河西灌区绿肥对春小麦化学氮肥的替代及增产潜力初探

针对河西灌区春小麦连作普遍、对化肥依赖过高等问题,探讨麦后复种绿肥对下茬小麦的影响,以期为试区建立基于复种绿肥的化肥减量小麦生产技术提供理论依据.2018～2019年,在河西绿洲灌区设置田间试验,研究了4种绿肥翻压量(0、15000、30000、45000 kg/hm2)、2个施氮水平(0、180 kg/hm2)下的小...     

间作小麦秸秆还田对地膜覆盖玉米灌浆期冠层温度及光合生理特性的影响

【目的】作物的光合生理特性是影响产量的重要因素,冠层温度反映作物冠层的能量平衡状况,与作物光合生理特性及产量形成密切相关。研究不同覆盖方式下作物冠层温度与光合生理特性及产量形成,旨在优化耕作制度,提高干旱内陆灌区作物生产潜力。【方法】2014—2016年,在西北干旱灌区,通过田间试验,研究不同小麦秸秆还田及地膜覆盖利用方式下,小麦间作玉米模式中玉米灌浆期的冠层温度及光合生理特性。【结果】间作较单作可降低玉米灌浆期的冠层温度,以免耕小麦带25—30 cm高茬收割覆盖还田与玉米带地膜2年覆盖(NTSI2),免耕小麦带25—30 cm高茬收割立茬还田与玉米带地膜2年覆盖(NTSSI2)处理降低效果更为显著,较传统耕作每年覆新膜单作(CTM)处理分别降低10.3%与7.5%,比传统翻耕小麦带无秸秆还田与玉米带每年覆新膜(CTI)处理分别降低7.6%与4.7%。从冠气温差可知,NTSI2处理随气温变化玉米灌浆期冠层温度变化较小,可减小气温变化对玉米生长发育造成的不利影响。间作较单作可增大玉米灌浆期的光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)及叶片水分利用效率(WUEL),以NTSI2、NTSSI2处理提...     

绿洲灌区免耕一膜两年用玉米密植的水分承载潜力

【目的】针对绿洲灌区资源性缺水严重,传统玉米生产模式地膜用量和耗水量大等问题,探讨通过免耕一膜两年用集成密植技术提高水分利用效率的可行性,以期为构建试区地膜减量玉米高效生产技术提供理论支撑。【方法】2017—2019年,在河西绿洲灌区设置耕作措施(传统覆膜CT,一膜两年用NT)和密度(78 000株/hm2,低;103 500株/hm2,中;129 000株/hm2,高)两因素田间试验,研究不同处理的水分利用特征和产量表现,以耗水量的多少、产量的高低和水分利用效率的大小为依据,探索在2种耕作措施下可以承载作物最大密度的土壤水分,即水分承载潜力,明确免耕一膜两年用对玉米密植的水分承载潜力。【结果】NT较CT土壤播前含水量和贮水量分别提高11.6%—14.0%和19.4%—26.0%,利于玉米密植。NT与CT相比,中、低密度玉米全生育期总耗水量无显著差异,而高密度玉米全生育期总耗水量增加了4.7%;随玉米密度增加,玉米全生育期总耗水量随之增大,但总棵间蒸发量和蒸散比随之下降;NT和CT条件下,高、中密度较低密度玉米全生育期总耗水量分别增加了10.7%、5.2%和7.4%、4.6%,即从耗水...     

水氮减量密植玉米的产量及产量构成

针对干旱绿洲灌区水资源匮乏、玉米生产化肥投入量大等问题,在水氮减量条件下,探讨增大密度对玉米干物质积累、籽粒产量和产量构成的影响,以期为建立水氮减量玉米稳产高效技术体系提供依据。2020—2021年,在地方习惯灌水减量20%(3240 m³ hm^–2,W1)、习惯灌水(4050 m³ hm^–2,W2)和减量施氮25%(270 kg hm^–2,N1)、习惯施氮(360 kg hm^–2,N2)条件下,研究密度从7.50万株hm^–2(低,D1)提高30%(中,D2)、60%(高,D3)时,玉米干物质积累及产量的响应特征。研究表明,水、氮减量均显著降低玉米籽粒产量,增密30%可补偿水氮同时减量导致的产量降低效应;施氮量不变降低灌水量时,增密可显著提高产量。2个试验年度内,W1较W2、N1较N2产量分别降低3.0%、12.9%,D2、D3较D1产量分别高12.9%、9.2%;W1N1D1较W2N2D1处理减产12.3%,W1N1D2与W2N2D...     

根系分隔和供水水平对玉米间作豌豆产量和耗水特征的影响

在河西绿洲灌区研究玉米/豌豆间作两种作物间根系分隔和供水水平对作物产量、耗水量和水分利用效率的影响。结果表明：与单作相比，玉米/豌豆间作具有提高土地利用效率的作用。隔根影响间作土地利用效率和产量提高，根系不分隔间作生物产量比塑料布分隔、尼龙网分隔分别高23.2%~27.5%、10.3%～12.0%，根系不分隔间作经济产量比塑料布分隔、尼龙网分隔分别高10.1%~15.9%、5.6%~10.1%。根系不分隔耗水量较尼龙网分隔、塑料布分隔分别高1.7%~5.2%、2.7%~5.8%，根系分隔对耗水量的效应不显著。高灌水水平下耗水量较低灌水水平高7.3%~16.8%，差异达到显著水平；高、中灌水水平耗水量差异不显著。根系未分隔较尼龙网分隔、塑料布分隔作物WUE分别提高3.9%~6.1%、14.6%~15.1%；中灌水平WUE较高、低灌水平分别提高4.6%~5.1%、16.9%~19.6%，差异达到显著水平。因此，在实际生产中可以用低于地方10%灌水水平（中灌水水平）代替地方习惯灌水水平（髙灌水水平）来节省农业用水，提高水分利用效率。     

绿洲灌区春小麦光能利用与水分生产效益对秸秆还田方式的响应

针对干旱灌区作物生产中光资源浪费和水分生产效益低等问题,研究不同秸秆还田方式对春小麦光能利用率、灌溉水生产力及经济效益的影响,以期为该区筛选适宜春小麦生产的秸秆还田方式提供依据。2014—2016年,在甘肃省武威绿洲农作基地以春小麦秸秆还田为研究对象,传统翻耕无秸秆还田为对照,设4个处理,包括免耕25～30cm高茬收割秸秆覆盖(NTSM)、免耕25～30cm高茬收割秸秆立茬(NTSS)、传统翻耕25～30cm高茬收割秸秆还田(CTS)、传统翻耕无秸秆还田(CT,对照),以期为该区筛选适宜春小麦生产的秸秆还田方式提供依据。结果表明,秸秆还田(NTSM、NTSS、CTS)较CT提高平均叶面积指数(MLAI)达到14.6%～17.2%、10.4～11.9%、7.3%～9.4%,提高总叶日积(LAI-D)达到14.6%～17.6%、9.2%～12.3%、8.3%～9.8%, NTSM较NTSS提高MLAI与LAI-D分别为6.6%～7.1%和5.9%～7.2%,NTSM处理利于扩大春小麦光合源。NTSM、NTSS较CT降低了春小麦孕穗期之前MLAI与LAI-D分别为6.1%～7.6%、4.6%...     

玉米密植光合生理机制及应用途径研究进展

在有限土地面积上生产足够粮食保证粮食安全,关键在于提高单产。密植作为提高玉米单产的重要农艺措施,适度增加种植密度,其群体光合速率不受影响甚至有所提高,进而可以增加单产。揭示玉米密植光合生理学机理,是当前提高单产的重点研究方向。密植致使玉米光合特性发生改变,调控限制光合生理因子是有效促进玉米密植增产的关键所在,而挖掘密植增产的光合生理学潜力是玉米密植生理学基础,在保障粮食安全中发挥着重要作用。因此,本文基于前人研究成果,重点综述了光合生理研究方法与思路变迁,国内外玉米适应密植的光合生理响应和相关农艺调控途径研究现状,为光合生理研究提供理论基础与技术方法。围绕未来玉米密植生产对科技的需求,依据现代科技的发展趋势,我们认为,传统研究方法必须结合分子生物学技术挖掘光合潜力或缩小实际与理论光合速率之间的差距以实现高光效是未来玉米密植研究的主要目标。探讨光合生理功能基因差异表达对栽培措施的响应作为今后研究的重点之一,明确农艺措施与密植玉米光合相关基因表达信息的联系与互作关系,通过农艺栽培措施与分子生物学技术融合挖掘玉米密植增产的光合生理潜力,为玉米密植增产提供光合生理理论和实践支撑。     

干旱灌区春小麦水分利用特征对绿肥与麦秸协同还田的响应

【目的】明确绿肥与麦秸协同还田对春小麦（Triticum aestivum L.）水分利用特征的影响，对干旱灌区应用绿肥构建小麦水分高效可持续生产模式具有重要支撑作用。【方法】本研究采取随机区组试验设计，以麦后休闲（W）为对照，设置了麦后免耕播种绿肥+绿肥与麦秸全量还田（W-NTGS）、麦后免耕播种绿肥+绿肥单一还田（W-NTG）、麦后浅旋灭茬播种绿肥+绿肥单一还田（W-TG）3个处理，对小麦耗水特征、籽粒产量、水分利用效率（WUE）和灌溉水利用效率（WUEi）进行了研究。【结果】复种绿肥较麦后休闲显著增加了小麦播前0—50 cm土层的土壤贮水量，其中W-NTGS处理小麦播前0—10、10—20、20—30、30—50 cm土层的土壤贮水量，分别较W-NTG处理增加了22.1%、30.2%、21.5%和11.1%，较W-TG处理增加了26.2%、33.2%、26.5%和16.4%；而W-NTG与W-TG处理间小麦播前0—110cm的土壤贮水量均无显著差异。复种绿肥较麦后休闲分别使小麦耗水量、棵间蒸发量和蒸散比平均减少7.0%—7.1%、11.7%—20.1%和5.2%—15.9%，在复...     

玉米水分生理指标对覆膜比例和灌水水平的响应

为优化玉米覆盖和灌溉制度并为其提供必要的理论依据,在河西绿洲灌区,通过田间试验研究玉米各生育时期内光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)、气孔导度(G_s)、叶水势(W_p)等水分生理指标对覆膜比例(70%覆盖和100%覆盖)与灌水水平(低、中、高)的响应特征及其与籽粒产量的相互关系。结果表明,2种覆盖比例对玉米水分生理指标和籽粒产量的影响不显著,但灌水水平影响显著,两者的互作效应显著。70%覆盖条件下,中灌水水平处理玉米生育期平均P_n、G_s、叶片水分利用效率(WUE)较低灌水处理分别提高22.5%、21.1%和56.1%,较高灌水分处理别提高44.5%、4.5%和18.5%;生育期内平均T_r为高灌水水平最大,比中、低灌水水平分别增大21.1%和43.2%;生育期平均Wp则为中灌水水平最高,在大喇叭口期比低灌水提高19.6%,在灌浆期比高灌水提高12.1%。此外,70%覆盖结合中灌水处理的玉米籽粒产量最高,比相同覆膜比例下低、高灌水处理分别提高13.1%和9.1%,但收获指数较100%覆盖中灌水处理显著降低。玉米P_n、WUE及G_s与玉米籽粒产量呈极显著正相关(P0.01)。因而,70%覆盖结合中灌水水平能优化玉米生育期内各项水分生理指标,可作为该区玉米生产的推荐模式,从而实现节水与增产。