绿肥填闲种植和施氮对旱作冬小麦农田土壤氮组分的影响

【目的】研究绿肥填闲种植和施氮对旱作冬小麦农田土壤氮组分的影响,探讨旱地绿肥填闲种植系统提升土壤供氮能力的途径。【方法】冬小麦−夏季绿肥田间定位试验开始于2017年,采用绿肥填闲作物和施氮双因素设计,其中绿肥填闲作物包括苏丹草单播(SG)、长武怀豆单播(SB)、苏丹草与怀豆混播(MIX)和裸地休闲(CK)4个处理,冬小麦施氮量包括0、60、120 kg/hm^(2)3个水平。2023年6月小麦收获后采集0—10、10—20和20—40 cm土壤样品,测定土壤全氮(STN)、颗粒有机氮(PON)、潜在矿化氮(PMN)和微生物量氮(MBN)含量。【结果】与CK处理相比,种植绿肥并未显著影响各土层STN含量,但提高了0—10 cm土层PON含量(增幅为25.8%~54.8%)、0—10和10—20 cm土层PMN含量(增幅分别为9.7%~14.1%和11.2%~13.7%)以及0—10、10—20和20—40 cm土层MBN含量(增幅分别为15.1%~24.1%、18.2%~28.8%和22.3%~32.5%)。不同绿肥处理间比较,SB和MIX处理较SG显著提高了0—10 cm土层PON含量(增幅均为23.1%),SB处理各土层MBN含量均显著高于SG处理(增幅为7.79%~8.93%),而各土层PMN含量在不同绿肥处理间差异均不显著。供试土壤氮组分相对含量大小排序为PON>MBN>PMN,绿肥处理较CK均显著提高了0—10 cm土层PON、PMN、MBN相对含量、10—20 cm土层PMN和MBN相对含量以及20—40 cm土层PON和MBN相对含量。施氮提高了0—20 cm土层氮组分及其相对含量,但对20—40 cm土层没有显著影响。相关性分析结果表明,除STN外,PON、PMN和MBN含量均与系统年均氮输入呈显著正相关关系;STN、PON、PMN、MBN含量间均呈显著正相关,且PON较其它活性组分更能指示土壤供氮能力变化。【结论】夏季绿肥填闲种植和施氮均能显著提高旱地冬小麦单作系统0—20 cm土层氮组分含量及其相对含量,其中长武怀豆与氮肥120 kg/hm^(2)联合施用更有助于提高农田土壤供氮能力。

休闲期复种绿肥冬油菜对陇中旱地春小麦氮磷利用率和产量的影响

氮、磷肥对春小麦的产量形成具有重要作用,为提高春小麦氮磷的吸收和利用,通过田间试验,研究了休闲期种植翻压绿肥冬油菜对小麦产量及籽粒、秸秆氮磷吸收利用效率的影响。结果表明,休闲期种植翻压绿肥冬油菜后春小麦生物量和籽粒产量提高了23.03%和17.68%;籽粒、秸秆中氮含量分别降低了5.44%、27.39%,秸秆氮吸收量降低了8.69%,籽粒氮吸收量提高了11.29%;籽粒中磷含量提高了11.35%,秸秆中磷含量降低了10.00%,籽粒、秸秆中磷吸收量分别提高了30.84%、12.50%。氮肥偏生产力和氮素利用效率分别提高了17.65%、12.18%,磷肥偏生产力提高了17.65%,磷素利用效率降低了5.34%。综上,休闲期麦后复种绿肥冬油菜可提高小麦籽粒的磷含量、氮磷吸收量、氮磷肥偏生产力以及氮素利用效率,进而有效提高小麦产量。

冬小麦-夏玉米周年“四密一稀”浅埋滴灌水肥药一体化绿色生产技术

本研究针对黄淮海冬小麦-夏玉米两熟区面临的出苗质量、播种—出苗期水分供应、灌溉施肥及时性及技术粗放等问题,并就进一步提高光温水肥资源利用效率是实现该区域粮食单产提升和绿色发展的重要途径等,从2018年起开展了一系列创新研究。通过实施冬小麦“四密一稀”条带种植配套卫星导航播种技术、冬小麦-夏玉米周年浅埋滴灌水肥药一体化技术等关键核心技术,结合配套现代化农机与信息技术装备,形成了一套集成的“冬小麦-夏玉米周年‘四密一稀’浅埋滴灌水肥药一体化绿色生产技术”。2010—2023年田间示范表明,该技术有效解决了上述生产难题,达到了小麦玉米周年增产和水肥资源高效利用的目标。与农民传统相比,小麦增产9%~17%,玉米增产12%~14%,周年节水450~750 m^(3)/hm^(2),节肥20%,节约人工成本2250~3000元/hm^(2)。该技术为黄淮海区冬小麦-夏玉米周年绿色高产提供了新的可行性方案。

菏泽市冬小麦春季田间管理技术要点

冬小麦春季田间管理是确保小麦丰产的关键环节。针对菏泽市冬小麦春季管理的现状和存在的问题,提出了多项技术要点,包括春季返青管理、追肥管理、病虫害防治、灌溉管理、田间除草和其他日常管理措施,为当地小麦生产提供技术参考。

夏闲期种植翻压绿肥和施氮量对冬小麦生长的影响

利用田间试验,研究夏闲期种植并翻压不同绿肥和不同施氮量对后作冬小麦生长及养分吸收利用的影响。结果表明,与夏季休闲相比,夏闲期间种植绿肥时消耗了较多的土壤水分,冬小麦冬前单株分蘖数和返青期总茎数都有低于休闲处理的趋势,后期成穗数显著低于休闲处理,冬小麦产量和养分累积量均显著下降。种植绿肥可提高冬小麦的收获指数与千粒质量。夏闲期种植绿肥后,减氮处理(108 kg/hm2)与正常供氮处理(135 kg/hm2)相比,冬小麦产量不仅没有降低,反而有增加趋势。与休闲处理相比,夏闲期种植并翻压豆科绿肥提高了小麦氮肥利用率。

冬小麦叶片绿度时空变异特征研究

应用地统计学方法测定分析海河低平原区农田冬小麦关键生育期叶片绿度时空变异特征结果表明,冬小麦叶片绿度时间变化趋势为拔节期＜孕穗期＜抽穗期＜灌浆期;各生育时期叶片绿度在180m×720m空间存在变异性,其相关距离为145.4～320.0m;块金效应占各自总方差的25%～79%,经验半方差可用球状模型模拟.

豆科绿肥养分累积规律及其对后茬小麦生长和产量的影响

【目的】研究不同豆科绿肥品种养分累积规律及其盛花期翻压后对小麦生长和产量的影响,为筛选出最佳的绿肥品种提供重要的理论依据。【方法】采用田间试验,设置了夏季裸地休闲(对照)以及种植大豆、长武怀豆、绿豆4个处理,分析了3种豆科绿肥干物质和养分累积动态,比较了其盛花期的养分还田量,并对3种豆科绿肥翻压后后茬小麦养分吸收量和籽粒产量的变化进行了分析。【结果】1)长武怀豆和大豆干物质和养分累积相对较快,翻压前两者干物质和养分累积量明显高于绿豆。2)与对照相比,种植并翻压长武怀豆和大豆能显著提高小麦地上部N、P、K吸收量和籽粒产量。3)种植并翻压绿豆的后茬小麦基本苗和返青期总茎数明显降低,因而最终导致绿豆处理的小麦籽粒产量较低。【结论】在渭北旱塬地区,长武怀豆和大豆是短期豆科绿肥的适宜品种。

夏闲期连续两年种植并翻压豆科绿肥对旱地冬小麦生长和养分吸收的影响

通过2a田间定位试验,研究渭北旱塬地区夏闲期插播并翻压不同豆科绿肥(长武怀豆、大豆和绿豆,夏休闲为对照)和施氮量(0、108、135、162kg.hm-2)对冬小麦生长及养分吸收的影响。结果表明:与休闲相比,连续2a夏闲期种植并翻压豆科绿肥不但能显著提高冬小麦分蘖数、总茎数、产量、植株氮磷钾养分质量分数和吸收量,而且还能提高小麦单位面积穗数。夏季休闲时,连续2a不施氮肥与施用氮肥(108、135、162kg.hm-2)相比,冬小麦产量显著降低。然而,夏闲期种植并翻压长武怀豆和大豆时,连续2a不施氮肥与施用氮肥(108、135、162kg.hm-2)相比,冬小麦并没有明显减产;此外,施氮量108、135和162kg.hm-2处理间小麦产量没有显著差异。

施肥和绿肥翻压方式对旱地冬小麦生长及土壤水分利用的影响

通过田间试验研究渭北旱原不同施肥处理（不施肥;40 kg P2O5/hm2;豆科绿肥专用肥30 kg/hm2）对夏闲期豆科绿肥生长和后茬小麦生长的效果,探讨了夏季豆科绿肥翻压方式（提前翻压、提前覆盖,播前翻压和不种绿肥即夏季休闲）对后茬冬小麦产量及水分利用的影响。研究表明：与不施肥处理相比,豆科绿肥专用肥显著提高绿肥盛花期地上部生物量,但对根系生长没有明显作用;施用磷肥则更有利于绿肥根系生物量的提高;施用绿肥专用肥和磷肥处理的后茬小麦产量较高,特别是绿肥提前翻压时。绿肥提前翻压时冬小麦分蘖数较高、春季总茎数较高、单位面积穗数较高,产量显著高于绿肥提前覆盖、播前翻压和不种绿肥处理,水分生产效率显著高于不种绿肥处理。从绿肥翻压、小麦播前直至小麦拔节期,绿肥翻压方式的3个处理土壤0~200 cm剖面水分含量与休闲处理始终有明显差异。提前翻压处理与提前覆盖、播前翻压处理的差异主要在40 cm以上土层。

小麦不同光合器官的光合性能研究

试验研究了小麦灌浆期各光合器官光合性能结果表明 ,小麦不同光合器官在 1天中最大光合速率存在明显差异 ,表现为旗叶 >穗梗 (穗下节间 ) >芒 >叶鞘 >去芒穗。小麦非叶光合器官 (穗、鞘和穗梗 )在灌浆期有较强的光合能力。 1天中特别是下午非叶光合器官维持较高的光合能力 ,而旗叶光合速率在下午下降很快。叶片、穗梗和叶鞘光补偿点相近 ,但穗光补偿点较高。

夏闲期种植不同绿肥作物对土壤养分及冬小麦产量的影响

为探明种植绿肥作物对关中土壤肥力及冬小麦产量的影响效果,在夏闲期种植光叶苕子(Vicia villosa Rothvar)、毛叶苕子(Vicia villosa Roth)、紫云英(Astragalus sinicus)和草木樨(Melilotus suaveolens Ledeb.)等四种绿肥作物,以免耕休闲为对照,分析了冬小麦主要生育时期的土壤速效养分动态变化及其产量效应。结果表明,夏闲期种植绿肥的土壤速效磷、速效钾和碱解氮都有不同程度的提高,增加量主要受绿肥的养分含量以及生物量影响。与对照相比,种植并翻压光叶苕子、毛叶苕子、紫云英和草木樨,均可显著提高冬小麦单位面积穗数、穗粒数和千粒重,冬小麦依次增产21.1%(P<0.05)、24.3%(P<0.05)、6.0%和11.6%。

渗灌和地膜覆盖对冬小麦产量及绿色面积构成的影响

为寻求小麦节水栽培的有效调控技术和相应效果,研究了灌水方式与地膜覆盖的不同组合,对冬小麦产量及其构成、穗茎叶等器官绿色面积的影响。结果表明:渗灌和覆膜均可不同程度提高产量,且两个因素相组合效果更显著;20cm和40cm渗灌加覆膜在总耗水量459mm的控制条件下,分别比对照增产20.16%和20.34%;而在有深层水补给的露天条件下,分别增产13.67%和11.11%。不同处理对穗、茎和叶器官绿色面积及其比例也产生显著影响;在不同栽培条件下,开花期非叶绿色光合器官占总绿色面积的比例在60.84%～64.53%之间。

气候变暖对华北冬小麦返青前热量条件的影响

为了解全球变暖的背景下冬小麦返青前热量条件的变化,以华北52个气象台站1961-2010年逐日平均气温数据和39个农业气象台站1992-2009年冬小麦关键发育期数据为基础,分析了华北冬小麦返青前关键发育期与对应的界限温度的关系、返青前热量资源受气候变化的影响及其时空变化特征。结果表明,华北平原北、中、南三个不同分区冬小麦播种期分别与16℃终日、15℃终日和14℃终日相关性较好;停止生长期和返青期分别与0℃终日和2℃初日显著相关。冬小麦停止生长期和返青期,随着时间的推移分别呈现出逐渐推迟和提前的趋势,而越冬期长度和越冬期负积温则逐渐缩短和减少。冬小麦播种期和停止生长期在华北北部地区较早,在华北南部地区较晚;而返青期则是华北北部较晚,华北南部较早;越冬期长度和越冬期负积温亦呈现出随纬度降低而缩短和减少的趋势。

宁南山区保护性农业措施对冬小麦农田休闲期土壤水分的影响

[目的]研究宁南山区冬小麦农田休闲期保护性农业措施对土壤水分的影响,为该区降雨资源的高效利用以及保护性农业的可持续发展提供理论依据。[方法]基于不同时期多个保护性农业试验土壤水分数据比较分析。[结果](1)在干旱的情况下,免耕留茬处理能够显著增加土壤表层(0—20cm)含水量。(2)在免耕的情况下,随着秸秆留茬高度的增加,土壤水分呈现增加趋势。(3)在降雨量较大且降雨量具有连续性的情况下,常规耕作处理在土壤表层保蓄了较多的土壤水分(0—20cm),免耕秸秆覆盖处理能够增加土壤20—80cm土壤水分含量。(4)冬小麦休闲期种植豆科作物,降低了土壤水分,其降低幅度与降雨量以及种植密度有关,种植密度越大,对土壤水分的影响越大。[结论]免耕+留茬耕作措施能够提高冬小麦农田休闲期土壤水分含量,覆盖作物降低了休闲期土壤水分含量。

旱地小麦喷施绿色抗旱剂技术及节水效应研究

2002—2005年在山西太原、清徐和临汾就旱地冬小麦应用绿色抗旱剂的喷施技术及节水效应进行了研究。结果表明:GDR5号喷施以稀释225倍的增产效果最为显著,其次为稀释300倍和150倍,增产幅度为5.2%￣18.5%;GDR5号喷施以起身喷+灌浆(挑旗、抽穗)喷的效果最好,其次为起身喷。增产幅度为10.2%￣20.6%;绿色抗旱剂拌+喷试验表明以GDR1号拌种+GDR5号起身期喷施效果最显著。各个绿色抗旱剂叶面喷施的节水效果以GDR5号的较高,其次为GDR2号和GDR1号。该项研究为旱地冬小麦应用生长调节剂开辟了新的领域。

渍水对冬小麦生长的危害及其生理效应

小麦受渍后叶片的光合和蒸腾速率迅速下降，而后则显微弱的回升趋势。渍害不仅削弱小麦光合产物的积累，并且改变光合产物在地上部分和根系中的分配比例；植株根／冠比下降，而黄叶的发展与根／冠比的变化呈显著负相关；渍害改变小麦的发育进程，尤其是后期渍害明显促使小麦早衰。认为清水使叶片光合速率降低、光合有效面积损失和衰老加速，从而危害小麦的生长。

长效氮肥一次基施对覆膜冬小麦的肥效研究

针对地膜覆盖栽培作物因追肥困难引起的生育后期脱肥问题 ,对不同种类的长效氮肥在覆膜冬小麦上一次基施的肥效进行了田间试验。结果表明 ,两种长效尿素一次基施分别比普通尿素增产1 0 .5 %和 1 2 .4 % ,籽粒氮素利用率提高 1 0 .1和 1 0 .9个百分点 ,氮素生产指数提高 3.9kg和 4 .6kg。长效碳铵的肥效和普通尿素相当 ,比普通碳铵增产 6.6% ,籽粒氮素利用率提高 5 .8个百分点 ,氮生产指数增加2 .3kg。在收获前 2周进行的部分生物学性状调查结果表明 ,两种长效尿素处理的小麦绿叶指数和旗叶面积分别比普通尿素增加 1 8.5 %、2 5 .9%和 34 .8%、34 .5 % ;长效碳铵比普通碳铵增加 1 2 .3%和 4 2 .9%。长效氮肥通过缓慢释放氮素 ,延缓叶片衰老和增大功能叶面积 ,从而提高小麦籽粒产量和对化学氮肥的氮素利用率。

冬小麦返青期冠层光谱特性分析

为了对冬小麦的精准化管理提供理论依据,于冬小麦的返青期测量了冠层叶片反射光谱,获取了反射光谱的一阶导数曲线,分析曲线的局部极值及其对应的反射率与叶绿素含量之间的关系,构建了植被指数,根据各指标构建叶绿素含量的预测模型,对比模型的预测效果,结合GPS信息进行了空间预测能力的分析。结果表明:返青期的小麦冠层叶片反射光谱的一阶导数光谱存在多个局部极值,根据局部极值构建的反射率和植被指数对叶绿素含量的预测模型具有较好的预测效果,其中,利用冠层光谱曲线的"绿峰"和"红谷"构建的NDVI(λgreen,λrd)预测模型,预测R2达0.743 5,满足单点预测的需要。空间分析表明,以"绿峰"Rλgreen和植被指数NDVI(λgreen,λrd)构建的预测模型均具有一定的空间预测能力,NDVI(λgreen,λrd)的空间预测能力较好,能够反映冬小麦返青期的冠层叶片叶绿素分布情况,适用于作物长势空间分布的精准管理决策制定的信息支持;"绿峰"Rλgreen模型的空间预测能力稍差,但模型构建所需要的信息量较少,适合于冬小麦返青期长势情况空间分布的预估,对于快速建立空间长势评价体系有一定的应用价值。

陇东旱塬麦黑豆-冬小麦轮作条件下施氮水平对土壤N2O和CH4排放的影响

为给我国旱地低碳农业可持续发展提供科学依据,2018—2020年在陇东黄土高原雨养区冬小麦田设置夏闲期种植绿肥和不同施氮量田间试验,通过测定土壤N_(2)O和CH_(4)排放通量,计算N_(2)O和CH_(4)累积排放量等指标,分析不同处理对土壤N_(2)O和CH_(4)排放通量和累积排放量的影响。结果表明,在2个轮作周期内,不同处理的N_(2)O排放峰主要出现在冬小麦播种施肥后,峰值范围平均11.24~31.85μg N_(2)O-N/(m^(2)·h)。土壤CH_(4)排放无明显峰谷变化趋势,而围绕着零值上下波动,变化范围-46.8~24.5μg CH_(4)-C/(m^(2)·h)。与休闲-冬小麦处理相比,麦黑豆-冬小麦轮作处理在绿肥填闲期和冬小麦生长期土壤N_(2)O累积排放分别显著增加了26.8%~44.2%和6.2%~52.3%,土壤CH_(4)累积吸收分别显著减少了7.9%~76.3%和4.0%~28.4%。可见,豆科绿肥填闲种植可增加土壤N_(2)O排放,减少土壤CH_(4)的吸收。

不同生育时期喷施“黑汁”对冬小麦产量及构成因素的影响

以冬小麦品种"藏冬25"为试验材料,研究在不同生育期喷施"黑汁"对冬小麦产量及产量构成因素变化的影响。结果表明:喷施"黑汁"对冬小麦穗粒数影响并不明显,千粒重、穗数和产量随着喷施次数的增加,总体表现上升的趋势。苗期喷施"黑汁"可有效增加冬小麦穗数,在返青期和抽穗期喷施"黑汁"对提高冬小麦千粒重效果比较明显。对冬小麦产量影响相关性大小依次为:穗数>千粒重>穗粒数,穗数与产量之间表现为极显著正相关。