夏闲季不同耕作措施对旱地麦田土壤养分含量和酶活性的影响

为明确夏闲季不同耕作措施对旱地麦田土壤理化特性和酶活性的影响,基于2018年开始设置在黄土高原与黄淮海平原交汇处典型旱作区洛宁县小界乡的夏闲季定位耕作管理大区试验,2020—2022年研究了传统翻耕(CT)、一次深翻(DT)、免耕覆盖(NTM)、深松覆盖(STM)和深松垄沟覆盖(SRFM)5种夏闲季耕作措施对旱地麦田土壤三相比、养分含量和酶活性的影响。结果表明,优化夏闲季耕作措施可改善旱地麦田土壤三相比,提高土壤养分含量和酶活性,总体以SRFM效果最好。与CT相比,STM和SRFM的三相比R值显著降低4.7%~28.2%和10.9%~33.7%,DT、STM和SRFM在0~40 cm土层土壤全氮含量分别提高2.8%~11.2%、11.7%~21.4%和15.6%~30.6%,有效磷含量分别提高6.9%~39.5%、7.4%~68.8%和13.6%~80.3%,速效钾含量分别提高5.2%~19.7%、9.6%~25.8%和13.8%~35.0%;土壤蔗糖酶活性分别提高7.8%~21.5%、17.1%~75.9%和27.9%~99.1%,脲酶活性分别提高7.6%~97.0%、12.8%~165.5%和23.5%~194.9%,过氧化氢酶活性分别提高5.5%~15.2%、16.3%~26.7%和20.8%~50.3%,增幅多达到显著水平且表现为SRFM>STM>DT,NTM可显著提高0~10 cm土层但降低20~40 cm土层土壤养分含量和酶活性。综合来看,夏闲季深松垄沟并结合秸秆覆盖的措施可改善土壤三相比,提高土壤养分含量和酶活性,是利于提高旱地麦田土壤质量的耕作措施。

夏闲期耕作下旱地土壤有机碳库与温度和含水量季节变化及关系研究

为明确夏闲期耕作下土壤有机碳(SOC)库与温度和含水量的季节变化及其相互关系,设置夏闲期免耕、翻耕和深松3种耕作处理,分析了黄土高原旱地麦田SOC和易氧化有机碳(POxC)含量的季节变化、土壤含水量和温度的季节变化、以及碳库与温度和含水量变化的关系。结果表明,在冬小麦生育期内,随着生育进程的推进,翻耕和深松处理0~5和5~10 cm土层SOC含量呈先升高后降低的变化趋势,而POxC含量呈“降低—升高—再降低”的变化趋势;土壤质量含水量变化均呈“增加—降低—再增加”的变化趋势,而土壤温度呈先降低后升高的变化趋势。回归分析发现,5~10 cm土层土壤质量含水量与SOC含量呈线性关系(P<0.05),与POxC含量呈二次多项式关系(P<0.05),尤其与免耕和深松处理相比,翻耕处理拟合效果更佳。此外,0~5和5~10 cm土层土壤温度变化与SOC含量无显著相关性,而日最高温度、日平均温度和日最低温度与POxC含量呈显著负相关。综上所述,不同夏闲期耕作下旱地麦田0~10 cm土层POxC含量季节变化与土壤质量含水量和温度变化密切相关,而SOC含量变化对土壤温度变化的敏感性较弱。本研究结果为旱地麦田碳库管理提供了理论依据。

减量施肥对冬小麦休闲期农田杂草物种多样性及生态化学计量特征的影响

【目的】分析减量施肥对冬小麦休闲期农田杂草物种多样性及生态化学计量特征的影响,旨在为化肥农药“双减”政策产生的生态环境效应科学评价提供参考。【方法】以陕西杨凌曹新庄试验地冬小麦肥料试验为基础,设置不施肥(CK)、减量施肥(氮(N)、磷(P_(2)O_(5))用量分别为165和122 kg/hm^(2))和常规施肥(N、P_(2)O_(5)用量分别为220和160 kg/hm^(2))3个处理,测定不同处理小麦产量及夏季休闲期农田杂草的生物量、株高、盖度、多度、频度、丰富度,以及藜、狗尾草和马唐的有机碳、全氮、全磷含量,计算植物多样性指标及生态化学计量比(C/N、C/P、N/P),研究减量施肥对农田杂草物种多样性及生态化学计量特征的影响。【结果】与对照相比,减量施肥和常规施肥处理均对冬小麦休闲期农田杂草的生物量、株高、盖度、多度、频度有明显影响,冬小麦籽粒产量和杂草生物量增加;施肥处理藜和地锦草的株高和生物量均显著增加,其他农田杂草的株高和生物量总体降低。与对照相比,施肥处理苋的有机碳含量以及藜、狗尾草、马唐和葎草的全氮含量均显著增加,藜、马唐全磷含量显著降低。相较于常规施肥,减量施肥处理狗尾草全磷含量显著降低。与对照相比,减量施肥和常规施肥处理藜、狗尾草和马唐氮磷比和碳磷比总体显著增加,碳氮比显著降低。相对于常规施肥处理,减量施肥处理缓解了藜和马唐氮磷比的增加幅度。与对照相比,施肥处理的Shannon-Wiener多样性指数、Simpson多样性指数和Margalef丰富度指数均显著降低;与减量施肥处理相比,常规施肥处理Pielou均匀度指数与丰富度显著降低。植物β多样性指数表明,常规施肥对小区植物多样性的影响最大。【结论】减量施肥和常规施肥处理冬小麦休闲期农田杂草的物种多样性均明显降低,但减量施肥处理缓解了常规施肥对农田杂草生物多样性和生态化学计量特征的影响。

休闲期耕作对旱地小麦土壤水分、花后脯氨酸积累及籽粒蛋白质积累的影响

【目的】研究休闲期不同时间耕作对土壤水分、花后旗叶和籽粒脯氨酸积累、籽粒蛋白质积累的影响,旨在探索休闲期一次性耕作的蓄水保墒技术,为旱地小麦高产、优质提供理论依据。【方法】采用大田试验设定前茬小麦收获后15 d、45 d两个时期,深翻、深松两种耕作方式(以未耕作为对照),研究其对播前0—300 cm土壤蓄水量,花后旗叶和籽粒脯氨酸含量、谷氨酰胺合成酶(GS)、谷氨酸脱氢酶(GDH)活性动态变化,籽粒蛋白质含量动态变化的影响及花后脯氨酸含量与两种氮代谢酶活性的关系。【结果】休闲期深翻或深松均可提高旱地小麦播前0—300 cm土壤蓄水量,且欠水年效果明显,以前茬小麦收获后45 d深翻效果较好。休闲期耕作降低了花后旗叶脯氨酸含量、花后5—15 d籽粒脯氨酸含量、旗叶和籽粒GDH活性,提高了籽粒GS活性、籽粒蛋白质产量。但耕作时间在不同降雨年型对旗叶GS活性、籽粒蛋白质含量的影响存在差异,在欠水年,休闲期耕作降低了旗叶GS活性、籽粒蛋白质含量;在丰水年,麦收后15 d耕作降低了旗叶GS活性、籽粒蛋白质含量,而麦收后45 d耕作则相反。休闲期耕作条件下,旱地小麦播前土壤蓄水量与籽粒脯氨酸含量的相关性高于与旗叶脯氨酸含量的相关性。前茬小麦收获后15 d耕作条件下,旗叶脯氨酸含量与旗叶GDH活性相关性较大,籽粒脯氨酸含量与旗叶GS活性相关性较大;前茬小麦收获后45 d耕作条件下,旗叶脯氨酸含量与籽粒GDH活性相关性较大,而籽粒脯氨酸含量与两种酶活性无显著相关性。【结论】休闲期耕作有利于蓄水保墒,且欠水年效果较明显,有利于降低花后旗叶脯氨酸含量及灌浆前期籽粒脯氨酸含量,减缓花后小麦干旱胁迫,由于脯氨酸含量与两种氮代谢酶有一定相关性,从而影响籽粒蛋白质积累。休闲期耕作的时间对土壤水分、花后脯氨酸积累、籽粒蛋白质积累有较大的调控效应,且以休闲期等雨后耕作有利于籽粒蛋白质形成,深翻效果较好。

旱地小麦休闲期深翻覆盖对土壤水分及其利用效率的影响

为充分利用休闲期降水, 提高旱地麦田土壤蓄水保墒能力, 达到＂伏雨春用＂的目的, 本文将耕作蓄水技术与覆盖保水技术相结合, 采用大田试验研究了从前茬小麦收获后15 d或45 d进行深翻及深翻后采取渗水地膜、液态地膜覆盖对旱地小麦土壤水分及水分利用效率的影响。结果表明： 前茬小麦收获后45 d深翻较15 d深翻可显著提高小麦收获后65 d（休闲期）至316 d（孕穗期）土壤蓄水量、播前120~300 cm各土层土壤蓄水量和小麦水分利用效率。休闲期深翻覆盖可显著提高65 d（休闲期）至316 d（孕穗期）土壤蓄水量及播前0~ 300 cm各土层土壤蓄水量, 显著提高小麦水分利用效率, 且均以渗水地膜覆盖效果最好。此外, 前茬小麦收获后45 d深翻较15 d深翻可显著减小播种至拔节期60~300 cm, 拔节至开花期0~60 cm、120~240 cm, 开花至成熟期180~300 cm土壤水分减少率, 且深翻后采用渗水地膜覆盖对拔节至开花期土壤水分减少率调控效应较大。 总之, 旱地小麦休闲期等雨后深翻有利于提高土壤蓄水量与水分利用效率, 深翻后覆盖有较大的调控效应, 且采用渗水地膜覆盖效果更好。因此, 休闲期等雨后（约7月底或8月初）深翻并立即采用渗水地膜覆盖的技术是旱地麦田休闲期蓄水保墒的新途径, 且此技术可为旱地小麦高产、稳产、高效提供保障。

休闲期深翻覆盖对旱地小麦土壤水分运行及产量与品质形成的影响

为充分利用休闲期自然降水，提高旱地麦田土壤的蓄水保墒能力，达到“伏雨春用”的目的，本研究在山西闻喜县旱地麦田将休闲期耕作与覆盖相结合，采用大田试验方法研究了前茬小麦收获后15d 或45d 进行深翻，而后立即采取渗水地膜或液态地膜覆盖对旱地小麦土壤水分、产量及其构成、品质形成的影响效果，试图探索旱地小麦蓄水保墒技术新途径。结果表明，前茬小麦收获后45 d 深翻较15 d 可显著提高麦收后65 d 至孕穗期100～300 cm 土壤蓄水量，可显著提高播前至孕穗期0～300 cm 总土壤蓄水量，且覆盖的蓄水效果可延续至开花期，以渗水地膜覆盖效果较好。前茬小麦收获后45 d 深翻覆盖较15 d 可显著提高穗数、产量、籽粒蛋白质及其组分含量、籽粒蛋白质产量，且以渗水地膜覆盖效果较好。此外，播前80～200 cm 土壤蓄水量与穗数、产量显著相关；播前和开花期120～300 cm 土壤蓄水量与籽粒蛋白质及其组分含量、籽粒蛋白质产量显著相关，播前80～280 cm 、开花期40～60 cm 、100 cm 、240～300 cm 土壤蓄水量与谷醇比显著相关。总之，休闲期等雨后深翻并采用渗水地膜覆盖有利于提高旱地小麦土壤蓄水量，达到伏雨春用的目的；有利于优化产量结构，提高产量；有利于提高籽粒蛋白质品质，实现优质。

夏闲期施肥与覆盖处理对旱地冬小麦产量和土壤水分利用的影响

为给旱地夏闲期管理提供参考依据,采用大田试验,研究了夏闲期施肥与覆盖处理对旱地冬小麦土壤储水量、产量及水分利用效率的影响。结果表明,夏闲期施肥可明显提高播前0~100、100~200 cm土层储水量,增加了冬小麦穗数、籽粒产量和水分利用效率;不论施肥与否,地膜覆盖与纸覆盖均可提高播前底墒,增加小麦穗数和穗粒数,显著提高籽粒产量和水分利用效率,且地膜覆盖处理效果优于纸覆盖;施肥可增进覆盖的保水、增产及高效用水的作用。因此,旱地夏闲期可通过施肥与覆盖技术改善土壤水分状况,为旱地秋播作物高产创造条件。

旱地小麦休闲期地膜覆盖对土壤水分和产量的影响

为改善旱地麦田土壤水分条件,实现旱地小麦高产高效,于2013~2014年度在山西省闻喜县进行大田试验,研究休闲期垄覆盖、平覆盖和不覆盖3种覆盖方式对旱地麦田土壤水分和小麦产量构成的影响。结果表明:休闲期平覆盖和垄覆盖较不覆盖相比,播种-孕穗期0~100cm土壤蓄水量显著提高;播种期各土层土壤蓄水量提高,且60~100cm土层差异显著,播种至成熟期作物耗水量分别增加12.07mm和41.91mm。覆盖后,各生育时期根系活力提高,越冬期、返青期和孕穗期群体分蘖数增加,成熟期穗数增加,成穗率显著提高,且以垄覆盖显著最高;孕穗-成熟期干物质量提高,全生育期干物质量以垄覆盖显著最高。休闲期平覆盖、垄覆盖较不覆盖的穗数分别提高7%和10%,产量分别提高11%和29%,水分利用效率分别提高2%和15%,自然降水利用效率分别提高11%和29%。休闲期平覆盖、垄覆盖均有利于蓄保休闲期降水至土壤深层,直至孕穗期仍有较好的保水效果,有利于根系对深层水分的利用,促进分蘖成穗,促进成熟期干物质及产量形成。同时,垄覆盖增产效果最好。

休闲期深翻覆盖对旱地小麦土壤水分、花后脯氨酸及籽粒蛋白质积累的影响

研究休闲期不同时间深翻覆盖对土壤水分、花后脯氨酸与籽粒蛋白质积累的影响。结果表明:(1)休闲期深翻覆盖可提高播前0-300cm各土层土壤蓄水量,有利于促进根系吸收深层土壤水分,增加作物耗水量,致使开花期土壤蓄水量降低,且等雨后深翻并采用渗水地膜覆盖效果较明显。休闲期深翻覆盖可提高花后旗叶脯氨酸含量、花后5～20d籽粒脯氨酸含量、旗叶谷氨酰胺合成酶(GS)和谷氨酸脱氢酶(GDH)活性,可提高籽粒蛋白质及其组分含量、谷/醇比、籽粒蛋白质产量,以等雨后深翻并采用渗水地膜覆盖最高。且等雨后深翻采用渗水地膜覆盖对灌浆前期旗叶和籽粒脯氨酸含量、旗叶GS和GDH活性均有较大调控性。(2)开花期深层土壤蓄水量与旗叶和籽粒脯氨酸含量关系密切,且与旗叶脯氨酸含量相关性较大。花后旗叶脯氨酸含量与旗叶GDH活性相关显著,而籽粒脯氨酸含量与旗叶GS活性相关显著。籽粒蛋白质及其组分含量、蛋白质产量均与旗叶GS和GDH活性相关显著,谷/醇比与旗叶GS活性相关显著。说明开花期土壤干旱可促进旗叶和籽粒脯氨酸积累,从而影响花后旗叶GS和GDH活性,有利于籽粒蛋白质积累,提高籽粒蛋白质品质。总之,旱地小麦休闲期等雨深翻后覆盖有利于提高底墒,促进根系生长,有利于提高籽粒蛋白质含量及其品质,以采用渗水地膜覆盖效果明显。

旱地小麦休闲期覆盖施磷对土壤水库的调控作用

为探明休闲期覆盖配施磷肥对土壤水分运行规律、小麦产量和水分利用效率的影响,在山西省闻喜县进行了休闲期覆盖与不覆盖条件下75 kg（P2O5）·hm-2、112.5 kg（P2O5）·hm-2、150 kg（P2O5）·hm-23个施磷量的田间试验。结果表明：与不覆盖相比,休闲期覆盖后,播种—孕穗期0-100 cm土壤蓄水量显著提高,小麦播种期提高38-41 mm;增加施磷量,越冬—孕穗期土壤蓄水量提高,尤其拔节期40-100 cm土层。覆盖后,播种—拔节期土壤贮水减少量及其占整个生育期比例显著提高,拔节—开花期土壤贮水减少量增加;增加施磷量,拔节—开花期土壤贮水减少量及其比例显著提高,开花—成熟期80-100 cm土层贮水减少量显著提高。覆盖后增加施磷量,产量和水分利用效率显著提高,产量提高1 452 kg·hm-2,水分利用效率提高16%。覆盖配施磷肥条件下,拔节—开花期60-100 cm、开花—成熟期80-100 cm土层贮水减少量与产量呈极显著相关。因此认为,旱地小麦休闲期覆盖有利于蓄积休闲期降雨,提高底墒,可实现伏雨春夏用;覆盖促进小麦生育前期和中期吸收土壤水分;增施磷肥有利于提高土壤水分,促进小麦生育后期深层吸水;旱地小麦休闲期覆盖配施磷肥150 kg·hm-2有利于蓄水保墒,达到增产、高效的目的。

偏旱年休闲期施肥覆盖对旱地小麦播前土壤水分的影响及其与产量的相关分析

为了改善旱地小麦的土壤水分状况,提高旱地小麦的产量,采用大田试验,研究了休闲期施肥覆盖对播前土壤水分含量的影响及其与产量的关系。结果表明:休闲期施有机肥提高了休闲期降雨补给率,但不显著,休闲期地膜覆盖与纸覆盖均可显著提高休闲期降雨补给率。休闲期施有机肥、覆盖均可提高播前0～100cm、100～200cm、0～300cm土层土壤含水量,施肥与覆盖对播前200～300cm土层土壤含水量的影响较小。结果还表明:地膜覆盖对播前不同土层土壤含水量的增加效果均大于纸覆盖,施肥可增大地膜覆盖对土壤水分的影响范围,在有机肥条件下地膜覆盖可增加40～160cm各土层土壤含水量,不施肥条件下可增加40～140cm各土层土壤含水量。休闲期施肥、覆盖均可显著增产。相关分析表明:播前0～100cm、100～200cm、0～300cm土壤含水量与旱地小麦穗粒数、产量均显著正相关,在20～140cm各土层土壤含水量与产量和穗粒数的相关性均达到显著或极显著水平。总之,休闲期施肥与覆盖均有利于旱地小麦播前土壤水分状况的改善和产量的提高,且以有机肥条件下地膜覆盖效果最好。

冬闲田种植3种小麦的产量营养价值及青贮效果

【目的】全株小麦作为草食动物的青贮饲料在国外已很普遍,而在国内研究较少,也未见饲用专用小麦品种。从15个小麦品种中选出早熟品种石麦001、HYN和晚熟品种徐麦856这3个较好的品种,进一步研究比较其在南方冬闲田种植的干物质产量、营养价值和青贮发酵品质,为华南地区冬闲田种植适宜小麦品种提供理论依据。【方法】小麦在晚稻收割后播种,播种密度为330万株/hm^2,每个品种3次重复,随机区组排列,每个小区面积12 m^2(3 m×4 m)。肥料以复合肥(N:P2O5:K2O=15:6:8)分基肥和拔节肥按6:4两次施入,N、P_2O_5和K_2O的施入量分别为90.0、36.0和48.0 kg·hm^(-2)。蜡熟期观测3个小麦品种的株高、分蘖数,并每小区选取1个1.0 m×1.0 m的样方进行测产;无菌操作取地面10 cm以上植株,装入无菌封口袋放置冰盒中冷藏,带回实验室分析微生物数量;将鲜样切断至20—30 mm,取300 g充分混匀,装入30 cm×40 cm的聚乙烯青贮袋中脱气、密封,实验室青贮2个月后分析其青贮发酵品质及好氧安定性。从剩余鲜样中取部分烘干、粉碎用于常规营养成分、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维和人工干物质消化率分析,并计算粗蛋白产量和相对饲用价值。【结果】石麦001的株高、干物质产量和粗蛋白产量分别为75.27 cm、6.69 t·hm^(-2)和0.53 t·hm^(-2),显著高于其他两个品种(P<0.05),而HYN的干物质消化率和相对饲用价值最高(63.84%DM和113.51)。徐麦856的粗蛋白含量显著高于HYN(P<0.05),与石麦001差异不显著(P>0.05);HYN、石麦001和徐麦856的可溶性碳水化合物含量分别为11.83%DM、9.14%DM和5.93%DM,彼此差异显著(P<0.05)。附着的乳酸菌、好氧细菌、酵母和霉菌数量在3个品种间无显著差异(P>0.05),乳酸菌数量较多,都超过了10~6 cfu·g^(-1) FM。青贮袋开封后,石麦001和HYN的pH在4.3左右,低于徐麦856的4.50,但差异不显著(P<0.05);石麦001青贮料中乳酸含量为6.02%DM,显著高于其他两个品种(P<0.05),其乙酸含量与其他两个品种差异不显著(P>0.05),且丙酸、丁酸含量显著低于HYN(P<0.05),与徐麦856差异不显著(P>0.05),氨态氮含量与其他两个品种也无显著差异(P>0.05),石麦001青贮料的发酵品质最好。青贮料在有氧条件下放置192 h,石麦001和徐麦856的pH变化不大,有氧稳定性较好,而HYN在96 h后pH明显升高,有氧稳定性较差。【结论】综合全株小麦的干物质产量、粗蛋白产量、营养价值和青贮效果,石麦001在广东冬闲田种植作饲料利用更有潜力。

裸地休闲和春小麦生长条件下土壤微生物量和土壤有机质动态研究

不同作物栽培管理措施对土壤微生物量和土壤有机质对农业持续性耕作的影响非常重要．研究结果表明,各处理间pH、容重和含水量无显著差异．尽管春小麦地的土壤有机碳和微生物碳质量分数比休闲地土壤的高,但是休闲地土壤的全氮、微生物氮、微生物碳的质量分数与有机碳的质量分数的比值与微生物氮与全氮的质量分数却都显著高于春小麦地的．

休闲期耕作配施磷肥对旱地小麦氮素吸收与转运的影响

为明确不同耕作方式配施磷肥对小麦植株氮素吸收和转运的影响,于2012-2013年在山西省闻喜县进行了休闲期深松和传统模式下不同施磷量对小麦氮素吸收和转运影响的大田试验。结果表明,休闲期深松较传统模式提高了小麦各生育阶段(低磷条件拔节-孕穗阶段除外)氮素的吸收速率,提高了小麦各阶段的吸氮量,从而提高了各生育时期植株氮素积累量,以配施磷150kg·hm-2效果较好;提高了小麦花前氮素转运量、花前转运氮素贡献率和花后氮素积累量;配施磷150kg·hm-2提高了小麦花前氮素转运率,降低了成熟期叶片氮素积累量,从而提高了籽粒氮素积累量及分配比例。休闲期深松配施磷150kg·hm-2提高了小麦籽粒产量和氮素吸收效率、氮素收获指数。休闲期深松配施150kg·hm-2磷肥,小麦的增产、氮素吸收与转运效果最好。

休闲期深翻覆盖对旱地小麦土壤水分及籽粒蛋白质积累的影响

采用大田试验研究旱地小麦休闲期不同时间深翻不同材料覆盖对土壤水分、籽粒蛋白质形成的影响及其生理机制。结果表明:前茬小麦收获后45 d深翻覆盖较15 d可提高播前120～300 cm土壤蓄水量,而降低开花期0～300 cm(除80 cm土层外)土壤蓄水量;显著提高籽粒蛋白质及其组分含量、蛋白质产量、谷/醇比,提高旗叶GS活性及花后10～15 d、25 d旗叶GOGAT活性,均以渗水地膜覆盖效果较好。结果还表明,播前80～200 cm、开花期260～280 cm土壤蓄水量与旗叶GS、旗叶GOGAT活性显著相关,且与旗叶GS活性关系更密切。籽粒蛋白质组分含量、谷/醇比、蛋白质产量与旗叶GS、旗叶GOGAT活性显著相关,且与旗叶GS活性相关性较密切,尤其是谷/醇比。播前和开花期120～300 cm土壤蓄水量与籽粒蛋白质及其组分含量显著相关,播前60～220 cm、开花期240～300 cm土壤蓄水量与谷/醇比显著相关。总之,休闲期等雨后深翻覆盖有利于蓄积休闲期降雨,有利于提高播前深层土壤水分,最终提高籽粒蛋白质品质及质量,且采用渗水地膜覆盖效果最好。

不同种植制度对稻田旱作季节CH_4和N_2O排放的影响

通过大田试验研究了稻田旱作季节几种典型种植制度对CH4和N2O排放的影响,包括休闲(fallow)、油菜对照(OR-ck)、小麦对照(W-ck)、油菜施N(OR-N)和小麦施N(W-N)5个处理。试验结果表明,稻田旱作季节N2O排放明显,CH4排放量较低,甚至表现为弱的CH4汇。稻田旱作季节N2O排放除受到N肥和种植制度影响外,还受土壤含水量影响,施N处理显著促进了N2O排放,降雨后N2O排放明显。小麦和油菜施N处理N2O平均排放通量分别为18.51和13.47μg.m-2.h-1,季节累积排放量分别为87.31和59.48 mg.m-2,均显著高于对照和休闲处理。不同作物种类间N2O平均排放通量无显著差异,N2O季节累积排放量则表现为小麦显著高于油菜。各处理综合温室效应(100 a)依次为:OR-N>W-N>W-ck>fallow>OR-ck。各施N处理综合温室效应以N2O为主,但各无N处理则以CH4为主,也不容忽视。

旱地小麦休闲期深翻覆盖配套不同播种方式对幼苗抗旱性的影响

采用大田试验方法,研究旱地小麦休闲期深翻深施有机肥、覆盖和不覆盖下不同播种方式对幼苗抗旱性的影响。结果表明,覆盖可显著提高越冬期0～60 cm土壤蓄水量,增加分蘖数、单株叶面积和干物质量;显著降低越冬期幼苗POD,SOD的活性以及幼苗脯氨酸含量,提高越冬期幼苗丙二醛的含量。结果还表明,无论覆盖或不覆盖,全膜覆土穴播提高了0～60 cm土壤蓄水量,增加了单株叶面积、分蘖数和干物质量;采用全膜覆土穴播的POD,SOD活性降低、脯氨酸含量减少、丙二醛含量提高,且差异与其他处理达到显著水平。可见,旱地小麦休闲期深翻覆盖配套全膜覆土穴播的栽培措施有利于提高土壤蓄水量,促进旱地小麦生长。

休闲期耕作对旱地小麦籽粒蛋白质形成及其相关酶活性的影响

为给旱地小麦高产优质栽培提供理论依据,通过大田试验研究了旱地小麦休闲期不同时间深翻、深松对0～300cm土壤蓄水量、小麦籽粒蛋白质形成及其与氮代谢相关酶活性关系的影响。结果表明,休闲期深翻或深松均可提高旱地小麦播前0～300cm土壤蓄水量,且欠水年效果明显,以前茬小麦收获后45d深翻效果较好。休闲期耕作均显著提高了小麦蛋白质产量。耕作时间对籽粒蛋白质含量的影响因降雨年型不同而异,欠水年的休闲期耕作均显著降低了籽粒蛋白质含量;丰水年在麦收后15d耕作显著降低了籽粒蛋白质含量,而麦收后45d耕作则显著提高了籽粒蛋白质含量,尤其显著提高了醇溶蛋白和麦谷蛋白含量,从而改善了品质。此外,丰水年麦收后45d耕作可提高花后旗叶和籽粒谷氨酰胺合成酶(GS)活性、旗叶和籽粒谷氨酸合成酶(GOGAT)活性,降低花后旗叶和籽粒谷氨酸脱氢酶(GDH)活性;籽粒蛋白质的累积在麦收后15d耕作条件下与籽粒GDH活性关系密切,而麦收后45d耕作条件下与旗叶GS和GOGAT活性相关性较大。总之,旱地小麦休闲期耕作在不同降雨年型下均可起到良好的蓄水保墒作用,且欠水年效果较明显;耕作时间对土壤水分、小麦氮代谢酶活性、籽粒蛋白质及其组分含量具有较大的调控效应,休闲期雨后耕作有利于籽粒蛋白质形成,且深翻效果较好。

旱地小麦休闲期覆盖增施磷肥条件下土壤水分与产量构成因素的关系

在山西闻喜县,通过大田试验,研究了休闲期覆盖增施磷肥(75、112.5、150kg/hm2)对土壤水分、产量形成的影响。结果表明,休闲期覆盖条件下,播种—孕穗期0~100cm土壤蓄水量显著提高,其中播种期显著提高了39~42mm,且越冬—孕穗期土壤蓄水量随施磷量的增加而提高,尤以生育中期效果显著。覆盖后,越冬—孕穗期植株分蘖数、穗数和穗粒数均增加;花后0~30d籽粒灌浆速率提高,花后10d和20~35d千粒质量增加,且穗数、穗粒数、千粒质量均以高磷处理最高。覆盖后,各生育期植株干物质量、产量和经济系数均显著提高,其中产量提高了940~1 453kg/hm2,经济系数提高了13%~19%,且增加施磷量植株干物质量和产量也显著提高。覆盖配施磷肥条件下,越冬期40~60cm和拔节期20~40cm土层蓄水量与穗数关系密切,拔节期和孕穗期60~80cm土层蓄水量与穗粒数关系密切;越冬期0~60cm、拔节期60~100cm、孕穗期60~80cm土层蓄水量与产量关系较密切。旱地小麦休闲期覆盖有利于蓄积休闲期降雨,提高底墒,且蓄水效果可延续至孕穗期;覆盖主要通过提高穗数、穗粒数而实现增产,且以配施磷肥150kg/hm2为宜。

夏闲期覆盖配施氮肥对旱地小麦土壤水分及氮素利用的影响

【目的】针对黄土高原旱地小麦降水少且分配不均、水分和氮素利用效率低的问题,探索旱地小麦覆盖保水和氮肥施用的最佳技术途径。【方法】于2010—2013年在山西省闻喜县邱家岭村开展试验,主区为覆盖方式,设夏闲期深翻后覆盖与不覆盖2个水平,副区为施氮量,设低(纯氮75 kg·hm^(-2))、中(纯氮150 kg·hm^(-2))、高(纯氮225 kg·hm^(-2))3个水平,明确年际间夏闲期深翻覆盖配施氮肥对旱地麦田土壤水分、植株氮素利用、产量的影响。【结果】各生育时期土壤水分、植株氮素积累量、花前氮素转运量及其对籽粒的贡献率均以丰水年最高,欠水年最低,丰水年、平水年较欠水年分别提高产量80%、69%,提高水分利用效率7%、20%,提高氮素利用效率6%、5%。夏闲期覆盖较不覆盖,播种期0—300 cm土壤蓄水量显著提高,达50—62 mm;花前各生育时期土壤蓄水量显著提高,各生育时期植株氮素积累量提高,籽粒氮素积累量显著提高;丰水年和平水年拔节后各阶段氮素积累量显著提高,花前叶片和穗氮素转运量对籽粒贡献率提高;欠水年花前各阶段氮素积累量及其所占比例提高,花前茎秆+茎鞘氮素转运量对籽粒贡献率显著提高;产量显著提高,达23%—41%;水分利用效率提高3%—15%;丰水年和平水年氮素利用效率显著提高,达14%—26%,欠水年低氮条件下也显著提高,达10%。丰水年配施高氮,平水年和覆盖条件下的欠水年配施中氮,不覆盖条件下的欠水年配施低氮,孕穗期前土壤蓄水量、产量和水分利用效率均较高。丰水年配施高氮,花前氮素转运量和花后氮素积累量均最高,且各处理间差异显著,主要是由于促进花前叶片和穗中氮素向籽粒转运;平水年和覆盖条件下的欠水年配施中氮,花前氮素转运量和籽粒氮素积累量最高,且各处理间差异显著,平水年主要促进叶片和穗中氮素向籽粒转运,穗>叶片,覆盖条件下的欠水年主要促进茎秆+茎鞘和穗中氮素向籽粒中转运,茎秆+茎鞘>穗;不覆盖条件下的欠水年配施低氮,籽粒氮素积累量最高,且各处理间差异显著,花前氮素转运量及其对籽粒贡献率最高,茎秆+茎鞘和穗氮素转运量及其对籽粒贡献率最高,且各处理间差异显著。【结论】旱地麦田夏闲期覆盖有利于蓄积降水,有利于促进丰水年和平水年小麦生育中后期氮素积累,促进叶片和穗中氮素向籽粒转运;有利于促进欠水年生育前中期氮素积累,促进茎秆+茎鞘中氮素向籽粒转运。丰水年施氮225kg·hm^(-2),平水年和覆盖条件下的欠水年施氮150 kg·hm^(-2),不覆盖条件下的欠水年施氮量75 kg·hm^(-2)可实现产量和水分利用效率的同步提升。