休闲期耕作对旱地小麦土壤水分、花后脯氨酸积累 及籽粒蛋白质积累的影响

【目的】研究休闲期不同时间耕作对土壤水分、花后旗叶和籽粒脯氨酸积累、籽粒蛋白质积累的影响,旨在探索休闲期一次性耕作的蓄水保墒技术,为旱地小麦高产、优质提供理论依据。【方法】采用大田试验设定前茬小麦收获后15 d、45 d两个时期,深翻、深松两种耕作方式（以未耕作为对照）,研究其对播前0-300 cm土壤蓄水量,花后旗叶和籽粒脯氨酸含量、谷氨酰胺合成酶（GS）、谷氨酸脱氢酶（GDH）活性动态变化,籽粒蛋白质含量动态变化的影响及花后脯氨酸含量与两种氮代谢酶活性的关系。【结果】休闲期深翻或深松均可提高旱地小麦播前0-300 cm土壤蓄水量,且欠水年效果明显,以前茬小麦收获后45 d深翻效果较好。休闲期耕作降低了花后旗叶脯氨酸含量、花后5-15 d籽粒脯氨酸含量、旗叶和籽粒GDH活性,提高了籽粒GS活性、籽粒蛋白质产量。但耕作时间在不同降雨年型对旗叶GS活性、籽粒蛋白质含量的影响存在差异,在欠水年,休闲期耕作降低了旗叶GS活性、籽粒蛋白质含量;在丰水年,麦收后15 d耕作降低了旗叶GS活性、籽粒蛋白质含量,而麦收后45 d耕作则相反。休闲期耕作条件下,旱地小麦播前土壤蓄水量与籽粒脯氨酸含量的相关性高于与旗叶脯氨酸含量的相关性。前茬小麦收获后15 d耕作条件下,旗叶脯氨酸含量与旗叶GDH活性相关性较大,籽粒脯氨酸含量与旗叶GS活性相关性较大;前茬小麦收获后45 d耕作条件下,旗叶脯氨酸含量与籽粒GDH活性相关性较大,而籽粒脯氨酸含量与两种酶活性无显著相关性。【结论】休闲期耕作有利于蓄水保墒,且欠水年效果较明显,有利于降低花后旗叶脯氨酸含量及灌浆前期籽粒脯氨酸含量,减缓花后小麦干旱胁迫,由于脯氨酸含量与两种氮代谢酶有一定相关性,从而影响籽粒蛋白质积累。休闲期耕作的时间对土壤水分、花后脯氨酸积累、籽粒蛋白质积累有较大的调控效应,且以休闲期等雨后耕作有利于籽粒蛋白质形成,深翻效果较好。     

旱地麦田休闲期耕作配施磷肥对土壤水分及小麦籽粒品质的影响

为研究旱地麦田休闲期耕作配施磷肥对土壤水分及小麦籽粒品质的影响,明确最佳的蓄水保墒配套磷肥施用技术,试验于2014年在运城市闻喜县小麦试验基地展开,以前茬小麦收获后(7月)的休闲期耕作方式为主区,设深翻和免耕2个水平;以播前基施磷肥量为副区,设P2O50(P0),75(P75),150(P150),225 kg/hm2(P225)4个水平,探索旱地麦田0～300 cm土壤蓄水量、产量及品质对耕作及施磷量的响应。结果表明,休闲期深翻可充分蓄纳休闲期降雨,提高旱地麦田播前底墒,并将其蓄积效果延续至孕穗期,最终显著提高产量及籽粒蛋白质及其组分含量;可溶性糖、蔗糖和淀粉含量也显著提高,且均在施磷量为150 kg/hm2时达最大值。经相关性分析可知,旱地麦田越冬—孕穗期0～300 cm土壤需水量与小麦籽粒产量及蛋白质、糖类的形成呈极显著正相关。休闲期深翻可促进旱地麦田土壤蓄积休闲期降水,配施150 kg/hm2磷肥有利于小麦籽粒蛋白质及糖类的积累,从而同时实现旱地小麦增产优质。     

施磷与休闲期耕作对旱地小麦幼苗生长的影响

采用大田试验,探讨了休闲期不同耕作措施结合施磷调控对旱地冬小麦播前与越冬期0～100cm土壤蓄水量、农艺性状、根冠比、倒二叶丙二醛(MDA)和脯氨酸含量的影响。结果表明:休闲期深耕、深松可明显提高播前与越冬期0～100cm土壤的蓄水量,且以深耕与中磷处理效果最好;同时,休闲期不同耕作措施结合施磷可调控旱地小麦幼苗生长,影响越冬前小麦的株高、叶面积、分蘖数、单株干重与根冠比;深耕中磷处理明显降低叶片MDA和脯氨酸的含量;休闲期深耕处理效果优于深松与免耕处理,中磷优于高磷与低磷;总之,休闲期不同耕作措施结合磷调控均有利于提高旱地小麦冬前土壤蓄水量、促进旱地小麦地上部与地下部的合理均衡生长,可确保旱地小麦安全越冬与来年增产。     

休闲期覆盖下施氮量对旱地小麦籽粒蛋白质的影响

采用大田试验研究了休闲期不同覆盖条件下施氮量对旱地小麦籽粒蛋白质形成的影响,从而通过改革耕作技术,达到提高旱地小麦品质的目的。结果表明,随着施氮量的增加,籽粒蛋白质含量在地膜覆盖和纸覆盖条件下显著增加;籽粒GMP含量的峰值随施氮量的增加而增加。结果还表明,3个不同施氮水平,在灌浆后期籽粒游离氨基酸和蛋白质含量以地膜覆盖最高;籽粒蛋白质产量均表现为地膜覆盖>纸覆盖>不覆盖>尼龙网覆盖,且处理之间差异显著。施氮量可较大地调控籽粒游离氨基酸、花后25~37 d籽粒GMP含量、籽粒灌浆后期籽粒蛋白质含量对不同覆盖材料的响应。总之,休闲期采用地膜覆盖,施氮量为150 kg.hm-2可获得较高的籽粒蛋白质含量及产量。     

旱地小麦休闲期耕作+播种方式对幼苗的影响

研究了休闲期耕作配套不同播种方式对越冬期0～60cm土壤蓄水量、单株干物质量、根系活力、叶片可溶性糖含量及保护酶活性的影响。结果表明,旱地小麦休闲期深松较深翻可提高越冬期0～60cm土壤蓄水量,且均以全膜覆土穴播显著最高,膜际条播次之。深松配套沟播、全膜覆土穴播、宽幅精播较深翻可提高越冬期单株干物质量、根系活力,深松配套条播、宽幅精播、膜际条播较深翻可增加叶片可溶性糖含量,深松可显著降低越冬期叶片POD、SOD活性。结果还表明,全膜覆土穴播可增加越冬期干物质量积累,降低POD、SOD活性。休闲期若采用深松,则配套全膜覆土穴播越冬期根系活力最高,若采用深翻,则配套膜际条播最高。膜际条播可显著增加越冬期叶片可溶性糖含量。可见,旱地小麦休闲期深松+全膜覆土穴播可促进冬前干物质量积累,休闲期采用深翻+膜际条播可提高越冬期根系活力,增加可溶性糖含量。本研究可以为旱地小麦休闲期耕作配套播种方式提供一定的理论依据,并为旱地小麦蓄水保墒开辟新途径。     

休闲期耕作配施磷肥对旱地小麦越冬期幼苗生长的影响

采用大田试验,研究了休闲期不同耕作配施磷肥对旱地小麦越冬期幼苗生长特性的影响。结果表明,旱地小麦休闲期深松较深翻可显著提高越冬期0～60 cm土壤蓄水量以及小麦幼苗的分蘖数、单株叶面积、单株干物质量、根系活力、可溶性糖含量、氮素积累量,可提高低磷(LP)、中磷(MP)条件下植株含氮率;且增加施磷量均可显著提高越冬期0～60 cm土壤蓄水量,可增加分蘖数、主茎叶龄、单株叶面积、根系活力、植株含氮率及其氮素积累量;单株干物质量在深松条件下以高磷(HP)最高,在深翻条件下以MP最高,且休闲期深松较深翻有利于磷的吸收。     

不同降水年型旱地小麦主要性状变化规律分析

依据2014-2017年黄淮和陕西省旱地小麦区域试验结果,分析了干旱年型、平水年型、丰水年型各组试验旱地小麦的对照品种、参试品种以及增产品种主要性状在不同年型变异规律。结果表明:旱地小麦品种同一性状在不同年型的变化趋势几乎一致,但不同年型对不同性状影响有不同程度的差异,其中单产、667 m2穗数、株高、穗粒数的影响较大;参试旱地小麦品种较对照的生育期普遍延长,丰产潜力提高,株高有明显降低趋势,但抗旱性减弱,稳产性降低,对照品种较强的抗旱性使其在旱年和平年仍有稳产优势,但生产潜力较低。因而旱地小麦育种应加强丰产与抗旱相结合,选育高产、抗旱、优质的旱地小麦新品种。     

旱地小麦休闲期耕作施肥下氮磷对幼苗的影响

采用大田试验研究旱地小麦休闲期深松+深施有机肥条件下不同施氮量、不同氮磷配比对冬前幼苗抗旱性的影响。结果表明,施氮量为150kg.hm-2时,越冬期0～60cm土壤蓄水量以N、P比为1∶1显著最高,施氮量为225kg.hm-2时,以1∶0.75显著最高。增加施氮量,可增加越冬期幼苗的株高、分蘖数、主茎叶龄、单株叶面积、单株干物质量及叶片可溶性糖含量,可显著增加N、P比为1∶0.5和1∶0.75条件下丙二醛含量、脯氨酸含量,可显著降低POD活性,可显著降低N、P比为1∶0.5、1∶0.75条件下SOD活性。结果还表明,施氮量为150kg.hm-2时,增加施磷量,可增加分蘖数、单株干物质量、MDA含量,可降低POD活性、脯氨酸含量、可溶性糖含量;施氮量为225kg.hm-2时,株高、分蘖数、单株叶面积、单株干物质量及MDA含量均以N、P比为1∶0.75最高,POD活性、SOD活性、脯氨酸含量、可溶性糖含量均以N、P比为1∶0.75显著最低。因此,旱地小麦休闲期深松+深施有机肥条件下适当增加施氮量且N、P比为1∶0.75时有利于提高土壤蓄水量,增强旱地小麦的抗旱性。本研究可为旱地小麦的高产稳产提供理论依据。     

休闲期耕作配施肥料对旱地麦田土壤水分和产量形成的影响

为探索实现高产的最适耕作方式,研究施肥条件下,休闲期深松、深翻、免耕对旱地小麦土壤水分和产量形成的影响。结果表明,与休闲期免耕处理相比,深松、深翻处理可以提高施肥后开花前土壤蓄水量,显著提高开花后积累的干物质量及对籽粒的贡献率;2014—2015,2015—2016年穗数分别提高4%～9%,6%～9%;产量分别提高9%～18%,19%～23%;水分利用效率分别提高6%～14%,14%～19%。休闲期深松、深翻后休闲期土壤蓄水效率、开花前土壤蓄水量显著提高;各生育时期植株干物质量、开花后积累的干物质量及对籽粒的转运率、穗数、千粒质量、产量、水分利用效率也显著提高,以深松效果较好。此外,施肥条件下休闲期深松、深翻处理,产量及其构成因素与开花前土壤水分呈正相关,而与开花后呈负相关。施肥条件下,休闲期深松、深翻有利于开花前土壤水分的蓄保,促进干物质的积累及向籽粒的运转,实现增产,且以深松效果较好。     

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。     

旱地麦田休闲期覆盖对土壤水分积耗的影响及与产量的关系

【目的】明确旱地麦田休闲期覆盖的增产效果,探索旱地小麦休闲期覆盖保水技术途径,为促进旱地小麦产量和水分利用效率的提高提供理论依据。【方法】于2010-2013年在山西省闻喜县邱家岭村以冬小麦品种运旱20410为试验材料,设休闲期深翻后覆盖与不覆盖2个处理,测定休闲期和小麦各生育时期土壤水分及产量和产量构成因素,研究休闲期覆盖对麦田土壤水分积耗规律和小麦产量、水分利用效率的影响。【结果】休闲期覆盖后播种期3 m内土壤蓄水量提高,丰水年提高47 mm,平水年提高55 mm,欠水年提高63 mm,且欠水年更有利于土壤水分蓄保于深层。休闲期覆盖后土壤蓄水效率显著提高,丰水年提高35%,平水年提高48%,欠水年提高101%,且蓄水效果至开花期仍显著。休闲期覆盖后生育期耗水量虽显著增加,但休闲期耗水量显著降低,因而周年总耗水量无明显变化。休闲期覆盖后拔节前耗水比例显著降低,拔节后耗水量及日平均耗水量显著增加,拔节后耗水比例增加,尤其在欠水年休闲期覆盖对生育后期耗水有较大调控作用。休闲期覆盖后产量和产量构成因素均显著提高,其中对穗数影响最大,尤其在欠水年提高了19%,且欠水年对穗粒数和千粒重的影响也较大,最终丰水年产量提高30%,平水年提高35%,欠水年提高50%。此外,在休闲期覆盖条件下,各生育阶段的耗水量与产量均密切相关,尤其是拔节后的耗水量。结果还表明,休闲期覆盖处理,每多蓄1 mm播种期土壤水分可增产17-26 kg·hm^-2,每多消耗1 mm生育期土壤水分可增产22-26 kg·hm^-2,且降水生产效率和水分利用效率均显著提高,尤其欠水年更能高效用水。【结论】休闲期覆盖有利于蓄积休闲期降水直至开花期;有利于实现降水周年调控,减少生育前期耗水,增加生育中后期耗水;有利于优化产量构成因素,尤其穗数,提高产量,最终实现降水的高效利用。在欠水年,休闲期覆盖的蓄水增产效果最佳。     

休闲期深松蓄水适期播种对旱地小麦产量的影响

【目的】解决黄土高原旱地麦区多数年份只能等雨晚播种导致产量降低等生产实际问题,研究休闲期深松蓄水和适期播种对旱地小麦产量及其构成因素的影响,以提高自然降水利用效率,构建合理群体结构,实现高产、高效。【方法】于2012—2014年度在山西省闻喜县邱家岭开展大田试验研究,以休闲期深松和当地传统耕作(对照)为主区,以9月20日(早播,T_1)、10月1日(适期播种,T_2)、10月10日(晚播,T_3)3个播期为副区,研究休闲期深松蓄水对旱地小麦产量形成的影响及播期的调节效应。【结果】休闲期深松较对照,两试验年度播种期3 m内土壤水分分别提高59—71 mm、34—52 mm;冬前分蘖数、各生育时期植株干物质量显著提高,两试验年度分别提高穗数8%—18%、8%—15%,产量19%—36%、17%—22%,水分利用效率6%—21%、10%—12%。休闲期深松条件下,越冬至孕穗期土壤蓄水量以适期播种处理最高;冬前群体分蘖数、开花前植株干物质量以适期播种处理最高,但与早播处理差异不显著;开花后植株干物质量以晚播处理最高,但与适期播种处理差异不显著;穗数、穗粒数、产量和水分利用效率均以适期播种处理最高,且与其他处理差异显著,而千粒重随播期推迟而增加。传统耕作条件下,降水少的年份(2012—2013年度)越冬至孕穗期土壤蓄水量以早播处理最高,穗数、穗粒数、产量也均以早播处理最高。此外,3个播期休闲期深松处理,穗数、穗粒数、成熟期植株干物质量、产量与开花前各土层土壤蓄水量相关性较开花后显著,且与开花前深层土壤水分相关性极显著。休闲期深松配套适期播种,播种期土壤水分每增加1 mm,两试验年度增产分别达17 kg·hm~(-2)、23 kg·hm~(-2)。【结论】休闲期深松有利于蓄积休闲期降雨,提高底墒;且休闲期深松蓄水条件下,采用早播和适期播种处理均有利于形成冬前壮苗,但最终以适期播种处理穗数、产量和水分利用效率最高。总之,旱地小麦休闲期采用深松蓄水前提下,10月1日播种可优化产量结构,实现高产与高效。     

旱地麦田深松蓄水和覆盖播种土壤水分变化与小麦籽粒蛋白质含量的关系

【目的】明确旱地麦田休闲期深松蓄水和覆盖保水的技术效果,有利于探索旱地小麦增产提质的最佳耕作及覆盖播种技术新途径。【方法】于2012—2014年度在山西农业大学闻喜小麦试验基地开展大田试验,以休闲期深松和当地传统耕作为主区,以全膜覆土穴播、膜际条播、常规条播为副区,研究深松和覆盖播种对3 m内土壤水分、小麦籽粒蛋白质含量及其产量的影响。【结果】旱地麦田休闲期深松处理播种至开花期0—300 cm土层蓄水量较免耕处理显著提高,产量提高12%—30%,且籽粒谷蛋白含量、蛋白质产量显著提高。两覆盖播种较常规条播,土壤蓄水量越冬至开花期均显著提高,产量提高6%—24%,籽粒醇溶蛋白、总蛋白含量及蛋白质产量显著提高,清蛋白提高。深松条件下,膜际条播较全膜覆土穴播开花期土壤水分显著降低;免耕条件下,两覆盖处理间各生育时期土壤水分差异不显著。膜际条播较全膜覆土穴播产量提高,在2012—2013深松条件和2013—2014免耕条件下差异显著。深松条件下,膜际条播较全膜覆土穴播籽粒蛋白质组分含量,总蛋白质含量及其产量显著提高。此外,相关性分析表明,开花期0—100、100—200、200—300 cm土层土壤蓄水量通过直接与间接作用对籽粒蛋白质积累的总影响均表现为正向作用,且2012—2013年100—200 cm土层土壤水分对籽粒蛋白质含量的提高贡献最大,2013—2014年200—300 cm土层土壤水分对籽粒蛋白质含量的提高贡献最大。从籽粒蛋白质产量形成的贡献来看,休闲期深松主要通过影响开花期土壤水分影响籽粒蛋白质产量,且深松条件下覆盖播种主要是通过影响孕穗期土壤水分而影响籽粒蛋白质产量,且膜际条播对蛋白质产量的贡献显著大于全膜覆土穴播。【结论】休闲期深松有利于蓄积休闲期降雨,覆盖播种有利于保蓄土壤水分,其效果延续至开花期,而生育中期土壤水分与籽粒蛋白质积累密切相关,休闲期深松配套膜际条播覆盖播种有利于旱地小麦产量和品质协同提高。     

极端年型旱地麦田深松和覆盖播种水分消耗与植株氮素吸收、利用关系的研究

【目的】为明确旱地麦田土壤水分变化与植株氮素吸收利用及产量形成的关系,探索极端年型可采取的耕作蓄水、覆盖播种等应急措施。【方法】2011—2016年于山西运城闻喜县开展大田试验,选取2011—2013、2015—2016 3年降雨量极端年份,在休闲期深松和免耕2个耕作基础上,对全膜覆土穴播、膜际条播、常规条播3类播种方式进行研究,分析极端年型休闲期深松蓄水配套覆盖播种对旱地麦田水分消耗与植株氮素吸收和利用关系的影响。【结果】不同降水年型休闲期深松较免耕,覆盖播种较常规条播,播种—拔节阶段土壤耗水量及其比例降低,拔节—开花和开花—成熟两阶段土壤耗水量及其比例增加,生育期总耗水量增加;各生育阶段吸氮量增加,尤其是拔节—开花阶段吸氮比例;花前各器官氮素运转量及其对籽粒的贡献率增加;深松较免耕显著提高产量16%—30%,覆盖播种较常规条播提高产量13%—28%,同时水分利用效率提高,氮素吸收效率和氮素生产效率显著提高。不同降水年型、深松与否均影响了全膜覆土穴播和膜际条播两播种方式对麦田水分消耗、氮素吸收利用、产量、水分和养分利用效率。丰水年深松条件下,全膜覆土穴播较膜际条播生育期总耗水量增加,拔节—开花阶段吸氮量显著增加,叶片中氮素运转量对籽粒的贡献率显著提高,产量、氮素吸收效率和氮素生产效率显著提高;而欠水年和丰水年在未深松条件下,两覆盖播种间生育期总耗水量差异不显著,膜际条播较全膜覆土穴播花前各器官氮素运转量、茎秆+叶鞘氮素积累量对籽粒的贡献率和花后氮素积累量提高,产量提高、氮素吸收效率也显著提高。此外,丰水年播种—拔节0—120 cm,拔节—开花120—300 cm,开花—成熟180—300 cm土层耗水量与花前各器官氮素运转量和花后氮素积累量相关性达显著或极显著水平;欠水年,播种—拔节0—100 cm,拔节—开花120—240 cm,开花—成熟120—300 cm土层耗水量与花前各器官氮素运转量和花后氮素积累量相关性达显著或极显著水平。【结论】旱地小麦休闲期深松、生育期采用覆盖播种可增加小麦生育期耗水,促进各生育阶段植株对氮素的吸收及运转,从而提高产量、水分和养分效率。休闲期深松条件下,丰水年采用全膜覆土穴播,欠水年采用膜际条播,增产增效明显。     

休闲期深翻覆盖配施氮磷肥对旱地小麦群体动态、叶面积的影响及其与产量的相关性

采用大田试验方法,研究了休闲期深翻覆盖配施氮磷肥对旱地小麦群体动态、叶面积的变化及其与产量相关性的影响。结果表明,氮磷比为1∶0.5和1∶0.75时,增加施氮量可提高各生育期群体茎数、单株叶面积及成穗率,可显著提高可育小穗数、干物质量,降低不可育小穗数,从而提高穗数、穗粒数及产量;施氮量为150 kg/hm2时,增加施磷量可提高各生育期群体茎数、单株叶面积及成穗率,可显著提高可育小穗数、干物质量,可提高产量及其构成因素,其中,氮磷比为1∶1较1∶0.5提高成穗率13.10%,从而提高穗数22.7%,提高穗粒数3.79%,提高产量18.92%;施氮量为180 kg/hm2时,各生育期群体茎数、单株叶面积、成穗率、穗长、可育小穗数、不可育小穗数、干物质量以氮磷比为1∶0.75最高,1∶1居中,1∶0.5最低,其中,氮磷比为1∶0.75较1∶0.5提高成穗率11.43%,提高穗数19.35%,提高穗粒数4.95%,提高产量17.31%;施氮量为180 kg/hm2时,氮磷比为1∶0.75对各生育期群体茎数、叶面积、成熟期农艺性状、产量及其构成因素的影响较施氮量为150 kg/hm2、氮磷比为1∶1时效果更好。相关分析表明,各生育期群体茎数与穗数、穗粒数密切相关,且与穗数关系更密切;生育中后期单株叶面积与穗数、穗粒数相关较密切,且与穗数关系更密切。总之,休闲期深翻覆盖配施氮肥180 kg/hm2、氮磷比为1∶0.75时更有利于促进群体有效分蘖,提高成穗率;有利于提高叶面积,从而提高干物质量;有利于提高穗数、穗粒数,最终提高产量。     

深松蓄水增量播种对旱地小麦植株氮素吸收利用、产量及蛋白质含量的影响

【目的】明确旱地麦田休闲期深松的蓄水效果,探索旱地小麦构建合理群体的最适播量,有利于寻求产量与品质同步提升的最佳耕作及播种技术途径。【方法】于2012—2014年在山西闻喜县开展大田试验,以休闲期深松与否为主区,以67.5、90、112.5 kg·hm-2共3个播量为副区,测定休闲期土壤水分、冬前群体分蘖数、植株各器官干物质量及含氮率、产量及其构成因素,研究休闲期深松蓄水调节播量对植株氮素吸收和利用、产量及籽粒蛋白质含量的影响。【结果】休闲期深松较对照休闲期土壤蓄水效率提高60%以上。深松较对照冬前群体分蘖数、越冬期植株干物质量和氮素积累量、开花前叶片和颖壳+穗轴积累氮素的运转量、开花后氮素积累量均显著增加。深松条件下增加播量,冬前群体分蘖数及越冬期植株干物质积累量显著增加,开花前各器官积累氮素的运转量增加,开花前叶片、颖壳+穗轴积累氮素的运转对籽粒的贡献率提高,但播量90 kg·hm-2与112.5 kg·hm-2两处理间差异不显著。深松较对照穗数、穗粒数显著提高,两年度分别增产26%—66%、17%—34%;而籽粒蛋白质含量降低,但播量90 kg·hm-2时降低不显著。深松条件下增加播量,穗数、千粒重、产量提高,但播量90 kg·hm-2与112.5kg·hm-2两处理间差异不显著;籽粒蛋白质含量及其产量均以播量90 kg·hm-2较高。深松较对照水分利用效率显著提高,两年度分别提高13%—22%、9%—16%;氮素吸收效率、氮肥生产效率显著提高,播量67.5 kg·hm-2和90 kg·hm-2时的氮素利用效率显著提高。深松后水分利用效率以播量90 kg·hm-2较高,且与其他两处理间差异显著,深松条件下增加播量,氮素吸收效率显著提高,氮肥生产效率提高,但播量90 kg·hm-2与112.5 kg·hm-2两处理间的氮肥生产效率差异不显著。此外,休闲期深松配套不同播量处理,产量和籽粒蛋白质产量均与开花前各器官积累氮素的运转量显著或极显著相关,且降水多的年份,与开花前颖壳+穗轴积累氮素的运转量相关性较高。降水较多的年份较降水较少的年份开花后氮素的积累量与产量相关性较高。【结论】旱地小麦休闲期深松蓄水配套播量90 kg·hm-2有利于形成冬前壮苗;有利于开花期各器官氮素积累,促进开花前叶片和颖壳+穗轴中积累的氮素向籽粒转移;有利于形成有效穗数,构建合理群体,提高产量、水分利用效率、氮素吸收效率和氮肥生产效率,实现旱地小麦产量与籽粒蛋白质含量同步提升。     

夏闲期覆盖配施氮肥对旱地小麦土壤水分及氮素利用的影响

【目的】针对黄土高原旱地小麦降水少且分配不均、水分和氮素利用效率低的问题,探索旱地小麦覆盖保水和氮肥施用的最佳技术途径。【方法】于2010—2013年在山西省闻喜县邱家岭村开展试验,主区为覆盖方式,设夏闲期深翻后覆盖与不覆盖2个水平,副区为施氮量,设低(纯氮75 kg·hm~(-2))、中(纯氮150 kg·hm~(-2))、高(纯氮225 kg·hm~(-2))3个水平,明确年际间夏闲期深翻覆盖配施氮肥对旱地麦田土壤水分、植株氮素利用、产量的影响。【结果】各生育时期土壤水分、植株氮素积累量、花前氮素转运量及其对籽粒的贡献率均以丰水年最高,欠水年最低,丰水年、平水年较欠水年分别提高产量80%、69%,提高水分利用效率7%、20%,提高氮素利用效率6%、5%。夏闲期覆盖较不覆盖,播种期0—300 cm土壤蓄水量显著提高,达50—62 mm;花前各生育时期土壤蓄水量显著提高,各生育时期植株氮素积累量提高,籽粒氮素积累量显著提高;丰水年和平水年拔节后各阶段氮素积累量显著提高,花前叶片和穗氮素转运量对籽粒贡献率提高;欠水年花前各阶段氮素积累量及其所占比例提高,花前茎秆+茎鞘氮素转运量对籽粒贡献率显著提高;产量显著提高,达23%—41%;水分利用效率提高3%—15%;丰水年和平水年氮素利用效率显著提高,达14%—26%,欠水年低氮条件下也显著提高,达10%。丰水年配施高氮,平水年和覆盖条件下的欠水年配施中氮,不覆盖条件下的欠水年配施低氮,孕穗期前土壤蓄水量、产量和水分利用效率均较高。丰水年配施高氮,花前氮素转运量和花后氮素积累量均最高,且各处理间差异显著,主要是由于促进花前叶片和穗中氮素向籽粒转运;平水年和覆盖条件下的欠水年配施中氮,花前氮素转运量和籽粒氮素积累量最高,且各处理间差异显著,平水年主要促进叶片和穗中氮素向籽粒转运,穗叶片,覆盖条件下的欠水年主要促进茎秆+茎鞘和穗中氮素向籽粒中转运,茎秆+茎鞘穗;不覆盖条件下的欠水年配施低氮,籽粒氮素积累量最高,且各处理间差异显著,花前氮素转运量及其对籽粒贡献率最高,茎秆+茎鞘和穗氮素转运量及其对籽粒贡献率最高,且各处理间差异显著。【结论】旱地麦田夏闲期覆盖有利于蓄积降水,有利于促进丰水年和平水年小麦生育中后期氮素积累,促进叶片和穗中氮素向籽粒转运;有利于促进欠水年生育前中期氮素积累,促进茎秆+茎鞘中氮素向籽粒转运。丰水年施氮225kg·hm~(-2),平水年和覆盖条件下的欠水年施氮150 kg·hm~(-2),不覆盖条件下的欠水年施氮量75 kg·hm~(-2)可实现产量和水分利用效率的同步提升。     

深松蓄水和施磷对旱地小麦产量和水分利用效率的影响

【目的】针对黄土高原旱地小麦干旱缺水、肥料不合理施用的问题,探索旱地小麦休闲期深松蓄水和播前配施磷肥的最佳技术途径。【方法】于2012—2016年连续4年在山西农业大学闻喜旱地小麦试验基地开展试验,主区为休闲期深松与对照2个耕作方式,副区为施磷(P_2O_5)0、75、150、225、300、375 kg·hm~(-2) 6个施磷量处理,以明确年际间休闲期深松和播前配施磷肥对旱地小麦产量和水分利用效率的影响。【结果】夏季休闲利于旱地麦田土壤水分恢复,可提高土壤蓄水效率20%—86%;休闲期深松较对照显著提高播种期3 m内土壤蓄水量24—90 mm;提高穗数1%—18%,提高产量3%—25%,提高2012—2013年水分利用效率4%—20%。施磷肥对土壤水分有一定影响,施磷量在0—225 kg·hm~(-2)范围内,旱地小麦生育期内0—300 cm土壤蓄水量以施磷量150 kg·hm~(-2)最低;施磷(4年定位试验)降低了生育期内0—300 cm土壤蓄水量,各处理间差异以第4年最显著。本试验中施磷肥的第3年和第4年的土壤水分未达平衡,施磷量150 kg·hm~(-2)与未施磷肥间的周年耗水量差异显著,说明长期施磷肥增加了作物对水分的消耗和利用,0—300 cm土壤蓄水量会降低。随施磷量(0—225 kg·hm~(-2))增加,旱地小麦4年平均产量和水分利用效率表现为先增加后降低的变化趋势,并且均以施磷量150 kg·hm~(-2)最高,产量各处理间差异显著,水分利用效率施磷量150 kg·hm~(-2)与未施磷肥处理间差异显著。此外,F测验显示年份对产量和水分利用效率影响最大,增产效果显示休闲期深松的增产效果高于磷肥的增产效果,最终4年定位试验形成的播前0—300 cm底墒414—546 mm配施磷量150 kg·hm~(-2)、底墒556—607 mm配施磷量75 kg·hm~(-2),穗数、产量、水分利用效率均较高。【结论】旱地麦田休闲期深松有利于蓄积休闲期降水,改善底墒;施磷增加了旱地小麦对土壤水分的消耗和利用,降低了生育期土壤水分,增加了周年耗水;休闲期深松每多蓄1 mm水分可增产2—31 kg·hm~(-2),在施磷量0—150 kg·hm~(-2)范围内每多施1 kg·hm~(-2)磷肥可增产2—13 kg·hm~(-2);播前0—300 cm底墒550 mm以下配施磷量150 kg·hm~(-2)、底墒550 mm以上配施磷量75 kg·hm~(-2)均可实现较高的产量和水分利用效率。