不同耕作措施下春小麦产量对温度变化的敏感性分析

为了研究温度变化对不同耕作条件下春小麦产量的影响,利用修正参数后的APSIM模型,自变量因子分别为最低温度、最高温度,在9种变化条件下对传统耕作+秸秆还田(TS)、免耕(NT)、免耕覆盖(NTS)3种耕作措施下的春小麦产量进行了模拟,并利用Surfer软件对产量变化率进行了敏感性分析。结果表明:在三种不同耕作措施下,春小麦产量变化率对最高温度的变化更为敏感,最高温度升高,产量变化率呈负敏感;在传统耕作+秸秆还田和免耕覆盖耕作措施下,春小麦平均产量分别是2 268.8 kg·hm-2和2 274.0 kg·hm-2,明显高于免耕耕作措施下的春小麦平均产量1 815.4 kg·hm-2;传统耕作+秸秆还田和免耕覆盖耕作措施下,小麦产量随温度变化相对稳定;当最低温度和最高温度在一定区域范围内变化时,传统耕作+秸秆还田和免耕覆盖产量表现更稳定。     

保护性耕作对黄土高原旱作麦田土壤氮矿化的影响

农田土壤氮矿化是陆地生态系统氮循环的重要过程,对维持土壤供氮能力及作物生长发育具有重要意义。陇中黄土高原半干旱区是我国西北部重要的粮食生产区,如何实现当地旱作农田氮素高效利用一直是研究热点,然而目前关于该地区不同耕作措施对旱作麦田土壤氮矿化的影响规律我们却知之甚少。为此本文以黄土高原旱作麦田为研究对象,于2021年春小麦生育期(3—8月)采用树脂芯原位培养法监测不同耕作措施[传统耕作(T)、免耕(NT)、传统耕作+秸秆覆盖(TS)、免耕+秸秆覆盖(NTS)]对土壤氮矿化的影响特征,通过分析不同耕作措施对土壤氮素含量和水热条件的影响规律,以此来探究耕作措施对土壤氮矿化过程的影响。结果表明：(1)T、NT、TS和NTS处理下土壤氮素在春小麦生育前期(播前-开花期)呈净氮固持状态、中后期(开花期-成熟期)呈净氮矿化状态。不同耕作措施下土壤净氮矿化速率差异显著(P<0.05),呈现为NTS>TS>NT>T。(2)相较T处理,3种保护性耕作在春小麦生育期内增加了土壤全氮、NH₄⁺-N含量和土壤水分,减少了NO₃     

早播及耕作措施对黄土高原半干旱区春小麦土壤氮磷元素的影响

为探讨早播及耕作措施对农田生态系统土壤氮磷元素影响规律,对黄土高原半干旱区早播、正常播下不同耕作措施[传统耕作(T)、传统耕作+秸秆还田(TS)、免耕(NT)、免耕+秸秆覆盖(NTS)]春小麦(Triticum aestivum)生育期0～40 cm土壤进行分析,以正常播种传统耕作春小麦为对照,研究早播及耕作措施对春小麦土壤氮磷元素的影响。结果表明:(1)不同处理下春小麦土壤N素(TN、NO_3~--N、NH+4-N)、P素(TP)含量均具有表聚性特征,其土壤N∶P均值(1.713)低于全国平均值(5.2),同时其变异水平系数处于26.99%～77.28%,属中等变异水平;(2)全生育期0～40 cm土层,早播春小麦土壤TN、NH+4-N含量及N∶P均值显著低于正常播23.1%～32.5%,不利于土壤TN、NH+4-N含量积累,而NO_3~--N含量及NO_3~--N∶N均值显著高于正常播30.5%、41.5%,有助于土壤NO_3~--N含量的固存,同时早播处理下土壤TP含量整体高于正常播处理;(3)秸秆覆盖措施(NTS、TS)下土壤TN、TP含量高于NT、T,但速效氮(NO_3~--N、NH_4~+-N)养分含量表现相反;(4)不同处理下春小麦土壤TP含量在生育期间趋于稳定,而N素含量在分蘖期及开花期变化较显著。因此,选择适宜播种时间及耕作管理措施有助于提高该区作物土壤N、P元素的积累转化效率,加快发展黄土高原半干旱区农田生态系统恢复进程。     

长期保护性耕作对黄土高原旱地土壤养分和作物产量的影响

通过长期定位试验,研究了黄土高原西部旱农区传统耕作措施(T)和5种保护性耕作措施免耕+秸秆覆盖(NTS)、免耕(NT)、传统耕作+秸秆还田(TS)、传统耕作+地膜覆盖(TP)和免耕+地膜覆盖(NTP)对土壤有机质、速效养分以及作物产量的影响。结果表明,经过6 a不同耕作措施后,各处理土壤有机C、NO3-N以及速效P含量均有所提高,其中有机C含量比试验初期提高了4.92%~18.05%,NO3-N含量提高了17.98%~31.08%,速效P含量提高143.04%~212.87%。各处理土壤速效钾含量均有所下降,其中以NTS和TS降幅较小,仅为2.75%和6.26%。6 a间小麦和豌豆平均产量均以NTS最高(分别为2 030 kg·hm-2和1 381 kg·hm-2),而NT最低(1 608 kg·hm-2和1 060 kg·hm-2)。传统耕作秸秆还田能促进土壤耕层肥力的提高,但产量效应不明显;地膜覆盖有些年份增产效应明显,但不利于土壤肥力的持续提高。因此,在黄土高原西部旱农区实施免耕秸秆覆盖既有利于作物产量的提高,也可以改善耕层土壤肥力。     

保护性耕作对旱地麦田土壤酶活性的影响

通过在陇中黄土高原半干旱区设置的田间定位试验,研究了5种保护性耕作措施与传统耕作方式对旱地麦田土壤酶活性的影响.结果表明:不同耕作处理下过氧化氢酶活性均随耕作层的加深而递减;脲酶、碱性磷酸酶、蔗糖酶活性表现为三种翻耕处理(T,TS,TP)随土层的加深呈先增加后降低的趋势,而三种免耕处理(NT,NTS,NTP)随土层的加深而递减;与传统耕作(T)相比,免耕秸秆覆盖处理(NTS)下过氧化氢酶活性升高11.74%,脲酶活性升高17.60%,碱性磷酸酶活性升高43.99%,蔗糖酶活性升高40.22%;另外,就产量表现而言,免耕秸秆覆盖(NTS)是传统耕作(T)的1.68倍,统计分析差异显著(P＜0.05).可见,在黄土高原西部旱农区实施免耕秸秆覆盖的保护性耕作措施,既有利于作物产量的提高,也可以改善耕层土壤酶活性.     

保护性耕作对陇中旱作麦田蓄水保墒效果和产量的影响

为探究保护性耕作对陇中黄土高原旱作麦田蓄水保墒效果和产量形成的影响.在连续5a田间试验的基础上,分析了陇中黄土高原旱作麦田从2019年8月至2020年8月一个耕作周期内,不同耕作措施(传统耕作T、秸秆覆盖TS,免耕NT和免耕秸秆覆盖NTS)对麦田休闲期蓄墒率、水分利用效率、春小麦干物质积累与转运、产量及农艺性状的影响....     

连续14年保护性耕作对土壤总有机碳和轻组有机碳的影响

依托于2001年布设在陇中黄土高原半干旱雨养农业区的保护性耕作定位试验,于2014年测定了5种保护性耕作(免耕+秸秆覆盖NTS、免耕NT、传统耕作+秸秆翻埋TS、传统耕作+地膜覆盖TP和免耕+地膜覆盖NTP)和传统耕作T处理下小麦-豌豆双序列轮作中表层土壤(0~5、5~10、10~30 cm)总有机碳(SOC)和轻组有机碳(LFOC)在作物生育期前后的变化。结果表明:土壤总有机碳和轻组有机碳在土壤剖面上均随着土层深度的增加而降低;相比传统耕作T,NTS和TS处理能显著提高0~30 cm土层中SOC、LFOC的含量,在作物播种前较T分别提高了19.51%、64.58%和13.36%、42.08%,在收获后分别提高了28.00%、85.37%和18.61%、77.82%,而SOC、LFOC含量NT和TP处理与T处理间差异不显著;从作物播种前至收获后,各处理下0~30 cm土层SOC含量均有减小趋势,其中NTS和TS处理变化量最小,NT和TP处理加大了作物生育期间SOC和LFOC的消耗;LFOC可以灵敏地反应出土壤有机碳的变化。因此,在该区推行以免耕、秸秆覆盖为主的保护性耕作措施更有利于碳的积累和土壤质量的改善,促进该区农业的可持续发展。     

黄土高原半干旱区保护性耕作经济适应性评价

在5种保护性耕作法与传统耕作法连续4年的田间对比试验研究的基础上,利用农业经济评价方法．对每一种耕作方法经济适应性进行评价,结果表明：不论是否计入秸秆的投入,采用保护性耕作法的免耕秸秆覆盖（NTS）在几种耕作措施中是最佳的一种耕作方法。免耕秸秆覆盖（NTS）经济效益好、综合生产能力高．且它的生产能力在不同的生产条件下比其它耕作法更具有稳定性,具有较强的抵御外界变化的能力。因此,在陇中黄土高原半干旱区实施免耕秸秆覆盖（NTS）的保护性耕作法不仅能够达到高效、高产的目的,而且有助于该区农业的可持续发展。     

耕作方式对土壤活性有机碳和碳库管理指数的影响

基于在黄土高原半干旱地区的典型代表—定西市安定区连续进行6 a的保护性耕作试验,研究了不同耕作方式对土壤总有机碳和活性有机碳的影响,并对各处理的碳库活度(A)、碳库活度指数(AI)、碳库指数(CPI)和土壤碳库管理指数(CMPI)进行了计算。结果表明:与传统耕作不覆盖(T)相比,免耕秸秆覆盖(NTS)、传统耕作结合秸秆还田(TS)和免耕不覆盖(NT)有利于土壤总有机碳含量和活性有机碳含量的提高,并且有随着土层深度的增加而递减的趋势;NT、NTS和TS有助于提高0～5 cm土层土壤活性有机碳占土壤总有机碳的百分率,尤以NTS处理的效果最为明显,说明NTS处理的土壤碳素活性大、易转化;对碳库各项管理指数来说,总体上秸秆覆盖或还田的贡献大于耕作措施,说明对土壤进行秸秆覆盖或还田有利于土壤碳库管理指数提高。     

保护性耕作对黄土高原半干旱区农田土壤N2O排放的影响

一氧化二氮(N2O)是大气中重要的温室气体之一,在全球气候变暖问题中备受关注,而农田土壤是其主要排放源.在影响农田N2O排放的诸多因子中,耕作措施作为关键因素,其对旱地农田土壤N2O的排放规律尚不明确.为此,本试验以传统耕作(T)为对照、布设免耕(NT)、传统耕作+秸秆覆盖(TS)、免耕+秸秆覆盖(NTS)3种保护性耕...     

不同耕作措施旱地春小麦产量对温度变化的响应

为了探析温度变化对不同耕作措施春小麦产量的影响,利用APSIM模型对2因素9水平3种耕作措施下的春小麦产量进行了模拟,选择日最低温度和最高温度作为自变量因子对产量效应进行分析,并对3种耕作措施条件下最低温度和最高温度的互作效应进行通径分析。结果表明:不同耕作措施条件下,春小麦产量随最低温度升高呈二次抛物线上升型变化,会出现报酬递减,且传统耕作+秸秆还田和免耕覆盖的增产效应大于免耕耕作措施;传统耕作+秸秆还田和免耕耕作措施下,产量随最高温度升高呈二次抛物线递减型,并呈叠加递减,而免耕覆盖耕作措施下产量随最高温度升高呈负相关。3种耕作措施下,最低温度和最高温度之间还存在正的协同效应,免耕覆盖耕作措施相比其它两种耕作措施,具有更好的协同促进效应。     

水分与氮素营养对辽春10号小麦旗叶光合作用的影响

在盆栽条件下,研究不同水分条件下氮素营养对辽春10号春小麦籽粒灌浆期旗叶光合特性的影响.结果表明,随着土壤水分状况的改善,春小麦的光合作用不断增强.土壤相对合水量低于45%时,施氮处理春小麦旗叶气孔导度、蒸腾速率和WUEleaf降低,胞间二氧化碳浓度升高,光合速率受非气孔因素制约而降低.当土壤相对含水量在45%～75%时,随着氮肥施用量的增加和土壤相对含水量的提高,春小麦旗叶的光合效率、气孔导度、蒸腾速率和WUEleaf不断增加,胞间二氧化碳浓度逐渐减小,气孔因素制约了光合效率的提高.当土壤相对含水量高于75%时,氮素营养对春小麦旗叶光合的促进作用减弱.     

不同土壤水分条件下宁南旱地春小麦覆膜穴播栽培效应研究初报

在宁南旱农试区就不同土壤水分条件下旱地春步麦覆膜穴播栽培效应进行研究,结果表明：地膜覆盖对春小麦生长发育具有明显的促进作用,与露地小麦相比,覆膜春小麦生育进程提前,生育期延长,植珠高大健壮,其叶面积系数、干物质重都显著提高,覆膜可使春小麦单位面积穗数,穗粒数,千粒重显著增加,产量增加幅度达３０．２３％￣４５．８９％,同一水分处理,覆膜与露地春小麦耗水差异不大,但覆膜春小麦ＷＵＥ显著提高,增幅达４９     

不同耕作措施下旱地春小麦田和豌豆田的蒸发蒸腾特性及产量效应

为探明土壤水对旱地作物产量形成的有效性,通过田间定位试验研究了不同耕作措施下旱地农田蒸发蒸腾特性及产量效应。结果表明:免耕秸秆覆盖(NTS)能够增加作物生长期间总蒸散量(ET),麦-豆和豆-麦两种轮作序列下春小麦田和豌豆田的总蒸散量均表现为免耕秸秆覆盖(NTS)>传统耕作(T)>免耕(NT)>传统耕作加秸秆覆盖(TS)。传统耕作土壤棵间蒸发量(E)均高于保护性耕作,春小麦田的土壤棵间蒸发量表现为TS>T>NT>NTS,棵间蒸发量占总蒸散量的比率(E/ET)依次为53.8%,48.8%,37.2%,34.9%;豌豆田棵间蒸发量表现为T>TS>NTS>NT,棵间蒸发量占总蒸散量的比率依次为44.1%,40.9%,35.1%,33.3%。蒸散量及腾发比与产量和WUE在其主要受影响的月份呈正相关关系,且产量与WUE随蒸散量与腾发比的增加而增加。     

呼和浩特地区施磷对春小麦养分吸收和生物产量的影响

内蒙古农业大学教学农场大田设施磷与不施磷两处理，分析研究春小麦不同生育期体内的氮、磷、钾含量、吸收量，干物质积累量和生物产量。结果表明，乳熟一蜡熟阶段是春小麦养分吸收和生物产量积累的最快时期，磷可提高植株体内氮、磷养分浓度，对其他养分浓度影响不是很明显。磷素有利于干物质积累，可以增加春小麦生物产量和籽粒中氮、磷含量，但对钾素的影响不明显。因此，在制定施肥方案时，应重视氮、磷、钾的合理配合，以满足春小麦“高产、优质、高效”生产的营养需要。     

保水剂对河套灌区土壤水分和春小麦生长的影响

为了促进保水剂的应用与推广,在河套灌区开展了沟施保水剂BJ2101-L和土壤结构改良剂PAM及BJ2101-L＋PAM对土壤水分和春小麦生长的影响研究。结果表明：保水剂BJ2101-L和土壤结构改良剂PAM均可提高土壤水分,特别是在春小麦孕穗期有显著作用,0~80 cm土层BJ2101-L处理土壤水分提高了14.26%;不同处理均可促进小麦分蘖和根系向深层土壤分布,PAM处理小麦分蘖力提高了60.45%,BJ2101-L处理根系分布深度加深了70.79%。不同处理提高了春小麦生物量、产量,其中BJ2101-L处理提高了27.24%和30.96%;BJ2101-L处理提高了春小麦的水分利用效率、水分产出率和灌溉水分产出率,分别提高了20.58%,24.13%和31.00%。BJ2101-L处理显著提高了单位面积的经济效益,PAM处理则显著降低了经济效益。河套灌区小麦生产中应积极开展保水剂的应用与推广。     

柴达木地区春麦高产优质栽培因子优化组合研究

采用三因素二次通用旋转组合设计,在柴达木地区以春小麦甘春20号为对象研究了播种量、施氮量、施磷量与籽粒产量、蛋白质含量、蛋白质产量的相关关系。结果表明,该地区春小麦甘春20号的籽粒产量、蛋白质含量、籽粒蛋白质产量与播种量、施氮、磷量之间有极显著的相关关系。施氮量对籽粒产量、蛋白质含量、籽粒蛋白质产量影响最大,播种量次之、施磷量最小。该地区甘春20号小麦栽培因子最优组合为播种量404.5 kg/hm2、施氮量(纯氮)240 kg/hm2、施磷量(P2O5)195 kg/hm2。建议当地降低播种量,增加磷肥施用量。     

半干旱区春小麦水分与产量关系及其影响因素分析

水分是影响半干旱雨养作物生长、发育及产量形成最重要的环境因素。以中国西北半干旱区田间试验为基础,收集长期观测资料和文献数据,分析春小麦产量与水分之间的关系及其环境影响因素,揭示不同环境条件下春小麦水分限制特征和调控机制。研究表明：半干旱区常规管理水平下,雨养春小麦产量与水分间的关系相对稳定,然而播前土壤储水影响生育期降水与春小麦产量间的关系,不同播前土壤储水条件下,每增加1 mm降水量,春小麦产量的增加量分别为21.3 kg·hm^-2和16.8 kg·hm^-2。生育期大气干湿条件（潜在蒸发量与降水的差值）对播前土壤储水与春小麦产量间的关系也有影响,其中大气较为干燥时（潜在蒸发量与降水的差值大于425 mm）,产量与土壤水分间关系斜率为22.9 kg·hm^-2·mm^-1,大气较为湿润时（潜在蒸发量与降水的差值小于425 mm）,斜率为20.1 kg·hm^-2·mm^-1。相较生育期降水,播前土壤储水对春小麦产量更具有决定性作用。半干旱雨养春小麦的气候年型由播前土壤储水和生育期大气干湿条件共同决定。增加播前土壤水分储量、在生育期的特定阶段灌溉均会改变小麦耗水量与产量之间的关系,并最终导致小麦水分利用效率发生变化。大气干湿条件和灌溉条件共同导致中国西北不同地区春小麦边界函数存在差异。     

水分胁迫持续时间对冬小麦根冠生物量累积的影响

为了解冬小麦根、冠对土壤含水量变化的响应,对不同水分条件下温室盆栽冬小麦作了分析研究。该试验包括七个水分状态,充分供水A处理(75%~100?,FC为田间持水量),中度胁迫B处理(55%~65?)和重度胁迫C处理(35%~45?)以及分蘖期开始中度、重度胁迫到孕穗期复水的BA1、CA1处理和抽穗期复水的BA2、CA2处理。试验结果表明:分蘖期开始的水分胁迫无论何时恢复供水都不影响冬小麦根、冠生长过程的总趋势;但随胁迫程度、胁迫持续时间的增加,胁迫期内根、冠的相对生长率,根、冠总重均降低,但根重占有量增大,且水分供应量的减少和胁迫时间的延长使冬小麦生育周期提前结束;随胁迫的增加,胁迫时间的延续,最大根重减小,但较大根重维持的时间延长;当复水后,各处理对复水存在不同程度的滞后效应和激发补偿生长,导致短期胁迫的根重占有量小于长期胁迫处理,中度胁迫小于重度胁迫,冠重也随之改变。造成此现象的原因:水分胁迫影响植株的功能,但自适应能力的作用促使分配于根系的同化物质增加,改善和提高根系的吸水能力,缓减植株由于缺水造成损失;对于供水超过75?的植株,生育后期的冠重占有量较小,根重较大则归因于生长过程已形成的庞大根系。