灌溉和干旱及氮素水平对孕穗期冬小麦冠层光分布影响

探讨灌溉和干旱以及氮素对多穗型和大穗型小麦的冠层光分布的影响,为作物生长模型提供参数。通过试验,以氮素3个主处理,灌溉和干旱2个副处理,采用多穗型‘济麦22’和大穗型‘鲁麦21’为试材,使用美国CI-110型冠层分析仪测定孕穗期、开花期和灌浆期的冠层光分布数据。结果显示,不同类型冬小麦,随着生育期推进,MLA呈现先下降,再上升,同一氮素水平,灌溉增加MLA;孕穗期的TCRP值‘鲁麦21’大于‘济麦22’,随着天顶角增加,两个品种不同氮素,灌溉或干旱的TCRP均下降;TCDP在两个品种不同氮素、灌溉或干旱,都呈现先下降,再上升;K值随着天顶角增加都呈上升趋势。施氮和灌溉对冬小麦孕穗期的冠层光分布产生促进作用。灌溉和增加氮肥,可提高孕穗期叶面积指数LAI,增加叶面倾角MLA,在7.5°和22.5°天顶角时,TCRP值小穗型品种呈增加趋势;TCDP在高N、中N和低N时,无论是灌溉还是干旱,TCDP都呈现先下降,再上升趋势;K值随着天顶角的增加,呈现上升趋势。研究表明,大穗型冬小麦品种在生育前期要减少氮肥使用和适度干旱,多穗型冬小麦的氮肥和水分供给应早于大穗型冬小麦品种,这样才有利于冬小麦孕穗期合理的冠层光分布。本研究结论对于黄淮海冬麦区不同类型冬小麦品种肥水科学管理有一定的指导意义。

水氮管理影响冬小麦品质的CERES-Wheat模型模拟

评估CERES-Wheat对不同水氮管理的响应,模拟不同水氮管理对冬小麦品质和产量的影响,筛选优质高产的水氮管理,优化冬小麦农田管理措施。首先利用关中地区2014—2016年2季冬小麦试验数据,对CERES-Wheat进行校准和验证,并评估其模拟籽粒蛋白质浓度和产量的精度。应用CERES-Wheat模拟51 a(1966—2016)历史气象数据下不同水氮管理的冬小麦生长情况,以籽粒蛋白质浓度和产量为主要筛选目标优化水氮管理。结果表明,CERES-Wheat能够较为精确地模拟冬小麦的生长过程,但籽粒和地上部生物量在严重氮胁迫条件下被低估,籽粒蛋白质浓度在低氮胁迫条件下被高估。籽粒蛋白质浓度和产量对不同的水氮处理具有不同的响应,但可以通过调整灌溉定额、灌溉次数、灌溉时期和施氮量之间的耦合作用达到小麦提质增效的目的。越冬期灌溉120 mm,施氮量262.5 kg/hm^2的水氮管理最适合关中地区的气候条件,可以同时实现优质、高产、稳产。

有机无机配施及亏缺灌溉对关中地区冬小麦生长及氮素利用效率影响

研究不同比例有机无机肥配施与亏缺灌溉耦合作用下,冬小麦氮素累积、转运利用效率以及土壤硝态氮分布等状况,探求提高关中地区冬小麦产量的适宜有机无机配施比以及相应的亏缺灌溉量,为该地区冬小麦的高产高效提供科学有效的水肥管理。结合2个水平的灌溉(充分灌溉W1和亏缺灌溉W2),采用等氮的原则,对有机肥与无机肥按照不同比例混施(F1∶100%化肥、F2∶24%有机肥和76%化肥混施、F3∶48%有机肥和52%化肥混施),研究亏缺灌溉与有机无机肥配施对冬小麦氮素转运及利用效率影响和土壤硝态氮分布情况。有机无机配施能有效促进作物生长,显著增加作物籽粒产量以及显著提高开花期后氮素累积、分配和转运。在充分灌溉W1条件下,F2和F3处理的籽粒产量较F1处理提高12.0%~28.6%;亏缺灌溉W2条件下,有机肥处理的小麦籽粒产量提高16.6%~31.8%。在相同灌溉条件下,成熟期F2和F3处理相对F1处理,冬小麦氮素累积量、向籽粒转运量和氮肥生产效率分别提高了12.8%~40.4%、11.9%~36.5%、13.0%~31.6%;相同有机无机配施比例下(F2和F3),冬小麦亏缺灌溉W2处理下各种氮素吸收利用指标高于充分灌溉W1处理10.0%~28.5%。有机无机肥配施能够显著提高不同土层土壤硝态氮含量,在相同灌溉条件下,在0~100 cm土层F3处理硝态氮含量分别较F1和F2处理增加了66.4%~76.4%和1.2%~13.9%;相同有机无机配施比例下(F2和F3),在0~100 cm土层W1处理F1、F2、F3土壤硝态氮含量分别低于W2处理15.1%、9.9%、19.9%。48%化肥和52%有机肥配施、亏缺灌溉(50%)处理是该试验条件下冬小麦高产高效的最佳水肥管理模式。

黄河水滴灌不同水肥处理对冬小麦生长及水肥利用的影响

尊村引黄灌区是山西省境内最大的以黄河为水源的灌区,其主要灌溉方式为渠道灌溉。以尊村引黄灌区为例,探索黄河水滴灌条件下合理的水肥处理方案,试验共设置5个处理,分别为黄河水滴灌条件下当地农户常用施肥量的60%、80%、100%为处理T1、T2、T3,地下水滴灌条件下当地农户常用施肥量的100%为处理T4,黄河水滴灌且不追肥处理作为对照处理CK,研究了不同水肥处理对冬小麦生长及水肥利用的影响。研究结果表明,在作物生长方面,黄河水滴灌条件下,冬小麦株高、叶面积指数、地上部干物质量和产量均随施肥量的增加而增加,其中单株地上部干物质量与产量增长变化趋势相同,产量与施肥量拟合关系符合抛物型曲线变化,当施肥量为232.28 kg/hm^(2)时,产量最大为8080.06 kg/hm^(2);在相同施肥量下,黄河水滴灌处理的叶面积指数、地上部干物质量和产量指标均优于地下水滴灌处理。在水肥利用方面,黄河水滴灌条件下,土壤氮素残留量、耗水量和水分利用效率均随施肥量的增加而增加;在相同施肥量下,黄河水滴灌处理的土壤氮素残留量和耗水量均低于地下水滴灌处理,水分利用效率和氮肥偏生产力高于地下水滴灌处理。综合考虑,T2处理的产量、水分利用效率和氮肥偏生产力较T4处理分别提高了0.62%、5.88%和25.79%;T2和T3处理水分利用效率均为1.98 kg/m^(3),但T2较T3处理在产量略有下降的情况下,氮肥偏生产力较T3处理提高了21.54%,土壤氮素的残留量较T3处理降低了32.73%,因此结合产量拟合关系可知本地区用黄河水滴灌冬小麦最佳的施肥用量为204~232.28 kg/hm^(2)。

适宜微喷灌灌水频率及氮肥量提高冬小麦产量和水分利用效率

为明确微喷水肥一体化条件下灌溉次数和氮肥用量对冬小麦产量形成和水分利用的影响,该试验在灌水定额1 500 m3/hm2下设置微喷2次（拔节期750 m3/hm2＋开花期750 m3/hm2）、3次（拔节期450 m3/hm2＋开花期750 m3/hm2＋灌浆期300 m3/hm2）、4次（拔节期450 m3/hm2＋孕穗期300 m3/hm2＋开花期450 m3/hm2＋灌浆期300 m3/hm2）和氮肥追施45、90、135 kg/hm2处理,N肥随灌水等量分次施入,考察群体光合特性、物质生产和水分利用特征。结果表明：微喷3次和4次相比于微喷2次,产量提高了5.3%～18.9%,水分利用效率提高了5.3%～27.8%,但微喷3次与4次之间差异不显著。适当增加微喷次数提高了开花期和灌浆期群体绿色叶面积指数,延缓了叶片衰老,提高了生育后期干物质积累,增加了千粒质量,进而提高了籽粒产量;多次微喷（3次或4次）降低了总耗水量和开花前耗水比例,提高了开花后耗水比例;适当增施氮肥能进一步提高花后物质积累和花后耗水比例。综合来看,1 500 m3/hm2灌溉定额下微喷4次,追施氮肥90 kg/hm2产量和水分利用效率较高。

几种水氮模式处理下冬小麦冠层结构的差异

为了给冬小麦水氮管理提供理论依据,以京冬8号为试验材料,采用随机区组设计,研究了4种水氮模式处理下冬小麦冠层结构的差异。结果表明,与传统水肥相比,传统灌溉-优化施肥的冬小麦株型较紧凑,植株高度相近,基部节间缩短,上3叶变短、变厚,总面积减少11.6%,叶倾角大,各层透光率高;优化灌溉-传统施肥的冬小麦株型松散,植株高度增加,基部节间差异小,上3叶变长、变薄,总面积增加14.1%,叶倾角小,各层透光率低;优化水肥与秸秆还田优化水肥株型稍松散,高度有所增加,基部节间缩短,上3叶长度有所增加,宽度有所减少,总面积分别减少2.3%和1.7%,叶倾角略减小,各层透光率略下降。与优化水肥相比,秸秆还田优化水肥有利于改善冬小麦冠层结构和光分布,但效果不明显。

不同水氮处理对冬小麦生长及产量影响的田间试验

该文以促进农业用水增效为目的,开展了作物水肥生理调控技术研究,选用主要农作物冬小麦,进行不同水肥耦合的灌溉试验,对冬小麦生理指标(株高、干物质质量、叶面积指数、光合作用和籽粒产量等)进行了统计分析,初步探索了冬小麦对水肥(氮)需求影响的规律。通过对冬小麦生理生育指标的统计分析及比较可知各个处理之间各生物指标的生长趋势相同,而200kg/hm2氮处理的各生物指标普遍优于100kg/hm2氮处理的各生物指标,这表明在低肥力条件下适当的增施氮肥,可以提高产量,不过各个处理下冬小麦籽粒产量和总生物量并无显著性差异。在水分处理上灌浆水和返青水很关键,只是在灌灌浆水时已进入雨季,可以减少灌溉水量而充分利用雨水。为减少对环境的污染,建议在生产上考虑选择100kg/hm2氮肥量,并不显著影响冬小麦的生长及最终产量。

冬小麦施用控释氮肥增产效应研究初报

冬小麦施用 2种控释N肥田间小区试验研究结果表明 ,不同灌水量、等N量下冬小麦施用乐喜施控释N肥 (F2 )和众品控释N肥 (F3 )均比施用普通尿素 (F1)显著提高产量 ,产量结构明显改善 ,N素利用效率分别提高 3%～ 5 % (W1)和 2 %～ 6 % (W2 ) ,经济效益F3 处理增收 10 82元 /hm2 ,而F2 处理平均减收 6 32 7元 /hm2 ,收获期耕层土壤所保持的N量较多。

施氮量对滴灌冬小麦茎部特征及其抗倒伏性的影响

为了研究施氮量对滴灌冬小麦茎部形态特征及其抗倒伏能力的影响,在2014-2015年冬小麦生长季,以新冬18号为试验材料,在大田滴灌条件下研究了300(N_1)、360(N_2)、420(N_3)和480(N_4)kg·hm^(-2)四个不同氮肥水平对冬小麦茎部形态特征、力学特征及抗倒伏性能的影响。结果表明,随着施氮量的增加,滴灌冬小麦的株高逐渐增高,重心高度升高,平均节间长度增长,单株鲜重增加,而基部节间直径减小,茎秆基部的机械强度及抗倒伏指数降低;随着生育进程的推进,冬小麦茎秆基部的机械强度及抗倒伏指数均呈降低的趋势。茎秆的机械强度和抗倒伏指数与株高、重心高度、单茎鲜重显著负相关,与基部节间直径呈显著正相关。N_2处理小麦倒伏率较低,产量最高,为6 315.76kg·hm^(-2),分别较N_1、N_3、N_4处理产量高4.72%、6.69%和13.59%。在本试验条件下,适当控制施氮量可以降低滴灌小麦倒伏率,增加产量。

不同水肥条件下冬小麦的干物质积累、产量及水氮利用效率

为了给冬小麦种植中合理水肥管理提供依据,以京冬8号为试验材料,研究了不同水肥管理模式对冬小麦干物质积累、产量及水氮利用效率的影响。结果表明,与传统水肥相比,优化水肥、秸秆还田优化水肥的冬小麦全生育期干物质积累总量和经济系数均有所提高,物质生产结构较优;单位面积收获穗数有所增加,穗粒数显著减少,千粒重显著提高,籽粒产量有所增加;水分利用效率无显著性差异,氮肥当季利用率显著提高。与优化水肥相比,秸秆还田优化水肥有利于增加单位面积籽粒产量,是种植冬小麦的最佳模式。

氮肥水平对限制灌溉下冬小麦旗叶光合性能及产量的影响

为了解氮素营养供应与小麦节水效果的关系,以周麦22为材料,采取大田试验研究了不同氮肥水平对限制灌条件下冬小麦旗叶光合性能及产量的影响。结果发现,与正常灌水相比,限制灌溉降低了小麦旗叶叶绿素含量、净光合速率、气孔导度和蒸腾速率,提高了小麦旗叶胞间CO2浓度;限制灌溉条件下,与不施氮肥相比,增施氮肥能明显改善小麦旗叶光合性能。从产量来看,充分灌水有利于小麦产量提高,而限制灌溉条件下,灌水时期提前或增施氮肥能不同程度提高小麦产量。以上结果说明,增施一定量的氮肥能明显改善限制灌溉条件下冬小麦花后旗叶光合性能,提高小麦产量和水分利用效率。

水氮优化条件下在华北平原冬小麦/夏玉米轮作中化肥氮的去向

针对华北平原冬小麦/夏玉米轮作区水肥高投入的特点,引入以土壤Nmin(NO3--N+NH4+-N)为基础的优化施氮技术和以土壤水分含量为基础的优化灌溉技术对施氮量和灌溉进行优化,大幅度降低了作物氮肥用量和灌溉量,且生物产量和籽粒产量均未发现显著降低。微区结果表明,传统灌溉方式下,传统施氮处理的化肥氮利用率很低,冬小麦当季为22.7%,夏玉米当季25.7%,整个轮作周期为28.44%;氮损失率较高,冬小麦当季为52.9%,夏玉米当季35.7%,整个轮作周期为47.0%;而优化施氮可大幅度提高化肥氮利用率,降低损失,冬小麦当季、夏玉米当季和整个轮作周期的化肥氮利用率分别达到45.1%,42.9%和46.1%,损失率分别为33.3%,7.1%和34.5%。优化灌溉下的优化施氮与传统灌溉的优化施氮相比,虽然化肥氮利用率未有显著差异,但是却显著降低了损失,显著增加了化肥氮的土壤残留,建议在化肥氮优化中考虑水分管理。研究还表明,在华北平原冬小麦/夏玉米轮作区,反硝化损失是化肥氮损失的主要途径。

优化灌溉与施肥对冬小麦冠层结构的影响研究

试验研究优化灌溉与施肥对冬小麦冠层结构的影响结果表明,与限量灌溉处理相比,优化灌溉和传统灌溉处理小麦最上部3个节间明显伸长,导致株高增高10cm,旗叶叶面积减小7%,但倒2叶和倒3叶叶面积分别增加7%和20%;优化灌溉处理小麦旗叶茎叶夹角明显减小。与未施N肥处理相比,施用N肥有增大小麦株高、叶面积和茎叶夹角的趋势,且传统施N比优化施N更加明显。优化水N管理麦田各层次透光率与传统处理差异较小,但它们均显著低于限量灌溉和未施N处理。

优化灌溉和施肥对冬小麦产量的影响

为了探讨传统水氮管理和优化水氮管理对冬小麦产量的影响,于1999～2000年在中国农业大学中德合作项目北京试验基地进行了包括灌溉、氮肥和秸秆3因素共18个处理组合的田间试验。传统水氮管理尽量模仿当地农民的生产实际,优化水氮管理以冬小麦生长发育的需要为原则,结合土壤水分和土壤养分的实测值来具体确定。结果表明,优化灌溉在节水11 mm的情况下,小麦产量与传统灌溉无显著性差异;优化施氮与传统施氮相比,氮肥用量降低了75％,但产量并不降低;秸秆还田与秸秆不还田相比,冬小麦产量无明显变化。上述结果表明,在保持产量不降低的前提下,华北平原小麦生产中节水的空间相对较小,而节肥(指氮肥)的空间相对较大,优化施氮管理值得大力推广。

冬小麦限水灌溉条件下土壤硝态氮变化与氮素平衡

研究结果表明 ,冬小麦拔节期 1m土层的硝态氮含量主要受基肥施氮量的影响 ,开花期和成熟期的硝态氮含量除了与追肥与否及追肥施氮量有关外 ,还受基肥施氮量的一定影响。土壤硝态氮含量的分布 ,在拔节期处理间差异主要在 0～ 6 0cm土层内 ,在开花期和成熟期则整个 1m根层内都有差异。 14 4～ 2 13kg/hm2 的施氮量 ,都能维持土壤氮素的表观平衡 ,但以 14 4kg/hm2 施氮量、全部基施的处理吸氮比例 (作物吸氮量 /施氮量 )最高 ,残留比例 (土壤残留量 /作物吸氮量 )最低。

施氮量对滴灌冬小麦产量和品质的影响

【目的】揭示不同施氮量对滴灌冬小麦产量和品质的影响,为滴灌冬小麦合理施氮量的确定提供理论依据。【方法】在大田滴灌条件下,设置180 kg/hm^2(N_1)、240 kg/hm^2(N_2)、300 kg/hm^2(N_3)、360 kg/hm^2(N_4)4个施氮量处理,研究施氮量对滴灌冬小麦籽粒特性、面团流变学参数和拉伸特性及产量的影响。【结果】随着施氮量的增加,冬小麦的籽粒容重、出粉率、蛋白质含量、湿面筋含量以及面团稳定时间、弱化度、拉伸阻力均呈"先增后降"的变化规律,在N_3处理达到最大;沉降值、面团吸水率及形成时间逐渐增大;拉伸面积和延伸度逐渐减小。施氮量对穗数影响不大,但穗粒数、千粒重、总生物量和收获指数均表现为:N_3>N_4>N_2>N_1;产量以N_3处理最高,为9 540.15 kg/hm^2,分别较N_1、N_2、N_4处理产量提高了24.72%、14.44%和6.23%,达显著或极显著性差异水平。【结论】施氮量为300 kg/hm^2时,滴灌冬小麦籽粒产量及品质均表现最好。

不同生育期水分亏缺和施氮对冬小麦产量及水分利用效率的影响

【目的】研究不同生育期土壤水分亏缺和施氮对冬小麦产量及水分利用效率的影响,探讨小麦生长的水分亏缺敏感期和合理施氮量。【方法】以冬小麦小偃22为试验材料,设置4个氮肥水平和11个水分亏缺处理,采用盆栽试验,研究不同生育期水分亏缺和施氮水平对冬小麦水分利用效率、产量及其构成要素的影响。【结果】不同生育期土壤水分亏缺和施氮水平对冬小麦产量和水分利用效率有一定影响。与全生育期不亏水处理相比,返青期水分亏缺处理冬小麦干物质显著降低了7.70%,产量、水分利用效率显著增加了4.95%和7.56%;拔节期、抽穗期水分亏缺处理冬小麦干物质显著降低了13.69%,15.88%,产量显著降低了5.69%,8.06%,且对有效穗数、穗粒数也有显著降低作用;灌浆期水分亏缺对冬小麦产量影响不显著,但耗水量显著减少了5.44%,水分利用效率显著增加了8.02%。与全生育期不亏水处理相比,返青期+拔节期、返青期+抽穗期、返青期+灌浆期、拔节期+抽穗期、拔节期+灌浆期、抽穗期+灌浆期水分亏缺处理冬小麦干物质和产量均有显著降低,其中返青期+拔节期、拔节期+抽穗期水分亏缺处理冬小麦干物质显著降低了17.44%,17.57%,产量显著降低了11.60%和14.52%,水分利用效率显著降低了8.02%和7.56%,且对有效穗数、穗粒数也有显著降低作用。施氮对冬小麦产量和水分利用效率有显著促进作用。中氮处理(0.3 g/kg,N2)冬小麦产量最高,耗水量较低,水分利用效率较高。【结论】冬小麦对拔节期、抽穗期、返青期+拔节期、拔节期+抽穗期水分亏缺很敏感,中氮处理具有最高的产量和较高的水分利用效率。

不同灌水处理对冬小麦冠层结构及光合特性的影响

通过对冬小麦不同生育时期进行灌水处理,研究了灌水处理对冬小麦冠层结构、光合特性及产量的影响。结果表明,两水处理(越冬期和拔节期)的冬小麦叶绿素含量和叶面积指数,在全生育期内始终保持较高水平,且分别在开花期和灌浆初期呈现倒"V"型。灌水处理对透光率的影响与叶面积指数的变化趋势相反;两水处理(越冬期和拔节期)的冬小麦旗叶净光合速率、气孔导度和蒸腾速率与一水处理(越冬期或者拔节期)相比显著提高,胞间CO2浓度则降低。P12、138和米808三个品种产量均是两水处理(越冬期和拔节期)最高,分别达到5045、5516、5479 kg/hm2。

不同水氮处理对豫麦49-198籽粒抗氧化物含量的影响

2012—2013年度，在河南温县和郑州大田条件下，研究不同水氮处理对冬小麦品种豫麦49-198籽粒总酚、类黄酮、类胡萝卜素含量及抗氧化活性的影响。结果表明，在施纯氮0-300 kg hm^-2范围内，所有观测指标均随施氮量的增加而增加，以施氮300 kg hm^-2处理最高。随灌水次数（0-2次）的增加，总酚、类黄酮含量和抗氧化活性呈先增加后降低趋势，以灌拔节水处理最高；类胡萝卜素含量在不同试点间表现不一致。水氮耦合，以灌拔节水＋施氮240-300 kg hm^-2处理的抗氧化物含量及抗氧化活性较高，而总酚、类黄酮及类胡萝卜素的积累量则以灌拔节和开花水＋施氮240-300 kg hm^-2处理较高。相关分析表明，籽粒总酚、类黄酮含量与抗氧化活性均呈显著正相关，表明总酚、类黄酮含量增加可以提高小麦籽粒抗氧化活性；不同深度土层土壤水分含量及硝态氮含量与籽粒抗氧化物质含量的相关性存在差异，总体而言，氮含量有助于总酚及类胡萝卜素含量的积累，而水分含量可能有助于类黄酮含量的提高。

氮肥运筹对华北平原限水灌溉冬小麦产量和水氮利用效率的影响

为了解不同氮肥运筹处理对华北平原限水灌溉条件下冬小麦产量、水分和氮素利用效率的影响，在中国农业大学吴桥试验站限水灌溉（播种前灌充足底墒水，春浇拔节水和开花水）条件下，开展了6个不同氮肥运筹处理（157．5kg N／ha全部做基肥；基肥88．5 kg N／ha＋追肥69kg N／ha；基肥157．5kg N／ha＋追肥69kg N／ha；基施88．5kg N／ha＋追施138kg／ha；226．5kg N／ha全部做基肥；基肥157．5kg N／ha＋追肥138kg N／ha）的大田试验。结果表明，限水灌溉条件下，不同氮肥运筹处理的冬小麦经济产量和产量构成因素（有效穗数、穗粒数和千粒重）间无显著差异。冬小麦水分利用效率（1．78～1．87kg／m^3）和氮素生理利用效率（39．65～44．42kg／kg N）随氮肥施用量加大呈下降趋势，而氮肥生产力则随施氮量增加而显著降低。冬小麦氮素转运量及其对籽粒的贡献率（％）均表现为叶片〉茎鞘〉穗颖。氮肥一次性基施处理的氮素转运量及其对籽粒的贡献率（％）在各氮肥运筹处理中均较高。在华北平原地区，施氮水平在157．5kg N／ha且一次性基施，是限水灌溉冬小麦高产、高效、简化的适宜施肥方式。