分层供水施磷对冬小麦光合性能及产量的影响

研究分层供水施磷对冬小麦光合性能及产量的影响,为指导旱地施磷提供一定理论和实践依据。以土垫旱耕人为土为供试土壤,进行土柱试验,研究分层供水施磷对冬小麦叶绿素相对含量(SPAD值)、光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)及产量的影响。试验设2水分处理、3施磷处理和2品种处理,水分设上下土层均充分供水(W1)和上干下湿(0~30 cm土层干旱胁迫,30~60 cm土层充分供水)(W2)2种水分处理,施磷设不施磷(CK)和施磷于0~30 cm(SP)和30~60 cm(DP)土层3种处理,供试冬小麦品种选用水分敏感型(小偃22)和抗旱型(长旱58)2个品种。从不同品种看,长旱58产量均显著高于小偃22(P<0.05);从不同水分处理看,与充分供水相比,在水分供应不足时,小偃22的SPAD值、Pn、Tr及产量均明显降低,长旱58的产量则明显增加;2个品种的SPAD值、Pn、Tr和产量均表现为施磷处理显著高于不施磷的对照处理(CK)(P<0.05)。施磷位置对冬小麦光合性能和产量的影响因土壤水分和品种不同而异,在水分供应充足时,深层施磷不利于提高生育后期(孕穗期、开花期和灌浆期)SPAD值、Pn、Tr及产量;而在水分供应不足时,深层施磷能够明显提高上述指标,对抗旱性较强品种更加显著。本试验结果表明,在土壤水份供应不足条件下,磷肥深施有利于提高冬小麦光合性能及产量,抗旱性较强品种效果更为明显。     

模拟深松条件下深施磷肥对旱地冬小麦根系生长和水肥效应的影响

通过模拟深松机具下的深施肥技术,研究了深施磷肥对旱地冬小麦产量、根系生长、水肥效应的影响。研究结果表明,深松条件下深施磷肥平均效果比传统施肥增产38.5%,20 cm和40 cm各施一半的效果最好,但深施到20 cm和深施到40 cm之间差异不显著。深施磷肥促进了小麦根系在土层内的生长发育,提高了小麦根系总量,尤其是深层根系总量明显增加,这对旱地冬小麦吸收深层土壤中的水分和养分是十分有利的。深松条件下,深施磷肥的水分利用系数比传统施磷提高了8.4%。此外,深施磷肥有助于冬小麦在整个生育期内磷素的均衡供应,     

水分胁迫下新造地施磷深度对苦荞生长及根系分布的影响

  【目的】  根系构型影响作物的抗旱能力,研究磷肥施用深度调节苦荞根系分布的可行性,为贫瘠干旱地区苦荞的生长提供科学养分管理措施。  【方法】  以‘黑丰1号’苦荞 (Fagopyrum tataricum L.) 为试验材料,进行根管土柱 (直径25 cm、高50 cm) 栽培试验,设置田间持水量65%～75% (W1)、45%～55% (W2) 和35%～45% (W3) 3种土壤水分条件,磷肥施用深度分别设置距离地表10 cm (P10)、20 cm (P20)、30 cm (P30) 以及3层均匀施用 (P-all) 4种方式,共有12个处理。在苦荞幼苗三叶一心期进行处理,生长22天后取样,测定根系构型,并记录生物量。  【结果】  干旱胁迫抑制了苦荞植株生长、干物质量的积累以及根系发育,其中W3水分条件抑制作用最为明显,导致苦荞株高、茎粗和叶面积较W1水分条件分别下降17.20%、18.03%和23.17%;根长、根表面积和根体积分别下降16.97%、20.39%和17.39%;地上部干物质量和根系干物质量分别下降39.16%、28.60%。干旱胁迫促进根系下扎,增加深层土壤中的根系分布。与W1水分条件相比,W2、W3水分条件下0—10和10—20 cm土层平均根长分别下降30.18%和27.55%、41.83%和41.02%,根系干物质量分别下降36.62%和33.61%、49.72%和48.11%;而20—30和30—45 cm土层中的苦荞平均根长则分别增加33.53%和42.52%、31.74%和50.95%,根系干物质量分别增加13.70%和26.84%、5.85%和28.64%。深层施磷促进施磷层土壤根系生长,与P-all处理相比,P10处理10—20 cm土层根长平均增加18.96%,P20处理20—30 cm土层平均增加32.39%,P30处理30—45 cm土层平均增加28.73%,根系干物质量依次分别增加26.62%、30.74%和24.65%。方差分析结果表明,各水分处理条件下,0—10和10—20 cm土层根系干物质量均表现为P10处理显著高于其他施磷处理,且其他处理间差异也达显著水平;而20—30、30—45 cm土层根系干物质量则表现为P20、P30施磷处理显著高于其他处理。  【结论】  水分和施磷深度对苦荞苗期植株生长以及根系分布均有显著影响。在干旱胁迫下,增加磷肥的施用深度可促进苦荞根系在20—45 cm深土壤中的分布,显著扩大根系对土壤养分和水分的获取空间,并最终促进苦荞的生长。本试验条件下,采样仅限于苦荞苗期,在水分胁迫条件下磷肥以10 cm的施肥深度效果最佳。     

补充灌溉及氮磷配施对黄土塬区冬小麦水分利用及产量的影响

采用裂区试验设计,对黄土塬区补充灌溉及氮磷配施条件下麦田土壤水分动态、作物产量及水分利用效率等进行研究。结果表明：1）冬小麦对土壤水分的利用深度随小麦生长发育逐渐加深,在越冬前期和孕穗期分别达1.2和2.2 m土层以下,不同处理土壤含水量在小麦生育前期差异不明显,孕穗后氮磷配施处理的土壤含水量显著低于不施肥处理;2）试验条件下,补充灌溉后同样施肥处理的作物产量与雨养相比,虽有增加但不显著;不论是雨养水平,还是补充灌溉水平,氮磷配施均表现出显著的增产效果,从低氮低磷到高氮高磷,增产幅度在134%到240%之间;3）氮磷配施能显著提高冬小麦水分利用效率,而补充灌溉后水分利用效率降低3%-30%,但未达显著水平;4）不同氮磷配施的增产效应高于补充灌溉,补充灌溉与高氮高磷处理有显著的水肥协同效应,能显著提高作物产量并保持较高的水分利用效率。     

兰州市北山无灌溉区植被恢复效益初步研究

在陇东半湿润易旱地区,通过大田试验,研究了限量补充灌溉及套作对冬小麦、玉米产量和水分利用效率(WUE)的影响,探讨了冬小麦套作玉米、单作冬小麦和单作玉米地土壤水分的时空动态及利用特性.结果表明,套作可显著提高冬小麦和玉米的产量和水分利用效率,套作耗水量较相应单作耗水量的加权平均增加了5.7%～7.3%,产量提高了52.8%～50.6%;限量补灌对套作和单作小麦的增产作用显著,对单作玉米的WUE也具有显著的提高作用,但对单作小麦和套作WUE的影响不显著;冬小麦套作玉米对水分利用的互补作用主要发生在冬小麦收获后,主要通过利用冬小麦带和深层水分提高利用效率,套作是既可提高旱农区当季降水利用率又可保留适宜底墒水平的高效种植模式.     

不同秸秆还田方式对春玉米产量、水分利用和根系生长的影响

为探究耕作方式和秸秆还田对春玉米产量、土壤水肥及根系分布的影响,通过连续两年设置耕作方式(旋耕、翻耕)与秸秆还田方式(秸秆还田、秸秆不还田)两因素田间定位试验,研究了春玉米产量和水分利用效率、根系及土壤水肥分布的特性。结果表明:旋耕和翻耕处理春玉米产量和水分利用效率差异不显著,但前者显著增加了干旱年份(2015年)0—30cm土层的根长密度、根表面积密度和根干重密度,而后者显著降低了10—30cm土层的土壤容重和紧实度,降低了0—40cm土层的土壤含水量、有效磷和速效钾含量,提高了干旱年份30—60cm和湿润年份(2016年)0—60cm土层的根长密度、根表面积密度和根干重密度;秸秆还田较秸秆不还田处理显著增加了春玉米产量和水分利用效率,增加幅度分别为9.5%和7.3%,促进了干旱年份0—60cm土层的根长密度和湿润年份30—60cm土层的根长密度、根表面积密度和根干重密度的增加,还提高了0—60cm土层的土壤含水量、硝态氮、有效磷和速效钾含量。因此,实施旋耕秸秆还田和翻耕秸秆还田可以改善土壤水肥分布,促进深层根系发育,提高春玉米的产量和水分利用效率。     

旱地小麦休闲期覆盖施磷对土壤水库的调控作用

为探明休闲期覆盖配施磷肥对土壤水分运行规律、小麦产量和水分利用效率的影响,在山西省闻喜县进行了休闲期覆盖与不覆盖条件下75 kg(P2O5)·hm-2、112.5 kg(P2O5)·hm-2、150 kg(P2O5)·hm-23个施磷量的田间试验。结果表明:与不覆盖相比,休闲期覆盖后,播种—孕穗期0~100 cm土壤蓄水量显著提高,小麦播种期提高38~41 mm;增加施磷量,越冬—孕穗期土壤蓄水量提高,尤其拔节期40~100 cm土层。覆盖后,播种—拔节期土壤贮水减少量及其占整个生育期比例显著提高,拔节—开花期土壤贮水减少量增加;增加施磷量,拔节—开花期土壤贮水减少量及其比例显著提高,开花—成熟期80~100 cm土层贮水减少量显著提高。覆盖后增加施磷量,产量和水分利用效率显著提高,产量提高1 452 kg·hm-2,水分利用效率提高16%。覆盖配施磷肥条件下,拔节—开花期60~100 cm、开花—成熟期80~100 cm土层贮水减少量与产量呈极显著相关。因此认为,旱地小麦休闲期覆盖有利于蓄积休闲期降雨,提高底墒,可实现伏雨春夏用;覆盖促进小麦生育前期和中期吸收土壤水分;增施磷肥有利于提高土壤水分,促进小麦生育后期深层吸水;旱地小麦休闲期覆盖配施磷肥150 kg·hm-2有利于蓄水保墒,达到增产、高效的目的。     

微润灌对作物产量及水分利用效率的影响

为探明微润灌对作物生长及产量的影响,以夏玉米和冬小麦为研究对象,采用完全随机试验设计,对比研究微润灌不同毛管间距布置(20 cm、40 cm、60 cm)、地下滴灌和无灌溉对大田作物产量、水分利用效率和土壤电导率的影响。结果表明:与地下滴灌相比,微润灌用水量约为地下滴灌的1/4~4/5;由于灌水差异较大,作物产量有所降低,夏玉米产量显著下降(P0.05),冬小麦产量下降,但未达显著水平(P0.05);两作物水分利用效率有所提高,但差异不显著(P0.05);灌溉水分利用效率均显著提高(P0.05)。随微润管布置间距的减小,作物产量呈增加趋势,作物水分利用效率与灌溉水分利用效率均呈减小趋势。综合考虑分析,在较为缺水的塿土区微润管最佳布置间距60 cm,此时可不显著降低产量同时提高水分利用效率。此外,微润灌布置间距对土壤电导率的影响较小。采用微润灌与地下滴灌处理时,随土层深增加,作物各生育期土壤电导率无显著差异(P0.05)且变化趋势基本一致,表明微润灌与地下滴灌对土壤的影响具有一致性。微润灌下作物产量与灌浆成熟期10~20 cm土层土壤电导率和10~80 cm土层土壤平均电导率之间相关性显著。因此,采用灌浆成熟期10~20 cm土层土壤电导率或10~80 cm土层土壤平均电导率预估微润灌下的作物产量具有可行性。上述研究可为微润灌技术推广应用提供依据。     

旱农区水磷耦合效应对春小麦产量和水分利用效率的影响

1997年在我国典型干旱半干旱甘肃定西地区,研究了水分和磷素处理对春小麦生长和水分利用影响,结果表明:春小麦产量和水分利用效率与有限灌溉和施磷之间有密切的关系,尤其是水分的作用最为关键,播前土壤极其干旱条件下,浇灌底墒水而整个生育期不浇水,可促进作物对土壤水分的充分利用,比对照(不浇水)土壤水分利用提高了241.96%,产量是对照的2.76倍,水分利用效率(以籽粒为准)提高了35.62%。在不同水分条件下,磷素对产量和水分利用效率提高呈现正效应,在浇水情况下,施磷比不施磷产量和水分利用效率分别提高8.64%、14.37%,不浇水情况下,施磷比不施磷产量和水分利用效率分别提高29.79%、4.77%。     

长期施肥条件下旱作农田土壤水分剖面分布特征

利用黄土高原旱地长期定位施肥试验,通过比较不同施肥方式和施肥量对土壤剖面水分分布的影响,研究了施肥与土壤水分的关系,并对深层土壤水分消耗引起的水分生态效应进行了分析。试验期间,0300.cm土壤水分虽在雨季得到降水补充,但是播种期的土壤贮水量仍处于亏缺状态。结果表明,不同施肥方式和施肥量的试验处理中,100300.cm土层作物耗水剧烈,土壤水分含量均较低。与对照相比,单施磷肥对作物利用土壤水分没有显著影响;单施氮肥和氮磷配施均促进了作物对下层土壤水分的利用。在相同的施氮量下,施用磷肥加大了作物对深层土壤水分的利用,100300.cm土层的土壤含水率在磷肥用量达到45.kg/hm2后不再随施磷量的增加而降低;在同样的施磷条件下,作物对下层土壤水分的利用随施氮量的增加而增加,当施氮量增加到90.kg/hm2后,100300cm土层的土壤含水率达到一个稳定的值。在同样的氮磷用量情况下,施钾对土壤水分没有显著影响。     

不同形态无机磷对两种磷效率小麦根际特征的影响

以磷高效型小麦小偃54和磷低效型小麦京411为材料的砂培试验,通过测定植株生物量及吸磷量、根系形态特征、根际pH、磷酸酶活性,研究不同形态无机磷WP(KH2PO4),Al-P(AlPO4)和Fe-P(FePO4)对两种磷效率小麦根际特征的影响.结果表明,在WP处理下,两种磷效率小麦的地上部吸磷量、总吸磷量和磷吸收效率均显著高于其它处理,而其根冠比和磷利用效率却低于其他处理.除了根部吸磷量,小偃54的生物量和吸磷量有高于京411的趋势.除了WP处理,其他处理的小偃54的根冠比和地下吸磷量均高于京411.所有处理的小偃54的根长和根体积均显著高于京411,且不施磷条件(PO)下更为明显,小偃54根系长度是京411的1.6倍;此外,小偃54根系磷酸酶活性均比京411弱.除Al-P外,小偃54的根际酸化能力较京411强.由此可见,磷胁迫条件下,磷高效小麦根系形态特征改变是根际磷活化的主要机理之一,且受磷水平、磷形态及其溶解性的影响.     

不同工艺生产大豆分离蛋白的成膜性能

为了制作出具有良好机械性和阻隔性的大豆分离蛋白可食性膜,优选出成膜性能优良的大豆分离蛋白,该文研究了7种不同生产工艺下的大豆分离蛋白,分别以7种蛋白为材料制膜,测定其机械性能、水溶性、水蒸气透过性、O2透过性、脂质渗透性等性能,进行模糊综合评价,并用扫描电镜观察膜的表面结构。结果表明:GS5000型普通型未经造粒的大豆分离蛋白综合评价分数最高,表明其成膜性能优于其他6种大豆分离蛋白,并且电镜扫描照片也显示用其制出的膜结构更加致密,因此,GS5000型大豆分离蛋白比较适合制作可食性膜。该研究为进一步开发优质大豆分离蛋白膜进行了初步的探索。     

不同氮肥施用后土壤各氮库的动态研究

盆栽试验研究不同N肥施用后土壤各N库的动态结果表明 ,等N量均匀混施下尿素、碳酸氢铵、硫酸铵和硝酸钙 4种N肥处理小麦生物量和吸N量均无显著差异。NH4 N肥和酰胺态氮肥的硝化作用在 14d内完成。尿素、碳酸氢铵和硫酸铵处理土壤微生物N含量均随作物生长呈下降趋势 ,这可能是作物对微生物N库的消耗所致。作物对“老固定态”铵的利用能力很弱。施入NH4 N肥或酰胺态氮肥前期显著增加土壤固定态铵含量 ,并被作物生长后期吸收利用。 4种N肥表观回收率、表现损失和固定率均无显著差异。     

磷素水平对不同大豆品种产量和品质的影响

选用近年来在黑龙江省推广面积比较大并具有代表性的东农42（高蛋白品种）、合丰25（中间型品种）、东农46（高油品种）3个基因型大豆品种作为试验材料,采用盆栽的方式,在每千克土壤施N和K2O各为0.033g基础上,设P1、P2、P3、P4 4个施P处理（即每千克土壤分别施P2O5 0、0.033、0.067、0.100g）,进行了3个大豆品种产量和品质的研究。结果表明,3个基因型大豆品种在单株产量、品质方面存在着差异。东农42和合丰25以P3处理单株产量和蛋白含量最高,东农46以P2处理单株产量和蛋白质含量最高;3个品种都是P4处理脂肪含量最高。同一处理不同品种间子粒蛋白质含量是东农42＞合丰25＞东农46;子粒脂肪含量是东农46＞合丰25＞东农42。     

Evaluation of infiltration models with different numbers of fitting parameters in different soil texture classes

In this study, the ability of eight different infiltration models (i.e. Green and Ampt, Philip, SCS (US-Soil Conservation Service), Kostiakov, Horton, Swartzendruber, Modified Kostiakov (MK) and Revised Modified Kostiakov (RMK) models) were evaluated by least-squares fitting to measured infiltration data. Six comparison criteria including coefficient of determination (R²), mean root mean square error (MRMSE), root mean square error (RMSE), the F-statistic (F), C_p statistic of Mallows (C_p) and Akaike information criterion (AIC) were used to determine the best performing model with the least number of fitting parameters. Results indicated that R² and MRMSE were not suitable for model selection. A more valid comparison was achieved by F, C_p, AIC and RMSE statistics. The RMK model including four parameters had the best performance with the majority of soils studied. RMK was better than the MK model in approximately 51.6, 57, 68.5 and 70.6% of soils, when using F, C_p, AIC and RMSE statistics, respectively, and for the other models, a higher per cent of soils was obtained. The RMK model was the best for loam, clay loam and silty clay loam soils, but the MK model was the best for silty loam soils.     

低磷胁迫对不同基因型水稻阶段生物学特征的影响

采用盆栽试验研究了低磷胁迫下不同基因型水稻在分蘖期、孕穗期和成熟期的生物学特征。结果表明,不同基因型水稻在不同的生长发育阶段对低磷胁迫的反应存在明显差异。分蘖期,耐低磷基因型水稻的耐低磷特性主要表现在相对分蘖数、相对绿叶数和相对地上部干重三个性状上,其中以相对分蘖数的差异较大,但这个时期水稻的任一性状不足以反映其耐低磷特性;孕穗期,耐低磷基因型水稻的相对分蘖数、相对绿叶数和相对地上部干重虽仍表现出明显的优势,但与分蘖期不同的是相对分蘖数受低磷胁迫的影响程度趋于稳定,相对绿叶数的差异明显下降,相对干重的高低逐步成为区别耐低磷基因型的主要依据;成熟期,耐低磷基因型的相对地上部干重优势进一步加强,远远超过其它生物学性状。耐低磷基因型的相对经济产量显著高于低磷敏感基因型。在水稻生长的各个时期中,耐低磷基因型水稻的相对株高、相对叶宽和相对叶长与低磷敏感基因型水稻对应的指标相比均未表现出明显差异。     

玉米不同生育期土壤氨基糖动态变化特征

分析肥料施用及肥料与秸秆配施后土壤氨基糖在玉米不同生长时期的动态变化和研究微生物来源物质的转化迁移特征,这对研究土壤有机质循环和C、N截获有重要意义,这也可为研究微生物对土壤有机质(SOM)转化和积累的动力学过程提供理论基础。本试验依托中科院沈阳应用生态研究所野外生态站进行田间微区试验,选取化肥[(NH_4)_2SO_4]和化肥+秸秆(玉米秸秆)配施两个处理的0～10和10～20 cm层次的土壤作为研究对象,取样时间分别设为播种前、拔节期、吐丝期、灌浆期、成熟期,本文通过分析玉米不同生长期土壤氨基糖氮的动态变化以揭示土壤-微生物的相互作用对土壤肥力的调控。单施化肥处理在0～10和10～20 cm两个层次下土壤总氨基糖氮总体呈下降趋势,从播种期到灌浆期0～10 cm层次3种氨基单糖(氨基葡萄糖、氨基半乳糖、胞壁酸)氮也都表现出下降趋势。秸秆配施处理下0～10 cm层次与单施化肥相比氨基糖氮含量低。两种处理下均表现为在拔节期时10～20 cm层次真菌群落比细菌群落占优势,而0～10 cm层次细菌群落占优势。从吐丝期到灌浆期,单施化肥处理下细菌群落强于真菌群落,而秸秆配施处理下真菌群落明显强于细菌群落。土壤氨基糖在作物不同生长期作为碳氮源可以被植物和微生物有效利用。秸秆降解过程中微生物代谢类型发生变化,秸秆降解可为微生物提供养分,同时微生物对养分的需求出现明显转变,从而使得秸秆配施影响了微生物数量。在玉米整个生长期,土壤微生物群落会发生变化,初期以细菌群落为主,细菌残留物对土壤有机质的积累贡献大,生长中期真菌开始占主导地位,秸秆配施有利于真菌群落积累。     

喀斯特地区不同覆盖下小生境土壤保墒能力

 通过室内与野外实验相结合研究了贵州花江喀斯特峡谷示范区不同覆盖处理下不同小生境土壤的保墒能力,试图了解喀斯特地区的土壤水分变化规律并提出相应保墒技术。结果表明:土面、石槽、石沟3种小生境通过枯枝落叶、石面、薄膜覆盖后,其土壤水分变化趋势基本一致,其中以石沟的含水量最高,土面最低;不同土层的土壤含水量都有所增加,但增加幅度不完全一致;一年中土壤水分胁迫出现次数减少,频率降低。在持续干旱期间,水分蒸发量较大,覆盖后土壤保墒效果较好,平均每天水分损耗量较少,其中以薄膜覆盖效果显著,保墒能力最强,枯枝落叶和石面覆盖次之;但实地人工造林试验证明,石面及枯枝落叶覆盖下存活率很高,而薄膜覆盖较差。因此,薄膜覆盖在喀斯特峡谷区人工造林中的运用值得进一步研究。     

不同氮效率的玉米自交系氮素生产效率分析

试验研究了不同氮水平下27个玉米自交系的氮素生产效率。结果表明,高氮和低氮水平下,高产氮高效型玉米吐丝期干物质积累量高于低产氮低效型,吐丝期氮素干物质生产效率最高。施氮后,氮素子粒生产效率和氮素干物质生产效率均下降。高氮条件下,氮素子粒生产效率与成熟期氮素干物质生产效率达到极显著正相关;低氮条件下,氮素子粒生产效率与吐丝期、灌浆期、成熟期氮素干物质生产效率呈显著相关性。高氮和低氮条件下,高产氮高效型生育后期植株氮积累量高于低产氮低效型,氮积累量的差异主要在于吐丝后氮积累,高产氮高效型生育后期根系具有强吸收能力,子粒氮素利用效率高;施氮后,后期氮吸收能力进一步增强。     

小麦不同品种的水分利用特性及对灌溉制度的响应

为了研究不同小麦品种的水分利用特性和对灌溉制度的响应,该文于2003～2004年在中国科学院栾城农业生态试验站对19个抗旱节水性不同小麦品种进行了不同灌溉处理下,其生长发育特性、产量、耗水量和水分利用效率(WUE)的比较研究,结果表明不同小麦品种的水分利用特性有显著差异。不同小麦品种产量相差最大达44.86%,水分利用效率相差可达42.18%。根据系统聚类分析,把19个小麦品种分为高产高WUE型、中产高WUE型、中产中WUE型和低产低WUE型4种类型。不同类型的小麦,对灌溉制度的响应不同。高产高WUE类型在本试验年灌溉60 mm,产量可达到7415 kg/hm²,水分利用效率可达15.91 kg/(mm·hm²)。在华北平原适于种植石家庄8号等高产高WUE型小麦,其在不降低产量和水分利用效率的情况下,减少灌水60～120 mm,具有明显的节水增产效益。