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。

华北小麦施用脲铵氮肥实现轻简施肥的可行性及技术措施

【目的】生产脲铵氮肥的目的是资源化利用联合制碱工业副产品。在华北平原多地开展了田间试验,探究适合冬小麦节肥增效的可行性和技术措施。【方法】于2021—2023年,分别在北京顺义、河北滦南、河北曲周、山东济南和河南禹州5个试验点进行了两年大田试验。设置尿素(U)、尿素减施30%(70%U)、脲铵氮肥减施30%(70%AU)、脲铵氮肥减施30%+脲酶抑制剂(N-丁基硫代磷酰三胺,NBPT)(70%AU+NBPT)、脲铵氮肥减施30%+硝化抑制剂(3,4-二甲基吡唑磷酸盐,DMPP)(70%AU+DMPP)、尿素减施30%+优化追肥时间(70%U+Opt)6个处理,测定了小麦产量及其构成因素、氮肥偏生产力、氮素吸收效率和土壤无机氮含量。【结果】与U处理相比,2022年减施氮肥处理(70%U、70%AU)在5个试验点中出现减产的试验点有1个,2023年有3个;70%AU+NBPT和70%AU+DMPP处理2022年出现减产的点有2个,2023年有2个;70%U+Opt两年均未出现减产。与U处理相比,在5个试验点两年多数处理显著提高了氮肥偏生产力和氮素吸收效率,2022、2023年氮肥偏生产力分别提高了19%~77%、23%~67%,氮素吸收效率分别提高了25%~77%、21%~71%。与U处理相比,2022年70%AU+NBPT和70%AU+DMPP处理土壤NH_(4)^(+)-N含量增加的试验点有5个,2023年有4个,2022、2023年分别增加了19%~69%、30%~90%;70%AU+NBPT和70%AU+DMPP处理2022年土壤NO_(3)^(-)-N含量降低的试验点有5个,2023年有4个,2022、2023年分别降低了19%~59%、34%~60%。【结论】与施用常规量尿素相比,减施氮投入量30%条件下,以脲铵氮肥为氮源或配合NBPT/DMPP,一次追施可以保证不减少产量,同时提高氮肥利用率。

不同播种方式对冬小麦产量构成和旗叶光合特性的影响

探究不同播种方式对冬小麦光合特性以及籽粒产量的影响,为进一步提高冬小麦产量提供理论依据。以‘济麦44’为试验材料,于2018—2019年和2019—2020年在潍坊市农业科学院昌邑试验农场和山东省泰安市岱岳区岳洋专业合作社进行,在大田条件下设置了4种播种方式:冬小麦精播半精播(PS)、冬小麦宽幅精播(WPS)、冬小麦苗带少耕播种(LTS)和冬小麦耙压一体单粒匀播(SUS)。分别于小麦苗期、返青期、拔节期、灌浆期和成熟期测定不同播种方式下冬小麦分蘖成穗率、叶片SPAD值、叶面积指数、净光合速率、有效光强辐射以及产量,并分析不同播种方式下,冬小麦种群结构和生理特性之间的差异。试验表明,2年2点SUS平均分蘖成穗率相较于PS、WPS和LTS分别提高了14.94%、29.37%和15.03%;旗叶叶绿素含量于扬花期和灌浆中期分别提高了7.54%、7.06%、5.79%和8.30%、8.15%、5.50%;叶面积指数于扬花期分别提高了13.8%、8.88%和6.32%;旗叶净光合速率于扬花期分别提高了13.15%、11.50%和12.23%;冠层光合有效辐射量于扬花期分别提高了17.10%、18.96%和10.73%;产量方面,SUS相较于其他3种播种方式,2年2点穗数、千粒重和产量分别增加了5.17%~8.93%、5.33%~9.52%和6.11%~14.86%。综合来看,SUS相较于PS、WPS和LTS可显著提升小麦的分蘖成穗率和旗叶光合特性,并最终通过穗数和千粒重的增加,实现了籽粒产量的增加。冬小麦耙压一体单粒匀播方式(SUS)可显著改善冬小麦的光合能力,增加冠层截获的有效光辐射量,是实现冬小麦高产较合理的播种模式。

基于Meta分析的黄河三角洲玉米产量及肥效特征

为解析黄河三角洲玉米产量分布及施肥效应,指导玉米合理高效施肥,分析2010—2020年黄河三角洲的143组玉米田间肥料试验,对不同扇面区域的玉米产量分布以及肥料利用率、产量差贡献率、相对产量、农学效率和偏生产力等进行统计和计算。结果表明,玉米平均产量6.81 t/hm^(2),不同扇面区域产量变幅较大,为2.63~9.52 t/hm^(2),第二扇面玉米产量显著低于第一、三扇面。施用氮、磷、钾肥的增产率均值分别为40.88%、8.49%、2.18%。基于Boundary line模型模拟的产量差为3.01 t/hm^(2),高产记录产量差为2.49 t/hm^(2),氮肥对产量差的贡献率最大,磷、钾肥次之。玉米氮、磷、钾肥的相对产量分别为0.76、0.99、1.05,氮肥农学效率、偏生产力分别为8.64、33.78 kg/kg,磷肥为2.85、86.12 kg/kg,钾肥为17.97、148.01 kg/kg。综上,氮为玉米产量的第一限制因子,施肥增产效果为氮肥>磷肥>钾肥。黄河三角洲玉米施肥管理中,应合理减施氮肥,配合土壤改良,以有效消减玉米产量差,达到增产节肥效果。

保水剂对旱地冬小麦生长发育和产量的影响

为探索新型农林保水剂在旱地冬小麦上的应用效果,在潍坊寒亭、柘山两地安排了小麦保水剂试验。结果表明,在自然条件下,与不施用相比,施用该保水剂45和75 kg/hm 2能有效增加两地小麦的冬前次生根条数、不同时期的干物质重量和分蘖数,进而促进后期形成更多的有效穗数,增加千粒重和穗粒数,最终显著增产24.6%和36.9%。

高职院校学生篮球训练效果提升探究

篮球,作为一项充满活力和竞技性的体育运动,一直以来都备受年轻人的热爱。在高职院校,篮球不仅是一项体育运动,更是培养学生身体素质、团队合作和竞争意识的理想途径。然而,要取得显著的训练效果,需要有科学的方法和全面的策略。本文将深入探讨如何在高职院校中提升学生篮球训练的效果,提出了一系列对策,包括借助战术理论知识培养学生战术意识,采用游戏式训练方法,创新多样的教学和训练方式,以及进行学生间协同训练。旨在提高学生的篮球训练效果,促进其体育和综合素质的发展。

施氮量对花后高温胁迫下冬小麦籽粒淀粉合成的影响

为探明氮肥对花后高温胁迫下小麦籽粒淀粉合成的响应机制,明确氮肥缓解高温胁迫危害的生理机理及适宜运筹措施,本研究于2018—2019年和2019—2020年在山东济南、济阳试验基地进行,以不同耐热性小麦品种济麦44(耐热型)和新麦26(敏感型)为材料,设2个温度水平(对照:CK;花后10~16d高温:H)和3个施氮量(N1:180kg hm^(-2);N2:240kg hm^(-2);N3:300 kg hm^(-2)),研究了施氮量对花后高温胁迫后粒重、灌浆特性、蔗糖与淀粉合成及其相关酶活性影响。结果表明,花后高温显著缩短2个品种各施氮处理的灌浆天数,显著降低了籽粒最大灌浆速率、支链淀粉含量、总淀粉含量及支/直比值。花后高温胁迫下,与180kghm^(-2)和300 kghm^(-2)处理相比,240kghm^(-2)处理2个品种旗叶中蔗糖含量最高;同时籽粒中直链淀粉、支链淀粉、总淀粉含量和粒重最高;籽粒中蔗糖合成酶分解方向(SS-I)活性、可溶性淀粉合成酶(SSS)活性和淀粉分支酶(SBE)活性最高。花后高温胁迫和240kghm^(-2)施氮量处理下,济麦44旗叶中蔗糖合成酶合成方向(SS-II)和籽粒中蔗糖合成酶分解方向(SS-I)、可溶性淀粉合成酶(SSS)、淀粉分支酶(SBE)活性均显著高于新麦26;济麦44旗叶中蔗糖含量、籽粒中淀粉含量和粒重显著高于新麦26。研究表明耐热性不同品种在适宜施氮量(240kghm^(-2))下能保持高温胁迫后较高的旗叶合成蔗糖能力和籽粒分解蔗糖能力,维持高温胁迫下籽粒较高的淀粉合成底物供给能力,适宜施氮量可以缓解高温胁迫对籽粒淀粉合成的抑制作用。合理施氮和选择耐热性强的品种是提高冬小麦花后高温胁迫后籽粒淀粉含量和缓解高温胁迫危害的一项应对措施。

基于能值分析的种植业生产系统可持续发展水平评价--以山东省郓城县为例

为探究郓城县种植业生产系统的可持续发展水平,采用能值分析法,分析了郓城县1978—2019年种植业生产系统可持续发展指数的变化趋势,并具体分析了可持续发展指数对能值投入的敏感性以及单位面积上不同作物的可持续发展指数。结果表明:1978—2019年,郓城县种植业生产系统可持续发展指数呈现先上升后下降趋势,其中,2002年可持续发展指数最低,为1.21;2019年可持续发展指数为1.29,接近指数1的警戒线。在投入敏感性方面,不可更新工业辅助能对可持续发展指数影响最为显著,不可更新工业辅助能每增加15%,可持续发展指数平均下降约7%。从单位面积上不同作物的可持续发展指数来看,大豆单位面积的可持续发展指数最高。基于以上结果,建议通过减少化肥的不合理使用、改善耕作措施、升级农机装备、加强种植基础设施建设、合理调整种植结构来提高郓城县种植业的可持续发展水平。

耕作方式对土壤微生物和土壤肥力的影响

通过2年田间定位试验,对比研究了免耕+秸秆覆盖、旋耕+秸秆覆盖和传统耕作三种耕作方式对土壤温度、土壤呼吸速率、土壤微生物数量和土壤肥力状况的影响。结果表明:秸秆覆盖对地温的影响存在"双重效应";土壤温度、土壤呼吸速率和土壤微生物量碳三者之间存在凸面关系;秸秆还田后耕作措施对土壤0～10和10～20cm的微生物数量的影响不同,但均能增加土壤微生物量;土壤微生物能够加快秸秆中的有机碳向土壤有机质的转化速率;土壤微生物量碳可以作为反映土壤生产力状况的重要生物学指标之一。

施氮量对小麦氮素利用的影响

为给小麦氮肥高效利用提供依据,采用大田试验,连续2个年度(2012^(-2)013、2013^(-2)014)分别在潮土(济南)和棕壤(淄博)两种土壤类型上观测了0kg·hm^(-2)(对照)、69kg·hm^(-2)、138kg·hm^(-2)、207kg·hm^(-2)、276kg·hm^(-2)(高氮处理)和345kg·hm^(-2)(富氮处理)纯氮对小麦产量、氮肥利用效率和耕层土壤养分含量的影响。结果表明,在0~276kg·hm^(-2)范围内,小麦叶面积系数(LAI)和植被归一化指数(NDVI)均随氮肥施用量的增加而增加,富氮处理下LAI和NDVI开始下降。施氮量在0~276kg·hm^(-2)范围内时,穗数、穗粒数和千粒重随着施氮量的增加而增加,说明在一定范围内增施氮肥有利于小麦"库"的建成。从低施氮量开始到207kg·hm^(-2)的用量时,肥料氮的利用效率持续增加,但是继续增加施氮量时,氮肥农学利用效率出现下降,此时小麦进入氮肥的"奢侈吸收"阶段。在黄淮海麦区气候条件下,在小麦季施入氮素过量与否,对耕层土壤的肥力提升作用不明显,因此小麦养分管理应以达到作物养分吸收和土壤供求同步、土壤无机氮没有显著积累为宜。

氮肥管理对小麦产量和氮肥利用效率的影响

氮肥过量施用造成环境污染和生产成本增加等问题已成为限制我国农业可持续生产的主要因素。为实现氮素化肥的高效利用,连续2年在山东省农业科学院作物研究所试验地同一地块利用氮肥梯度带,进行了基于小麦叶片SPAD值的氮素实时管理。结果表明,在基施区随着施肥量的增加,小麦籽粒产量增加,二者呈线性关系,但施氮量207kg/hm2(N207)和276kg/hm2(N276)处理间差异不显著;追施区小麦的2个生长季籽粒产量均以不施基肥拔节期追氮207kg/hm2(N0+207)处理最高,分别为7649kg/hm2和7522kg/hm2,基施氮肥207kg/hm2拔节期不追肥(N207+0)处理最低,仅为7318kg/hm2和7388kg/hm2,差异达显著水平(P<0.05)。基施区各氮肥处理的氮肥表观利用率(RE)和氮肥偏生产力(PFP)均存在显著性差异,均是随着基施量的增加而显著降低。追施区N0+207、N69+138、N138+693个处理的PFP、AE和RE均高于或显著高于N207和N276 2个处理。因此在确定总施氮量的条件下实行基、追肥分施能够显著提高小麦的氮肥表观利用率、氮肥农学效率和氮肥偏生产力。

不同基因型冬小麦在两种栽培模式下蒸腾速率、光合速率和水分利用效率的比较研究

为寻找提高小麦水分利用效率的途径,以株型扩张品种烟农19、株型紧凑品种泰山23和株型半扩张品种济麦20为材料,比较研究了垄作(小水沟内渗灌)和平作(大水漫灌)两种栽培模式下小麦的水分利用效率。结果表明,不同基因型供试品种的叶片温度、籽粒产量和水分利用效率在两种栽培模式下存在显著差异,产量水平的水分利用效率与光合速率和蒸腾速率呈显著正相关。垄作小麦冠层为波浪状,有利于提高小麦的籽粒产量和水分利用效率。水分高效型品种与水分高效型栽培技术结合能够取得较高的水分利用效率。

垄作小麦群体的光分布特征及其对不同叶位叶片光合速率的影响

利用4个不同基因型小麦(TriticumaestivumL.)品种(大穗型品种"烟辐188"和"淄麦12"、多穗型品种"济麦22"和"济麦20")对比研究了垄作和传统平作两种栽培方式对小麦群体内部光分布特征及其对不同叶位叶片光合速率的影响。结果表明:垄作栽培方式显著改善了小麦冠层内光的垂直分布状况,使冠层内不同垂直高度的光照强度显著高于传统平作,并显著提高了小麦冠层内不同叶位叶片的光合速率;垄作栽培能够显著降低多穗型小麦品种冠层温度,而对大穗型小麦品种作用不明显;垄作栽培方式能够显著提高多穗型小麦品种归一化植被指数(NDVI),明显改善小麦生长状况;垄作栽培方式可显著提高小麦的千粒重,增加穗粒数,使小麦的行优势得到充分发挥。垄作栽培方式更适合分蘖成穗率较高、群体相对较大的多穗型品种。

不同种植模式下小麦干物质积累及分配对源库关系的影响

2004-2006年采用对比试验,研究了垄作和传统平作两种种植方式下小麦干物质积累及分配对3种不同基因型小麦(济麦20、泰山23和烟农19)源库关系及籽粒产量的影响。结果表明:垄作种植方式下小麦单位面积干物质积累量要显著高于传统平作;垄作种植方式下小麦能够显著增加光合产物向叶片中的分配比例,从而达到扩"源"的目的;灌浆中期(5月23日)以前,垄作种植方式下光合产物向茎杆中分配的比例显著高于传统平作,是垄作小麦抗倒伏能力提高的关键因素;垄作种植方式下小麦能够在成熟前加快茎杆中贮藏的干物质向籽粒中转移,提高收获指数;垄作种植方式与传统平作比较,能够扩"源"稳"库",通过增加千粒重和穗粒数而显著的提高产量。

氮素精准管理对小麦产量和氮素利用的影响

为实现氮素高效利用与小麦籽粒产量协同提高的目标,于2017-2018和2018-2019年在山东省泰安市和德州市两地进行了基于小麦氮肥需求特征的氮肥精准管理试验,设传统农户施肥(FN)和氮肥精准管理(PN)2个处理。结果表明,与传统农户施肥相比,氮肥精准管理可以在氮肥用量减少30.2%~44.8%的情况下,使小麦籽粒产量增加7.9%~11.6%,使氮素吸收效率提高43.4%~63.3%,使氮素表观利用率增加30.7%~68.7%,使氮素农学效率提高50.6%~81.3%,使氮肥偏生产力增加84.0%~103.2%。这说明,基于小麦需肥特征的氮肥精准管理能在显著降低氮肥投入量的同时取得较高产量,这为减氮增效协同目标的实现奠定了理论基础。

不同基因型小麦NDVI值与产量的关系

在旱地保护性耕作条件下,以11个不同基因型小麦(Triticum aestivumL.)品种为材料,研究了植被归一化指数(NDVI,Normalized difference vegetation index)与产量构成和抗旱性的关系。结果表明,不同基因型小麦各生育期的归一化植被指数(NDVI)存在显著性差异;小麦抽穗期NDVI值与其干旱产量指数呈正相关,抽穗期NDVI值较高的小麦品种其干旱产量指数也较高;本试验条件下,石麦15、石家庄8号和烟Blu6439三个小麦品种的干旱产量指数较高。

旱地保护性耕作条件下不同冬小麦品种部分生理指标与WUE的关系

为给旱地保护性耕作条件下小麦高水分利用效率品种的筛选以及高产节水栽培提供依据,以烟Blu6439、洛旱6号、石家庄8号、石麦15和烟农21为供试材料,研究了小麦不同生育期的LAI、植被归一化指数(ND-VI)、SPAD值、净光合速率(Pn)与水分利用效率(WUE)的关系。结果表明,旱地保护性耕作条件下,不同基因型小麦的LAI和NDVI在抽穗期和灌浆中期与WUE存在抛物线关系。旗叶SPAD值和Pn与WUE呈直线关系。说明在旱地保护性耕作条件下,SPAD值和Pn较高的小麦品种具有高效用水潜能,可作为筛选高产节水品种的重要指标。

不同耕作方式对小麦叶片净光合速率的影响

为了明确少耕和翻耕对小麦产量水平发挥的影响。采用4个不同基因型小麦品种:中大穗型品种泰农18和山农24,多穗型品种济麦23和济麦44,对比研究了少耕播种(Less-tillage sowing,LT)和传统翻耕播种(Ploughing sowing,PS)对小麦群体光照强度及小麦叶片净光合速率的影响。与PS处理相比,LT处理显著改善了多穗型品种小麦群体内的光分布状况,显著增加了中下位叶片的可受光照量和叶片光合速率;比较不同穗型小麦品种冠层温度发现,LT处理下多穗型品种济麦23和济麦44群体的冠层温度较PS处理显著降低,中大穗型品种泰农18和山农24在2种耕作方式下冠层温度差距不明显,说明中大穗型小麦品种更适宜采用少耕播种技术;LT处理能够显著提高中大穗型小麦品种山农24生育中后期的植被归一化指数(NDVI),充分发挥小麦群体的后期光合生产优势;LT处理较PS处理可显著提高多穗型品种济麦23和济麦44的产量。LT处理能够显著改善多穗型小麦品种的群体光分布特性,较PS处理更易发挥该技术的增产效果;选用分蘖成穗率较高、群体相对较大的多穗型品种更容易发挥LT处理的节本增效作用。

垄作栽培条件下小麦群体特征的研究

为给小麦(Triticum aestivum L.)高产高效栽培提供依据,充分发挥当前主栽品种的增产潜力,在大田生产条件下,利用山东省主栽小麦品种济麦20、烟农19、济麦19和泰山23,研究了垄作(Raised bedplanting,RBP)和传统平作(Conventional flat planting,CFP)两种种植方式对小麦群体特征的影响。结果表明,垄作种植方式能够明显抑制春季无效分蘖的发生,培育壮蘖,提高分蘖成穗率;垄作种植方式使小麦冠层由传统平作的水平状改为波浪状,显著改善了植株下部叶片的可受光量,提高了倒四叶对产量的贡献率;垄作种植方式能够使小麦群体获得较高水平的叶面积系数,显著增加地上部干物质积累量;株型扩张型小麦品种更适合垄作种植。2年重复试验表明,垄作种植方式能够培育健壮小麦群体,发挥小麦优良品种的增产潜力,提高小麦产量。

节水灌溉对小麦旗叶主要光合参数和水分利用效率的影响

2007-2009年于山东省农业科学院作物研究所旱池,以济麦22为试验材料,研究了不灌水（W0）、拔节水60 mm（W1）、拔节水60 mm＋开花水60 mm（W2）和越冬水60 mm＋拔节水60 mm＋开花水60 mm（W3）4个灌水处理对小麦旗叶荧光动力学参数、光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）、胞间CO2浓度（Ci）、蒸腾速率（Tr）和水分利用效率（WUE）的影响。结果表明：随着灌水次数的增加,光系统Ⅱ（PSⅡ）最大光化学量子效率（Fv/Fm）、光化学猝灭系数（qP）和光系统Ⅱ（PSⅡ）的实际光化学效率（ΦPSⅡ）明显改善,旗叶净光合速率显著提高;气孔导度（Gs）和胞间CO2浓度（Ci）随着灌水次数的增加而增加,与蒸腾速率（Tr）呈线性关系;4个灌水处理的水分利用效率以W0最高,W1和W3较低（P〈0.05）;W3处理的地上部干物质积累量和籽粒产量要显著高于其余3个处理（P〈0.05）;光合速率、蒸腾速率和水分利用效率存在显著的相关关系。