绿洲灌区固定道垄作春小麦土壤水分变化和产量的影响

研究了固定道龙作条件下,不同生育时期内春小麦土壤水分变化及其产量.结果表明:不同栽培措施下,0～30 cm土层,固定道垄作在拔节前土壤含水量较高;30～60 cm土层,其在整个生育期内土壤含水量下降8.55%,下降幅度最大,表现了良好的供水性;60～90 cm和90～120 cm土层,固定道垄作在全生育期内均保持较低的土壤含水量.其产量较传统提高11.25%,水分利用效率达15.59 kg/(mm·hm~2).     

水氮耦合对滴灌春小麦干物质积累的影响

本文研究了不同水、氮处理对滴灌春小麦株高、干物质积累量的影响。结果表明,氮素对滴灌春小麦干物质积累量较灌水量作用较大,而水氮耦合效应作用较小。单独增加灌水量和施氮量对春小麦干物质积累有一定作用,但过量施氮和灌水会导致春小麦干物质积累的降低。     

不同水氮耦合对凤阳县水稻产量和节水效率的影响

采用完全随机设计方案,研究不同灌溉水量和氮肥耦合效应对凤阳县水稻产量及节水效率的影响。结果表明:随着施氮量的增加,单位面积穗数及穗粒数增加,而结实率与千粒重降低;控制灌溉条件下,合理施肥可以提高水稻产量,实现增产、节水、节肥的多重效果。     

不同水、氮和密度对杂交棉生长和产量的影响

本试验研究了膜下滴灌条件下不同水、氮用量和种植密度对杂交棉生长和产量的影响,结果表明:在水肥供应不足时,适宜增加种植密度有助于提高棉花群体的生物积累量。在低密度条件下,水分是影响棉花生长的关键因素,增加灌水量可以显著提高棉花群体干物质积累量,氮肥的效应明显受水分供应的影响;在适宜的水分条件下,增施氮肥可显著增加棉花群体干物质积累量;高密度条件下,增加水、氮用量有助于增加棉花群体干物质积累,但效应不明显。低密度条件下,氮肥用量对棉花产量影响不大,在施氮水平较低时,增加灌溉量可显著提高杂交棉产量,但在氮肥用量较高时,增加灌水量对棉花产量影响不显著;高密度条件下,在水、氮供应水平较低时,增加灌水量或施氮量均可显著提高杂交棉产量,但水、氮用量较高时,增加灌水量或施氮量棉花产量反而显著降低。     

水氮耦合对地膜玉米免耕轮作小麦干物质积累及产量的影响

前茬地膜玉米免耕种植后茬小麦水氮高效利用生产技术是绿洲灌区作物高效生产的新型农田管理技术。为构建该区地膜减量和水氮高效生产技术, 2015—2017年通过3年田间试验, 研究两种耕作方式、2种灌水水平和3个施氮量组合对小麦干物质积累和产量及产量构成的协同效应, 其中耕作方式为覆膜玉米茬免耕直播(NT)和玉米茬传统耕作(CT), 灌水量为传统灌水(I2)和传统灌水减量20% (I1), 施氮量为纯N 225 kg hm ^-2 (N3)、180 kg hm ^-2 (N2)和135 kg hm ^-2 (N1)。结果表明, 耕作方式、灌水水平、施氮量对小麦群体生长速率、干物质积累量均有显著影响。与CT相比, NT显著增大全生育期生长速率, 提高22.0%~28.0%, NT促进小麦地上干物质积累, 提高6.4%~7.4%, 收获期生物产量提高5.4%~15.1%。免耕低灌(NTI1)较传统耕作高灌(CTI2)的生长速率增大7.7%~13.4%, 干物质积累量提高3.1%~5.9%, 收获期生物产量提高8.7%~10.5%。免耕低灌中施氮(NTI1N2)较传统耕作高灌中、高施氮(CTI2N2、CTI2N3) 生长速率分别增大6.9%~20.5%与4.1%~14.0%, 收获期生物产量分别提高7.8%~9.7%与4.8%~10.2%。NT比CT增产10.1%~10.4%, NTI1较CTI2、CTI1分别增产13.0%~14.8%与9.4%~10.1%, NTI1N2比CTI2N2、CTI2N3分别增产3.7%~9.8%与15.2%~22.0%。从产量构成因素分析, NTI1N2提高了单位面积成穗数、穗粒数和千粒重, NTI1N2处理组合更有利于穗数、千粒重的增加。通径分析进一步证明, NTI1N2增产的主要原因是增加了单位面积穗数和千粒重。因此, 在施氮量为180 kg hm ^-2的基础上, 玉米茬地膜再利用免耕技术组装减少20%灌溉量(1920 m ³ hm ^-2)轮作小麦模式是河西灌区小麦高效生产的可行措施。     

水氮配合对春小麦产量和品质的影响

在盆栽条件下，研究不同土壤水分和施氮量对春小麦产量和品质的影响。结果表明，当土壤相对含水量低于45％时，增施氮肥加重土壤水分胁迫，使籽粒产量、蛋白质产量以及籽粒粗蛋白含量均降低，而籽粒淀粉含量增加；当土壤相对含水量介于45％～75％时，增施氮肥能够缓解土壤干旱的不利影响，从而增加籽粒产量、蛋白质产量和籽粒粗蛋白含量，但降低籽粒淀粉含量，随着土壤水分状况的改善肥效提高；当土壤相时含水量高于75％时，增施氮肥虽然能提高籽粒粗蛋白含量，但以适量施用氮肥的籽粒产量和蛋白质产量最高。     

基于APSIM模型模拟水氮调控对旱地春小麦(Triticum aestivum)叶面积的影响

本研究针对水氮调控对旱地春小麦(‘定西42号’)叶面积的影响,采用大田试验数据与农业生产系统模型(agricultural production system simulator, APSIM)的结合,分别设定不同降水和施氮梯度对叶面积的变化趋势进行研究,试验获取2015-2017年定西田间试验不同水氮肥施入的试验数据,并对模型予以检验。APSIM模型对叶面积模拟精度较高,决定系数(R2=0.96)、归一化均方根误差(NRMSE=27.37%)、模型一致性指标(D=0.91)。结果表明:(1)随施氮量的增加,叶面积指数呈现先增后减的趋势;(2)随降水量的增加,叶面积整体呈现单一增长趋势;(3)水氮耦合作用中,降水量在自然降水基础上增加20%,施氮量为157.5 kg/hm2时,叶面积指数最高达2.766。本研究为田间试验水氮肥的施入量提供科学依据,为旱地春小麦增产提供了理论参考。     

水氮耦合对春小麦干物质累积与植株氮素转运的影响

为明确甘肃中部地区春小麦合理的施氮水平和灌水量,以陇春27为研究对象,以灌水量[1000（W1）、2000（W2）和3000m³/hm²（W3）]为主区,施氮量[0（N0）、80（N1）、160（N2）和240kg/hm²（N3）]为副区,研究水氮对小麦干物质累积、氮含量、氮素累积及产量的影响。结果表明,不同施氮量和灌水量对小麦干物质累积量、氮累积量、籽粒产量及氮转运均有显著影响,且存在互作效应;各生育期小麦干物质累积量随灌水量与施氮量的增大呈增大趋势,灌水量对干物质累积量影响大于施氮量;茎和叶氮含量随施氮量增大而增大,氮含量为籽粒>叶>颖壳>根>茎,灌水处理对小麦营养器官氮含量影响小于施氮处理;随灌水量与施氮量增大,小麦各器官氮累积量呈先增大后减小趋势;籽粒氮累积量与产量以W2N2处理最大,适宜的水氮供给有利于干物质从营养器官向生殖器官转移,从而提高籽粒产量和氮素生产效率。综上,灌水量与施肥量分别在2000m³/hm²和160kg/hm²时有利于小麦生产。     

控释尿素水氮耦合对夏玉米产量和光合特性的影响

采用旱棚盆栽试验,以郑单958为材料设置3个水分水平(正常水分W3、轻度水分胁迫W2、重度水分胁迫W1)和高氮N3(施纯氮315 kg hm–2)、中氮N2(施纯氮210 kg hm–2)、低氮N1(施纯氮105 kg hm–2)、不施氮N0四个控释尿素施氮水平,探讨控释尿素水氮耦合对夏玉米产量和光合特性的影响。结果表明,控释尿素水氮耦合对夏玉米产量和光合特性具有显著影响。相同水分条件下,夏玉米产量随施氮量增加而增加,W1条件下增产13.17%~20.96%,W2条件下增产13.93%~32.48%,W3条件下增产14.37%~21.83%。相同施氮水平下,产量也随水分增加而增加,W2N3、W3N2和W3N3的产量在所有处理中较高。水氮耦合对夏玉米穗位叶净光合速率的影响显著,W1条件下N3、N2和N1处理间差异不显著,均显著高于N0,W2、W3各施氮处理的净光合速率随施氮量增加而增加,W3各处理的平均净光合速率高于其他2个水分处理,W2N3比W3N3和W3N2前期略低,后期无显著差异。水氮耦合效应能有效减缓穗位叶的实际光化学效率ΦPSII、叶片光化学猝灭系数qP以及PSII反应中心的最大光能转换效率的下降速率,提高光能利用率。控释尿素水氮耦合能有效提高夏玉米花后穗位叶净光合速率,保证籽粒对营养物质的需求,提高穗位叶实际和最大光化学效率,从而提高夏玉米的产量,产量构成因素中增加千粒重和穗粒数的优势较大。综合产量与光合特性、荧光特性的表现,在田间持水量为75%±5%的土壤条件下,控释尿素施氮量以纯氮210 kg hm–2为最佳;在田间持水量为55%±5%的土壤条件下,控释尿素施氮量以纯氮315 kg hm–2为宜。     

水分胁迫对冬小麦根、冠生长关系及产量的影响

以冬小麦品种北农10号为材料,研究了水分胁迫效应对作物根、冠生长关系及产量的影响。结果表明,冬小麦根、冠间存在异速生长关系,导致根冠比随植株发育进程而指数下降。根、冠间的这种异速生长关系可用模型y=a+bx表示,y代表根干重的自然对数,x代表冠干重的自然对数,a为截距,b为线性回归系数。水分条件不足时,b值减小     

根间作用与密度协同作用对小麦间作玉米产量及产量构成的影响

密植是间作模式下重要的增产增效技术措施,本研究旨在探讨间作适应密植的产量构成响应机制。2014—2015年连续两年在河西绿洲灌区进行田间试验,设计不隔根、尼龙网隔根(阻断根系交叉,仅有水分养分的交流)和塑料布隔根(完全阻断)3种根间作用方式,及2个玉米种植密度(9.0万株hm~(-2)和10.5万株hm~(-2)),测定地上、地下部互作对小麦间作玉米产量及产量构成因素的影响。与单作相比,地上、地下部完全作用时间作优势提高48.3%,密度增加使其间作优势增加9.7%,地下部互作对间作优势的贡献率为21.0%,增加密度使其贡献率提高5.0%,根系交叉叠加对间作优势产生的补偿效应为9.0%,地下部水养分交流互补效应为11.1%。地上、地下部完全互作下混合籽粒产量相对于单作增幅最大,高、低密度下增幅分别达58.8%~62.2%和36.1%~36.8%;间作中地下部分对小麦组分籽粒产量的贡献率为26.5%~31.5%,其中根系穿叉产生的补偿效应为12.9%~13.2%,地下部水分养分交流互补效应为12.2%~16.0%;地下互作对玉米组分籽粒产量的贡献率为9.7%~22.6%,增加密度使地下互作贡献率提高7.0%~11.0%;密度提高对不隔根和尼龙网隔根产量的贡献率分别18.1%~23.3%和12.5%~21.5%,说明根间完全作用有利于密度正效应的发挥。地下互作对小麦穗数贡献率为5.5%~11.4%,密度对小麦地下部贡献率影响差异不显著,地下互作对玉米穗数的贡献率为12.5%~16.3%,增加密度使地下互作贡献率增加3.6%~14.1%。通径分析进一步表明,不同根间作用及密植效应下间作小麦、玉米主要通过提高单位面积穗数来提高籽粒产量。本研究表明,增加密度可显著增加间作优势和地下部贡献率,地上地下完全互作有利于密植效应充分发挥,可为进一步发掘密植条件下的间作优势机理提供理论依据。     

干旱区水氮耦合效应对棉花生长性状及产量的影响

旨在分析干旱区水氮耦合效应对膜下滴灌棉花的生长机制。采用灌溉定额和施氮量二因素完全随机试验,研究水氮耦合效应对棉花生长性状及产量的影响。结果表明：灌溉定额为3300 m³/hm²时棉花苗期-蕾期天数增加,开花期-吐絮期天数缩短,地上部干物质积累量较低。灌溉定额为4500 m³/hm²时随着施氮量的增加,棉花株高、地上部干物质积累量增加,但产量呈先增加后下降的趋势。不同的灌溉定额下,施氮量为150 kg/hm²时,棉花蕾期-盛铃期天数最短,蕾铃脱落率较高,施氮量增加至 375 kg/hm²时,棉花株高、地上部干物质积累量较高,但叶面积指数、单株有效铃数和单铃重呈下降趋势。灌溉定额为3900 m³/hm²施氮量为300 kg/hm²时,棉花蕾期-盛铃期天数延长,优化了产量构成因素,产量达到最高为6992.33 kg/hm²。     

节水灌溉条件下氮密互作对双季晚稻光合特性的影响

为构建水稻高产高效节水栽培技术模式,采用裂区试验设计方法研究了氮密互作对双季晚稻丰源优299光合特性及产量的影响。结果表明:不同氮密处理水稻叶片净光合速率、气孔导度、胞间CO_2浓度和蒸腾速率差异性显著;分蘖盛期光合速率最高;施氮量180 kg/hm~2时分蘖盛期和乳熟期净光合速率最高,分别比其他施氮处理高6.43%~10.01%和3.92%~70.51%;分蘖盛期净光合速率随密度的增加呈现线性降低的趋势,栽植密度30万穴/hm~2较其他处理低5.04%~6.73%,孕穗期和乳熟期净光合速率规律性不明显,抽穗期表现为密度越高净光合速率越强的趋势,低密处理显著低于高密处理,低4.45%~7.97%;动态变化趋势表现为:净光合速率先降低后升高再降低、气孔导度先升高后降低、胞间CO_2浓度先升高后降低再升高、蒸腾速率则呈线性下降;水稻经济产量与水稻生育前期和后期光合作用呈正相关,生育后期表现为极显著相关,与水稻生育中期光合作用呈负相关。因此,通过合理氮密调控,提高水稻生育前期与后期的光合作用,维持生育中期光合作用大小,是提高水稻经济产量的重要途径。     

不同基因型小麦对低氮胁迫的生物学响应

采用溶液培养的方法,研究了不同基因型春小麦(加春1、2、4号)根系对低氮胁迫的生物学响应、小麦苗期氮素吸收、分配的基因型差异以及与根系形态之间的相关关系,结果表明,⑴低氮胁迫下小麦的根重、根长、根条数、根系总吸收面积与活跃吸收面积、根系SOD及POD活性、根系活力均明显降低,但不同基因型间的差异明显。低氮胁迫下加春2号小麦根系具有较好的形态学与生理学性状,并向地上部分配了较大比例的氮素,地上部氮累积量占总氮量的百分率比其它两种基因型分别高7.6%和8.2%,氮的利用率也比其它两种基因型高8.0%和9.9%。加春2号比其它两个基因型更能适应低氮环境胁迫。⑵在低氮胁迫下,春小麦根重、根总长度、根系活力、根系总吸收面积及活性吸收面积与总吸氮量呈显著线性相关,而在高氮水平下无相关关系,表明在氮素胁迫条件下,根系形态对氮吸收率起重要作用。     

水氮耦合对冬小麦叶片叶绿素含量和光合速率的影响

于2006-2007年在大田条件下对灌水、施氮量和水氮互作对2个不同类型的冬小麦品种石新733和石麦15叶片叶绿素含量和光合速率的影响进行了研究.结果表明,适量施氮对提高小麦叶片叶绿素含量及光合速率效果明显.水氮耦合对叶绿素含量和光合速率具有类似的效应:灌拔节1水条件下,叶绿素含量及光合速率随施氮量的增高而增高;灌拔节、开花2水条件下;两品种旗叶叶绿素合成对施氮量需求呈现显著下降趋势,施氮量过高反而不利于叶绿素合成和光合速率的提高,石麦15表现更为明显;灌开花水可以延缓花后20 d后旗叶叶绿素的降解,但这一效应随着施氮量的增高而降低,石麦15表现尤其明显.叶绿素含量较低的品种石麦15在灌1水条件下叶绿素含量和光合速率在花后6～15 d呈显著正相关.石新733以春灌2水施纯氮240 kg/hm2,石麦15以春灌2水施纯氮120 kg/hm2叶绿素含量和光合速率最高.     

水氮耦合对滴灌冬小麦光合特性、产量及水氮利用效率的影响

旨在明确水氮耦合对滴灌下超高产冬小麦光合特性和产量的影响。本研究采用裂区试验,研究了3种灌水量2775 m3/hm2(W1)、3900 m3/hm2(W2)、4350 m3/hm2(W3)水平与3 种施氮量0 kg/hm2(N0)、180 kg/hm2(N1)、270 kg/hm2(N2)水平对‘新冬41 号’旗叶叶绿素和可溶性蛋白质含量、光合速率、水分利用效率以及产量的影响。结果表明,水氮同时增加对花后旗叶叶绿素和可溶性蛋白含量、旗叶光合速率,水分利用效率和产量的提高比仅增加水或氮的作用更大,均以W2N2、W3N2处理花后旗叶叶绿素（分别较W1N0增加44.5%、41.2%）和可溶性蛋白含量（分别较W1N0增加20.8%、16.85%）、光合速率（分别较W1N0增加46.4%、54.5%）、水分利用效率（分别较W1N0 增加31.9%、34.7%）和产量（分别较W1N0 增加19.05%、20.86%）较高,W2N2、W3N2处理的旗叶光合性能大幅度提高是其产量较高的重要原因。综合水氮利用效率,W2N2(3900 m3/hm2、270 kg/hm2)是本试验条件下冬小麦产量近9000.0 kg/hm2的水氮高效运筹模式。     

施氮量对旱地小麦耗水特性和产量的影响

2009—2010和2010—2011小麦生长季, 分别利用小麦品种济麦22和山农16, 研究了施氮量0 (N0)、90(N1)、120 (N2)、150 (N3)、180 (N4)和210 kg hm^-2 (N5)条件下的小麦耗水特性和产量水平。N3处理的耗水量在播种至拔节期与N1和N2处理无显著差异, 但在拔节至成熟期显著高于N1和N2处理; N4处理各阶段耗水量与N3处理无显著差异; N5处理在返青至开花期耗水量显著增加。当施氮量由90 kg hm^-2增加到150 kg hm^-2时, 小麦对深层土壤贮水利用能力增强, 但施氮量继续增加, 80 cm以下土层土壤贮水消耗量未显著增加。N3处理在拔节后株间蒸发量显著低于N1和N2处理, 开花后旗叶水分利用效率显著高于N1和N2处理, 但与N4和N5处理拔节后的株间蒸发量及开花后旗叶水分利用效率无显著差异。在本试验条件下, N3处理的产量、水分利用效率和降水利用效率最高, 氮肥生产效率也较高, 因此150 kg hm^-2是适宜的施氮量。     

氮肥水平和种植密度对冬小麦茎秆抗倒性能的影响

以中穗型小麦品种山农15为材料,在2个氮肥水平(180 kg hm^-2和240 kg hm^-2)和2个密度(150×10⁴ hm^-2和225×10⁴ hm^-2)下,研究了抗倒性能相关的形态学特征、茎基部节间化学组分、抗倒指数（茎秆机械强度/茎秆重心高度）、木质素合成相关酶活性和籽粒产量的变化特点,以及抗倒指数与形态学和生化指标的相关性。结果表明,施氮水平和种植密度间存在显著的互作效应,当施氮水平由180 kg hm^-2增至240 kg hm^-2或种植密度由150×10⁴ hm^-2增加到225×10⁴ hm^-2时,茎秆重心高度、基部节间长度显著提高,基部节间直径、厚度、充实度、机械强度和抗倒指数显著降低,同时茎秆基部节间纤维素含量、木质素含量显著减少,含氮量显著升高,碳氮比(C/N比)以及木质素合成相关酶活性显著降低。逐步回归分析表明,氮肥水平对小麦抗倒性的影响大于种植密度。本试验条件下,氮肥水平180 kg hm^-2和种植密度为150×10⁴ hm^-2的处理穗数较低,但穗粒数和千粒重显著高于其它处理,因而籽粒产量最高。建议在降低氮肥用量至180 kg hm^-2的同时降低种植密度至150×10⁴ hm^-2,可在增强植株抗倒伏能力的同时获得高产。