复种绿肥补偿减量施氮导致的小麦光合效能和产量损失

  【目的】  探讨河西绿洲灌区复种不同绿肥对后茬减量施氮小麦产量性能的补偿效应,为小麦生产中绿肥替代部分化学氮肥提供理论依据。  【方法】  裂区定位试验始于2018年,主区为小麦收获后复种箭筈豌豆混播毛叶苕子 (HCV)、复种箭筈豌豆 (CV)、复种油菜 (R) 和无复种绿肥 (F);副区为3个施氮量,传统施氮量N 180 kg/hm2的100% (N₁₈₀)、80% (N₁₄₄)、60% (N₁₀₈)。在2020和2021年小麦主要生育期,调查叶面积指数 (LAI)、光合势(LAD)、群体生长速率 (CGR) 与净同化率 (NAR)。小麦收获后测产,计算收获指数。  【结果】  与对照 (FN₁₈₀)相比,HCVN₁₄₄处理2020、2021年小麦开花期至灌浆期的LAI提高了17.7%～31.1%,LAD提高了8.4%～9.1%,开花期至成熟期的CGR提高了33.3%～133.0%,开花期至灌浆期的NAR提高了21.2%～25.1%;2021年CVN₁₄₄处理小麦苗期至灌浆期 (除孕穗期) 的LAI提高了10.5%～25.3%,2020和2021年的LAD提高了5.1%和7.3%,开花期至成熟期的CGR提高了55.4%～76.7%,开花期至灌浆期的NAR提高了22.5%～31.2%;2020年RN₁₄₄处理小麦开花期的LAI提高了7.3%,2021年开花期至成熟期的CGR提高了22.0%～91.5%,两年LAD和NAR无显著差异;两年HCVN₁₀₈、CVN₁₀₈处理的LAI、LAD和NAR以及拔节期至成熟期的CGR与FN₁₈₀处理无显著差异;与FN₁₈₀处理相比,RN₁₀₈处理两年的LAI无显著差异,2021年LAD降低了4.9%,孕穗期至开花期的CGR降低了15.0%,苗期至拔节期的NAR降低了20.4%,2020年相关指标无显著差异。与对照 (FN₁₈₀) 相比,2020与2021年HCVN₁₄₄处理小麦籽粒产量分别提高了13.7%和36.1%,CVN₁₄₄处理小麦产量分别提高了9.4%和28.4%;而RN₁₄₄处理小麦产量2020年较FN₁₈₀降低5.0%,2021年二者无显著差异;HCVN₁₀₈、CVN₁₀₈处理的小麦籽粒产量2020年显著降低,2021年降幅不显著,RN₁₀₈处理两年产量均显著低于FN₁₈₀。HCVN₁₄₄和CVN₁₄₄处理2021年的收获指数较FN₁₈₀分别提高了16.9%和14.0%,RN₁₄₄处理两年收获指数无显著差异;两年HCVN₁₀₈、CVN₁₀₈处理的收获指数与FN₁₈₀处理无显著差异,RN₁₀₈处理2021年收获指数降低了6.9%。  【结论】  复种箭筈豌豆混播毛叶苕子或复种箭筈豌豆可增加小麦生育前期和后期的叶面积指数以及总光合势,提高开花期至灌浆期的群体生长速率和净同化率,补偿减氮造成的小麦光合效能损失,提高收获指数,保证小麦稳产甚至提高小麦产量。复种油菜不能补偿减氮带来的小麦产量损失。     

绿洲灌区玉米产量及水分利用对绿肥还田方式的响应

针对绿洲灌区小麦-玉米长期连作,麦后休闲期长、光热水资源利用效率不高等问题,研究麦后复种绿肥对轮作玉米产量及水分利用效率的影响有重要意义。在石羊河流域,于2017—2019年度通过田间试验研究了麦后复种绿肥的不同还田利用方式(全量翻压、地表覆盖免耕、地上部收获后根茬翻压、地上部收获后免耕和不复种绿肥传统翻耕对照)对后茬玉米产量形成和水分利用特征的影响。两年试验结果表明,绿肥地表覆盖免耕和全量翻压处理玉米籽粒产量平均达14 274.9kg·hm~(-2)和14 687.5kg·hm~(-2),较不复种绿肥翻耕处理(对照)显著提高18.2%和20.4%(P0.05)。绿肥地表覆盖免耕条件下,玉米穗数、穗粒数、百粒重分别较不复种绿肥翻耕处理(对照)平均高5.4%、9.6%、20.8%(P0.05),且较根茬还田处理(翻压、免耕)增幅显著。与此同时,绿肥地表覆盖免耕和全量翻压显著增加玉米叶面积指数、干物质累积量和平均净同化率。绿肥地表覆盖免耕处理水分利用效率平均达24.4kg·hm~(-2)·mm~(-1),较不复种绿肥翻耕处理(对照)显著提高29.9%(P0.05),该处理较不复种绿肥翻耕处理(对照)显著提高玉米播前土壤贮水量26.9%(P0.05),平均达280.7mm,且该条件下玉米全生育期耗水量显著低于其他绿肥还田处理。绿肥根茬还田处理(翻压、免耕)下,玉米平均水分利用效率分别较不复种绿肥翻耕处理显著高16.7%、16.0%(P0.05)。因此,在干旱绿洲灌区,麦后复种绿肥地表覆盖免耕获得玉米高产的同时,实现了水资源的高效利用。     

绿洲灌区春小麦产量和氮素利用率对绿肥还田量的响应

  【目的】   西北绿洲灌区小麦多连作种植,存在氮肥投入量大、利用率低等问题。研究麦后复种绿肥对小麦产量和氮素利用的影响,以期为该区小麦氮素高效利用技术的构建提供理论依据。   【方法】   2018—2020年,在河西绿洲灌区开展小麦复种绿肥田间试验,春小麦季设置不施氮肥 (N₀) 和传统施氮量180 kg/hm2 (N₁)处理,小麦收获后分别设置不复种绿肥 (G₀) 和复种毛叶苕子 (Vicia villosa Roth) 且盛花期还田处理,其还田量分别设置为15000 kg/hm2 (G₁)、30000 kg/hm2 (G₂)、45000 kg/hm2 (G₃),研究各处理对次年春小麦吸氮量、籽粒产量和氮肥利用率的影响。   【结果】   绿肥还田显著提高春小麦地上部氮素累积量。在小麦季施氮条件下,G₁、G₂、G₃处理后季小麦氮素积累量较G₀处理分别增加8.7%～9.3%、15.3%～16.6%、11.9%～12.3%,不施氮条件下,G₁、G₂、G₃处理较G₀处理分别增加3.3%～4.0%、4.6%～5.6%、5.9%～8.4%。施氮结合绿肥还田提高了春小麦营养器官氮素向穗部的转运量、转运率及对籽粒的贡献率,以G₂处理提高幅度最大。与G₀处理相比,G₂处理小麦叶部和茎部氮素向穗部的转运量分别提高38.8%～49.5%和49.1%～64.7%,转运率分别提高8.0%～21.5%和13.0%～14.9%,对籽粒的贡献率分别提高11.0%～26.0%和25.6%～31.3%;在春小麦传统施氮量条件下,G₂处理有较高的籽粒产量、氮素收获指数与氮肥利用率,较G₀处理分别提高18.4%～27.6%、3.4%～7.2%与82.1%～105.3%。   【结论】   在干旱绿洲灌区,绿肥还田30000 kg/hm2结合施氮180 kg/hm2是提高春小麦产量、氮肥利用率的高效农艺措施。     

绿洲灌区复种豆科绿肥条件下小麦稳产的减氮潜力

  【目的】  通过大田试验,探讨麦后复种豆科绿肥在维持第二年小麦稳产前提下的氮减施潜力及产量形成机制,为建立基于绿肥替代氮肥的小麦减氮栽培模式提供理论和实践依据。  【方法】  于2018—2019年,在甘肃武威开展田间裂区试验。主区为麦后复种豆科绿肥毛叶苕子 (Vicia villosa Roth,W-G) 和单作小麦 (W) 两种种植模式;副区设传统施氮量 (180 kg/hm2,N₄),在传统施氮量基础上减氮15% (153 kg/hm2,N₃)、减氮30% (126 kg/hm2,N₂)、减氮45% (99 kg/hm2,N₁) 以及不施氮肥 (N₀) 5个水平。测定小麦全生育期干物质积累量、籽粒产量及产量构成因素。基于小麦籽粒产量,采用逐次分析插值法计算麦后复种绿肥模式下的氮肥减施潜力。  【结果】  麦后复种绿肥 (W-G) 处理较单作小麦 (W) 平均增产10.8%。W-G-N₃处理的籽粒产量与W-G-N₄处理无显著差异,比W-N₃和W-N₄处理分别增产6.9%和7.9%,收获指数分别显著提高了27.2%和16.7%。W-G-N₃处理的氮肥替代潜力较W-G-N₂和W-G-N₁处理分别提高了27.5%和39.0%。W-G-N₃处理的生物量较W-N₄处理提高了17.5%。W-G-N₃处理的小麦最大生长速率较W-G-N₄处理提高了6.0%,较W-N₃和W-N₄处理分别提高了28.4%和23.8%。W-G-N₃处理能提高小麦的单位面积穗数、穗粒数以及千粒重。通过灰色关联分析进一步表明,与小麦产量关联度由高到低依次为千粒重、最大生长速率、穗粒数和单位面积穗数。W-G-N₃处理使小麦的营养生长高效进行,促进了光合同化物向籽粒的转运,提高了小麦的粒重,进而促进增产,氮肥替代潜力也随之提高。  【结论】  连续两年的试验结果表明,甘肃绿洲灌区麦后复种豆科绿肥可有效提高小麦的最大生长速率,增加千粒重。复种绿肥后,减氮15%可获得最高的小麦生长速率和千粒重,进而维持甚至提高小麦产量和收获指数。与绿肥复种条件相比,单作小麦条件下减氮30%或者45%则显著降低小麦产量。因此,甘肃绿洲灌区麦后复种豆科绿肥条件下的减氮潜力是15%。     

河西灌区绿肥对春小麦化学氮肥的替代及增产潜力初探

针对河西灌区春小麦连作普遍、对化肥依赖过高等问题，探讨麦后复种绿肥对下茬小麦的影响，以期为试区建立基于复种绿肥的化肥减量小麦生产技术提供理论依据。2018～2019年，在河西绿洲灌区设置田间试验，研究了4种绿肥翻压量(0、15000、30000、45000 kg/hm²)、2个施氮水平(0、180 kg/hm²)下的小麦干物质累积及产量构成、绿肥替代化肥的短期潜力。结果表明，种植翻压绿肥第一年，绿肥还田15000、30000和45000 kg/hm²可分别替代化学氮肥11.3%、18.5%和36.5%。施氮180 kg/hm²配合30000 kg/hm²绿肥还田、不施氮配合45000 kg/hm²绿肥还田2个处理的籽粒产量差异不显著，分别较施氮不复种绿肥增产18.4%和15.7%，收获指数分别增加13.0%和12.6%，穗数分别增加13.8%和14.1%，穗粒数分别增加26.8%和15.9%。施氮180 kg/hm²配合30000 kg/hm²绿肥还田的干物质累积量和累积速率明显高于其他处理。通径分析表明，绿肥化肥配施主要通过提高有效穗数，进一步提高穗粒数和千粒重，从而提高产量，说明施氮180 kg/hm²配合绿肥还田30000 kg/hm²处理通过优化小麦有效穗数、穗粒数和千粒重对产量产生了调控作用。综上所述，施氮180 kg/hm²配合绿肥还田30000 kg/hm²是河西灌区小麦增产的可行措施。     

减施20%化肥下绿肥翻压量对江西双季稻产量及氮素利用的影响

  【目的】  种植绿肥是实现化肥减施的重要措施,研究稻田系统中不同绿肥翻压量对土壤供氮及主作物水稻吸氮规律的影响,以期为江西双季稻区合理利用紫云英,提高水稻产量提供理论依据。  【方法】  田间试验位于江西双季稻区。在早稻氮磷钾肥用量减施20%条件下,设置冬种并翻压紫云英鲜草15000 (G₁F₈₀)、22500 (G_1.5F₈₀)、30000 (G₂F₈₀)、37500 (G_2.5F₈₀) kg/hm2,以及冬闲且水稻不施化肥对照(CK)、冬种紫云英水稻不施化肥(GM)和冬闲常规施肥(F₁₀₀)共7个处理。分析了水稻产量、植株吸氮量、氮肥利用率,以及水稻生育期土壤无机氮含量,并分析了土壤性状和水稻产量、植株吸氮量之间的关系。  【结果】  与F₁₀₀相比,G₁F₈₀处理早稻产量显著增加11.64%;G₂F₈₀处理晚稻产量显著增加7.81%;G₁F₈₀、G_1.5F₈₀和G₂F₈₀处理双季稻总产量分别显著增加5.79%、5.38%和7.17%。其余不同紫云英翻压量处理的产量相比F₁₀₀均未降低。冬种紫云英配施80%化肥可显著提高早稻稻谷吸氮量、早稻当季氮肥利用率和早稻氮肥偏生产力,提高早稻和晚稻收获期土壤全氮和有机质含量,提升土壤肥力水平。早稻孕穗期、早稻收获期和晚稻收获期,G_2.5F₈₀处理土壤铵态氮含量均显著高于F₁₀₀处理,且为各处理中含量最高。从早稻孕穗期到早稻收获期,不同紫云英翻压量处理氮素累积速率均为正值,水稻植株吸氮量增加,而冬闲常规施肥处理氮素累积速率为负值,水稻吸氮量降低。在水稻生育期,紫云英翻压量小于22500 kg/hm2时,水稻植株吸氮量随翻压量增加而增加,而翻压量大于22500 kg/hm2时,水稻植株吸氮量明显降低。土壤速效钾含量对水稻产量和吸氮量的贡献率最大,对早稻产量和早稻吸氮量的贡献率分别为35.17%和40.16%,对晚稻产量和吸氮量的贡献率分别为21.22%和25.22%,对双季稻产量和吸氮量的贡献率分别为34.83%和27.86%。  【结论】  在减施常规量20%化肥条件下,种植翻压适量紫云英可提高早稻稻谷吸氮量,促进水稻增产。翻压高量紫云英有利于培育土壤碳库和氮库,提高土壤供氮能力。综合各项分析,在江西双季稻区紫云英翻压量为30000 kg/hm2时效果最好。     

绿洲灌区水氮减施密植玉米的光合源动态和产量表现

为进一步探索河西绿洲灌区玉米在水、氮减量的条件下能否支撑较高的种植密度而获得高产,本研究通过大田试验,设置传统灌水(W₁)和生育期减量20%灌水(W₂)2个灌水梯度,高施氮(450 kg·hm^-2,N₁)、减量30%施氮(300 kg·hm^-2、N₂)2个施氮水平和D₁(7.5万株·hm^-2)、D₂(9.75万株·hm^-2)、D₃(12万株·hm^-2) 3个种植密度,在不同种植密度条件下,采用水氮耦合组合,测定玉米生育期内光合源动态、干物质积累、籽粒产量和产量性状。结果表明,在生育后期W₂N₂玉米光合势(LAD)与W₁N₁无显著差异,在W₂N₂条件下,D₂的LAD较D₁在玉米全生育期内平均增加8.7%,D₂与D₃之间无显著性差异;在W₂N₂条件下,玉米干物质积累量最终与W₁N₁持平,D₂干物质积累量较D₁在玉米全生育期内平均增加21.1%,D₂与D₃之间无显著性差异;D₂玉米籽粒产量在W₂N₂与W₁N₁间保持同等水平,较D₁玉米籽粒产量提高9.0%~33.7%;灌水和施氮因素对玉米穗粒数和千粒重影响均不显著,而在同等水、氮条件下,D₃玉米穗粒数较D₁降低了5.9%~26.1%,千粒重降低了9.2%~12.3%。综上,D₂水平使减量灌水、减量施氮条件下的玉米在生育后期仍然保持较大的LAD,为玉米产量的形成提供了物质保障,从而获得高产。本研究结果为通过水氮减施实现资源节约的高效农业生产提供了技术参考。     

长期翻压绿肥河西绿洲灌区小麦的化肥减施潜力

【目的】研究长期翻压绿肥条件下减施化肥对小麦产量稳定性以及地力贡献的影响,为甘肃省河西绿洲灌区高效施肥和可持续发展提供理论依据。【方法】2009—2020年在河西绿洲灌区开展了12年的定位试验,供试作物为春小麦。试验处理包括不施肥对照(CK)、100%化肥(CF)以及翻压绿肥后化肥分别减量0%、10%、20%、30%、40%、100%。根据历年小麦产量,计算累积增产率、产量可持续性指数和变异系数;构建一元灰色线性模型,计算不同施肥长期趋势产量;计算累积土壤地力贡献率以及不同处理累积肥料贡献率。【结果】随着试验年限延长,除减施100%化肥处理外,各翻压绿肥处理肥料对小麦产量的累积贡献率均呈现增加的趋势,且处理间肥料对产量的贡献率无显著差异,2020年均达到60%左右。不施肥处理(CK)土壤地力对小麦产量的累积贡献率不断下降,从2009年的57.41%下降至2020年的34.24%。翻压绿肥基础上化肥减量40%以内,小麦12年平均产量高于100%化肥处理(CF)。一元灰色线性模型显示化肥减量40%以内,小麦产量变异系数随着化肥减施量的升高而不断升高,产量可持续指数则不断下降。化肥减量40%...     

不同灌溉方式下氢、氧同位素分布与小麦水分利用特征

[目的]探明不同灌溉方式对小麦水分利用的贡献率及小麦根系吸水规律,可为合理应用灌溉用水提供科学依据。[方法]利用稳定氢氧同位素示踪法,研究了防雨棚条件下常规灌溉(X)与滴灌(D)不同灌水量条件下(X₁,D₁:15 mm; X₂,D₂:30 mm; X₃,D₃:45 mm)冬小麦生长期间土壤水稳定同位素变化特征,以及土壤耗水强度、光合生理特征及水分利用特征。[结果]随小麦生育期的推进,根系吸水逐渐加深。在拔节期小麦主要利用0—20 cm深度的土壤水; 在抽穗期X₂,D₁和D₂处理主要利用了0—20 cm土层的水分,但X₁处理主要利用了60—80 cm土层的水分,占53.9%,X₃处理主要利用了40—60 cm土层的水分,占77.0%。而D₃处理主要利用了0—60 cm土层的水分,占80.0%; 到灌浆期,X₁和X₂处理主要利用了0—60 cm土层的水分,分别占86.2%和90.6%,而X₃处理主要利用了40—60 cm土层的水分,占73.9%。而D₁和D₂处理不同土层的水分利用比例较均匀,分别介于7.1%～27.8%和13.0%～38.2%之间。D₃处理主要利用了20—40 cm土层的水分,占51.0%。除抽穗—灌浆期中水处理(D₂)及灌浆—收获期高水处理(D₃)外,滴灌均有效降低了小麦的日耗水量。与常规灌溉相比,滴灌D₂和D₃处理更利于提高小麦的光合速率和叶片水分利用效率。此外,滴灌处理在小麦抽穗期和收获期均有效提高了小麦的生物量。最终,滴灌较常规耕作小麦产量提高了21.6%～28.0%和水分利用效率提高了24.4%～36.7%,均以D₂处理最高。相关分析表明:小麦生长过程中,抽穗期0—20 cm土层水分贡献率和灌浆期80—100 cm土层的水分贡献率的提高对于其产量与水分利用效率的提高更为有利。[结论]滴灌更利于提供均匀的水分供给作物,同时减少水分无效蒸发,提高作物产量和水分利用率。     

不同冬绿肥翻压对土壤有机氮组分和氮素矿化的影响

[目的]研究不同冬绿肥种植与翻压对土壤氮素供应能力的影响,为改进华北地区冬绿肥种植技术,提高作物产量和维持土壤生产力提供理论依据。[方法]在天津市武清区设置大田冬绿肥/玉米轮作定位试验(2012—2019年)种植和翻压冬绿肥,测定不同冬绿肥及组合处理即二月兰、毛叶苕子、黑麦、黑麦草、毛叶苕子与二月兰混播和毛叶苕子与黑麦混播土壤有机氮及组分含量;同时进行室内培养试验,测试不同处理土壤的有机氮矿化势(N₀)和矿化量,分析冬绿肥种植与翻压对土壤有机氮组分及矿化的影响(以冬闲处理为对照)。[结果]与对照相比,冬绿肥种植与翻压显著提高总有机氮含量(幅度为3.05%～12.36%),显著降低非酸解态有机氮含量(18.87～55.87 mg/kg)。冬绿肥处理N₀值在189.15～245.90 mg/kg之间,比冬闲对照增加14.16%～48.41%,土壤矿化半衰期t_1/2比冬闲对照提高22.57%～73.11%。所有处理室内培养24周矿化分解土壤有机氮主要组分为酸解总氮,冬绿肥处理土壤酸解总氮矿化量比对照高3.41～20.54 mg...     

绿洲灌区小麦复种绿肥并翻压还田对翌年玉米产量形成及氮素吸收利用的影响

  【目的】  针对农田化学氮肥施用量高、利用率低等问题,探究绿肥替代部分化肥氮对玉米产量形成及氮素吸收利用的影响,为优化绿洲灌区玉米的施氮制度提供理论参考。  【方法】  于2019—2021年,在甘肃河西绿洲灌区开展小麦复种绿肥并翻压还田后翌年轮作玉米减施氮肥田间试验。玉米季设传统施氮量(Nck)和绿肥替代10%、20%、30%、40%的化肥氮处理（即N10、N20、N30、N40处理）。分析了各处理玉米产量及其构成和氮素积累量、转运量及利用效率。  【结果】  与Nck相比,N10、N20处理籽粒产量、产量构成因素及叶面积指数无显著差异,玉米植株氮素总积累量、籽粒氮素积累量及转运氮对籽粒氮素的贡献率也无显著差异;2020年N10、N20处理对玉米茎叶的氮素积累量、转运量及转运率无显著影响,2021年N20处理玉米叶片和茎的氮素积累量分别降低5.0%和17.8%,叶片和茎的氮素转运量分别提高5.5%和9.1%,氮素转运率分别提高5.0%和14.1%。相比Nck,N30、N40处理提高了茎叶的氮素积累量,但降低了氮素转运量和转运率,降低了转运氮对籽粒氮素的贡献率以及籽粒和植株的氮素积累量,N30、N40处理籽粒产量分别降低了16.8%～19.0%、27.9%～28.9%。与Nck相比,N10和N20处理氮素利用效率无显著变化,2021年N20处理氮素收获指数显著提高了3.5%,N30和N40处理降低了氮素利用效率与氮素收获指数。绿肥替代化肥氮各处理均显著提高氮肥偏生产力,以N20处理提高幅度最大。  【结论】  小麦–绿肥–春玉米体系下,绿肥翻压替代翌年玉米20%的化肥氮投入能有效协调玉米产量形成和氮素的积累转运,维持玉米籽粒产量及氮素利用效率,提高氮素收获指数与氮肥偏生产力,实现绿洲灌区玉米稳产和减氮的生产目标。     

间作绿肥弥补减施氮肥引起的玉米产量损失

  【目的】  河西绿洲灌区玉米连作普遍存在过量施氮等问题,我们探讨了间作绿肥来减少玉米氮肥投入的可行性及机理,以减少玉米生产带来的环境风险。  【方法】  于2019—2020年,在甘肃武威开展玉米间作绿肥田间试验,供试绿肥作物为箭筈豌豆 (Vicia sativa L.) 和油菜 (Brassica campestris L.)。试验采用裂区设计,主区设玉米间作箭筈豌豆(M/V)、玉米间作油菜(M/R) 和单作玉米(M) 3 种种植模式,副区为常规施氮量 (360 kg/hm2,N2) 和减氮25% (270 kg/hm2,N1) 两个施氮水平。绿肥作物在盛花期 (玉米出苗50天左右) 刈割并覆盖于玉米行间。从玉米出苗后开始,每15天取样分析玉米的干物质积累量,收获期调查籽粒产量及产量构成。  【结果】  在单作玉米(M)条件下,N1较N2处理玉米籽粒产量和生物量分别降低了15.7%和12.9% (P<0.05),而在M/R、M/V种植模式下,N1与N2水平间两指标无显著差异。玉米出苗后0～60 天的干物质积累量,N1水平较N2水平在3个种植模式下平均降低了15.8%;M/R和M/V模式较M模式分别平均降低了8.8%和31.5%;玉米生长60～105 天的干物质积累量,N1水平较N2水平在3个种植模式下平均降低了7.2%,而M/R和M/V种植模式分别较M种植模式分别提高了10.2%和8.8%;玉米生长105～150 天 (灌浆初期至成熟期) 的干物质积累量,N1水平比N2水平降低了4.2%,而M/R和M/V种植模式分别较M模式提高5.8%和8.2%。在玉米生长 60～105天及105～150天,N1水平下M/R、M/V种植模式与N2水平下M种植模式的干物质积累量均无显著差异。间作绿肥显著提高了减氮条件下 (N1)玉米的最大增长速率 (V_max),M/R和M/V种植模式较M种植模式分别提高16.1%和27.3%,其中,以N1水平M/V种植模式的V_max提高幅度较大,比N2水平M种植模式高16.6%。间作绿肥可提高减氮条件下玉米穗粒数和千粒重;与单作玉米相比,玉米穗粒数和千粒重M/R种植模式分别提高11.9%和19.6%,M/V种植模式分别提高13.9%和22.3%。通过灰色关联分析进一步表明,千粒重是影响玉米籽粒产量的主导因素,其次为穗粒数,最后为单位面积穗数。  【结论】  间作绿肥可提高减氮条件下玉米大喇叭口期到成熟期的干物质积累量和向籽粒的输出量,提高粒重,因而抵消减施氮肥25%带来的玉米产量损失,最终保证减氮条件下玉米产量的稳定,是河西绿洲灌区实现玉米减氮增产的一种高效管理措施。     

基于设施番茄生产效益的最佳灌水量和控释氯化钾用量组合

  【目的】  水、肥是影响作物生产效益的两个重要因素,过量施肥是导致设施栽培土壤盐渍危害的主要原因。为获得番茄优质高产并降低钾肥投入量,我们探究了灌水与控释氯化钾的适宜用量组合。  【方法】  盆栽试验在设施大棚内进行,供试番茄品种为‘罗拉’。设置常规灌溉 (W₁₀₀) 下不施钾肥 (CK) 和施用全量普通氯化钾 (K₂O 0.95 g/kg,CF) 2个对照;设置3个控释氯化钾水平,分别为常规K₂O施用量的100% (K₁₀₀)、80% (K₈₀,K₂O 0.76 g/kg) 和60% (K₆₀,K₂O 0.57 g/kg);设置3个灌水梯度,分别为田间持水量的90%～100% (W₁₀₀)、72%～80% (W₈₀)、54%～60% (W₆₀),共11个处理。在番茄主要生育期,测定了叶片光合效率和土壤pH、电导率(EC)值,调查了果实产量和品质。  【结果】   K₈₀处理的平均果实产量和水分利用效率显著高于K₁₀₀ 处理,K₁₀₀处理又显著高于K₆₀处理,且K₈₀较K₁₀₀和K₆₀处理的总吸钾量 (植株和果实) 提高了3.4%～7.8%,Vc含量增加了3.4%～3.9%,可溶性糖含量增加了2.2%～6.5%,可溶性固形物含量增加了3.5%～7.4%,净光合速率提高了4.3%～10.9%,气孔导度提高了6.5%～11.9%,蒸腾速率提高了3.6%～9.5%。W₈₀处理的平均产量较W₁₀₀和W₆₀处理显著增加9.8%～16.0%,钾肥利用效率提高了6.3～7.1个百分点,Vc含量增加了6.8%～24.0%,可溶性糖含量增加了5.6%～8.8%,可溶性固形物含量增加了6.6%～9.2%,净光合速率提高了4.1%～10.3%,蒸腾速率提高了8.4%～16.6%,开花期、果实膨大期和成熟期的SPAD值分别增加了4.8%～12.0%、1.7%～9.4%和4.6%～14.5%,土壤pH提高了0.9%～2.1%,电导率下降了4.9%～8.2%。在9个水钾组合处理中,除K₆₀W₁₀₀和K₆₀W₆₀处理外的其他处理均获得了显著高于CK和CF的产量及水分利用效率,K₈₀W₈₀处理的产量、品质最高,水、钾利用效率也处于较高水平。  【结论】  灌水与控释氯化钾对提高番茄的产量品质和光合效率有显著的正交互作用,二者最佳的用量组合是减少灌溉量至72%～80% (W₈₀)与减少20%的K₂O投入量并一次性基施,可提升番茄的光合效率,同时提高了土壤pH,降低了EC值,因而增加了番茄产量、品质,提高了水分和钾肥利用效率。     

灌溉量对冬小麦耗水量、旗叶衰老及产量的影响

【目的】研究生育期土壤水分调控灌溉对小麦产量形成的调控效应,为山东省小麦节水高产高效栽培提供技术支撑和理论依据。【方法】于2016—2018年冬小麦生长季,在山东省济宁市开展田间试验,设置3个土壤水分调控灌溉处理：全生育期不灌水(W₁),小麦拔节期和开花期将0—40 cm土层含水量补灌为田间持水量的70%(W₂)、90%(W₃)。测定不同水分调控灌溉条件下小麦日耗水量、耗水模型系数(WSMC)和旗叶衰老指标,收获期测定籽粒产量。【结果】与W₁相比,W₂处理小麦两年平均开花期至成熟期阶段耗水量、日耗水量和耗水模系数分别提高23.95%、23.92%和13.61%,W3处理分别提高25.15%、25.17%和4.58%,W2和W3处理阶段耗水量、日耗水量无显著差异,而W₂处理的耗水模系数显著高于W₃处理。W₂和W₃处理的开花后旗叶超氧化物歧化酶活性、可溶性蛋白含量无显著差异,但均显著高于W     

有机肥施用及合理密植提高黄淮海地区夏大豆光系统性能与籽粒产量

  【目的】  氮素合理投入与作物合理增密种植之间的协调关系被普遍认为是挖掘作物增产潜力的重要措施之一。研究无机有机氮肥配合施用和不同种植密度条件下夏大豆光系统性能及产量差异,进而提出最佳施氮形式和密度组合模式,为黄淮海地区夏大豆的高产高效优质生产提供理论基础及科学依据。  【方法】  田间试验于2018—2020年在山东农业大学农学实验站进行,供试夏大豆品种为‘齐黄34’ (QH34)。采用完全随机区组设计,试验设置4个密度水平,分别为90000株/hm2 (D1)、120000株/hm2 (D2)、150000株/hm2 (D3)、180000株/hm2 (D4),D1仅于2018年种植,D4仅于2019和2020年种植。设置不施氮肥对照 (N0) 和3个等氮量氮肥处理:单施尿素 (U)、单施腐熟鸡粪 (M)、尿素与鸡粪氮各占50% (UM)。测定各处理夏大豆产量及产量构成因素,花后叶片含氮量,净光合速率 (P_n) 及叶绿素荧光诱导动力学曲线 (OJIP曲线),分析大豆功能叶片 (主茎倒四叶) 光系统Ⅱ (PSⅡ) 性能,PSⅡ对单位氮素的利用差异,以及P_n和PSⅡ,P_n/SLN和单位氮素对PSⅡ的贡献能力之间的相关性。  【结果】  施氮肥显著提高了大豆产量,且4个密度水平下,M和UM处理的大豆产量均显著高于U处理,UM处理在2018年D1、D2、D3密度的大豆产量均显著高于M处理,UM和M处理在2019年高密度处理 (D4) 差异不显著,在2020年D2、D3、D4密度下均无显著差异。从产量分析,密度为D2或D3更有利于黄淮海地区大豆的生产。在相同密度条件下,施氮肥可以显著提高叶片P_n、PSⅡ的供体侧 (W_k)、受体侧 (V_j) 和PSⅡ对光能的吸收 (PI_ABS)、捕获 (φ_Po)、能量转化 (φ_Eo) 及电子传递活性 (Ψ_o);有效提高单位氮素对PSⅡ的贡献能力 (φ_Po/SLN、W_k/SLN、V_j/SLN、φ_Eo/SLN、Ψ_o/SLN)。2018年各处理大豆的光合效能表现为UM > M > U,随着种植年份的增加,UM和M处理之间差异逐渐缩小,到2020年时二者之间差异不显著。在同一肥料条件下,密度处理之间光合效能指标无显著差异。P_n和PSⅡ,P_n/SLN和单位氮素对PSⅡ的贡献能力均呈显著正相关,且施氮肥显著提高了P_n和PSⅡ的相关性,以UM处理效果最好。而在相同肥料处理条件下,随着密度的增加,P_n和PSⅡ的相关性降低但无显著差异。施氮肥后PSⅡ性能的改善是P_n和大豆产量提高的主要原因。  【结论】  在黄淮海地区,稳定的有机肥投入与中高种植密度的结合更有利于大豆的高产高效优质。夏大豆多年连续种植模式下,可将夏大豆密度提高到150000株/hm2 (D3),重视有机肥氮的投入,在开始施肥的第1～2年,以一半尿素一半鸡粪为佳,之后改为单施腐熟鸡粪即可满足大豆的高产需求。     

不同氮处理对温室膜下滴灌甜瓜产量和品质的影响

【目的】针对我国设施农业肥料利用效率偏低的现状,采用滴灌施肥技术,以甜瓜为试验材料,研究不同施氮量和施氮频率对甜瓜氮磷钾吸收量、产量和品质的影响,在保证甜瓜产量的前提条件下,减少化肥的施用量,达到提高肥料利用效率的目的。【方法】以甜瓜品种‘一品天下208’为试材,在温室内进行了覆膜滴灌种植试验。根据温室内收集的气象资料,应用Penman-Monteith修正公式确定灌水量,采用1.0ETc进行灌水。试验设置3个氮肥水平,85 (N₁)、125 (N₂)、160 kg/hm2 (N₃);3个施氮频率,5 d (F₅)、10 d (F₁₀)、15 d (F₁₅),共9个处理,完全随机区组设计。膨大期测定甜瓜叶片净光合速率,成熟期测定干物质累积量、氮磷钾吸收量、产量及品质。【结果】在同一施氮水平下,甜瓜净光合速率随施氮频率的增加而增大,高频次施氮处理 (F₅) 的净光合速率均大于中频次施氮处理 (F₁₀) 和低频次施氮处理 (F₁₅),平均增加了17.4%和56.1%。在同一施氮频率下,高氮处理 (N₃) 的叶片净光合速率均高于低氮处理 (N₁) 和中氮处理 (N₂),平均增加了22.6%和9.8%。在低氮 (N₁) 和中氮 (N₂) 条件下,提高施氮频率能够促进甜瓜干物质累积及氮磷钾吸收量,而在高氮 (N₃) 条件下,F₅和F₁₀处理下的甜瓜产量差异不显著 (P < 0.05)。在相同施氮频率条件下,高氮处理 (N₃) 的产量为25.30 t/hm2,均高于低氮处理 (N₁) 和中氮处理 (N₂),平均增加了7.2%和0.4%,但是高氮 (N₃) 处理与中氮 (N₂) 处理间差异不显著 (P > 0.05)。在同一施氮频率下,中氮处理 (N₂) 的果肉品质最佳,施氮量不足或者过量都不利于甜瓜品质的改善;在同一施氮水平下,中频次施氮处理 (F₁₀) 下的果肉品质均高于高频次施氮处理 (F₅) 和低频次施氮处理 (F₁₅)。【结论】施氮量和施氮频率控制在125 kg/hm2和10天时,甜瓜的品质最佳,产量略低于施氮量160 kg/hm2 和施氮频率5天。但从化肥减量和降低人工成本角度考虑,N₂F₁₀是最佳的处理组合。