极端年型旱地麦田深松和覆盖播种水分消耗与植株氮素吸收、利用关系的研究

【目的】为明确旱地麦田土壤水分变化与植株氮素吸收利用及产量形成的关系,探索极端年型可采取的耕作蓄水、覆盖播种等应急措施。【方法】2011—2016年于山西运城闻喜县开展大田试验,选取2011—2013、2015—2016 3年降雨量极端年份,在休闲期深松和免耕2个耕作基础上,对全膜覆土穴播、膜际条播、常规条播3类播种方式进行研究,分析极端年型休闲期深松蓄水配套覆盖播种对旱地麦田水分消耗与植株氮素吸收和利用关系的影响。【结果】不同降水年型休闲期深松较免耕,覆盖播种较常规条播,播种—拔节阶段土壤耗水量及其比例降低,拔节—开花和开花—成熟两阶段土壤耗水量及其比例增加,生育期总耗水量增加;各生育阶段吸氮量增加,尤其是拔节—开花阶段吸氮比例;花前各器官氮素运转量及其对籽粒的贡献率增加;深松较免耕显著提高产量16%—30%,覆盖播种较常规条播提高产量13%—28%,同时水分利用效率提高,氮素吸收效率和氮素生产效率显著提高。不同降水年型、深松与否均影响了全膜覆土穴播和膜际条播两播种方式对麦田水分消耗、氮素吸收利用、产量、水分和养分利用效率。丰水年深松条件下,全膜覆土穴播较膜际条播生育期总耗水量增加,拔节—开花阶段吸氮量显著增加,叶片中氮素运转量对籽粒的贡献率显著提高,产量、氮素吸收效率和氮素生产效率显著提高;而欠水年和丰水年在未深松条件下,两覆盖播种间生育期总耗水量差异不显著,膜际条播较全膜覆土穴播花前各器官氮素运转量、茎秆+叶鞘氮素积累量对籽粒的贡献率和花后氮素积累量提高,产量提高、氮素吸收效率也显著提高。此外,丰水年播种—拔节0—120 cm,拔节—开花120—300 cm,开花—成熟180—300 cm土层耗水量与花前各器官氮素运转量和花后氮素积累量相关性达显著或极显著水平;欠水年,播种—拔节0—100 cm,拔节—开花120—240 cm,开花—成熟120—300 cm土层耗水量与花前各器官氮素运转量和花后氮素积累量相关性达显著或极显著水平。【结论】旱地小麦休闲期深松、生育期采用覆盖播种可增加小麦生育期耗水,促进各生育阶段植株对氮素的吸收及运转,从而提高产量、水分和养分效率。休闲期深松条件下,丰水年采用全膜覆土穴播,欠水年采用膜际条播,增产增效明显。     

基施氮肥形态及用量对小麦根际土壤脲酶活性垂直分布的影响

试验在山西农业大学生态研究室进行。供试小麦品种为CA0547,试验采用根管土柱法,裂区设计,其中,主处理为氮肥形态:铵态氮(硫酸铵)、硝态氮(NPK复合肥)、酰胺态氮(尿素);副处理为纯氮用量:75,150,225 kg/hm2共3个梯度。以研究氮肥形态及用量对小麦根际土壤脲酶活性垂直分布的影响,探究合适的氮肥形态,为高效节省化肥施用及改良土壤环境提供理论依据。结果表明,3种形态氮肥对脲酶活性的影响差异显著(P0.05),且酰胺态氮铵态氮硝态氮;纯氮用量在0～225 kg/hm2时,随着用量的增加,脲酶活性显著增加(P0.05);施用不同形态N肥后,20～40 cm土层的脲酶活性显著大于其他土层(P0.05),并且与未施肥处理相比,施肥处理的各个土层脲酶活性均有增加趋势,试验中,酰胺态氮肥施用量达到225 kg/hm2时,0～100 cm土层脲酶活性在所有处理中最大;拔节期脲酶活性高于成熟期。酰胺态氮是提高0～100 cm土层土壤脲酶活性的最好形态。     

小黑麦、黑麦与普通小麦粮用和饲用价值的差异

为筛选适宜于山西省种植且能满足一定用途要求的小黑麦品种,在大田条件下,研究了小黑麦、黑麦与普通小麦各生育时期植株生物产量、矿质营养含量、籽粒产量及品质的差异.结果表明:(1)小黑麦、黑麦与普通小麦生物产量、经济产量厦经济系数均存在明显差异.各生育时期生物产量以黑麦最高,小黑麦次之,普通小麦最低.4个小黑麦品种中,从越冬始期到抽穗期,以中饲237生物产量最高.供试小黑麦品种中,籽粒产量以晋饲1号和054-22最高.经济系数则以普通小麦最高,小黑麦次之,黑麦最低.(2)随着生育进程的推进,小黑麦、黑麦与普通小麦植株蛋白质、钙、磷、粗纤维、灰分、可溶性糖含量的变化趋势一致,但含量高低存在明显差异.小黑麦、黑麦各生育期植株蛋白质含量、磷含量,返青期到抽穗期植株钙含量,拔节期和成熟期植株粗纤维含量明显高于普通小麦.4个小黑麦品种中,晋饲1号和中饲237植株综合营养价值高于其余两个品种.(3)小黑麦籽粒品质变化范围较大.在4个黑麦品种中,中饲237满足中筋小麦的国家标准,晋饲1号满足弱筋小麦的标准.     

绿肥苜蓿合理还田提高旱地小麦产量及土壤养分研究

为合理利用夏闲期光、热和水资源,提高山西南部农业发展的可持续,通过研究种植绿肥苜蓿对后作小麦产量及土壤养分的影响,探索有助于提高小麦的生产力的苜蓿种植模式。试验为二因素裂区设计,主区为苜蓿不同播量,分别为7. 5(S),15. 0(M),22. 5 kg/hm~2(L),副区为不同还田日期:9月10日(T1)、9月20日(T2)、9月30日(T3),以常规复种玉米为对照(CK),于后作小麦的返青期、拔节期、抽穗期测定农艺性状、土壤养分,并于成熟期测定小麦产量。结果表明,与对照相比,供试夏闲期种植苜蓿各处理下,后作冬小麦的株高、绿叶数、单株干质量及倒二叶长宽,土壤有机质、碱解氮含量均有不同程度提高。大播量中还田日期的LT2处理下,有机质、碱解氮含量较对照分别提高1. 20～3. 38倍和4. 08～5. 42倍。冬小麦穗数、穗粒数、千粒质量,较对照分别提高6. 3%,5. 8%,4. 1%,比对照增产3. 9%。大播量中还田日期的LT2处理更有利于该地区小麦产量的提高,该试验可为相关研究提供理论依据。     

不同轮作模式对潮土土壤物理性状的影响

为探究不同轮作模式对土壤结构的改良效果,于2018—2019年在山西大同进行田间试验,以荞麦—荞麦连作(BB)为对照,探讨了油菜—荞麦(RB)、玉米—荞麦(CB)、马铃薯—荞麦(PB)、燕麦—荞麦(OB)4种轮作模式下土壤容重、总孔隙度、毛管孔隙度和田间持水量的变化。结果表明,土壤容重随土层加深呈现出增加趋势,土壤总孔隙度、毛管孔隙度和田间持水量随土层加深而降低;各轮作模式(PB、OB除外)不同程度降低了0～40 cm土层土壤容重,增加了0～40 cm土层土壤总孔隙度、毛管孔隙度和田间持水量,以油菜—荞麦轮作模式最佳。整体而言,轮作有利于改善土壤结构,油菜—荞麦轮作效果最好,是该研究区较为理想的轮作模式。     

合理氮肥用量改善冬小麦土壤耕层细菌群落结构及理化性质研究

通过对黄土高原地区冬小麦在不同施氮水平下土壤细菌群落多样性和理化性质的研究,揭示不同施氮量下土壤细菌群落结构的变化规律,为科学施肥以及土壤生态系统的可持续提供依据。本试验处理为5个不同施氮(N)量0 (N0)、90 (N6)、180 (N12)、240 (N16)、300 (N20) kg/hm²,N0处理为对照,采用高通量测序技术,研究不同施氮量对小麦耕层土壤细菌群落结构及理化性质的影响。结果表明：增施氮肥显著增加了土壤水稳性团聚体平均重量直径(MWD)(P<0.05)。随着施氮量的增加,土壤酶活性先升高后下降,在N12处理下土壤酶活性均最高。施氮量对土壤细菌多样性指数有显著影响。不同施氮量处理中土壤细菌16S rRNA基因拷贝数为6.47×10¹⁰～15.18×10¹⁰,在N12处理达到最大值。在门水平上,15个样品获得的类群中变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi)和芽单胞菌门(Gemmati...     

垄上覆膜对旱地小麦灌浆期干物质累积运转的影响

为研究垄上覆膜对晋中旱地小麦不同群体灌浆期干物质累积运转的影响,以重穗型小麦040121-135为材料,采用裂区设计,主区为垄上覆膜处理,副区为播种密度,系统研究旱地小麦不同群体在覆膜条件下灌浆期干物质累积运转的情况。结果表明,旱地小麦合理的群体密度在450~600万·hm-2基本苗之间为宜。覆膜两垄间距以50cm较合适。覆膜优化了旱地小麦产量构成因素,提高了干物质积累运转速度及强度。     

喷施有机硒肥对黑糯玉米籽粒硒及花青素含量的影响

为探究有机硒肥喷施量和次数对黑糯玉米籽粒硒和花青素含量的影响及适宜的施用方式,以黑糯玉米为研究对象,采用随机区组设计,设置不同的有机硒肥喷施量(1.5、3.0、6.0 g/hm2)和喷施次数(1、2次)处理,测定玉米籽粒花青素、硒等含量.结果 表明,喷施有机硒肥显著提高了籽粒花青素和硒含量,同一喷施次数,随施硒量增加,籽粒花青素含量呈降低趋势,而籽粒硒含量先增加后降低,喷施2次的花青素、硒含量高于喷施1次,且喷施2次,施硒量1.5 g/hm2的籽粒花青素含量最高,达0.53 mg/g,施硒量3.0 g/hm2的籽粒硒含量最高,达0.24 mg/kg;喷施有机硒肥可促进籽粒铁、锌、锰积累,降低玉米籽粒铬、镉含量,施硒量6.0 g/hm2,喷施2次的籽粒铁、锌、锰含量最高,较对照分别提高39％、35％、27％,镉含量最低,降低22％,施硒量3.0 g/hm2,喷施2次的籽粒铬含量最低,较对照降低49％.在玉米吐丝期和之后7d喷施2次,且施硒量1.5～ 3.0 g/hm2有利于增加黑糯玉米籽粒硒和花青素含量,降低铬含量;喷施2次,施硒量6.0 g/hm2有利于提高玉米籽粒铁、锌、锰含量,降低籽粒镉含量.     

叶面锌肥对紫粒小麦产量及品质的影响

为明确叶面施锌肥对紫粒小麦产量及品质的影响,选用小麦山农紫（紫粒）和山农129（红粒）为试验材料,采用大田试验,设置不施锌肥（Zn₀,对照）、叶面喷施锌肥10 kg·hm^-2（Zn_{10）、20 kg·hm^-2（Zn20）、30 kg·hm^-2（Zn30）、40 kg·hm^-2（Zn40）5个处理,分析了不同施锌量下紫粒小麦产量和品质相关指标的异同。结果表明,与不施锌肥比较,叶面施锌肥后山农129和山农紫分别增产1.4%~4.7%和2.3%~5.2%;随着施锌量的增加,山农129和山农紫的籽粒锌含量、总蛋白含量及蛋白质产量均表现出先增后降的趋势,分别在Zn30和Zn20处理下达到最高值,比Zn0分别提高25.8%、1.2%、16.8%和44.1%、2.1%、20.1%。两品种叶面施锌肥较其对照显著提高了籽粒蔗糖含量、湿面筋含量、面筋指数（P<0.05),但总淀粉和可溶性糖含量无显著性差异;总体上,山农紫小麦增幅大于山农129。综上所述,本试验条件下,叶面喷施锌肥可提高紫粒小麦产量、锌含量以及营养品质,以喷施锌肥20 kg·hm^-2较佳。}     

不同作物秸秆还田对潮土结构的改良效果

为探究作物秸秆还田对土壤结构的改良效果,采用二因素裂区设计,主因素施肥(F):F1(施NPK复合肥)和F0(不施肥);副因素作物种类(B):B1(油菜)、B2(玉米)、B3(马铃薯)、B4(燕麦)和B5(荞麦),以不施肥不种作物的空白处理为对照CK。采集样品后测定土壤容重、孔隙度、毛管孔隙度和田间持水量,以及团聚体粒径和土壤MWD、GMD和D值。结果表明:5种作物秸秆还田降低了土壤0—60 cm土层的土壤容重,增加了毛管孔隙度和田间持水量,20—60 cm土层为主要改善土层;同时,增加了土壤0.25 mm粒级团聚体含量,且0—20 cm土层团聚体MWD、GMD值增加,D值降低,稳定性增加;秸秆还田配施化肥下,0—60 cm土层土壤0.25 mm粒级团聚体含量呈减少趋势,且团聚体MWD、GMD值降低,D值增加,稳定性下降;各处理下油菜秸秆还田后对土壤容重、孔隙度、田间持水量和团聚体稳定性改善效果较好,荞麦秸秆还田更有利于提高土壤田间持水量,燕麦秸秆还田更有利于提高土壤团聚体稳定性。由此可见,作物秸秆还田对土壤结构具有一定的改良效果,不同作物所起到的效果不同。整体而言,油菜秸秆还田效果更好。