底肥分层条施对冬小麦旗叶衰老和光合特性、籽粒产量和肥料利用率的影响

【目的】 针对黄淮海地区冬小麦生产中肥料撒施或埋深过浅导致肥料利用率低的问题,探索水浇地麦田底肥施用方式对冬小麦籽粒产量和肥料利用率的影响,以期为该地区冬小麦高产和肥料的高效利用提供理论依据和技术支撑。【方法】 于2016—2018年冬小麦生长季,在水浇地大田条件下,设置5 种肥料施用方式：全生育期不施肥（T1）;底肥单层条施于地表下8、16 和24 cm土层深处 （T2、T3 和 T4）;底肥按1﹕2﹕3 分为3份,分别条施于地表下8、16 和24 cm 土层深处（T5）。研究不同施肥方式对冬小麦旗叶衰老和光合特性、籽粒产量和肥料利用率的影响。【结果】 随着底肥条施深度的增加,冬小麦花后旗叶超氧化物歧化酶（SOD）活性、过氧化氢酶（CAT）活性、可溶性蛋白含量、最大光化学效率（Fv/Fm）和实际光化学效率（ΦPSⅡ）均提高,气孔导度（G s）增大,净光合速率（P n）提高,丙二醛（MDA）含量降低。底肥分层条施处理（T5）与底肥24 cm单层条施处理（T4）相比,开花后旗叶衰老、荧光和光合特性差异不明显,但籽粒产量和肥料农学效率显著提高,增幅分别为5.4%—6.5%和26.8%—72.9%,这与其在较高成穗数条件下仍保持较高的穗粒数和千粒重有关。【结论】 水浇地麦田,底肥按1﹕2﹕3的比例分层条施可以在获得较高成穗数的基础上,延缓冬小麦旗叶衰老、改善旗叶光合能力,增加穗粒数、千粒重和籽粒产量,促进肥料高效利用。     

不同测墒补灌方式对小麦产量及水分利用效率的影响

为了解测墒补灌技术对小麦产量及水分利用效率的影响,文章通过田间测墒并选用微喷带补灌、按井口出水量和时间补灌2种方式,测定了小麦田各个时期的土壤墒情,根据墒情进行补灌并分析了不同测墒补灌方式下小麦的产量和水分利用效率的变化情况。结果表明：设置的3个处理中,即当地传统灌溉（Wck）、拔节期和开花期均补灌至0～40 cm土层土壤相对含水量分别为70%(W70)和75%(W75),当目标土壤相对含水量为75%时,小麦籽粒产量和水分利用效率最高;当目标土壤相对含水量为70%时,土壤灌溉水利用效率最高。2种测墒补灌方式相比,在微喷带补灌条件下,小麦籽粒产量更高,且水分利用率更高。测墒补灌技术的应用能够有效提高小麦籽粒产量和水分利用效率,选用微喷带补灌方式可达到更好的效果。     

测墒微喷补灌对小麦花后旗叶生理特性及产量的影响

为探明测墒微喷补灌对小麦产量形成的影响,以济麦22为试验材料,设置雨养（RI）、传统漫灌（FI）和微喷灌（MI）3种模式,其中RI为小麦全生育期不灌溉,FI为拔节期漫灌60 mm,MI为拔节期、孕穗期、开花期和灌浆期依据0 ~ 40 cm土层土壤质量含水量进行测墒补灌,补灌至土壤田间持水量的75%,研究其对小麦花后旗叶生理特性、干物质积累特征和产量的影响。结果表明：（1）小麦灌浆期旗叶表现为MI叶绿素含量显著高于FI和RI,RI最低;MI维持旗叶花后较高的超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化氢酶（CAT）活性,FI保护酶活性次之,RI最低,且MI旗叶灌浆期丙二醛（MDA）含量显著低于FI和RI。（2）MI和FI成熟期总干物质积累量无显著差异,二者显著高于RI,但MI显著提高了花后干物质积累对产量的贡献率;成熟期茎鞘干物质积累量表现为FI显著高于MI,RI最低,叶片、穗轴+颖壳和籽粒中均表现为MI显著高于FI,RI最低。（3）和RI相比,MI和FI增产幅度分别为21.7%和14.2%,RI产量显著降低是由于穗数、穗粒数和千粒重的显著下降,而MI较FI显著提高产量是由于穗粒数和粒重的增加。总之,测墒微喷补灌能显著延缓花后旗叶衰老进程,增强旗叶抗逆能力,促进干物质积累,实现淮北地区小麦的高产生产。     

干旱对冬小麦旗叶光合参数、产量和水分利用效率的影响

为了探讨干旱对不同抗旱性冬小麦旗叶光合特性、产量和水分利用效率的影响,2013-2015年,在防雨棚池栽条件下,以强抗旱性冬小麦品种晋麦47(JM47)和弱抗旱性冬小麦品种偃展4110(YZ4110)为材料,设置拔节后持续干旱处理(W1处理,0～140 cm土层的相对含水量为田间最大持水量的50％±5％)、花后干旱处理(W2处理,拔节期-孕穗期0～140 cm土层的相对含水量为田间最大持水量的70％±5％,花后0～140 cm土层的相对含水量为田间最大持水量的50％±5％)、拔节后适墒处理(W3处理,0～140 cm土层的相对含水量为田间最大持水量的75％±5％)3个水分处理,分析上午(6:00-12:00)、下午(12:00-18:00)及白天(6:00-18:00)冬小麦旗叶光合参数的均值、籽粒产量和水分利用效率.结果表明,与W3处理相比,W1、W2处理降低了旗叶净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)的均值,且下午的降幅大于上午,灌浆中期的降幅大于灌浆前期.与YZ4110相比,在相同土壤水分条件下JM47旗叶Pn均值在灌浆前期下午及灌浆中期上午、下午、白天都显著高于YZ4110;旗叶Gs均值表现为在W3处理下灌浆前期下午、白天及2013-2014生长季灌浆中期白天显著高于YZ4110;在灌浆中期旗叶Tr均值表现为在W3、W2、W1处理的上午、下午、白天显著高于YZ4110;旗叶Ci均值表现为在W2处理下灌浆前期上午显著低于YZ4110.与W3处理相比,W1处理下JM47、YZ4110的产量分别降低了12.5％、24.2％,水分利用效率分别提高了23.3％、18.2％,W2处理下水分利用效率分别提高了13.2％、13.7％,而产量仅YZ4110显著降低了9.4％.除瞬时水分利用效率(IWUE)和灌浆中期胞间二氧化碳浓度外,旗叶光合参数与籽粒产量呈正相关,与水分利用效率呈负相关,且相关系数的绝对值总体表现为下午大于上午、灌浆中期大于灌浆前期.总体看出,种植强抗旱性冬小麦品种有利于改善旗叶光合特性,特别是下午时段和灌浆中期的旗叶光合特性,从而提高冬小麦产量.     

低压微喷对小麦、玉米产量和水分利用效率的影响

在大田条件下,设置小麦、玉米不同灌溉量和灌溉时期的组合模式,对低压微喷条件下冬小麦、夏玉米产量、周年水分利用效率、经济效益进行分析。结果表明,与传统漫灌相比,低压微喷灌溉可以提高水分利用效率、灌溉水分利用效率和作物千粒质量,延缓灌浆后期叶片SPAD值的下降速度;测墒补灌结合低压微喷模式(S3)作物周年产量与对照间差异不显著(P0.05),但水分利用效率较对照显著提高32.8%(P0.05),灌溉水分生产效率较对照显著提高54.8%(P0.05),经济效益比对照提高10.5%。在此试验条件下,测墒补灌结合低压微喷(S3)为最优灌溉模式。     

不同测墒补灌处理对冬小麦产量及光合特性的影响

为了明确测墒补灌对冬小麦产量和干物质积累的影响,以高产优质冬小麦‘烟农999’为材料,试验设置5个水分处理：W0全生育期不浇水,Wck为传统灌溉处理（对照）,W70、W75、W80为测墒补灌处理,于拔节期和开花期分别补灌至土壤相对含水量的70%、75%、80%。结果表明：（1）各处理之间相比较,W75籽粒产量和水分利用效率最高,分别为11438.85 kg/hm ²、25.78 kg/(hm ²·mm),比传统灌溉处理提高了12.12%、21.2%。（2）W75处理开花期和灌浆期的叶面积指数、灌浆期的旗叶净光合速率、开花期干物质转移率、灌浆期营养器官对籽粒的贡献率显著高于其他处理。综合分析,本试验条件下W75是‘烟农999’获得高产高水分利用效率的灌溉方案。     

不同施氮量对小麦旗叶衰老特性和产量性状的影响

不同施氮量处理对小麦旗叶衰老特性和产量特性的研究结果表明，在施纯氮75－375kg/hm^2范围内，随施氮量的增加，旗叶超氧化物歧化酶（SOD）活性、叶绿素（Chl）和可溶性蛋白质（Pro）含量都增加，丙二醛（MDA）含量降低。至旗叶全展后18d，除MDA含量迅速增加,人他生理指标都开始下降。在旗叶一生中的前期，高氮处理（375kg/hm^2）的SOD活性、Chl和Pro含量均较高，后期却下降很快，而中氮处理（225kg/hm^2），整个旗叶生长期内都能保持较高的酶活性、Chl和Pro含量和Pn，从而有关产量构成因素和子粒产量也最高。     

测墒补灌和施氮对冬小麦产量及水分、氮素利用效率的影响

【目的】测墒补灌是近年来研究的一种小麦节水灌溉新技术。论文旨在探索测墒补灌与施氮对冬小麦生长的影响,为该区节水、节氮提供依据。【方法】采用漫灌的方式设置测墒补灌和施氮两因素田间试验,补灌设置4个处理,于冬小麦拔节期、开花期依据0-40 cm土层土壤质量含水量进行测墒补灌,补灌至土壤田间持水量的50%（W₁）、60%（W₂）、70%（W₃）、80%（W₄）。施氮设置4个处理,不施氮（N₀）、施纯氮180 kg·hm^-2（N₁₈₀）、240 kg·hm^-2（N₂₄₀）和300 kg·hm^-2（N₃₀₀）。在此处理下研究了测墒补灌和施氮对冬小麦产量及水分、氮素利用效率的影响。【结果】(1)各施氮处理下,补灌量的增加可增加冬小麦籽粒产量,当补灌量至土壤田间持水量的60%-80%范围内时,冬小麦籽粒的增产效应差异不显著。各补灌处理下,当施氮量超过240 kg·hm^-2时籽粒产量无显著性变化。本试验条件下当补灌至土壤田间持水量的60%,施氮量为240 kg·hm^-2时冬小麦籽粒产量达到最高,为8 104.6 kg·hm^-2。(2)增加施氮量和补灌量均可显著增加麦田总耗水量,但当施氮量超过240 kg·hm^-2时,施氮的提高效果不显著。补灌量的增加会显著增加麦田总耗水量,但当补灌至土壤田间持水量60%（W₂）、70%（W₃）时较补灌至80%（W₄）处理显著降低耗水量,说明有利于节约灌水而获得较高产量。(3)相同施氮处理下,补灌量的增加可显著提高冬小麦水分利用效率,当补灌量增至土壤田间持水量的60%时,冬小麦水分利用效率达到最大值,为14.7 kg·hm^-2·mm^-1。相同补灌处理下,增施氮肥可显著提高冬小麦水分利用效率,但施氮量不宜超过240 kg·hm^-2,否则将导致水分利用效率降低。(4)相同施氮处理下,应控制补灌量至土壤田间持水量的60%时冬小麦氮素干物质生产效率及氮素利用效率最高,为60.1 kg·kg^-1、22.4 kg·kg^-1。相同补灌处理下,施氮量应控制在240 kg·hm^-2时可获得较高的氮素干物质利用效率及冬小麦氮素利用效率最高,为63.9 kg·kg^-1、23.5 kg·kg^-1。【结论】本试验条件下当施氮量为240 kg·hm^-2、冬小麦拔节期、开花期补灌至土壤田间持水量的60%时冬小麦籽粒产量、水分利用效率、氮素干物质利用效率、氮素利用效率均最高,为最优的节水、节氮、高产组合,推荐其作为该区域适宜水、氮用量。     

不同生育时期时期施氮对冬小麦旗叶衰老和粒重的影响

研究了高产条件下，冬小麦春季二梭期、雌雄蕊原基形成期、四分体形成期和开花期施氮７８．７５ｋｇ／ｈｍ＾２对旗叶衰老及产量因素和籽粒蛋白质含量的影响。结果表明，四分体形成期和雌雄蕊原基形成期施氮提高了旗叶衰老初期可溶性蛋白质含量和衰老后期的光合作用速率，降低了叶片衰老期间细胞膜质过氧化水平及叶片衰老后期脱落酸积累量，延长了籽粒线性增重阶段持续时间，显著提高了粒重和籽粒产量。     

不同喷射角微喷带灌溉对土壤水分布与冬小麦 耗水特性及产量的影响

【目的】研究不同喷射角微喷带灌溉对土壤水分布与冬小麦耗水特性及籽粒产量的影响,以期为创新小麦节水灌溉技术,实现小麦高产高效栽培提供理论依据。【方法】2010—2012年冬小麦生长季,选用高产冬小麦品种济麦22,在田间条件下设置T0：生育期不灌水;T1、T2、T3、T4采用微喷带灌溉,微喷带带长均为40 m,喷射角分别为35°、50°、65°和80°。每条微喷带沿小麦种植行向铺设在行间,灌溉左右各4行（L1—L4）小麦,实际灌溉宽度1.6 m。【结果】（1）拔节和开花期采用微喷带补灌,同一处理下,各取样区间L1—L4的0—200 cm土层土壤含水量变化规律一致,其中T1、T2和T3处理的各行间上部土层土壤含水量均表现为：随行间距离微喷带增加,土壤含水量逐渐降低;随微喷带喷射角增大,灌溉水在土壤中的分布均匀系数显著增加。T4处理各行间0—200 cm各土层土壤含水量无显著差异,灌溉水在土壤中的分布均匀系数最高。（2）与T1、T2和T3处理相比,T4处理在拔节期至开花期对40—80 cm土层土壤贮水消耗量和开花至成熟期20—80 cm土层土壤贮水消耗量显著升高,对深层土壤贮水消耗量和总土壤贮水消耗量显著降低,拔节至开花期的阶段耗水量、开花期补灌水量、总灌水量和总耗水量亦显著降低。（3）T4处理的籽粒产量、产量水分利用效率和土壤贮水利用效率显著高于其余各处理。【结论】在本试验条件下,采用80°喷射角的微喷带灌溉处理是兼顾高产和高水分利用效率的最优处理。     

不同水氮运筹对冬小麦光合特性和产量的影响

为了确定小麦高产水肥需求规律,以周麦27为材料,研究不同水[W1(中度水分胁迫:土壤含水量为田间持水量的50%~60%)、W2(适当灌溉:土壤含水量为田间持水量的60%~70%)、W3(充分灌溉:土壤含水量为田间持水量的70%~80%)]、氮[N1(不施氮)、N2(正常施氮:225kg/hm~2)、N3(高施氮:300 kg/hm~2)]运筹对冬小麦光合特性和产量的影响。结果表明,当土壤水分含量相同时,随着施氮量的增加,小麦净光合速率(Pn)总体呈现先增加后趋于平稳的趋势,小麦旗叶SPAD值、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、胞间CO_2浓度(Ci)以及产量总体呈先增加后降低的趋势。当施氮量相同时,花后10 d,随着土壤含水量的增加,SPAD值总体逐渐增加(N1处理除外),Ci总体逐渐降低,Pn、Tr和Gs总体先降低后增加;花后18 d,SPAD值、Pn、Tr以及Gs总体随着土壤含水量的增加而增加,但总体上W2和W3处理间差异不显著(Gs除外);花后26 d,SPAD值随着土壤含水量的增加呈先增加后降低的趋势,Pn总体呈增加的趋势(W2和W3处理间总体差异不显著),Gs总体呈先降低后增加的趋势。当土壤水分含量相同时,与N1处理相比,N2处理小麦产量平均提高11.87%,N3处理提高了7.86%。当施氮量相同时,与W1处理相比,W2处理小麦产量平均提高3.24%,W3处理提高了2.26%。W2N2处理即施氮量为225 kg/hm~2,灌溉后土壤含水量为田间持水量的60%~70%时产量最高。说明适当的水氮运筹有利于提高小麦产量。     

水肥运筹对冬小麦光合特性、产量及水分利用的影响

为探明水肥运筹对冬小麦产量及水分利用的影响,采用田间试验,研究了不同氮肥追施比例( N0：一次性底施,N1：底施40%+拔节期30%+灌浆期30%,N2：底施60%+拔节期20%+灌浆期20%,N3：底施70%+拔节期30%)与灌水量(W0：0 m3/(次·hm2),W1：225 m3/(次·hm2),W2：450 m3/(次·hm2))相结合对土壤水分,冬小麦光合特性、产量及水分利用的影响。结果表明,不同水氮运筹方式改善了小麦的光合特性,促进了小麦生长、产量及水分利用的提高。在小麦需水旺盛的灌浆期,各处理间的剖面土壤水分含量差异最为显著,其中以W2 N3处理较高。在所有处理中, W2 N2处理净光合速率最高,W1N2和W2N2处理叶片水分利用效率均较高;W2N2处理产量和水分生产效率最高,分别较对照(W0N0)提高33.5%、23.8%。综上,水肥运筹模式以W2N2处理最优。     

不同降水年型旱地小麦覆盖对产量及水分利用效率的影响

【目的】明确旱地麦田休闲期覆盖的蓄水增产效果和生育期覆盖播种的节水增产效果,探索旱地小麦不同降水年型休闲期覆盖和生育期覆盖的保水技术新途径。【方法】于2011-2014年在山西闻喜县开展大田试验,以休闲期覆盖渗水地膜与不覆盖为主区,以生育期膜际条播、条播为副区,研究覆盖对旱地麦田3 m内土壤水分、小麦产量构成、水分利用效率和节水增产效率的影响。【结果】休闲期覆盖较不覆盖处理提高了播种期0-300 cm土层土壤蓄水量,丰水年达40-41 mm,平水年达55-58 mm,欠水年达70 mm,且欠水年更有利于蓄积土壤水分于深层,显著提高了不同降水年型休闲期土壤蓄水效率,达到20%以上,其覆盖的蓄水效果可延续至孕穗期,且生育期配套膜际条播效果更佳。休闲期覆盖较不覆盖处理显著提高小麦穗数、产量和水分利用效率,产量提高20%以上,水分利用效率提高15%以上,且生育期配套膜际条播小麦穗粒数、千粒重也显著提高。结果还表明,休闲期覆盖处理小麦播种期土壤水分每多蓄1 mm,丰水年小麦可增产21-27 kg·hm^-2,平水年可增产16-18 kg·hm^-2,欠水年可增产13-24 kg·hm^-2,且休闲期覆盖条件下,生育期膜际条播播种对产量的提升有较大的调控作用。生育期地膜覆盖保水后,旱地麦田节水、增产效果提高,单位粮食生产节水量提高10%以上,消耗1 mm土壤水分产量提高11%以上。【结论】旱地小麦休闲期覆盖有利于蓄积休闲期降雨,改善底墒,尤其欠水年蓄水效果更佳,有利于提高小麦花前土壤水分,促进有效穗数的形成,提高产量,且生育期膜际条播播种效果更佳。底墒充足时,生育期膜际条播播种有利于提高旱地麦田的节水增产效果,而欠水年底墒不足时,会导致水分浪费和减产。     

Effects of Tillage Practices on Water Consumption,Water Use Efifciency and Grain Yield in Wheat Field

Water shortage is a serious issue threatening the sustainable development of agriculture in the North China Plain, with the winter wheat （Triticum aestivum L.） as its largest water-consuming crop. The effects of tillage practices on the water consumption and water use efifciency （WUE） of wheat under high-yield conditions using supplemental irrigation based on testing soil moisture dynamic change were examined in this study. This experiment was conducted from 2007 to 2010, with ifve tillage practice treatments, namely, strip rotary tillage （SR）, strip rotary tillage after subsoiling （SRS）, rotary tillage （R）, rotary tillage after subsoiling （RS）, and plowing tillage （P）. The results showed that in the SRS and RS treatments the total water and soil water consumptions were 11.81, 25.18%and 12.16, 14.75%higher than those in SR and R treatments, respectively. The lowest ratio of irrigation consumption to total water consumption in the SRS treatment was 18.53 and 21.88%for the 2008-2009 and 2009-2010 growing seasons, respectively. However, the highest percentage of water consumption was found in the SRS treatment from anthesis to maturity. No signiifcant difference was found between the WUE of the lfag leaf at the later iflling stage in the SRS and RS treatments, but the lfag leaf WUE at these stages were higher than those of other treatments. The SRS and RS treatments exhibited the highest grain yield （9 573.76 and 9 507.49 kg ha-1 for 3-yr average） with no signiifcant difference between the two treatments, followed by P, R and SR treatments. But the SRS treatment had the highest WUE. Thus, the 1-yr subsoiling tillage, plus 2 yr of strip rotary planting operation may be an efifcient measure to increase wheat yield and WUE.     

Effects of Tillage Practices on Water Consumption,Water Use Efficiency and Grain Yield in Wheat Field

Water shortage is a serious issue threatening the sustainable development of agriculture in the North China Plain, with the winter wheat (Triticum aestivum L.) as its largest water-consuming crop. The effects of tillage practices on the water consumption and water use efficiency (WUE) of wheat under high-yield conditions using supplemental irrigation based on testing soil moisture dynamic change were examined in this study. This experiment was conducted from 2007 to 2010, with five tillage practice treatments, namely, strip rotary tillage (SR), strip rotary tillage after subsoiling (SRS), rotary tillage (R), rotary tillage after subsoiling (RS), and plowing tillage (P). The results showed that in the SRS and RS treatments the total water and soil water consumptions were 11.81, 25.18% and 12.16, 14.75% higher than those in SR and R treatments, respectively. The lowest ratio of irrigation consumption to total water consumption in the SRS treatment was 18.53 and 21.88% for the 2008–2009 and 2009–2010 growing seasons, respectively. However, the highest percentage of water consumption was found in the SRS treatment from anthesis to maturity. No significant difference was found between the WUE of the flag leaf at the later filling stage in the SRS and RS treatments, but the flag leaf WUE at these stages were higher than those of other treatments. The SRS and RS treatments exhibited the highest grain yield (9573.76 and 9507.49 kg ha⁻¹ for 3-yr average) with no significant difference between the two treatments, followed by P, R and SR treatments. But the SRS treatment had the highest WUE. Thus, the 1-yr subsoiling tillage, plus 2 yr of strip rotary planting operation may be an efficient measure to increase wheat yield and WUE.