氮肥基追比例对测墒补灌小麦冠层不同层次光能利用及干物质转运的影响

【目的】研究测墒补灌节水栽培条件下,氮肥基追比例对小麦植株冠层不同层次光能利用和干物质积累转运及分配的影响,为确定合理的氮肥运筹模式提供依据。【方法】以‘济麦22’小麦为试验材料,在总施氮量为240 kg/hm^2条件下,设置5个氮肥基追比例,分别为N1 (0∶10)、N2 (3∶7)、N3 (5∶5)、N4 (7∶3)、N5(10∶0),在拔节期和开花期,土壤相对含水量均补灌至田间持水量的70%。【结果】氮肥基追比例为5∶5的N3处理开花后的叶面积指数、冠层上层和中层的光合有效辐射(PAR)截获率及截获量显著高于其它处理,中层和下层的透射率显著低于其它处理,PAR转化率和利用率较N1、N2、N4和N5分别提高13.64%、8.02%、8.70%、14.38%和21.17%、8.50%、10.67%、23.88%。N3处理开花后干物质同化量、成熟期干物质积累量及中层营养器官开花前贮藏干物质向籽粒的转运量、转运率显著高于其它处理,籽粒干物质分配量较N1、N2、N4和N5分别提高11.37%、5.68%、6.03%和16.25%。相关分析表明,中层营养器官开花前贮藏干物质向籽粒的转运量与中层PAR截获率呈显著正相关;籽粒干物质分配量与上层、中层及总PAR截获率呈显著正相关,与下层PAR截获率呈显著负相关。【结论】氮肥基追比例为5∶5的处理显著提高了小麦冠层的光能利用,促进了中层营养器官开花前贮藏干物质向籽粒的转运,获得了最高的籽粒产量,为本试验条件下的最优处理。     

测墒补灌对小麦水分利用特征和产量的影响

为了克服定量灌溉存在的盲目性,在测墒补灌的条件下进行小麦水分利用特征和产量的研究。2012—2013年和2013—2014年2个小麦生长季,以济麦22为试验材料,在大田条件下设置5个处理:全生育期不灌水(W0)、拔节期和开花期均灌水60mm(Wck,定量节水灌溉),依据0—40cm土层土壤相对含水量测墒补灌,于拔节期和开花期分别补灌至目标土壤相对含水量为65%和70%(W1),70%和70%(W2)以及75%和70%(W3),研究不同土壤水分处理对小麦水分利用特征和籽粒产量的影响。结果表明:(1)与Wck相比,W2处理灌水量小,土壤贮水消耗量及其占总耗水量的比例高,促进了小麦对土壤贮水的利用;(2)2个小麦生长季W2对80—160cm土层土壤水分的消耗量显著高于Wck处理,促进了小麦对深层土壤水分的利用;(3)W2灌浆期棵间蒸发量显著低于Wck处理,降低了开花至成熟期的耗水量,有利于高效利用灌溉水;(4)2个小麦生长季试验结果表明,W2籽粒产量、水分利用效率和灌溉水利用效率均显著高于Wck处理,是本试验条件下高产节水的最优处理。     

测墒补灌对不同小麦品种耗水特性和氮素分配与转运的影响

在田间条件下,以多穗型品种济麦22(J22)和大穗型品种潍麦8号(WM8)为供试材料,设置3个水分处理: W0(全生育期不灌水);W1 (拔节期70%,开花期70%);W2 (拔节后8 d 70%,开花后8 d 70 %)。采用测墒补灌的方法,研究了不同生育时期补灌对两个小麦品种耗水特性和氮素分配与转运的影响,结果表明: 1) 两品种灌水处理在成熟期子粒氮素积累量及分配比例、开花后营养器官氮素向子粒的转移量和转移率均显著高于不灌水处理(W0)。济麦22 W2的成熟期氮素向子粒中分配的比例、开花后营养器官氮素向子粒的转运量和转移率高于W1处理,潍麦8号则表现出相反的结果。2) 两品种W2在开花至成熟期的耗水量高于W0和W1处理。济麦22各处理的总耗水量均低于潍麦8号,降水量占总耗水量比例高于潍麦8号;W2处理下,灌水量和降水量占总耗水量比例高于潍麦8号。3)在本试验条件下,济麦22和潍麦8号分别为W2和W1处理获得各品种较高子粒产量、水分利用效率、氮肥生产效率、氮素吸收效率及氮素收获指数,济麦22各处理子粒产量和水分利用效率均高于潍麦8号,是兼顾高产和节水的小麦品种。     

氮肥底追比例及施硫对小麦氮素吸收利用的调控

为明确氮肥底追比例与施硫间的互作效应,采用盆栽方式,以京冬8号和济麦20为供试材料,设置氮肥底追比例为3∶7(N_1)、5∶5(N_2)和7∶3(N_3)3个处理水平,每个底追比例下设置2个硫肥施用量:0kg·hm~(-2)(S0)和45kg·hm~(-2)(S_1),运用15N示踪技术研究开花期、成熟期营养器官及籽粒中氮素积累、分配以及对不同来源氮素利用的情况,同时对花后营养器官贮藏氮素的转运、对籽粒的贡献率及氮素利用效率进行分析比较。结果表明,2个小麦品种植株中积累氮素主要来自肥料氮,京冬8号成熟期来自肥料氮的积累量达60%~70%,而济麦20则达70%~80%。氮肥底追比例及硫肥互作对2个品种氮素吸收、转运和分配的影响存在差异,其中京冬8号成熟期籽粒氮素积累量、营养器官贮藏氮素花后的转运量、转运率、对籽粒的贡献率、籽粒产量以及氮肥的利用效率均在N_1S_0时较高;济麦20营养器官贮藏氮素花后的转运量、转运率、对籽粒的贡献率在N1S0时较高,而在N3S1时,成熟期籽粒氮素积累量、籽粒产量、氮肥的利用效率均较高。综上所述,本试验栽培环境下,氮肥底追比例为N1时能够提高花前贮藏氮素的转运量、转运率、对籽粒的贡献率、籽粒蛋白质含量及氮素收获指数;氮肥底追比例为N3时有利于提高籽粒产量、氮肥生产效率。综合考虑籽粒产量、氮肥生产效率、氮肥利用效率和氮素收获指数,京冬8号最优肥料组合为N_1S_0,济麦20最优肥料组合为N_3S_1。本研究结果为冬小麦大田生产中合理的肥料运筹提供了理论参考。     

测墒补灌和施氮对冬小麦产量及氮素吸收分配的影响

采用田间试验裂区设计方法,研究了测墒补灌和施氮对冬小麦产量及氮素吸收分配的影响。补灌设3个水平,在冬小麦拔节期0—40cm土层补灌至土壤目标相对含水量的60%(W_1),70%(W_2)和80%(W_3)。施氮设3个水平:不施氮(N_0)、施纯氮195kg/hm~2(N_(195))和255kg/hm~2(N_(255))。结果表明:(1)不同补灌和施氮对冬小麦关键生育期株高、叶面积影响效果较为显著,同一补灌处理下,其冬小麦株高、叶面积均表现为N_(255)N_(195)N0(p0.05)。N_(195)、N_(255)处理显著高于N_0处理,但N_(195)及N_(255)处理间无显著性差异(p0.05),同一施氮处理下,W_2(569.4m~3/hm~2)、W_3(873.45m~3/hm~2)处理显著高于W_1(265.2m~3/hm~2)处理,但W_2及W_3处理间无显著性差异(p0.05)。说明过量施氮和补灌对冬小麦株高、叶面积无显著性作用。(2)同一施氮水平下,补灌对冬小麦的增产效应随施氮量的增加呈下降趋势,说明施氮和补灌对冬小麦产量存在一定的临界值,超过临界值,产量下降。当施氮量为195kg/hm~2,补灌量为田间持水量的70%(569.4m~3/hm~2)时达最高产8 500kg/hm~2。(3)冬小麦成熟期,施氮处理的植株氮素积累量显著高于不施氮处理(p0.05),但在W_2、W_3处理下,N_(255)相较于N_(195)显著下降(p0.05),特别是在W_3(873.45m~3/hm~2)水平下,N_(255)甚至低于N_0处理;在N_0、N_(195)处理下,植株氮素积累量随补灌量的增加显著增加(p0.05),但在N_(255)处理下并无显著差异(p0.05),说明适量补灌、施氮可提高冬小麦的吸氮能力,但过量补灌、施氮并不利于植株对氮素的吸收。(4)拔节期补灌量的增加虽提高了冬小麦的吸氮能力,促进冬小麦吸收较多的氮素,却抑制了冬小麦体的氮素向籽粒的转移和分配。综合考虑冬小麦生长状况及氮素风险状况,建议施氮量为195kg/hm~2、补灌至田间持水量的70%(569.4m~3/hm~2),作为该区域适宜的水、肥用量。     

不同类型氮肥对夏玉米产量、氮肥利用率及土壤氮素表观盈亏的影响

通过田间小区试验,比较研究了不同肥料类型、不同施氮量对夏玉米产量、氮肥利用率、土壤氮素表观盈亏量及植株氮素累积萤的影响.结果表明,夏玉米产量随施氮量增大而增大,但施肥过量产量降低,同等施氮条件下,控释掺混氮肥各处理夏玉米产量和氮肥利用率均高于普通尿素处理.施氮显著增加了0-40cm土层土壤无机氮含量,同时显著提高了玉米生长中后期植株体内氮素含量.经夏玉米季后,除高量施氮的T4,T6处理出现土壤氮索表观盈余外,其余处理均出现土壤氮素表观亏缺,施氮后土壤表观盈余量增加,且随施氮量的增加而增加.     

氮肥基追比例对滴灌春小麦氮代谢及氮肥利用率的影响

探讨减氮模式下氮肥不同基追比例对滴灌春小麦氮代谢关键酶活性、氮素积累转运、产量及氮肥利用率的影响,为新疆麦区滴灌春小麦高效生产提供科学依据.以中筋型新春6号(XC 6)和强筋型新春37号(XC 37)小麦品种为材料,设置0∶0,2∶8,3∶7,4∶6,5∶5共5种氮肥基追比处理,研究氮肥基追比例对滴灌春小麦氮代...     

氮肥用量及其基追施比例对烤烟氮素利用的影响

【目的】明确氮肥用量及基追肥比例对烤烟氮素吸收利用及氮素残留与损失的调控效应,提出提高氮肥利用率、降低氮肥损失的施氮策略。【方法】应用15N示踪技术,设置2个施氮量（90、60 kg/hm2）和2个基追肥比例（70%:30%、30%:70%）,共4种氮肥处理方式。基肥在烟田起垄时施入,追肥于移栽后30天施入。在烤烟伸根期、现蕾期和成熟期采集烟株样品,成熟期采集0-20和20-40 cm土层土壤样品,测定含氮量和15N丰度。成熟期计算烟叶产量和产值。【结果】施氮量由90 kg/hm2降至60 kg/hm2,烟株吸收的基肥氮、追肥氮、土壤氮及总氮量均降低,肥料氮占总吸收氮的比例由32.1%降至28.1%,土壤氮的比例由67.9%增至71.9%。基肥氮、追肥氮在土壤中残留量与损失量降低,肥料氮损失率降低26.9%,利用率提高11.3%。追肥比例由30%增至70%,基肥氮的吸收量降低,其占总氮的比例由15.1%降至9.6%,损失率降低52.9%,利用率提高21.7%。追肥氮的吸收量增加,其占总氮的比例由12.7%增至22.8%,残留率提高20.5%,利用率降低20.4%。肥料氮的吸收量增加,其占总氮的比例由27.8%增至32.4%,残留率提高19.9%,损失率降低49.7%,利用率提高20.6%。降低施氮量和增加追肥比例对产量、产值无显著影响。【结论】降低施氮量和增加追肥比例均能够减少肥料氮的损失,提高肥料氮的利用率。在本试验条件下,施氮量为60 kg/hm2且70%追施是兼顾生态效益和经济效益的最佳氮肥运筹方式。     

麦秆还田氮肥运筹对水稻产量及土壤氮素供应的影响

通过田间对比试验,研究了小麦秸秆全量还田后不同N肥运筹模式对水稻生长及土壤N素供应的影响。结果表明,小麦秸秆全量还田使水稻增产5.3%,且N肥运筹模式由传统模式A(基蘖肥:穗肥=5:5,基肥:分蘖肥=6:4)优化为B(基蘖肥:穗肥=6.5:3.5,基肥:分蘖肥=8:2)时,增产幅度更大,达9.3%。秸秆全量还田主要通过提高水稻结实率和成穗率,增加有效穗数,实现水稻增产。秸秆还田影响了水稻生长进程,表现为抑制水稻前期(孕穗期)生长和N素累积,而促进后期生物量增加和N素累积。同一时期,N肥模式B水稻生物量、N素累积量均高于模式A。秸秆全量还田后,土壤矿质N发生变化,水稻生育前期较不还田处理(CK)低,而后期较CK高,且N肥运筹模式B较A高。秸秆还田提高了N肥利用率,RNA、RNB分别比CK增加4.1和8.6个百分点,且土壤N素表观盈余量表现为:RNBRNACK。因而,小麦秸秆全量还田,并采用N肥运筹模式B,是实现水稻高产,维持土壤N素平衡的有效措施。     

不同类型氮肥与施氮量下夏玉米水、氮利用及土壤氮素表观盈亏

以两个夏播玉米品种为材料，研究了不同类型氮肥与不同施氮量下华北平原夏玉米的水分与氮素利用及土壤氮素表观盈亏．结果表明：（1）随施氮量增大．产量、耗水量及水分生产效率（WPE）增大，氮肥利用率（NUE）降低；（2）夏玉米WPE与NUE具有较明显的基因型差异。WPE郑单958较大。NUE农大108较大；（3）wPE与NUE均受到氮肥类型的影响．WPE郑单958复合肥〉普通尿素〉包膜尿素．农大108处理间差异较小，以复合肥略大，普通尿素和包膜尿素相当。与普通尿素相比，包膜尿素与复合肥利用率较高，郑单958施N90kg／hm^2与农大108施N180kg／hm^2时，两者对NUE的提高尤为明显；（4）本试验条件下，经过夏玉米生长季，两品种各处理均出现土壤氮素表观亏缺，亏缺量随施氮量增大而降低，各条件下郑单958亏缺量较农大108大；氮肥类型间土壤氮素表观亏缺量表现为复合肥〉包膜尿素〉普通尿素。     

施氮量和底追比例对小麦氮素利用和土壤硝态氮含量的影响

利用^15N同位素示踪技术研究了不同的施氮量和底追比例对小麦氮素利用和土壤硝态氮的影响。结果表明：底追比例均为5：5，处理2（纯氮施用量为168kg／hm^2）与处理1（纯氮施用量为240kg／hm^2）比较，处理2成熟期植株中土壤氮素的积累量，肥料氮的利用率均高于处理1的，但处理2的土壤硝态氮含量低；籽粒产量、蛋白质含量、湿面筋含量和面团稳定时间处理间无显著差异。纯氮施用量均为168kg／hm^2，氮肥全部用于拔节期追施的处理3与处理2比较，处理3成熟期植株中土壤氮素的积累量，籽粒蛋白质含量、面团稳定时间和0～40cm土层土壤硝态氮的含量均高于处理2的；肥料氮的利用率和籽粒产量处理间无显著差异。成熟期不同处理0～60cm土层土壤硝态氮含量均低于播种前，在60～80cm土层形成累积峰并高于播种前，但80cm以下层次与播前相比无明显差异。     

喷灌条件下耕作方式对土壤水分均匀性与冬小麦水分利用效率的影响

为研究喷灌均匀系数对土壤水分、作物产量及水分利用效率的影响,进一步探讨喷灌条件下适宜耕作措施,于2018—2019年冬小麦生长季进行试验,试验设置旋耕(RT)、深松(ST)、深翻耕(CT)3种耕作处理,在每个处理选取18 m×18 m区域将其划分为9个6 m×6 m的小区作为试验区。结果表明:在3种耕作方式下历次喷灌均匀系数均值在63.91%~76.83%,而表层土壤含水量均匀系数均值依然可以达到84.20%~89.83%,较前者高14.48%~31.75%;冬小麦产量均匀系数较历次灌溉均匀系数均值高出9.99%~23.79%,比累计灌溉均匀系数低2.11%~7.85%,与表层土壤含水量均匀系数均值相差0.82%~6.04%。与RT相比,ST和CT处理产量分别提高9.38%,13.22%,水分利用效率分别增加10.61%,12.88%。即相较于历次灌溉均匀系数,冬小麦产量均匀系数受累计灌溉均匀系数与表层土壤含水量均匀系数均值影响更大,且ST、CT为该灌溉条件下适宜的耕作方式。     

Increased Dryland Winter Wheat Yields by Nitrogen Fertilizer Topdressing and its Relationship to Soil Moisture,Available N,P and K in Northwestern China

Winter wheat (Triticum aestivum L.) production in northwestern China as a monoculture is hampered by unfertile soil and drought. With the fast-developing Chinese chemical fertilizer industry, many farmers now use more nitrogen (N) fertilizer as topdressing for winter wheat in early spring, in addition to a basal dose of N fertilizer applied in the previous autumn at seeding time. The objective of this study was to evaluate the increase in grain yield of dryland winter wheat by early spring N fertilizer topdressing, and its relationship to soil moisture, available N, phosphorus (P) and potassium (K). Field experiments with no N fertilizer topdressing (F_b) and N fertilizer topdressing (F_b+t) treatments were carried out over two growing seasons at 54 site-years to assess the relationship between increase in winter wheat grain yield by early spring N fertilizer topdressing and soil moisture, available N, P and K in Changwu county, Shaanxi province, China. Compared to F_b treatment, the F_b+t treatment produced grain yields lower at 10 site-years, and increased by <10% at 21 site-years and by >10% at 23 site-years. The results indicated that topdressing N fertilizer could increase wheat grain yield when soil nitrate-N accumulation in the 0–20, 20–40 and 40–60 cm depths was less than 121.7, 36.4 and 24.1 kg N ha^?1, and soil moisture content in the 40–60, 60–80 and 80–100 cm depths was more than 15.7%, 16.7% and 16.9%, respectively. The findings also suggested that it is not necessary to analyze soil for ammonium-N, available P and K before topdressing N fertilizer. It is necessary to analyze 0–60 cm soil profile for nitrate-N and 40–100 cm depth for soil moisture before topdressing N fertilizer for winter wheat in dryland areas of northwestern China.     

水氮互作对冬小麦耗水特性和氮素利用的影响

为了探讨河南省豫北地区水氮互作下冬小麦耗水特性、植株氮素积累和氮素利用率等指标的变化特征,结合当地冬小麦灌溉施肥制度设置水氮两因素裂区试验,水分为主区,氮素为副区,设置3个灌溉水平:W0(返青后不灌水)、W1(返青后灌拔节水)和W2(返青后灌拔节水和灌浆水);在每个灌溉水平下设置3个施氮水平:N0(不施氮)、N1(150kg/hm~2)和N2(225kg/hm~2),每次灌水量75mm。结果表明:随着施氮量的增加,冬小麦生育前期的阶段耗水量、日耗水强度和生育后期的耗水模系数增加。随着灌溉的增加,N0的氮收获指数高于施氮处理,施氮提高了植株氮素积累量和籽粒含氮量,且N1的氮吸收率高于N2。在相同施氮量下,灌水有利于提高氮肥生产率和小麦的籽粒产量。水分对籽粒产量和氮素利用率的贡献率高于氮素,氮素对水分利用效率贡献率较高。在干旱胁迫初期可通过施氮来提高土壤贮水的利用率。灌水可以补偿因施氮量不足导致的籽粒产量降低,而施氮过多对灌水的补偿效应较小。本地区冬小麦灌溉施肥制度为冬灌返青后灌拔节水和灌浆水,施氮为150kg/hm~2时,籽粒产量最高,水分利用效率较高,植株氮素积累量、氮吸收效率和氮肥生产率相对较优,可供实际生产中参考。     

水稻秸秆还田配施肥料对小麦产量和氮素利用的影响

为了解高C/N比秸秆还田与肥料施用对金坛地区小麦产量和氮素利用的影响，通过设置大田试验，研究了稻秸还田与肥料施用对麦季土壤养分、微生物生物量、作物产量和氮肥利用率的影响。结果表明：稻秸还田配施肥料能够提高土壤速效养分含量。单施肥仅显著影响拔节期微生物生物量碳，单施稻秸显著影响拔节期和抽穗期微生物生物量氮，稻秸还田和肥料施用的交互作用在拔节期显著影响土壤微生物生物量和微生物熵。单施肥、稻秸配施肥料处理的氮肥表观利用率分别为31%和37%，稻秸配施肥料后的氮肥农学利用率和偏生产力表明每kg纯氮增产幅度约为6.86 kg籽粒。单施肥和稻秸配施肥料显著增加了小麦每穗粒数及千粒重，并且理论产量分别增加211%和319%，实际产量则分别增加119%和231%，而单施稻秸处理的实产却减产21%。综合分析认为，稻秸还田搭配肥料施用，能够保证当季土壤有效氮供应，促进土壤有机质转化为更易被微生物利用的形态，提高养分有效性，促进小麦对氮素的吸收利用，有利于每穗粒数和千粒重的增加，从而最终提高小麦的产量。