不同钾肥品种对甘肃中部地区马铃薯产量及品质的影响

为了确定甘肃中部马铃薯主产区马铃薯生产过程合理施用钾肥品种及其用量,于2009年在甘肃省漳县进行了硫酸钾和氯化钾两种钾肥的不同用量试验,测定了马铃薯植株地上部分株高、分枝数以及经济性状和薯块产量,分析了不同用量下马铃薯品质和经济效益。结果表明,施用钾肥能有效提高马铃薯地上部分株高、分枝以及薯块产量和品质;同一钾肥下K₂O施用量105 kg·hm^-2时单株薯块、大中薯率、产量以及干物质、粗淀粉、Vc最高,而烂薯率和薯块还原糖含量最低,K₂O 60 kg·hm^-2时马铃薯粗蛋白含量最高;同一钾水平下施用硫酸钾马铃薯植株分枝数以及烂薯率明显低于施用氯化钾,单株结薯个数、大中薯鲜重、大中薯率及产量明显高于氯化钾,同时薯块干物质、粗淀粉、Vc、粗蛋白含量高于氯化钾,还原糖含量低于氯化钾,而株高差异不明显。研究得知,甘肃中部马铃薯主产区马铃薯生产过程中施用硫酸钾优于氯化钾,在施纯N120 kg·hm^-2、P₂O₅ 60 kg·hm_-2条件下,K₂O施用量105 kg·hm_-2时可有效提高马铃薯产量和品质,且纯收益最高。     

陇中旱农区不同品种马铃薯水氮利用效率研究

以12个马铃薯品种为研究对象,连续2 a（2022—2023年）设置不施氮(0 kg·hm^-2)和施氮(180 kg·hm^-2) 2个施氮水平,分析不同品种马铃薯产量和水氮效率特征,并采用隶属函数法对各马铃薯品种进行综合评价。结果表明：品种、氮水平和品种×氮水平都对晚熟马铃薯产量均具有极显著影响,而氮水平×品种对中熟品种无显著影响。连续2 a供氮条件下中熟品种产量变幅为8 289.39~22 011.61 kg·hm^-2,晚熟品种产量变幅为8 192.57~20 308.58 kg·hm^-2。基于2 a施氮和不施氮条件下各品种块茎产量,将不同马铃薯品种按照不同氮效率划分为4种类型,即双高型（‘京张薯1号’、‘陇薯20号’、‘青薯9号’、‘陇薯15号’、‘陇薯16号’）、低氮高效型（‘V7’、‘陇薯14号’）、高氮高效型（‘陇薯10号’）和双低型（‘冀张薯12号’、‘希森6号’、‘定薯3号’、‘陇薯22号’）。相关性分析结果表明：氮素吸收效率、氮肥表观利用率与产量呈极显著正相关关系（R²=0.4438^**,R²=0.4211^**）,马铃薯产量与块茎含氮量间呈极显著正相关关系（R²=0.5302^**,R²=0.4357^**）,说明在施氮和不施氮条件下,马铃薯块茎含氮量越高则其产量越高。隶属函数分析结果表明：中熟品种‘京张薯1号’（D_i=0.90）、晚熟品种‘青薯9号’（D_i=0.90）和‘陇薯10号’（D_i=0.87）具有较高的综合水氮效率和产量表现,可作为水氮高效品种在陇中旱作区进行推广。     

半干旱区春小麦水分与产量关系及其影响因素分析

水分是影响半干旱雨养作物生长、发育及产量形成最重要的环境因素。以中国西北半干旱区田间试验为基础,收集长期观测资料和文献数据,分析春小麦产量与水分之间的关系及其环境影响因素,揭示不同环境条件下春小麦水分限制特征和调控机制。研究表明：半干旱区常规管理水平下,雨养春小麦产量与水分间的关系相对稳定,然而播前土壤储水影响生育期降水与春小麦产量间的关系,不同播前土壤储水条件下,每增加1 mm降水量,春小麦产量的增加量分别为21.3 kg·hm^-2和16.8 kg·hm^-2。生育期大气干湿条件（潜在蒸发量与降水的差值）对播前土壤储水与春小麦产量间的关系也有影响,其中大气较为干燥时（潜在蒸发量与降水的差值大于425 mm）,产量与土壤水分间关系斜率为22.9 kg·hm^-2·mm^-1,大气较为湿润时（潜在蒸发量与降水的差值小于425 mm）,斜率为20.1 kg·hm^-2·mm^-1。相较生育期降水,播前土壤储水对春小麦产量更具有决定性作用。半干旱雨养春小麦的气候年型由播前土壤储水和生育期大气干湿条件共同决定。增加播前土壤水分储量、在生育期的特定阶段灌溉均会改变小麦耗水量与产量之间的关系,并最终导致小麦水分利用效率发生变化。大气干湿条件和灌溉条件共同导致中国西北不同地区春小麦边界函数存在差异。     

河北坝上地区马铃薯产量变异的气候决定因子分析

河北坝上地区马铃薯主要在雨养条件下种植,年际间产量具有很大的变异。基于2010—2017年连续8 a的马铃薯生育期数据、产量数据和生育期内的气象数据,探讨了坝上地区马铃薯产量变异的气候决定因子,并分析了1961—2017年马铃薯生长季气候因子的变化。结果表明:1961—2017年坝上地区马铃薯生长季内总辐射平均每10 a下降66 MJ·m~(-2);最低温度和最高温度平均每10 a分别升高0.5℃和0.4℃;生长季内总降水无显著变化趋势,但年际间具有很大的波动性。试验年份马铃薯产量在8 250～24 500 kg·hm~2之间,变异系数为27.8%。生长季内总辐射对马铃薯产量具有一定的促进作用,但不显著(P0.05);出苗～薯块形成期(R~2=0.31,P0.05)和薯块形成～薯块膨大期(R~2=0.52,P0.01)两个阶段的最高温度对马铃薯产量产生了显著的负影响;薯块膨大～成熟期的最大连续无有效降水日数决定了马铃薯产量变异的68%。薯块膨大～成熟期的最大连续无有效降水日数和有效降水、薯块形成～薯块膨大期的最高温度和总辐射共同可以决定坝上地区马铃薯产量变异的82%。马铃薯生育期内降水总量不是坝上地区马铃薯产量变异的决定因子,有效降水及分配情况与马铃薯产量相关性更大,未来持续升温的气候情境下坝上地区雨养马铃薯产量提升应从提高降水有效性和培育耐高温品种两方面制定措施。     

盐池县扬黄灌区玉米滴灌制度的制定

为了提高宁夏扬黄灌区水资源利用效率,促进玉米滴灌技术推广应用,在位于西北黄土高原的宁夏盐池县扬黄灌区开展了玉米滴灌制度研究。试验设计了单因素施肥水平2 131～3 847 m³·hm^-2共9个梯度灌水总额,灌水次数10~11次,单次灌水定额150～450 m³·hm^-2。通过对玉米生育期灌水量、土壤含水量、产量等指标的监测,分析了玉米生育期土壤含水量变化规律、各生育阶段耗水量强度、不同灌水定额下土壤水蓄存情况、年灌水量与产量的关系。结果显示：灌水前后0~40 cm土壤含水量有显著差异,40~100 cm差异不显著;单次灌水定额为225~375 m³·hm^-2时灌溉水在土壤中得到有效蓄存,而单次灌水定额为450 m³·hm^-2时,灌溉水有深层渗漏和侧渗现象。灌水量与玉米籽粒、青贮产量均呈正相关,R²分别为0.75和0.82,,在总灌水量为3 402、3 628 m³·hm^-2和3 847 m³·hm^-2时,产量分别为14 062、11 717、12 889 kg·hm^-2,籽粒和青贮产量均随灌水量增加而减少,灌溉水生产效率分别为2.46、2.01、2.14 kg·m^-3;灌浆期、抽雄期、拔节期是玉米生长的关键需水期,灌水定额为300~375 m³·hm^-2;盐池县扬黄灌区适宜滴灌次数10～11次,灌水总额3 405～3 660 m³·hm^-2。     

越冬作物覆盖保水效应及对后茬大豆水分利用效率和产量的影响

为探索越冬作物冬油菜(Brassica rape)、冬小麦(Triticum aestivum)、冬豌豆(Pisum sativum)的覆盖保水效应及对后茬大豆的影响,于2019—2020年和2020—2021年生长季,在甘肃省镇原县以地膜覆盖和露地为对照,比较了5种处理的地表覆盖度、耗水特征及后茬大豆水分利用效率和产量的差异,分析了越冬作物耗水量与生物量和地表覆盖度的相关性。结果表明：从出苗期到刈割期,冬小麦生物量分别较冬油菜和冬豌豆显著增加15.6%和130.5%(P<0.05),冬油菜和冬小麦具有更高的地表覆盖度,分别为89.2%和84.4%。冬油菜、冬小麦、冬豌豆的耗水量分别较地膜覆盖和露地增加50.4%和18.6%、150.2%和97.4%、41.6%和11.7%;冬油菜和冬小麦耗水量与生物量的相关系数分别为0.923和0.966,呈显著正相关(P<0.01),与地表覆盖度相关性不显著,冬油菜耗水量与地表覆盖度间有负相关趋势。在相对干旱生长季,冬油菜和冬豌豆耗水量分别较露地减少6.7 mm和7.5 mm,具有保水效应,冬小麦和冬豌豆后茬种植大豆具有更高的籽粒产量,产量水平分别为2 583.3 kg·hm^-2和2 550.4 kg·hm^-2,冬小麦后茬大豆的水分利用效率最高,2 a的平均值为8.3 kg·hm^-2·mm^-1。综合分析地表覆盖度、耗水量、土层水分变化、大豆籽粒产量等因素,在本试验条件下,冬油菜、冬豌豆是西北旱作区冬季农田覆盖和土壤水分保持的有效措施,冬小麦是大豆种植的优势茬口。     

不同施氮水平下小麦/玉米套作群体产量和水氮利用

通过2018—2020年连续两年田间试验,以小麦/玉米套作群体为试验对象,研究N0、N1和N2 3个水平下（施N量分别为小麦0、120 kg·hm^-2和240 kg·hm^-2,玉米0、180 kg·hm^-2和360 kg·hm^-2）小麦/玉米套作群体产量、土地当量比与土壤水分利用的差异。结果表明：小麦/玉米套作具有明显的产量与水分利用优势,与单作相比,套作小麦产量提高21.34%~27.80%（P＜0.05）,产量优势主要来源于边1行与边2行的增产,而套作玉米表现受氮肥供应的调控,在N0与N1水平下套作产量减少3.02%~11.43%,仅在N2水平下高于单作玉米;小麦/玉米套作群体的土地当量比（LER）在1.04~1.16,具有土地利用优势;在相同产量下小麦/玉米套作群体比单作群体的耗水量更少,水分利用效率更高,其中在N1水平下耗水量减少最为明显,两年内平均减少消耗47.30 mm的水分,而水分利用效率比单作系统提高2.77%~6.46%,小麦/玉米套作群体在3个施氮水平下均表现出节水与水分利用优势;套作种植还可以提高小麦和玉米的氮肥农学利用率及小麦的氮肥偏生产力,两年内套作小麦的氮肥偏生产力和氮肥农学利用率最高可达64.17 kg·kg^-1和11.17 kg·kg^-1。因此在半湿润区雨养条件下具有发展小麦/玉米套作种植模式的可行性。     

浅埋滴灌水氮运筹对春玉米产量及水分利用效率的影响

采用二因素二次饱和D-最优设计,于2016-2017年在辽西半干旱区移动遮雨棚内进行了水氮精量控制试验,设灌溉量和施氮量2个因素,灌溉量分别设145.4、271.7、348.2、436.2 mm 4个水平,施氮量分别设0、84.6、136.1、195.0 kg·hm^-2 4个水平,共6个处理。试验分析了水氮交互作用对春玉米产量和水分利用效率的影响,建立了产量回归模型。研究结果表明：浅埋滴灌条件下,灌溉量在145.4~350.5 mm时,春玉米产量随灌溉量的增加而增高至11 005.60 kg·hm^-2;灌溉量在350.5~436.2 mm时,产量随灌溉量的增加而降低至10 730.09 kg·hm^-2;施氮量在0~146.9 kg·hm^-2时,产量随施氮量的增加而增高至10 983.19 kg·hm^-2,施氮量在146.9~195.0 kg·hm^-2时,产量随施氮量的增加而降低至10 862.39 kg·hm^-2。灌溉量因素的影响大于施氮量,水氮之间有明显的正向交互效应,当灌溉量为373.1 mm,施氮量为165.6 kg·hm^-2时产量最高。作物耗水量在拔节-抽雄期和灌浆-收获期较大,分别为115.64、127.50 mm;水分利用效率随灌溉量的增加呈逐渐降低趋势,降低幅度达到52.21%,随着施氮量的增加则呈先升高后降低趋势,增幅为14.73%~20.08%;其中处理6（灌溉量348.2 mm,施氮量195.0 kg·hm^-2)最利于水分利用效率的提高。综合产量和水分利用效率两方面的因素,初步建立了春玉米浅埋滴灌水氮施用优化模式,参数组合为灌溉量348.2 mm、施氮量165.6 kg·hm^-2。     

密肥互作对全膜双垄沟播玉米产量及水分利用效率的影响

为进一步完善全膜双垄沟播玉米栽培技术体系,采用大田随机区组试验法,研究了不同密度和施肥水平对全膜双垄沟播玉米产量和水分利用效率的影响。结果表明：6.75×10⁴株·hm^-2种植密度下玉米产量和水分利用效率显著高于4.50×10⁴株·hm^-2密度处理。不同施肥处理条件下,玉米穗 行数和产量均以施纯氮180 kg·hm^-2,施过磷酸钙144 kg·hm^-2处理最高;玉米百粒重和 水分利用效率均以施纯氮210 kg·hm^-2,施过磷酸钙168 kg·hm^-2最高;6.75×10⁴株·hm^-2密度下施纯氮210 kg·hm^-2,施过磷酸钙168 kg·hm^-2处理互作效应显著,玉米百粒重、产量和水分利用效率均高于其他处理。说明6.75×10⁴株·hm^-2密度下施纯氮210 kg·hm^-2,施过磷酸钙168 kg·hm^-2是当地全膜双垄沟播玉米生产中比较理想的种植密度和施肥水平。     

水肥供应对马铃薯根层养分及产量的影响

以陕北地区普遍种植的马铃薯品种荷兰15号为供试材料,设置灌水水平和施肥量两因素,研究水肥供应对马铃薯根层养分及产量的影响。以100%ET₀（W1）和当地推荐施肥量（F1,N-P₂O₅-K₂O为240-120-300 kg·hm^-2）为基础,3个灌水量处理分别为W1,W2（80%ET₀）和W3（60%ET₀）,3个施肥水平分别为F1,F2（75%F1）和F3（50%F1）,以60%ET₀灌水水平和不施肥处理为对照组（CK）,共10个处理。结果表明：不同水肥供应对马铃薯各生长阶段耗水量及水分利用效率有显著的影响,随着灌水量增加,土壤水分逐渐向下层迁移;在马铃薯整个生育期,W3F2处理水分利用效率最高,为44.69 kg·hm^-2·mm^-1,其次为W2F2(44.41 kg·hm^-2·mm^-1),比CK分别高39.64%和38.75%;W3F1处理在10~60 cm土层硝态氮含量平均值最高,比CK高166.1%,W2F2在10~60 cm土层铵态氮含量平均值最高,比CK高61%,W3F3在10~60 cm土层电导率平均值最高,比CK增高48.44%。W2F2处理的土壤养分含量较高,主要集中在10~30 cm土层;W2F2处理的产量最高,为12 539.33 kg·hm^-2,比CK处理的产量高55.65%,且变异系数小。因此,该地区推荐的灌水量为80%ET₀,施肥量N-P₂O₅-K₂O为180-90-225 kg·hm^-2。     

绿洲膜下滴灌调亏马铃薯水分生产函数及灌溉制度优化

通过田间试验研究了绿洲膜下滴灌调亏马铃薯各生育期耗水规律及其影响因素,建立了以Jensen模型为基础的水分生产函数并对马铃薯灌溉制度进行了优化。结果表明:块茎膨大期马铃薯水分敏感指数最大,块茎形成期次之,苗期和淀粉积累期较小;块茎形成期轻度调亏对马铃薯产量无显著影响(P0.05),而块茎形成期中度调亏、块茎膨大期轻度和中度调亏对其产量均有显著影响(P0.05);块茎形成期轻度调亏的水分利用效率比块茎形成期中度调亏、块茎膨大期轻度调亏和全生育期充分灌水分别提高了6.2%、8.3%和6.7%;膜下滴灌调亏马铃薯产量随耗水量增加而增加,水分利用效率随之降低,全生育期充分灌水比块茎膨大期中度水分调亏耗水量增加22.4%,产量增加20.4%,水分利用效率降低14.0%。采用遗传算法并结合水分生产函数进行灌溉制度优化,结果表明:河西绿洲区膜下滴灌马铃薯全生育期灌溉定额为225 mm时,产量最高,为43.86 t·hm-2,灌溉水利用效率为19.5 kg·m-2;灌溉制度为苗期灌水20~30 mm,块茎形成期灌水70~75 mm,块茎膨大期灌水100~115mm,淀粉积累期灌水20~25 mm,灌水间隔为7 d。因此,膜下滴灌调亏在降低马铃薯耗水量的同时,提高了水分利用效率,在块茎形成期轻度水分调亏不影响产量,可达到节水增产的目的。     

补水时期和施钾量对旱作马铃薯产量和水分利用的影响

采用裂区试验设计,以施钾水平为主处理,补水时期为副处理,研究了补充供水和钾素处理对马铃薯产量和水分利用效率的影响,结果表明:施钾量、补水时期以及交互作用对马铃薯产量和水分利用效率的影响达到了显著水平.在施钾量150 kg/hm2、苗期补水的条件下,产量达到36 324.97 kg/hm2,水分利用效率达到94.2kg/(mm·hm2),比不施钾、不补水处理产量和水分利用效率分别提高了32.24%、30.7%.     

密度和品种对夏玉米产量及水分利用效率的影响

本试验旨在研究品种和密度对夏玉米产量及水分利用效率的影响,通过品种选择和密度优化为玉米节水高产提供依据。试验材料选择郑单958、屯玉808、先玉335、先玉1266、浚单29、陕单226、陕单609、延科288、西农211和华农138共10个玉米品种,设置6.75×104、7.5×104、8.25×104株·hm-2共3个种植密度,采用裂区设计进行田间试验,研究夏玉米产量、生物量、耗水量及水分利用效率随密度和品种的变化规律。结果表明:种植密度的增加会影响夏玉米的产量及水分利用效率,不同密度下以8.25×104株·hm-2的产量和水分利用效率最高,平均产量为7 954 kg·hm-2,水分利用效率为22.1 kg·hm-2·mm-1;不同品种夏玉米产量和水分利用效率对密度的响应存在差异,屯玉808的耐密性最好,西农211耐密性最差;产量越高的品种水分利用效率越高。因此在关中平原,适当提高种植密度,并选用耐密型高产品种是实现玉米种植节水高产的有效途径。本试验条件下,以8.25×104株·hm-2密度水平种植屯玉808、华农138、先玉1266和陕单609,以7.5×104株·hm-2密度种植郑单958,可同时获得产量和水分利用效率最高。     

不同水氮处理对滴灌冬小麦生长、产量和耗水特性的影响

通过滴灌小麦大田试验,研究了不同灌水下限(灌水下限为田间持水量的45%、60%、75%)和施氮处理(45、111、146 kg·hm~(-2))对田间冬小麦生长、产量和耗水特性的影响。结果表明:灌水下限对小麦株高、叶面积指数和干物质的影响是显著的,且比施氮量影响更大。W3(灌水下限为田间持水量45%)和N3(施氮量45 kg·hm~(-2))处理不利于小麦株高、叶面积的增长。在小麦生长后期,增加灌水量和施氮量有利于小麦株高的生长。小麦的产量随着灌水下限的增大而增加;施氮量在0~111 kg·hm~(-2)时,冬小麦产量随着施氮量的增加而增加,超过111 kg·hm~(-2)时不再显著增加甚至抑制产量的增长;灌水下限和施氮量相对较小的处理有利于提高水分利用效率。不同水肥处理,小麦各生育期内耗水量和耗水模数都表现为灌浆完熟抽穗扬花期拔节孕穗期返青起身期。在此试验条件下,W2N2的处理(灌水下限为田间持水量的60%,灌溉定额为290 mm,施氮量为111 kg·hm~(-2))的干物质、产量和水分利用效率最大,是产量和效益兼优的最佳组合。     

绿洲生态条件下氮磷肥配施对冬小麦干物质分配及产量的影响

在西北绿洲生态条件下,设165 kg·hm-2(N1),225 kg·hm-2(N2)两个氮素(纯氮)水平和105 kg·hm-2(P1)、165 kg·hm-2(P2)两个磷素(P2O5)水平共4个处理,研究了氮磷配施对冬小麦产量及干物质积累及分配、灌浆特性的影响。结果表明:N2P1、N2P2具有较高的籽粒产量,分别为7 644.73、7 686.25 kg·hm-2,同时,水分利用效率(WUE)也较高,分别为11.67、11.49 kg·hm-2·mm-1;千粒重和穗粒数随施氮量增加而提高,磷对籽粒产量构成要素影响不显著;氮、氮和磷互作对籽粒平均灌浆速率(V)、最大灌浆速率(Vmax)、有效灌浆持续期粒重增加值(Ws)和有效灌浆持续期灌浆速率(Vs)均有显著影响,但影响籽粒重量的主要因素是Vmax;氮、磷及氮和磷互作对不同器官干物质积累及其分配影响在不同生育时期表现不一。     

连续施用不同氮量对半干旱地区马铃薯根际真菌群落结构的影响

针对马铃薯生产中因氮肥过量施用导致的土壤微生物群落结构失衡和多样性下降等问题,在始于2013年的不同氮肥用量(N0:不施氮,对照;N75:施氮量75 kg·hm~(-2);N150:施氮量150 kg·hm~(-2);N225:施氮量225 kg·hm~(-2);N300:施氮量300 kg·hm~(-2);N375:施氮量375 kg·hm~(-2))田间定位试验中,于2017年马铃薯成熟期采集根际土壤,应用Illumina PE250测序等分子生物学手段,研究连续5 a施用不同氮量对半干旱地区马铃薯根际真菌群落结构的影响。结果表明:不同施氮量对马铃薯根际真菌群落物种组成造成了显著影响,子囊菌门、Mucoromycota和担子菌门是3个优势门类真菌(相对丰度1.0%),以子囊菌门的相对丰度最大,占总序列的75.48%～83.95%,其优势属是Plectosphaerella(29.92%)和镰刀菌属(13.54%);马铃薯干腐病和枯萎病的病原菌——镰刀菌属的相对丰度随施氮量增加呈增大的趋势。马铃薯根际真菌Alpha多样性随施氮量的增加而降低。连续5 a超量施氮导致了0～20 cm表层土壤中NO~-_3-N含量显著增加,N375处理的NO~-_3-N含量是N0处理的3.76倍。连续5 a超量施氮也显著降低了根际pH值和速效磷含量,N375处理比N0处理pH值和速效磷含量分别降低了0.17个单位和32.10%。RDA及相关性分析结果表明,土壤硝态氮含量是影响马铃薯根际真菌群落结构变化的主要因素(F=1.571,P=0.043~*)。连续大量施用氮肥显著降低了马铃薯块茎产量,连续施氮5 a后,由于土壤剖面中NO~-_3-N的积累,最高产量施肥量由2013—2014年的N225减低为N75,其它施氮处理较N75分别减产了3.46%、22.81%、26.05%和25.32%。长期过量施用氮肥使马铃薯根际硝态氮大量累积,导致pH值降低,进而使根际真菌多样性降低;同时过量氮肥施用会使根际中土壤真菌病原菌相对丰度增加,不利于土壤的健康和马铃薯的高产。