水氮运筹对滴灌冬小麦产量和水氮利用效率的影响

为探究水氮运筹对滴灌冬小麦产量和水氮利用效率的效应,于2019—2021年开展了连续2年小麦田间试验,设置2个施氮水平210（N₁）和240（N₂）kg·hm^-2,4个灌水处理W₁（不灌水）、W₂（每次30 mm）、W₃（每次45 mm）、W₄（每次60 mm）,分析不同处理小麦产量及水氮利用率相关指标。结果表明,2019—2021年,施氮量和灌水量对冬小麦抽穗期、扬花期和灌浆期叶片净光合速率的影响为极显著（P<0.01）或显著（P<0.05）,且三个生育时期均以N₂W₄ 处理最高,与N₁W₄和N₂W₃处理间没有显著差异;三个生育时期的土壤铵态氮和硝态氮含量均以N₂W₃、N₁W₄或N₂W₄处理最低。小麦越冬期、灌浆期和成熟期土壤铵态氮与产量和氮肥偏生产力（NPFP）均呈显著或极显著负相关;抽穗期、灌浆期和成熟期土壤硝态氮与产量和NPFP均呈显著或极显著负相关。2个年度,水氮运筹较对照显著提高了冬小麦的产量和水氮利用效率,产量增幅分别为38.9%~62.0%和40.9%~68.3%,水分利用效率（WUE）增幅分别为8.0%~15.7% 和10.1%~16.4%,NPFP增幅分别为38.9%~62.0%和40.9%~65.5%;冬小麦产量和WUE均以N₂W₄处理最高,N₂W₃处理次之,两者间没有显著性差异;但N₂W₃处理的水分利用效率均显著高于N₂W₄处理。综上,在本试验条件下,施氮量240 kg·hm^-2、每次灌水45 mm（N₂W₃）为该地区滴灌冬小麦最佳水氮运筹组合,可以实现保障产量和提高水氮利用效率的目标。     

限水灌溉对极端晚播密植小麦籽粒产量、蛋白质含量和水氮利用效率的影响

为了解极端晚播密植小麦的限水灌溉效果,2012年11月至2014年6月以弱春性小麦偃展4110和半冬性小麦矮抗58为材料,在华北地区典型水浇地进行晚播(11月中旬)密植(600万株·hm-2)试验,比较了常规灌溉(拔节期和开花期各灌水60mm)和限水灌溉(拔节期灌水60mm)的小麦开花后氮素吸收转运分配、籽粒产量和蛋白质含量以及水氮利用效率。与常规灌溉相比,限水灌溉可促进极端晚播密植小麦开花前氮素在开花后向籽粒的转运量、转运效率及其对籽粒氮素的贡献率,显著提高氮素收获指数和籽粒蛋白质含量,但对开花后氮素积累量以及小麦氮素吸收效率、籽粒产量和水分利用效率的影响因生长季而异。与常规灌溉相比,限水灌溉下偏旱的2012-2013生长季开花后氮素积累量和氮素吸收效率降低,籽粒产量和水分利用效率无显著变化;偏湿润的2013-2014生长季开花后氮素积累量和氮素吸收效率维持稳定,籽粒产量和水分利用效率分别提高4.3%~5.3%和10.4%~13.3%。极端晚播密植栽培模式下,限水灌溉不仅可促进小麦营养器官氮素向籽粒的转运,提高小麦氮收获指数和籽粒蛋白质含量,还能在偏湿润的年份提高籽粒产量和水分利用效率。     

施氮对黄土高原半湿润区冬小麦产量和水分利用效率的影响

为探讨施氮对黄土高原半湿润地区冬小麦产量和水分利用的影响,通过田间长期定位试验,设置0 kg·hm~(-2)(N0)、100 kg·hm~(-2)(N100)、200 kg·hm~(-2)(N200)、300 kg·hm~(-2)(N300)和400 kg·hm~(-2)(N400)5个施氮水平,比较分析了不同处理间冬小麦不同生育时期0～200 cm土层土壤剖面水分动态变化及产量和水分利用效率的差异。结果表明,与未施氮(N0)处理相比较,施氮处理的冬小麦籽粒产量、籽粒产量水分利用效率、干物质量和干物质量水分利用效率均显著增加,而各生育时期土壤水分含量降低。两年的冬小麦耗水量和籽粒产量均表现为N100、N200N0N300、N400;籽粒产量水分利用效率和干物质量水分利用效率均呈增加趋势,但N200与N300及N300与N400处理间差异不显著。综合来看,在本试验条件下,施氮200 kg·hm~(-2)时冬小麦既能高产,也可高效利用土壤水分。     

氮肥调控对冬小麦干物质量、产量和氮素利用效率的影响

为了探讨河南省安阳地区冬小麦合理高效的氮肥调控模式,2008-2010年通过田间试验,比较分析了不同基追比(10∶0和6∶4)和施氮水平(100、200和300kg·hm-2)下冬小麦干物质量、产量和氮肥利用效率的差异。结果表明,增施氮肥显著促进了冬小麦的干物质积累和籽粒产量的形成,在基追比10∶0下,氮肥农学效率(NE)随着施氮量的增加呈降低趋势。在相同追施比例下,干物质量、籽粒产量、氮素生理利用效率(PNUE)和氮素利用效率(NUE)以施氮200kg·hm-2时最高。在施氮100kg·hm-2时,提高氮肥基施比例更有利于增加干物质量、产量和氮肥利用效率;伴随施氮量的增加,提高追肥比例能有效增加干物质量、籽粒产量、NE、PNUE和NUE。本试验中,在施氮200kg·hm-2、基追比为6∶4条件下,冬小麦的干物质积累、产量及氮素利用效率表现最佳。     

优化灌溉和施肥对冬小麦产量的影响

为了探讨传统水氮管理和优化水氮管理对冬小麦产量的影响，于1999～2000年在中国农业大学中德合作项目北京试验基地进行了包括灌溉、氮肥和秸秆3因素共18个处理组合的田间试验。传统水氮管理尽量模仿当地农民的生产实际，优化水氮管理以冬小麦生长发育的需要为原则，结合土壤水分和土壤养分的实测值来具体确定。结果表明，优化灌溉在节水11mm的情况下，小麦产量与传统灌溉无显著性差异；优化施氮与传统施氮相比，氮肥用量降低了75％，但产量并不降低；秸秆还田与秸秆不还田相比，冬小麦产量无明显变化。上述结果表明，在保持产量不降低的前提下，华北平原小麦生产中节水的空间相对较小，而节肥(指氮肥)的空间相对较大，优化施氮管理值得大力推广。     

不同生态条件下品种和施氮量对冬小麦产量及氮肥利用效率的影响

为给河南省不同生态区域小麦氮肥高效利用提供理论依据,于2012-2013年在南阳和信阳2个地点,2013-2014年南阳、信阳和郑州3个地点,通过田间试验研究了施氮量对10个小麦品种产量和氮肥利用效率的影响。结果表明,小麦产量和氮肥利用效率均显著受品种、地点和施氮水平的影响,同时显著存在品种×地点和地点×施氮量的互作效应;其中,品种效应相对较小,地点对产量和氮肥农学利用效率的影响较大,施氮水平对氮肥偏生产力的调控效应最大。10个品种中,周麦28在各地点均获得了较高的产量和氮肥偏生产力,表现出较好的适应性。3个地点中,郑州和南阳的小麦产量和氮肥偏生产力均显著高于信阳,而信阳具有较高的氮肥农学利用效率,说明适量的氮肥供给对于信阳改善小麦生产非常重要。增施氮肥可以显著提高小麦产量,但降低了氮肥偏生产力和氮肥农学利用效率,且不同地点和品种对施氮水平的响应存在差异。综合各品种产量和氮肥利用效率对施氮水平的响应,在3个地点小麦在较低施氮水平(120kg·hm-2)下均可达到高产高效的生产目标,但各地点也存在需要高氮肥投入的小麦品种,如郑州的郑麦3596、南阳的洛麦24及信阳的西农509和宛麦16。     

拔节期水氮运筹对冬小麦籽粒灌浆期叶片光合特性及水分利用效率的影响

为给冬小麦节水高效栽培提供理论依据,在防雨、基施氮量和开花期灌水量相同的条件下,通过拔节期不同追氮和灌水处理,研究了水氮运筹对冬小麦籽粒灌浆期叶片光合特性及水分利用效率(WUE)的影响.结果表明,冬小麦旗叶净光合速率、蒸腾速率、叶绿素a、叶绿素b均随拔节期灌水量的增加而升高.在相同灌水量下,增加追氮量能显著提高叶片净光合速率、蒸腾速率、叶绿素a和b含量.追氮能显著提高叶片WUE,增加拔节期灌水量达W2(750 m3/ha)水平以上能显著提高叶片WUE.在N1(0 kg/ha)和N2(90 kg/ha)追氮量下,增加拔节期灌水量有利于提高叶片WUE,但在N3(180 kg/ha)水平下,增加拔节期灌水量不利于叶片WUE的提高.水、氮之间存在显著的互作效应,光合效率以N3W3处理(追氮量为180 kg/ha,拔节期灌水量为1 050 m3/ha)最高,而叶片WUE以N2W3处理(追氮量为90 kg/ha,拔节期灌水量为1 050 m3/ha)最高.通径分析表明,光合性状对叶片WUE的直接贡献大小依次为:净光合速率＞气孔导度＞叶绿素a＞胞间CO2浓度＞叶绿素b＞蒸腾速率.     

氮肥运筹对冬小麦邯7086产量及品质的影响

为了给冀南地区的小麦高产优质栽培提供科学依据,以当地主推小麦品种邯7086为试验材料,研究了不同追氮时期和追氮数量对邯7086产量和品质的影响。结果显示,在一定氮肥总量水平下,分次追施氮肥较一次性追施氮肥可以提高产量,并且可以提高籽粒品质,尤其对籽粒粗蛋白含量的影响较大。研究表明,在中上等地力条件下底施纯N 108 kg·hm_-2时,拔节期追施纯N 60～90 kg·hm_-2和孕穗期追施纯N 60 kg·hm_-2为冀南地区优化的氮肥运筹模式。     

不同水肥条件下冬小麦的干物质积累、产量及水氮利用效率

为了给冬小麦种植中合理水肥管理提供依据,以京冬8号为试验材料,研究了不同水肥管理模式对冬小麦干物质积累、产量及水氮利用效率的影响。结果表明,与传统水肥相比,优化水肥、秸秆还田优化水肥的冬小麦全生育期干物质积累总量和经济系数均有所提高,物质生产结构较优;单位面积收获穗数有所增加,穗粒数显著减少,千粒重显著提高,籽粒产量有所增加;水分利用效率无显著性差异,氮肥当季利用率显著提高。与优化水肥相比,秸秆还田优化水肥有利于增加单位面积籽粒产量,是种植冬小麦的最佳模式。     

氮水运筹对苏北平原稻茬麦干物质积累、产量和氮肥利用的影响

为明确苏北平原稻茬麦的最优氮水运筹模式,以淮麦30为材料,在大田测土施肥条件下,设置0 kg·hm^-2（N₀）、180 kg·hm^-2（N₁）、270 kg·hm^-2（N₂）3个施氮量和生育期不灌水（W₀）、灌拔节水（W₁）、灌拔节水+孕穗水（W₂）3个灌水处理,研究小麦干物质积累与转运、产量形成和氮素吸收与利用对不同氮水运筹的响应。结果表明,小麦干物质积累量、转运量和转运效率,氮素积累量、转运量和转运效率,花后干物质贡献率及氮素贡献率均随施氮量和灌水次数的增加而增加,各处理均以N₂W₂效果最佳。氮肥和灌水次数的增加对小麦成穗数、穗粒数、千粒重和产量、氮素收获指数与氮素利用效率均有显著促进作用,以N₂W₂效果最佳。氮肥农学效率、氮肥表观利用率和氮肥偏生产力则随施氮量增加而降低,以N₁W₂效果最佳;在相同氮肥水平下,灌水处理的上述三个指标较不灌水处理高。对本试验条件下各测定指标,氮肥在氮水运筹中起主导作用,且氮肥和灌水有显著的互作效应。综上,在苏北平原稻茬麦区,施氮量180 kg·hm^-2结合浇灌拔节水和孕穗水（W₂）的氮水模式可在协调小麦干物质和氮素的积累、转运与分配、促进增产的同时,提高氮肥利用效率,从而实现节氮增产的目标。     

氮肥水平对限制灌溉下冬小麦旗叶光合性能及产量的影响

为了解氮素营养供应与小麦节水效果的关系,以周麦22为材料,采取大田试验研究了不同氮肥水平对限制灌条件下冬小麦旗叶光合性能及产量的影响。结果发现,与正常灌水相比,限制灌溉降低了小麦旗叶叶绿素含量、净光合速率、气孔导度和蒸腾速率,提高了小麦旗叶胞间CO2浓度;限制灌溉条件下,与不施氮肥相比,增施氮肥能明显改善小麦旗叶光合性能。从产量来看,充分灌水有利于小麦产量提高,而限制灌溉条件下,灌水时期提前或增施氮肥能不同程度提高小麦产量。以上结果说明,增施一定量的氮肥能明显改善限制灌溉条件下冬小麦花后旗叶光合性能,提高小麦产量和水分利用效率。     

微喷灌条件下不同水氮处理对冬小麦水氮利用和产量的影响

在关中平原冬小麦生产中,降雨分布不合理和肥料利用效率低制约了农业的发展。为提高该地区小麦产量和水氮利用效率,于2017-2019年在陕西杨凌西北农林科技大学曹新庄试验站进行冬小麦田间试验,供试品种为普冰151,采用施氮和灌水二因素裂区设计,灌水量为主区（W₀:0m·hm^-2;W₁:600  m·hm^-2;W₂:12 00 m·hm^-2）,灌溉方式为微喷灌;施氮量为副区（N₀:0 kg·hm^-2;N₁:75 kg·hm^-2;N₂:150 kg·hm^-2;N₃:225 kg·hm^-2;N₄:300 kg·hm^-2）,研究了灌溉量和施氮量对冬小麦产量和水氮利用效率的影响。结果发现,灌溉量和施氮量对冬小麦产量、经济效益和水氮利用效率有显著影响;灌溉能提高氮肥偏生产力和水分利用效率,灌溉水利用效率随着灌溉量增加而降低,水分利用效率随着灌溉量增加先升高后降低。施氮量超过150 kg·hm^-2,水分利用效率、灌溉水利用效率和冬小麦产量不会显著增加,氮肥偏生产力随着施氮量升高而降低。因此,施氮量150 kg·hm^-2配合越冬灌水600 m·hm^-2,能够在保障高产的基础上,提高水、氮利用效率,降低种植投入成本,增加农民收入,实现关中平原小麦高产高效水氮运筹的目标。     

限量灌溉对京郊小麦产量、水分利用效率及效益的影响

为明确北京及周边地区限量灌溉下小麦适宜的灌水制度,设置5个灌水梯度,以北京平均灌溉水平2 550m3·hm-2为对照(CK),逐渐减少用水量到2 100、1 650、1 200和750m~3·hm~(-2),通过田间和盆栽试验,研究灌水对小麦生长、产量、水分利用效率及效益的影响。结果表明,与对照相比,灌水量为2 100和1 650m~3·hm~(-2)的处理下,小麦产量降幅未达显著水平,其余两个处理(1 200和750m~3·hm~(-2))的产量显著降低。减产源于有效穗数和穗粒数的减少;有效穗数的减少源于群体茎蘖数(起身、拔节)的减少,穗粒数的减少源于穗长的缩短、不孕小穗数增加和有效小穗数减少。随着灌水量的减少,小麦的水分利用效率提高,其中灌水1 650m~3·hm-2的处理水分利用效率最高。与对照相比,灌水2 100和1 650m~3·hm~(-2)的处理,每公顷效益减少290元以内,其余两个处理减少超过1 700元。综合考虑产量、效益、水分利用效率,在限制灌溉量无补贴的情况下,灌水量为1 650 m~3·hm~(-2)(越冬水750 m~3·hm~(-2)、拔节水450 m~3·hm~(-2)、灌浆水450m~3·hm~(-2))的节水灌溉模式最佳。     

河北平原冬小麦增产增效潜力分析

为给提高冬小麦产量及氮肥增产效应提供依据,采用大量农户调查数据和田间试验数据,依据产量差、效率差等指标,对河北平原冬小麦增产增效潜力进行了分析。结果表明,河北平原区冬小麦农户平均产量为6.16t.hm-2,氮肥农学效率为4.0kg.kg-1,氮肥用量为272.7Nkg.hm-2。相对于光温生产值、高产纪录、高产农户和施肥区产量,农户的增产空间分别为214.8%、55.4%、21.3%和11.2%;如果以氮肥农学效率10和30kg.kg-1为目标值,农户的氮肥增效空间分别为150%和650%。河北平原不同生态类型区之间差异不明显。如果能够实现高产高效(产量为高产农户产量,氮肥农学效率为10kg.kg-1),则河北平原区冬小麦可以增产约298.7×104 t,少施氮肥约7.2×104 t(折纯)。建议降低或维持现有氮肥投入水平,通过综合措施增加冬小麦产量。     

水肥管理模式对小麦氮素吸收及转运的影响

为优化冬小麦水肥管理模式,在2013-2016三个小麦生长季,通过裂区试验,以春季5个不同水肥管理模式作为主区[M₀:不灌溉+趁墒追肥模式;M₁:拔节水+拔节肥模式;M₂:拔节和扬花或灌浆初灌溉2水+拔节肥模式;M₃:返青-拔节水(+追肥)+孕穗或扬花水+灌浆水的3水模式;M₄:起身水(+1/2追肥)+拔节水(+1/2追肥)+扬花或灌浆初浇水+灌浆水的4水模式],以2个当地主推冬小麦品种作为裂区(衡观35和衡4399),比较分析了不同水肥管理模式下小麦不同生育阶段生物量、氮素吸收量、氮素利用效率、花后氮素转运效率、氮素贡献率及产量的差异。结果表明,冬小麦干物质积累量在起身到拔节期平均以M₀模式最高,从扬花期开始平均以M₀模式最低,成熟期M₁、M₂、M₃和M₄模式分别较M₀模式高15.9%、27.6%、40.0%和39.5%。随...     

测墒补灌条件下施氮量对冬小麦耗水特性和水氮利用效率的影响

为明确黄淮麦区冬小麦高产节水条件下的适宜施氮量,以小麦品种山农23为材料,在大田拔节期和开花期0~40cm土壤含水量分别补灌至田间持水量的70%和65%条件下,设置每公顷施纯氮0kg(N0)、180kg(N1)、240kg(N2)、300kg(N3)4个施氮水平,研究小麦耗水特性和水氮利用效率对施氮量的响应。结果表明,N2处理较N0和N1处理显著提高了20~160cm土层土壤贮水消耗量,但与N3处理无显著差异。N2处理灌水量较N0和N1处理分别降低7.35%和9.51%,显著提高土壤贮水消耗量、开花至成熟阶段的耗水量和耗水模系数;N3处理的灌水量较N2处理增加9.59%,两个处理间土壤贮水消耗量、开花至成熟阶段的耗水量和耗水模系数均无显著差异。N2处理的籽粒产量、降水利用效率和灌水利用效率比N1处理分别高9.53%、9.54%和21.04%,施氮量增加至300kg·hm-2时,籽粒产量无显著变化,灌水利用效率和氮肥偏生产力分别降低7.55%和18.94%。因此,在本试验条件下,施氮240kg·hm-2的增产、水氮高效利用效果最佳。     

灌水与施磷对小麦氮素积累运转及水分利用效率的影响

为探讨小麦产量形成过程中灌水与施磷的作用,以黄淮南部高产麦田主导小麦品种百农207和豫麦49-198为供试材料,在大田多年定位试验条件下,研究了灌水与施磷对冬小麦干物质积累、转运及水分利用效率的影响。结果表明,与不施磷(P0)相比,施磷条件(P1,150 kg·hm~(-2))下小麦花后干物质积累量、营养器官氮素转运量、籽粒产量和水分利用效率均显著提高,其中百农207和豫麦49-198花后干物质积累量分别增加132.9%和105.9%,花后营养器官氮素转运量分别增加65.3%和51.2%,籽粒产量分别提高76.9%和51.8%,水分利用效率提高55.1%和29.2%。灌水有利于小麦花后营养器官氮素转运量及籽粒氮素积累,提高籽粒产量。与不灌水(W0)相比, W1(拔节水)和W2(拔节水+开花水)条件下百农207花后营养器官氮素转运量分别增加14.1%和17.7%,籽粒产量分别提高15.3%和28.8%;豫麦49-198氮素转运量分别增加40.1%和58.9%,籽粒产量分别提高22.8%和16.8%。水、磷对小麦籽粒产量的影响存在一定的互作效应。百农207和豫麦49-198籽粒产量分别以W2P1和W1P1处理最高,较W0P0处理分别提高116.3%和69.1%。综合考虑,施用磷肥150 kg·hm~(-2)结合灌水1～2次既能实现小麦高产,又能维持较高的水分利用效率。