施氮水平对花生根际土壤微生物群落结构和多样性的影响

本试验通过16S rRNA基因测序技术,研究零氮(0 kg/hm^(2))、低氮(75 kg/hm^(2))、中氮(150 kg/hm^(2))和高氮(225 kg/hm^(2))4个氮肥梯度对花生根际土壤微生物群落组成和结构的影响。结果表明,施氮可以提高花生根际土壤微生物群落的丰富度和多样性,不同氮肥处理中以中氮处理的Chao 1指数和Shannon指数最高。施氮处理下的OTUs个数均多于不施氮,且随着氮肥施入量的增加呈先升高后降低的趋势,中氮处理较零氮、低氮和高氮分别高11.21%、4.90%和7.01%。不施氮和在一定施氮范围内,土壤微生物群落稳定,但是高氮会导致土壤微生物群落不稳定。16S rRNA功能预测分析显示,施氮处理下的细胞运动等功能基因的丰度相对升高,对花生根际土壤微生物群落的功能丰度谱产生一定的影响。本研究明确了施氮对花生根际土壤微生物群落结构和多样性的影响,为深入研究不同施肥措施对花生根际微生态的影响提供了借鉴。

不同施氮量对玉米花生间作下茬小麦干物质积累及产量构成的影响

为明确适宜玉米花生间作下茬小麦稳产高效的氮肥运筹,在玉米花生间作前茬条件下,以冬小麦品种济麦22为研究材料,以传统施氮量(225. 0 kg/hm^2)为对照,分别设置不同增氮、减氮处理,系统研究了不同施氮量对玉米花生间作下茬小麦产量及产量结构、干物质积累分配及氮肥吸收利用效率的影响。结果表明,两增氮处理及减氮10%处理干物质积累总量、氮素积累总量、花前干物质转运量、花后干物质积累量及其籽粒产量与对照均无显著差异;减氮30%处理显著降低了间作茬小麦拔节后干物质积累总量、氮素积累总量、花后干物质积累量及籽粒产量;以传统施氮量为对照,增加或减少30%范围内,公顷穗数随氮肥减少而降低,且减氮10%处理的公顷穗数与对照无显著差异,均显著高于减氮20%以上处理,但施氮量的增减对穗粒数和千粒质量无显著影响;各减氮处理显著提高了玉米花生间作下茬小麦氮肥偏生产力。综上,该研究条件下,施氮量从225. 0 kg/hm^2减至202. 5 kg/hm^2对玉米花生间作下茬小麦干物质积累及产量形成无显著影响,但显著提高了其氮肥偏生产力。初步得出,该试验条件下,施氮量从225. 0 kg/hm^2减至202. 5 kg/hm^2更利于玉米花生间作下茬小麦的高效安全生产。

早春低温之前喷施外源调控物质对冬小麦的干物质转运、产量和品质的影响

为明确外源调控物质对冬小麦早春低温抵御能力的调控效应,以济麦22为试验材料,在拔节期倒春寒来临前以喷施清水为对照(CK),设喷施氨基酸水溶肥(200倍液,T1)、蔗糖(500倍液,T2)、0.004%芸苔素内酯(800倍液,T3)及其等倍混合液(200倍液氨基酸水溶肥+500倍液蔗糖+800倍液芸苔素内酯,T4)4个调控处理,分析了拔节期发生倒春寒条件下不同调控处理间冬小麦干物质积累、转运、分配、产量及其构成和籽粒品质的差异。结果表明,T4处理下冬小麦开花期、成熟期干物质积累量较CK显著增加,且成熟期籽粒、穗轴及颖壳、茎鞘及叶的干物质积累量均高于其他处理;T2、T3、T4处理使小麦结实率均显著提高;T4处理在不降低穗粒数和穗数的前提下,显著提高千粒重和籽粒产量;T1处理有利于提高小麦籽粒蛋白质含量。由此得出,在冬小麦拔节期倒春寒来临前,喷施氨基酸水溶肥+蔗糖+0.004%芸苔素内酯混合液有助于提高小麦抵御低温逆境的能力,实现抗逆稳产。

长期定位施肥对冬小麦籽粒品质的影响

为提高冬小麦籽粒营养品质，利用莱阳长期定位施肥试验第26，36年产出的冬小麦籽粒，研究了长期单施有机肥及其配施化学氮肥对冬小麦籽粒蛋白质、淀粉、粗脂肪等主要品质指标的影响。结果表明，随施氮量的增加，蛋白质和氨基酸含量上升，而淀粉和粗脂肪含量下降。与不施肥（CK）或单施有机肥（M1、M2）相比，有机无机配施（M1 N 1、M1 N 2、M2 N 1、M2 N 2）蛋白质和氨基酸含量分别提高15．2％～43．9％，10．4％～56．7％；谷氨酸在氨基酸组分中含量最高，脯氨酸受氮肥施用影响程度最大。在同一有机肥投入水平下，低量化学氮肥投入处理的淀粉、粗脂肪含量高于高量化学氮肥投入处理；在等氮量投入下，有机肥供氮比例越大越有利于提高冬小麦淀粉、粗脂肪含量。研究表明，以提高蛋白质含量为生产目的时，应多施氮并提高化肥氮所占比例，而以淀粉和粗脂肪为目的时，应提高有机肥所占比例。

长期定位施肥土壤硝态氮和铵态氮积累特征及其与玉米产量的关系

为潮土中硝态氮和铵态氮的运移、积累特征及其与夏玉米产量之间的关系,以始于1978年的莱阳长期定位施肥试验为基础,在2014,2015年夏玉米收获后,分别测定0~20,20~40,40~60,60~80,80~100 cm土层硝态氮、铵态氮含量,并计算0~100 cm不同土层硝态氮、铵态氮积累量及夏玉米产量。结果表明：施用有机肥或化学氮肥均能提高土壤硝态氮或铵态氮含量及其积累量;在0~100 cm土层中各处理硝态氮的垂直迁移趋势不同,而铵态氮的垂直迁移趋势基本一致;与化肥相比,施用有机肥可滞缓硝态氮向土壤深层淋溶,但两者对铵态氮向土壤深层迁移趋势的影响不明显;长期施用有机肥、氮肥对硝态氮、铵态氮积累量的影响均达极显著水平,且对土壤硝态氮积累量存在极显著的交互效应;与长期不施肥M_0N_0（CK）相比,施肥处理（M_0N_1、M_0N_2、M_1N_0、M_1N_1、M_1N_2、M_2N_0、M_2N_1、M_2N_2）硝态氮积累量、铵态氮积累量分别显著增加112%~396%和69%~259%（P〈0.05）;在0~20,0~40,0~60,0~80,0~100 cm各土层中,硝态氮、铵态氮积累量与夏玉米产量具有不同线性关系。研究表明,合理的有机无机肥配施可以降低土壤硝态氮、铵态氮淋溶及其积累,从而有利于提高作物产量,维持农田土壤生态系统的稳定性,促进农业可持续发展并保护地下水源。

长期定位施肥对土壤氮素矿化与作物产量的影响

揭示长期施用有机肥及配施氮肥对非石灰性潮土氮素矿化特性的影响,探索其与作物产量间的关系。以始于_1978年的莱阳长期定位施肥试验为基础,采用田间原位-离子交换树脂法(ISC-IERB)研究了长期定位施肥对土壤氮素矿化特性的影响,并对其与产量进行了相关分析。结果表明:长期施用有机肥及其配施氮肥可显著提高非石灰性潮土全氮、矿质氮、净氮矿化量、冬小麦或夏玉米吸氮量和产量,且在同一有机肥(氮肥)水平下,均随氮肥(有机肥)投入量的增加呈增加趋势,其中高量有机肥配施高量氮肥(M_2N_2)处理的增加幅度最高,冬小麦、夏玉米产量分别为6 803,_1_1 935 kg/hm_2;长期施肥使夏玉米季土壤氮净矿化量、净氮矿化率明显大于冬小麦季,施肥处理(M_1、M_1N_1、M_1N_2、M_2、M_2N_1、M_2N_2)的增幅分别为7.1%-2.7%,16.2%-76.0%;相关分析表明,冬小麦-夏玉米产量与当季冬小麦、夏玉米播前土壤全氮、矿质氮含量、氮净矿化量均存在极显著相关性,但与氮素表观淋失量相关不显著。研究表明,施用有机肥、氮肥是提高土壤供氮潜力、作物产量的有效手段,作物与季节是影响土壤氮素矿化的重要因素。

缓控释氮肥减施对冬小麦产量和氮素利用效率的影响

本试验以济麦22为供试品种,设置6个氮肥梯度处理,即施氮量(N)分别为0(T1)、72(T2)、126(T3)、180(T4)、234(T8)、250(T9)kg/hm2,其中优化施氮(T4)和传统施氮(T8和T9)为对照,并设置等量优化施氮量的一次性基施硫加树脂尿素(T5)、树脂包膜尿素(T6)和热固树脂尿素(T7)3个缓控释氮肥处理,研究缓控释氮肥减施对冬小麦产量及氮素利用效率的影响。结果表明,传统施氮处理T8的产量最高,缓控释肥处理T6增产效果最好,与T8无显著差异,较T1和T4分别增产137.1%和9.2%。与T4相比,T6处理降低春季无效分蘖数,获得较高的公顷穗数或穗粒数;与T8相比,T6处理提高小麦营养器官贮藏干物质向籽粒运转的效率,公顷穗数虽略有降低,但可通过增加千粒重来保证冬小麦获得较高产量。T6较T8处理显著降低0~40 cm土体土壤硝态氮含量49.5%,氮肥农学利用效率、氮肥偏生产力和氮肥生理利用效率分别增加30.5%、30.6%和59.4%。因此,本试验条件下,纯氮量180 kg/hm2的树脂包膜尿素一次性基施可提高小麦产量和氮肥利用率,降低土壤硝态氮含量,达到高产、高效、节肥的目的,适合在该区域推广应用。

施氮量对玉米花生宽幅间作体系农艺性状及产量的影响

玉米花生宽幅间作被认为是黄淮海平原缓解粮油争地矛盾,实现稳粮增油的种植模式之一。针对目前氮肥过量施用和豆科作物固氮被忽视的实际,2014-2015年在山东济南进行了玉米花生宽幅间作大田试验,研究不同施氮量下玉米花生间作体系作物籽粒产量和农艺性状。结果表明,间作玉米和间作花生分别在360 kg/hm^2。施氮水平上(按玉米带占地面积折算间作玉米田施氮量为141 kg/hm^2)和90 kg/hm^2施氮水平上(按花生带占地面积折算间作花生田施氮量为55 kg/hm^2)时达到较高产量,两年平均分别为7939 kg/hm^2和1845 kg/hm^2;继续增加施氮量,虽然间作花生株高增加14%,但收获指数降低了12%,产量降低12%。玉米花生间作体系能够提高土地利用效率,土地当量比两年平均为1.08;同时能够显著提高氮肥偏生产力和氮肥农学利用效率,不同施氮量梯度下,分别比玉米单作增加32.9%~43.4%和11.8%~69.2%。说明间作玉米带施氮141kg/hm^2、花生带施氮55 kg/hm^2可获得较高的产量、土地利用效率和氮肥利用效率,是本试验条件下间作最优施氮量。

长期定位施肥对潮土氮素矿化特性及作物产量的影响

基于连续进行37a的莱阳长期定位施肥试验,采用田间原位—离子交换树脂法(ISC—IERB)研究了冬小麦—夏玉米轮作制下长期施用氮肥及其配施磷钾肥对非石灰性潮土氮素矿化特性的影响,并探究了氮素矿化特性及冬小麦或夏玉米产量之间的关系。结果表明,与长期不施肥(CK)相比,长期施肥使土壤全氮和矿质氮含量分别显著增加60.2%~130.9%和65.4%~307.8%;在施等量氮肥情况下,氮磷钾配施(N^2PK)较氮肥单施(N_2)使土壤全氮显著降低8.0%~8.6%。在冬小麦和夏玉米生长季,低氮处理(N_1,138kg N/hm^2)氮净矿化量分别为35.2mg/kg和76.7mg/kg,高量氮肥(N_2,276kg N/hm^2)处理氮净矿化量分别为76.6 mg/kg和105.4 mg/kg,N_2较N1分别显著增加117.8%和37.5%,高氮配施磷钾(N_2PK,N_2P,N_2K)与N_2氮净矿化量差异不显著;在冬小麦和夏玉米生长季,N_2PK处理作物吸氮量较CK分别显著增加320.0%和155.2%;N_2土壤表观淋失最严重,而氮磷钾配施有利于滞缓氮素淋失。与CK相比,长期施肥使夏玉米、冬小麦产量分别显著提高136%~327%和56%~317%;N_2PK夏玉米和冬小麦产量均最高,分别为9 659,5 484kg/hm^2。总之,增施氮肥是提高土壤供氮潜力的基础,氮磷钾配施有利于提高作物对氮素的吸收,并提高作物产量。

不同覆盖方式对盐碱地花生生长发育和土壤水盐变化的影响

利用前茬小麦秸秆设置半覆盖(播种行覆盖,T1)、全覆盖(T2)及无覆盖(对照,T0)平播花生3个处理,研究不同覆盖方式对盐碱地花生生长发育及土壤水盐变化的影响。结果表明,T1和T2花生出苗率较T0分别提高22.8%和29.3%;播种54 d后,T1和T2使盐碱地花生叶面积指数较T0显著增加20.9%~43.1%;T1和T2土壤温度随花生生育期呈先升后降趋势,土壤相对含水量和电导率则呈"W"型下降趋势,且花生生育后期T2土壤返盐程度较T0和T1分别降低33.8%和63.7%。可见,盐碱地花生播种后覆盖前茬小麦秸秆有利于提高花生出苗率,提高叶面积指数,达到控碱抑盐、保苗增效的目的,且全覆盖优于播种行覆盖。

盐碱地玉米‖花生间作对群体覆盖和产量的影响

本试验以玉米单作(CKM)、花生单作(CKP)为对照,设置玉米‖花生3∶4间作(M3P4)种植模式,研究盐碱地玉米‖花生间作对作物干物质积累、分配及叶面积、叶面积指数、产量、土地当量比的影响。结果表明:M3P4间作模式可以显著提高花生花针期、成熟期和玉米的叶面积指数,且收获时叶面积指数保持较高值,对作物群体覆盖贡献大;与单作相比,成熟期两作物单株干物质重无显著差异,且成熟期玉米各器官干物质分配也无显著差异,但间作花生果仁及果皮占比显著降低;土地当量比为1. 13,间作优势明显。可见,M3P4间作模式利于提高黄河三角洲地区群体覆盖度和土地利用效率。

收播期调控对小麦-玉米周年产量及资源利用效率的影响

为了充分利用周年光热资源,优化小麦-玉米周年气候资源配置,挖掘黄淮海地区作物产量潜力和资源利用效率,在山东济阳进行小麦-玉米周年收播期调控试验,即以小麦玉米传统收播期为对照(CK),研究推迟小麦播期和玉米收获期延迟组成的"收播期优化"模式(OM)对作物产量、光温水等气候资源分配及利用效率的影响。结果表明,OM模式致小麦生育期缩短14 d,玉米生育期延长18 d;小麦季玉米季积温比值、辐射比值和降水比值分别降低18.5%、17.0%和21.1%,降低小麦季光温资源分配率;OM模式提高了小麦种植密度(净增133.3%),可以维持较高的群体穗数和穗粒数,产量与传统播期相比无显著差异,或略有增加。OM模式将更多的光温资源分配到玉米季,两年度千粒重分别提高13.8%、12.8%,增产15.5%、14.2%。OM模式显著提高小麦-玉米周年产量,两年平均增产11.5%。同时,由于小麦季光温资源分配量显著降低,其光能、温度和降水利用效率较对照分别提高15.0%、17.09%和29.61%;玉米季虽然光温资源利用效率无显著提高,但其降水利用效率提高9.97%,周年光、温、降水资源利用效率分别提高8.62%、13.14%和11.59%。因此,"收播期优化"模式优化了小麦-玉米周年气候资源配置,可进一步提升周年产量和光温水资源利用效率,对于促进黄淮海冬小麦-夏玉米种植模式可持续发展具有重要意义。

不同密度对适期晚播冬小麦产量形成与茎秆抗倒性能的影响

为明确不同密度对晚播冬小麦产量形成和茎秆抗倒性能的影响,并为小麦高产稳产和抗逆应变栽培提供参考依据,本试验以济麦22为材料,设225万、300万、375万、450万、525万/hm^(2)基本苗5个种植密度,研究晚播条件下不同密度对冬小麦的群体变化、干物质分配、穗部性状、产量构成及茎秆重心高、机械强度及抗倒指数的影响,并分析产量形成与抗倒性能的相关性。结果表明:晚播条件下,冬小麦籽粒产量随种植密度的增加呈先升高后降低趋势,基本苗300万/hm^(2)处理产量最高,但与基本苗225万/hm^(2)和375万/hm^(2)差异不显著;冬小麦群体、穗长、不孕小穗数、株高及重心高随种植密度的增加呈增加趋势,成穗率、总小穗数、结实率、千粒重、穗粒数、茎秆机械强度及抗倒指数则随种植密度的增加而降低。不同密度处理冬小麦产量相关参数与茎秆抗倒性能的相关性分析发现,茎秆的重心高与成穗率、产量、千粒重及穗粒数均呈极显著负相关,与公顷穗数呈极显著正相关;茎秆机械强度及抗倒指数与成穗率、产量、千粒重及穗粒数呈显著或极显著正相关,与重心高及公顷穗数极显著负相关。由此可见,本试验条件下,冬小麦随着种植密度的增加表现出株高、穗长增加而穗粒数减少和茎弱、易倒的特点,晚播条件下该区域选择基本苗225万~300万/hm^(2)可有效降低冬小麦倒伏风险,促进抗逆稳产高产。

玉米氮素吸收分配规律对不同种植模式的响应

为进一步明确玉米花生宽幅间作稳粮增油模式下玉米的氮素吸收分配规律及其与单作的差异。本试验在玉米单作、玉米花生行比2∶4间作种植模式下,均设置施氮、不施氮两个处理,研究不同种植模式下玉米干物质积累、氮素积累和分配及其对产量和氮素利用效率的影响。试验结果表明,间作模式下可以显著提高净面积干物质积累量、籽粒产量以及氮肥利用效率;施氮处理增加了不同种植模式下玉米干物质积累及氮素积累,进而有效提高了氮素收获指数。在本试验条件下,玉米花生行比2∶4且玉米施纯氮300 kg/hm2是间作玉米获得高产高效的适宜栽培方式。

盐碱地油葵花生宽幅间作耐盐丰产栽培技术

盐碱地严重影响作物生长,而油葵适应盐碱地环境且自然生长是其他作物无法比拟的,随着花生耐盐碱品种选育与栽培技术的配套,关于盐碱地油葵花生间作研究已经成为业界研究热点;同时油葵和花生都是重要的油料作物,其具有特殊的适应能力。文章首先分析了盐碱地油葵花生宽幅间作耐盐丰产的研究意义,然后分析了其栽培的技术要点。此盐碱地油葵花生宽幅间作耐盐丰产栽培技术包括盐碱地油葵花生宽幅间作高效生产环境、品种选择、播前准备、适时播种、田间管理、收获及晾晒等技术措施要求。本技术主要适用于山东省滨海盐碱地区,旨在为盐碱地相关种植人员提供参考。

双季鲜食玉米/花生宽幅间作生态高效栽培技术

该文分析了双季鲜食玉米/花生宽幅间作生态高效栽培的意义,阐述了其栽培的技术要点,包括播前准备、播种与覆膜、田间管理、收获与晾晒、秸秆还田与残膜清除等。该技术主要适用于山东省小麦、玉米两熟轮作区及其他相似区域。

鲜食玉米毛豆宽幅间作生态高效双季栽培技术

该文分析了鲜食玉米毛豆宽幅间作生态高效双季栽培的研究意义,提出了其双季栽培技术要点,主要包括:播前准备、播种与覆膜、田间管理、收获与贮运、秸秆还田与残膜清除等。该技术适用于山东省小麦、玉米两熟轮作区及其他类似区域。

鲁西北棉改粮农田小麦不同耕种模式的产量和效益比较研究

为探索小麦全程机械化生产条件下鲁西北棉改粮农田小麦最佳的耕种模式,本试验设置传统旋耕条播(T-A,对照)、旋耕+双镇压播种(T-B)、免耕播种(T-C)、深松+双镇压播种(T-D)、深耕+双镇压播种(T-E)5种耕种模式,研究不同耕种模式对小麦群体发育、干物质积累、小麦产量及其构成因素的影响,并比较其生产成本和种植效益。结果表明,深耕+双镇压播种(T-E)模式可促进小麦群体发育、减少茎基腐病发病率、降低管理成本、获得最高籽粒产量和种植效益,是本试验条件下鲁西北棉改粮农田小麦适宜的耕种模式。该技术可作为小麦全程机械化高产高效栽培技术在鲁西北棉改粮农田推广应用。

玉米间作花生冠层微环境变化及其与荚果产量的相关性研究

种植模式是影响花生冠层内透光率、光照度、温度、湿度等微环境的重要因素。本试验分别在2015年度和2016年度田间试验中设花生单作、玉米/花生宽幅间作2个处理,监测不同种植模式下花生结荚期后冠层透光率、光照度、冠层温、湿度的变化规律,并分析其与荚果产量的相关性。结果表明:1)与花生单作相比,玉米/花生宽幅间作显著降低了花生冠层的光照度、冠层顶部和中部的透光率及上午9:00-11:00的平均温度;增加了冠层平均湿度。2)花生冠层光照强度在晴天随时间推延而呈先升后降的单峰曲线,且单作显著高于间作;在上午光照强度上升期和下午光照强度下降期,单作和间作光照强度差值较大,而中午太阳直射期二者差值减小。间作降低了花生夜间和中午前后的冠层环境温度,二者温差最高可达4.9℃;增加了白天冠层相对湿度,二者湿度差最高达21.03%。3)本试验条件下,结荚期冠层环境温度、冠层光照度及饱果期冠层环境温度、冠层光照度均与花生荚果产量呈极显著正相关;冠层环境湿度则与荚果产量呈负相关关系,其中结荚期达到极显著水平。多元线性逐步回归分析得出,影响产量的重要环境因素为结荚期冠层光照度、结荚期冠层相对湿度、饱果期冠层相对湿度。通径分析得出,光照度除了直接影响产量外还有很大部分效应是通过影响冠层环境湿度进而影响花生荚果产量,说明间作条件下协调好光照度和冠层湿度的关系可提高光照度对产量的正面影响效应。本试验条件下,间作花生冠层光照度、透光率下降,冠层相对湿度升高,是限制花生荚果产量提高的主要气候生态因子。建议生产中间作为东西向种植,从而提高间作花生冠层上午9:00-11:00的有效光照度、适当降低冠层相对湿度,以期提高间作花生荚果产量。

施钙对间作遮荫条件下花生生育后期光合特性、糖代谢及产量的影响

于2016-2017年以花育25号为材料,在花生单作和间作条件下,设置施钙和不施钙处理,研究钙肥对单作花生、间作中间行和间作边行花生的植株性状、功能叶生育后期光合特性、糖代谢酶活性及产量的影响。结果表明,施用钙肥降低了花生主茎高和侧枝长,增加了花生分枝数、主茎节数,提高了叶片叶绿素含量、光合速率、蔗糖含量及蔗糖代谢相关酶活性;单作和间作花生荚果产量平均增产397.2 kg/hm^2,平均增产率19.9%。相同施钙水平下,越靠近玉米行的间作边行花生受遮荫影响越大,其主茎高、侧枝长较大,蔗糖合成酶(SS)、蔗糖磷酸合成酶(SPS)活性等生理指标低于单作花生。与单作不施钙比较,施钙显著增加了间作花生叶绿素含量,使其光合特性、蔗糖含量、SS、SPS酶活性无显著降低,降低了间作花生的减产幅度。本试验条件下,每公顷施用钙肥300kg可部分缓解间作遮荫对花生的不利影响。