生育期间降水量为171.30 mm, 济麦20和泰山23均以灌水240 mm处理的籽粒产量和水分利用率最高, 其耗水量分别为490.88 mm和474.88 mm。综合考虑产量、品质、氮素利用效率、氮肥生产效率和水分利用率, 生产中济麦20生育期灌水量以180~240 mm为宜; 泰山23在降水量达196 mm条件下, 灌水量以180 mm为宜, 在降水量为170 mm条件下, 灌水量以240 mm为宜。     

不同灌水次数和施氮量对冬小麦农艺性状及产量的影响

为了给冬小麦提供更节约、更高效的水氮运筹技术方案,以‘豫教5号’为试验材料,研究了灌水次数和施氮量对灌浆期农艺性状、经济系数、产量及产量构成要素的影响。研究结果表明:灌水次数和施氮量的增加都能显著促进小麦灌浆期农艺性状、经济系数和产量的增加。施氮量对叶面积系数、穗粒数、产量影响显著,灌水次数对干物质积累量、叶面积系数、千粒重、成穗数影响显著,且叶面积系数、穗粒数、产量对氮素的需求量大于单株成穗数、干物质积累量、经济系数、成穗数;拔节期是冬小麦水氮配合效应的关键期,此时期水氮充足产量将呈跳跃式增加。而灌浆水将有效提高氮素利用率,即使降低氮素施用量,产量也将得到显著性提高。在灌溉底墒水+拔节水+灌浆水,施氮量为277.14 kg/hm~2时,水肥能得到高效配合,‘豫教5号’产量达到8305.86 kg/hm~2。在小麦生育期降雨量偏少的豫东地区,灌水将是影响小麦产量增加的关键措施,如土壤水分充足,氮肥利用效率将会提高,这不但可以节约冬小麦生产成本,还可以降低或避免过量施用氮肥引起的环境污染。     

拔节期氮肥运筹对不同滴灌量下冬小麦光合特性及产量的影响

为探明拔节期氮肥运筹对不同滴灌量下冬小麦光合特性及产量的影响,在大田滴灌技术条件下,以’新冬41号’为试验材料,研究4种拔节期氮肥运筹处理[N0(0 kg/hm²)、N1(90 kg/hm²)、N2(180 kg/hm²)、N3(270 kg/hm²)]对3种不同滴灌量[W1(1500 m³/hm²)、W2(3000 m³/hm²)、W3(3450 m³/hm²)]下冬小麦叶绿素含量(SPAD值)、叶面积指数(LAI)、叶片光合特性及产量的影响。结果表明,在3种滴灌量下各氮肥处理冬小麦拔节至乳熟期叶片SPAD值均呈"先增后降"的变化规律,最大值均在灌浆期;LAI呈现"先增后降"的变化规律,在孕穗期达最大。在同一施氮水平下,滴灌量增加,叶片的净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)均增加,而胞间CO₂浓度(Ci)则降低。滴灌量较低时(W...     

不同滴灌量对冬小麦水分利用及品质的影响

为了探明滴灌量对冬小麦水分利用效率和籽粒品质影响,在大田条件下,以青麦7号为材料,设置了7个不同灌溉量处理,即全生育期无灌水(CK1)、漫灌(CK2)、滴1水(W1)、滴2水(W2)、滴3水(W3)、滴4水(W4)和滴5水(W5),研究了不同滴灌量对冬小麦的水分利用效率和品质的影响。结果表明:与CK1相比,滴灌处理W3和W4显著改善了冬小麦品质,提高了小麦容重、出粉率、面筋值和沉降值等,处理W3和W4的稳定时间、峰值黏度和低谷黏度、糊化温度、拉伸面积也高于其他处理,提高了小麦的筋力和烘焙品质;同时,随着滴灌量的增加,滴灌处理的产量和水分利用效率先升高后降低,W3和W4表现出最大值。在本试验条件下,综合冬小麦水分利用效率及品质表现,以灌拔节水、开花水和灌浆水的W3处理(90 mm)为最优滴灌量。     

追氮量对不同冬小麦籽粒蛋白质含量以及面粉加工品质的影响

为了研究不同追氮量对冬小麦籽粒蛋白质及其组分含量和面粉加工品质的影响,在大田条件下以4个冬小麦品种为材料,设置了三个不同追氮量处理,分析了不同追氮处理下冬小麦籽粒蛋白质含量和加工品质参数.结果表明,在0～240 kg/hm2追氮范围内,总蛋白及其组分含量随追氮量的增加而提高,总蛋白和谷蛋白含量与追氮量呈显著正相关(r=0.998*,0.999*).在一定范围内,增加追氮量有利于改善小麦的主要加工品质,与对照相比干湿面筋含量、稳定时间等加工品质指标均显著提高,沉降值和面包体积有所提高,但差异不显著.小麦面粉加工品质在不同品种问差异显著.     

灌水和追氮对冬小麦植株性状和产量的影响

为了明确灌水和追氮对冬小麦茎秆性状和产量的影响,以‘京9428’为材料,分析了不同时期灌水和追氮对小麦茎秆性状及产量和产量构成因素的影响。结果表明,春3、4叶期一次性肥水使基部第一、二节间显著较长,穗下节显著较短,株高显著较低,公顷穗数和穗粒数显著较少,产量显著较低。春3、4叶期灌水后春5叶期灌水追肥的处理,虽然基部节间也较长,但穗下节间显著较长,株高显著较高,公顷穗数和穗粒数显著较多,产量显著较高,其他处理的结果处于以上二者之间;灌水和追氮都能显著提高小麦顶部功能叶光合速率,但春5叶期较春3、4叶期灌水追氮显著提高开花后冬小麦顶部功能叶的光合速率;灌水和追氮时期对单株茎数和单茎干重影响不大。该区域小麦春季肥水以春3、4叶期灌水,春5叶期一次性追肥较适宜。     

花后营养调控对冬小麦灌浆期物质生产、氮素吸收及再运移的影响

花后营养调控已成为高产超高产冬小麦栽培中抗早衰,增加籽粒重的重要措施之一。为了验证花后不同养分调控策略对高产超高产冬小麦灌浆期物质生产,氮素吸收及再转移的影响,并为高产超高产冬小麦花后养分调控提供理论支撑,在大田试验中,研究了花后1次氮肥调控、4次氮肥调控、喷施磷酸二氢钾处理对小麦籽粒灌浆及氮素再运移的影响。结果表明,在高产栽培条件下,花后无调控处理（对照）的小麦籽粒产量为8.7 t/hm2。即使在高产条件,花后营养调控仍增加籽粒产量,其中花后4次氮肥、一次氮肥处理和花后喷施磷酸二氢钾分别较对照处理提高产量9.9%,8.9%和11.6%。与对照相比,花后营养调控增加了后期干物质与养分积累,促进花前干物质与养分的再转移,增加小麦千粒重,最终提高小麦籽粒产量。综合以上结果,在高产超高产条件,冬小麦花后的氮素管理有利于保证氮素充分供应,结合喷施磷酸二氢钾有助于延缓花后胁迫导致的早衰,改善灌浆过程,可以明显增加小麦籽粒产量。