基于养分平衡和土壤测试的冬小麦氮素优化管理方法研究

以养分平衡和土壤测试为基础,把氮素供应与作物氮肥特性结合起来,通过田间试验研究冬小麦分期优化供氮量。结果表明:冬小麦播种前0～30cm土壤Nmin大于30kg/hm2时,不施基肥(氮),足以满足冬小麦从播种到返青期对氮素的需求;返青期保证供氮量90kg／hm2(0～60cm土壤Nmin 肥料氮),可以满足冬小麦从返青期到拔节期对氮素的需求;拔节期保证供氮量100kg／hm2(0～90cm土壤Nmin 肥料氮),可以满足冬小麦从拔节期到收获期对氮素的需求,最终达到目标产量。上述返青期90kg/hm2,拔节期100kg／hm2的优化供氮量下,氮肥利用率可达44％,收获后0～90cm土壤残留Nmin低于50kg/hm2,从而使氮素资源高效利用,并降低对环境污染的风险。在此基础上提出了一个基于养分平衡和土壤测试的冬小麦氮素资源分期优化管理方法。     

不同氮素水平下追氮时期对小麦淀粉粒度分布的影响

【目的】分析不同追氮时期对成熟期小麦胚乳淀粉粒粒度分布的影响。【方法】以矮抗58和山农22为材料,在2种氮素水平(N1:120 kg/hm~2,N2:240 kg/hm~2)下设置2个追氮时期(返青期、拔节期)处理,研究小麦籽粒淀粉粒粒度分布的变化。【结果】在同一氮素水平下,两品种拔节期追氮处理籽粒淀粉含量显著低于返青期追氮处理(P0.05),但淀粉积累量显著高于返青期(P0.05)。在N1水平下,与返青期追氮处理相比,拔节期追氮降低了胚乳淀粉粒平均粒径,显著提高B型淀粉粒体积和表面积百分比(P0.05),降低A型淀粉粒体积和表面积百分比;在N2水平下,与返青期追氮处理相比,拔节期追氮显著提高胚乳淀粉粒平均粒径(P0.05),提高了A型淀粉粒体积和表面积百分比,降低B型淀粉粒体积和表面积百分比,两品种表现一致。追氮时期与施氮水平对小麦A、B型淀粉粒数量分布影响不显著(P0.05)。【结论】在施纯氮120kg/hm~2条件下,追氮时期推迟主要通过增加小麦籽粒B型淀粉粒体积百分比,进而有利于籽粒淀粉的积累;在施纯氮240 kg/hm~2条件下,追氮时期推迟主要通过增大淀粉粒个体体积,即A型淀粉粒的体积百分比增加,进而有利于籽粒淀粉的积累。     

施氮时期对冬小麦植株-土壤体系肥料氮去向的影响

通过15N示踪试验,研究了黄淮地区施氮时期对冬小麦植株-土壤体系肥料氮去向的影响。结果表明:随着施氮时期后移,小麦籽粒中的氮素含量增加,叶和茎中氮素含量降低。小麦植株氮素总积累量以拔节期追氮最高。拔节期追氮更有利于提高籽粒的氮素积累量,降低营养器官的氮素积累量,促进营养器官中的氮素向籽粒中转运。不同施氮时期条件下,冬小麦的氮肥生产效率和氮素收获指数均表现为拔节期追氮最高。拔节期追氮更有利于促进强筋小麦品种氮素的吸收,提高中弱筋小麦品种氮素的利用。小麦植株氮素总积累量来源于肥料氮的比例随施氮时期的后移呈降低趋势。推迟施氮时期,植株氮素总积累量来自基肥氮的比例增加,来自追肥氮的比例减少。随施氮时期后移,肥料氮在0～100 cm土壤中的残留呈现增加趋势。与起身期和孕穗期追氮相比,拔节期灌溉后追施氮肥,肥料氮在20～60 cm土壤中残留量最大。综合分析肥料氮在小麦季的去向得出,拔节期追氮肥料氮去向更均衡。     

不同苗情下冬小麦氮肥最佳追施时期和追施量

通过2年的田间试验,对不同苗情下冬小麦的氮肥最佳追施时期和追施量进行研究。结果表明,返青期群体较大(主茎≥1 050万株/hm2)时,以拔节期追施纯氮75 kg/hm2处理的产量最高,且0~90 cm土壤剖面硝态氮累积量最低,氮素表观损失也最低,基本接近平衡;返青期群体较小(主茎≤750万株/hm2)时,以返青至起身期追施纯氮135 kg/hm2处理产量最高,同时提高了小麦成熟期0~30 cm土层的硝态氮累积量,降低了30~90 cm土层的硝态氮累积,从而降低了向深层淋溶的风险,且氮素表观损失较低。综合比较可知,小麦返青期群体较大时,以拔节期追施纯氮75 kg/hm2为最佳;返青期群体较小时,以返青至起身期追施纯氮135 kg/hm2为最佳。     

不同追氮时期对强筋小麦产量、品质及氮素吸收利用的影响

为探究优质小麦生产中提高小麦品质的最佳施氮时期,本试验以强筋冬小麦‘藁优2018’为供试材料,于河北省宁晋县布置田间试验,在总施氮量为240 kg N/hm~2的高产条件下,研究不同追氮时期对强筋小麦产量、品质及氮素吸收利用的影响。结果表明:与基施氮+拔节期施氮处理相比,将拔节期施用氮素的50%于小麦生长后期施用,2017—2018季小麦孕穗期施氮处理下小麦籽粒增产11.9%,小麦各器官吸氮量及地上部总吸氮量最高。不同追氮时期各处理间小麦籽粒蛋白质含量、面团形成时间和稳定时间均无显著差异。后期追氮可提高小麦面粉湿面筋含量、醇溶蛋白含量、谷蛋白含量和吸水率,但后期追氮处理间无显著差异。后期追氮处理中孕穗期追氮较其他处理(抽穗期、开花期)追氮提高小麦加工品质的趋势更为明显。因此,综合考虑产量、品质及氮素吸收利用,采用基施氮+拔节期施氮+孕穗期施氮(4∶3∶3)的氮素施用模式是适宜当地土壤和气候条件下小麦高产、优质及养分高效利用的氮肥管理模式。     

氮运筹对冬小麦氮素积累量和氮素吸收利用效率的影响

为探明冬小麦生产过程中氮肥的合理施用时期、基追比例及施用量,增加冬小麦氮素积累量和提高氮素吸收利用效率,实现氮肥资源高效利用,通过田间试验,比较分析了不同追肥时期(拔节期、开花期和灌浆期)、基追比(6∶4和5∶5)和施氮水平(0、75、150、225、300 kg/hm~2)下冬小麦氮素积累量和氮素吸收利用效率的差异。结果表明,追肥时期、基追比例和施氮量均影响冬小麦氮素积累量及氮素吸收利用效率,并且存在互作效应;追肥时期、基追比例和施氮量对各器官氮素积累量的影响基本表现为:拔节期开花期灌浆期、基追比6∶4基追比5∶5以及施氮量为225 kg/hm~2时最大;氮素吸收效率和氮素农学利用效率随施氮量的增加而递减。冬小麦适宜的追肥时期为拔节期、基追比为6∶4、施氮量225 kg/hm~2,该氮肥运筹方式下,其籽粒氮素积累量最高,为250.30 kg/hm~2。研究结果可为冬小麦合理施氮和栽培技术提供理论依据和技术支撑。     

施氮量对冬小麦氮素吸收利用、土壤中硝态氮积累和籽粒产量的影响

为通过控制施氮量来实现高肥力条件下小麦的高产、高效、安全生产提供依据,以冬小麦品种‘藁8901’为材料,研究了高肥力条件下不同施氮水平对小麦氮素吸收利用、籽粒产量和土壤中硝态氮含量的影响。试验结果表明:在高肥力条件下,随着施氮量的增加,冬小麦的籽粒产量和植株吸氮量均是先增加后降低,籽粒产量和植株吸氮量均以N150最高,氮素生产力则以N0最高。在冬小麦的拔节期和成熟期,土壤NO3-N含量均随着施氮量的增加而增加,减少氮肥施入量能降低冬小麦拔节期和成熟期土壤0-100 cm土层中的硝态氮含量。施用氮肥能提高小麦拔节期和成熟期植株全氮积累量和土壤NO3-N积累量,但两者并非同步增加,土壤NO3-N积累量增加的幅度远远大于植株全氮积累量的增长幅度。在施氮量0-180 kg/hm2范围内时,植株全氮积累量有所增加,且土壤中硝态氮的积累量增加较为缓和;而在施氮量180 kg/hm2的基础上继续提高氮素用量,植株全氮积累量下降,而土壤硝态氮积累量却开始大幅度增加。据此综合考虑,冬小麦‘藁8901’的适宜施氮量应控制在150 kg/hm2左右。     

基于无人机遥感的冬小麦追肥推荐模型建立

为提高小麦氮素精准、高效的管理能力,实现实时、便捷、精准的变量施肥.本文在无人机遥感进行冬小麦氮素营养诊断的基础上,依据光谱诊断施肥模型,建立冬小麦返青期、拔节期和抽穗期等关键生育期追肥推荐模型.研究结果表明:无人机影像获得的DVI与冬小麦关键生育时期氮素参数植株氮浓度相关性最好(R2=0.8698);冬小麦返青期、拔节期和抽穗期氮素诊断临界DVI值分别为0.594、0.784和0.807;冬小麦最高产量为11364.3 kg/hm2,最佳产量为11230.9 kg/hm2,总施氮量为272.9 kg/hm2,最佳经济施肥量264.1 kg/hm2,基于光谱诊断的追肥推荐模型分别为返青期y=-39.69x+23.58、拔节期y=-129.97x+101.95、抽穗期y=-159.79x+128.93.诊断指标的建立为冬小麦基于光谱诊断的追肥模型奠定了基础,临界DVI值的确定为诊断冬小麦关键生育期是否补充氮肥提供依据,氮肥效应曲线建立和光谱诊断施肥模型选择实现了定量化的追肥推荐.     

氮肥运筹对高产冬小麦产量、氮素积累及土壤无机氮残留的影响

为探求冬小麦高产生产中氮肥合理施用技术,采用田间试验研究了氮肥用量及基追比对冬小麦子粒和蛋白质产量、氮素积累量及土壤无机氮含量的影响.结果表明,高产冬小麦施氮增产6.62%~12.57%,基肥氮∶返青追氮∶拔节追氮质量比为1∶3∶2时增施氮肥冬小麦子粒和蛋白质产量显著增加,基肥氮∶返青追氮∶拔节追氮为1:1:1时增施氮肥对子粒和蛋白质产量影响不明显;施氮120 kg·hm-2时,增加基肥比例具有增产效果,施氮180 kg·hm-2时,增加追肥比例显著改善品质,对子粒产量无影响.冬小麦植株氮素积累量随氮肥用量增加而增加,追肥比例增加,返青期前氮素积累量降低,返青期后增加.施氮120 kg·hm-2时整个生育期内耕层土壤无机氮含量缓慢下降,以施氮180 kg·hm-2,基肥氮∶返青追氮∶拔节追氮为1∶3∶2运筹氮肥可维持土壤氮素平衡.综合考虑产量、品质及土壤氮素平衡,施氮量180 kg·hm-2,基肥氮∶返青追氮∶拔节追氮为1∶3∶2是本地区冬小麦生产较好的氮肥运筹模式.     

不同水氮处理对冬小麦生长及土壤硝态氮含量的影响

【目的】研究不同施氮量、灌水量对覆膜冬小麦生长及土壤中硝态氮含量的影响。【方法】以"小偃22号"为供试材料,通过2010年和2011年2年的大田试验,研究了不同灌水量(750m3/hm2(冬前灌),1 500(冬前和返青期各灌750m3/hm2),2 250(冬前、返青期和拔节期各灌750m3/hm2),3 000m3/hm2(冬前、返青期、拔节期和灌浆期各灌750m3/hm2))和施氮量(75,150,225和300kg/hm2,70%基肥,30%追肥)处理对拔节期-成熟期覆膜冬小麦生长、产量及越冬期、返青期和拔节期土壤硝态氮含量的影响。【结果】在拔节期-成熟期,冬小麦的株高随着灌水量和施氮量的增大而增加,表现出明显的正相关性。在越冬期-拔节期,0～200cm土层的土壤硝态氮含量先降低后增加,高氮处理能提高表层0～60cm土壤硝态氮含量,高灌水会降低表层土壤硝态氮含量并增加深层土壤硝态氮含量。小麦产量随着灌水量和施氮量的增大而增加,但在氮肥高于150kg/hm2、灌水量高于2250m3/hm2时,产量增加不显著。【结论】灌水量和施氮量对小麦株高、地上部干质量、产量和土壤硝态氮含量都有一定的影响,灌水量和施氮量超过一定值后,小麦的生长指标则不会显著增加。在本试验条件下,灌水量2 250m3/hm2(冬前、返青和拔节期各750m3/hm2)和施氮量150kg/hm2(70%基肥,30%追肥)处理水氮利用效率最佳。     

氮管理对冬小麦产量和品质影响的整合分析

【目的】氮是影响小麦产量和籽粒蛋白质含量的关键因素之一,然而产量的不断提升一定程度上稀释了籽粒的蛋白质含量,小麦高产和优质难以协同实现。因此如何通过优化氮管理实现小麦增产和籽粒品质的协同提升是小麦可持续生产的关键。【方法】搜集了1990—2017年间发表的2 758个氮管理措施对小麦产量和蛋白质品质影响的研究案例,利用整合分析的方法,评估了氮肥管理方式对小麦产量和籽粒的影响,并且结合氮流动分析方法,提出了综合氮管理措施实现小麦提质增效的方案。【结果】1990—2017年间,总体来讲,增施氮肥小麦产量提高了42%±1.2%,籽粒蛋白质含量提高了19%±0.7%;随着施氮量的增加,小麦产量和籽粒蛋白质含量均呈现先增加后降低的趋势,氮肥的增产效应在施用量200—250 kg N·hm^-2时最显著,而籽粒蛋白质的增加效应在施氮量384 kg N·hm^-2时最显著;小麦产量提高和籽粒蛋白质提升在基追比为1—2时效应最显著。与施氮量>300 kg N·hm^-2相比,将施氮量控制在200—250 kg N·hm^-2能有效降低氮损失,提高氮利用效率。在其他管理措施一致的条件下,与单一优化氮肥用量或基追比相比,同时优化氮肥用量和基追比使氮肥的增产效应提高8%—30%,提质效应提高19%—21%。【结论】增施氮肥能够实现小麦产量提高和籽粒蛋白质含量提升,不同施氮量和基追比对施氮的增产提质效应均有显著影响,同时优化施氮量和基追比的综合氮管理措施不仅能协同实现小麦高产和优质的目标,还能降低环境排放,这为未来的小麦可持续生产管理提供了案例支撑。     

施氮量对花后高温胁迫后小麦同化物积累、转运及产量的影响

【目的】明确不同施氮量对高温胁迫后小麦同化物积累和转运的影响及其生理基础,以期为小麦抗逆稳产栽培提供技术和理论依据。【方法】于2018—2019年在济南和济阳两地进行,以济麦44为材料,田间搭建高温棚进行高温胁迫处理,设置2个温度处理（CK：未胁迫,H：花后高温胁迫）,3个氮肥水平（低氮N1：180 kg·hm^-2,常规氮N2：240 kg·hm^-2,高氮N3：300 kg·hm^-2）。通过分析小麦花前同化物质的转运、成熟期同化物质的积累与分配、叶片与籽粒中蔗糖合成酶在同化物转运中的作用,阐明了不同施氮量对花后高温胁迫后小麦籽粒产量形成的影响机制。【结果】不同施氮量对高温胁迫后小麦的减产率影响不同,N1处理减产率为54.78%（济南）和50.19%（济阳）,N2处理为24.05%（济南）和25.29%（济阳）,N3处理为54.49%（济南）和44.13%（济阳）。高温胁迫后,与N1和N3处理相比,N2处理成熟期同化物积累量、花前营养器官同化物向籽粒中转运量和转运率、花后同化物积累量和积累率、同化物向籽粒中的分配比例均显著增加;N2处理旗叶SPAD值、蔗糖合成酶SS-Ⅱ合成方向活性和籽粒蔗糖合成酶SS-Ⅰ分解方向活性增加。【结论】本试验条件下,施氮量为240 kg·hm^-2可以显著减缓高温胁迫后旗叶衰老,维持旗叶中SS-Ⅱ和籽粒中SS-Ⅰ较高的酶活性,保持较高的同化物合成能力和向籽粒中的转运能力,提高同化物向籽粒中的积累量和分配比例,降低高温胁迫后小麦籽粒产量的损失率。     

Effects of Nitrogen Management on the Yield of WinterWheat in Cold Area of Northeastern China

A plot experiment including four treatments, CK (N 105 kg ha-1 as urea, including a basal N application of 35 kg ha-1 and a topdressing N 70 kg ha-1 at turned green stage) and optimized N management (OPT1, OPT2 and OPT3, applied two-thirds, one-third and two-fifths N at jointing stage, respectively, total N 60 kg ha-1), was conducted to evaluate the effects of nitrogen management on growth and N uptake of winter wheat (Triticum aestivum), Dongnong 1, which is the first highly cold tolerant winter wheat in China. Index of population quality, N uptake and yield were determined. The ear-bearing tiller rate was increased by above 12%, and the leaf area index, biomass and N uptake were significantly decreased (P<0.05) at jointing stage. OPT treatments increased the grain to leaf area ratio at heading stage, the dry matter weight and N uptake after heading by 14.3-27.9%, 11.6-28.7% and 118.1-161.8 %, respectively. The yield of the OPT treatments was increased by 14.2-37.5% compared with CK, and there was a significant difference (P<0.05) between CK and OPT1 treatments. Harvest index and N partial factor productivity (PFP, kg grain yield per kg N applied) was clearly enhanced from 0.4 and 35.6 kg, respectively for CK to an average of 0.48 (P<0.05) and 77.6 kg (P<0.05) in the OPT treatments. These results indicated that the optimized N management increased the harvest index, yield and N use efficiency by decreasing the N application rate and postponing N application time, improved wheat population quality, controlled excessive growth in the vegetative stages and increased dry matter and N accumulation rates after heading.     

Study on the Key and Sensitive Stage of Winter Wheat Responses to Water and Nitrogen Coordination

Pot experiments were carried out to study the effect of nitrogen application on winter wheat under different status of soil moisture, so that the key and sensitive stage of winter wheat responses to water and nitrogen coordination were determined. The results showed that the application of N fertilizer was more effective in early stage than in later stage, and at the lower N rates than at the higher N rates under non-irrigated conditions. N treatments had great effect on spikelet bearing number and grain number per spike, but had no effect on 1 000-grain weight; Grain yield and yield component responses to N treatment were greater under irrigated conditions than under non-irrigated conditions. The joining stage was the key and sensitive stage of winter wheat responses to water and nitrogen coordination, and the grain yield, grain number per spike and 1000-grain weight increased, when water and N Fertilizer were applied at this stage. The mechanism is that water and fertilizer supply at joining stage can speed up the growth of above-ground crops, enhance the abilities to absorb and utilize nitrogen fertilizer, and meanwhile, delay the aging of the root and keep the root vigor for a longer period.     

优化施肥下长江流域冬小麦产量及肥料增产效应

【目的】针对长江流域冬小麦不合理施肥带来的肥料利用率低的现状,探讨冬小麦产量分布特征及施用氮、磷和钾肥料的增产效应,为长江流域冬小麦肥料减施增效和优化养分管理措施提供依据。【方法】本文数据来源于国际植物营养研究所（IPNI）于2000—2018年在我国长江流域开展的田间试验,以及在中国知网（CNKI）数据库通过检索字段或字段组合（冬小麦、冬小麦+产量及冬小麦产量+肥料利用率等）得到的此期间关于长江流域冬小麦田间试验的论文,共1 732个田间试验。试验处理包括：优化施肥处理,农民习惯施肥,以及在优化施肥和农民习惯施肥基础上的不施氮肥、不施磷肥和不施钾肥处理,以探究长江流域各省（市）（四川、云南、贵州、重庆、湖北、安徽、江苏、浙江和上海）冬小麦在优化施肥下的可获得产量、产量反应、相对产量、农学效率和偏生产力特征。【结果】我国长江流域冬小麦优化施肥处理下的平均产量为6.6 t·hm^-2,其中安徽省平均产量水平最高,为7.3 t·hm^-2,重庆市最低,为3.6 t·hm^-2。施用氮、磷和钾肥的平均产量反应分别为2.3、0.9和0.6 t·hm^-2,但变异范围较大。氮、磷和钾肥平均相对产量分别为0.6、0.8和0.9,氮是小麦产量的主要限制因子。优化施肥处理的氮、磷和钾肥的平均农学效率分别为12.6、11.6和7.7 kg·kg^-1,平均偏生产力分别为34.0、78.9和73.4 kg·kg^-1。与农民习惯施肥措施相比,优化施肥处理平均增产0.5 t·hm^-2,增幅为8.8%;氮、磷、钾肥的农学效率分别提高了41.1%、121.1%和84.6%;偏生产力分别提高了42.4%、23.5%和25.4%。【结论】优化施肥有效提高了长江流域冬小麦的产量和养分利用率,但各省（市）间存在一定差异且省（市）内变异较大。四川、云南、湖北和江苏省的部分地区具有较低的产量反应,说明具有较高的土壤养分供应,应因地制宜地制定养分优化管理方案。分析长江流域优化养分管理措施下的小麦产量反应和肥料利用率等参数,可以确定氮为小麦产量的第一限制因子。     

高密度种植条件下春玉米氮素的需求规律与适宜施氮量

【目的】研究高密度(75 000株/hm~2)种植条件下,东北中部春玉米群体氮素需求规律与分配特征,及其对氮肥运筹的响应,以制定高密度群体玉米的氮素管理措施。【方法】试验于2011—2012年在吉林省公主岭市中国农业科学院作物科学研究所试验田进行,以先玉335为供试材料,在大田条件下设置了5个氮肥施用水平(不施氮(N1),70%推荐施氮量(N2),推荐施氮(N3),130%推荐施氮量(N4),高量施氮(N5)),结合高产栽培管理模式,通过两年田间定点试验,系统监测了不同生育时期植株干物质和养分在各器官中的累积与分配特征,并研究了氮肥施用水平对玉米产量、氮素转运效率的影响。【结果】不同氮肥处理间产量、生物量和氮累积量差异显著,且氮肥处理与年际间交互作用显著;玉米籽粒产量随施氮量的增加呈现单峰曲线变化,以N3处理下产量最高,产量差异主要来自穗粒数和千粒重;春玉米干物质累积随生育进程呈现先快后慢的累积动态,合理的氮肥施用可以提高籽粒的累积量和氮素转运效率,是其增产的重要基础,处理间以N3处理籽粒所占总干物质比重最高;N3处理下吐丝后氮素累积比例显著高于其他4个处理,这表明合理的氮肥运筹可能更有助于植株生育后期对氮素的吸收;通过两年定点试验数据拟合,建立了产量与施氮量的一元二次回归方程y=-0.1715x~2+79.73x+3940.1(R~2=0.963);计算得出最佳经济施肥量为225.1 kg·hm~(-2)。【结论】合理的氮肥运筹显著提升植株干物质向籽粒中转移,并增加吐丝期后植株氮素的吸收和转运能力;在东北中部黑土区中等土壤肥力条件下,基于75 000株/hm~2的种植密度,春玉米氮肥施用量可根据品种及肥力特征在225 kg·hm~(-2)左右进行微调。     

减氮结合覆盖下冬小麦养分累积及转移规律研究

研究减施氮肥结合不同覆盖措施下旱地冬小麦养分累积和转移规律,以期为西北旱地冬小麦优质高效生产提供理论依据和实践经验.于2012年至2017年进行大田试验,以不施氮肥为对照,设置农户模式(施氮量为195 kg/hm~2)、农户减氮(150 kg/hm~2),在施用氮肥150kg/hm~2的基础上设置垄覆沟播、全膜穴播、秸秆覆盖3种地表覆盖处理,共6个处理,测定了5季冬小麦籽粒产量和生物量. 2016年至2017年测定各处理的氮磷累积量、转移量、转移率、转移氮磷对籽粒的贡献率,钾累积量、转移量、花后钾损失量及籽粒钾占转移钾比例.据2012-2017年5季产量和生物量平均值来看,农户减氮较农户模式籽粒产量及生物量有下降趋势,但未达到显著水平,在减氮基础上垄覆沟播有增产趋势,全膜穴播、秸秆覆盖较农户减氮分别增产8.4%, 5.0%,垄覆沟播、全膜穴播、秸秆覆盖处理的生物量较农户减氮分别增加7.1%, 15.5%, 10.0%.据2016-2017年数据显示,较农户模式,农户减氮处理氮磷的累积量、转移量、转移率、转移氮磷贡献率、钾素累积量和转移量,花后钾损失量以及籽粒钾占转移钾比例均无显著差异.较农户减氮处理, 3种覆盖处理下氮素累积量、转移量、转移率及转移氮贡献率无显著差异,垄覆沟播与全膜穴播处理促进了磷、钾的累积和转移,但对磷转移率及转移磷贡献率无明显影响,钾的花后损失量较高,籽粒钾占转移钾的比例有下降趋势,秸秆覆盖处理下磷钾累积量显著增加,磷的转移量、转移率及转移贡献率有下降趋势,钾的转移量和损失量均较低,但籽粒钾占转移钾的比例较高. 150 kg/hm~2氮肥用量基本满足旱地冬小麦生长需求,可见减施氮肥可行.全膜穴播及秸秆覆盖处理下产量有增加趋势,垄覆沟播与全膜穴播处理促进磷钾累积及转移,秸秆覆盖提高了籽粒钾占转移钾比例,因此地表覆盖很有必要.     

土壤剖面基础性质差异对农田水氮过程和作物产量的影响

【目的】华北平原地区是中国最重要的冬小麦和夏玉米生产基地,不同农田土壤基础性质差异是造成该地区农田生产力空间变异的基本原因。通过研究该地区冲积始成土冬小麦-夏玉米轮作农田土壤剖面性质对水氮过程以及作物产量形成的影响,以期为该地区高产农田的水氮利用与管理提供参考。【方法】选取位于山东省泰安市研究区3块具有不同土壤基础性质且产量存在显著性差异的农田,进行3年田间试验,测定土壤剖面的土壤基本性质,具体包括机械组成、饱和导水率、田间持水量、永久萎蔫点、有机碳、全氮;监测土壤剖面0-160 cm的水分和硝态氮的动态变化以及作物生物量、叶面积指数和产量等。运用根区水质模型（RZWQM）对各农田的水氮过程进行模拟计算。【结果】RZWQM模型在整体上可以很好地模拟2009年10月至2012年9月3年不同基础土壤性质农田水分、无机氮、作物产量、地上部生物量和叶面积动态特征,并计算各农田水氮平衡项。各农田土壤基础性质差异对水氮过程及产量形成的影响具体为：高产农田0-160 cm剖面的最大有效贮水量为223 mm,分别高出中产和低产农田28和56 mm,同时30 cm深度以下土层具有相对较低的饱和导水率。该基础性质差异使得高产农田年均水分损失（地表径流+深层渗漏）仅为150.3 mm,分别低于中产和低产农田5.7和26.4 mm,从而使高产农田作物受到相对低的水分胁迫。高产农田土壤表层土壤有机碳含量较中低产田高,而碳氮比则较低,使得高产农田具有更高的净矿化氮量（较中产和低产农田高52.0和82.6 kg·hm^-2）,且较低的氮损失（氨挥发+氮淋洗+反硝化作用）,较中产和低产农田分别少6.9和10.9 kg·hm^-2。高产农田的水分利用效率（WUE）为2.32 kg·m^-3,分别较中产和低产农田高12.1%和6.8%,这是因为高产农田受到较低的氮素胁迫。在本研究区不同土壤基础性质农田的氮素利用效率（NUE）差异不显著。【结论】在华北平原冬小麦-夏玉米轮作区,理想的土体构型能够存储更多的有效水,高土壤有机碳含量和低的碳氮比能矿化出更多的无机氮,保障了充足的水氮供应,减缓作物受到的水氮胁迫,从而获得高产。     

不同CO2浓度和氮水平对冬小麦光合和生长特性的影响

为揭示高CO₂浓度处理下,不同氮水平对冬小麦光合作用、生物量积累和产量的影响,利用开顶式气室(OTC),以冬小麦品种宁麦13为试验材料,开展不同CO₂浓度(C,环境CO₂浓度;T,高CO₂浓度,比环境CO₂浓度高200 μmol·mol^-1)和氮水平(LN,低氮,90 kg·hm^-2;HN,高氮,240 kg·hm^-2)的交互试验,测定不同处理下不同生育期冬小麦的光合特性、叶片碳氮含量、地上部生物量和产量。结果表明,CO₂浓度升高提高了冬小麦的净光合速率,在低氮水平下增幅为78.4%,在高氮水平下增幅为77.2%。在开花期和灌浆期,高氮水平对冬小麦地上部干物质量积累有明显促进作用。各处理中,C-LN的产量最低,T-HN的产量最高,且二者差异显著(P<0.05)。以上结果说明,在未来CO₂浓度升高条件下,可通过增施适量的氮肥提升冬小麦的生物量和产量。