不同农艺措施对河套灌区节水春小麦氮素利用的影响

[目的]系统研究春小麦生长发育特性以及植株氮素吸收规律,阐明不同农艺措施与氮素利用的关系,深入揭示节水条件下氮肥高效利用的生理机制,明确节水灌溉春小麦实现高氮素利用效率的适宜农艺措施,以期达到减少氮肥施用量、提高氮肥利用效率、降低小麦生产成本、减少环境污染、保护生态环境的目的.[方法]在前期研究确立的节水灌溉模式基础上,通过4因素5水平二次回归正交设计试验,以基本苗数、种肥磷量、施氮量和灌水定额4项主要农艺措施为决策变量,以氮素农学利用效率为目标函数,建立了内蒙古河套灌区主要农艺措施与春小麦氮素农学利用效率的二次多项式回归模型.[结果]4项农艺措施对氮素农学利用效率的影响大小顺序为：基本苗数＞灌水定额＞施氮量＞种肥磷量.通过频数寻优,定量化地提出了河套灌区春小麦实现高氮素农学利用效率的农艺措施优化组合方案,即基本苗数控制在678.9万～710.9万株/hm2,种肥磷量（P2O5） 142.4 ～ 158.9 kg/hm2,拔节期追施氮量（纯N）124.5～142.0 kg/hm2,拔节期和抽穗期灌水定额均为903.5 ～951.6m3/hm2,可实现节水春小麦氮素利用率大于10 kg/kg.[结论]该研究可为建立河套灌区春小麦节水省肥高产栽培技术体系提供理论依据.     

拔节期模拟酸雨对春小麦叶片光合特性的影响

为探明酸雨对春小麦光合特性的影响,分别用pH值为1.5、2.5、3.5、4.5和5.6的模拟酸雨在春小麦拔节期对其进行喷淋,然后测定不同pH值模拟酸雨处理后春小麦叶片的光合参数。结果表明,酸雨pH值与净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、水分利用效率以及叶绿素相对含量均呈极显著正相关,与胞间CO2浓度呈极显著负相关。酸雨使小麦叶片净光合速率下降了4.08%～67.04%,气孔导度下降了17.44%～58.44%,蒸腾速率下降了12.08%～48.08%,胞间CO2浓度上升了9.01%～14.29%,叶绿素相对含量下降了12.16%～37.23%。模拟酸雨处理后,春小麦叶片净光合速率与气孔导度、蒸腾速率、水分利用效率和叶绿素相对含量呈极显著正相关,与胞间CO2浓度呈极显著负相关。蒸腾速率与气孔导度、水分利用效率和叶绿素相对含量均呈极显著正相关,与胞间CO2浓度呈极显著的负相关。酸雨对春小麦叶片光合特性的影响随酸雨的氢离子浓度增大而愈显著。     

不同滴灌量对景电灌区春小麦产量和水分利用效率的影响

为了确定景电灌区春小麦最佳灌溉定额,在景电灌区开展相关试验,结果表明,当灌溉定额为3461.1 m3/hm2时可改善春小麦穗数、穗粒数和千粒质量等构成因子,同时提高春小麦产量和水分利用效率,使灌溉水利用效率保持较高水平,可为景电灌区春小麦高效节水灌溉提供理论依据。     

水氮互作对春小麦叶片气体交换和叶绿素荧光参数的作用机制

通过盆栽对春小麦宁春4号不同生育期功能叶光合参数和叶绿素荧光参数的测定,研究水氮互作对春小麦叶片光合作用以及瞬时水分利用效率的影响。结果表明,施氮可提高小麦功能叶光合速率(Pn)、瞬时水分利用效率(IWUE)、气孔导度(Gs)、表观光合电子传递速率(ETR)、PSⅡ总的光化学量子产量(Yield)、荧光光化学猝灭系数(qP),同时胞间CO2浓度(Ci)减小。干旱和丰水条件下,高氮处理的Pn、IWUE、Gs和ETR均大于其他氮素水平。在拔节期和灌浆期,干旱条件下高氮叶片Yield显著低于中氮和对照处理;在抽穗期和灌浆期,丰水和中等干旱的高氮叶片qP较对照以及丰水和严重干旱的中氮叶片高。小麦叶片Pn与Yield、qP、ETR表现为显著线性正相关,而且其相关性在中等氮素水平达到最高;Pn与Gs、IWUE之间的相关性因处理不同而异,证明施氮能够显著提高光合机构开放比例、捕捉光量子的能力和电子传递速率,从而改善光合机构效能;氮素对气体交换的影响受水分条件的显著作用,从而影响叶片水分利用效率,但由于干旱导致Pn和IWUE的降低可以通过增施氮肥得到部分补偿。     

不同水分处理对滴灌春小麦水分利用效率及产量的影响

研究不同水分处理对春小麦滴灌水分在土壤中的分布状况、水分利用效率（WUE）及产量的影响。结果表明,不同水分处理对滴灌小麦土壤水分的分布有很大影响,同一土层0～20cm土壤含水率在灌溉前后具有明显的变化;0～40cm土层土壤含水率整体趋于平缓,总体表现为W1处理（150mm）〈W2处理（300mm）〈W3处理（450mm）〈W4处理（600mm）;40～60cm土层距离滴灌带不同远近的土壤含水率变化不明显。W3处理的WUE最高,漫灌的WUE最低。滴灌小麦和漫灌小麦不同水分处理的产量间差异达显著水平,同一水分处理不同行之间由于灌溉量的不同也表现差异性;两品种产量均随灌水增加而增加,灌水过多而降低的趋势。     

不同灌水处理对春小麦耗水特性及产量的影响

为实现春小麦的节水高产栽培,提高麦田的水分利用效率,该试验选用了春小麦品种永良4号为试验材料,通过设计不同的灌水处理,系统的研究灌水量、灌水时间对麦田耗水量及小麦产量的影响,研究结果表明:随着灌水次数和灌水量增加,麦田总的耗水量增大,土壤水的消耗量减少.各生育阶段耗水量变化与水分供应量有关,阶段灌水量大则耗水量高.对产量构成进行分析得出,对亩穗数和穗粒数影响最大的灌水时期是拔节期.而孕穗期、开花期灌水对千粒重的增长具有明显的促进作用.不同处理之间,水分利用效率的差异表现为:2水>3水>4水>1水>CK.产量则随灌水次数的增加而增大,2水和3水处理与4水处理相比较.产量差异并不明显,但耗水量却明显减少.实现了节水与高产的统一.在各灌水处理中,以灌拔节水和开花水处理的效果最为显著,因此,在生产中可以将该确立为春小麦节水高产统一的灌溉制度.     

不同品种冬小麦冠层温度与抗旱性和水分利用效率的关系研究

本试验利用红外测温仪于2006-2007年在甘肃陇东旱塬,测定了40个冬小麦品种灌浆期冠层温度,研究了冠层温度与抗旱指教和水分利用效率之间的关系,研究结果表明,不同水分条件下40个冬小麦品种灌浆期冠层温度、抗旱指数和水分利用效率差异均达到了极显著水平,水分利用效率和冠层温度与抗旱指数之间相关性分析表明,抗旱指数与水分利用效率之间存在显著的正相关关系(r=0.769***);抗旱指数与冠层温度呈极显著负相关(r=-0.772***),7个抗旱性强的品种其冠层温度较40个品种(系)平均值低1℃,11个抗旱性弱的品种则高出加个品种(系)平均值0.68℃,说明冠层温度能够反映品种抗旱性.     

春小麦不同叶序叶片对产量因素的影响

小麦叶片是小麦维持自身生命、生长发育和形成产量的重要器官。春小麦自出苗至成熟前，各叶序的叶片均发挥着各自不同的功能，对小麦各生理指标和生育指标起着其重要的作用，各叶序的叶片也对产量构成因素产生不同的影响。     

不同条件下覆膜对春小麦产量和水分利用的影响

通过大田实验研究了不同条件下覆膜对春小麦产量与水分利用效率的影响。覆膜处理均在播种后62d揭膜。由于底墒较差,覆膜后土壤干旱加剧,导致全生育期耗水量分配不合理,使前期增长的根系在中后期成为生长的冗余,进而影响水分利用效率和产量。     

氮肥对春小麦叶片光合特性的影响

通过不同氮肥施用量盆栽试验,对春小麦挑旗期倒二叶光合作用的研究表明：适当增施氮肥,小麦挑旗期倒二叶叶片最大净光合速率（Pmax）、光饱和点（LSP）均明显提高,光补偿点（LCP）、表观量子效率（α）及表观暗呼吸速率（Rd）则下降,增强小麦叶片对强光与弱光的利用能力;施用氮肥对小麦叶片光合特性的影响,可能是其叶绿素含量增加、叶面积指数提高的主要原因;分析结果认为,适当增施氮肥有利于提高小麦的干物质积累量。     

黑龙港地区施氮方式对不同类型冬小麦品种产量及水分利用率的影响

为了筛选出黑龙港地区不同类型冬小麦品种适宜的施氮方式,以该生态区大面积推广的3个不同类型冬小麦品种邯6172(粒重侧重型)、河农6049(粒数侧重型)和衡4399(穗数侧重型)为试材,在氮肥施用量均为270 kg/hm~2条件下,试验设氮肥底施与追施比例(底追比)3∶7、5∶5和7∶3计3个水平,研究了3种施氮方式对不同类型冬小麦的产量及水分利用率的影响。结果表明:氮肥使用比例以及品种类型均与小麦产量和水分利用率高度相关,穗数侧重型品种衡4399宜采用底追比3∶7的施氮方式,平均产量为7 181.54 kg/hm~2,水分利用率为22.26 kg/(hm~2·mm);粒重侧重型品种邯6172和粒数侧重型品种河农6049宜采用底追比5∶5的施氮方式,平均产量分别为7 176.23和7 166.05 kg/hm~2,水分利用率分别为22.05和22.00 kg/(hm~2·mm)。     

不同施氮量对滴灌春小麦根系时空分布、氮素利用率及产量的影响

为明确新疆干旱区滴灌春小麦不同施氮量对小麦根系的时空分布、氮素利用率及产量的影响。以‘新春19号’为试验材料,利用田间定位试验,研究在小麦拔节期、抽穗期、开花期及成熟期施氮量0kg/hm~2(N_0对照)、150kg/hm~2(N_1)、300kg/hm~2(N_2)、450kg/hm~2(N_3)4个处理,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、动态变化及产量构成因素和产量的影响。结果表明:开花期是各处理小麦根长密度、根体积与根质量变化最为剧烈阶段;0~20cm是各处理根量值(根质量、根体积、根长密度)最大层;施氮量适宜(N_2)时,表层根量增加,氮素利用率最高;施氮量过高(N_3)可获得较高的表层根量和产量,但导致最低的氮素利用率;施氮量过少(N_1)可获得较高氮素利用率,但土层根量和产量较低;氮素严重缺乏(N_0)导致表层土壤根系数量减少,影响养分吸收并导致产量最低。建议在新疆干旱区滴灌春小麦区域采用施氮量300kg/hm~2更有利于实现节肥和高产的统一。     

春小麦不同生育期断水对水分利用率的影响

利用盆栽方法研究了不同土壤含水量下不同时期断水对春小麦生长和水分利用率的影响,结果表明:各处理在断水初期蒸散强度明显高于断水后期;随着春小麦生育进程的推进,土壤水分含量各水平梯度断水前日平均耗水量增加,同一梯度土壤水分含量在断水后,到达各临界水分的时间有缩短的趋势;同一断水时间,随着土壤水分含量增加到达各临界水分时的日平均蒸散量也增加;同一水平梯度含水量随断水日期推后水分利用率提高.     

新疆春小麦的抗干旱和水分高效利用特性研究

研究了新疆当前春小麦主栽品种和近年新审定品种的抗干旱和水分高效利用特性,通过田间干旱和充分灌溉处理小区试验的籽粒产量和主要农艺性状,计算了各品种的抗旱系数(DC)、抗旱指数(DI)、干旱产量指数(DYI)、丰水产量指数(WYI)和产量-水分高效利用指数(YHWUEI).结果表明,新疆育成的春小麦品种在干旱处理条件下的产量、抗旱性总体高于引进品种;各品种产量和农艺性状的抗旱系数(DC)与各品种干旱处理条件下的产量相关性差,各品种产量和部分农艺性状的抗旱指数(DI)与各品种干旱处理条件下的产量相关性较高,而干旱产量指数(DYI)与各品种的干旱处理产量趋势完全一致;又通过干旱产量指数(DYI)、丰水产量指数(WYI)和产量-水分高效利用指数(YHWUEI),筛选出在干旱和充分灌溉两种条件下都高产稳产,即具有水分高效利用特性的春小麦品种四个:新春2号、新春6号、新春7号和新春10号,它们的干旱产量指数、丰水产量指数和产量-水分高效利用指数都大于1.05.在多年新疆春小麦生产中,它们也都表现高产稳产、耐高温、抗干旱和适应性强,在干热风危害麦区推广面积大.     

河西绿洲不同灌溉条件下土壤水分对小麦叶片含水量的影响

[目的]研究河西绿洲不同灌溉条件下,春小麦不同生育时期土壤水分对植株叶片水分状况及叶面积指数的影响。[方法]设5个处理,分别为底墒水1 500 m3/hm2+拔节水1 000 m3/hm2(F1)、底墒水1 500 m3/hm2+拔节水10 00 m3/hm2+抽穗水1 000 m3/hm2(F2)、底墒水1 500 m3/hm2+拔节水1000 m3/hm2+抽穗水1 000 m3/hm2+灌浆水1 000 m3/hm2(F3)、底墒水1 500 m3/hm2+拔节水1 000 m3/hm2+抽穗水500 m3/hm2+灌浆水500 m3/hm2(F4)、底墒水1 500 m3/hm2+拔节水1 000 m3/hm2+抽穗水1 000 m3/hm2+灌浆水500 m3/hm2(F5),灌水总量分别为2 500、3 500、4 500、3 500、4 000 m3/hm2。[结果]抽穗期到开花期,各层土壤含水量与叶片相对含水量均呈正相关关系,其中20～40和60～80 cm土层土壤含水量与叶片含水量达到极显著相关;开花期至灌浆前期,各土层土壤含水量与叶片相对含水量均呈正相关,其中60～80 cm土层土壤含水量与叶片含水量达到显著相关;灌浆前期至灌浆中期,各土层土壤含水量与叶片相对含水量均呈正相关,但整个土层土壤含水量与叶片相对含水量均未达到显著相关。灌浆中期的降雨提高土壤上层含水量,因此0～40 cm耕层土壤含水量与叶片相对含水量呈显著正相关(r=0.87～0.91);而灌浆后期,二者却表现出负相关(r=-0.55～-0.97)。[结论]该研究可为春小麦节水栽培提供可靠依据。     

施氮量对新疆不同品质类型春小麦品种籽粒灌浆特征和产量的影响

在大田条件下,研究氮肥用量对不同品质类型春小麦籽粒灌浆和产量的影响。结果表明,在各施氮处理中,不同品质类型春小麦品种籽粒灌浆过程均呈“S”型变化。随着灌浆时间的推移,籽粒干物质均有不同程度增加,籽粒干物质积累表现为新春6号＞新春27号＞Y 20。籽粒灌浆速率大致呈先增加后下降的变化趋势,但在N2处理下,Y 20和新春6号都出现先增加后略降低又快速增加最后降低的变化趋势。用Logistic方程对籽粒干物质积累进行拟合,3个品种均在N1处理下有最大灌浆速率和最大快速积累期总量。小麦籽粒灌浆特征参数均与千粒质量呈正相关,其中平均灌浆速率、快速积累期总量与千粒质量呈极显著正相关。3个品种实际产量均在N2处理下达到最大,表现为新春6号＞新春27号＞Y 20。     

新疆春小麦品种蛋白质品质性状的变化

测定8个不同类型春小麦品种的品质指标,研究不同年份各品种品质性状的变化特点。结果表明,所有品质性状在年份间和品种间的差异均达显著(P<0.05)或极显著水平(P<0.01);除蛋白质含量、延伸度外,在年份×基因型互作影响下,其他各品质性状也均达到显著(P<0.05)或极显著差异水平(P<0.01);两年度面团流变特性变异系数都较大,并且大部分指标的变异系数均超过10%,说明基因型对面团流变特性起主要影响作用;不同春小麦品种各品质指标基本表现为2010年大于2011年,不同品种在不同年份品质指标的稳定性存在差异。通过双重筛选逐步回归进一步分析开花至成熟期间主要气象因子对蛋白质品质的影响,表明不同蛋白质品质性状受不同气象因子影响。沉降值、面团形成时间、面团稳定时间、评价值和拉伸面积的回归方程均达到极显著或显著相关,其相关系数分别为0.791 6、0.840 8、0.917 1、0.896 0和0.940 2。