周年减氮对玉米-大蒜轮作系统作物光合特性和干物质积累及产量的影响

通过设置粮菜二熟制农田不同施氮量的组合试验,分析减少氮投入对玉米-大蒜轮作系统作物光合特性、生长特征及产量的影响,为粮菜轮作模式下的减氮决策提供依据。田间试验于2020-2021年进行,玉米季设置3个施氮水平：常规施氮量（220 kg·hm^-2）、减氮20%（176 kg·hm^-2）和减氮40%（132 kg·hm^-2）,大蒜季两个施氮水平：常规施氮量（300 kg·hm^-2）和减氮20%（240 kg·hm^-2）。结果表明,与常规周年施肥模式相比,玉米季减氮20%+大蒜季常规施氮的模式下玉米产量增加1.4%、大蒜蒜薹和蒜头产量无明显变化,该模式维持了玉米吐丝期较高的叶绿素相对含量,显著提高净光合速率6.0%,延长重要生育时期的光合作用时间,保证干物质生产,对大蒜和玉米产量均无显著影响,其他减氮处理的玉米产量显著降低5.4%~25.8%,大蒜蒜薹和蒜头产量分别显著降低6.9%~29.0%和14.9%~ 39.0%。综合考虑,玉米季适量减氮20%即施氮176 kg·hm^-2和大蒜季常规施氮300 kg·hm^-2可保证轮作周期作物的光合生产能力,促进干物质的积累,在保证作物产量的同时减少投入,实现轮作系统减肥增效。     

水氮耦合对红小豆光合特性、干物质积累以及产量的影响

为揭示水氮耦合对红小豆光合特性、干物质积累以及产量的影响,以‘保红947’作为材料开展大田试验,设置了4个灌水水平和4个施氮水平,以对照小区田持(75±2)%时进行灌水,灌到田持(95±2)%,灌水量记为I(W3),4个灌水水平分别为W3:100%I、W2:70%I、W1:40%I、W0:0,4个施氮水平为104、80、56、0 kg/hm2。结果表明：施氮量和灌水量均对红小豆生长发育有显著影响,二者的交互作用对红小豆的生长影响相对不显著;在正常灌溉(W3)条件下红小豆的光合特性、干物质积累量以及产量均在处理W3N2(100%田持95%,80 kg/hm2)表现最大值,其最大产量为2 642.96 kg/hm2;在控制灌溉条件(W2、W1、W0)下,W2N3(70%田持95%,104 kg/hm2)处理的产量最高,为2 401.50 kg/hm2,与W3N2处理相差不大,达到了“以肥调水”的作用;在该试验条件下W3N2(100%田持95%,80 kg/hm2)产量最高,为适宜的水氮方案,有利于红小豆的生长发育,比其他处理产量增加了9.14%～47.51%。     

基肥和播种密度对冬小麦干物质积累及光合特性和产量的影响

为探究不同基肥和播种密度对冬小麦‘西农805’干物质积累及光合特性和产量的影响。采用双因素裂区试验设计,以基肥为主区,设施小麦缓释肥(P1)和常规氮磷钾肥配施(P2)2个处理,以播种密度为副区,设112.5 kg/hm~2(D1)、150 kg/hm~2(D2)、187.5 kg/hm~2(D3)、225 kg/hm~2(D4) 4个水平。结果表明:不同基肥对小麦旗叶干物质积累量、旗叶的SPAD值、净光合速率、气孔导度、胞间CO_2浓度、蒸腾速率均未达显著影响,对小麦单位面积穗数、千粒质量有显著影响;播种密度对小麦净光合速率、胞间CO_2浓度、千粒质量、产量有极显著影响;在同一基肥条件下低播种密度处理的小麦单茎干物质积累量及旗叶SPAD值较高;基肥和播种密度的交互作用对小麦净光合速率、产量有极显著影响;在施用小麦缓释肥条件下150 kg/hm~2播种密度的光合特性及产量优于其他处理,在常规氮磷钾肥配施条件下187.5 kg/hm~2播种密度的光合特性及产量优于其他处理,小麦籽粒产量达到最大为5 722.02kg/hm~2。综合来看,冬小麦‘西农805’最佳基肥和播种密度为P2D3。     

水氮耦合对小麦旗叶光合特性及籽粒产量的影响

在盆栽条件下,以旱地小麦品种‘长旱58’为材料,研究水氮耦合对冬小麦旗叶主要光合特性及小麦籽粒产量的影响。结果表明,在2种水分处理下小麦旗叶的叶绿素SPAD值、净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)及产量等都随氮肥施用量增加而增加,氮肥主要通过影响小麦旗叶Pn和小麦的穗数、穗粒数来影响产量。在不施氮(N0,0g·kg-1)及正常施氮(N1,0.2g·kg-1)处理下,中度水分胁迫(W2,土壤含水量为田间持水量的50%~60%)处理的小麦旗叶的光合速率及产量大于充分灌溉处理(W1,土壤含水量为田间持水量的70%~80%),而在高氮(N2,0.4g·kg-1)处理下则相反。说明,适度水氮运筹会提高小麦旗叶光合能力及籽粒产量形成,主要表现为粒质量的增加。     

密度对玉米干物质积累、光合特性和产量的影响

以早熟矮秆耐密品种辽单565为试材,研究了在较高种植密度下继续增加密度对玉米干物质积累、光合特性和产量的影响。结果表明,随着密度的增大,单株干物质地上和地下部分均下降;叶面积指数先升后降,82500株／hm2处理下最高;单株功能叶片光合速率和叶绿素含量递减。测产结果表明,82500株／hm2处理下产量最高,达14364．0 kg ／hm2;穗长、穗粗、穗粒数、穗粒重、百粒重、出籽率与产量呈正相关,秃尖长与产量呈负相关。     

水氮耦合对棉花干物质积累及产量的影响

[目的]研究水氮耦合对棉花干物质积累及产量影响.[方法]大田试验采用裂区试验设计,设置灌溉量与施肥量2个调控因子,其中灌溉量为主区,施肥量为副区,均设置3个梯度,灌溉量依次为2250(低灌量)、3450(中灌量,传统经验灌溉量CK)、4650 m3/hm2,(高灌溉量)分别以W1、W2和W3表示;施肥量(折合纯氮)依次...     

连作对糜子抽穗后光合特性和干物质积累的影响

【目的】探究连作对糜子生长发育及籽粒产量形成的影响,明确导致糜子连作障碍的生理机制,为糜子高产高效栽培提供理论依据。【方法】以"内糜5号"为试验材料,设置糜子连作和芸豆与糜子轮作(对照)2个处理,分别于抽穗期、开花期、灌浆前期、灌浆后期、成熟期,测定连作、轮作下糜子旗叶光合特性、叶绿素含量、植株主茎绿叶面积和地上部干物质量,并于成熟期测定产量及其构成因素等指标。【结果】(1)连作显著降低了糜子旗叶净光合速率、叶绿素总含量、叶绿素b含量及植株主茎绿叶面积,在抽穗期和开花期影响尤为显著;(2)连作导致糜子抽穗后植株衰老进程加快,籽粒灌浆被迫提前终止,使植株干物质积累量减少、籽粒产量下降。【结论】连作糜子植株早衰和功能叶片光合性能下降是导致籽粒产量下降的主要原因,因此在栽培中应注重合理的轮作倒茬。     

不同施氮水平下3种类型粳稻光合特性及干物质积累分析

【目的】阐明吉林省主推粳稻品种在不同氮水平下光合特性及干物质积累的差异,为提高稻田氮肥利用率提供依据。【方法】采用大田试验,在不施氮(CK)、1N(纯氮70kg/hm2)、2N(纯氮140kg/hm2)和3N(纯氮210kg/hm2)4种施氮水平下,研究3个吉林省主推水稻品种(吉农大505,吉农大603,吉农大809)灌浆期农艺性状、光合特性和干物质积累特性及产量的变化。【结果】随施氮水平的增加,灌浆期株高、分蘖数和叶面积指数均显著增大。吉农大505在2N条件下剑叶和倒三叶净光合速率最大,吉农大603在3N条件下倒三叶净光合速率较高,吉农大809功能叶净光合速率受施氮水平影响不明显,3个品种净光合速率的差异可能是由于不同氮水平对不同品种冠层结构的影响导致叶片表观叶肉导度不同而引起的。吉农大603和吉农大809茎鞘、叶和穗部的干物质积累量均呈现随施氮水平的增加而增加的趋势,吉农大505茎鞘的干物质积累量在2N水平达到最高值。吉农大603在3N水平产量最高,其他2个品种在2N水平下产量最高,这与对应氮水平条件下各品种灌浆期功能叶片净光合速率、高效叶面积有关。产量与茎鞘、穗及地上部干物质积累量显著或极显著正相关。【结论】不同类型粳稻品种适宜施氮量存在差异,吉农大505和吉农大809相对耐低氮,而吉农大603适宜在高氮下栽培。     

灌水量对河南省夏玉米品种光合特性和干物质积累的影响

[目的]研究灌水量对河南省夏玉米(Zea mays L.)光合特性和干物质积累的影响,探讨不同夏玉米品种对干旱的响应,为河南省夏玉米种植时灌水量的选择提供科学依据。[方法]采用2因素裂区设计,以灌水量为主处理、品种为副处理。供试夏玉米品种分别为浚单20、中科11、先玉335、郑单958和浚单22。[结果]干旱胁迫下,夏玉米叶面积指数、叶绿素含量、光合速率、干物质量、穗粒数、千粒重和产量均下降,且随胁迫的加剧,下降幅度加大。[结论]河南省主推夏玉米品种抗旱性表现为中科11先玉335浚单20≈郑单958浚单22。     

水氮耦合对烤烟农艺性状和干物质积累与分配的影响

【目的】研究不同灌溉和施氮耦合对烟草的干物质积累和分配的影响。【方法】在烤烟旺长期采用不同灌溉（正常灌水和干旱胁迫）和施肥（低氮、中氮和高氮）组合进行盆栽试验。【结果】中氮处理（615 mg N/kg土）下,可促进植株干物质积累,适当干旱胁迫有利于上部叶的生长,而充足的水分有利于中下部叶的生长;在水分充足时施中氮（615 mg N/kg土）,或水分胁迫时施高氮（923 mg N/kg土）能提高干物质在中部叶的积累;水分充足时施高氮（923 mg N/kg土）,可促进干物质在上部叶的积累。【结论】轻度干旱时施高氮（923 mg N/kg土）,或水分胁迫时施中氮（615 mg N/kg土）可以提高烤烟的中上部烟叶产量。     

微喷水肥一体化对冬小麦产量和水分利用效率的影响

为探明不同微喷灌施氮方式对冬小麦产量及水分利用效率的影响,以‘济麦22’为材料,在底施纯氮105kg/hm~2条件下,2016年春季设置追施纯氮45(N1)、90(N2)和135kg/hm~2(N3),每个追氮量采用微喷灌拔节期一次性追施(JS)和分别在拔节、孕穗、开花和灌浆期4次等量追施(4T)2种方式,测定冬小麦的产量和水分利用效率。结果表明:1)微喷灌条件下,随施氮量的增加,冬小麦产量先增加后降低,以N2处理产量最高;相同施氮量下,分次施氮处理产量显著高于拔节期一次性施氮,产量的增加主要由于显著提高千粒重;2)拔节期一次性施氮提高冬小麦开花期群体叶面积指数,而分次施氮处理灌浆期的叶面积指数显著高于拔节期一次性施氮,相同施氮量下分次施氮延缓灌浆中后期旗叶的衰老,从而有利于花后干物质积累和粒重的提高,但过多施氮导致粒重下降,总干物质积累量减少;3)不同施氮量处理间水分利用效率以N2处理最高,相同施氮量下分次施氮处理水分利用效率显著高于拔节期一次性施氮处理。综上所述,与拔节期一次性施氮相比,微喷灌采用分次施氮显著提高冬小麦的产量和水分利用效率,微喷水肥一体化N2处理下分次施氮为最佳的高产高效氮肥运筹模式。     

土壤深松和补灌对小麦干物质生产及水分利用率的影响

研究一次深松耕作后土壤水分对冬小麦籽粒产量和水分利用率的影响,为小麦节水高产栽培提供理论依据.于2008-2009和2009-2010两个小麦生长季,选用高产小麦品种济麦22,采取测墒补灌的方法,研究了深松+旋耕和旋耕2种耕作方式下土壤水分对小麦0-200 cm土层土壤含水量、干物质积累与分配、籽粒产量及水分利用率的影响.结果表明,(1)深松+旋耕40-180 cm土层土壤含水量低于旋耕处理;旗叶光合速率和水分利用率,开花后干物质积累量及其对籽粒的贡献率显著高于旋耕处理.(2)W3(补灌至0-140 cm土层土壤相对含水量播种期为85％,越冬期80％,拔节和开花期75％)成熟期0-200cm土层土壤含水量与W1(播种期80％,越冬期80％,拔节和开花期75％)和W2处理(播种期80％,越冬期85％,拔节和开花期75％)无显著差异;W3和W''3(播种期85％,越冬期85％,拔节和开花期75％)60-140 cm土层土壤含水量分别低于W4(播种期85％,越冬期85％,拔节和开花期75％)和W''4(播种期90％,越冬期85％,拔节和开花期75％)处理;W3和W''3灌浆中后期旗叶光合速率较高,开花后干物质积累量及其对籽粒的贡献率显著高于其他处理,获得高的籽粒产量和水分利用率.综合考虑籽粒产量、水分利用率和灌溉效益,在深松+旋耕条件下,两年度分别以W3和W''3为节水高产的最佳处理.     

Yield and water use responses of winter wheat to irrigation and nitrogen application in the North China Plain

With increasing water shortage resources and extravagant nitrogen application, there is an urgent need to optimize irrigation regimes and nitrogen management for winter wheat(Triticum aestivum L.) in the North China Plain(NCP). A 4-year field experiment was conducted to evaluate the effect of three irrigation levels(W1, irrigation once at jointing stage; W2, irrigation once at jointing and once at heading stage; W3, irrigation once at jointing, once at heading, and once at filling stage; 60 mm each irrigation) and four N fertilizer rates(N0, 0; N1, 100 kg N ha~(-1); N2, 200 kg N ha~(-1); N3, 300 kg N ha~(-1)) on wheat yield, water use efficiency, fertilizer agronomic efficiency, and economic benefits. The results showed that wheat yield under W2 condition was similar to that under W3, and greater than that under W1 at the same nitrogen level. Yield with the N1 treatment was higher than that with the N0 treatment, but not significantly different from that obtained with the N2 and N3 treatments. The W2 N1 treatment resulted in the highest water use and fertilizer agronomic efficiencies. Compared with local traditional practice(W3 N3), the net income and output-input ratio of W2 N1 were greater by 12.3 and 19.5%, respectively. These findings suggest that two irrigation events of 60 mm each coupled with application of 100 kg N ha~(–1) is sufficient to provide a high wheat yield during drought growing seasons in the NCP.     

滴灌冬小麦地上部干物质积累与分配模型

为构建新疆维吾尔自治区南疆滴灌冬小麦地上部干物质积累规律及其分配模型,通过分析氮素调控的小区试验数据,采用统计模型技术建立基于相对生长度日(RDDT)的冬小麦群体和个体地上部相对干物质积累(RDMA)动态和基于分配指数的各器官物质分配动态的模拟模型,运用水分调控试验数据对模型进行检验。结果表明:滴灌冬小麦返青后干物质积累(DMA)呈典型的"S"型曲线变化趋势,增加水和氮供应量明显促进群体和个体干物质积累量,且灌水效应大于施氮效应,说明在塔里木盆地西北边缘的极端干旱地区保证水分供应的基础上适当增施氮肥是促进小麦生长的关键。各处理DMA的变异系数群体为3.45%～5.19%,个体为2.03%～3.91%,表明群体效应大于个体效应。筛选并构建基于归一化的返青后以RDDT为变量的滴灌冬小麦群、个体RDMA预测模型(MMF):GRDMA_i=(0.001 2+1.003 2RDDT~(4.193 6))/(0.012 9+RDDT~(4.193 6))和SRDMA_i=(0.001 2+1.011 3RDDT~(4.691 1))/(0.018 9+RDDT~(4.691 1)),模拟准确度在0.988 4～1.027 4;以及地上部各器官干物质的分配指数模型,模拟准确度为0.977 5～1.035 4,表明基于RDDT和分配指数的冬小麦群、个体干物质积累和分配模型具有较好的预测性和实用性。     

氮肥运筹对桂两优2号干物质生产及氮肥利用率的影响

【目的】以广西超级稻品种桂两优2号为材料,研究不同氮肥运筹方式对其干物质生产及氮肥利用率的影响。【方法】进行田间试验,设置3个施氮水平,分别为0（N0）、210（N1）和255（N3）kg/ha,两种施氮比例分别为基肥∶蘖肥∶穗肥=5∶3∶2（F1）和4：3：3（F2）,共计5个处理（N0、F1N1、F1N2、F2N1和F2N2）,测定不同处理下桂优2号干物质积累及氮肥利用率。【结果】施氮显著增加了桂两优2号不同生育期干物质积累量,且F2N1和F2N1处理在穗后干物质增加量及其对产量贡献率上均显著高于其他处理;桂两优2号各生育期吸氮量随施氮量的增加而提高,施肥方式F2更有利于桂两优2号对氮素的吸收;相同施肥条件下,F2处理的产量和氮肥偏生产力（NPFP）、氮肥农学利用率（NAE）和氮肥吸收利用率（NRE）均较F1处理有所增加,F2N2处理产量最高,但与F2N1处理差异不显著,而F2N1处理的NPFP、NAE和NRE均达到最高水平。【结论】施氮量210kg/ha（N1）、施氮比例为基肥∶蘖肥∶穗肥=4∶3∶3（F2）处理,可在晚稻实现桂两优2号高产高效,其产量达8170.2kg/ha,NPFP、NAE和NRE分别为38.9kg/kg、12.6kg/kg和41.5%。     

不同覆膜种植方式对旱地冬小麦干物质积累与分配的影响

2008～2010年在甘肃省定西市半干旱雨养条件下,采取全膜穴播覆土(A)、全膜穴播(B)、膜侧条播(C)3种覆膜种植方式,并以露地条播为对照(CK),研究了不同覆膜种植方式对旱地冬小麦干物质积累与分配的影响.结果表明:2年度各覆膜方式下小麦开花期群体最大干物质积累量、向籽粒的转运量、对籽粒贡献率都明显高于CK,分别较CK高112.9%、128.9%和12.5%.覆膜对籽粒贡献率的提高主要是促进了叶部(叶片+叶鞘)和茎杆物质向籽粒的转运,但降低了穗部(穗轴+颖壳)转运率和贡献率;不同覆膜方式间比较,干物质积累量、转运量均以处理B最高,贡献率以处理A最高,3种覆膜方式中,积累量、转运量、转运率和贡献率均以处理C为最低.处理A、B转运率的高低差异因年份而异.虽然3种覆膜种植方式开花期群体干物质积累量、转运量都显著高于CK,但单茎干物质积累量和转运量有些覆膜方式不一定较CK高,且处理间差异单茎远小于群体.     

新疆滴灌冬小麦灌溉量对产量形成与水分利用的影响

为优化新疆北疆滴灌冬麦区节水灌溉技术,探讨滴灌量对冬小麦产量形成及水分利用的影响,2013—2015年设置0(CK)、900(W1)、1 800(W2)、2 700(W3)、3 600(W4)、4 500(W5)、5 400(W6)、6 300m3/hm2(W7)共8个灌溉量处理,测定不同滴灌量下冬小麦叶面积指数、SPAD值、光合特性、干物质积累、产量及耗水特性的变化。结果表明:各处理冬小麦随生育进程递进LAI均呈现单峰型变化趋势,在孕穗期达到最大,其值以W5最高;叶片最高SPAD值出现时期随滴灌量增加而后延。叶片净光合速率、蒸腾速率、气孔导度及单茎干物质最大增长速率(Vm)均以W5处理最高。随着滴灌量的增加,冬小麦籽粒产量及水分利用效率(WUE)均呈"先升后降"的变化趋势,W5处理获得最高产量,而W4处理获得最大水分利用效率。因此,在本试验条件下,滴灌量为3 600~4 500m3/hm2的处理为高产高效的最适灌溉水平。     

不同覆膜方式对地温及冬小麦地上干物质累积规律的影响

在大田试验条件下,采取全膜覆土穴播（C）、全膜穴播（B）、膜侧条播（A）3种覆膜种植方式,并以露地条播为对照（CK）,研究了不同地膜覆盖方式对地温及冬小麦地上干物质积累规律的影响。结果表明：覆膜方式对冬小麦地温效应主要表现在地表(0～10 cm),在5 cm土层处的影响最大,随土层深度增加而减弱;温度效应可使冬小麦的灌浆期延长,全膜覆土处理在拔节期表现出明显的降温效应,全膜穴播处理在灌浆期地表温度最高;测定期内,全膜覆土方式下干物质积累量比露地条播CK高18.01%～19.48%。产量为全膜覆土>膜侧>全膜穴播>露地。全膜覆土穴播 方式有效穗数和干物质累积量对籽粒产量的贡献率较大,是该方式产量最高的关键因素。