咸灌条件下秸秆覆盖对冬小麦生长发育的影响

本研究于2008~2009年在河北省农林科学院旱作节水试验站进行。在咸灌条件下,以不覆盖为对照,研究了秸秆覆盖对0~10 cm地温、地上干物质积累、穗分化进程、作物产量、土壤盐分和水分等的影响。结果表明：秸秆覆盖对0~5 cm土壤地温影响较大,对5~10 cm土壤温度影响相对较小,穗分化期秸秆覆盖处理较不覆盖（对照）地温低;覆盖处理较不覆盖的穗分化期叶面积和地上干物质积累少,穗分化进程慢;在作物蒸发量低的情况下,覆盖处理对土壤盐分的积累较裸地处理低而土壤水分含量高;从产量和土壤盐分角度考虑,在小麦生长季适当地进行秸秆覆盖较裸地效果好。     

微咸水灌溉条件下棉花-黑麦草种植系统的效益分析

在淡水资源严重匮乏的河北低平原区,利用浅层微咸水灌溉,对棉花-黑麦草一体化种植制度的效益进行了初步研究。结果表明：利用广泛分布的浅层微咸水灌溉棉花和黑麦草进行一体化种植,可较淡水灌溉的一体化种植节约淡水2 250 m3/hm2,效益提高430元/hm2;较棉花单作节约淡水750 m3/hm2,效益提高4 406元/hm2;同时,具有提高植被覆盖度和改善生态环境的作用,是一项值得推广的节水高效技术模式。     

灌浆期高温胁迫对小麦灌浆的影响及 叶面喷剂的缓解作用

针对我国华北麦区灌浆期高温影响小麦灌浆和产量的问题,本研究在2013—2014年和2014—2015年两个小麦生长季,采用田间塑料棚自然升温的方式,在灌浆期设4个时段高温胁迫处理作为主处理,两年分别在花后12~25 d、12~16 d、15~20 d和20~25 d,花后8~21 d、8~12 d、14~20 d和16~21 d进行高温处理,以不罩棚自然温度作为对照(分别用A1、A2、A3、A4和A5表示,A5为对照);以0.2%磷酸二氢钾、0.05%硫酸锌、清水和不喷施4个喷剂作为副处理(分别用B1、B2、B3和B4表示),研究了灌浆期不同时段高温处理对小麦籽粒灌浆的影响及喷施不同叶面喷剂对高温胁迫的缓解作用,并对不同处理下的小麦灌浆特征进行了量化分析。研究结果表明:(1)小麦灌浆期不同时段高温与自然温度对比均造成小麦减产,减产幅度两个试验年度分别为12.64%~15.34%和2.04%~9.41%,并且高温胁迫时间长,处理时间早的A1减产幅度最大,且较对照A5达极显著水平;高温减产的直接原因是小麦穗粒数减少及千粒重降低,两个试验年度穗粒数分别减少0.71~5.45个和1.73~3.00个,千粒重分别降低1.28~3.41 g和0.84~4.27 g;从2013—2014年度模型模拟的灌浆特征看,不同时段高温处理使小麦提前到达第1和第2拐点,A1~A4第1拐点较对照提前0.29~0.75 d、第2拐点提前0.22~1.42 d,因此高温处理缩短了灌浆时间,且平均灌浆速率降低,最终造成千粒重降低。(2)叶面喷剂具有缓解高温胁迫的作用,两个试验年度叶面喷剂分别比不喷对照提高产量3.08%~7.05%和2.09%~3.52%,可一定程度缓解高温对穗粒数和千粒重的不良影响,两个试验年度叶面喷剂分别增加穗粒数1.04~2.30个和0.95~2.01个,提高千粒重1.10~1.42 g和0.60~0.89 g,且B1效果最好;从灌浆数值特征分析看,叶面喷剂推迟了到达第1和第2拐点的时间,不同喷剂推迟到达第1拐点时间为0.48~0.98 d,推迟到达第2拐点的时间为0.32~0.98 d,延长了灌浆的时间,平均灌浆速率提高0.01~0.04 mg·grain?1·d?1,以B1(磷酸二氢钾)的作用最好。因此叶面喷剂可延长小麦灌浆期,不同程度地增加了穗粒数和千粒重,是增产和减灾的有效措施之一。     

不同土壤肥力条件下施肥措施对冬小麦-夏玉米产量及土壤养分的影响

在河北低平原区研究不同土壤肥力条件下施肥措施对全年粮食产量和土壤养分含量的影响,可为该区粮田基础地力定向培育提供理论依据。采用裂区试验设计,2011~2014年在河北低平原区高、中、低3种土壤肥力条件下,研究了不同施肥措施(CK—连续3 a不施肥,T_1—仅第1 a施用氮磷钾肥,T_2—前2 a施用氮磷钾肥,T_3—连续3 a施用氮磷钾肥,T_4—连续3 a施用磷钾肥)对冬小麦-夏玉米全年粮食产量及3种土壤速效养分含量的影响。结果表明:相同土壤肥力条件下,产量和土壤速效养分含量均随氮、磷、钾3种肥料施用年限的增加而不断提高,而仅施用磷钾肥(T4)增产效果不显著,高肥力下连续2 a施氮、磷、钾肥后隔1 a不施产量下降并不明显,而中、低肥力下须连年施氮、磷、钾肥才能明显提高产量;相同施肥措施条件下,产量和土壤速效养分含量均随肥力水平的提高而提高。土壤肥力和施肥措施均是影响作物产量及土壤有效养分含量的重要因素,在生产上应注意培肥地力和氮磷钾肥料配施。     

长期定位施肥对夏玉米光合特性及产量的影响研究

在长期定位试验基础上,采用以化肥为主处理、玉米秸秆为副处理的二因素裂区设计,通过对夏玉米叶面积、叶面积指数、功能叶叶绿素含量等光合特性及产量构成等的研究,探讨了秸秆与氮磷化肥配施对夏玉米光合特性及产量的影响.研究结果表明:长期施用秸秆对夏玉米增产有积极作用,但产量的增加主要靠化肥的投入,秸秆和化肥配施能更大幅度地增加夏玉米产量.从植株光合特性看,随氮磷化肥用量的增加,夏玉米叶面积和叶面积指数增大,到灌浆后期叶面积指数维持在3.5左右.长期不施肥和仅施秸秆处理玉米功能叶叶绿素含量低.长期施用秸秆促进了玉米叶面积的增加,其增产作用表现在穗粒数的增加上.化肥和秸秆配施在促进玉米生长的同时还能延缓叶片衰老,更大程度地增加穗粒数,提高千粒重,进而增加夏玉米产量.秸秆还田和氮磷化肥配施是该区较好的施肥模式.     

长期施用化肥和有机肥对土壤有机碳和容重的影响

在长期定位试验的基础上,探讨了施用化肥和作物秸秆对土体土壤容重和有机碳空间变异的影响.研究结果表明,化肥的施用不仅影响耕层肥力性状,而且会使耕层以下的土壤容重降低和有机碳增加,从而立体地促进土壤肥力的提高,而施用秸秆则只能改善耕层范围的土壤肥力.不同施肥措施造成土壤肥力性状的立体差异主要是由于不同施肥对作物生长和土壤根系的影响差别造成的.化肥对土壤根系的促进作用要比作物秸秆大许多倍,从而使耕层以下有大量残根分布,这些残根促进了深层土壤容重的降低和有机碳的提高.     

长期咸水灌溉对小麦光合特性与土壤盐分的影响

于2013—2015年研究了不同咸水利用方式(CK,淡水;T1,咸水与淡水混配为1.8 g/L的混合水灌溉;T2,3.6 g/L咸水与淡水交替灌溉;T3,3.6 g/L咸水灌溉;T4,无灌溉)对冬小麦光合特征及土壤盐分的影响。结果表明:T3和T4处理的株高、叶面积指数、叶面积持续期、叶绿素含量、最大净光合速率(Pnmax)、表观光量子效率(φ)、暗呼吸速率(Rd)和产量较淡水处理显著下降,且连续灌溉3.6 g/L的咸水导致土壤发生积盐,不宜连续灌溉。T1和T2处理与CK的株高、光合特性无显著差异,土壤盐分虽有一定积累,但未影响作物的生长。可见,T1(咸淡混溉)和T2(咸淡水交替灌溉)处理的咸水利用方式对冬小麦生长无负调控效应。从土壤生态环境及小麦产量的影响角度考虑,混灌和轮灌既能保证作物产量较淡水灌溉不减产,土壤未发生次生盐渍化,同时节约淡水资源。     

土壤肥力和施肥措施对冬小麦一夏玉米产量 地力贡献率和土壤容重的影响

为指导低平原区粮田基础地力定向培育提供重要理论依据,2012～2014年在大田试验条件下,采用裂区试验设计,以土壤肥力水平为主区、不同施肥措施为副区,研究了低平原区不同土壤基础肥力(高肥、中肥、低肥)和施肥方式(CK-30a不施肥,T1-2a不施肥,T2-1a不施肥,T3-3a施NPK肥,T4-3a施PK肥)对冬小麦-夏玉米产量、地力贡献率和土壤容重的影响.结果表明:各肥力条件下小麦、玉米及全年产量基本表现为T3＞T2＞T1＞T4＞CK,其中,高、中肥力条件下作物产量差异较小,且与低肥力下的产量差异基本达到了极显著水平.各肥力条件下,不同施肥措施的基础地力贡献率均表现为T2＞T1＞CK;各施肥处理在不同肥力条件下的周年基础地力贡献率差异均不显著,但总体来看,高肥力地块对周年产量的基础地力贡献率相对较高.各肥力地块在同种施肥方式下土壤容重差异均不显著;低肥力地块施用氮磷钾肥可以显著降低土壤容重,但随着土壤肥力增高,适当延长氮磷钾肥施用年限才能对土壤容重有明显的降低作用;氮肥对土壤紧实度的调控效应高于磷钾肥.     

覆膜棉田土壤温度变化特征与地表温度估算

为了明确河北低平原区覆膜植棉农田土壤温度分布特征,采用小区试验,研究了微咸水(5 g/L)灌溉条件下覆膜棉田不同土层深度和不同点位土壤温度的变化特征,并估算了裸露行和覆膜行的地表温度。结果表明,棉花生育期间不同深度处土壤温度都呈现了先增大后减小的趋势;随着土层深度的增加,土壤温度的变化趋于平缓,棉花生育期内0、10、20、40、60、100 cm深度处日均土壤温度的变异系数分别为24.13%、19.79%、18.25%、15.20%、13.10%、11.65%。覆膜具有增温作用,增温效果随棉花生育进程推进和土层深度增加而有所减弱;覆膜行和裸露行距离植株远处的土壤温度均大于其近处。采用能量平衡原理可以较好地估算地表温度,裸露行和覆膜行估算结果的符合指数(d)分别为0.986 9和0.985 5,Nash-Sutcliffe系数(NSE)分别为0.947 7和0.941 0。研究结果可为丰富棉花栽培技术体系提供理论支撑。     

不同时间春灌一水对冬小麦生长发育及产量的影响

为探讨黑龙港流域冬小麦适宜的春灌模式,实现节水增产目标。采用田间试验,在春灌一水条件下,以春季不灌水为对照(CK),设置3月25日、4月5日、4月15日和4月25日4个灌水时间处理,研究了不同时间春灌一水对冬小麦衡4399生长发育及产量的影响。结果表明:随着灌水时间的推迟,各处理小麦的叶面积指数和叶绿素含量(SPAD值)均呈明显降低趋势;除4月5日灌水处理后期株高和干物质积累量最高外,其他各处理的株高和干物质积累量均随灌水时间的推迟而显著降低。春灌一水条件下小麦产量显著CK,不同灌水时间处理的小麦产量表现为4月5日3月25日4月15日4月25日,其中,4月5日灌水处理的穗长最长,结实小穗数和穗粒数最多,不孕小穗数最少,千粒重较大,产量达7 840.36 kg/hm2且显著高于其他处理。在春灌一水条件下,适当推迟灌拔节水有利于小麦产量的提高,其中4月5日灌水效果最好。