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。

匀播和条播小麦产量及干物质积累对春季灌水量的响应

为明确新型播种方式立体匀播条件下小麦干物质积累及对水分的利用情况,挖掘播种方式节水潜力。本试验于2020—2021年冬小麦生长季在石家庄和北京2个试点进行同步试验,以中筋节水型小麦“轮选103”为供试品种,采用裂区试验设计,主区设3个灌水量:600 m^(3)hm^(-2)(W_(1))、900 m^(3)hm^(-2)(W_(2))和1200 m^(3)hm^(-2)(W_(3));副区为立体匀播(S_(1))和常规条播(S_(2))两种播种方式,从产量构成、物质积累与转运、水分利用角度研究不同播种方式下小麦对春季灌水量的响应差异,为小麦节水生产提供理论依据和技术支撑。结果表明:相同灌水量条件下,立体匀播产量高于常规条播,主要是其叶面积指数(LAI)较高,且随着生育进程的推进变化较为稳定;同时,匀播小麦功能叶的光合性能优于条播,利于合成更多的有机物,使得匀播小麦各器官的干物质积累量和花后光合积累量均高于条播,提高水分利用效率(WUE)和灌溉水利用效率(IWUE),表现出较好的产量优势。当灌水量为600 m^(3)hm^(-2)(W_(1))时,匀播较条播产量增加最多,为832.0kg hm^(-2),增幅为9.89%,茎鞘、叶片和穗的干物质量匀播较条播平均增加25.15%、27.64%和18.68%,WUE和IWUE分别显著提高11.16%和9.92%;播种方式间的最大相对生长速率在灌水量为900 m^(3) hm^(-2)(W_(2))时差异最大,匀播较条播快0.021~0.025g株^(-1)d^(-1),在该灌水量下干物质积累最大相对生长速率出现的时间(t_(m))提前,快速生长期持续的天数(Δt)最短,且石家庄试点出现的时间早于北京试点;花后光合积累量在灌水量为1200 m^(3)hm^(-2)(W_(3))时匀播显著高于条播,匀播较条播平均增产4.37%。灰色关联度分析表明,两试点匀播小麦的穗数、千粒重与产量密切相关,而条播小麦的净光合速率与产量的关联度较高。总体分析发现,相同灌水量下,与常规条播相比,匀播小麦通过提高LAI延长高值持续期,或者提高净光合速率,或者促进干物质积累而提高产量,尤其在较低的灌水量条件下,选用匀播播种方式,可在相同的灌水投入下,高效利用水量,从而获得较高的产量,增加效益。因此,匀播方式更适合生产中灌水条件不足的地区,可以充分发挥其高效节水功能。

全国小麦冬季管理技术意见

根据2020年小麦苗情特点,应坚持“因苗分类抓田管、促弱控旺促平衡、主动应变防灾害、培育壮苗保越冬”的技术路线,加强冬季管理,保苗稳健生长和安全越冬。

冬前积温对北部冬麦区小麦苗期生长的影响

为探究全球气候变化对我国北部冬麦区适宜播期的影响,于2019—2021年2个小麦生长季在中国农业科学院作物科学研究所北京试验基地进行小麦播期试验。选用2个不同分蘖力小麦品种为试验材料,设置4个不同播期:9月25日(J)、10月5日(S0)、10月15日(S1)和10月25日(S2),作为冬前不同积温处理,研究冬小麦苗期群体质量、个体性状和茎蘖生理对冬前积温差异的响应。结果表明:随着播期的推迟,小麦越冬前积温及相邻播期间积温差呈逐渐降低趋势。J和S0播期下冬前积温均超过550℃,满足小麦冬前形成壮苗的基本条件,播期S1和S2较S0冬前积温平均减少148.0和282.4℃,不利于冬前小麦壮苗的形成;在4个不同播期条件下,播期每推迟10 d,积温平均分别下降204.0、148.0和134.4℃。播种至出苗的天数受到日平均温度的影响,当日平均温度低于15℃时,随着播期的推迟,播种至出苗的天数逐渐增加,当日平均温度高于15℃时,播种至出苗的天数为恒定值。小麦群体总茎数、叶面积指数、干物质重、氮素积累量和单株分蘖数也随着冬前积温的减少而降低。苗期可溶性糖含量、硝酸还原酶活性随着冬前积温的减少均呈先升后降的变化趋势,而可溶性蛋白含量和谷氨酰胺合成酶活性对积温的响应存在品种间差异。综合冬前小麦群体质量和个体性状,在4个不同播期中,10月5日播种条件下小麦冬前群体总茎数和单株分蘖数与我国北部冬麦区冬前壮苗标准最为接近,冬前积温有利于壮苗的形成。因此,当日平均气温为15~17℃时为北京冬小麦最佳播种期。