不同覆盖栽培方式对冬小麦干物质分配与转运的影响

为了解不同覆盖栽培方式对冬小麦干物质分配与转运的影响,以西北旱地生态生产条件为背景,分析了秸秆带状覆盖(SM)、地膜覆盖(PM)及露地(CK)三种覆盖栽培方式下冬小麦干物质分配与转运的差异,其中秸秆带状覆盖设置了 59％(SM3)、50％(SM4)、42％(SM5)、37％(SM6)共4个秸秆覆盖度.结果表明,随小麦生...     

秸秆带状覆盖对旱地冬小麦干物质积累分配及转运的影响

为筛选适合西北旱作区冬小麦的秸秆带状覆盖种植模式,在播量均为225 kg·hm^-2条件下,设置露地条播(CK)和3种秸秆带状覆盖(SM)种植模式(分别用SM4、SM5和SM6表示,种植带分别种植4、5和6行小麦),比较不同秸秆带状覆盖种植模式下冬小麦干物质积累、分配与转运及产量的差异。结果表明,与CK相比,秸秆带状覆盖显著提高了冬小麦开花前干物质积累量,增幅为17.8%～26.0%,且表现为SM5>SM6>SM4;促进了开花期和成熟期干物质在叶片和颖壳+穗轴中的分配,其中SM5的增幅均最大(开花期分别为15.8%和27.8%;成熟期分别为34.0%和40.0%)。同时,秸秆带状覆盖显著促进了开花前叶、茎鞘和颖壳+穗轴的干物质转运,并使花前干物质积累对籽粒产量的贡献率增加14.3～16.3个百分点,且增幅表现为SM4>SM6>SM5。秸秆带状覆盖下小麦籽粒产量较CK增加了3.8%～7.3%,产量增幅表现为SM5>SM4>SM6。由此可见,秸秆带状覆盖种植能促进西北旱作区冬小麦干物质的积累和产量形成,在本试验条件下以SM5模式表现最...     

覆盖栽培方式对旱地冬小麦越冬期间土壤温度的影响

为筛选出旱地冬小麦适宜覆盖栽培方式,通过微型温度记录仪连续观测越冬期间冬小麦田10和20 cm深度土壤温度的变化,比较旱地秸秆覆盖（SM）、地膜覆盖（FM）、垄沟模式（CM）和无覆盖模式（CK）的麦田土壤温度效应。结果表明,整个越冬期间所有覆盖处理的土壤日均温显著升高,总体增幅表现为CM>FM>SM。越冬后期（2月1日-2月20日）土壤温度变化与总体趋势差异明显,FM的增温幅度大于CM;与CK相比,SM的土壤日均温显著降低,具体表现在温度昼夜变化上,其中10 cm土层温度除在8:00-11:00升高外,其他时间降低,20 cm土层温度均下降（10∶00-14∶00差异不显著）。越冬前期,覆盖栽培10 cm土层的增温值均高于20 cm土层,越冬中期以后则相反（越冬后期土层间增温值差异显著）。SM的土壤日最高温度相对于CK没有变化或者显著降低,而日最低温度则提高,因此降低了土壤温度日较差;CM的土壤日最高温度在越冬后期降低,而在越冬中前期升高,而且土壤日最低温度也升高且增幅更大,因此土壤温度变幅显著降低;FM同时提高了土壤日最高温度和最低温度,最终没有显著改变土壤温度变幅。     

秸秆带状覆盖对旱地冬小麦秸秆带状覆盖对旱地冬小麦旗叶水势及产量的影响

为探究黄土高原西部旱农区秸秆带状覆盖对冬小麦生产的效应,以地膜覆盖（PM）和露地（CK）为对照,设4种秸秆带状覆盖SM3（覆盖度59%）、SM4（覆盖度50%）、SM5（覆盖度42%）和SM6（覆盖度37%）,分析了不同处理对小麦花后旗叶水势、旗叶相对含水量、土壤含水量、产量及水分利用效率（WUE）的影响。结果表明,秸秆带状覆盖下冬小麦花后旗叶水势、旗叶相对含水量、旗叶含水量和0~40 cm土壤含水量较CK分别提高9.2%、6.6%、3.6%和30.0%;地膜覆盖下0~40 cm土壤含水量较CK提高15.1%,旗叶水势6.0%、旗叶相对含水量和旗叶含水量则分别降低6.0%、3.2%和4.1%。冬小麦花后7~28 d,旗叶水势日变化总体呈早、晚高、午间低的V型趋势;秸秆带状覆盖早、中、晚旗叶水势较CK分别提高10.6%、9.8%和7.7%,地膜覆盖分别降低4.6%、7.9%和4.8%,差异均显著。秸秆带状覆盖下冬小麦籽粒产量较CK增加3.0%~ 6.5%,WUE提高6.4%~17.5%,且差异达到显著水平。秸秆带状覆盖处理中,SM5具有最高的产量 （3 866.6 kg·hm^-2）和WUE（15.7 kg·hm^-2·mm^-1）。产量与穗数（r= 0.693^**）、WUE （r=0.615^**）均呈极显著正相关,穗数与WUE（r=0.690^**）和0~40 cm土壤含水量（r= 0.570^*）分别呈极显著和显著正相关。综上所述,在干旱年份土壤含水量低时,通过覆盖可增加土壤表层含水量,改善冬小麦旗叶供水情况,进而增加穗数和WUE;覆盖度为42%的秸秆带状覆盖在干旱年份增产效果最优,是适宜于西北旱作农业绿色可持续发展的种植方式。     

旱地不同覆盖方式对冬小麦氮肥利用的影响

为了解不同覆盖方式下西北旱地冬小麦产量和氮肥利用的差异,在长期定位试验基础上,设置¹⁵N微区试验,分析常规播种、垄覆沟播、全膜穴播和秸秆覆盖4种栽培条件下冬小麦的产量、氮素累积及氮肥利用率。结果表明,与常规播种相比,垄覆沟播、全膜穴播和秸秆覆盖下小麦产量分别提高4.9%、15.4%和12.4%,其中全膜穴播和秸秆覆盖的增产效果达到显著水平;地上部总生物量分别提高4.6%、23.9%和16.8%;籽粒氮含量分别降低19.6%、8.9%和7.2%。籽粒氮素累积量和地上部氮素总累积量在不同覆盖方式下变化趋势一致,全膜穴播和秸秆覆盖的籽粒氮素累积量较常规播种分别提高6.0%和5.6%,地上部氮素总累积量分别提高8.0%和5.5%,而垄覆沟播的籽粒氮素累积量和地上部氮素总累积量较常规播种分别降低13.9%和10.8%。垄覆沟播、全膜穴播和秸秆覆盖的籽粒氮素中肥料氮的比例较常规播种分别提高22.5%、29.8%和16.3%,籽粒中肥料氮累积量分别提高4.2%、39.3%和20.5%;地上部肥料氮累积量分别提高7.1%、38.8%和19.3%;氮肥利用率分别提高7.1%、38....     

秸秆带状覆盖对旱地冬小麦土壤温度及产量的影响

为了解小麦秸秆带状覆盖栽培的效果,以冬小麦兰天26号为研究对象,分析了秸秆带状覆盖3行(SC1)、秸秆带状覆盖4行(SC2)、全膜覆土穴播(PC)和无覆盖露地(CK)下旱地冬小麦土壤温度及产量。结果表明,秸秆带状覆盖可显著提高冬小麦籽粒产量,穗数、穗粒数和产量较CK分别增加13.4%~20.2%、26.7%~33.3%和41.3%~69.1%,但秸秆带状覆盖与PC间产量差异不显著。秸秆带状覆盖显著降低了全生育期0~25cm土壤平均温度,土温较CK低1.4~2.0℃;随着生育进程的推进和土层的加深,秸秆带状覆盖表现出增温和降温的"双重效应",SC1在返青期5cm土层和拔节期5和10cm土层增温,SC2在越冬期5和10cm土层及拔节期5cm土层增温,其余各时期各土层秸秆带状覆盖均表现出降温效应,且总体上降温效应大于增温效应;秸秆带状覆盖较PC和CK减小全生育期土壤日变化幅度;SC1、SC2的全生育期有效积温较CK分别减少86.6和69.8℃,使得秸秆带状覆盖下冬小麦较CK晚熟15d。从环保和可持续发展等方面综合考虑,秸秆带状覆盖较全膜覆土穴播在西北旱作区更具优越性。     

秸秆带状覆盖对旱地冬小麦产量及土壤水分的影响

为探讨西北半干旱雨养条件下秸秆带状覆盖麦田水分利用特征和增产效果,通过田间试验,以露地条播为对照(CK),研究了3种不同覆盖处理[秸秆带状覆盖常规条播(SM1)、秸秆带状覆盖宽幅条播(SM2)和全膜覆土穴播(PM)]对旱地冬小麦田土壤含水量、小麦产量和水分利用效率的影响。结果表明,秸秆带状覆盖和全膜覆土穴播均可显著改善小麦全生育期0~20cm以及开花前20~90cm土壤墒情,但开花后20~90cm以及全生育期90~200cm土壤墒情普遍不如CK。3种覆盖处理均能促进冬小麦对土壤贮水的利用,显著提高开花至成熟阶段的耗水量及其占总耗水量的比例。秸秆带状覆盖和全膜覆土穴播生育期耗水量分别比CK增加4.6%和7.6%。秸秆带状覆盖在孕穗前0~200cm土壤墒情与全膜覆土穴播无显著差异,孕穗期开始则好于全膜覆土穴播;全膜覆土穴播0~200cm土壤贮水消耗量显著高于秸秆带状覆盖,而开花至成熟阶段的耗水量及其占总耗水量的比例则略低于秸秆带状覆盖。3种覆盖处理均显著提高产量和水分利用效率,PM、SM1和SM2较CK分别增产36.8%、29.7%和27.5%,水分利用效率分别提高27.3%、23.9%和22.7%。产量与生育期耗水量呈显著正相关(r=0.97*)。覆盖处理中,全膜覆土穴播产量虽最高,但从产量、水分利用效率和经济效益角度综合考虑,秸秆带状覆盖优于全膜覆土穴播。因此认为,秸秆带状覆盖是一种更加高产高效、适宜在西北半干旱雨养区推广的覆盖种植方式。     

旱作区双免耕覆盖下冬小麦旗叶光合特性、根系分布及产量研究

为了解旱作区双免耕覆盖下冬小麦旗叶光合特性及根系分布特征,通过试验测定和分析了双免耕覆盖冬小麦旗叶叶绿素相对含量、光合有效辐射、光合速率、胞间CO₂浓度、蒸腾速率等光合参数,以及根长密度和根干重密度与传统耕作（对照）的差异。结果表明,与对照相比,双免耕覆盖下冬小麦旗叶叶绿素相对含量、光合有效辐射、净光合速率分别增加了11.2%、20.5%、31.7%,胞间CO₂浓度降低12.68%,蒸腾速率、叶片瞬时水分利用效率、气孔限制值分别平均提高13.1%、16%和30.7%。双免耕覆盖下冬小麦开花期和灌浆期根长密度在行内平均较对照分别提高47.13%和14.43%,在行间平均分别提高38.18%和 33.61%;两个时期的根干重密度在行内平均分别增加21.44%和14.42%,在行间平均分别提高19.96%和 12.56%。双免耕覆盖下冬小麦产量为4 872.0 kg·hm^-2,较对照增产18.4%,差异达极显著水平。由此说明双免耕覆盖可促进旱作冬小麦光合作用及根系生长发育,有利于其高产。     

免耕整秸秆半覆盖对旱地玉米生长发育及产量的影响

3年试验研究结果表明,旱地玉米采用免耕整秸秆覆盖栽培具有显著的增产效果,在干旱年份尤为明显,3年平均产量比传统耕作玉米增产57.7%,增产幅度23.8%～191.0%.由于秸秆覆盖后土壤温度降低,玉米前期生长发育缓慢,进入拔节期后植株生长发育加快,抽雄前植株长势逐步赶上并超过对照.与传统耕作比较,免耕覆盖玉米具有根系发达、植株高、茎秆粗、叶面积大、干物质积累多、成穗率高、果穗大、穗粒数多、千粒重高等优良性状.     

施磷对旱地小麦土壤水分、干物质累积和转运的影响

为探明旱地小麦最佳施磷量和施磷方式,在山西省闻喜县进行了施磷量(P2O5)为75、112.5、150kg·hm-2和施磷土层深度为20、40cm的田间试验,分析了不同处理对旱地麦田土壤水分、干物质累积与转运的影响。结果表明,随着施磷量的增加,小麦花前0~100cm土层的土壤水分含量提高,且40cm土层施磷较20cm土层施磷效果显著;小麦各生育时期单株干物质量增加,且40cm土层施磷条件下差异显著。施磷150kg·hm-2时,40cm土层施磷较20cm土层施磷,小麦花前叶片和茎秆+茎鞘的干物质量增加,成熟期茎秆+茎鞘干物质量显著降低,籽粒干物质量及其所占比例增加。随施磷量的增加,小麦花后干物质累积量及其对籽粒的贡献率均显著增加,且40cm土层施磷较20cm土层施磷效果显著。施磷条件下,花后干物质累积量与小麦越冬-孕穗期土壤水分含量关系密切,与孕穗期土壤水分含量尤为密切。40cm土层施磷150kg·hm-2有利于提高旱地麦田孕穗期前0~100cm土层土壤水分含量,促进小麦茎秆+茎鞘中的干物质向籽粒转运和花后干物质累积及其对籽粒的贡献率,从而提高籽粒产量。     

种植密度对匀播冬小麦干物质积累、转运及产量的影响

为探究匀播冬小麦对种植密度的响应,以不同穗型品种新冬22(A_1)和新冬50(A_2)为材料,匀播(株行距相等)条件下设置了123万、156万、204万、278万、400万株·hm~(-2)(分别记为M_1、M_2、M_3、M_4、M_5)5个种植密度,研究了不同种植密度下匀播小麦干物质积累、运转、产量及其构成因素的差异。结果表明,匀播条件下,冬小麦抽穗前干物质积累量随种植密度的增加而增加,抽穗后干物质积累量随种植密度增加先增加后降低;新冬22号花后干物质积累量、花后干物质对籽粒产量贡献率、籽粒产量均表现为M_2处理最高,新冬50号花后干物质积累量、花后干物质对籽粒产量贡献率、籽粒产量均表现为M_4处理最高。随着种植密度的增加,两个品种的有效穗数呈增加趋势,穗粒数、千粒重呈下降趋势,籽粒产量呈先升后降趋势。匀播条件下,多穗型品种新冬22号适宜种植密度为156万株·hm~(-2),大穗型品种新冬50号适宜种植密度为278万株·hm~(-2)。     

施氮量对滴灌冬小麦干物质积累、分配与转运的影响

为明确施氮量对滴灌冬小麦干物质积累、分配、转运及产量的影响,于2013-2015年连续两个冬小麦生长季,以新冬18号为试验材料,在大田滴灌条件下,设置了0(N_0)、94.5(N_1)、180(N_2)、240(N_3)、300(N_4)、360kg·hm~(-2)(N_5)共6个施氮量处理,通过单因素随机区组试验,研究了不同施氮量下滴灌冬小麦干物质积累、分配及转运的特点。结果表明,不同施氮量处理下滴灌冬小麦单茎干物质积累量随生育进程均呈"S"曲线变化。成熟期干物质积累量、花前干物质的转运量及其转运效率、花后同化物积累量均以N_3处理最高;花前干物质转运对籽粒产量的贡献率以及籽粒产量在两年中均随施氮水平的提高呈先增后减趋势,也均以N_3处理最高,其中产量两年分别较N_0处理增产68.01%和67.39%。因此,在本试验条件下,240kg·hm~(-2)施氮量最有利于滴灌冬小麦干物质积累、转运和高产。     

旱地施用锌肥对冬小麦干物质积累和产量的影响

为了明确旱地施用锌肥对冬小麦干物质积累及产量的影响,选用强筋冬小麦品种京9428和普通冬小麦品种轮选987为试材,进行了四个锌肥水平的大田试验。研究结果表明,旱地施用锌肥使小麦干物质积累量显著增多,但施锌肥过量,干物质积累量减少。各产量构成因素受锌影响较小,差异均未达显著水平,但轮选987低锌处理的穗粒数和千粒重最多,中锌处理的穗数最多,高锌处理的穗数、穗粒数、千粒重均减少,最终以低锌和中锌水平产量显著提高,增产达23.8%,与灌溉条件下产量水平相当。京9428施用锌肥使产量有提高的趋势,但处理间差异不显著。京9428不适宜在旱地上种植,旱地上种植轮选987要配以适量锌肥以提高产量,建议锌肥施用量以11.25 kg·hm-2为宜。     

化学调控剂对冬小麦干物质贮运和籽粒灌浆特性的影响

为明确不同有效成分的化学调控剂对冬小麦生长和产量形成的调控作用,采用田间试验,比较了自主研发的微量元素拌种剂(WB)、黄酮类叶面喷施剂(Phu)、磷胺类叶面喷施剂(Pan)以及拌种组合喷施制剂(Whu和Wan)对冬小麦干物质积累与分配以及籽粒灌浆过程与产量的影响。结果表明,WB、Whu和Wan处理均能增加冬小麦穗数、穗粒数和千粒重,增产16.51%以上。与喷施自来水(CK)相比,WB、Whu和Wan处理对各生育期冬小麦不同器官干物质积累量均具有增加效应;所不同的是,WB处理对冬小麦的促进效应在拔节期和抽穗期凸显,而Whu和Wan处理对小麦开花后的促进作用更大;并且Whu处理的花前干物质转运率和花前干物质转运对籽粒的贡献率分别较CK提高了13.42%和17.96%(P0.05)。开花43 d内,各处理均能延长小麦的籽粒灌浆持续期,且Wan处理使灌浆持续期延长了3.82 d(P0.05),Phu处理使小麦的最大灌浆速率和平均灌浆速率较CK分别提高了5.71%和5.76%(P0.05)。说明不同化学调控剂对小麦的增产作用与干物质积累和转运能力以及籽粒灌浆有关,并且拌种和叶面喷施组合具有协同效应。     

播后镇压和冬前灌溉对冬小麦干物质转移和氮素利用效率的影响

为明确播后镇压和冬前灌溉对高产冬小麦干物质和氮素转移及氮素利用效率的影响,以冬小麦品种石新828和石麦12为材料,采用裂区田间试验,于开花期和成熟期,测定不同器官的干物质和氮积累量和转移量、籽粒产量、蛋白质产量、氮吸收效率和氮肥生产效率。结果表明,冬灌和镇压处理下,2个品种开花期和成熟期的干物质积累量下降,开花前各营养器官干物质的转移量、转移率及对籽粒的贡献率均降低,但开花后籽粒中的干物质积累量增加。冬灌处理小麦成熟期的总干物质积累量和产量下降。冬灌处理下,石新828开花后籽粒中的氮积累量增加,开花后氮素对籽粒的贡献率提高,但各器官的氮转移量显著降低,籽粒氮积累总量显著减少,氮吸收效率下降;冬灌对石麦12成熟期籽粒氮素积累量影响不显著。与不镇压相比,镇压处理下,2个品种开花期的氮积累总量和不同器官中的氮积累量均降低,而成熟期各器官氮积累量及分配比例的差异均不显著。镇压处理与不镇压处理相比,2个品种开花前营养器官中的氮转移量、转移率和贡献率均降低,但是开花后的氮积累量及其对籽粒氮的贡献率提高,其中,镇压的石麦12开花前氮转移量、贡献率和开花后氮积累量、贡献率与不镇压的差异达显著水平;成熟期籽粒氮素积累量的差异不显著。建议在足墒播种条件下不必进行冬灌,应根据播种前后土壤和水分条件确定是否需要镇压。     

施氮对滴灌春小麦干物质积累、转运及产量的影响

为给滴灌春小麦氮素科学管理提供参考,在大田条件下,以新春6号和新春35号为供试材料,研究施氮量(0、75、150、225、300、375kg·hm-2)对滴灌春小麦干物质积累、分配和转运的影响。结果表明,在一定范围内,施氮可促进滴灌春小麦干物质积累和转运,新春6号和新春35号分别以施氮225和300kg·hm-2的效果最佳。新春35号最大干物质积累速率、最大积累量和生育期均大于新春6号。两品种的籽粒产量均随着施氮量的增加呈先增后降的趋势,新春6号和新春35最高产量的施氮量分别为288和335kg·hm-2。新春6号千粒重大于新春35号,而穗粒数小于新春35号。因此,滴灌春小麦应根据品种对氮素的需求特点,合理施氮。     

不同覆盖材料对西北旱地冬小麦地温及产量的影响

为探寻不同覆盖材料下西北旱地冬小麦地温与产量的特征及其相关性,以冬小麦兰天26号为材料,在秸秆带状覆盖(常规条播:SM1;宽幅条播:SM2)、全膜覆土穴播(PM)条件下,以无覆盖露地种植为对照(CK),研究了冬小麦生育期地温的差异及其与产量构成的相关性。结果表明,秸秆带状覆盖种植技术可有效平抑气温对小麦的激变,实现了小麦的稳定增产。与CK相比,秸秆带状覆盖冬小麦0~25cm土层全生育期平均降温0.61℃,但在不同生育时期却存在增温和降温的双重效应,苗期至返青期平均增温0.76℃,SM1增温效应低于SM2;返青期以后平均降温1.43℃,SM1降温效应高于SM2;地膜覆盖全生育期平均增温1.01℃。秸秆带状覆盖全生育期各土层总体均表现降温效应,且以降温效应突出的SM1在25cm降幅最大,平均为1.20℃,5cm处最低,为0.55℃;地膜覆盖全生育期各土层均表现增温效应,以5cm处增幅最大,平均为1.14℃,15cm最低,平均为0.84℃。从生育时期和土层看,各处理间地温以越冬期差异最大,变异系数为17.25%~46.6%;土层间以25cm最大,变异系数为5.5%~46.6%。与CK相比,秸秆带状覆盖全天均具有降温效应,降温幅度依次为中午傍晚早晨,且SM1全天的降温效应均高于SM2;而地膜覆盖全天均具有增温效应;覆盖均可使冬小麦显著增产,秸秆带状覆盖平均增产25.3%,SM2增产率(27.0%)高于SM1(23.0%),地膜覆盖增产30.4%。产量与有效穗数和千粒重呈显著正相关,增产的原因主要是有效穗数的增加和粒重的提高,土壤温度指标与产量、产量构成要素间相关不显著。     

氮肥运筹对稻茬小麦干物质、氮素转运及氮素平衡的影响

为给稻茬小麦高产、优质栽培中合理施氮提供依据,以低蛋白小麦品种宁麦9号和高蛋白小麦品种豫麦34号为材料,设置不同施氮水平(0、150、225和300 kg·hm-2)及基追比(基肥∶追肥为1∶9、3∶7、5∶5和7∶3),研究氮肥运筹对小麦植株C-N积累与转运规律、产量、蛋白质含量及氮素利用的影响。结果表明,适当增加施氮量及追肥比例可同步提高两小麦品种籽粒产量和蛋白质含量。随施氮量和追肥比例的增加,两品种干物质转运量均呈先增后降的趋势,而干物质转运效率及其对籽粒产量的贡献率则显著降低。营养器官氮素转运量随施氮量增加而增加,随追肥比例增加先增后降;氮素转运率及其对籽粒氮素贡献率则随施氮量和追肥比例增加而下降。相关分析表明,提高花后干物质积累是提高小麦产量的重要途径,而促进花前营养器官贮存氮素向籽粒的转运是提高小麦蛋白质含量的重要措施。增加施氮量和基肥比例显著增加了两品种氮素的表观损失量并降低了氮素利用效率。本试验条件下,增施氮肥至225 kg·hm-2,追肥比例宁麦9号≤50%、豫麦34号为50%～70%可同步提高两品种籽粒产量、品质和氮素利用效率,降低氮素损失。