水氮耦合对北疆地区春小麦光合特性及产量的影响

[目的]在滴灌条件下,研究不同的滴灌定额和施氮量对北疆地区春小麦生理生态及产量的影响,为北疆地区春小麦节水高产提供一定的理论依据.[方法]对水氮耦合条件下春小麦的净光合速率(Pn)、胞间二氧化碳浓度(Ci)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、拔节总茎数、抽穗数以及产量指标的相关研究来筛选最佳的灌水施氮模式.[结果]在春小麦的整个生育期,以灌水量500m3/667 m2,施氮量30 m3/667 m2(M3N1)处理的春小麦的Pn、Ci、Gs、Tr及拔节总茎数和抽穗数都显著高于其他处理(P＜0.05).以灌水量400 m3/667m2,施氮量50 m3/667 m2(M2N3)处理的春小麦其千粒重、单株穗粒重和产量均达到显著差异(P＜0.05),千粒重和单株穗粒重分别为43.04和1.672 g,从节约水资源而言,以灌水量300m3/667 m2,施氮量30 m3/667m2(M1N1)、灌水量300 m3/667 m2,施氮量40 m3/667 m2(M1N2)和灌水量300 m3/667 m2,施氮量50 m3/667m2(M1N3)处理的小麦灌溉水分生产率最高,分别为2.166、2.257和2.255 kg/m3,但产量大大降低,相反,以灌水量400 m3/667 m2,施氮量50 m3/667 m2(M2N3)处理的小麦水分生产率为1.935 kg/m3,产量却高达8709.1 kg/hm2.[结论]在滴灌条件下,建议以灌水量400 m3/667 m2,施氮量50 m3/667 m2 (M2N3)处理为最佳.既提高了小麦产量,又节约了水资源.     

施氮量对滴灌冬小麦光合特性及产量的影响

[目的]研究不同施氮量对滴灌冬小麦光合特性及产量的影响.[方法]在大田滴灌条件下,设置180kg/hm2(N1)、240 kg/hm2 (N2)、300 kg/hm2(N3)、360 kg/hm2(N4)4个施氮量处理,研究不同施氮量对冬小麦叶面积指数(LAI)、叶绿素含量(SPAD值)、光合特性及产量和产量构成的影响.[结果]随着施氮量的增加,冬小麦的LAI、SPAD值以及净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)均呈"先增后降"的变化规律,在N3处理达到最大;胞间CO2浓度(Ci)呈先"先降后增"的变化,在N3处理最低.施氮量对收获穗数影响不大,但穗粒数、千粒重、总生物量和收获指数均表现为:N3 ＞N4＞N2 ＞N1;产量以N3处理最高,为9 540.15 kg/hm2,分别较N1、N2、N4处理产量提高了24.72;、14.44;和6.23;,达显著或极显著性差异水平.[结论]冬小麦的最适施氮量为300 kg/hm2.     

水氮耦合对红小豆光合特性、干物质积累以及产量的影响

为揭示水氮耦合对红小豆光合特性、干物质积累以及产量的影响,以‘保红947’作为材料开展大田试验,设置了4个灌水水平和4个施氮水平,以对照小区田持(75±2)%时进行灌水,灌到田持(95±2)%,灌水量记为I(W3),4个灌水水平分别为W3:100%I、W2:70%I、W1:40%I、W0:0,4个施氮水平为104、80、56、0 kg/hm2。结果表明：施氮量和灌水量均对红小豆生长发育有显著影响,二者的交互作用对红小豆的生长影响相对不显著;在正常灌溉(W3)条件下红小豆的光合特性、干物质积累量以及产量均在处理W3N2(100%田持95%,80 kg/hm2)表现最大值,其最大产量为2 642.96 kg/hm2;在控制灌溉条件(W2、W1、W0)下,W2N3(70%田持95%,104 kg/hm2)处理的产量最高,为2 401.50 kg/hm2,与W3N2处理相差不大,达到了“以肥调水”的作用;在该试验条件下W3N2(100%田持95%,80 kg/hm2)产量最高,为适宜的水氮方案,有利于红小豆的生长发育,比其他处理产量增加了9.14%～47.51%。     

水氮耦合对小麦旗叶光合特性及籽粒产量的影响

在盆栽条件下,以旱地小麦品种‘长旱58’为材料,研究水氮耦合对冬小麦旗叶主要光合特性及小麦籽粒产量的影响。结果表明,在2种水分处理下小麦旗叶的叶绿素SPAD值、净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)及产量等都随氮肥施用量增加而增加,氮肥主要通过影响小麦旗叶Pn和小麦的穗数、穗粒数来影响产量。在不施氮(N0,0g·kg-1)及正常施氮(N1,0.2g·kg-1)处理下,中度水分胁迫(W2,土壤含水量为田间持水量的50%~60%)处理的小麦旗叶的光合速率及产量大于充分灌溉处理(W1,土壤含水量为田间持水量的70%~80%),而在高氮(N2,0.4g·kg-1)处理下则相反。说明,适度水氮运筹会提高小麦旗叶光合能力及籽粒产量形成,主要表现为粒质量的增加。     

水氮耦合对燕麦光合特性的影响

为了解水氮耦合对燕麦旗叶光合特性的影响,揭示不同水分条件下的氮肥效应,探明适宜燕麦生长的最佳水氮条件。以燕科1号为供试材料,在防雨棚内肥水控制的条件下,研究燕麦在不同水氮条件下净光合速率(Pn)、胞间CO2摩尔分数(Ci)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)及水分利用效率(WUE)的变化规律。结果表明,在供水欠缺的W1、W2条件下,适量的施氮可以提高水分胁迫下植物的渗透调节能力和抗旱性,达到增加Pn、Ci、Gs、Tr及WUE的目的;在供水较充足的W3条件下,施氮可明显提高燕麦各光合生理指标,而且与施氮135kg.hm-2(N3)耦合,可充分发挥水氮互作优势,为最佳水氮耦合模式,但当施氮量达180kg.hm-2时,各光合生理指标有下降趋势,水氮互作优势减弱。可见,水、氮水平以及水氮互作效应在一定程度上决定燕麦的光合生产能力。水、氮两因素及其互作效应对Pn、Tr、Gs、Ci、WUE的影响均达到显著或极显著水平。     

水氮耦合对微咸水膜下滴灌棉花光合特性及产量的影响

为明确水氮耦合效应对微咸水膜下滴灌棉花光合作用、产量及水肥利用效率的影响,寻求、优化适合微咸水储量丰富地区的最佳水、氮区间。设置3个水平的灌溉定额：2 500、3 500、4 500 m/hm（W1、W2、W3）;4个水平的施氮量：100、200、300、400 kg/hm（纯N）（N1、N2、N3、N4）。结果表明：棉花光合参数、产量及水肥利用效率等指标水氮耦合效应极显著。灌溉定额增加,棉花产量（Y）、氮肥偏生产力（N_PFP）先上升后下降,净光合速率（P_n）、蒸腾速率（T_r）、气孔导度（G_s）增加,灌溉水利用效率（iWUE）和细胞间CO₂浓度（C_i）减小。对P_n、T_r、G_s而言,W1、W2水平时,均为N2水平的促进作用最大;W3水平时,N3水平提高最明显。对棉花C_i来说,W1、W2水平下,均在N4水平处取得最大值;W3水平下,N1水平时得到最大值。对Y、iWUE而言,W1水平时,N2水平的促进作用最大;W2、W3水平时,均为N3水平提高最明显。对N_PFP来说,灌溉定额相同时,均为N1施氮量提升效果最显著,N4施氮量的抑制作用最大。棉花产量最大值、最小值分别出现在W2N3、W1N4处理,依次为6 725.89 kg/hm、5 045.54 kg/hm,相对减少了24.98%。通过建立多元回归方程,结合归一化处理和空间分析方法得出,棉花Y和P_n同时大于等于相对值0.9时的最佳灌水施氮量为3 335.08~3 968.36 m/hm和273.83~344.73 kg/hm。     

减量施氮对滴灌春小麦光合特性和荧光参数的影响

【目的】 研究减氮调控对滴灌春小麦光合特性、荧光参数和产量的影响,为提高新疆滴灌春小麦产量和氮肥利用效率提供科学依据。【方法】 采用裂区设计,施氮量为主区,品种为副区;新春31号和新春6号为材料,设置全生育期所施用的氮肥用量:0 kg/hm²(N₀,不施氮)、225 kg/hm²(N₁)、250kg/hm²(N₂)、275 kg/hm²(N₃)、300 kg/hm²(N₄),5个不同施氮量,N₄为常规施氮处理。【结果】 在小麦整个生育期中,随着氮肥施用量的减少,2个品种小麦的叶面积指数(LAI)均在抽穗期达到最大值,且趋势都是先增后减;SPAD值发生的变化也为先升高后降低;小麦旗叶净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)先增后降,而胞间CO₂浓度(Ci)先降后增,与Pn、Tr、Gs的趋势相反;最大光化学效率(Fv/Fm)与实际光化学效率(ΦPSⅡ)在开花期均出现最大值且变化趋势都先增后减;2个品种小麦的产量变化趋势先增后减,穗数和每穗粒数随氮肥使用量的增加呈不断增加趋势,但千粒重却表现为先增后减的趋势,其中新春31号在N₃处理下产量最高,新春6号在N₂处理下产量最高;经通径分析,产量三因素中穗数、穗粒数对产量都有较大的影响,千粒重对产量影响不大。【结论】 新春31号的最佳施氮量为275 kg/hm²,新春6号的最佳施氮量为250 kg/hm²。     

水氮耦合对盐碱地柳枝稷光合生理及生物质产量的影响

通过设置750 m3/hm2(W1)、1 500 m3/hm2(W2)、3 000 m3/hm2(W3)3个灌水及施氮0 kg/hm2(F0)、60 kg/hm2(F1)、120 kg/hm2(F2)、240 kg/hm2(F3)4个水平,研究水氮对盐碱地柳枝稷光合生理特性及生物质产量的影响.结果表明:施氮和灌水对盐碱...     

水氮耦合对膜下滴灌棉花生长及产量的影响

【目的】研究水氮耦合对新疆北疆石河子地区膜下滴灌棉花生长和产量的影响。【方法】通过桶栽试验,结合当地棉花品种农丰133号为试验材料,在滴灌条件下进行水氮两因素三水平完全处理。灌溉设置三个水平:4 350、5 250、6 150 m~3/hm~2(分别标记为W1、W2、W3);设置三个施氮水平:300、500、700 kg/hm~2(分别标记为F0.6、F1.0、F1.4),研究棉花生育期内不同水肥处理对株高、叶面积指数(LAI)、干物质积累以及产量的影响。【结果】棉花在膜下滴灌施氮条件下,株高和叶面积指数随灌水量的增加而增加。在相同灌水处理下,棉花各项生理指标随施肥量的增加呈现先增大后降低的趋势,在施肥水平F1.0处达到最大,同时施肥过高一定程度上抑制了棉花的生长。【结论】在新疆北疆石河子棉花种植区,灌水量5 250 m3/hm~2、施氮量500 kg/hm~2为最佳膜下滴灌施肥策略。     

不同滴灌供水对春小麦农艺性状和产量结构的影响

[目的]研究不同滴灌供水条件下春小麦(Triticum aestivum Linn.)农艺性状、产量等指标。[方法]滴灌水量根据实际生产条件设置:高水5 250 m3/hm2、适水3 750 m3/hm2、少水2 250 m3/hm2和亏水750 m3/hm2;灌水次数与灌水定额根据小麦生育期需水特点、湿润层大小和地区气候特征设定,全期共滴灌7水。[结果]春小麦株高直线增长期在拔节中期～扬花期,高秆品种(新春19)此期较长且增长速率较大。滴灌小麦的分蘖高峰期在拔节前后,LAI高峰期均在孕穗～扬花期,主茎绿叶数在孕穗期达最大数目。滴灌供水不足造成个体生育期提前,株高降低,LAI高峰期前移,且最高LAI值降低,个体营养体弱小;过量滴灌造成生育期延迟,群体LAI过高,麦株营养生长过旺,影响穗部发育,影响产量;适量滴灌春小麦个体生长稳健,产量节构优化,产量高。[结论]不同基因型品种对滴灌水量反应有差异,矮秆品种新春22受水分调控较大,故应注意保证适量供水以确保高产。     

不同灌水量对滴灌春小麦根系时空分布、水分利用率及产量的影响

为明确新疆干旱区滴灌春小麦不同灌水量对小麦根系时空分布、水分利用率及产量的影响,以‘新春19号’为材料,利用田间定位试验研究4个灌水量处理(W0:0 m3/hm2、W1:1 500 m3/hm2、W2:4 500m3/hm2、Wck:对照3 750m3/hm2)于拔节期、抽穗期、开花期及成熟期对小麦根系根长密度、根体积、根质量等在0~100cm土层的垂直分布、动态变化及对产量构成因素和产量的影响。结果表明:开花期土壤含水量最低,小麦耗水量最大;0~20cm是各处理根量值(根质量、根体积、根长密度)的最大层,也是根系活动最为旺盛的区域;土壤水分适宜(Wck)时,表层根量增加;水分过多会导致根系生长受抑(W2),促使根系活力下降,根系衰亡提前,影响水分的吸收,最终导致水分利用率最低且产量下降;水分亏缺(W1)虽然在一定程度上促进深层根量的增加,有助于干旱条件下小麦根系利用深层土壤的水分和提高水分利用效率,但却造成较低的产量;土壤水分严重缺乏(W0),根系吸水困难,对表层土壤根系数量的增加不利,也会导致减产。可见,在水资源相对充沛条件下滴灌小麦采用Wck处理更有利于实现节水和高产的统一。     

北疆滴灌春小麦耗水特征及作物系数的确定

为探索滴灌春小麦耗水特征, 2012年设置315、360、405、450、495、540 mm 6个滴灌春小麦水分处理,研究不同处理下春小麦各生育期土壤水分动态变化、耗水量及作物系数。结果表明,滴灌小麦根系主要吸收0~60 cm土层水分,苗期、分蘖期主要消耗0~40 cm土层水分,拔节期后主要消耗0~60 cm土层水分,80~100 cm土层含水率变化不大;水分适宜处理的春小麦生育期耗水量为523.53 mm,各阶段耗水量占全生育期耗水量的12.64%、12.91%、25.36%、33.97%、15.11%,相应的日平均耗水强度分别为3.31、6.15、8.85、11.11、3.60 mm/d,拔节期和抽穗期为小麦需水关键期,尤其在抽穗期对水分最敏感;小麦的作物系数各生育期分别为0.76、0.77、1.11、1.16、0.46,全生育期作物系数为0.87。     

滴灌条件下水肥耦合对北疆冬小麦生理生长和产量的影响

[目的]研究滴灌下水肥耦合对北疆冬小麦生理生长与产量的影响,确定北疆滴灌冬小麦最佳水肥施用量.[方法]供试作物为当地主栽小麦品种新冬8号.采用2因素3水平设计,2因素为灌水量和施氮量,灌水量3个水平分别为2 700、3 600、4 500 m3/hm2,施氮量3个水平分别为150、450、750 kg/hm2;对照为常规畦灌处理,灌水4次,灌水量为3 600 m3/hm2,施肥量为450 kg/hm2.[结果]滴灌和畦灌条件下冬小麦株高变化趋势为返青分蘖期至抽穗期急剧增长,抽穗后株高增长相对缓慢;拔节期水分增加对小麦株高的影响较大;在相同灌水量的情况下,冬小麦株高随着施氮量的增加而增大;在相同施氮量的情况下,滴灌冬小麦株高随着灌水量的增加而增大.滴灌和畦灌条件下,冬小麦叶面积指数（LAI）在生育期内呈正态曲线变化,随着小麦生育期推进LAI呈先升后降的变化趋势,孕穗期LAI最高;在相同灌水量的情况下,随着施氮量的增加,LAI也增大;在相同施氮量的情况下,随着灌水量的增加,LAI随着增大;水肥耦合对小麦产量、穗数、千粒重和质量影响较大,但对穗粒数的影响不显著.[结论]该研究可为大面积推广冬小麦滴灌技术和制定合理的灌溉施肥管理措施提供科学依据.     

滴灌小麦根系生理特性及其空间分布

通过管栽滴灌根区水分控制试验,研究不同滴灌条件下,春小麦根系生理特性、垂直分布变化及其产量构成等。结果表明:①孕穗～灌浆初期是滴灌春小麦根系生长的关键时期,此期根系的总根质量和总根长、根系总吸收面积、活跃吸收面积和根系活力达最大值。②土壤水分过少,根系过氧化物酶活性降低,脯氨酸含量虽有所增加,但后期下降过快,根系过早衰亡;水分过多,影响根系吸收面积增加,根系活力下降,植株贪青晚熟,经济生产效率低;适宜水分(田间饱和质量含水量的70%～75%)处理能有效促进根系生长及生理功能提高,产量最高。通过滴灌控制小麦根区水分状况,可以实现以水调根,促进小麦高产形成并获得较高的水分利用效率。     

水氮耦合对滴灌小麦生理生长及产量的影响

【目的】研究新疆南疆地区水肥耦合对滴灌冬小麦生理生长及产量的影响。【方法】以新冬52号为供试材料,两因素裂区试验设计,设置灌水处理3个水平:W₁(2 241m³/hm²)、W₂(3 486m³/hm²)、W₃(4 731m³/hm²);设置施肥处理(氮素)4个水平:N₀(0 kg/hm²)、N₁(135 kg/hm²)、N₂(195 kg/hm²)、N₃(255 kg/hm²),分析不同水氮组合对滴灌冬小麦株高、叶面积、光合特性(净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、细胞间隙CO₂浓度(Ci)、产量及水氮利用效率的变化。【结果】(1)随着灌水量的增加或施N_量的增加, 新冬52号冬小麦的株高、叶面积、光合特性和产量呈现同步增加趋势;(2)但灌水量过少时(W₁处理),增加N_肥并不明显提高产量和光合性能;当灌水量提高到W₂和W₃水平后,株高、叶面积、光合特性和产量随着施N_量的增加呈现明显的增加趋势,表现出以水带肥的良好效果。 (3)在各处理中, W₃N₂(灌水4 731m³/hm²、施氮N₁95kg/hm²)的产量最大(8 570 kg/hm²),相对应的各项光合特性值也达到最大值; (4)W₂N₂处理(灌水3 486m³/hm²、施N₁95kg/hm²)的产量则处于次大值(8 465 kg/hm²),W₂N₂的光合特性值并非最大,但其N_肥农学利用率达到最大值(16.69 kg/kg ),灌溉水生产效率也达到最大值(1.66 kg/m³ );(5)W₂N₂与W₃N₂相比,虽然产量减少了105 kg/hm²(减少1.2%),但灌水量减少了1 245 m³/h²(减少26.3%)、施肥量减少60 kg/hm²(减少23.53%)。【结论】灌水3 486 m³/hm²和氮肥195kg/hm² 的技术组合可作为新冬52号冬小麦的节本增效生产方案。     

水氮耦合对滴灌冬小麦氮素吸收、 转运及产量的影响

【目的】 研究南疆滴灌冬小麦氮素吸收和利用特征,为揭示滴灌冬小麦氮素高效利用机制打下基础。【方法】 以新冬22号为材料,开展水氮裂区设计试验,滴施纯氮为主区,设N₁(138 kg/hm²)、N₂(207 kg/hm²)、N₃(276 kg/hm²)和N₀(对照,不施氮肥)4个水平;滴水量为副区,在统一冬灌900 m³/hm²的基础上,起身期以后设W₁(1 800 m³/hm²)、W₂(3 150 m³/hm²)、W₃(4 500 m³/hm²)3个滴灌水平,共12个处理。【结果】 (1)适当增加水氮供应量有利于提高冬小麦植株氮素积累量,其中N₃W₂、N₃W₃、N₂W₂和N₂W₃处理的积累量显著高于其他处理。(2)开花前是氮素积累量的主要时期,其平均积累量占总积累量的78.28%,拔节-扬花期是氮素吸收速率高峰期,并以N₃W₂、N₂W₃和N₂W₂处理最高,分别达6.38、5.81和5.01 kg/(hm²·d)。(3)各器官氮素转运量及对籽粒氮素积累的贡献率大小为叶片>茎鞘>颖壳+穗轴;N₃W₂和N₂W₃处理的营养器官氮素转移量显著高于其他处理,达158.34和147.49 kg/hm²;N₃W₂、N₂W₂和N₂W₃处理的籽粒蛋白质含量及蛋白质产量显著高于其他处理,分别达15.73%、15.41%和14.18%及1 475.94、1 256.97和1 217.78 kg/hm²。(4)滴灌冬小麦的产量构成及水、氮利用效率具有显著的水氮耦合效应,N₃W₂、N₂W₃和N₂W₂处理的产量较高,其氮肥农学利用率、氮肥利用效率及灌溉水利用效率也最大。【结论】 207~276 kg/hm²的施氮量和3 150~4 500 m³/hm²的春季滴水量是该地区较合适的水氮供应范围,当施氮量为275.08 kg/hm²和滴水量为4 457.89 m³/hm²包括冬灌900 m³/hm²时,产量可达最大为8 558.73 kg/hm²。     

滴灌硅肥和氮肥对春小麦品质的影响

[目的]研究滴灌硅肥和氮肥对春小麦品质的影响。[方法]在滴灌种植模式下,研究不同追肥处理对春小麦主要品质、粉质参数、拉升参数的影响。[结果]滴灌氮肥和硅肥处理的面筋指数分别为64.25%和80.65%;粉质指数分别为79和63;拉伸指数分别为349.7和328.7 EU。[结论]与滴灌硅肥相比,适量追施氮肥对春小麦品质的影响更显著。