水肥耦合对冬小麦籽粒蛋白质及氨基酸含量的影响

为了解不同水、肥条件下小麦籽粒氨基酸及蛋白质含量的变化, 2009~2010 年度在河南省洛阳市农业科学院以“洛旱2 号”小麦为材料, 采用防雨棚池栽种植方式, 研究了不同灌水量、施氮和施磷量及其互作对小麦籽粒蛋白质及氨基酸含量的影响。结果表明: 不同灌水量和施氮量对小麦籽粒蛋白质和氨基酸均有极显著影响(P≤0.01), 且灌水×施氮互作效应显著(P≤0.05 或P≤0.01); 而施磷对其影响不显著。小麦籽粒蛋白质和氨基酸含量均随施氮量增加而增加, 随灌水量增加而降低, 但当灌水量超过282.0 mm、施氮量超过179.2 kg·hm^-2 时, 各指标的变化不再明显,蛋白质含量在高施氮量下略有下降。而必需氨基酸占总氨基酸含量的比例呈随灌水量增加而增加,随施氮量增加而降低的趋势。从不同水肥处理组合看, 蛋白质和氨基酸含量以处理组合N₁₀₅P₄₂W₁₂₇[施氮量105 kg(N)·hm^-2、施磷量42 kg(P₂O₅)·hm^-2 和全生育期灌水量127 mm, 下同]最高, 必需氨基酸/总氨基酸以处理组合N_30.8P₁₂₆W₂₈₂ 最高。籽粒产量随灌水量的增加而增加, 且产量高的处理其水分利用效率也较高。综合从蛋白质及氨基酸产量看, 以处理组合N_179.2P₁₂₆W₂₈₂ 表现最好, 即施氮量为179.2 kg·hm^-2、施磷量为126 kg·hm^-2、灌水量为282 mm。     

功能性肥料对制种玉米田物理性质和微生物数量的影响及最佳施肥量的研究

在甘肃河西内陆灌区的灌漠土上,采用田间试验方法,研究了功能性肥料对制种玉米田物理性质、微生物数量的影响及最佳施肥量。结果表明：影响玉米产量的因素由大到小依次为：CO(NH2)2>(NH4)2HPO4>抗重茬剂和聚乙烯醇。因素间最佳组合是：A3B2C1D1(即抗重茬剂30 kg/hm2,CO(NH2)2 600 kg/hm2,(NH4)2HPO4 350 kg/hm2,聚乙烯醇30 kg/hm2)。功能性肥料施用量与制种玉米田总孔隙度、毛管孔隙度、非毛管孔隙度、团聚体、微生物数量呈线性正相关关系,与制种玉米田体积质量呈线性负相关关系。随着功能性肥料施用量梯度的增加,玉米边际产量、边际利润在递减,功能性肥料施用量在1 350 kg/hm2的基础上,再增加337.50 kg/hm2,收益出现负值。经回归统计分析,功能性肥料施用量与玉米产量间的肥料效应回归方程是：y = 3 782.61 + 1.650 5x - 0.000 378 7 x2,功能性肥料经济效益最佳施肥量(x0)为1 350.01 kg/hm2,玉米理论产量(y)为6 700.99 kg/hm2,计算结果与最佳施用量试验处理5相吻合。     

冀京津冬小麦灌溉需水量时空变化特征

利用冀京津地区20个气象站点1961-2010年气象资料和1980-2009年冬小麦生育期资料,采用美国农业部土壤保持局推荐方法计算有效降水量,同时利用FAO推荐的Penman-Monteith方法计算冬小麦全生育期和4个主要生育阶段的需水量,并对冬小麦生育阶段灌溉需水量进行探讨。结果表明,过去50a来,冀京津冬小麦生育期内有效降水量呈增加趋势,空间上呈经向分布特点,表现为从西向东梯状增加的趋势。而冬小麦的需水量呈减少趋势,其中抽穗-乳熟期减少幅度最大,全生育期需水量的空间分布呈带状特征,全区差异较大。抽穗-乳熟期分布由东南向北递减。为满足冬小麦需水要求,全生育期灌溉需水量为291~381mm,灌溉需水量较多的地区为沧州市和衡水市一带。其中需水较多的生育阶段为拔节-抽穗期和抽穗-乳熟期。在空间上,拔节-抽穗期灌溉需水量以沧州市为中心,向南北两侧递减;抽穗-乳熟期灌溉需水量南高北低,有明显的带状分布特征。研究结果可为冀京津冬小麦适时定量灌溉和提高水分利用效率提供基础数据支撑。     

Irrigation practices may affect denitrification more than nitrogen mineralization in warm climatic conditions

Predicting the impact of irrigation practices on soil N mineralization and N balance is an important issue to optimize N fertilization and reduce the N losses towards the environment. The effect of summer irrigation on N dynamics was investigated in two arable fields in Southern France. Net N mineralization was assessed by combining frequent measurements of water and mineral N contents in soil and the use of a calculation model (LIXIM). It was first calculated assuming that denitrification was negligible. This hypothesis led to inconsistent results, apparent net N mineralized being smaller under irrigated than non-irrigated conditions and net mineralization kinetics being erratic. The occurrence of denitrification was confirmed by the use of ¹⁵NO₃ tracing in an experiment carried out in summer, including three irrigated treatments. The average ¹⁵N recovery varied from 45% to 85% and was smallest in the most frequently irrigated treatment. Over the 8-week experiment, the N losses varied from 30 to 38 kg ha⁻¹ in the irrigated treatments. They were satisfactorily simulated by a simple denitrification model (NEMIS). Combining the LIXIM model and the simulated or calculated denitrification allowed to predict satisfactorily the evolution of soil mineral N accounting for the effects of temperature and moisture. The net N mineralized for 8 weeks varied from 34 kg N ha⁻¹ in the un-irrigated to 46 kg N ha⁻¹ in the irrigated treatments. The drying–rewetting cycles did not induce a flush of N mineralization. Our results suggest that denitrification has to be accounted for in irrigated systems, particularly in warm conditions and when the topsoil contains high nitrate contents.     

河套灌区畦田内不同位置土壤入渗特性及影响因素分析

为明确河套灌区畦田田块不同位置土壤的入渗特性,通过野外试验和室内检测对试验区田块不同位置土壤理化性质和入渗过程进行分析,并基于土壤入渗模型对试验区田块不同位置的土壤入渗过程进行拟合,同时探讨影响土壤入渗过程的影响因素.研究结果表明:试验区田块内不同位置土壤理化性质及入渗特性具有一定差异性且不同位置土壤入渗特性与土壤理化...     

宝鸡峡灌区小麦水足迹时空变化特征与归因分析

基于水足迹理论,计算了实际耗水和施肥情况下宝鸡峡灌区小麦水足迹的各项指标,分析了小麦水足迹各指标的时空变化特征,利用对数平均迪氏指数分解法推导了总水足迹变化量分解公式,细致定量了气候变化和人类活动因子对总水足迹变化的贡献。结果表明:灌区小麦总水足迹1994—2010年均值为6.73亿m~3,Mann-Kendall检验呈显著下降趋势,年均变幅为-0.17亿m~3/a,水足迹结构由蓝水主导演变为灰水主导。单位产量的小麦生产水足迹、生产绿水、蓝水和灰水足迹多年平均值分别为1.04、0.36、0.32、0.37 m3/kg。生产水足迹、生产绿水和蓝水足迹在灌区内从西向东呈递增趋势,生产灰水足迹以兴平为中心向两侧递增。归因分析表明,影响灌区小麦总水足迹变化的主导因子为人类活动,其贡献率和为-113.57%,而气候变化因子的贡献率仅为13.57%。人类活动因子中,贡献率从大到小依次为灌溉定额(-56.58%)、总种植面积(-55.78%)、小麦种植比例(-43.76%)、单位面积施氮量(39.96%)、灌溉水有效利用系数(2.59%)。     

基于指示Kriging的土壤盐渍化风险与地下水环境分析

土壤盐渍化是制约干旱区农业发展的主要障碍,而浅埋地下水区域的地下水环境是影响土壤盐渍化的直接因素。为调控合理的地下水埋深和矿化度,以防控区域盐渍化,以河套灌区永济灌域为研究区,运用指示Kriging法比较了春灌前和生育期不同阈值条件下土壤表层含盐量、地下水埋深和矿化度的概率分布,从概率空间分布的角度研究了不同时期防治土壤盐渍化的地下水临界埋深和矿化度。结果表明：地下水埋深属于中等变异性,土壤表层含盐量和地下水矿化度属于强变异性。春灌前较生育期土壤表层盐渍化高风险区扩大、浅埋地下水高概率区缩小、地下水矿化高风险区缩小。春灌前永济灌域土壤表层发生轻度、中度盐渍化时的地下水埋深临界值分别为2.6、2.2 m,地下水矿化度临界值分别为2.0、2.5 g/L;生育期土壤表层发生轻度、中度盐渍化时的地下水埋深临界值分别为2.2、1.8 m,地下水矿化度临界值分别为2.5、3.0 g/L,春灌前更易发生土壤盐渍化。春灌前较生育期土壤盐分受外界因素（气象因素和人为因素）影响小,且土壤表层含盐量、地下水埋深和矿化度变异性也相对较小,地下水环境对土壤盐渍化的影响更强烈。研究区北部、东南部和中部小部分区域为地下水埋深小于临界值且大于矿化度临界值的高概率区,是土壤返盐的高风险区,建议进一步完善该地区的排水系统。     

不同灌水方式对砂姜黑土小麦中后期生长及产量的影响

在人工防雨篷下研究了前期不同灌水处理对砂姜黑土小麦中后期生长、光合生理及产量的影响,以期为该区小麦增产和水分高效利用提供科学依据和理论帮助。结果表明,灌1水条件下小麦叶片长宽和单茎干物重随灌水日期的推迟呈先增加后下降的趋势,并以生育前期水分充足处理CK最高,W5100d(出苗后100 d灌水)处理次之,且总灌水量一致下小麦生育前期灌1水和灌2水效果间的差异不显著。生育前期适当推迟灌水日期有利于增加小麦生育中后期的叶面积指数和叶绿素含量,且灌浆中期W5100d处理的叶面积指数和叶绿素含量高于CK。小麦生育前期适当推迟灌水日期亦有利于降低植株蒸腾速率改善小麦光合特性,其中W5100d处理的光合速率比对照CK增加了11.4%。W5100d与CK处理的产量差异不显著,分别为6 955.40,7 102.67 kg/hm2,但两者产量明显高于其他灌水处理。相关分析表明,小麦叶片叶绿素含量、光合速率与单茎干物重和产量间皆呈直线显著正相关关系。研究得出,小麦生育前期适当延长灌水日期有利于改善小麦中后期生长发育、光合特性及产量,且总灌水量一致下灌水次数效果间的差异不显著。     

新疆内陆干旱区不同灌水量对长绒棉光合特性的影响

为探索新疆内陆干旱区不同灌水量对长绒棉新海14号光合特性的影响,利用小区试验,在5种灌水量（W）条件下,对其光合特性进行研究。结果表明：灌水量为7650m3/hm2时,叶片净光合速率日变化呈单峰曲线;随着灌水量的降低,其净光合速率日变化呈双峰曲线。新海14号的光补偿点为50μmol/m2·s;灌水量为2850m3/hm2时,其光饱和点为310μmol/m2·s,灌水量为5475m3/hm2以上时,其光饱和点为1280μmol/m2·s。叶片的净光合速率及蒸腾速率随灌水量的升高而增加,气孔阻力随灌水量的升高而降低。水分利用效率随着灌水量的降低而提高,呈极显著负相关;棉花产量对灌水量极为敏感。净光合速率与蒸腾速率呈显著正相关,与气孔阻力呈极显著负相关;蒸腾速率与气孔阻力呈显著负相关。新海14号的光合作用最适宜灌水量为6945m3/hm2;灌溉的临界值为5250m3/hm2     

两种供水条件下两穗型小麦品种籽粒淀粉积累及相关酶活性的变化特征

在灌溉和旱作2种栽培条件下,研究了大穗型（山农710331和潍麦8号）和多穗型（济南17和鲁麦21）小麦籽粒淀粉积累及相关酶活性的变化特征。结果表明,淀粉积累速率（SAR）和蔗糖合成酶（SS）、ADPG焦磷酸化酶（AGPase）、淀粉合成酶（SSS和GBSS）和淀粉分支酶（SBE）等活性均存在明显的基因型差异。灌溉条件下大穗型品种籽粒淀粉合成相关酶的活性显著高于多穗型品种,旱作栽培条件下两穗型品种间差异变小。旱作栽培宜于增加灌浆前、中期AGPase、SS和SBE的活性,尤其对多穗型品种。大穗型品种在灌浆中后期比多穗型品种具有更强的淀粉合成能力,但对水分较为敏感。用 Richards方程模拟籽粒淀粉积累过程表明,大穗型品种籽粒淀粉积累时间长、速率高,是其淀粉积累量高的原因。