耕作方式对豫西旱地麦-豆轮作田土壤理化特性和酶活性的影响

为探明耕作方式对豫西旱地麦-豆轮作田不同土层土壤理化特性和土壤酶活性的影响,设置免耕(NT)、旋耕(RT)和翻耕(PT)3种耕作方式,分析了定位试验9 a(2009—2019年)后小麦收获期的土壤容重、孔隙度和有机质、全氮、有效磷和速效钾含量,以及土壤脲酶、蛋白酶、转化酶和碱性磷酸酶活性,并运用相关分析和通径分析研究了土壤理化性质与土壤酶活性的关系。结果表明：不同耕作方式对土壤理化特性和酶活性具有显著的调控作用,其调控效应与其作业深度相关。RT较PT有利于降低0～15 cm土层但增加15～35 cm土层容重,NT较RT和PT显著降低了0～5、15～35、35～60 cm土层的土壤容重,土壤孔隙度变化规律与容重相反。各处理间土壤有机质、全氮、有效磷含量以及土壤脲酶、蛋白酶、转化酶和碱性磷酸酶活性在0～5 cm土层和15～35 cm土层规律一致,0～5 cm土层均以NT最优,分别较最低值处理(PT)显著提高16.7%、53.2%、15.9%、23.6%、18.0%、34.7%和29.0%;15～35 cm土层均以PT最优,分别较最低值处理(NT)显著提高18.3%、23.4%、53.4%、...     

适时一次灌溉对8个冬小麦品种产量和生理特性的影响

为了探讨适时一次灌溉的灌溉效果和增产机制,以黄淮海麦区主推的8个小麦品种为材料,在大田和池栽条件下,设置适时一次灌溉和无灌溉（自然降雨）2种处理,测定抽穗期、灌浆前期、灌浆中期、灌浆后期旗叶生理指标和成熟期籽粒产量,研究适时一次灌溉对冬小麦产量和旗叶生理特性的影响。结果表明,适时一次灌溉改善了4个生育时期的旗叶生理特性。大田、池栽条件下适时一次灌溉处理旗叶超氧化物歧化酶（SOD）活性分别较无灌溉处理增加23.63%～39.07%、27.82%～54.53%,过氧化物酶（POD）活性增加16.39%～53.76%、16.93%～38.62%,过氧化氢酶（CAT）活性增加33.74%～51.59%、26.13%～45.06%,可溶性糖含量增加27.73%～46.34%、24.75%～37.31%,脯氨酸含量增加26.29%～37.84%、21.41%～41.33%,可溶性蛋白含量增加16.56%～42.06%、14.85%～31.69%,净光合速率增加11.51%～47.25%、24.36%～43.33%,丙二醛（MDA）含量下降12.32%～18.64%、14.85%～22.79%,小麦...     

灌溉对弱筋小麦豫麦50籽粒淀粉积累及其相关酶活性的影响

为了探明灌溉对淀粉积累及其相关酶活性的影响规律,在大田条件下,以弱筋小麦豫麦50为材料,研究了三种灌溉方式(W1:拔节期灌水一次;W2:拔节期和孕穗期各灌水一次;W3:拔节期、孕穗期和灌浆期各灌水一次.每次灌水定额750 m3/ha)下弱筋小麦淀粉及其相关酶活性的变化规律.结果表明,弱筋小麦灌浆中后期和成熟期籽粒直链淀粉、支链淀粉、总淀粉积累速率均表现为W3>W2>W1.成孰期籽粒淀粉支/直比例表现为W3＞W2＞W1.成熟期籽粒淀粉支/直比例表现为W3＜W2＜W1.孕穗期和灌浆期增加灌水提高了灌浆中后期旗叶和籽粒中蔗糖含量、蔗糖合成酶(SS)活性、蔗糖磷酸合成酶（SPS）活性,提高了灌泺中后期籽粒中可溶性淀粉合成酶(SSS)活性和束缚态淀粉合成酶(GBSS)活性.说明增加灌水使弱筋小麦旗叶蔗糖合成能力强,促进源器官蔗糖向库中运输,保证籽粒库中糖源的充分供应,有利于籽粒淀粉的合成和积累.     

不同时期灌水对强筋小麦郑麦9023蛋白质及其组分的影响

在大田条件下研究了不同时期灌水对强筋小麦郑麦9023蛋白质及其组分的影响。结果表明,随着灌水次数的增加,小麦蛋白质含量呈下降趋势,即W1〉W2〉W3,说明水分增加对蛋白质含量有稀释效应;增加灌水,提高了小麦籽粒游离氨基酸含量,降低了游离氨基酸向蛋白质的转运;随着灌水次数的增加,谷蛋白、球蛋白总体上呈降低趋势,清蛋白呈增加趋势,醇溶蛋白变化较大,谷醇/清球比值降低。成熟期小麦籽粒谷蛋白大聚合体W2处理达到最大值,表明灌两水有利于谷蛋白大聚合体的合成;可提高强筋小麦的烘焙品质。     

钾肥施用量对2种筋型小麦主要品质性状的影响

在大田条件下,研究了钾肥施用量对强筋小麦郑麦9023和弱筋小麦豫麦50号籽粒品质、粉质仪参数和淀粉糊化特性的影响.结果表明,适宜的钾肥施用量可明显改善郑麦9023和豫麦50号的品质和淀粉糊化特性,增施钾肥能够提高强筋小麦籽粒干、湿面筋含量、形成时间、稳定时间、评价值和稀懈值,降低强筋小麦峰值黏度、低谷黏度、最终黏度、降落值和弱化度.钾肥施用量对弱筋小麦主要品质性状的影响与强筋小麦呈相反趋势.在豫西地区,强筋小麦和弱筋小麦最适宜的钾肥施用量(K2O)均为112.5 kg/hm2.     

不同耕作方式对小麦旗叶光合特性和水分利用效率的影响

在豫西丘陵旱作条件下，对少耕、免耕覆盖、深松覆盖、一年两熟和传统耕作5种耕作处理的冬小麦旗叶光合、荧光特性和产量、水分利用效率进行了研究，结果表明：免耕覆盖和深松覆盖灌浆中后期小麦旗叶叶绿素和类胡萝卜素含量明显高于传统耕作，且有较高的叶绿素a和叶绿素b的比值和叶绿素和类胡萝卜素的比值；开花期免耕覆盖和深松覆盖光化学猝灭系数、非光化学猝灭系数和光化学效率值较传统耕作高，光抑制程度较传统耕作小；灌浆中期免耕覆盖和深松覆盖净光合速率略低于传统耕作，分别为传统耕作的96.4%和99.7%，但差异不显著。免耕覆盖和深松覆盖小麦生育期间耗水量较高，产量和水分利用效率显著提高，与传统耕作相比，产量增加19.3%和9.4%，水分利用效率提高17.5%和8.5%。     

小麦品种间不同穗粒位籽粒蛋白质及其组分积累规律的研究

利用强、中、弱三种筋型小麦品种 ,研究了不同穗位和粒位籽粒蛋白质及其组分的积累规律。结果表明 ,各部位籽粒蛋白质及其组分遵循相同的积累规律 ,体现了籽粒充实过程中氮代谢总趋势的一致性。不同粒位籽粒蛋白质积累相对含量 ,从开花后 12天开始 ,所有处理均表现为 :强势粒 >弱势粒 ;不同穗位籽粒蛋白质积累的相对含量 ,不同品种不同施肥处理表现并非完全一致。表明籽粒着生部位和发育时间的早晚及生理机制的差异影响蛋白质的积累过程及最终合成 ,且这种差异受施肥调控 ,并具有一定的基因型差异。     

秸秆和有机肥配合替代部分化肥提高作物水分利用率减少土壤硝态氮残留

  【目的】  研究长期秸秆和有机肥配合替代部分化肥对小麦玉米一年两熟种植制度下农田生产力及氮肥残留的影响,为改善旱地土壤肥力,提高作物产量,降低环境风险提供科学依据。  【方法】  依托中国农业科学院洛阳旱农试验基地始于2007年的长期定位培肥试验,选取不施肥对照 (CK)、常规氮磷钾化肥 (NPK)、秸秆和有机肥配合替代1/3的氮磷钾养分 (SOR) 3个处理。调查了2015—2020年度夏玉米、冬小麦及周年产量、生育期耗水量、水分利用效率;分析了2020年冬小麦收获期0—60 cm土层土壤养分含量,以及硝态氮在0—380 cm土层剖面的分布积累量。  【结果】  与2007年试验开始时相比,2020年CK处理0—20 cm土层土壤养分(除速效钾外)含量显著下降,而NPK和SOR处理不同程度地提高了土壤养分含量。与NPK处理相比,SOR处理0—60 cm土层土壤有机质含量显著提高了10.4%～16.4%,0—40 cm土层全氮含量显著提高了16.7%～20.0%,0—20 cm土层土壤速效磷和速效钾含量分别显著提高了12.9%和15.4%。与NPK处理相比,SOR处理夏玉米产量在干旱年 (2015和2017年) 及5年平均分别显著提高了35.3%和10.1%,水分利用效率在干旱年、平水年 (2016年) 及5年均值分别显著提高了42.7%、12.3%和18.5%,周年产量和水分利用效率在干旱年分别显著提高了20.5%和23.5%;冬小麦产量在不同降水年型下均未显著降低,但水分利用效率在平水年 (2015—2016、2016—2017、2019—2020) 及5年均值较NPK处理分别显著降低了9.8%和7.9%。NPK处理的硝态氮总累积量为732 kg/hm2,其中68.2%积累在100—230 cm土层;SOR处理的硝态氮总累积量为833 kg/hm2,其中74.8%积累在80—200 cm土层。与NPK处理相比,SOR处理显著降低了200—380 cm土层土壤硝态氮积累量,在200—230、260—290、320—350和350—380 cm土层分别显著降低了54.9%、21.1%、25.0%、57.9%。  【结论】  无论降雨多寡,秸秆和有机肥配合替代1/3氮磷钾肥均未降低冬小麦产量,但显著提高了干旱年夏玉米及周年产量及水分利用效率,并提高了0—60 cm土层土壤有机质和全氮含量,提高了0—20 cm土层土壤速效磷和速效钾含量,同时较常规氮磷钾处理显著降低了200—380 cm土层土壤硝态氮积累量,是旱作麦玉两熟区兼顾产量、效率和环境的施肥模式。     

耕作方式和秸秆覆盖对旱地麦豆轮作下小麦籽粒产量、蛋白质含量和土壤硝态氮残留的影响

为明确耕作方式和秸秆覆盖对旱地麦豆轮作下小麦籽粒产量、蛋白质含量和土壤硝态氮残留的影响,2014年10月-2016年6月,利用设置在豫西典型旱作区的麦豆轮作栽培模式长期定位试验,选取传统翻耕、翻耕覆盖、旋耕和旋耕覆盖4个处理,比较了小麦氮素吸收利用、籽粒产量、蛋白质含量以及土壤硝态氮残留量。结果表明,与翻耕相比,旋耕不影响小麦产量,但花后氮素积累量、籽粒蛋白质含量和蛋白质产量分别降低60.0%、8.6%和13.0%,而成熟期0~200 cm土层硝态氮残留量显著提高28.6%。同一耕作方式下,秸秆覆盖较无覆盖不仅显著提高了穗数、穗粒数、千粒重和收获指数,还提高了拔节前和开花后的氮素积累量,促进了营养器官氮素向籽粒中转运,从而使翻耕覆盖的籽粒产量、氮素吸收效率、籽粒蛋白质含量和蛋白质产量较翻耕分别提高11.5%、13.5%、7.4%和21.3%,旋耕覆盖较旋耕也分别提高23.0%、39.5%、12.8%和38.5%。在试验进行7年后的小麦成熟期,翻耕覆盖0~200 cm土层硝态氮残留量较翻耕降低31.3%,旋耕覆盖较旋耕也降低51.4%。因此,秸秆覆盖不仅可提高旱地麦豆轮作下小麦产量、蛋白质含量和氮素吸收效率,还能降低土壤硝态氮的残留量,是兼顾旱地小麦高产优质和环境友好生产的有效途径,尤其以旋耕覆盖效果突出。     

不同耕作方式对旱作区冬小麦生产和产量的影响

为了筛选出适宜旱作区推广的耕作技术,在旱作大田条件下,设置一次深翻、免耕覆盖、深松覆盖、传统耕作四种耕作方式,研究了不同耕作方式下花后土壤水分和养分状况、小麦旗叶叶绿素含量、小麦旗叶净光合速率和小麦籽粒灌浆速率及产量。结果表明,免耕覆盖、深松覆盖开花期和灌浆期0～40 cm土层土壤水分含量分别比传统耕作提高了4.13%、6.23%和5.50%、9.27%,0～40 cm土层土壤碱解氮、速效磷和速效钾含量均显著高于传统耕作,为小麦开花后生长发育提供了良好的环境,从而提高了小麦灌浆中后期旗叶叶绿素含量和净光合速率,促进花后干物质积累及干物质向籽粒转运,进而提高了籽粒灌浆速率,使得籽粒产量显著提高。