土壤天然富硒与外源施硒对小麦硒积累及产量形成影响的研究

为明确富硒小麦生产中土壤天然富硒与外源施硒的差异及其机制,于山西省晋中市山西农业大学小麦研究基地开展盆栽试验,研究天然富硒土壤、施硒土壤和缺硒土壤对小麦籽粒硒积累、植株物质积累及产量影响的差异,为富硒小麦生产提供理论依据和技术参考。结果表明:较缺硒土壤,土壤施硒可显著提高小麦籽粒硒含量,达228μg/kg,其有机硒占比为81%,籽粒硒强化指数达35%;富硒土壤显著提高籽粒硒含量,达176μg/kg,有机硒占比为83%,籽粒硒强化指数达27%。较缺硒土壤,施硒土壤和富硒土壤可显著提高越冬-拔节、拔节-孕穗两阶段物质积累量,提高花前干物质转移量对籽粒贡献率达31%,富硒土壤高于施硒土壤;施硒土壤和富硒土壤均可提高千粒重4%~8%,增产3.15%~4.16%,富硒土壤高于施硒土壤。总之,富硒土壤和施硒土壤籽粒硒含量均达到富硒小麦生产标准,且富硒土壤更有利于籽粒有机硒积累及产量形成。

盐碱地棉花花生间作种植模式对产量和效益的影响

为优化硫酸盐盐碱地棉花花生种植模式和提高单位土地面积综合经济效益,本研究以‘鲁棉研37号’和‘花育36号’为供试材料,在高唐硫酸盐盐碱地条件下,通过两年大田试验分析了棉花花生不同间作种植模式下作物产量、单位面积的土地当量比、种植成本和效益。结果表明,在试验点的气候条件下,棉花花生不同种植模式中两种作物产量存在年际间差异;棉花花生2:4和4:8间作种植模式的土地当量比、总效益、总成本和净效益均较高,其中4:8种植模式的最高。棉花花生4:8大小幅间作种植,年际间换带轮作,可作为当地棉花花生复合种植的最优配置。

都市近郊中低产田鲜食玉米/花生间作模式研究

于都市近郊中低产田对鲜食玉米/花生3∶4行比间作种植模式与其单作对比进行了研究。结果表明:鲜食玉米/花生3∶4行比常规间作模式最佳,玉米/花育28间作与玉米单作相比,每公顷增收2 976.0元,与花生单作覆膜相比,每公顷增收11 916.0元,经济效益十分显著。该模式玉米单株产量水平明显高于单作,且鲜食玉米较花生提前一个月收获,使得花生后期生长无玉米遮荫影响且具边行优势,可缩减间作与单作花生单株产量水平的差距(常规间作的小花生单株鲜果重高于单作不覆膜),从而大幅度提高玉米花生间作体系的综合经济效益。

间作对玉米磷、铁、锌和钙素吸收及其在植株体内转移分配的影响

为进一步明确玉米/花生间作对玉米磷、铁、锌和钙素吸收及其在植株体内转移分配的影响规律,为间套作生产体系的健康发展提供理论指导,于2015年生长季在田间条件下通过设置不同间作玉米株距(10、13、16、20 cm和27 cm)和玉米常规单作(27 cm)处理,研究其对玉米产量和收获指数,玉米中磷、铁、锌、钙素这四种元素的吸收量、收获指数、体内利用效率及其在玉米籽粒和茎叶中质量分数的影响。结果表明,间作明显提高玉米对土壤中这四种元素的吸收量;随间作玉米株距缩小,即种植密度增加,这些元素的吸收量有增加的趋势。而这四种元素的收获指数均不受间作的影响。间作玉米株距在非增密时,对磷素表现出奢侈吸收特征。间作导致籽粒和茎叶磷的"富集";随玉米株距的增加,即种植密度降低,茎叶磷的质量分数增加。而随玉米株距的增加,间作玉米籽粒铁和锌的质量分数表现出一定的"稀释效应"。

不同氮水平下夏玉米夏大豆间作对其农艺性状及产量的影响

试验采用裂区设计,主区为4个施氮水平(N0、N1、N2、N3),副区为4个种植模式,分别为:玉米单作(行距60 cm,株距分别为20 cm和30 cm)、大豆单作、玉米大豆间作(行比2∶2),以此研究氮肥和种植模式对玉米、大豆农艺性状及产量的影响。结果表明:在该种植体系下,仅就作物所占净面积而言,玉米为优势作物,间作比单作增产显著;大豆为劣势作物,间作模式下减产显著。对整个种植体系来说,土地当量比>1,说明玉米大豆间作是一种对提高整体产量和经济效益有益的种植模式。

不同降水年型施氮量对冬小麦水氮资源利用效率的调控

【目的】研究不同降水年型氮肥用量引起的小麦生育期耗水量、植株氮素积累与运转、产量及效率的变化,为黄土高原旱地冬小麦精准施肥提供理论依据。【方法】于2017—2020年在山西农业大学闻喜试验示范基地开展大田试验,种植制度为冬小麦后夏休闲,一年一熟。3个试验年降水量分别属于正常、干旱和湿润年型。试验设施氮量0、120、150、180、210 kg/hm^(2)5个处理,分析了小麦耗水量、氮素吸收与利用、产量形成及不同降水年型间的差异。【结果】不同降水年型旱地小麦生育期总耗水量均以N 180 kg/hm^(2)最高,且丰水年和欠水年耗水变化率以施N 150~180 kg/hm^(2)最高,平水年则以施N 120~150 kg/hm^(2)最高。与其他施氮处理相比,丰水年施N 180 kg/hm^(2)提高了播种—拔节期植株氮素积累量,显著提高了花前叶片和穗轴+颖壳氮素运转量,平水年和欠水年施N 150 kg/hm^(2)提高了播种—拔节期植株氮素积累量及花前叶片和茎秆+叶鞘氮素运转量。不同降水年型花前植株氮素运转量、成熟期的植株氮素积累量变化率均以N 120~150 kg/hm^(2)最高。与其他施氮处理相比,丰水年施N 180 kg/hm^(2)产量显著提高了8.4%~35.6%,平水年施N 150 kg/hm^(2)产量显著提高8.9%~33.7%,欠水年施N 150 kg/hm^(2)产量显著提高13.4%~48.9%;不同降水年型产量变化率以施N 120~150 kg/hm^(2)最高,且施氮量增加到N 180 kg/hm^(2)时在丰水年仍可增产。丰水年施N 150~180 kg/hm^(2)肥效最高,达14.9 kg/kg,平水年和欠水年均施N 120~150 kg/hm^(2)肥效最高,分别达18.0和15.2 kg/kg;丰水年施N 180 kg/hm^(2)、平水年和欠水年施N 150 kg/hm^(2)均可获得较高的水、氮利用效率和氮肥表观利用率。此外,不同降水年型增加施氮量条件下,产量、水分利用效率均与花前植株氮素运转量呈显著相关关系。【结论】综合考虑氮肥用量氮肥变化量对耗水量、氮素运转量及产量等变化率的影响,丰水年施N 180 kg/hm^(2),平水年和欠水年施N 150 kg/hm^(2)可提高产量、水氮利用效率和氮肥表观利用率,该施氮量为该区域的推荐施肥量。

小麦籽粒锌营养研究进展

锌是动植物和人体生长发育过程中必不可少的一种微量营养元素。锌元素缺乏会引发多种疾病,目前世界范围内出现缺锌症状的人口占30%以上。而小麦作为主要粮食作物在世界各地广泛种植,其籽粒中锌元素含量普遍较低。本研究归纳了前人为改善小麦籽粒锌营养缺乏状况,在源-库关系调节、微肥使用、氮磷钾供应、育种手段、激素调节以及环境影响等方面开展的研究,提出了今后着重研究的方向及内容,以期为进一步实现小麦籽粒锌生物强化提供参考。

土壤和叶面施锌对小麦农艺性状、籽粒产量和对锌、铁及硒微量元素浓度的影响

锌(Zn)是动植物和人体必需的微量元素,能预防肺炎等疾病和提高人体免疫功能。小麦作为中国主要粮食作物,为满足人体对锌的营养需求,提高小麦籽粒锌含量十分必要。为给优质富锌小麦生产提供理论依据和技术支撑,通过在田间条件下进行土壤和叶面施锌试验,研究其对小麦农艺性状和籽粒产量的影响,尤其是对籽粒锌浓度的生物强化效果,以及对籽粒中其他2种有益微量元素(铁和硒)的影响规律。结果表明:土施锌肥使小麦穗数从447.0万穗/hm^(2)增加到511.5万穗/hm^(2),增幅14.4%。土壤和叶面施Zn使得小麦籽粒产量从5419.5~6250.5 kg/hm^(2)增加到6372.0~6811.5 kg/hm^(2),增幅5.2%~17.6%,对籽粒铁和硒浓度均无显著影响,有效提升籽粒Zn浓度,从34.0~39.6 mg/kg提高到44.6~46.6 mg/kg,增幅17.7%~32.9%,达到世界卫生组织等机构和科学家所推荐的生物强化目标值(40~50 mg/kg)。因此,土壤和叶面施Zn提高小麦产量的同时,可以提升籽粒锌营养品质,是实现小麦提质增效的有效途径,建议大面积推广应用。

不同抗逆减灾技术对夏玉米生长及产量的影响

为了明确不同抗逆减灾技术对夏玉米生长及产量的影响,在田间试验条件下,以郑单958和郑单309为材料,研究了宽窄行种植、基施缓控释肥料、追施微肥(锌肥+钾肥)及施用化控剂4项抗逆减灾技术对夏玉米生长及产量的影响。结果表明,与常规种植相比,宽窄行种植能降低株高和穗位,改善穗部性状,减少秃尖,郑单958和郑单309产量分别提高4.4%和10.5%;基施缓释肥能显著提高单株地上部生物量、百粒重,增加产量;追施微肥(锌肥+钾肥)对植株性状影响不显著,但能显著增加穗长,减少秃尖,降低倒折率;施用化控剂能显著降低株高和穗位,株高降低15.3~28.5cm,增加植株抗倒性,与对照相比降低倒伏率4个百分点左右,增加产量。各处理均能有效改善夏玉米生长性状、提高抗病抗逆性,增产1.1%~10.5%。

黄淮海区主推玉米品种子粒主要矿物质元素含量分析

对黄淮海区36个主推玉米品种子粒各微量和常量矿物质元素含量进行分析。结果表明,玉米子粒Zn、Fe、Mn和Cu浓度变化范围分别为16.2~24.0、17.7~32.9、3.3~7.4和1.1~2.4 mg/kg,其平均浓度分别为20.1、23.0、4.5和1.6 mg/kg,变异系数分别为10.3%、23.0%、23.9%和22.1%。Ca和Mg浓度范围分别为37.8~93.5和1 002.1~1 357.4 mg/kg,平均浓度分别为68.3和1 163.2 mg/kg,变异系数为25.3%和7.9%。N,K和P浓度范围分别为8.9~14.0、3.2~4.8和2.2~3.0 g/kg,平均浓度分别为11.5,3.9和2.6 g/kg,变异系数分别为12.4%,10.7%和8.3%。子粒中60.2%~85.9%的P以植酸磷形态存在,与Zn和Fe均无相关性;Zn和Fe同时与Mn、Mg和K呈显著正相关,表明玉米子粒中Zn、Fe、Mn、Mg和K浓度提高的同时不会提高植酸P浓度,有利于提高子粒Zn和Fe的生物有效性。

水稻秸秆炭及组合改良剂对石漠化地区土壤-玉米系统中重金属迁移特征影响

化学固定是重金属污染土壤修复及改良技术之一。通过盆栽实验,研究了水稻秸秆炭及其与石灰、磷酸盐组合改良剂对石漠化土壤-玉米体系中As、Zn和Pb 3种重金属迁移的影响,分析了玉米及土壤重金属含量、形态变化。结果表明,几种改良剂均显著促进了玉米生长,地上部分生物量:水稻秸秆炭>石灰+水稻秸秆炭>石灰>秸秆>磷酸盐+水稻秸秆炭>磷酸盐>对照。水稻秸秆炭、石灰及其组合均能够提高土壤pH值,抑制重金属向玉米地上部分迁移。添加改良剂后土壤中As的弱酸提取态和可还原态含量显著降低,均小于3 mg·kg^(-1)。水稻秸秆炭、秸秆与石灰及其组合均能够降低土壤中重金属提取态和还原态量,能够降低玉米籽粒中重金属的含量,但玉米籽实中Pb依然超标。

土施和无人机配施锌肥对小麦产量和籽粒锌铁硒含量的影响

探讨不同施锌方式及锌肥用量对冬小麦产量及籽粒锌(Zn)、铁(Fe)和硒(Se)含量的影响,以期为小麦微量元素营养强化提供理论和技术依据。采用田间裂区试验,在无人机统一喷施富硒肥基础上,设置土施锌肥(Z)和无人机叶面喷施锌肥(F)两个施肥方式,主区土施锌肥设置0、30 kg/hm^(2)两个水平(Z_(0)、Z_(1)),副区无人机叶面喷施设置锌肥0、4.5、9、13.5 kg/hm^(2)四个梯度(F_(0)、F_(1)、F_(2)、F_(3)),测定小麦成熟期籽粒产量及籽粒Zn、Fe和Se元素含量。结果表明:(1)土施+喷施锌提高了小麦产量、穗长和穗粒数,对穗数与千粒重无显著影响,与对照Z_(0)F_(0)和Z_(1)F_(0)相比,Z_(1)F_(3)处理增产13.29%~19.37%。(2)土施、喷施锌肥能提高小麦籽粒锌含量,Z_(0)F_(1),Z_(1)F_(1),Z_(1)F_(2)与Z_(1)F_(3)处理籽粒锌浓度分别为43.00、43.20、54.23、41.07 mg/kg,达到籽粒锌强化目标值40~45 mg/kg,较对照增加17.44%~55.08%。(3)叶面喷施富硒肥配合锌肥施用能够改善小麦籽粒硒营养品质,小麦籽粒硒含量为0.22~0.37 mg/kg,满足硒生物强化目标值0.15 mg/kg;对小麦籽粒铁含量无显著影响。(4)土施锌肥配合无人机叶面喷施锌硒肥使小麦增收2858.8~6679.8元/hm^(2)。通过土施锌肥配合无人机喷施锌硒肥是提高潜在性缺锌土壤上小麦籽粒产量及籽粒锌和硒微量元素含量较为经济的方式,对改善小麦微量元素营养品质有较好作用。