夏闲期玉米压青对旱地麦田土壤水分周年变化的影响

[目的]揭示旱地麦田土壤水分对夏闲期玉米压青的周年适应变化规律,阐明压青模式对小麦产量提高及优化的水分驱动机制,为旱作压青蓄水技术提供理论参考。[方法]通过晋南旱地麦田夏闲期玉米压青还田试验,采用大区对比方法,以夏闲期免耕处理为对照,研究夏闲期玉米压青模式下麦田土壤周年贮水耗水变化规律,分析了其对后茬小麦产量的影响及水分利用效率。[结果]与免耕模式相比,夏闲期玉米压青处理可显著提高0—200 cm土壤周年贮水量,且对100—200 cm较深层土壤的蓄水能力更强;玉米压青处理0—200 cm土壤周年耗水量及耗水百分比均显著低于免耕处理;与免耕相比,压青处理可提高夏闲期0—200 cm土层盈水量,减少小麦季0—100 cm浅土层的水分耗散量;压青处理小麦穗数、穗粒数显著高于免耕,而千粒重差异较小;压青处理夏闲期0—200 cm土壤对降雨的蓄水效率显著高于免耕;在夏闲期玉米压青还田生物量显著高于免耕处理条件下,小麦季和周年阶段,压青处理生物产量及籽粒产量的降水、水分利用效率均显著高于免耕处理。[结论]在旱地麦田丰水年份,夏闲期玉米压青可显著提高旱地麦田土壤贮水,降低作物周年耗水量,优化小麦产量三要素,蓄水增产。

模拟增温、降温麦田秸秆覆盖对地温、产量和水分利用效率的影响

为探索未来增温情景适应性栽培途径,明确增温、降温麦田及其秸秆覆盖对地温、产量和水分利用效率的影响,2018年在山西临汾建立了增温降温设施并模拟了增温麦田、降温麦田和常规麦田,2019-2020年开展了增温麦田露地(CK1)、增温麦田覆盖(WSM)、降温麦田露地(CK2)、降温麦田覆盖(CSM)、常规麦田露地(CK3)、常规麦田覆盖(RSM)对不同生育阶段5 cm地温、产量和水分利用效率的影响研究。结果表明:越冬前至成熟期日平均地温增温、降温麦田分别较常规麦田增幅4.35%、-30.57%,覆盖麦田较露地麦田增幅-2.29%,WSM较CK1增幅-4.08%>CSM较CK2增幅-2.07%>RSM较CK3增幅-0.66%;在返青期至成熟期随生育期延后WSM较CK1、CSM较CK3降温幅度呈增高趋势,CSM较CK2则呈降低趋势;各生育阶段降温幅度均表现为WSM较CK1>CSM较CK3。增温、降温和常规麦田覆盖处理低于0℃天数为CSM>RSM>WSM;增温、降温和常规麦田覆盖处理的降温效应天数为WSM>RSM>CSM;各生育阶段各类麦田覆盖较露地的增温、降温效应表现为:越冬前各类麦田均呈现增温效应,返青至成熟期常规、降温麦田均呈现降温效应,越冬期至成熟期增温麦田则呈现降温效应;降温麦田、增温麦田较常规麦田分别增产19.68%、-22.05%;RSM、CSM、WSM分别较CK3、CK2、CK1增产-10.45%、-2.60%、-9.62%。各类麦田覆盖水分利用效率均低于其对照,其中CK2>CK3>CK1,CSM>RSM>WSM。该项研究为有效消减气温升高因子,探索和寻求降低地温的适应性栽培途径提供了理论与技术支撑。

黄淮北片限水灌溉对小麦品质性状的影响

为明确限水灌溉对小麦品质性状的影响,以不同灌水量为主处理,11个小麦品种为副处理,于2017—2020年在山西临汾开展裂区试验,研究不同灌水量对冬小麦品质性状的影响。结果表明,在0.0、75.0、150.0 mm灌水量下,千粒重、蛋白质含量、湿面筋含量、延展性均随灌水量的增加而下降,而不同灌水量处理间的容重、沉降值、最大抗延阻力、稳定时间、形成时间、拉伸面积无显著差异;不同灌水量下不同试验年度的各品质性状整体存在极显著差异,品质性状在2019—2020年度间优于2018—2019,2018—2019年度优于2017—2018。在0.0~150.0 mm灌水量区间内,各品质性状的变异系数总体表现为面团品质均值>面粉品质均值>籽粒品质均值,0.0 mm灌水量品质性状的变异系数均小于75.0、150.0 mm灌水量,千粒重、容重、沉降值、最大抗延阻力、稳定时间、形成时间、拉伸面积性状的变异系数均随灌水量的增加而增大。在0.0~150.0 mm灌水量区间内,品质性状与蛋白质含量的相关性表现为:千粒重、容重与蛋白质含量呈线性负相关,湿面筋含量、延展性、沉降值、最大抗延阻力、稳定时间、形成时间、拉伸面积则与蛋白质含量呈线性正相关;其中沉降值、延展性、形成时间、最大抗延阻力、稳定时间、拉伸面积与蛋白质含量的相关系数均随灌水量的增加而增大,而千粒重、湿面筋含量与蛋白质含量的相关系数则随灌水量的增加而减小。籽粒蛋白质产量在各试验年度均表现为随灌水量的增加而增加,且不同灌水量、试验年度间整体存在显著差异。本研究结果可为限水灌溉改善小麦品质性状提供理论与技术支撑。

冬小麦田间集雨模式对土壤水分动态和水分利用效率的影响

为高效利用天然降水资源,提高自然降水水分利用效率,在山西临汾采用随机区组设计方法,研究冬小麦田间集雨模式对土壤水分动态和水分利用效率的影响。结果表明:在干旱年型条件下,覆膜集雨产流带与种植带面积比例1∶1.5模式在起身期和起身至抽穗期具有较好的贮水和供水效应,水分利用效率达12.78 kg/(mm.hm2),较对照6.95 kg/(mm.hm2)模式提高5.83 kg/(mm.hm2);覆膜集雨产流带与种植带面积比例1∶1.5、1∶2和1∶1的种植模式,均较土垄集雨产流带与种植带面积比例1∶1、1∶1.5、1∶2及对照(露地种植)显著增产且有较高的经济效益,土垄集雨的3个种植模式均较对照减产。该项研究为冬小麦抵御干旱逆境提供了理论和技术支撑。

黄淮海北片麦田微喷灌水量对土壤贮水耗水及水分利用效率的影响

为有效应对灌溉水资源短缺,明确麦田微喷灌水量的土壤贮水耗水特征,在山西临汾盆地采用大区对比方法,开展了微喷灌水量对土壤贮水耗水及水分利用效率影响的研究。结果表明:返青期、拔节期、灌浆期及成熟期0—100,0—200,100—200cm土层土壤贮水量基本呈现随微喷灌水量的增加而提高,微喷灌水量150mm与75mm、150mm与0mm、75mm与0mm处理间返青期至成熟期0—200cm土层贮水量均存在显著性差异;播前至成熟期阶段0—100,0—200,100—200cm土层的土壤耗水量呈现随灌水量的增加而减小,其中浅层(0—100cm)耗水量所占0—200cm耗水量比例各处理均大于深层(100—200cm)耗水量所占0—200cm耗水量比例,随灌水量的增加浅层(0—100cm)耗水所占比例提高,而深层(100—200cm)耗水所占比例则降低,不同微喷灌水量0—100,100—200cm土层在不同生育阶段的耗水量与该阶段的初始贮水量均分别呈正相关和负相关;在微喷灌水量0～150mm范围内,水分利用效率和产量均随微喷灌水量的增加而提高,当灌水量达525mm时,产量虽有增加但水分利用效率下降,而灌溉水利用效率则表现为随灌水量的上升而下降。研究结果可为水资源短缺对小麦生产系统的影响提供理论依据和技术支撑。

晋南盆地夏播玉米种植密度对产量及其相关性状变异系数的影响

为确定‘郑单958’玉米品种在晋南盆地夏播的合理种植密度,充分发挥该品种的增产效能,在山西临汾采用随机区组设计方法研究了种植密度对产量及其相关性状变异系数的影响。结果表明:在降雨正常年份,籽粒产量、千粒重、穗长、穗粗和单穗重在不同种植密度间存在差异,而出粒率、穗行数和收获指数不存在差异;种植密度对相关性状的变异系数影响序列为单穗重>籽粒产量>千粒重>穗长>穗粗>穗行数>出粒率>收获指数;穗长、穗粗和穗轴重对单穗重(籽粒)的贡献大小为:穗长>穗粗>穗轴重。晋南盆地夏播玉米增加种植密度可显著提高籽粒产量,其籽粒产量是随干物质积累的增加而协同提高,对收获指数性状影响较小。该项研究为晋南盆地夏播玉米增加种植密度提供了理论和技术支撑。

农家有机肥抛撒装置研制与应用

为有效解决人工抛撒农家有机肥不均匀、成本高的问题,拓宽农家有机肥应用机械装备技术,研究提出了农家有机肥抛撒装置的指导思想,研制出的农家有机肥抛撒装置,主要包括支架、连接构件、传动构件和撒肥构件4部分,该装置抛撒农家肥的距离可通过调节曲面抛撒板在曲面撒板底座的位置调控,可适应于不同面积的农田;该装置可与大中型拖拉机配套使用,具有安装、拆卸简便且生产成本低等特点。每台每个工作日可均匀抛撒农家有机肥约130~150 t,其作业效率是人工抛撒的15~18倍。该装置的研制与开发为大量农家有机肥进入农田消减成本提供了技术支撑。

几种土壤处理除草剂对夏播大豆的安全性研究

试验采用单因素随机区组设计,研究了乙草胺、扑草净、赛克、速收这几类除草剂单用及混配对夏播大豆安全性的影响。试验结果表明:乙草胺与赛克适量浓度(1.5 L/hm2+0.75 kg/hm2)混用处理效果最好。该处理有利于调节光分布,提高光合速率;大豆子粒重量明显高于对照。研究还表明,土壤处理除草剂能在最早时间防治杂草,改善田间群体结构,从而促进大豆生长发育,对产量提高具有重要作用;适当的除草剂混用,可降低用药量,对杂草可持续防治具有重要意义。

区域(临汾)水分相关气象因子变化及其对小麦产量的影响

为有效提供气候变化未来情景相适应的栽培途径,对1987—2017年区域(临汾)与水分相关的降水量、气温、10cm地温、蒸发量、风速、相对湿度、日照时数7个气象因子开展了动态变化、因子间相关性及其对小麦产量的影响研究。结果表明:各年小麦生育期气象因子动态变化特征为降水量、平均气温和平均10cm地温呈递增趋势,而蒸发量、日照时数、平均相对湿度和平均风速则呈递减趋势;小麦生产年度各季节蒸发量为夏>春>秋>冬,各月份蒸发量为6>7>5>8>4>3>9>10>2>11>1>12。各年小麦生育期气象因子间相关性为平均气温与蒸发量呈负相关,平均风速、日照时数与蒸发量呈正相关,相关气象因子间的变异系数为降水量>蒸发量>平均风速>平均相对湿度>平均地温>日照时数>平均气温;小麦生产年度各季节、月份平均气温与蒸发量呈正相关。各气象因子与小麦产量的相关性为各年小麦生育期平均气温、平均10cm地温、日照时数与产量呈负相关,而平均相对湿度、蒸发量、平均风速则与产量呈正相关,降水量与产量均呈正相关,其中不同阶段降水量与产量的相关系数为生产年度>生育期>休闲期。该项研究可为小麦生产系统应对气候变化提供理论依据和技术支撑。

小麦播种过程板结疏松装置的研制与应用

为有效解除"旋耕播种镇压一体机"组件镇压辊在滚动过程中与表层土壤挤压形成的"鱼鳞状"板结,提升小麦抗逆节本播种保苗关键技术。通过制定技术方案,在重粘、轻粘及中壤土质的田间试验与示范,研制开发出了由支架、调节构件和疏松构件三部分组成的"小麦播种过程板结疏松装置",经播种期降雨较多年份的试用,可有效破除播种过程板结,为苗全、苗齐、苗壮提供了良好的表土微生境,符合农艺技术要求;该装置具有与"旋耕播种镇压一体机"安装拆卸简捷,生产成本低、作业效率高及机手易操作等特点。该项研究进一步完善了"旋耕播种镇压一体机"的结构与功能,拓宽了土壤适种期,为小麦抗逆节本播种保苗提供了技术支撑。

草甘膦对麦田休闲期难除杂草大蓟的防除

大蓟是晋南麦区难以治理的恶性杂草。选用灭生性除草剂草甘膦可有效作用于植物地上及地下部分,对大蓟株防效达到96.8%,总防效达到84.35%,优于对照药剂。生产上建议用草甘膦对麦田休闲期大蓟等恶性杂草进行有效治理。

一种小麦穗粒数测定方法

旨在准确测定小麦穗粒数,为制定高产技术方案和总结高产经验提供技术支撑。其具体方法为:在测定麦田中,选取具有代表性的样点多个,在每个样点(面积1 m2)内连续取样本≥100穗;烘干样本、脱粒并称重;在样本籽粒中随机数取一定数量的籽粒≥3份,作为每个样本穗粒数的重复;依据每个重复的粒数对应的重量与样本重量换算出样本的总粒数,样本的总粒数除以样本穗数测得每个重复对应的样本穗粒数;每个重复对应的样本穗粒数之和除以重复数则得到每个样本的穗粒数;每个样本的穗粒数之和除以样点数量则得到取样麦田的穗粒数。结果表明:新的穗粒数测定方法,在不同产量群体麦田中,其取样率较传统方法提高约4倍,可较好反映总体样本的参数值,相对提高准确率。该项研究有效减少了传统方法由于遗传、栽培及环境因素造成穗部不整齐而形成的误差。

晋南盆地灌水、秸秆还田对小麦产量及水分利用效率的影响

为高效利用自然降水和灌溉水,于2011—2012年在晋南小麦-玉米两熟制地区进行大田试验,研究了不同灌水(每次灌水450m3/hm2)、秸秆还田处理对冬小麦需水、耗水特性、水分利用效率及产量效应的影响。结果表明:不同灌水处理下土壤贮水量呈现W0<W1<W2<W3;土壤耗水量表现为W0>W1>W2>W3;总耗水量依次为W0<W1<W2<W3;WUE呈现W2>W3>W1>W0;产量表现为W3>W2>W1>W0;不同时期灌水WUE表现为拔节水>越冬水>灌浆水;相同灌水处理下产量呈现S>N、WUE表现为S>N。综合考虑产量、贮水量、耗水量和水分利用效率,浇冬水+拔节水秸秆还田处理是较好的节水丰产模式。

几种除草剂对夏播大豆的安全性研究

试验采用单因素随机区组设计,研究了乙草胺、扑草净、赛克、速收这几类除草剂单用及混配对夏播大豆安全性的影响。试验结果表明:乙草胺与赛克适量浓度(1.5 L/hm2+0.75 kg/hm2)混用处理效果最好。该处理有利于调节光分布,提高光合速率;子粒重量明显高于对照。研究表明:土壤处理除草剂能在最早时间防治杂草,改善田间群体结构,从而促进大豆生长发育,对产量提高具有重要作用;适当的除草剂混用,可降低用药量,对杂草可持续防治具有重要意义。

麦田除草剂药害的发生、预防及补救

任何作物对除草剂都不具有绝对的耐性或抗性．而所有的除草剂品种对作物与杂草的选择性也都是相对的．在具有一定的条件并正确使用时．方能显现出其选择性而不伤害作物．

免耕麦田杂草化学防除技术研究

采用随机区组方法研究了免耕麦田杂草群落,结合除草剂的筛选,进一步探讨了其控制策略。结果表明,阔世玛与世玛能有效防治麦田杂草,尤其对禾本科杂草防效高;对阔叶杂草防效低于2,4-D丁酯与快灭灵;但对杂草总防效较高,分别达到90.8%、82.7%,并且对小麦株高、产量构成因素和籽粒产量无不良影响。

旱地冬小麦茬口、种植模式对土壤贮水、耗水及水分利用效率的影响

为高效利用天然降水资源,缓解干旱逆境因子对旱地小麦的不利影响,提高土地复种指数,在山西洪洞采用大田对比方法,开展了旱地冬小麦茬口、种植模式对土壤贮水、耗水及水分利用效率的影响研究。结果表明,在丰雨年型条件下,在小麦播种期0-200cm土壤贮水量玉米茬口高于小麦茬口;在播种至收获阶段,3个覆膜种植模式在0-200cm土层耗水量大于露地条播种植模式,3个覆膜种植模式、露地条播种植模式100-200cm土层耗水量占0-200cm土层耗水量分别为45.33%,22.67%,覆膜种植模式可有效利用土壤深层水;3个覆膜种植模式均较露地条播种植模式增产,其中以玉米茬口1膜4行种植模式增产幅度最大;玉米茬口1膜4行种植模式可较玉米茬口露地条播种植模式水分利用效率提高15.08%。该项研究可为以旱地小麦为主要轮作作物的种植制度提供理论依据和良好的技术支撑。

小麦组织培养再生系统及农杆菌介导的转基因技术研究

通过对晋麦47、鲁麦14、晋阳345、晋麦31等4个小麦品种的组织培养再生系统研究，结果表明，在MS基本培养基中加入Kao＇s有机化合物和T维生素后，小麦幼胚胚性愈伤组织诱导率提高31.4％～42.4％，植株再生能力提高50％～80％。对幼胚愈伤组织进行低温预处理和在农杆菌转化时添加AS处理后，经PPT筛选获得大量正常再生植物，PCR及Southern杂交检测证明其中28株再生植株呈阳性，这些植株明显提高了对basta的抗性。

晋南旱垣春季低温对不同播种期小麦冻害的影响

为有效抵御春季低温对小麦冻害的不利影响,提高小麦的抗冻能力,在山西临汾采用大田随机区组方法研究了春季低温对不同播种期小麦叶片、节间、穗部冻害的影响。结果表明:单株叶片冻害率随着播期的推迟而提高,变幅为3.0%～55.4%,单株分蘖叶片冻害率高于单株主茎叶片冻害率,二者相差16.6%,单株鲜重、单株绿叶与单株冻叶率相关性高于其他生物学性状;节间冻害呈现随着播期的推迟而趋重,表现出第1节间轻于第2节间;冻穗率在试验播期范围内则呈现两端轻中间重的现象,以播期10月22日最轻,10月12日最重,变幅为11.58%;同时对形成处理间冻害差异的原因进行了研究,提出培育冬前壮苗是有效缓解和防御春季低温冻害的关键措施。

旱地冬小麦覆盖黑色液膜对土壤微生境及产量的影响

采用田间小区试验研究了黑色液膜覆盖旱地冬小麦对土壤微生境及产量的影响。在枯水年型条件下，在5，10cm土层中，黑色液膜处理抽穗期的日平均温度分别较对照高2．9℃，0．4℃；黑色液膜处理在10～20cm的土壤容重和0～20cm的平均总孔隙度分别较对照降低3．1％和增加1．90％；黑色液膜处理在小麦拔节～成熟期0～100cm土层的耗水量占全生育期0～200cm土层总耗水量的47．9％，水分利用效率达到0．78kg／m^3，较对照提高22．26％；黑色液膜处理较好地协调了旱地小麦穗数、穗粒数和千粒重，使产量达2188．5kg／hm^2，较对照增产17．95％。该项研究为旱地小麦覆盖材料开辟了新的领域。