氮肥减量后移改善植株光合特性提高麦-玉周年产量及经济效益

【目的】针对黄淮海平原传统施氮技术下,小麦-玉米两熟体系作物生育后期土壤氮肥供应不足导致籽粒减产等问题,探讨氮肥减量后移对植株光合特性、干物质积累及周年籽粒产量和经济效益的影响,为进一步优化施氮制度提供理论依据。【方法】2020—2023年,于山东济阳典型麦-玉两熟种植区,设置周年施氮400 kg·hm^(-2)传统农户处理(CK,小麦季200 kg·hm^(-2):65%基肥+35%返青肥,玉米季200 kg·hm^(-2):100%基肥)、周年减氮10%(SN,小麦季180 kg·hm^(-2):50%基肥+50%返青肥,玉米季180 kg·hm^(-2):100%基肥)、周年减氮20%(NH,小麦季180 kg·hm^(-2):22.2%基肥+33.3%返青肥+44.5%抽穗肥,玉米季140 kg·hm^(-2):28.6%基肥+71.4%大喇叭口肥)和周年减氮30%(NL,小麦季140 kg·hm^(-2):43%返青肥+57%抽穗肥,玉米季140 kg·hm^(-2):100%大喇叭口肥)4种施氮制度,研究不同施氮制度下麦-玉两熟体系的光合特性、籽粒产量和经济效益。【结果】氮肥后移优化了氮肥减量条件下作物光合特性,其中,叶面积指数3年均值,小麦拔节和开花期NL较CK、SN和NH处理分别显著提高19.0%—40.1%和21.6%—36.7%,夏玉米吐丝期NL较CK和SN处理显著提高6.8%—7.3%;叶片SPAD值3年均值,冬小麦拔节和开花期NL较CK、SN处理分别显著提高7.7%—10.0%和7.4%—12.9%,灌浆中期NL较CK、SN和NH处理显著提高5.2%—16.2%;夏玉米大喇叭口期NL和NH较CK、SN处理3年均值分别显著提高9.0%—9.4%和6.7%—7.1%,吐丝和灌浆中期NL较CK、SN和NH分别显著提高5.1%—9.4%和4.1%—9.2%;净光合速率3年均值,小麦拔节、开花和灌浆中期NL较CK、SN处理分别提高8.9%—13.3%、14.0%—18.1%和20.1%—24.4%;夏玉米大喇叭口、吐丝和灌浆中期NL较CK、SN处理分别提高4.2%—5.7%、8.7%—13.4%和7.7%—12.8%。NL处理通过增加氮肥后移量,改善了各生育阶段地上部干物质积累强度,稳定或提高了各生育时期地上部干物质积累量,冬小麦拔节、开花和成熟期地上部干物质积累量的3年均值较CK分别显著提高26.7%、27.4%和18.1%,夏玉米吐丝期显著提高14.4%。氮肥后移通过改善氮肥减量条件下光合特性,促进了各生育时期地上部干物质积累,最终实现冬小麦、夏玉米及周年籽粒产量的3年均值,NL较CK处理分别显著提高20.5%、18.1%和19.1%,经济效益分别显著提高32.4%、23.8%和27.9%。【结论】黄淮海平原麦-玉两熟体系,周年减氮30%制度下通过增加氮肥后移量,改善了作物光合特性(叶面积指数、叶片SPAD值和净光合速率),优化了各生育阶段地上部干物质积累强度和干物质积累量,从而促进冬小麦、夏玉米及周年总产和经济效益的提高。

减量施氮协同提升强筋小麦产量和品质

【目的】通过逐年精准缩小施氮量梯度,研究减量施氮对强筋小麦产量及籽粒品质的影响,探明实现产量品质协同稳定的适宜施氮量。【方法】于2016—2019连续3年以强筋小麦藁优2018、师栾02-1、石优20为试验材料,在0~480 kg/hm^(2)范围内,分年度设计逐年递减的施氮梯度,分别为120、60和30 kg/hm^(2),研究强筋小麦产量和籽粒品质对减量施氮的响应及最适施氮量。【结果】在施氮0~240 kg/hm^(2)范围内,增施氮肥可显著提高强筋小麦产量;施氮240~360 kg/hm^(2)范围内,各氮肥处理间小麦产量无显著差异;施氮360~480 kg/hm^(2)范围内小麦产量显著降低。3个年度各施氮处理下均以石优20产量最高。施氮肥0~360 kg/hm^(2)有利于单位面积穗数和穗粒数的提高,不利于千粒重提高,施氮240 kg/hm^(2)可实现产量三因素协调平衡,且氮肥农学效率最高。除容重、硬度外,不同年度间,其他品质指标均随着施氮量增加而提高,其中沉淀值、湿面筋含量和面团稳定时间受氮肥影响较大,对氮肥更为敏感。品种间结果比较表明,师栾02-1的品质总体上较好,其籽粒蛋白质含量、湿面筋含量、面团稳定时间和面包体积显著高于藁优2018和石优20;此外,氮肥对3个强筋品种主要品质指标的调控效应相近。【结论】在河北省种植藁优2018施氮270 kg/hm^(2)、师栾02-1和石优20施氮210~240 kg/hm^(2),即能够满足该品种产量和品质协同改善的需求,保证强筋小麦达到高产优质高效的目的。

匀播和条播小麦产量及干物质积累对春季灌水量的响应

为明确新型播种方式立体匀播条件下小麦干物质积累及对水分的利用情况,挖掘播种方式节水潜力。本试验于2020—2021年冬小麦生长季在石家庄和北京2个试点进行同步试验,以中筋节水型小麦“轮选103”为供试品种,采用裂区试验设计,主区设3个灌水量:600 m^(3)hm^(-2)(W_(1))、900 m^(3)hm^(-2)(W_(2))和1200 m^(3)hm^(-2)(W_(3));副区为立体匀播(S_(1))和常规条播(S_(2))两种播种方式,从产量构成、物质积累与转运、水分利用角度研究不同播种方式下小麦对春季灌水量的响应差异,为小麦节水生产提供理论依据和技术支撑。结果表明:相同灌水量条件下,立体匀播产量高于常规条播,主要是其叶面积指数(LAI)较高,且随着生育进程的推进变化较为稳定;同时,匀播小麦功能叶的光合性能优于条播,利于合成更多的有机物,使得匀播小麦各器官的干物质积累量和花后光合积累量均高于条播,提高水分利用效率(WUE)和灌溉水利用效率(IWUE),表现出较好的产量优势。当灌水量为600 m^(3)hm^(-2)(W_(1))时,匀播较条播产量增加最多,为832.0kg hm^(-2),增幅为9.89%,茎鞘、叶片和穗的干物质量匀播较条播平均增加25.15%、27.64%和18.68%,WUE和IWUE分别显著提高11.16%和9.92%;播种方式间的最大相对生长速率在灌水量为900 m^(3) hm^(-2)(W_(2))时差异最大,匀播较条播快0.021~0.025g株^(-1)d^(-1),在该灌水量下干物质积累最大相对生长速率出现的时间(t_(m))提前,快速生长期持续的天数(Δt)最短,且石家庄试点出现的时间早于北京试点;花后光合积累量在灌水量为1200 m^(3)hm^(-2)(W_(3))时匀播显著高于条播,匀播较条播平均增产4.37%。灰色关联度分析表明,两试点匀播小麦的穗数、千粒重与产量密切相关,而条播小麦的净光合速率与产量的关联度较高。总体分析发现,相同灌水量下,与常规条播相比,匀播小麦通过提高LAI延长高值持续期,或者提高净光合速率,或者促进干物质积累而提高产量,尤其在较低的灌水量条件下,选用匀播播种方式,可在相同的灌水投入下,高效利用水量,从而获得较高的产量,增加效益。因此,匀播方式更适合生产中灌水条件不足的地区,可以充分发挥其高效节水功能。

覆膜和补施氮肥对晚播冬小麦冬前植株生长及群体质量的影响

为解决我国北部冬麦区因播期推迟造成越冬前小麦苗情较弱的实际问题,于2019—2021年在中国农业科学院北京试验基地进行晚播试验,设3个播期:10月5日适期播种(S0)、10月15日适当晚播(S1)、10月25日过晚播(S2),以S0为对照,对晚播S1、S2采取覆膜和补施氮肥的调控措施,研究覆膜和补施氮肥对晚播小麦冬前群体质量、个体性状以及茎蘖生长的影响。结果表明:晚播不利于小麦冬前群体和个体质量的形成,以及茎蘖的生长。晚播覆膜增温可提高冬前群体总茎数,与不覆膜处理相比,适当晚播和过晚播覆膜处理提高了小麦冬前群体生长率和相对生长率,群体总茎数平均分别提高42.9%、148.4%;植株冬前叶龄增加,个体分蘖数平均分别增加1.6个和2.0个;覆膜增温延长主茎上第1分蘖至第3分蘖营养生长进程,提高苗期茎叶、分蘖节、根部可溶性糖含量以及叶片中生长素与玉米素核苷的比值(IAA/ZR),增加冬前群体总茎数。对各处理进行晚播苗情评价可得出,适期播种条件下均有利于2个不同分蘖力品种冬前群体综合质量的提高,其中,多穗型品种中麦8号在晚播覆膜条件下其晚播苗情较好,大穗型品种航麦501则在适当晚播无调控措施、适当晚播+补施氮肥、适当晚播+覆膜和过晚播+覆膜条件下其晚播苗情较好,同时2个不同分蘖力品种在晚播条件下对覆膜增温的响应存在差异。中麦8号在适期播种或晚播覆膜条件下更有利其冬前群体综合质量的提升,而航麦501在适期播种、适当晚播和过晚播覆膜条件下均有利于其晚播苗期质量的提高。补施氮肥则对晚播小麦冬前群体质量、个体性状和茎蘖生长无明显调控效应。综上所述,在晚播条件下,覆膜可有效改善小麦冬前群体和个体的综合质量,进一步促进茎蘖的生长。

聚力单产提升 绿色高产高效行动扎实推进

2023年绿色高产高效行动贯彻落实中央决策部署,聚焦粮油等主要作物大面积均衡增产增效和产业综合效益提升,集中力量、集聚资源,以更强力度、更大规模、更高层次组织开展。明确技术路径,集成组装区域性、标准化高产高效种植技术,构建“五统一”服务体系,选择一批县市整建制推进,打造一批“百亩田、千亩方、万亩片”,有效由点到线及面带动单产提升,助力全方位夯实粮食安全根基。

黄淮海小麦玉米“吨半粮”高产稳产技术及示范推广情况

2023年中央一号文件明确指出,启动新一轮千亿斤粮食产能提升行动,要把提高单产作为今后抓粮食生产的主攻方向。黄淮海地区是我国小麦玉米一年两熟、周年轮作的重要产区,产量分别约占全国小麦、玉米总产的70%和30%,近10年来对全国粮食增产贡献率超过30%。随着全球气候变暖,目前黄淮海地区气温逐年上升、降雨增加,全年光温水热资源更加丰富,为实现粮食作物持续增产创造了条件。

冬前积温对北部冬麦区小麦苗期生长的影响

为探究全球气候变化对我国北部冬麦区适宜播期的影响,于2019—2021年2个小麦生长季在中国农业科学院作物科学研究所北京试验基地进行小麦播期试验。选用2个不同分蘖力小麦品种为试验材料,设置4个不同播期:9月25日(J)、10月5日(S0)、10月15日(S1)和10月25日(S2),作为冬前不同积温处理,研究冬小麦苗期群体质量、个体性状和茎蘖生理对冬前积温差异的响应。结果表明:随着播期的推迟,小麦越冬前积温及相邻播期间积温差呈逐渐降低趋势。J和S0播期下冬前积温均超过550℃,满足小麦冬前形成壮苗的基本条件,播期S1和S2较S0冬前积温平均减少148.0和282.4℃,不利于冬前小麦壮苗的形成;在4个不同播期条件下,播期每推迟10 d,积温平均分别下降204.0、148.0和134.4℃。播种至出苗的天数受到日平均温度的影响,当日平均温度低于15℃时,随着播期的推迟,播种至出苗的天数逐渐增加,当日平均温度高于15℃时,播种至出苗的天数为恒定值。小麦群体总茎数、叶面积指数、干物质重、氮素积累量和单株分蘖数也随着冬前积温的减少而降低。苗期可溶性糖含量、硝酸还原酶活性随着冬前积温的减少均呈先升后降的变化趋势,而可溶性蛋白含量和谷氨酰胺合成酶活性对积温的响应存在品种间差异。综合冬前小麦群体质量和个体性状,在4个不同播期中,10月5日播种条件下小麦冬前群体总茎数和单株分蘖数与我国北部冬麦区冬前壮苗标准最为接近,冬前积温有利于壮苗的形成。因此,当日平均气温为15~17℃时为北京冬小麦最佳播种期。

2022年持续开展绿色高质高效农业创建实践与成效

2022年,农业农村部围绕保障粮食和油料等重要农产品有效供给,推进主导品种主推技术集成落地,持续在全国各省(区、市)、北大荒集团、新疆生产建设兵团开展绿色高质高效行动,进一步提升种植业综合生产能力。

苗期调控对晚播小麦产量及氮素利用的影响

针对冬小麦因播期推迟造成产量损失的问题,以2个不同分蘖能力的冬小麦品种中麦8号和航麦501为供试材料,研究苗期覆膜和补施氮肥对晚播小麦产量及氮素利用的影响。试验设置3个播期:10月5日适期播种(S0,对照)、10月15日适当晚播(S1)和10月25日过晚播(S2)。结果表明:随着播期推迟,小麦产量逐渐降低。晚播条件下,苗期覆膜和补施氮肥可调控冬小麦产量构成因素、农艺性状、茎蘖生长、成穗率以及氮素的吸收利用。综合而言,晚播条件下,覆膜和补施氮肥有利于提高小麦穗长、总小穗数及冬前群体数量;同时,覆膜可显著提高2个品种晚播条件下的分蘖成穗率和过晚播条件下的植株氮素积累量(PNA)及氮肥偏生产力(PFP),增幅分别为46.4%~89.1%、12.7%~26.5%和19.5%~20.1%;补施氮肥在过晚播条件下有利于成穗率的提高,增幅为18.5%~34.7%。2种调控措施均有利于增加晚播小麦产量,增幅达1.4%~19.5%。但不同分蘖力的小麦对2种调控措施的响应存在差异。综合考虑产量及氮素利用等各方面因素,在晚播条件下,相比于补施氮肥,苗期覆膜更有利于提高晚播小麦产量,弥补晚播造成的产量损失,但在实际操作和节约生产成本方面,前者优于后者。

齐河县粮食作物大面积单产提升的实践和思考

2023年是实施全国粮油等主要作物大面积单产提升行动的第1年,整建制、大面积推进单产提升是实现新一轮千亿斤粮食产能提升的主要路径,齐河县作为全国首个实现大面积“吨半粮”创建县,粮食单产水平一直处于全国前列。本文介绍了齐河县开展粮食作物大面积单产提升行动,建设全国首个最大面积集中连片“吨半粮”生产能力的主要措施、取得成效、存在问题及对策建议,为各地有效推进粮油等主要作物大面积单产提升提供借鉴。

我国小宗粮豆生产情况分析及发展对策思考

小宗粮豆是我国粮食生产的重要组成部分,是满足人民消费水平多元化需求的有力保障。本文总结了近年我国小宗粮豆生产现状,分析了产业发展形势,针对实际生产和产业中的现实问题提出对策建议。

不同施氮量对冬小麦光合生理指标及产量的影响

为了探索不同施氮量对冬小麦光合生理指标及产量的影响,在中国农业科学院作物科学研究所北京试验基地,以3个强筋冬小麦品种藁优2018(C1)、师栾02-1(C2)、石优20(C3)和1个中筋冬小麦品种济麦22(C4)为试验材料,设置0、180、210、240、270kg/hm25个氮肥处理,分别用N0、N180、N210、N240、N270表示。结果表明:N240处理下不同冬小麦品种的旗叶净光合速率、SPAD值、旗叶长度、旗叶宽度,叶面积指数、归一化差值植被指数、籽粒产量及其构成因素等指标均达到最高值,且显著高于不施氮肥的处理,但与N270处理间无显著差异。综合考虑光合生理、植株性状、产量构成因素等指标,施氮量240kg/hm2是充分发挥不同冬小麦品种植株光合性能及产量潜力的适宜施氮水平。