不同释放期缓释尿素配合一次基施对稻茬冬小麦产量及氮肥利用率的影响

为了探究能够匹配小麦氮素需求的最佳缓释肥一次性基施的配比,以达到精准、减次、控释的目标,设置7种新配方缓释肥(由40 d、120 d、160 d三种不同释放期的缓释尿素按照不同比例组合,M₁~M₇)一次基施处理以及三个对照(现生产中主推的缓释期120 d尿素一次基施、基肥和返青肥各施50%二次施用,普通尿素分4次按基肥∶分蘖肥∶拔节肥∶孕穗肥=50%∶10%∶20%∶20%施用,CK₁~CK₃),对不同处理的产量及氮肥利用效率进行了测定和分析。结果表明,新配方缓释肥（M₁~M₇）处理均较CK₁和CK₃增产,以M₅处理产量最高,比CK₃、CK₂、CK₁分别高16.71%、6.29%、15.54%。M₃、M₄、M₅处理拔节期植株氮素积累水平较低,但成熟期植株氮素积累量显著高于其他处理,籽粒氮积累量也高于其他处理。在新配方缓释肥（M₁~M₇）处理中,M₅处理花前氮素转运量和花后氮素积累量显著高于其他处理,氮肥表观利用率与氮肥农学效率也最高;M₅处理的净效益最高,比CK₃、CK₂、CK₁分别高21.14%、12.24%、29.36%。     

秸秆带状覆盖对旱地冬小麦土壤温度及产量的影响

为探明秸秆带状覆盖对西北半干旱雨养农业区冬小麦土壤温度和产量的影响,以露地不覆盖为对照（CK）,设置秸秆带状覆盖4行（SM₁）、秸秆带状覆盖5行（SM₂）、黑膜覆盖（PM₁）和白膜覆盖（PM₂）共5个处理,利用大田试验研究了不同覆盖处理冬小麦土壤温度及产量相关指标的异同。结果表明,与CK相比,秸秆覆盖处理（SM₁、SM₂）显著降低了冬小麦全生育期0~25 cm土层温度,返青期和灌浆期降温幅度最大,平均降温2.0 ℃;越冬期降温幅度最小,平均降温0.1 ℃;上层土壤(0~10 cm)的降温幅度大于下层土壤(15~25 cm),SM₁降温效应大于SM₂。地膜覆盖在不同生育时期存在增温和降温的双重效应,成熟期增温幅度最大,较CK增加2.4 ℃;灌浆期5 cm土层降温幅度最大,降低1.8 ℃;无论增温还是降温,PM₁效应均高于PM₂。覆盖处理一天中,表层土壤温度以中午14:00变化最大,晚19:00次之,早7:00变化最小,且中午14:00均表现为降温效应;秸秆覆盖降温效应(4.9 ℃)大于地膜覆盖(0.8 ℃)。覆盖降低土壤有效积温,地膜覆盖有效积温显著高于秸秆覆盖。秸秆覆盖平均增产9.6%,SM₂增产率高于SM₁;地膜覆盖显著增产（20.8%）,PM₂增产率高于PM₁。产量三要素中,穗粒数受温度影响最大,与各生育时期0~25 cm土层土壤温度、阶段土壤有效积温均呈显著或极显著正相关。综合考虑土壤温度、土壤有效积温、产量、千粒重和穗数等,SM₂处理更有利于旱地冬小麦产量的形成。     

高产夏玉米施用硫肥对矿质元素吸收影响的研究

每公顷基施:0(CK)、36.3(S₁)、413.85(S₂)kg硫时,玉米每公顷产量分别为9 784.5、10 639.5、11 322 kg,处理分别比对照增产8.73%和15.71%,并提高了果穗长度,增加了穗行数、行粒数,对千粒重影响不大.单株对氮、磷、钾、锰、锌、镁的吸收量表现为S₂>S₁>CK.施入(NH₄)₂SO₄后,0～20 cm、21～40 cm、41～60 cm土层的pH值降低,收获后有所回升,各处理各土层的pH值均表现为CK>S₁>S₂.施入硫肥后,0～60 cm土层全氮含量降低,速效钾的含量提高,0～20 cm土层中的速效磷含量有所提高,21～40 cm土层变化不大,41～60 cm土层中的速效磷含量降低。     

小麦-玉米双晚种植对周年产量和资源利用的影响

为了了解黄淮海地区冬小麦晚播、夏玉米晚收"双晚"种植模式的增产效应,选用3个半冬性冬小麦品种和3个中晚熟夏玉米品种为材料,研究了冬小麦播期、夏玉米收获期对周年产量及水温资源分配利用的影响。结果表明,适期晚播冬小麦增产0.98%～8.17%,晚收夏玉米产量提高1 050.2～1 459.4 kg·hm-2,"双晚"种植模式周年最高产量达19 409.6 kg·hm-2,增幅16.64%。冬小麦适期晚播使降水生产效率和积温生产效率分别提高7.06%～14.68%和5.95%～13.49%,夏玉米晚收分别提高1.22%～4.44%和2.48%～5.50%。说明"双晚"种植模式能有效利用水、温资源,起到增产作用。     

有机肥部分替代化肥对旱地地膜冬小麦产量及水肥利用效率的影响

为探求旱地冬小麦全生物降解地膜绿色覆盖栽培条件下有机肥氮替代化肥氮的适宜比例，于2020—2021年在甘肃定西布设大田试验，比较分析了单施化肥（CK）、15%有机肥氮替代化肥氮（OR₁₅）、30%有机肥氮替代化肥氮（OR₃₀）、45%有机肥氮替代化肥氮（OR₄₅）处理下旱地冬小麦干物质积累、籽粒产量、耗水量、水分利用效率、氮素效率等的差异。结果表明，与CK相比，适宜比例的有机肥替代化肥可有效调节冬小麦生长发育，优化干物质积累和耗水过程，提高籽粒产量和水肥利用效率。有机肥替代处理的花前群体干物质积累量均显著低于CK，而OR₁₅和OR₃₀处理的花后群体干物质积累量分别较CK增加了20.22%和5.39%，OR₄₅处理则降低21.84%；与CK相比，OR₁₅处理增产6.15%，OR₃₀和OR₄₅处理分别减产2.87%和10.43%；OR₁₅和OR₃₀处理的水分利用效率较CK提高了7.76%和3.78%，OR₄₅处理降低了1.89%；OR₁₅、OR₃₀和OR₄₅处理的生育期耗水量分别较CK低1.53%、6.43%和8.67%，而花后耗水量分别高7.46%、1.82%和0.80%；相比于CK，适宜比例的有机肥替代化肥主要通过增加小麦穗数和千粒重提高籽粒产量；有机肥替代处理均显著提高了冬小麦氮素利用效率、氮素收获指数和化肥氮偏生产力，且分别平均较CK提高了10.36%、4.46%和42.16%；OR₁₅处理的籽粒氮积累量较CK增加了7.81%，OR₃₀和OR₄₅处理分别降低了8.63%和20.35%。通过综合分析，有机肥氮15%替代化肥氮可作为陇中旱地冬小麦全生物降解地膜绿色覆盖栽培条件下实现小麦稳产增产及提质增效的氮素管理模式。     

双行种植与空行覆盖模式对土壤水热条件及冬小麦产量的影响

为了探讨适宜冬小麦保水保墒增产的秸秆覆盖模式,于2014-2016年通过大田试验,研究了常规种植无玉米秸秆覆盖（CK）、常规条播+行间覆盖玉米秸秆4 500 kg·hm^-2（CPM1）、常规条播+行间覆盖玉米秸秆9 000 kg·hm^-2（CPM2）、双行条播+空行覆盖玉米秸秆4 500 kg·hm^-2（DPM1）、双行条播+空行覆盖玉米秸秆9 000 kg·hm^-2（DPM2）5种种植模式对麦田土壤温度、水分及冬小麦产量性状的影响。结果表明,相同秸秆覆盖量下,DPM的冬小麦产量显著高于CK和CPM;DPM2的增产效果优于DPM1,而CPM2 的减产率大于CPM1;穗数和地上部干物质量是籽粒产量增减的主要协同因素。与CK相比,秸秆覆盖对冬小麦生育期0~20 cm土壤均表现为生育前期增温和后期降温的双重作用;与CPM相比,DPM对冬小麦生长前期土壤增温效果好,后期降温幅度低且延迟降温时间;在同一覆盖模式下,覆盖量越大,前期增温效果越好,后期温度变幅越窄。总体上,秸秆覆盖对生育期均温表现为增加效应。秸秆覆盖使冬小麦整个生育期土壤贮水量增加,其中越冬期增加程度较高,CPM1、CPM2、DPM1、DPM2的土壤贮水量较CK两年平均增加28.7、42.3、25.6和38.3 mm。同一覆盖模式下,覆盖量越大,保水效果越好。生育后期DPM的保水效果优于CPM。因此,在无灌溉或少灌溉条件下,双行种植+空行覆盖模式下覆盖带和种植带结合可对山西晋南地区麦田土壤起到蓄水调温、提高冬小麦有效穗数和产量的作用。     

氮磷钾配比对高产夏玉米产量、养分吸收积累的影响

通过大田试验研究了高产夏玉米土壤养分限制因素及植株养分吸收积累规律。结果表明：各施肥处理均比不施肥显著增产,增产7.3%～15.9%,氮磷钾推荐施肥(OPT)处理产量最高,达到12 051.2 kg/hm²,增产1 651.2 kg/hm²;施用氮肥、钾肥能显著提高夏玉米的产量,N、K是高产夏玉米主要养分限制因素。高产夏玉米植株体内氮、磷、钾的积累量均随生育期的延长而增加,养分积累量的大小顺序为N>K>P,从拔节期至大喇叭口期是氮素、磷素和钾素吸收量和吸收速率最大的时期,整个生育期,高产夏玉米能持续吸收N、P、K养分。N当季回收率为18.05%,P₂O₅为14.55%,K₂O为18.34%,每生产100 kg经济产量需吸收的N、P₂O₅、K₂O的量分别为1.62、0.69、1.83 kg。     

半湿润区秸秆还田及耕作技术对土壤水分、玉米光合特性及产量的影响

研究土壤水分、玉米光合特性及产量对秸秆不同还田耕作技术的响应,为半湿润区水分、光能高效利用及玉米增产栽培模式提供理论依据。2018和2019年,采用秸秆还田和土壤耕作相结合的方法,设置秸秆离田旋耕起垄（CK）、秸秆深翻还田（SP）、免耕秸秆覆盖还田（SC）、秸秆覆盖深松（SS）4个处理。研究结果表明,2018和2019年各生育时期土壤含水率、叶面积指数、叶片的P_n、G_s、C_i和T_r,SS处理均显著高于CK处理。与CK相比,SS、SP、SC处理2018和2019年的玉米产量分别增加13.88%和14.82%、7.59%和9.12%、7.42%和8.5%。秸秆条带覆盖深松技术适合作为半湿润区水分、光能高效利用和玉米增产的一种优化栽培技术进行推广应用。     

生物炭还田方式对冬小麦籽粒灌浆特性及产量的影响

为探明生物炭不同还田方式对冬小麦产量形成的影响,选用扬麦13为材料,研究了旋耕生物炭不还田（CK）、生物炭旋耕还田（XG）、常规翻耕还田（FG）和深翻还田（SFG）对冬小麦产量、干物质转运和籽粒灌浆特征的影响。结果表明,与CK相比,XG、FG和SFG处理显著增加冬小麦开花期、成熟期地上干物质积累量,促进花后干物质向籽粒转运,其中XG处理花后干物质对籽粒产量的贡献率比CK提高4.97%,二者间差异显著,而FG、SFG处理与CK间无显著差异;XG、FG和SFG处理对冬小麦强、弱势粒灌浆起始势和灌浆活跃期无显著影响,但可提高冬小麦强、弱势粒快增期灌浆速率和最大灌浆速率（V_max）,缩短到达最大灌浆速率的时间（T_max）,以XG处理效果最明显,其强、弱势粒V_max分别比CK提高16.41%、6.49%, T_max减少6.69%、12.97%,差异均显著;XG、FG和SFG处理能优化产量构成,其中XG处理有效穗数、千粒重、穗粒数、产量最高,分别比CK提高3.63%、8.19%、17.01%、14.27%,差异均显著。因此,在小麦-玉米轮作雨养无灌溉条件下,玉米秸秆生物炭旋耕还田可促进小麦干物质积累及花后干物质向籽粒的转运,提高强、弱势粒灌浆速率,增加冬小麦产量。     

水肥管理模式对小麦氮素吸收及转运的影响

为优化冬小麦水肥管理模式,在2013-2016三个小麦生长季,通过裂区试验,以春季5个不同水肥管理模式作为主区［M₀：不灌溉+趁墒追肥模式;M₁：拔节水+拔节肥模式;M₂：拔节和扬花或灌浆初灌溉2水+拔节肥模式;M₃：返青-拔节水（+追肥）+孕穗或扬花水+灌浆水的3水模式;M₄：起身水（+1/2追肥）+拔节水（+1/2追肥）+扬花或灌浆初浇水+灌浆水的4水模式］,以2个当地主推冬小麦品种作为裂区（衡观35和衡4399）,比较分析了不同水肥管理模式下小麦不同生育阶段生物量、氮素吸收量、氮素利用效率、花后氮素转运效率、氮素贡献率及产量的差异。结果表明,冬小麦干物质积累量在起身到拔节期平均以M₀模式最高,从扬花期开始平均以M₀模式最低,成熟期M₁、M₂、M₃和M₄模式分别较M₀模式高 15.9%、27.6%、40.0%和39.5%。随春季灌溉量和灌溉次数的增加,籽粒产量和氮素吸收量呈现增加趋势,与M₀模式相比,M₁、M₂、M₃和M₄模式的产量分别提高28.5%、36.7%、44.7%和45.7%,氮素吸收量分别提高 21.2%、36.3%、48.2%和48.1%,氮素利用效率以M₂模式最高。M₁、M₂、M₃和M₄模式的营养器官氮素花后向籽粒的转运总量较M₀模式分别高26.7%、15.2%、30.1%和20.2%,但氮素转运效率及对籽粒氮素的贡献率均随灌溉次数和灌水量的增加呈现降低的趋势。衡4399三年较衡观35平均增产3.4%,差异显著;两个品种间干物质积累量、氮素积累量及氮素的吸收和利用效率差异均不显著;衡4399的氮素转运效率和贡献率分别较衡观35高5.1和12.2个百分点。在水肥利用效率较高的M₂模式下,衡4399的水分利用效率和氮素利用效率较衡观35分别提高1.1%和5.6%。因此,在缺水的华北低平原区采用M₂模式,选用产量潜力大、水氮利用效率高、花后营养器官氮素转运效率高的衡4399,对保证小麦产量和区域农业的可持续发展意义重大。