氮素对大豆和玉米轮作下植株干物质积累与产量的影响

进行玉米和大豆轮作试验,分析轮作体系下氮肥施用对植株干物质积累和产量的影响。结果表明:在轮作制度下,玉米增施50%氮肥与常规施肥相比,灌浆期和乳熟期的干物质质量与成熟期的产量显著提高;大豆减施50%氮肥与常规施肥相比,各生育期的干物质质量和籽粒产量均下降,但减产并不显著。综合分析表明:在轮作周期内总施氮量不变的条件下,玉米增施50%氮肥和大豆减施50%氮肥,可以在保证大豆减产不显著的情况下显著提高玉米产量。     

宽幅精播和灌溉对冬小麦干物质积累及产量的影响

采用了宽幅精播和常规种植2种种植模式,每种种植模式设3种灌溉处理,研究了宽幅精播和灌溉对冬小麦群体动态变化、干物质积累量和产量等的影响。结果显示,灌拔节水和抽穗水后,宽幅精播的分蘖消亡速率低于常规种植。在冬小麦生育后期,宽幅精播显著提高了干物质积累量。宽幅精播的产量显著高于常规种植,增产的原因在于穗数的显著增加。研究表明,宽幅精播结合灌拔节水和抽穗水为一种值得推广的节水种植模式。     

不同水肥耦合条件下水稻干物质积累与分配特征

2009年5—9月在湖北省灌溉试验中心站以优质水稻新两优香4为材料,采用长期淹灌和间歇灌溉2种灌溉模式,结合3种施肥(氮及磷肥)水平F1、F2、F3,研究了不同水肥耦合条件下水稻产量形成过程和干物质积累与分配特征。结果表明,不同水肥处理下水稻各生育期干物质积累的动态变化相似,分蘖前期水稻干物质的积累量随施肥的增加而上升,到一定程度则会下降,不同灌溉模式间的差别不明显。从分蘖后期到抽穗开花期,不同水肥处理水稻干物质的积累总量均明显增大,且不同处理间差异显著,F1、F2、F3处理抽穗开花期间歇灌溉模式干物质积累量比淹灌模式分别大12.1%、22.1%、61.9%。间歇灌溉模式水稻干物质净积累量(NDMA)和群体生长速率(CGR)峰值随施肥量的增加发生改变,由出现在低肥水平(F1)的抽穗开花期至乳熟期转变为高肥水平(F2,F3)的分蘖后期至拔节孕穗期,且NDMA和CGR显著增大。不同水肥处理水稻黄熟期干物质在各器官间的分配不同,但均表现出相同趋势,即由高到低依次为籽粒、茎、叶、根。不同灌溉模式水稻的收获指数随施肥量的增加而下降,淹灌模式下收获指数下降明显,相对F1处理,F2、F3处理下分别下降12.4%、17.9%。干物质积累过程的拟合结果表明,三次曲线模型比Logistic模型的拟合精度高。     

节水灌溉的水稻干物质积累C-R模型研究

介绍了水稻干物质模型的研究进展和Chapman-Richards模型的数学结构以及该模型在描述林木生长和不同生物种群生长过程中的应用,并根据国家“863”节水农业专项子课题现场试验资料,用Chapman-Richards模型模拟了水稻干物质积累过程。结果表明。用Chapman-Richards生长方程来模拟控灌水稻干物质积累过程中,Logistic模型拟合效果最好。并根据模型参数对水稻生长过程进行了分析。     

不同灌溉方式下旱直播水稻光合特性与干物质积累动态

为探究东北黑土区不同灌溉方式对旱直播水稻生长生理特征的影响,按照不同的灌溉方式设置了滴灌旱直播(DH)、漫灌旱直播(MH)和淹灌旱直播(HS)3个试验处理,以当地常规的插秧淹灌（CK）为对照。通过拟合曲线定量分析了不同处理的干物质积累过程动态变化特征以及水稻各生育阶段光合特性指标的变化。结果表明,不同处理水稻干物质积累量均随着生育时间推进呈现慢-快-慢的“S”形曲线变化规律,但干物质积累量、快速增长起止时间、生长速率以及生长周期则表现出随灌溉方式的不同而不同,干物质积累量由大到小依次为HS、MH、DH、CK,其中CK处理干物质理论最大积累量为3190.65g/m2,而DH、MH和HS处理干物质理论最大积累量较CK增加17.74%~52.57%,为3756.81~4867.88g/m2;CK处理水稻快速积累期开始于分蘖中期,其他处理水稻快速积累期开始于分蘖中期向分蘖末期过渡阶段,不同处理的水稻干物质快速积累期均结束于乳熟期。不同灌溉方式的光合特性指标也有所不同,抽穗开花期后,旱直播处理叶绿素SPAD较CK处理下降快;除分蘖末期外,旱直播处理净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)和气孔导度(Gs)均低于CK处理,气孔限制值(Ls)均高于CK处理。相关分析表明,旱直播水稻干物质积累量与叶绿素SPAD、Pn、Tr、Gs呈极显著正相关（P<0.01）。通过对光合特性参数和干物质积累量分析表明,旱直播DH、MH和HS处理光合特性劣于CK处理,而干物质积累量优于CK处理;HS处理光合特性及干物质积累量优于DH与MH处理。研究结果可为东北黑土区水稻种植模式选取提供理论依据。     

寒地黑土区水稻植株干物质积累对耗水过程的响应

为了探究寒地黑土区水稻植株干物质积累对耗水过程的响应规律,于2017年在黑龙江省水稻灌溉试验站的蒸渗仪内进行了水稻耗水试验。采用U7(76)均匀试验设计,深入解析了各生育阶段耗水量对水稻干物质量及干物质积累过程的影响。结果表明,各生育阶段耗水量对水稻干物质积累的影响决定系数由大到小依次为:抽穗开花期、拔节孕穗期与抽穗开花期的耦合效应、拔节孕穗期、抽穗开花期与乳熟期的耦合效应、分蘖中期与抽穗开花期的耦合效应、分蘖中期与拔节孕穗期的耦合效应、分蘖中期。在水稻营养生长阶段,各阶段耗水量通过影响干物质积累进入快速增长的时间和最快增长速率,进而间接影响干物质积累量,分蘖中期耗水量每增加1 mm,将提前0.459 d进入干物质积累快速增长阶段;拔节孕穗期耗水量每增加1 mm,干物质积累的最快增长速率提高0.011 3 g/d。进入生殖生长阶段,各阶段耗水量对干物质积累量的直接影响大于间接影响。各生育阶段耗水量对水稻产量和干物质量的影响排序相同,由大到小依次为:抽穗开花期、拔节孕穗期、分蘖中期、乳熟期、分蘖前期、分蘖后期,拔节孕穗期、抽穗开花期耗水量与水稻经济系数呈显著负相关。研究结果可为寒地黑土区水稻合理制定灌溉制度提供理论依据。     

水肥一体化模式对马铃薯干物质积累及水分利用效率的影响

【目的】探寻适宜于内蒙古阴山北麓地区马铃薯节水高效种植的水肥一体化模式。【方法】采用大田裂区试验,研究了3种灌水量(1 200、2 100、3000 m~3/hm~2)和3种施肥模式(味丹腐殖酸肥、中化大量元素水溶肥、常规NPK肥)组成的9种水肥一体化模式对马铃薯干物质积累及水分利用效率的影响。【结果】较基于腐殖酸肥和大量元素水溶肥施肥模式的水肥一体化模式相比,基于常规NPK配施施肥模式的水肥一体化模式马铃薯全株和块茎干物质快速积累持续时间长、干物质快速积累期间积累速率快,茎、叶、块茎各器官干物质积累量多,茎叶和块茎干重平衡期适期出现,茎叶生长和块茎生长关系协调,产量分别显著增加38.95%～46.93%和35.40%～39.63%,水分利用效率显著提高39.37%～42.96%和33.83%～44.25%。1 200 m~3/hm~2灌水量较2 100、3000 m~3/hm~2灌水量下水分利用效率显著增加27.63%～37.56%、49.62%～57.62%,灌水量对产量影响不显著。【结论】在内蒙古阴山北麓地区相似于本试验条件的马铃薯生产中,推荐使用1 200 m~3/hm~2与常规NPK肥结合的水肥一体化施用模式,既可提高产量,也能节约用水。     

营养生长期水分胁迫和氮素对大豆干物质及产量的影响

为了揭示水分胁迫强度、历时和氮肥对大豆干物质积累及产量的影响机制,将三者有机结合起来,设计了大豆营养生长期水、氮交互作用对大豆干物质和产量影响试验。根系生长量随着水分胁迫强度的增强和胁迫历时延长呈单峰曲线变化,二者的交互作用对根系的影响更为显著,14d重度胁迫处理的根系达到最大值,为对照水平的1.33倍;地上干物质随氮素提高呈单峰曲线变化,在中度水分胁迫下,高氮处理的地上干物质平均为低氮处理的1.5倍;水、氮的交互作用对产量产生显著正效应,但符合报酬递减规律,14d各种水分胁迫及21d轻、中度水分胁迫下中、高氮处理的产量均产生显著的补偿效应,M14N3处理的产量达到最大值,为对照水平的1.18倍。水分胁迫强度、历时和氮素均是大豆产生补偿生长的关键因素,水分胁迫强度和历时的交互作用可以有效促进根系生长,而增施氮更利于茎叶的累积,正是由于水、氮的协同作用,使大豆处于更好的均衡生长状态,水肥资源获得更有效地利用,因而使产量产生了显著补偿效应。     

水肥一体化对小麦干物质和氮素积累转运及产量的影响

为探讨滴灌水肥一体化对小麦干物质和氮素积累、转运与产量的影响,于2016—2018年2个小麦生长季进行田间试验,设置3个氮(N)肥水平N1(180 kg/hm²)、N2(240 kg/hm²)、N3(270 kg/hm²)和3个水分(W)水平W1(生育期不灌水)、W2(生育期灌2次水)、W3(生育期灌3次水),9个处理分别为:W1N1、W1N2、W1N3、W2N1、W2N2、W2N3、W3N1、W3N2、W3N3。结果表明:连续2年,小麦植株干物质积累量在开花期和成熟期达到最大,与W1N1处理相比,W3N2处理下小麦开花期植株平均干物质积累量、成熟期植株平均干物质积累量、营养器官平均干物质转运量、平均干物质转运率和干物质转运对籽粒平均贡献率分别增加32.11%、13.34%、48.66%、56.34%、42.93%;连续2年,小麦植株氮素积累量在小麦开花期和成熟期达到最大,与W1N1处理相比,W3N2处理下小麦开花期和成熟期植株平均氮素积累量分别增加21.98%和20.30%;在小麦成熟期,与W1N1处理相比,W3N2处理下小麦茎+叶鞘平均氮素积累量、穗轴+颖壳平均氮素积累量、籽粒平均氮素积累量、营养器官平均氮素转运量、平均氮素转运率和营养器官氮素转运对籽粒平均贡献率分别增加20.19%、27.65%、35.99%、47.51%、20.91%和6.04%;连续2年,与W1N1处理相比,W3N2和W3N3处理下小麦平均产量分别增加31.88%和15.28%。研究表明,滴灌水肥一体化下W3N2处理是本试验的最优处理,能够促进营养器官干物质和氮素的积累与转运,有利于实现小麦高产高效。     

乳熟后灌溉对夏玉米水分利用效率及干物质转运的影响

于2011—2012年玉米生长季节,采用3个高产玉米品种,在乳熟后期分期(设9月20日、9月25日、9月30日3水平,不灌水为对照,分别用I9.20、I9.25、I9.30和CK表示)进行灌溉单因素试验。结果表明:各灌水处理与CK相比,成熟期1 m土体土壤含水率提高2.92%~14.14%。不同灌水处理农田蒸散量变幅为380.67~434.91 mm,处理间由小到大为I9.25、I9.20、I9.30、CK。不同处理影响干物质积累转移,CK和I9.30处理提高了吐丝前营养器官同化物向籽粒的转化效率,I9.20与I9.25处理则提高了吐丝后营养器官同化物的转化效率,而最终产量以I9.20与I9.25处理较高。不同处理籽粒水分生产率为21.94~26.53 kg/m3,以CK最高或较高。这表明,乳熟后适期灌溉,虽然降低了水分利用率,但提高了籽粒产量。结合本研究地区小麦-玉米一体化生产,乳熟后灌水建议在9月20~25日期间进行。     

不同灌水量对盆栽棉花干物质积累和分配的影响

为研究不同灌水量对转基因抗虫棉生物量的影响,在盆栽条件下,以华杂棉H318为试验材料,参照自然蒸发量,设置5个灌溉处理(T1、T2、T3、T4、T5),研究不同灌水量对棉花干物质积累和分配的影响。结果表明,随灌水量增加,生殖器官干质量和铃数呈上升趋势,根系和地上部分生物量增加。"果节/叶面积"以T5最大,"铃数/叶面积"T1最高,"生殖器官干质量/叶面积"随灌水量减少而降低。T3处理根冠比和生殖器官干物质分配率较高,生物量灌溉水利用效率最大。在提高水分利用效率的前提下,T3为最佳的灌水比例。     

不同灌水方式的辣椒灌溉制度设计

将模拟灌溉制度的ISAREG模型与灌水方式相结合研究辣椒常规沟灌和隔沟灌条件下的灌溉制度。对不同灌水方式条件下灌溉制度模拟所需的各项参数进行了预处理和验证,分析评价了辣椒2个试验处理的实际灌溉制度,在此基础上根据辣椒的需水特性进行了多组合灌水方案设计,分别得到了现状供水状况下和不受灌水日期约束时的优选灌溉制度。     

果农间作条件下滴灌大豆耗水规律试验研究

采用水量平衡原理,通过大田小区试验与理论分析,对与10年生核桃间作的滴灌大豆耗水规律进行了研究。结果表明,果农间作的滴灌大豆花夹期、鼓粒期、鼓粒成熟期的平均日耗水强度分别为3.2、3.3、2.3 mm,全生育期累积耗水量为277.2 mm,较非间作滴灌大豆各生育期的日均耗水量显著减小,总耗水量减小26.5%,日均耗水量变化也更为平缓;果农间作的滴灌大豆在观测生育期内的平均叶绿素含量较非间作大豆减少24.6%。     

温室条件下茄子灌溉制度初探

以茄子为试材,于2013年4-8月在天津市北辰区日光温室中进行试验,分析了气象因素对灌溉的影响,并制定了灌溉制度。结论如下:温室条件下大棚内温度一直较高,且随气温的增加而增加;温室属于较为封闭的环境,所以温室内湿度一直处于较高点,且灌水后有大幅度增加,湿度较高;滴灌茄子的滴灌灌溉制度为全生育期灌溉定额137.9mm,灌水定额为19.7mm/次,灌水次数为7次,茄子生长阶段的土壤水分下限适宜控制在70%的田间持水率(计划湿润层为40cm)。     

灌溉对不同耐旱型大豆生理特性及产量的影响

田间条件下,在半干旱地区,通过对不同耐旱型大豆品种进行灌溉,探讨品种和灌溉对大豆生理性状及产量的影响。结果表明:灌溉提高了同一品种的LAI、株高、地上部生物产量、叶绿素含量,但却降低了根冠比值。同一处理,各时期地上部生物量表现为:R6R4R2,根冠比值表现为:R2R4R6。灌溉与品种均显著影响大豆产量的形成,且灌溉效应大于品种效应。灌溉提高了同一大豆品种的产量,但辽豆21产量提高的更多。同一灌溉条件下,辽豆14产量优于辽豆21。灌溉提高了大豆植株的株高、主茎节数、节间长度。同一灌溉条件下,辽豆14的株高、主茎节数高于辽豆21,但节间长度却低于辽豆21。     

交替灌溉下不同水氮模式对大豆生长及水分利用效率的影响

为优化交替灌溉下大豆水氮供给模式,通过田间防雨棚试验,研究了灌水量和施氮量对大豆生长及水分利用效率的影响。结果表明,水氮耦合对大豆株高、叶面积指数的影响是水分效应大于氮肥效应,而对干物质量和叶水势的影响则是氮肥效应大于水分效应,高水中氮处理下产量最高,是高水高氮、高水低氮处理的1.11、1.17倍,是该区域最佳的水肥组合。高水中氮下,水分利用效率达最高(1.75kg/m3),硝态氮对环境污染最小。