氮磷钾用量对土壤矿质态氮和春小麦氮积累的影响

为探明在引黄灌区春小麦生产中减施化肥对土壤供氮与春小麦吸氮的影响，通过田间小区试验，分析不同氮、磷、钾用量对耕层土壤矿质态氮累积与春小麦氮素吸收利用的影响。结果表明：(1)施氮量120～180 kg·hm^-2时，土壤矿质态氮累积量和植株氮素累积量最高为102.58 kg·hm^-2和294.92 kg·hm^-2,与常规施氮量(240 kg·hm^-2)相比，氮素利用率、氮肥贡献率及氮肥农学效率均显著提高，增幅分别为138.97%、29.23%、136.35%,氮肥偏生产力和依存率降低至41.2 kg·kg^-1和68.35%;籽粒产量增加3.54%～15.66%。可见，适量减氮有利于耕层土壤氮素矿化，促进氮向籽粒转移，提高氮肥利用率和籽粒产量。(2)从常规施磷量(120 kg·hm^-2)减施至48～96 kg·hm^-2时，土壤矿质态氮累积量和植株氮累积量均升高，最高为98.61 kg·hm^-2和242.79 kg·hm...     

耕作和施肥方式对陇中旱作春小麦氮素利用与硝态氮残留的影响

为解决黄土高原半干旱区土壤贫瘠、氮肥固持率低及化肥不合理施用问题,以陇中春小麦为研究对象,比较分析了不同耕作[传统翻耕(CT)和免耕(NT)]和施肥方式[不施氮肥(CK)、单施化学氮肥(N)、单施有机肥(M)和氮肥有机肥配施(NM)]下春小麦氮素积累量、氮素利用效率和土壤硝态氮残留的差异。结果表明,NT-NM处理对各生育时期春小麦氮素积累具有显著的促进作用,使春小麦氮素偏生产力、氮素回收率、氮肥农学利用效率和氮素收获指数较CT-N处理分别提高了42.93%、20.13%、83.83%和2.55%;土壤硝态氮残留量表现为NM处理低于N和M处理、免耕处理低于翻耕处理,NT-NM处理下的0～100 cm土层土壤硝态氮残留较CT-N处理减少52.56 kg·hm^-2;NT-NM处理优化了春小麦产量构成,提高了产量和生物量,其中产量达到了3 258.26 kg·hm^-2,比CT-N处理显著增加56.21%,有效穗数和千粒重提高是其增产的主要原因。因此,免耕结合氮肥与有机肥配施可实现春小麦增产和氮素高效利用,同时降低氮素残留对农田生态系统的潜在危害,是黄...     

测墒补灌条件下施氮量对冬小麦耗水特性和水氮利用效率的影响

为明确黄淮麦区冬小麦高产节水条件下的适宜施氮量,以小麦品种山农23为材料,在大田拔节期和开花期0~40cm土壤含水量分别补灌至田间持水量的70%和65%条件下,设置每公顷施纯氮0kg(N0)、180kg(N1)、240kg(N2)、300kg(N3)4个施氮水平,研究小麦耗水特性和水氮利用效率对施氮量的响应。结果表明,N2处理较N0和N1处理显著提高了20~160cm土层土壤贮水消耗量,但与N3处理无显著差异。N2处理灌水量较N0和N1处理分别降低7.35%和9.51%,显著提高土壤贮水消耗量、开花至成熟阶段的耗水量和耗水模系数;N3处理的灌水量较N2处理增加9.59%,两个处理间土壤贮水消耗量、开花至成熟阶段的耗水量和耗水模系数均无显著差异。N2处理的籽粒产量、降水利用效率和灌水利用效率比N1处理分别高9.53%、9.54%和21.04%,施氮量增加至300kg·hm-2时,籽粒产量无显著变化,灌水利用效率和氮肥偏生产力分别降低7.55%和18.94%。因此,在本试验条件下,施氮240kg·hm-2的增产、水氮高效利用效果最佳。     

水氮运筹对新疆滴灌春小麦群体质量和产量的影响

为探明水氮运筹对滴灌春小麦群体质量和产量的影响规律,2017年和2018年在田间滴灌条件下设置1 500、3 750、6 000和8 250 m~3·hm~(-2)4种灌水量(分别用W1、W2、W3和W4表示)和0、225、300和375 kg·hm~(-2)4个施氮水平(分别用N0、N1、N2和N3表示),比较分析了不同水氮处理下春小麦品种(新春6号)的茎蘖数、茎蘖成穗率、LAI、粒叶比、花后干物质生产力和产量及其构成的差异。结果表明,两年中,春小麦茎蘖数、茎蘖成穗率、LAI、粒叶比、花后干物质生产力及产量在相同氮素营养条件下随灌水量的增加均呈先增后减趋势,且以W3最大;在相同水分条件下随施氮水平的提高也均呈先升后降趋势,且以N2最大。在所有处理中,W3N2处理的春小麦茎蘖数、茎蘖成穗率、LAI、粒叶比、花后干物质生产力和产量及其构成因素值均最高。因此,在本试验条件下,灌水6 000 m~3·hm~(-2)和施氮300 kg·hm~(-2)为滴灌春小麦最佳的水氮组合。     

水氮限量供给下两个高产小麦品种物质积累与水分利用特征

为给小麦节水高产高效栽培提供科学依据,以主栽小麦品种济麦22和石麦15为材料,在大田条件下,设置2个灌水水平[春灌一水(W1)和春灌二水(W2)],在每个灌水水平下设置2个施氮量处理[192kg.hm-2(N1)和270kg.hm-2(N2)],探讨了有限水氮供给条件下两品种的干物质生产与水分利用特征。结果表明:(1)在W1水平下,济麦22的N1与N2处理籽粒产量和水分利用效率无显著差异,石麦15的N1处理籽粒产量和水分利用效率显著高于N2处理;在W2水平下,两品种籽粒产量和水分利用效率均以N1处理较高;在相同施氮水平下,两品种籽粒产量和水分利用效率均以W2处理较高;在不同水氮处理下,济麦22籽粒产量和水分利用效率高于石麦15。(2)在相同灌溉水平下,两品种花后物质积累量和分配比例均以N1处理高于N2处理;在相同施氮水平下,两品种花后物质积累量和分配比例均以W2处理高于W1处理;2个品种比较,石麦15花后物质积累量和分配比例高于济麦22,而济麦22花前物质积累量及其对产量的贡献率高于石麦15。(3)在不同水氮处理下,济麦22总耗水量、土壤贮水消耗量及花后耗水比例均大于石麦15。综合上述结果认为,两小麦品种在W2N1水氮组合下可实现高产与水分高效利用的协调统一。     

施氮对黄土高原半湿润区冬小麦产量和水分利用效率的影响

为探讨施氮对黄土高原半湿润地区冬小麦产量和水分利用的影响,通过田间长期定位试验,设置0 kg·hm~(-2)(N0)、100 kg·hm~(-2)(N100)、200 kg·hm~(-2)(N200)、300 kg·hm~(-2)(N300)和400 kg·hm~(-2)(N400)5个施氮水平,比较分析了不同处理间冬小麦不同生育时期0～200 cm土层土壤剖面水分动态变化及产量和水分利用效率的差异。结果表明,与未施氮(N0)处理相比较,施氮处理的冬小麦籽粒产量、籽粒产量水分利用效率、干物质量和干物质量水分利用效率均显著增加,而各生育时期土壤水分含量降低。两年的冬小麦耗水量和籽粒产量均表现为N100、N200N0N300、N400;籽粒产量水分利用效率和干物质量水分利用效率均呈增加趋势,但N200与N300及N300与N400处理间差异不显著。综合来看,在本试验条件下,施氮200 kg·hm~(-2)时冬小麦既能高产,也可高效利用土壤水分。     

冬小麦西农979光合、水肥利用和产量的水氮效应

为给黄淮海地区冬小麦高产高效栽培中水氮管理提供依据,在大田条件下,以该地区冬小麦主推品种之一的西农979为材料,通过裂区试验,水氮各设置三个水平[自然降水(W1)、土壤水分保持田间持水量的60%(W2)和80%(W3);不施氮(N1)、施氮150kg·hm-2(N2)和300kg·hm-2(N3)],研究了不同水氮模式下冬小麦花后旗叶叶绿素含量和光合速率、氮素积累与分配、水肥利用效率及产量的差异。结果表明,中水中氮(W2N2)和中水高氮(W2N3)组合有利于小麦花后旗叶维持较高的叶绿素含量和光合速率。在相同水分条件下,单茎氮素积累量随着施氮量的增加而增加;在相同氮素营养条件下,中水(W2)处理籽粒氮素积累量显著高于自然降水(W1)和高水(W3)处理;W2N2和W2N3的籽粒氮素积累量显著高于其他处理;W2N2处理下营养器官花前贮存氮素在花后向籽粒的转运量和转运率最高;W2N3处理的花前营养器官氮素积累量及其花后转运对籽粒氮素的贡献率最高。在相同氮素营养条件下,随着灌水量的增加,产量先升后降;在相同水分条件下,产量随着施氮量增加而增加;W2N2和W2N3处理的产量显著高于其他处理,且此二处理差异不显著。W2N2处理的氮肥农学效率和灌水生产效率显著高于其他处理。综合以上结果,在本试验条件下,W2N2是小麦高产高效的最佳水氮组合。     

水分和氮素水平对春小麦光合特性和水分利用的影响

为探明旱作农田不同水肥条件改善作物光合特性和水分利用效率增加作物产量的机理,通过室内盆栽试验,设计40%(W_1)、70%(W_2)和100%(W_3)3个水分梯度以及75 kg/hm~2(N_1)、225 kg/hm~2(N_2)2个施氮水平的双因素交互试验,研究水分和氮素水平对春小麦的光合生理、产量和水分利用特性的影响。结果表明:N_1W_2处理小麦的净光合速率、穗干重、干物质量和水分利用率与高水高氮(N_2W_3)处理无显著差异;蒸腾速率和气孔导度最高,分别为5.86和157.73 mmol/m~2·s,显著高于其他处理;蒸腾量最大,蒸发量最小,蒸腾蒸发比最大,说明水氮合理配施可显著提高小麦的光合特性、水分利用效率和产量。从节水节肥角度考虑,施氮量75 kg/hm~2和70%田间持水量耦合可以显著提高小麦的净光合速率和水分利用率,促进灌浆后干物质的积累,增加产量。本试验条件下,N_1W_2(施氮量75 kg/hm~2、70%田间持水量)为最优水氮组合。     

不同水氮处理对小麦耗水特性及产量的影响

为给小麦高产节水栽培提供理论依据,以百农矮抗58为材料,在大田条件下设置3个灌水水平[不灌水(W0),灌1水(W1,拔节水),灌2水(W2,拔节和开花水)]和5个施氮水平[0kg·hm-2(N0)、90kg·hm-2(N1)、180kg·hm-2(N2)、240kg·hm-2(N3)、300kg·hm-2(N4)],研究水氮处理对冬小麦耗水特性及产量的影响。结果表明,随着施氮量的增加,小麦总耗水量和土壤贮水消耗量先增加后降低,以N3处理最高,各种水分利用效率也表现出相似趋势。随灌水次数的增加,总耗水量、土壤水利用效率和降水利用效率均提高,而水分利用效率和灌水利用效率则相反。阶段耗水量均随灌水次数增加而提高,施氮对阶段耗水量的影响因灌水不同而异,其中,N2和N3处理在拔节至开花期的耗水量较高,而在开花至成熟期则较低。籽粒产量随施氮量增加呈先升后降趋势,随灌水次数增加则持续提高。综合考虑产量和生产成本,W1N3处理为本试验条件下节水高产的水氮运筹推荐模式。     

水氮互作对旱地春小麦氮肥利用效率和经济产量的影响

为明确水氮互作对旱地春小麦氮素利用效率和经济产量的影响,通过盆栽试验分析了不同水氮处理下春小麦关键生育期茎秆、叶片、麦穗（不含籽粒）和籽粒的全氮含量及经济产量。结果表明,水氮互作下,春小麦茎秆、叶片和麦穗（不含籽粒）的全氮含量均随生长发育进程的推进而呈现下降趋势;正常水分条件（土壤含水量为最大持水量的75%～85%）下,春小麦茎秆、叶片、麦穗（不含籽粒）和籽粒的全氮含量均表现为中氮处理（每公斤土壤施纯氮0.１5 g）＞高氮处理（每公斤土壤施纯氮0.25 g）＞空白对照（不施氮肥）,且中氮处理的氮肥利用率、农学效率和生产效率均显著高于高氮处理（P＜0.05）,但经济产量却显著低于高氮处理（P＜0.05）;水分胁迫条件（土壤含水量为最大持水量的35%～45%）下,春小麦茎秆、叶片、麦穗（不含籽粒）和籽粒的全氮含量均表现为高氮处理＞中氮处理＞空白对照,但中氮处理的氮肥利用率、农学效率和生产效率及经济产量均显著高于高氮处理（P＜0.05）。说明正常水分条件下,增加氮肥用量有利于提高旱地春小麦的经济产量,而水分胁迫条件下,减少氮肥用量更有利于旱地春小麦的生产。     

汉中地区籼稻锌、铁、锰营养基因型差异及叶面喷锌对籽粒锌含量的影响

分析了参加汉中地区水稻新品种展示的45个籼稻糙米、精米中锌、铁、锰含量的基因型差异。同时进行田间喷施试验,设置喷蒸馏水(CK)、喷Zn、喷Zn+井酮三环唑3个处理,探讨了锌肥与井酮三环唑配施对水稻锌营养品质的影响。结果表明,45个水稻品种糙米中锌、铁、锰的平均含量分别为17.44mg/kg、10.99mg/kg和25.09mg/kg,精米中锌、铁、锰的平均含量分别为11.39mg/kg、4.14mg/kg和7.38mg/kg;糙米中锌、铁、锰含量分别是精米中的1.53倍、2.56倍和3.40倍,即在去糙过程中锌、铁、锰的损失率分别为34.69%、62.33%和70.59%;喷施锌肥有利于水稻产量的提高,同时增加籽粒锌含量。喷Zn、喷Zn+井酮三环唑处理使糙米Zn含量由CK的17.63mg/kg分别提高到22.14mg/kg和21.50mg/kg,增幅分别为25.6%和22.0%,精米Zn含量由CK的10.57mg/kg分别提高到14.08mg/kg和14.79mg/kg,增幅分别为33.2%和40.0%。水稻喷施叶面锌肥与农药后不仅能显著增加稻米锌含量,而且有效预防病虫害。因此,喷施锌肥与喷施农药有机结合有望成为缺锌土壤同时满足籽粒富锌和病虫害防治需求的高效农艺措施。     

一批新育成小麦品种(系)主要农艺性状分析及其分子标记鉴定

为深入了解和利用黄淮麦区新育成小麦品种(系),本研究以黄淮南片2016-2017年度参加国家区试的81份普通小麦品种(系)及本课题组育成的10份普通小麦品种(系)为试验材料,利用主成分分析法、二维排序分析法及聚类分析法对供试材料的12个主要农艺性状进行了分析,并选用10个分子标记分别鉴定小麦赤霉病抗性基因(Fhb1)、矮杆基因(Rht1、Rht2、Rht8)、多酚氧化酶基因(PPO-A1)、光周期基因(PpD-A1、PpD-D1)和穗发芽抗性基因或QTL位点(Vp1B3、Qphs.ccsu-3A.1)。结果表明,通过主成分分析,提取了6个特征根大于1的主成分,代表了79.128%的原始数据信息;以参试材料的主成分得分绘制二维排序图,筛选出26个矮杆、穗大粒多、旗叶面积适中、综合农艺性状优良的品种;以主成分分析的综合得分进行聚类分析,在欧氏距离1.0处将参试材料聚为5类,综合农艺性状较好的材料主要聚在第Ⅴ类。分子标记鉴定结果显示,共有7(7.69%)个材料在所测位点上具有较好的基因型。结合农艺性状分析及分子标记鉴定结果,综合农艺性状较好且具有较强的穗发芽抗性和较低的多酚氧化酶活性的品种为郑麦151和西农585,可在今后的小麦生产及育种上优先考虑利用。     

氮素水平对旱作不同玉米品种光合性能的影响

以郑单958和陕单2552为材料,通过快速叶绿素荧光诱导动力学技术研究旱作条件下3种施氮水平在拔节期、扬花期和成熟期对两个玉米品种的光系统II(PSII)反应中心原初光化学反应的影响。结果表明,氮素水平对玉米光合功能的调控效应依玉米品种、生育时期有所不同,拔节期郑单958的光合性能指数值(PI)明显高于陕单2552,主要在于其较高的光能捕获能力(PTR)和反应中心活性(RC/ABS);中等施氮条件下能提高玉米的PI,高氮处理下PI和光合速率(Pn)并没有继续增加。扬花期,两个品种及其氮素处理间的PI、Pn和叶绿素含量差别较小。成熟期玉米的生长能力减弱,光合能力降低,郑单958的PI、Pn、叶绿素含量在不施氮和中等施氮条件下较陕单2552表现出优势。     

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。     

水氮胁迫对玉米产量和氮素吸收和运移的影响

2011~2012年在吉林公主岭试验区可移动防雨棚内进行两年微区试验,探讨水氮胁迫对玉米产量及氮素的吸收和分配的影响。结果表明,全生育期灌水300 mm情况下,玉米产量随施氮量的增加而增加;水分胁迫(灌水100 mm)情况下,玉米产量随施氮量的增加而减少。植株氮积累总量成熟期最高,氮素在营养器官中的比例最高时期是拔节期,生殖器官含氮比例最高在吐丝期,子粒的含氮百分比最高时期是吐丝后15 d。水氮胁迫条件下,氮素转运率、贡献率均下降,仅氮胁迫转运率和贡献率增加。相同灌水量情况下,子粒吸收氮素量与施氮量显著正相关;水分胁迫条件下,表观土壤水分利用效率随施氮量的增加而下降,正常供水则相反;水分胁迫下的土壤水分利用效率极显著高于正常供水。     

华北平原不同种植模式的水氮利用

2007～2009年在河北省中国农业大学吴桥实验站进行两年的田间定位试验,试验设3个种植模式,分别为冬小麦-夏玉米一年两熟常规模式、春玉米一熟优化管理模式和冬小麦-夏玉米-春玉米两年三熟优化管理模式,探讨在华北地区通过调整种植模式的途径实现农业节水减氮的潜力。结果表明,冬小麦-夏玉米一年两熟常规模式（对照）具有显著产量优势,但水分利用率和氮肥利用率均较低,水氮浪费较为严重,不利于华北平原地区农业的可持续发展;与对照相比,春玉米一熟模式水氮消耗量最小,水氮利用率均显著提高,具有良好的环境效应,但其产量降低较多,不适宜在生产中单独推广;两年三熟模式两年总灌溉用水量降低了63%,氮肥用量降低了75%,产量降低了21%,节水减氮效果明显,水氮利用效率显著提高,该模式进一步完善后可适当推广。     

氮肥运筹对华北平原限水灌溉冬小麦产量和水氮利用效率的影响

为了解不同氮肥运筹处理对华北平原限水灌溉条件下冬小麦产量、水分和氮素利用效率的影响,在中国农业大学吴桥试验站限水灌溉(播种前灌充足底墒水,春浇拔节水和开花水)条件下,开展了6个不同氮肥运筹处理(157.5 kg N/ha全部做基肥;基肥88.5 kg N/ha 追肥69 kg N/ha;基肥157.5 kg N/ha 追肥69 kg N/ha;基施88.5 kg N/ha 追施138 kg/ha;226.5 kg N/ha全部做基肥;基肥157.5 kg N/ha 追肥138 kg N/ha)的大田试验。结果表明,限水灌溉条件下,不同氮肥运筹处理的冬小麦经济产量和产量构成因素(有效穗数、穗粒数和千粒重)间无显著差异。冬小麦水分利用效率(1.78~1.87 kg/m3)和氮素生理利用效率(39.65~44.42 kg/kgN)随氮肥施用量加大呈下降趋势,而氮肥生产力则随施氮量增加而显著降低。冬小麦氮素转运量及其对籽粒的贡献率(%)均表现为叶片>茎鞘>穗颖。氮肥一次性基施处理的氮素转运量及其对籽粒的贡献率(%)在各氮肥运筹处理中均较高。在华北平原地区,施氮水平在157.5 kg N/ha且一次性基施,是限水灌溉冬小麦高产、高效、简化的适宜施肥方式。     

氮和磷对不同基因型小麦水分状况的影响

为了阐明不同水分条件下氮、磷对不同基因型小麦的水分生理指标的作用及其变化趋势，试验逸用6个不同基因型的小麦进化材料，研究了拔节期各基因型小麦的叶片保水力、叶水势、叶片膜透性与气孔导度。结果表明，当土壤水分充足时，施肥会提高叶片保水力、叶水势，降低叶片膜透性，增加二倍体小走的气孔导度，而降低六倍体小走的气孔导度。在水分胁迫下，施肥会提高叶片保水力，降低叶水势、叶片膜透性和气孔导度；而且随小麦染色体倍性从2n→4n→6n的进化方向，小麦叶片保水力、叶水势、叶片膜透性均先降低，然后又升高。     

玉米氮、磷、钾、水和二氧化碳资源积累与利用的Meta分析

按照Meta分析原理,汇集近年来的玉米田间试验数据共722组,进行稳健统计、梯度和等值线分析。氮、磷、钾、水和二氧化碳共5个数据集的玉米产量中位数变化在7.91~10.61 t/hm2之间,生产百公斤玉米子粒N、P2O5、K2O、CO2、H2O的资源需求量分别为1.98、0.85、2.12、298.8 kg和44.2 m3。产量偏导数比值(资源利用效率的偏导数/积累量的偏导数)有3种表现,水与氮归为一类,产量偏导数比值大多数都在1/2以下,少数值为1,说明在大多数情况下,积累量的增产作用是资源利用效率的2倍以上,少数情况下二者作用相当;钾与磷为一类,产量偏导数比值以1最多,1/2和2次之,说明以资源利用效率和积累量的作用相当为主,但是,也有不少利用效率的作用是积累量的2倍以上,或者相反;二氧化碳绝大多数产量偏导数比值在2以上,较少部分的值为1,说明在绝大多数情况下资源利用效率的增产作用是积累量的2倍以上,少数情况下二者作用相当。当代玉米百公斤子粒的资源需求量明显下降,资源积累(消耗)量和利用效率对产量的相对重要性因二者组合所处的区域而异,不同资源因子对产量的作用格局不同。