滴灌量对冬小麦光合特性及干物质积累过程的影响

为了解滴灌冬小麦光合作用、干物质积累与滴灌量的关系,通过田间试验,在1管5行的毛管配置条件下,设置3 300、3 900和4 500m3·hm-2三个灌水定额处理(分别用处理A、处理B和处理C表示),研究了滴灌量对冬小麦光合速率、蒸腾速率等光合参数、干物质积累时间和速率、产量和水分利用效率的影响。结果表明,自拔节期至乳熟期,处理B的叶面积指数始终高于处理A和处理C。叶片净光合速率、蒸腾速率和气孔导度均随灌水量的增大而增加,而胞间CO2浓度和单叶水分利用效率分别呈下降和先升后降趋势,净光合速率增幅随灌水量的增加而下降。全生育期单株干物质积累总体上呈"S"型曲线变化,处理B和处理C的干物质积累快速增长期分别比处理A延长了3d和4d;干物质最大积累速率和产量均以处理B最高,其中处理B产量分别较处理A和处理C提高了7.09%和4.55%;灌溉水利用效率在处理A和处理B之间差异不显著,二者较处理C增加了29.61%和18.99%。在本试验条件下,滴灌小麦的适宜灌水定额为3 300~3 900m3·hm-2。     

施氮量对滴灌冬小麦干物质积累、分配与转运的影响

为明确施氮量对滴灌冬小麦干物质积累、分配、转运及产量的影响,于2013-2015年连续两个冬小麦生长季,以新冬18号为试验材料,在大田滴灌条件下,设置了0(N_0)、94.5(N_1)、180(N_2)、240(N_3)、300(N_4)、360kg·hm~(-2)(N_5)共6个施氮量处理,通过单因素随机区组试验,研究了不同施氮量下滴灌冬小麦干物质积累、分配及转运的特点。结果表明,不同施氮量处理下滴灌冬小麦单茎干物质积累量随生育进程均呈"S"曲线变化。成熟期干物质积累量、花前干物质的转运量及其转运效率、花后同化物积累量均以N_3处理最高;花前干物质转运对籽粒产量的贡献率以及籽粒产量在两年中均随施氮水平的提高呈先增后减趋势,也均以N_3处理最高,其中产量两年分别较N_0处理增产68.01%和67.39%。因此,在本试验条件下,240kg·hm~(-2)施氮量最有利于滴灌冬小麦干物质积累、转运和高产。     

滴灌量对冬小麦干物质积累、灌浆和籽粒产量的影响及行间差异

为探究滴灌量对冬小麦干物质积累及籽粒灌浆影响的行间差异,在大田滴灌条件下,设置了3 750 m·hm^-2（高水量）、3 150 m·hm^-2（中水量）和2 475 m·hm^-2（低水量）3个灌水量处理,测定分析了不同灌水条件下距滴管不同位置行（滴管单侧第1行定为近管行,第3行定为远管行）的小麦干物质积累量、籽粒灌浆及籽粒产量形成特征。结果表明,冬小麦单茎及各器官干物质积累量均随滴灌量的增加而增加,且近管行高于远管行。随滴灌量的降低,籽粒灌浆持续时间缩短,灌浆速率峰值提前出现,但平均灌浆速率无显著变化;在高水和中水量下远管行与近管行的灌浆参数相似,但在低水量下远管行的最大和平均灌浆速率明显低于近管行。在相同灌水量下远管行的籽粒产量均低于近管行,但在中水量和高水量下行间籽粒产量差异不显著。处理间籽粒产量表现为高水量>中水量>低水量,但中水量与高水量间差异较小,且中水量的灌溉水分利用效率最高。     

播量对宽幅条播冬小麦群体结构和干物质积累分配的影响

为明确宽幅条播的适宜播量,于2017-2018年在山西省闻喜县（冬小麦试验示范基地）开展大田试验,采用宽幅条播,设150、225、300、375和425  kg·hm^-2共5个播量处理,研究播量对小麦群体结构、干物质积累和分配的影响。结果表明,播量从150  kg·hm^-2增加至300  kg·hm^-2,可增加冬小麦越冬期、拔节期群体分蘖数、越冬-拔节阶段群体分蘖增加量;增加各生育时期地上部干物质积累量,尤其生育中、后期;提高开花期和成熟期叶片、穗轴+颖壳干物质积累量所占比例;增加花前叶片、穗轴+颖壳中干物质积累量,显著提高花后干物质积累量及其对籽粒贡献率,从而提高了穗数（5%~13%）、千粒重（0.3%~5.0%）,并显著提高产量（4%~19%）,但播量超过300  kg·hm^-2则趋势相反。相关分析表明,冬小麦成熟期穗数与生育前期群体分蘖数密切相关,千粒重与花前干物质积累量和花后干物质积累量密切相关,尤其是花后干物质积累量。总之,山西南部冬小麦采用宽幅条播,播量为300  kg·hm^-2时,利于冬小麦前期形成较多的有效分蘖,增加中后期干物质积累量,尤其叶片、穗轴+颖壳积累比例;利于增加花前叶片、穗轴+颖壳干物质转运量;促进花后干物质积累及其对籽粒的贡献,提高穗数和千粒重,实现增产。     

不同土壤水分条件下施磷量对小麦干物质积累及耗水规律的影响

为给小麦生产中土壤水分和施磷量的合理调控提供理论依据,通过防雨旱棚池栽方法,研究了在土壤水分胁迫(W1)和水分适宜(W2)条件下施磷量对小麦耗水特性及干物质积累的影响.结果表明,水、磷两因素对小麦的耗水特性和干物质积累均有重要影响.在W1条件下,施磷150 kg/ha的处理花后同化物对籽粒的贡献率高于其他两个施磷处理(75和225 kg/ha);在W2条件下,随施磷量的增加,花后同化物的运转量及贡献率增加;W2下各处理花后同化物运转量及对籽粒的贡献率均大于W1.W1处理较W2处理的籽粒灌浆速率达到最大值的时间提前,而适宜施磷可提高最大灌浆速率.随土壤含水量的增加,麦田总耗水量上升,水分利用效率下降.W1条件下,耗水量和水分利用效率以施磷150 kg/ha处理最高;W2条件下,各施磷处理间耗水量和水分利用效率差异不显著.在本试验条件下,虽然土壤含水量为田间持水量的75%与施磷150 kg/ha的处理组合获得最高产量,但与土壤含水量为田间持水量的55%、施磷150 kg/ha的处理组合的产量差异不显著,且后者水分利用效率最高,与其他处理差异显著,故综合考虑小麦的籽粒产量和水分利用效率,后者是较优水肥处理组合.     

不同种植方式对冬小麦花后干物质积累与分配特征及产量的影响

为探索不同种植方式对冬小麦干物质积累、转运与分配特征及产量的影响,选用大穗型小麦品种农大1108为试验材料,研究在大田生产中主要的4种种植方式(穴播、撒播、窄幅条播和宽幅条播)对冬小麦花后各器官干物质积累、分配及产量的影响。结果表明,4种种植方式下花后各器官的干物质积累量变化趋势基本一致,且均表现为窄幅条播显著高于其他3组处理;窄幅条播主要通过提高花后干物质同化量及其对籽粒的贡献率而获得高产;与宽幅条播相比,窄幅条播花后营养器官干物质积累量及干物质在籽粒中的积累量分别增加45.59%和19.44%;与穴播和撒播相比,窄幅条播产量分别提高17.25%和11.39%;花后干物质对籽粒的贡献率表现为穴播最高,达到80.26%。不同种植方式对冬小麦籽粒的灌浆速率影响不大,表现为各处理间千粒重差异不显著。     

不同栽培管理模式对冬小麦花后干物质积累与分配特征及产量的影响

为探索适合河南高产灌区的小麦栽培管理模式,以冬小麦品种平安8号为供试材料,在大田条件下研究了栽培管理模式（农民习惯种植T1、优化管理T2、超高产T3和优化管理T4）对冬小麦花后干物质积累与分配特征及产量的影响。结果表明,4种栽培管理模式下花后各器官干物质积累变化趋势基本一致;与T1相比,超高产和2种优化管理模式增加了花后各营养器官的干物质积累以及干物质在籽粒中的积累量和分配比例;优化管理T2、T4处理主要通过提高花后干物质同化量及其对籽粒的贡献率而获得高产,超高产模式T3主要通过协同提高花前干物质积累量与转运能力和花后干物质同化量及对籽粒的贡献获得高产。在本试验条件下,超高产和2种优化管理模式在小麦灌浆后期35 d均出现了明显的灌浆＂小高峰＂现象,这是其粒重增加的主要原因。     

灌溉频率和施氮量对滴灌春小麦干物质积累及产量的影响

通过大田试验,研究了不同灌溉频率和施氮量下,滴灌春小麦干物质积累、分配和产量的形成规律。结果发现,相同施氮量下,随着灌溉频率的增加,小麦的LAI、干物质累积最大速率和花后干物质贡献率均表现为中频灌溉(M)高频灌溉(H)低频灌溉(L);相同灌溉频率不同施氮量下,小麦的LAI、干物质累积速率和花后干物质贡献率则均表现为N2N3N1N0;MN2处理与HN2和LN2处理相比,小麦的LAI提高了11.3%和22.1%,干物质累积最大速率提高了2.3%和1.3%,花后干物质贡献率增加了1.71%和2.28%;小麦的库容量提高了12.3%和13.7%,差异均显著(P0.05)。产量构成的通径分析表明,小麦产量指标中,对滴灌春小麦产量的贡献依次为穗粒数穗数千粒重。灌溉频率和施氮量对小麦产量的互作效应明显,当施氮量为308.63kg·hm-2、灌溉频率约为6.52d一次时,滴灌春小麦产量达到最大值(8 804.2kg·hm-2)。     

氮肥底追比例对超高产栽培中小麦光合特性和干物质积累与分配的影响

为给小麦超高产栽培中氮肥的合理运筹提供依据,2009-2010年小麦生长季以济麦22为材料,在超高产栽培条件下设置4个试验处理：N0（不施氮）,N1（在总施氮 270 kg·hm_-2的条件下,底施70%、拔节期追施30%）、N2（底施50%、拔节期追施50%）、N3（底施30%、拔节期追施70%）,研究了不同氮肥底追比例对小麦光合特性和干物质积累与分配的影响。结果表明,在总施氮量相同的条件下,随氮肥追施比例的增加,旗叶净光合速率和气孔导度升高,细胞间隙CO²浓度降低,小麦群体净光合速率先升高后降低;N2处理提高了开花后干物质的积累量和对籽粒的贡献率,以及成熟期干物质向籽粒的分配比例,籽粒产量最高（达到11 698.94 kg·hm_-2）,氮肥生产效率和氮肥农学利用率亦最高;氮肥追施比例过多（N3）,则开花后干物质的积累量及对籽粒的贡献率、成熟期干物质向籽粒的分配比例、籽粒产量和氮肥利用率均降低。在本试验条件下,底追比例为5∶5的处理是兼顾高产和高氮肥利用效率的运筹方式。     

秸秆带状覆盖对旱地冬小麦干物质积累分配及转运的影响

为筛选适合西北旱作区冬小麦的秸秆带状覆盖种植模式,在播量均为225 kg·hm^-2条件下,设置露地条播(CK)和3种秸秆带状覆盖(SM)种植模式(分别用SM4、SM5和SM6表示,种植带分别种植4、5和6行小麦),比较不同秸秆带状覆盖种植模式下冬小麦干物质积累、分配与转运及产量的差异。结果表明,与CK相比,秸秆带状覆盖显著提高了冬小麦开花前干物质积累量,增幅为17.8%～26.0%,且表现为SM5>SM6>SM4;促进了开花期和成熟期干物质在叶片和颖壳+穗轴中的分配,其中SM5的增幅均最大(开花期分别为15.8%和27.8%;成熟期分别为34.0%和40.0%)。同时,秸秆带状覆盖显著促进了开花前叶、茎鞘和颖壳+穗轴的干物质转运,并使花前干物质积累对籽粒产量的贡献率增加14.3～16.3个百分点,且增幅表现为SM4>SM6>SM5。秸秆带状覆盖下小麦籽粒产量较CK增加了3.8%～7.3%,产量增幅表现为SM5>SM4>SM6。由此可见,秸秆带状覆盖种植能促进西北旱作区冬小麦干物质的积累和产量形成,在本试验条件下以SM5模式表现最...     

不同水分处理对滴灌大豆干物质积累及生理参数的影响

研究滴灌大豆的干物质积累规律.设置295 mm、345 mm、395 mm、445 mm 4个不同的灌水处理,1个沟灌处理为对照对各处理的大豆株高、干物质积累、叶面积指数(LAI)、群体乍长牢(CGR)等参数进行分析结果表明:大豆株高随灌水量的增加而增加,LAI、CCR等随灌水量的增加而增加.滴灌大豆净同化率(NAR)在鼓粒期之后,随灌水量增加而降低;滴灌比沟灌更利于大豆干物质积累,在大豆生育期内较适宜的滴灌灌溉定额为395 mm～445 mm.     

测墒补灌条件下不同穗型小麦耗水特性和同化物积累与分配研究

为了解测墒补灌对小麦水分利用和干物质积累与分配的影响及与品种类型的关系,在田间条件下,以中穗型品种青农2号和济麦22、大穗型品种山农23和山农30为材料,设置小麦全生育期不灌水(W0)、节水灌溉(W1)和充分灌溉(W2)3个水分处理(W1处理拔节期和开花期0～40 cm土层土壤相对含水量分别补灌至65%和70%,W2分别补灌至85%和90%),研究了不同土壤水分下两种穗型小麦耗水特性和同化物积累与分配。结果表明,两种穗型小麦的W1处理灌水量及其占总耗水量的比例显著低于W2处理;60～140 cm土层土壤贮水消耗量显著低于W0处理,高于W2处理。W1处理开花前营养器官贮藏干物质在开花后向籽粒的转运量和对籽粒产量的贡献率均低于W0处理,而开花后干物质对籽粒产量的贡献率及成熟期干物质在籽粒中的分配量和分配比例均高于W0处理,W2处理的上述指标与W1处理均无显著差异。两种穗型小麦W1处理的籽粒产量高于W0处理,与W2处理无差异;W1处理水分利用效率和灌水利用效率高于W2处理。W1处理下两中穗型品种灌水量及其占总耗水量的比例和土壤贮水消耗量及其占总耗水量的比例的平均值分别比两大穗品种的平均值低4.95%、2.77%、7.15%和3.54%;两个中穗型品种开花前营养器官贮藏干物质向籽粒的转运量和贡献率比两个大穗型品种平均值分别高61.68%和70.33%,开花后干物质向籽粒的转运量、贡献率和成熟期干物质在籽粒中的分配量的平均值比两大穗型品种的平均值分别低13.88%、9.97%和18.08%。     

极端干旱区滴灌量对冬小麦水氮利用及根系分布的影响

为明确新疆南部极端干旱区滴灌小麦的灌水量阈值,在常规沟灌(总灌量为3 750 m·hm^-2)的基础上,设计了四种减量滴灌模式(灌水量分别为3 376、3 000、2 625和2 250 m·hm^-2),分析了滴灌量对冬小麦产量、水氮利用效率及根系分布的影响。结果表明,土壤无机氮残留量因灌水量不同而异,灌水3 376和2 625 m·hm^-2时较低;各灌水条件下土壤无机氮残留量均随小麦生育期推进先降后升,在灌浆期达到最高,而后下降。随土层深度的增加,土壤中无机氮含量也逐渐递减。冬小麦水分利用效率随灌水量的增加呈先增后降趋势,灌水量在2 250 ~3 000 m·hm^-2范围内,随灌水量的增加,水分利用效率先逐步增加,而后下降。小麦根系长度随灌水量的减少呈递减趋势,当灌水量高于或低于3 000 m·hm^-2时,小麦根系出现早衰现象。     

施氮对滴灌春小麦干物质、氮素积累和产量的影响

为给北疆地区滴灌春小麦生产中氮素管理提供依据,以新春6号为材料,设置5个施氮水平(施纯氮0、150、300、450和600 kg·hm-2,分别用N0、N1、N2、N3、N4表示),分析了施氮量对滴灌春小麦干物质、氮素积累和产量的影响.结果表明,滴灌春小麦植株干物质和氮素积累特征符合Logistic曲线,施氮能促进其干物质和氮素积累,以N2处理表现最佳,其干物质量和氮素积累量分别达到19 745.03和310.97kg·hm-2,比其他处理分别高4.42％～60.74％和3.68％～79.65％.滴灌春小麦产量和氮肥当季利用率受施氮量影响均显著,且均随施氮量的增加呈先增加后降低的趋势,其中产量以N2最大,比N0增产45.04％.经函数拟合,施氮量为366.83 kg·hm-2时,滴灌春小麦产量最高.     

施氮对滴灌春小麦干物质积累、转运及产量的影响

为给滴灌春小麦氮素科学管理提供参考,在大田条件下,以新春6号和新春35号为供试材料,研究施氮量(0、75、150、225、300、375kg·hm-2)对滴灌春小麦干物质积累、分配和转运的影响。结果表明,在一定范围内,施氮可促进滴灌春小麦干物质积累和转运,新春6号和新春35号分别以施氮225和300kg·hm-2的效果最佳。新春35号最大干物质积累速率、最大积累量和生育期均大于新春6号。两品种的籽粒产量均随着施氮量的增加呈先增后降的趋势,新春6号和新春35最高产量的施氮量分别为288和335kg·hm-2。新春6号千粒重大于新春35号,而穗粒数小于新春35号。因此,滴灌春小麦应根据品种对氮素的需求特点,合理施氮。     

覆膜滴灌对玉米光合特性、物质积累及水分利用效率的影响

采用田间试验方法,以雨养条件为对照,研究3种灌溉处理(滴灌、覆膜滴灌、覆膜限量补灌)对玉米相对叶绿素质量浓度(SPAD值)、光合特性及产量和水分利用效率的影响,探讨不同膜下滴灌节水增产的效果及内在机制。结果表明,覆膜增加玉米苗期叶绿素质量浓度,在拔节期覆膜的作用减弱,抽雄期SPAD值依次为覆膜限量补灌覆膜滴灌滴灌雨养。与对照相比,覆膜滴灌、覆膜限量补灌玉米地上部干物质重分别增加22.8%~52.8%和20.3%~48.0%;玉米产量增加1 261 kg/hm2和1 300 kg/hm2,增产12.7%和13.1%;提高水分利用效率0.83 kg/m3和1.23 kg/m3,提高水分生产效率0.30 kg/m3和0.36 kg/m3。覆膜限量补灌在不影响光合产物积累的基础上,比覆膜滴灌节水60%。     

不同水氮处理对滴灌冬小麦田耗水特性及水氮利用效率的影响

为给滴灌超高产冬小麦的水氮运筹提供依据,采用水、氮两因素三水平的田间裂区试验(灌水量设1 125、2 250和2 700m3·hm-2三个水平,分别用W_1、W_2和W_3表示;施氮量设0、180和270kg·hm~(-2)三个水平,分别用N_0、N_1和N_2表示),研究了9个水氮处理对麦田0~140cm土层耗水量、冬小麦品种新冬41号群体叶面积指数、干物质和产量及水、氮利用效率的影响。结果表明,增加滴灌量直接提高了0~60cm土层含水量,间接减少了小麦对60~140cm土层储水的消耗量,增加了麦田总耗水量;施氮量对土壤含水量影响不显著。在相同水分条件下,增加施氮量提高了小麦产量;而仅在N_2条件下,滴灌量显著影响产量,W_2和W_3的产量均显著高于W_1,但W_2和W_3间差异不显著;加大滴灌量或施氮量均增加孕穗至成熟期间群体叶面积指数、光合势和干物质积累量,减少花前营养器官储存物质的转运量、转运效率和对籽粒产量的贡献率,增加花后物质生产对籽粒产量的贡献率和产量,降低灌溉水利用效率和氮肥农学利用效率;适宜水氮组合较单灌水或单施氮处理增产更显著,并同时提高水、氮利用效率,以W_2N_2、W_3N_2组合产量较高(9 051.9、9 189.6kg·hm~(-2))。综合产量和成本,春季总滴灌量2 250 m~3·hm~(-2)(拔节期、孕穗期、开花期各750m3·hm-2)、总施氮量270kg·hm~(-2)(拔节期90kg·hm~(-2)、孕穗期180kg·hm~(-2))的水氮组合为北疆滴灌冬小麦超高产田水氮运筹的适宜模式。