耕作方式与秸秆还田对砂姜黑土土壤酶活性及冬小麦产量的影响

为探究耕作方式及秸秆还田处理对砂姜黑土土壤酶活性的影响,在河南省商水县砂姜黑土地区设置深耕秸秆不还田、深耕秸秆还田、旋耕秸秆还田和旋耕秸秆不还田4个处理,以超高产小麦品种周麦27为材料进行大田试验,对不同处理的土壤过氧化氢酶、蔗糖酶、脲酶、碱性磷酸酶活性及冬小麦籽粒产量进行测定分析。结果表明,20~40cm土层土壤过氧化氢酶的活性在不同处理间差异大多不显著,小麦拔节期、开花期和成熟期0~20cm土层深耕秸秆不还田处理与其他处理间差异显著。0~20cm土层土壤蔗糖酶活性在小麦生育期内不同处理间有显著差异,秸秆还田处理下土壤蔗糖酶活性高于秸秆不还田处理,而在20~40cm土层小麦拔节期和成熟期不同处理间没有显著差异。在小麦生育期内秸秆还田处理下0~20cm和20~40cm土层土壤脲酶活性显著高于其他处理,深耕秸秆不还田处理在拔节期和成熟期高于旋耕秸秆不还田处理。不同处理间土壤碱性磷酸酶活性在小麦生育期内差异显著,总体表现为深耕秸秆还田旋耕秸秆还田深耕秸秆不还田旋耕秸秆不还田。深耕秸秆还田处理对比其他处理能够显著增加冬小麦籽粒产量及千粒重,但其有效穗数显著低于其他处理。     

施氮对砂姜黑土区不同玉米品种产量构成、氮素利用及节氮潜力的影响

通过田间试验研究不同施氮水平对6个主推品种在砂姜黑土区的产量、产量构成因素、氮素利用及节氮增产潜力的影响。结果表明,施氮显著提高各玉米品种的子粒产量,对收获指数的影响相对较小;施氮显著增加行粒数、穗长和穗粗,增幅分别为22.5%~66.9%、16.8%~50.5%和9.4%~29.7%,N120与N240水平间无明显差异;各玉米品种的氮肥农学利用率和氮肥偏生产力均表现为N120显著高于N240水平,平均值分别是N240的1.89倍和1.96倍;蠡玉13和郑单958的节氮增产潜力明显高于其他品种。综合分析认为,适宜在胶东砂姜黑土区推广的玉米品种排序为蠡玉13、郑单958、浚单20、先玉335、莱农14、先锋32D22。     

施氮量对小麦氮素代谢关键酶活性的影响

合理的施氮量可提高小麦氮素代谢关键酶活性,促进小麦籽粒氮素累积和利用,进而获得高产。为掌握小麦最佳施氮量及其促高产的生化机理,以晋麦104号为材料,设置0 kg·hm~(-2)、120 kg·hm~(-2)、240 kg·hm~(-2)、360 kg·hm~(-2)四个施氮水平,研究了施氮量对小麦产量及其氮素代谢关键酶活性的影响。结果显示,小麦产量随氮肥用量增加先升后降,施氮240 kg·hm~(-2)时最高。小麦旗叶氮素代谢关键酶活性在开花期后随时间推移呈先升后降之势;且均随施氮量增加而先升后降,施氮240 kg·hm~(-2)时,小麦旗叶GS、NR、GPT、GOGAT等关键酶活性最高。小麦旗叶氮素代谢关键酶活性与籽粒产量均显著相关。240kg·hm~(-2)施氮量通过改善小麦氮素代谢关键酶活性,提高氮素代谢水平,从而增加小麦籽粒产量。     

砂姜黑土强筋小麦栽培技术模式研究

2011至2013年度在江苏省新沂市的砂姜黑土上进行不同栽培模式对强筋小麦品种徐麦30的影响试验,结果表明,不同栽培管理模式不仅影响小麦个体发育和产量,还对田间病虫害的发生产生一定影响。超高产管理模式和优化管理模式小麦单株个体发育健壮,形成壮苗、分蘖成穗多;生育期延长,促成大穗、多粒、大粒,提高了小麦产量。不同管理模式之间小麦产量差异极显著,以超高产管理模式最高,其次为优化管理模式,但超高产管理模式病虫害发生较重,肥水投入多,不仅产投比较低,而且不利于可持续发展,生产应用以优化管理模式最适。     

玉米秸秆还田对砂姜黑土水分动态及冬小麦水分利用效率的影响

为给冬小麦水分高效利用提供科学依据,根据土壤-植物-大气连续体(SPAC)原理,利用野外小型蒸渗仪,以不施肥为对照(CK),原位研究了配方施肥(PF)以及配方施肥+秸秆还田(PF+JG)处理对砂姜黑土水分动态和冬小麦水分利用效率的影响.结果表明,秸秆还田主要影响0～40 cm土层土壤剖面水分含量,而40～80 cm土层土壤水分含量基本保持稳定.在小麦出苗期和拔节期,PF+JG处理的0～40 cm土层土壤含水量较PF处理分别提高50.9％和34.6％.土壤水分最大有效库容在小麦全生育期呈单峰变化趋势,峰值在返青期;PF+JG处理的出苗期土壤水分最大有效库容较CK和PF处理增加了8.25％和20.82％,拔节期增加8.07％和10.95％,且均差异显著(P＜0.05).PF+JG处理的土壤水分入渗量分别是CK和PF处理的4.53和3.55倍;小麦耗水量较PF处理降低9.2％;小麦产量和水分利用效率分别比CK和PF处理增加124.1％、18.8％和144.0％、30.8％,且差异达显著水平(P＜0.05).说明秸秆还田对冬小麦产量和水分利用效率的提高作用与增加土壤水分有效库容、水分入渗量和减少总耗水量有关.     

砂姜黑土区冬小麦氮钾肥配施的研究

通过多点田间试验与１５Ｎ示踪微区试验相结合,进行了氮肥施用方式、氮肥用量及其与钾肥配施的研究。结果表明,氮肥施用以底肥加追肥结合喷施效果最优;适宜氮量应为６．９～１１．３ｋｇ／６６７ｍ２;增施钾肥显著促进冬小麦生长,并可提高产量,且中高肥力地优于低肥力地,但须与氮肥配合施用。Ｎ∶Ｋ为１∶０．６４～０．６７,钾肥用量应为７．７～９．３ｋｇ／６６７ｍ２。     

水稻拔节期叶片碳氮代谢基因型差异及与氮素利用效率的关系

 采用土培盆栽试验,以3个氮素利用效率(NUE)有显著差异的水稻基因型秀恢2号(低NUE)、R83 12(中NUE)和五优244(高NUE)为材料,研究了拔节期叶片碳氮代谢的基因型差异及其与氮素高效利用的关系。结果表明,拔节期不同基因型水稻的叶片蔗糖和可溶性糖含量、淀粉/可溶性糖含量比和淀粉/蔗糖含量比存在极显著差异,前两者为五优244 > R83 12 >秀恢2号,后两者则相反;而淀粉和蔗糖/可溶性糖含量比各基因型差异不显著。不同基因型水稻的叶片全氮含量(TNC)、蛋白氮含量(PNC)、 PNC/TNC、Rubisco含量(RC)/PNC和RC/TNC存在极显著或显著差异,前两者为五优244 < R83 12 <秀恢2号, 后三者则相反;RC无基因型差异。五优244叶片的叶绿素a含量、类胡萝卜素含量、PSⅡ潜在活性、羧化效率、碳酸酐酶、酸性转化酶和蔗糖磷酸合成酶活性极显著或显著高于其他基因型;其叶片的硝酸还原酶、谷氨酰胺合成酶、谷氨酸合成酶和谷氨酸脱氢酶活性也极显著高于其他基因型。统计分析表明,高NUE水稻叶片具有较高的可溶性糖和蔗糖含量及较大的RC/TNC和RC/PNC,其生理基础是其叶片的高谷氨酰胺合成酶活性和PSⅡ潜在活性。     

不同水氮环境条件下小麦氮素含量和氮素利用效率的遗传模型研究

为了研究不同水氮环境条件下小麦氮素含量和氮素利用效率（NUE）的遗传模型,随机选用8个亲本组配成28个双列杂交组合,在正常和水氮亏缺胁迫两种环境下进行随机区组试验,采用Hayman的分析方法研究了各性状的遗传模型。结果表明,在正常环境下籽粒和茎秆的氮素含量为加性-显性-上住性模型遗传,叶片氮素含量和氮素利用效率为加性-上住性模型遗传。在水氮亏缺胁迫环境条件下,籽粒和叶片氮素含量为加性-显性模型遗传。茎秆氮素含量和氮素利用效率为加性-显性-上位性模型遗传。可见,小麦氮素含量和氮素利用效率的遗传模型在不同的水氮环境中不完全一样。     

砂姜黑土区冬小麦氮钾肥配施的研究

通过多点田间试验与Ｎ示踪微区试验相结合,进行了氮肥施用方式、氮肥用量及其与钾肥配施的研究。结果表明,氮肥施用以底肥加追肥结合喷施效果最优;适宜氮量应为６．９￣１１．３ｋｇ／６６７ｍ２;增施钾肥显著促进冬小麦生长,并可提高产量,且中高肥力地优于低肥力地,但须与氮肥配合施用。Ｎ：Ｋ为１：０．６４￣０．６７,钾肥用量应为７．７￣９．３ｋｇ／６６７ｍ２。     

施氮量对强筋小麦氮素积累和氮肥农学利用效率的影响

为探究冀东平原强筋小麦高产优质高效的最佳施氮量,在大田选用石优20号和中麦998两个强筋小麦品种,设置施氮量0 (N_0)、180 (N_1)和240 (N_2)kg·hm~(-2),研究了施氮量对强筋小麦氮素积累、转运和氮肥农学利用效率的效应。结果表明,小麦花前氮素积累量占成熟期植株地上部总氮素积累量的59%～66%,花后占34%～41%。随施氮量增加,小麦植株花前氮素积累量和转运量均提高,叶是花前氮素积累和转运的主要器官。小麦籽粒灌浆过程中,营养器官的氮素积累量逐渐下降,籽粒氮素积累量逐渐提高,营养器官氮素转运高峰与籽粒氮素积累高峰一致,石优20号为花后14～21d,中麦998为花后7～21d。施氮量从180 kg·hm~(-2)增加到240kg·hm~(-2),石优20号和中麦998的产量分别提高了6.10%和7.58%,籽粒蛋白质含量分别提高了3.68%和3.73%,而氮肥农学利用效率分别降低了25.68%和23.93%。综上所述,促进花前氮素的积累和转运可提高强筋小麦蛋白质含量;适当减少施氮量可实现强筋小麦的提质增效。本试验条件下,冀东平原强筋小麦生产的适宜施氮量为180kg·hm~(-2)。     

氮密互作对淮北砂姜黑土区冬小麦冠层光合特性和产量的影响

为筛选出适合淮北平原砂姜黑土区小麦稳产高产栽培的氮密配置,在大田条件下以安农0711(AN0711)和烟农19(YN19)为试验材料,采用裂区设计,设置150×10~4、210×10~4、270×10~4和330×10~4株·hm~(-2)4个种植密度(分别用D1～D4代表),以及135、180、225和270 kg·hm~(-2)4个施氮水平(分别用N1～N4代表),分析了氮密互作对冬小麦冠层结构、光合特性和籽粒产量的影响。结果表明,氮密互作可改善小麦冠层结构,显著影响冠层光合特性。旗叶净光合速率和叶绿素相对含量随着种植密度的增加而降低,而随着施氮量的增加而增加,但施氮量超过225 kg·hm~(-2)时变化均不显著。随着种植密度和施氮量的增加,叶面积指数和冠层截获光合有效辐射显著提高,且在孕穗期和开花期均以D4N4处理最大,灌浆中期均以D3N3处理最大。氮密对籽粒产量有显著的互作效应。在D3N3处理下AN0711和YN19的冠层光合能力和籽粒产量均最高,其中产量分别达到7 866.67和7 400.00 kg·hm~(-2)。在本试验条件下,适宜的种植密度和施氮量分别为270×10~4株·hm~(-2)和225 kg·hm~(-2)。     

黄淮砂姜黑土区强筯小麦品质现状及基因型与环境效应

为明确黄淮砂姜黑土区强筋小麦品质现状及基因型与环境对品性状质的影响,于2011-2013连续3年对黄淮五省砂姜黑土区不同强筋小麦品种进行品质性状分析。结果表明,黄淮砂姜黑土区强筋小麦不同品质性状的变异程度不同,其中,籽粒容重的变异系数最小,不完善粒的变异系数最大。不同省份小麦籽粒各项品质指标均值均达到国家强筋小麦标准,江苏省小麦的沉降值最大,山东省小麦的面筋指数和降落数值均最高。不同省份小麦的不同品质指标的达标率不同,其中,硬度指数平均达标率最高（91.4%）,吸水率平均达标率最低（58.7%）;从平均达标率来看,江苏最高（81.5%）。采用AMMI模型对不同区域不同小麦品种籽粒蛋白质含量、沉降值、面团形成时间及稳定时间的基因型与环境效应进行分析,结果表明,对蛋白质含量和沉降值来说,济麦20稳定性较好,衡观35和郑麦366对环境比较敏感;周口点对小麦品质鉴别力最大;新麦19和郑麦366形成时间较稳定,郑麦7698和郑麦366的稳定时间变异较小;潍坊和滨州点对形成时间和稳定时间的鉴别力较大。     

砂姜黑土耕作深度对夏玉米物质积累和养分吸收的影响

以多年定位试验为基础,设置深松30 cm(S30)、深松40 cm(S40)、深松50 cm(S50)和深松60 cm(S60)4个耕作深度处理,以旋耕(RT,耕作深度为15 cm)为对照,研究不同耕作深度对夏玉米物质积累和养分吸收的影响.结果表明,增加耕作深度通过改善土壤环境促进夏玉米根系生长、植株物质积累和养分吸收...     

长期秸秆全量还田对砂姜黑土区冬小麦幼苗生长质量的影响

为探讨安徽淮北平原砂姜黑土麦-玉两熟条件下秸秆全量还田对小麦出苗与幼苗生长质量的影响,基于长期秸秆还田定位试验点,比较分析了秸秆不还田(CK)、玉米单季秸秆全量粉碎翻埋还田(T1)、小麦-玉米周年秸秆全量粉碎还田(T2)和小麦单季秸秆全量粉碎覆盖还田(T3)4个秸秆全量还田方式间小麦出苗、分蘖、干物质积累及光合性状的差异。结果表明,长期秸秆全量还田影响小麦出苗速率,出苗速率表现为CK>T1、T3>T2;秸秆全量还田不同程度降低了小麦出苗率,但影响不显著;长期秸秆全量还田下六叶期小麦单株分蘖数、LAI、地上部与地下部干物重、根冠比、SPAD值、根表面积和根平均直径均增加,冬前群体生长率及光合势分别提高了8.33%～35.29%和4.33%～22.11%。综合来看,在安徽淮北平原砂姜黑土区,长期小麦单季秸秆全量粉碎覆盖还田有利于壮苗的培育,是适合在当地进行推广的秸秆还田方式。     

砂姜黑土区小麦籽粒质量及利用潜力研究

为了解安徽省宿州市砂姜黑土区大田小麦籽粒质量现状,评估该区域小麦加工利用潜力,以2011-2013年安徽省宿州市砂姜黑土区抽取的107份大田小麦样品为试验材料,参照相关标准分析了小麦籽粒质量特性及其加工利用能力。结果表明,宿州砂姜黑土区大田小麦容重平均为792±17 g·L^-1,籽粒蛋白质含量平均为14.2±1.6%,湿面筋含量平均为29.1±3.6%,面团稳定时间平均为11.8±9.7 min;容重、籽粒蛋白质含量、湿面筋含量年际间变异较小,面团稳定时间年际间变异较大。2011-2013年宿州砂姜黑土区大田小麦样品中有20.56%达到《优质小麦-强筋小麦》二等标准。宿州砂姜黑土区生产的小麦籽粒质量为中筋偏强类型;以湿面筋含量、面团稳定时间为依据,宿州砂姜黑土区大田小麦适宜加工面条、馒头、饺子等传统中式面制品。     

长期定位施肥对砂姜黑土小麦根系性状和根冠比的影响

为了解长期定位施肥下砂姜黑土区小麦根系的生长发育状况,研究了5种长期不同施肥模式对该区小麦根系性状和根冠比的影响。结果表明,长期单施有机肥(M)小麦的总根长、总根表面积、总根体积、总根尖数、总根分叉数、根干重皆高于长期单施化肥(NPK),其中,开花期M处理小麦的总根体积、总根尖数、总根分叉数、根干重显著高于NPK处理,根直径M与NPK处理间差异不显著。长期有机肥与化肥配施传统施氮量(MNPK)与有机肥与化肥配施高施氮量(HMNPK)处理间小麦的总根长、总根表面积、平均根直径、总根体积、总根分叉数差异皆不显著,而MNPK处理小麦的总根尖数和开花期的根干重显著高于HMNPK处理。长期有机肥与化肥配施相对于长期单施化肥和有机肥可以明显改善小麦根系性状,其中,开花期MNPK和HMNPK处理小麦的总根长、总根表面积、总根体积、总根尖数、总根分叉数显著高于NPK和M处理,而MNPK和HMNPK处理小麦的平均根直径与M处理差异不显著。长期不施肥(CK)小麦的根系性状各指标显著低于其他各施肥处理。拔节期CK处理小麦的根冠比最低,其次为HMNPK,NPK、M、MNPK处理间的根冠比差异皆不显著,开花期HMNPK处理小麦的根冠比最低,其次为MNPK。研究认为,在改善根系性状方面,长期有机肥与化肥配施的效果最优,其次为长期单施有机肥、长期单施化肥;有机肥与化肥配施下施氮量偏高并不利于根系的改善,增加施氮量会降低根冠比。     

土壤质地对强筋型小麦郑麦366氮代谢及氮利用效率的影响

为了解土壤质地对小麦氮素利用的影响,以强筋小麦郑麦366为材料,分析了同一生态区三种土壤质地(砂土、壤土和黏土)间小麦谷氨酰胺合成酶(GS)活性、游离氨基酸含量、植株地上部分氮素积累、分配、转运和氮素利用效率的差异。结果表明,在三种土壤质地下,随着生育期的推进,小麦叶片GS活性和游离氨基酸含量均呈先升后降趋势,壤土高峰期在5月12日左右,而砂土和黏土则提前至5月2日,且砂土的GS活性持续时间短。在相同测定时期,砂土的GS活性、游离氨基酸含量及氮素生理利用效率和氮收获指数较高,但叶片氮素分配比例、籽粒产量、蛋白质含量及氮肥当季利用率则以壤土最高。砂土条件下籽粒氮素的积累主要依赖于花前氮吸收和转运,花前氮的贡献率高达82.46%,而壤土和黏土条件下花后吸收的氮素对籽粒氮素的积累有较大贡献,贡献率分别为41.58%和45.77%。因此,在砂土上应着重提高其保肥性能,保证营养物质的有效供给,延长叶片的功能期,从而促进小麦产量与品质形成,提高氮素利用效率。