隔沟调亏灌溉对冬小麦旗叶生理特性与产量形成的影响

为了解垄栽模式下隔沟调亏灌溉对冬小麦生理生化特性以及产量形成过程的影响及其机理,在移动式防雨棚测坑内进行了试验。试验设置5个处理,即T1(常规畦灌):全生育期计划湿润层土壤含水率控制在65%~75%田间持水率(FC);T2(隔沟交替灌溉,AFI):全生育期1/2交替灌,当土壤含水率下降至(55%~65%)FC区间内,即灌水至95%FC;T3、T4、T5为隔沟调亏灌溉处理:分别在返青拔节期、拔节抽穗期、抽穗灌浆期将土壤含水率控制在(55%~65%)FC,其余生育阶段按T2处理控制土壤含水率。测定冬小麦花后旗叶光合特性指标、脯氨酸含量、可溶性糖含量和产量构成等指标。试验结果表明,常规畦灌方式下冬小麦旗叶具有最高的净光合速率、蒸腾速率,但隔沟交替灌溉处理和隔沟调亏灌溉方式下的各个处理表现出较高的叶片水分利用效率,其中T3在开花期和灌浆期的日均叶片水分利用效率均为各处理中的最大值。各处理的籽粒产量由大到小依次为:T1、T2、T3、T4、T5,与T1相比,T2与T3分别减产1.98%(P>0.05)和5.68%(P<0.05),但分别节水10.01%(P<0.01)和16.91%(P<0.01),产量水分利用效率分别提高9.04%(P<0.05)和15.82%(P<0.01)。本试验条件下,隔沟调亏灌溉方式在返青拔节期施加适当的水分调亏((55%~65%)FC)是兼顾节水、稳产的最佳处理。

磁化水灌溉对冬小麦产量和水分利用效率的影响

【目的】探索冬小麦生长发育、植株生理特性及产量形成对磁化种子和磁化水灌溉的响应。【方法】2017-2019年冬小麦(供试品种为"周麦22")生长季在河南新乡开展了田间试验。试验共设3个处理:磁化种子+磁化水灌溉(T1)、常规种子+磁化水灌溉(T2)和常规种子+常规灌溉水灌溉(T3),其中T3处理为对照处理,对比分析了不同处理对冬小麦生长发育、产量及水分利用效率的影响。【结果】2个生长季的田间试验结果表明,与T3处理相比,T1和T2处理的冬小麦株高分别增加了6.16%和4.38%,最大叶面积指数增加了11.73%和6.53%,最大叶片SPAD值增加了5.74%和4.18%(2017-2018年)。在不增加灌溉用水的条件下,与T3处理相比,T1和T2处理的有效穗数分别提高了3.09%~6.56%和2.88%~4.95%;穗粒数分别提高了5.28%~6.75%和4.05%~5.87%;籽粒产量分别提高了439.40~717.10、372.16~577.75kg/hm^2,增产率达到了6.14%~8.99%和5.20%~7.24%。【结论】磁化水灌溉能够促进冬小麦生长发育,提高有效穗数和穗粒数,进而提高籽粒产量和水分利用效率。

施氮和灌溉管理对麦田土壤团聚体组成及有机碳的影响

【目的】阐明灌溉和施氮管理对土壤结构稳定及土壤质量改善的重要性。【方法】设置施氮量为0、180 kg/hm^(2)共2个水平(下称:N_(0)和N_(180))以及充分灌溉(F)和非充分灌溉(S)2个灌溉水平,共4个处理,采用随机区组设计,研究施氮和灌溉对麦田土壤团聚体组成及有机碳影响。【结果】①非充分灌溉能够显著提升施氮土壤的水稳性大团聚体量。施氮使土壤有机碳提升3.59%以上,非充分灌溉使土壤有机碳提升2.86%以上;②土壤水直接影响土壤碳累积,其直接效应占有机碳总量的83.09%,而土壤氮对土壤碳累积以间接效应为主,其间接效应占有机碳总量的46.89%;③水稳性大团聚体对土壤碳累积的直接效应为负,但其间接效应为正。【结论】施氮对土壤团聚体组成的影响受灌溉水平的制约,灌溉及其与氮素交互作用显著影响水稳性大团聚体量;施氮或非充分灌溉以及二者交互作用显著促进耕层(0~30 cm)土壤的有机碳累积。

黄淮南部平原喷灌冬小麦灌浆特性及水氮优化耦合研究

为了优化冬小麦水氮配置,实现养分水分资源高效利用,试验设计3个灌水水平(低灌水W1:25 mm;中灌水W2:40 mm;高灌水W3:55 mm)和5个氮肥水平(N0:0;N1:80 kg/hm^2;N2:180 kg/hm^2;N3:240 kg/hm^2;N4:300 kg/hm^2),共计15个处理,探究了喷灌条件下灌水、施氮及其互作对籽粒灌浆特性及水氮利用效率的影响,并通过建模求解最优水氮配置。结果表明:施氮对te(灌浆持续时间)和tm(最大灌浆速率出现时间)影响显著,两者均随施氮量的增加表现为先增加后降低。N3施氮水平下te和tm最大,均值分别为43.9,24.6天,比N0(不施氮)分别增加1.7,3.0天。W2N3处理的tm值最大,比最小处理W1N0延后5.0天。GFmax(最大灌浆速率)与AG(平均灌浆速率)呈极显著相关(r=0.841**),千粒重与产量(r=0.791**)、te(r=0.755**)和tm(r=0.717**)呈极显著正相关。W2N3组合产量和WUE(水分利用效率)均为最大,分别为8960 kg/hm^2和2.83 kg/m^3。水氮耦合通过优化灌浆过程可有效提高冬小麦产量。喷灌灌水定额26~35 mm、施氮量193~204 kg/hm^2(基施40%+拔节期追施60%)的水氮资源配置模式可实现节水增产双效目标。

玉米大豆间作对农田土壤N2O排放的影响

【目的】探究大豆玉米间作种植对生育季农田土壤N2O排放的影响。【方法】试验设置单作玉米SM120(施氮量120 kg/hm^2),单作玉米SM240(施氮量240 kg/hm^2),单作大豆SS(施氮量120 kg/hm^2),玉米/大豆间作IMS(施氮量120 kg/hm^2)4个处理,对比分析了单作和间作农田的土壤水分、温度和无机氮以及土壤N2O排放通量的变化规律。【结果】生育期内不同处理间的土壤充水孔隙度和0~10 cm土壤温度均存在显著性差异(P<0.05),且SM120显著高于其余3个处理;IMS处理0~20 cm土壤无机氮量分别比SS、SM120和SM240处理降低了24.0%、5.3%和29.3%(P<0.05)。IMS处理N2O平均排放通量分别比SM120、SM240和SS处理降低31.98%、39.16%和47.80%(P<0.001),IMS处理N2O平均累计排放量与全球增温潜势也显著低于其余3个处理(P<0.001)。【结论】玉米大豆间作种植能够提高间作系统对氮素的吸收量,从而降低土壤无机氮量,进而降低农田土壤N2O的排放量。

基于日天气预报数据估算小麦生长季参考作物蒸散量

为了在气象要素类型不完整条件下采用Penman-Monteith方法估算小麦生长季蒸散量,运用2014/2015和2015/2016年度两个小麦生长季新乡历史日天气预报数据和对应日气象实测数据,以及修正后的太阳辐射参数和调节系数,首先验证天气预报气温值的准确性,并以预报气温为基础,估算实际水汽压和太阳辐射,最后利用天气预报气温和平均风速值,以Penman-Monteith公式为基础估算参考作物蒸散量。结果表明:日天气预报温度数据可以代替气温观测数据;用天气预报中的最高和最低气温估算的水汽压和太阳辐射能满足Penman-Monteith公式的要求;用天气预报数据估算的辐射项的精度高于空气动力项的精度。总体上,用天气预报数据估算的日参考作物蒸散量中辐射项的精度高于空气动力项,用天气预报估算值总体偏低,但低估范围在7%之内,经统计分析,用天气预报估算与利用Penman-Monteith估算的日参考作物蒸散量相关性较高(R^(2)=0.77)。因此,采用日天气预报的气象资料估算参考作物蒸散量这一方法可行,建议在干旱半干旱地区采用辐射法估算参考作物蒸散量,这给农业灌溉预报提供了理论和方法上的保证,并对指导当地农业水资源的优化配置具有参考意义。

黄淮井灌区冬小麦-夏玉米连作喷灌模式综合评价与优选研究

为探究黄淮井灌区冬小麦-夏玉米连作体系适宜喷灌技术模式。选取半固定式喷灌、智能化灌溉、中心支轴式喷灌机、地埋自动伸缩一体化喷灌、自驱动绞盘式喷灌等5种喷灌模式,构建基于"AHP+熵权法"组合赋权的Topsis模型,在冬小麦-夏玉米连作周期试验基础上,从经济、社会、技术、农业生态、资源等5个方面开展不同喷灌类型方案优化分析研究。地埋自动伸缩一体化喷灌节能省工效益明显,比中心支轴喷灌节能57.1%,省工效益是半固定式喷灌的4.8倍,农民欢迎程度最高。半固定式喷灌较智能化喷灌和地埋自动伸缩一体化喷灌工程投资减少了64.3%和33.3%,年维修养护费用较智能化喷灌和中心支轴喷灌机减少了73.7%和28.6%,缺点是省工效益差。中心支轴式喷灌机作物适应性最强,但是耗电量比地埋自动伸缩一体化喷灌增加300 kWh/hm^2。种植周期内,智能化喷灌节水量为1920 m^3/hm^2,较自驱动绞盘式喷灌节水26.3%,节水效果最好。省工效益、效益费用比和节水量是排在前三位的权重指标,分别为0.187、0.152和0.135。灌溉技术模式决策和实施前应优先考虑效益费用和节水程度。黄淮井灌区冬小麦-夏玉米连作体系节水喷灌模式排序为:地埋自动伸缩一体化喷灌>中心支轴式喷灌机>自驱动绞盘式喷灌>智能化喷灌(半固定式喷灌)。"AHP+熵权法"组合赋权的Topsis综合模型评价结果科学合理且符合农业生产实际情况。在当前经济和技术条件下,黄淮井灌区采用地埋自动伸缩一体化喷灌可获得最佳综合效益,建议在该区域适度推广和应用。

云贵高原参考作物蒸散量时空特征及成因分析

为了探究云贵高原地区参考作物蒸散量(ET_(0))的时空分布特征,基于云贵高原42个代表性气象站点近56 a(1961—2016年)逐日气象数据,利用Mann-Kendall检验探究ET_(0)主要的气象驱动因子,并运用多元回归分析量化了各气象因子对ET_(0)的贡献率.结果表明:云贵高原近56 a风速和气温呈逐年上升趋势,增幅分别为0.0012(m·s^(-1))/a和0.018℃/a,太阳辐射和相对湿度呈下降趋势,降幅分别为0.0073(MJ·m^(-2)·d^(-1))/a和0.0746%/a;近56 a来ET_(0)整体呈波动式上升趋势,增幅为0.2871 mm/a,空间分布西高东低,差异特征显著,西部地区24个站点年均ET_(0)为1100~1200 mm,东部18个站点年均ET_(0)为843~950 mm;在春、秋、冬季太阳辐射是云贵高原ET_(0)的主要驱动因子,夏季气温是ET_(0)的主要驱动因子,全年各气象因子对ET_(0)贡献率n按驱动因子由大到小排序为太阳辐射(R_(s)),气温(T_(mean)),相对湿度(RH),风速(u_(2)),因此太阳辐射是影响云贵高原ET_(0)变化的主导驱动因子.

不同产量水平下冬小麦水肥利用特性研究

根据黄淮海地区冬小麦多年不同产量需肥特征进行配方施肥,来模拟冬小麦不同产量水平,进而研究不同产量下冬小麦生长发育及水肥利用等特性,为田间水肥管理和高效用水及合理施肥提供理论依据。本试验于2018—2019年在中国农业科学院新乡综合试验基地进行,试验设置4个产量水平,分别为7.50 t/hm^(2)(C_(0)),8.25 t/hm^(2)(C_(5)),9.00 t/hm^(2)(C_(10)),9.75 t/hm^(2)(C_(15)),以不施肥为对照处理(CK)。结果表明,随产量的增加,冬小麦株高、SPAD、穗数、穗长、穗粒数、千粒重和生物量均呈上升趋势,无效小穗数呈下降趋势,较CK处理相比,C_(15)处理株高、SPAD、穗数、穗长、穗粒数、千粒重和生物量分别提高17.8%、69.1%、68.6%、15.3%、16.5%、17.3%、34.9%,收获指数达到53.2%。随产量的增加,冬小麦耗水量显著增加,水分利用效率呈上升趋势,C_(10)耗水量增加22.8%,水分利用效率增加9.9%;收获后C_(10)土壤全氮全磷较播前显著增加,C_(15)显著减少,肥料贡献率随产量增加显著提高,偏生产力显著降低。冬小麦产量的提高主要依赖于较高的穗数和全生育期干物质的积累,结合冬小麦产量、耗水量,水分利用等认为C_(10)处理水肥利用最佳。

气候变化对新疆膜下滴灌花生适宜播期的影响

为探索气候变化条件下新疆不同区域膜下滴灌花生适宜播期,该研究利用北疆和南疆试验区实测地温数据与同期平均气温数据确定了花生播种前日平均地温与日平均气温之间的关系,并基于新疆51个气象站点1951—2020年气象资料,分析了气候变化条件下新疆不同产区膜下滴灌花生播期的变化规律。结果表明:播种前农田表层土壤温度与日平均气温呈较强的线性相关性,当春季连续5 d日平均气温维持在14.00和16.10℃时,同期表层土壤温度维持在12和15℃;播前连续5 d表层土壤温度维持在12℃时播种,东疆、南疆和北疆花生产区播期日序数多年平均值分别为106.94、108.53和121.09;播前连续5 d表层土壤温度维持在15℃时播种,东疆、南疆和北疆花生产区播期日序数多年平均值分别为114.39、117.02和128.58;近70年新疆绿洲花生适播期平均日气温呈上升趋势,东疆、南疆和北疆地区花生适播期分别提前了1.44~1.75、1.13~1.43和1.05~1.88 d/10a;根据播前农田耕层土壤地温与播后根区土壤地温的变化规律,新疆膜下滴灌花生适宜播期,东疆花生产区比南疆早2 d左右,南疆比北疆早12 d左右,目前,北疆花生产区适宜的播期为4月底至5月上旬。研究结果可为新疆绿洲不同花生产区适宜播种日期的选择提供技术支持。

高低畦种植模式下水氮耦合对冬小麦产量和水氮利用效率的影响

高低畦种植是在生产实践中摸索出的一套节水增产的冬小麦种植模式,尽管已被山东省列为农业主推技术,但由于建立时间尚短,其背后机理研究仍较薄弱,很大程度上制约了该模式的完善与推广应用。为探索高低畦冬小麦最佳的水氮管理制度,于2020—2022年开展田间试验,设置3个灌水定额(W1:120 mm、W2:90 mm、W3:60 mm)和3个施氮水平(N1:300 kg/hm^(2)、N_(2):240 kg/hm^(2)、N3:180 kg/hm^(2)),以水氮充足的平作种植为对照(CK,灌水定额120 mm,施氮量300 kg/hm^(2)),测定了不同生育期土壤含水率、成熟期地上部生物量和产量,并计算了麦田耗水量、水分利用效率、氮肥偏生产力和净利润等指标。结果表明:(1)与平作种植相比,高低畦种植的麦田耗水量无明显差异,但冬小麦产量、水分利用效率、氮肥偏生产力和净利润分别提高14.8%~17.6%、15.9%~16.9%、14.8%~17.6%和58.9%~112.6%,说明高低畦种植模式具有增产与节水有机统一的良好潜力。(2)灌水水平和施氮水平均对高低畦种植麦田耗水量产生极显著影响(P<0.01);高低畦种植模式的产量、地上部生物量、水分利用效率、氮肥偏生产力和净利润的水氮耦合效应明显;W2N2与W1N1产量差异不显著(P>0.05),而水分利用效率和氮肥偏生产力也显著增加(P<0.05);说明适量节水减氮不会显著降低产量,且可获得较高的水分利用效率和氮肥偏生产力。二元二次回归分析得出,当耗水量为536.3~559.4 mm(灌水定额为99.2~115.4 mm),施氮量246.5~299.4 kg/hm^(2)时,可以使高低畦种植模式冬小麦产量、水分利用效率和净利润的综合效益最大化。研究为冬小麦高低畦种植模式下水氮优化管理策略的构建提供理论依据和技术支撑。

水盐胁迫对超高产小麦幼苗生长及根系导水率的影响

【目的】揭示水盐胁迫对超高产小麦幼苗生长及根系导水率的影响机制。【方法】以超高产小麦品种“烟农1212”为研究对象,设置水分胁迫、盐分胁迫和水盐胁迫3种胁迫处理(2%PEG6000、0.1%Na Cl和2%PEG6000+0.1%Na Cl)和对照(Hoagland营养液,CK),测定不同处理下的小麦的生长指标、根系导水率及全氮、K^(+)和Na^(+)量,利用逐步回归分析方法,分析水盐胁迫下导致小麦幼苗根系导水率降低的因素。【结果】(1)与CK相比,水分胁迫、盐分胁迫和水盐双重胁迫分别使冬小麦幼苗的株高和叶面积显著降低。(2)水分及盐分胁迫处理的根冠比与CK相比分别增加了12%和14%,而在水盐双重胁迫条件下则显著降低了6%。(3)与CK相比,盐分胁迫和水盐双重胁迫显著增加了小麦叶片和根系的Na^(+)/K^(+)比,水分胁迫下的Na^(+)/K^(+)比虽然也有增加,但差异不显著。(4)水分胁迫、盐分胁迫及水盐双重胁迫显著降低了叶片的全氮量。(5)与CK相比,水分、盐分及水盐双重胁迫使小麦幼苗根系总导水率显著降低了58%、51%和93%,逐步回归分析表明,小麦幼苗的叶面积与根系导水率显著正相关(R^(2)=0.9619)。【结论】水盐胁迫条件下,叶面积可作为表征根系导水率的关键指标。

灌水方式和施肥组合对冬小麦生长及肥料利用影响

【目的】研究滴灌和畦灌2种灌水方式下不同施肥组合对冬小麦产量和肥料利用的影响,探寻冬小麦最佳灌水和施肥组合。【方法】试验于2020—2021年在中国农业科学院新乡综合试验基地进行,设置滴灌(D)与畦灌(Q)2个灌水方式和氮磷(NP)、氮钾(NK)、氮磷钾(NPK)、磷钾(PK)4种施肥组合,共8个处理(处理简称分别为D-NP、D-NK、D-NPK、D-PK、Q-NP、Q-NK、Q-NPK、Q-PK),分析不同灌水和施肥组合下冬小麦生长发育、产量和肥料利用等变化规律。【结果】滴灌和畦灌条件下,PK处理的冬小麦株高和叶面积指数较NPK处理均显著降低,且冬小麦穗长、穗粒数和千粒质量均显著降低,畦灌处理穗粒数高于滴灌处理,而千粒质量低于滴灌处理;滴灌条件下,与NPK处理相比,PK处理产量降低25.0%,而NP处理和NK处理产量差异不显著;滴灌条件下氮肥、磷肥、钾肥利用率分别比畦灌高出49.48%、4.01%、18.07%,且滴灌条件下氮肥、磷肥、钾肥偏生产力显著高于畦灌;滴灌下冬小麦收获时土壤硝态氮残留量低于畦灌,且Q-NK处理土壤硝态氮残留量较Q-NPK处理降低18.7%。【结论】综合分析,D-NK处理有利于提高冬小麦肥料利用和减少收获期土壤硝态氮的残留量,因此该地区在冬小麦滴灌水分一体化施肥时可适当降低磷肥的使用。

宁夏土壤颗粒组成特点及其影响因素分析

【目的】明确宁夏地区土壤颗粒组成的特点及其影响因素,从而为当地的土地利用、农业生产规划等提供科学参考。【方法】根据114个点位的土壤颗粒组成测试数据,研究宁夏地区环境因素对土壤颗粒组成的影响,土壤颗粒组成、土壤质地类型、土壤控制层段颗粒大小的统计学特征,以及土壤颗粒组成的空间分布特征。【结果】(1)宁夏土壤的颗粒组成以砂粒和粉粒为主,土壤砂粒、粉粒和黏粒含量分别为2.4%—97.2%、0.8%—86.0%和0.7%—43.3%,平均含量分别为34.9%、49.6%和15.5%;土壤质地主要以粉壤土(占46.5%)、砂壤土(占17.6%)和壤土(占13.3%)为主,土壤质地类型的变异主要归因于砂粒和粉粒含量的变化。(2)多个环境因素共同影响了宁夏地区土壤颗粒组成,影响力从大到小依次为地貌、母质、小地形、热量、土壤类型、土地利用类型和风速。(3)控制层段的颗粒大小有11种类型,以壤质(占46.5%)、黏壤质(占19.3%)、砂质(占16.7%)为主。(4)宁夏地区很难发育出黏化层,在114个剖面中有26个黏粒含量符合黏化层,但只有2个是确切的黏化层。(5)宁夏灌於表层产生了明显的质地分异。【结论】宁夏土壤颗粒组成以砂粒和粉粒为主,地貌和母质是影响土壤颗粒组成的最主要因素。

黄淮海地区冬小麦种植北界时空演变及未来趋势分析

为探索黄淮海地区冬小麦种植北界的变化规律,该文基于黄淮海及周边地区94个气象站1961—2017年逐日气象数据和代表性浓度路径(representative concentration pathways,RCPs)RCP4.5、RCP8.5情景下2011—2100年逐日温度数据,采用5个气候指标对黄淮海地区冬小麦种植北界进行分析。主要结论如下:1961—1970年黄淮海地区冬小麦种植北界主要分布于天津—河北霸州—保定—石家庄—邢台—山西临汾一线;1971—1980年,该线在河北境内北移约65km,在山西境内北移约40km;与1971—1980年相比,1981—1990年北界变化较小,仅在河北唐山附近略南移,山西运城附近略北移;与1981—1990年相比,1991—2000年北界变化较大,尤以山西地区为最,将原本的正弦线趋势压缩为平滑抛物线趋势,临汾附近南移,阳城附近北移;相较于1991—2000年,2001—2010年北界略北移;相较于2001—2010年,2011—2017年北界呈南移现象。未来RCP4.5情景下,2011—2040年冬小麦种植北界主要分布在河北乐亭—唐山—北京—河北保定—石家庄—邢台—山西榆社—临汾一线;2041—2070年该线在河北境内北移至秦皇岛,山西境内北移至介休;与2041—2070年相比,2071—2100年北界在河北境内趋于稳定,在山西境内北移至太原北部。RCP8.5情景下,冬小麦种植北界变化较大:2011—2040年北界位于河北秦皇岛—唐山—北京—河北保定—石家庄—山西临汾一线;2041—2070年,该线在河北境内北移至遵化、青龙附近,在山西境内北移至兴县、太原附近;2071—2100年,北界北移至河北承德—丰宁—张家口—怀来—保定—山西原平—五寨—河曲一带。此外,与RCP8.5相比,RCP4.5情景下黄淮海地区冬小麦种植北界变化趋势较小。该研究可为黄淮海地区冬小麦种植敏感性地带适应气候变化提供理论依据和技术支撑。

不同生育期淹涝对夏玉米叶片叶绿素及产量的影响

为了探明淹涝条件对夏玉米生理生态特性及产量的影响规律,在防雨棚下开展了夏玉米不同生育阶段淹涝的桶栽试验.在苗期、拔节期、抽雄吐丝期和灌浆期分别淹涝1,3,5,7,9 d;以不淹水(适宜水分处理)为对照.结果表明,玉米株高和叶面积在苗期和拔节期受淹涝的影响最大,抽雄吐丝期次之,灌浆期淹涝的影响最小;叶绿素相对含量(SPAD)和气孔导度(Gs)在拔节期受淹涝的影响最大,苗期次之,灌浆期的影响最小;淹涝解除后,SPAD和Gs因补偿生长具有一定的恢复能力,苗期淹涝的恢复能力最强,并随淹涝时期后移呈减少趋势;拔节期淹涝对穗部性状及产量影响最大,苗期淹涝次之,灌浆期淹涝的影响最小.建立了玉米减产率与不同生育期淹涝历时的数学模型,依据其关系推算出苗期、拔节期、抽雄吐丝期和灌浆期的淹涝天数只要分别不超过1.5,2.0,1.5,6.5 d就可以把减产率控制在10%以内,分别超过4,5,4,10 d减产率可达20%以上.研究结果可为夏玉米涝渍灾害损失的评估和农田排水方案制定提供数据参考.

氮肥减量后移对喷灌玉米产量和水氮利用效率的影响

【目的】优化井灌区田间水肥管理。【方法】试验于2018年6—9月在河南省许昌灌溉试验站进行,以当地主栽玉米品种登海3737(P1)和豫单9953(P2)为试验材料,设置3种施肥调控方式,分别为当地传统施肥模式CK(N、P2O5、K2O施量分别为315、75、75 kg/hm^2,全部基施),优化模式F1(N、P2O5、K2O施量分别为225、75、75kg/hm^2,40%三叶期和60%拔节期追肥),优化模式F2(N、P2O5、K2O施量分别为225、75、75kg/hm^2,30%三叶期、30%拔节期和40%大喇叭口期追肥),研究了喷灌水肥一体化下氮肥减量后移对不同品种夏玉米生长发育、产量和水分利用效率的影响。【结果】增加施肥频次和施肥时间后移可提高玉米叶面积系数(LAI)和延缓叶片衰老,增加玉米干物质累积量以及最大生长速率。喷灌水肥一体化(F1、F2处理均值)较传统施肥籽粒产量提高7.8%,耗水量降低11.9%,水分利用效率(WUE)提高22.2%,籽粒氮肥偏生产力(PFPY)提高51.1%,生物量氮肥偏生产力提高49.2%。登海3737干物质累积、最大生长速率、WUE和PFPY的均值较豫单9953分别增加2.8%、7.7%、8.5%和8.6%,最大生长速率出现的时间没有差异。豫单9953干物质积累快增期持续时间比登海3737增加5.3 d。不同品种之间产量和构成要素差异极显著。登海3737平均产量为11 319 kg/hm^2,较豫单9953增产8.4%,其中穗长、百粒质量对产量贡献较大,分别提高22.5%和18.2%。【结论】本研究中,F2处理为最佳施肥模式,即N、P2O5、K2O施量分别为225、75、75 kg/hm^2,施肥配比为30%三叶期、30%拔节期、40%大喇叭口期。

外源物缓解植物盐分胁迫的作用机理及其分类

盐分胁迫是制约农业生产和植被构建的关键环境因素之一。为提高植物耐盐能力、降低盐碱地的开发利用难度,前人开展了大量关于外源物缓解植物盐分胁迫的研究。依据搜集到的122篇有关植物耐盐机理和外源物作用的文献,目前报道的缓解植物盐胁迫的外源物有50种。依据作用机理将其分为7类,分别是调节离子平衡及pH、诱导合成渗透调节物质、诱导抗氧化酶、激素调节、诱导基因表达及信号转导、改善光化学系统、微生物调控机制。本文对外源物缓解植物盐分胁迫的7类作用机理的研究进展分别进行总结和分析,并提出了今后需重点跟进的研究方向。

栽培方式对冬小麦耗水量、产量及水分利用效率的影响

为探究不同栽培方式对冬小麦生长发育、产量形成及水分利用的影响。通过田间试验,设置传统畦田种植(TC)、垄作种植(RC)和高低畦田种植(HLC)3种栽培方式,其中RC和HLC种植模式分别设置3种灌溉处理(900,720,540 m^3/hm^2),以TC的常规灌溉(900 m^3/hm^2)作为对照,研究3种栽培方式下冬小麦生育期内的土壤水分变化与耗水规律,分析栽培方式对产量构成要素和水分利用效率的影响。结果表明:不同栽培方式下冬小麦各生育期的土壤含水量变化具有显著差异,RC处理的集雨储水能力相对较强;栽培方式对冬小麦耗水特性和水分利用效率的影响也达到显著水平。冬小麦产量和耗水量间呈现极显著的正相关关系(R^2=0.86,P<0.01);栽培方式对冬小麦亩成穗数和穗粒数具有显著差异;与RC和TC栽培方式相比,HLC栽培方式下群体及个体的发育相对更好,亩成穗数和穗粒数显著提高;相比TC和RC,HLC栽培方式下冬小麦耗水总量分别提高14.16%和19.90%,产量分别提升22.63%和27.37%,水分利用效率(WUE)分别提升7.69%和6.87%。综合来看,HLC栽培方式可显著提高冬小麦的产量和水分利用效率,是研究区域较为理想的节水高产栽培模式。

基于大型蒸渗仪的冬小麦蒸散规律及其模拟

【目的】探究不同土壤水分条件下冬小麦蒸散量适宜估算模型。【方法】在华北地区,以冬小麦为研究对象,借助大型蒸渗仪,设置3个土壤含水率灌水控制下限水平(T70:70%田间持水率,T60:60%田间持水率,T50:50%田间持水率),分别采用单作物系数法,双作物系数法以及BP人工神经网络进行蒸散量估算,并结合纳什系数(NSE)和均方根误差/观测值标准差比率(RSR)等统计指标进行模型评价。【结果】随土壤水分胁迫程度的增加,冬小麦蒸散总量和各生长阶段蒸散量逐渐减少(T70处理>T60处理>T50处理);中度水分胁迫处理下(T50),仅双作物系数模型模拟结果适用(NSE=0.646,RSR=0.599);轻度水分胁迫处理下(T60),BP人工神经网络模型相对最优(NSE=0.872,RSR=0.360),双作物系数模型估算效果良好(NSE=0.729,RSR=0.523);适宜水分处理下(T70),各个模型均有较好的估算效果。【结论】双作物系数模型适宜于不同土壤水分胁迫水平。