行距对机采棉干物质积累及氮磷利用效率的影响

【目的】新疆棉花生产的主要环节均已实现机械化,但采摘环节仍大量使用人工,农机农艺不协调是导致机收比例低的主要原因。优化机采棉行距配置是实现农机农艺融合的有效途径,因此本研究通过设置不同的机采棉行距,探究其对棉花产量形成及养分利用的影响,为机采棉行距配置的优化提供理论依据。【方法】采用随机区组设计,选择生产中最佳密度,在密度一致基础上,设置"一膜三行"(S1,平均行距76 cm)、"一膜四行"(S2,平均行距57 cm)、"一膜六行"(S3,平均行距38 cm) 3种行距,其中S3处理为常规机采行距(CK),研究行距对棉花干物质积累、分配以及对产量形成及氮、磷养分吸收利用的影响。【结果】不同行距下棉花干物质的积累符合Logistic生长函数模型。2年均值表明随着平均行距的降低,单株干物质积累总量降低43.3%,干物质最大积累速率降低(1.4 g·株~(-1)·d~(-1)),快速积累期起始时间从出苗后51.4 d逐渐推迟至62.5 d,但快速积累持续时长从19.7 d增加至35.1 d。增加行距显著提高单株成铃(0.9个),对铃重及衣分无显著影响,籽棉及皮棉产量显著增加16.7%和17.4%。行距对植株养分积累与分配有显著的影响,S1处理氮积累总量(907.0 kg·hm~(-2))、磷积累总量(58.3 kg·hm~(-2))、吐絮期经济器官氮分配率和磷分配率(N 55.7%和P_2O_5 69.1%)、每100 kg皮棉氮素吸收量(32.1 kg)均最高;而S3处理氮积累总量(664.5 kg·hm~(-2))、磷积累总量(38.9 kg·hm~(-2))最低,S2处理吐絮期经济器官氮分配率和磷分配率(N 48.5%和P_2O_5 60.3%)、每100 kg皮棉氮素吸收量(28.6 kg)最低。【结论】综合来看,一膜三行下植株养分指标及产量均优于其他行距,更适宜作为高效机采的行距。     

不同灌水处理对机采棉干物质和氮素运移及产量的影响

在北疆自然条件下,研究不同灌水处理对机采棉干物质、氮素运移及产量的影响,以期为机采棉水氮高效利用和高产栽培提供理论基础。以机采棉品种新陆早57号为供试材料,滴灌定额为4500 m~3·hm~(-2),设置3个不同的灌水次数分别为10次(D10)、8次(D8)、6次(D6)。结果表明:在滴灌定额为4500 m~3·hm~(-2)的条件下,D8处理的株型结构更为合理,干物质及氮素积累量适宜,各器官干物质及氮素分配比例较为合理,可提高机采棉的铃重及单株铃数,充分发挥其个体优势,皮棉产量较高。因此,在D8处理的灌水分配方式下,结合相应的灌水制度,有利于实现棉花高产。     

宽幅精播中行距与幅宽对小麦干物质积累与分配的影响

为探究小麦宽幅精播增产机理,设置了行距20、25和30cm,幅宽3、6、9、12和15cm,研究其对小麦花后干物质积累与分配的影响。结果表明,适宜的行距与幅宽可促进产量的提高,幅宽小于9cm时,产量随幅宽的增加而增加,幅宽大于9cm时,籽粒产量随幅宽增加而减少,以行距25cm且幅宽9cm产量最高;花后21~28d是籽粒干物质积累最快的时期,花后14~28d是小麦地上部干物质转化最快的时期;行距与幅宽的增大增加了各营养器官群体干物质积累量,但行距大于25cm、幅宽大于9cm时抑制了营养器官中干物质向籽粒的转运。     

不同施肥条件下夏玉米的干物质积累、产量及氮肥利用效率

针对我国华北地区夏玉米生产中所面临的氮素污染和秸秆资源严重浪费等问题，中国农业大学和德国霍恩海姆大学(Hohenheim University of Germany)自1999以来开展了中德国际合作项目“华北平原作物高产高生产力条件下环境可承受的持续农业研究”。研究表明：在同一时期，优化施肥、秸秆还田优化施肥与传统施肥夏玉米干物质积累量无显著性差异。拔节到吐丝，优化施肥的干物质日增长量和干物质积累量并不低于传统施肥，吐丝到灌浆，略低于传统施肥；秸秆还田优化施肥两阶段的干物质日增长量和干物质积累量最高。3处理间夏玉米产量无显著性差异。优化施肥和秸秆还田优化施肥条件下，氮肥当季利用率显著高于传统施肥。     

测墒补灌对冬小麦干物质积累与分配及水分利用效率的影响

于2007-2008和2008-2009小麦生长季, 以高产中筋冬小麦品种济麦22为材料, 在山东兖州小孟镇史王村(35.41°N, 116.41°E)采用大田试验, 研究了4种灌水处理对冬小麦干物质积累与分配及水分利用效率的影响。结果表明, 不灌水的W0处理(土壤相对含水量为播种期80% + 拔节期65% + 开花期65%)成熟期干物质积累量最低, W1处理(土壤相对含水量为播种期80% + 拔节期70% + 开花期70%)成熟期干物质积累量最高, 籽粒干物质分配量显著高于W2处理(土壤相对含水量为播种期80% + 拔节期80% + 开花期80%)和W3处理(土壤相对含水量为播种期90% + 拔节期80% + 开花期80%);开花前贮藏在营养器官中的干物质开花后向籽粒的再分配量和再分配率均为W0>W3>W2>W1, 开花后干物质积累量对籽粒的贡献率为W1>W2>W3>W0;W1处理在灌浆末期保持较高灌浆速率和净光合速率, 提高了开花后干物质的积累量和向籽粒的分配比例, 有利于增加粒重;W0处理水分利用效率较高, 但产量最低;灌水处理的籽粒产量、灌溉水利用效率、降水利用效率和灌溉效益两生长季均随测墒补灌量的增加而显著降低。综合两年结果, W1是本试验条件下高产节水的最佳灌溉处理, 其播种期、拔节期和开花期设计0~140 cm土层土壤平均相对含水量分别为80%、70%和70%, 在两个小麦生长季中, 通过测墒, 分别补充灌水43.8 mm和13.8 mm, 灌溉水和降水的利用效率最高, 并获得了最高籽粒产量, 分别为8837.8 kg hm^-2和9040.9 kg hm^-2。     

密植条件下玉米干物质和氮及磷养分积累与分配特点

为了探讨山西北部地区推广种植的春玉米品种整株干物质与氮、磷养分积累分配特点,制定适宜该地高产栽培管理措施。2014-2015年在大田条件下以垦沃2号(KW2)、KWS9384(KWS9384)和晋单32号(JD32)为试验材料,研究了春玉米干物质与氮、磷养分积累分配特点。结果表明,KW2在生育期内每株干物质、氮、磷积累量分别为432.95,4.90,5.21 g,均明显高于KWS9384和JD32。其中,较KWS9384分别高15.11%,11.36%和10.15%,较JD32分别高17.55%,27.94%和28.96%;KW2的籽粒产量、整株干物质及氮、磷养分积累量在整个生育期内均明显高于KWS9384和JD32,收获指数三者间无显著差异;KW2籽粒及根系中氮、磷的干物质分配比例高于KWS9384和JD32,因而,其具有更高的矿质元素吸收效率和偏生产力。综合分析认为,在参试的3个春玉米品种中,KW2最适合在密植条件(6.75万株/hm2)下高水肥种植和推广。     

麦后移栽棉不同品种棉铃内干物质积累与分配研究

以陆地棉早熟品种中棉14、中熟品种苏棉4号和泗棉2号为材料,研究了麦后移栽棉不同开花期棉铃内干物质积累分配的特点:麦后移栽棉棉铃各部分干物质积累比一熟棉和麦套棉时间长,并随开花期的推迟,干物质积累高峰期相应推迟。早熟品种干物质积累和运转比中熟品种快1～2周。后期低温影响铃壳养分向子棉输送,尤其对种子的影响更为严重。因此,麦后移栽棉在生产上更应强调早发、早熟、争高产优质。     

新疆机采模式下棉花株行距配置对冠层结构指标及产量的影响

【目的】为了研究不同株行距配置对机采棉花冠层结构指标及产量的影响。【方法】在田间条件下,选用棉花杂交种鲁棉研24号和常规品种新陆早60号为供试材料,设置适宜机采的1膜3行等行距(76 cm+76cm+76 cm)低密度、1膜6行宽窄行(66 cm+10 cm)高密度及1膜3行等行距(76 cm+76 cm+76 cm)双株高密度3种配置方式进行试验。【结果】等行距低密度下,棉花生育前期生长旺盛,叶面积指数与光吸收率迅速增加至最高值;生育后期,叶面积指数及光吸收率下降幅度分别为10.4%~13.6%、3.7%~4.2%,低于其他两种处理,且干物质积累量较高。等行距低密度下杂交棉产量最高。【结论】等行距低密度下杂交棉实现高产的生理基础主要是:生育前期叶面积指数及光吸收率增长迅速,干物质积累较快;生育后期叶面积指数及光吸收率下降缓慢,能维持较高水平,光合生产能力较高,干物质积累量最大。     

棉花干物质积累与转运对密度与行距配置的响应特征

为明确干物质积累、转运与产量性状对密度与行距差异的响应机制,促进棉花品种推广与种植技术革新。以‘中棉所641’为试验材料,采用76 cm等行(SP)与(66 cm+10 cm)宽窄行(DP)种植模式,设3个种植密度,分别为Ⅰ：低密度12万株/hm²;Ⅱ：中密度18万株/hm²;Ⅲ：高密度24万株/hm²。应用Logisitic曲线方程,进行数据分析。SPⅡ处理棉花?T(生物量快速积累持续期)在2020、2021年分别为54.7 d和55.6 d。其2020、2021年营养器官干物质快速积累持续时间分别为33.3天和38天,最大积累速率均为1.13 g/(株·d),高于其他处理。2020、2021年生殖器官干物质快速积累持续时间分别为35.26 d、25.79 d,最大积累速率均为1.05 g/(株·d)。2 a试验数据均显示,SPⅡ处理棉花花前、花后单株干物质转化量最高。2020、2021年SPⅡ处理籽棉产量分别为5359.48、5151.00 kg/hm²,单株成铃数均为6.12个。产量对行距差异...     

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。     

施氮量对不同氮效率水稻花后干物质和氮积累与转运的影响

选用3个氮利用效率(NUE)和3个氮收获指数(NHI)显著不同的水稻基因型,在土培盆栽试验下,研究了施氮量(0kgN?ha-1、180kgN?ha-1和360kgN?ha-1)对水稻花后植株干物质和氮积累与转运的影响及与氮营养效率的关系。结果表明,施氮降低了水稻NUE和NHI,NUE和NHI差异分别以低氮和高氮为最大。施氮提高了水稻干物质和氮总积累量、花后积累量及转运量。不同NHI水稻花后干物质和氮转运率及转运贡献率随施氮量增加而增加,不同NUE水稻则降低。不同NUE水稻花前干物质积累和花后转运量差异最大,不同NHI水稻花后干物质积累和转运差异量最大。不同NUE水稻花后氮积累量差异最大,不同NHI水稻花后氮积累和转运差异最大。相关分析表明,水稻NUE与干物质积累总量、花后氮积累量、氮转运率和转运氮贡献率密切相关;而NHI与花后干物质转运量和转运氮贡献率的关系最大。因此,同一施氮量下,增加水稻干物质积累总量、降低花后氮积累量和促进花后氮高效转运是提高NUE的重要措施,提高花后干物质转运量和转运氮贡献率则有利于提高NHI。     

磷肥不同用量对棉花干物质及氮磷钾吸收分配的影响

通过田间试验,研究了磷肥不同用量对棉花干物质积累、产量及氮磷钾吸收、积累、分配的影响。结果表明:增施磷肥可以增加棉花干物质量、产量和氮磷钾素的积累量,但过量施用磷肥增加效果并不明显。当磷肥用量(P2O5)为75～150 kg.hm-2时,对棉花干物质积累、产量和棉花各器官氮磷钾素的积累有明显的促进作用,棉花花铃期干物质积累和棉花各器官氮磷钾的积累量分别比对照平均提高了24.6%、30.7%、55.9%和36.4%;吐絮期干物质积累、产量和棉花各器官氮磷钾的积累量分别比对照平均提高了33.4%、39.9%、49.1%、47.7%和53.0%。     

不同基因型棉花地上部干物质积累对氮素的响应

选取有代表性的3个棉花品种(美国抗虫棉33B、常规棉中棉所12和抗虫杂交棉中棉所46),在大田试验条件下测定不同施氮处理下(0、90、180、270、360kg.hm-2)的叶面积指数(LAI)、地上部干物质量和植株氮浓度的动态变化。运用指数线性生长模型对棉花地上部干物质积累过程进行模拟,并用幂函数模拟棉花氮稀释效应。结果表明:(1)棉花地上部干物质增长过程可以用指数线性模型模拟,模型参数能较好地反映基因型和氮肥处理对地上部干物质积累的影响。(2)棉花地上部氮浓度随干物质的增长而降低,模型能较好地反映不同基因型棉花氮素吸收能力的差异。(3)通过对棉花地上部干物质增长和氮稀释效应的模拟分析,认为田间最佳施氮水平为180kg.hm-2,过量施氮对3个棉花品种的干物质积累和地上部植株氮素吸收增加无明显影响。     

氮素水平对棉铃干物质积累分配和纤维品质性状的影响

 在南京(长江流域下游棉区)和徐州(黄河流域黄淮棉区)设置氮素水平(零氮：N 0 kg·hm^-2,适氮：N 240 kg·hm^-2,高氮：N 480 kg·hm^-2)试验,研究了氮素对棉铃(伏桃、秋桃)干物质积累分配和纤维品质性状的影响。结果表明：棉铃各组成部分的干物质积累以纤维受氮素的影响最大,其次为棉子、铃壳。棉子与纤维间存在同步异速生长关系,这种关系可用模型y=a+bx表示(x、y分别代表棉子、纤维干重的自然对数,a为截距,b为线性回归系数)。零氮、高氮处理均降低了伏桃的b值,相应的纤维比强度亦显著降低;秋桃的b值在适氮与高氮处理间差异较小,但显著高于零氮处理,纤维长度、比强度及整齐度对氮素水平的响应亦呈现出相同趋势。综合分析认为,棉子、纤维异速生长方程的线性回归系数b越大越有利于高品质棉的形成。     

施氮量对科棉3号干物质积累及分配、产量和纤维品质的效应

 研究了N素积累对高品质棉（科棉3号）干物质积累及分配、产量和纤维品质的效应,结果表明,提高盛铃期蕾铃干物重是高产的关键,盛蕾至盛花期营养器官和盛花至盛铃期各器官N素积累与盛铃期棉花蕾铃干物重呈显著正相关。伏桃产量随盛花期棉花各器官N素积累增加而显著提高,伏桃产量和早秋桃产量分别随盛铃期叶片和茎枝N素积累增加而提高,伏桃、早秋桃和晚秋桃产量随盛铃期蕾铃N素积累增加而提高。施N量对棉花纤维品质的影响主要是影响烂铃率和纤维N代谢。综合来看,施N量过高,主要是导致烂铃率大幅度提高,对纤维长度、强度和麦克隆值等影响都大,而在适宜施N量以内,施N量增加,棉纤维强度和麦克隆值表现为降低的趋势,而对棉纤维长度影响不大。     

Effect of Irrigation Patterns on Accumulation and Distribution of Dry Matter,Yield and Water Use Efficiency of Cotton in Southern Hebei

[Objective] This study examines how irrigation patterns affect soil moisture, growth and yield of cotton in southern Hebei, China. The results are used to inform irrigation patterns and improve the water use efficiency of cotton. [Method] Using the Nongda 601 cotton variety, a field split plot experiment was conducted in 2016 and 2017. The main treatments were no film (NF) and mulching film (MF), with side treatments of border irrigation (W1, 600 m³·hm^-2), limited amount every-other furrow irrigation I (W2, 450 m³·hm^-2) and limited amount every-other furrow irrigation II (W3, 300 m³·hm^-2). Six treatments NFW1, NFW2, NFW3, MFW1, MFW2, and MFW3 were applied. The film-covered border irrigation represents the conventional cultivation mode of local cotton. Impacts were measured as dry matter mass, yield and water use efficiency. [Result] (1) Dry matter mass of MF was significantly higher than that of NF in 2016 and 2017. However, there was no significant difference in different irrigation treatments under MF. When compared with the dry matter mass of NFW1 in 2016, that of NFW2 and NFW3 were significantly lower: by 14.28% and 13.44%, respectively. In 2017, the dry matter quality of NFW2 significantly increased by 11.29% compared with that of NFW1, but NFW3 showed no significant difference. (2) Cotton yield and water use efficiency showed similar trends in both years. There was no significant difference in yield and water use efficiency for the different irrigation treatments under MF. Compared with NFW1, NFW2 and NFW3 significantly decreased by 10.21%–16.00% and 13.63%–18.84% in yield, respectively, whereas water use efficiency significantly decreased by 8.33%–13.80% and 9.72%–14.61%, respectively. Compared with MFW1, yield and water use efficiency of NFW1 decreased slightly, but not significantly. Compared with MFW2, yield and water use efficiency of NFW2 significantly decreased 12.96%–16.62% and 13.73%–16.51%, respectively. Compared with MFW3, yield and water use efficiency of NFW3 significantly decreased 15.04%–16.29% and 15.03%–16.31%, respectively. [Conclusion] In wet and normal precipitation years, the NFW1 treatment resulted in high cotton yield while preventing residual film pollution; MFW2 and MFW3 treatments also achieved high yields and improved water use efficiency when irrigation quantity was reduced.     

不同追施氮肥量对南疆陆地棉SPAD值及干物质积累与分配的影响

为明确追施不同氮肥量对陆地棉SPAD值及干物质积累与分配的影响,在南疆巴州地区以当地主栽品种‘巴43541’为材料,设置4个追施氮肥水平,分别为不追施氮(N0)、减施50%常规追施氮肥(N1)、常规追施氮肥(N2)、增施50%常规追施氮肥(N3),分析不同追施氮肥量对叶片SPAD值、干物质积累与分配、产量以及氮肥利用的影响。结果表明,减施50%追施氮肥量能增加陆地棉各生育期的SPAD值和SPAD积累值,且生殖器官干物质转化比例最高为60.53%,产量为6581.32 kg/hm²,相比于其他处理增产1.4%～16.5%,氮肥偏生产力和氮肥农学利用率均显著高于其他处理。减施50%常规追施氮肥处理较其他处理增产虽然不显著,但是能够显著增高氮肥偏生产力和氮肥农学利用效率,可考虑在生产实践中应用。     

基于高光谱植被指数的棉花干物质积累估算模型研究

利用北疆8个棉花主栽品种(其中2个棉花品种设4水平种植密度)的各生育期冠层高光谱数据,经多元统计分析与光谱微分处理,建立了基于比值植被指数(RVI)和归一化植被指数(NDVI)的5种函数形式的棉花干物质积累估测模型,相关系数均达到了极显著水平(α=1%,n=96)。基于RVI和NDVI构建的估测模型,前者比后者具有更高的估测精度,指数函数、对数函数和双曲线函数形式的模型可以产生较高的预测精度;一阶微分光谱数据与棉花干物质积累量的逐步回归相关分析表明,相关系数的最高值发生在748 nm波段处(r=0.6920**),由748 nm波段处的微分数值建立的回归模型,估测精度较高,具有实际应用的潜力。     

Effects of Limited Irrigation on Accumulation and Distribution of Dry Matter,Yield, and Water Use Efficiency of Different Cotton Varieties

[Objective]We aimed to prove the effects of limited irrigation on the regulation of soil moisture, growth, and yield in different mature cotton varieties in the Yellow River region. [Method] Using the early maturing cotton variety CCRI 50, earlier middle maturing variety Nongdamian 601 (ND 601), and medium maturing variety Jimian 958 (JM 958) as test materials, field tests were carried out using both conventional irrigation (W1) and limited irrigation (proper irrigation before sowing, no irrigation during growing period; W2). The traits of interest were measured, including leaf area index, water use efficiency, and yield. [Result] The dry matter quality of the three varieties was significantly lower with the W2 treatment, with the greatest reduction observed in CCRI 50 (P＜0.05). Compared with the W1 treatment, the yield of the three varieties under the W2 treatment decreased significantly, with the greatest reduction observed in the early maturing variety CCRI 50. The water use efficiency of CCRI 50 decreased significantly while that of ND 601 and JM 958 improved significantly during the two study years. [Conclusion] ND 601 and JM 958 have good adaptability to moderate drought stress and W2 treatment can improve the water use efficiency of these varieties to obtain the ideal output level. CCRI 50 is sensitive to moisture; it is difficult to form a high yield population for this variety under W2 treatment.