河北省农林科学院旱作农业研究所科研平台条件大幅提升

近日,河北省农林科学院旱作农业研究所承担的农业部平台建设项目“农业部河北南部耕地保育科学观测实验站”和“河北省衡水市国家级农作物品种抗旱性鉴定试验站”顺利通过验收.

河北低平原冬小麦长期咸水灌溉矿化度阈值研究

在研究咸水灌溉对土壤和作物的影响过程中,对土壤盐分监测相对困难,而监测灌溉水的盐分更简单易行,但作物不同时期灌溉咸水的矿化度阈值较难确定。本文以2007—2015年在河北省衡水旱农节水试验站进行的长期咸水灌溉试验数据(灌溉水设置1 g·L^(-1)、2 g·L^(-1)、4 g·L^(-1)、6 g·L^(-1)和8 g·L^(-1)共5个矿化度;冬小麦生长期间灌溉3次水)为基础,以矿化度为1 g·L^(-1)灌溉水为淡水对照,调查不同处理小麦的相对出苗率、相对籽粒产量及土壤盐分等作物生长、产量和环境变化指标,并采用FAO分段函数方法,分析了‘石家庄8号’冬小麦多年咸水灌溉的矿化度阈值及其影响因素。结果表明,采用4 g·L^(-1)和6 g·L^(-1)咸水灌溉,多年平均小麦出苗率相当于淡水的93.8%(P>0.05)和70.4%(P<0.05),多年平均产量相当于淡水灌溉的86.0%(P<0.05)和65.3%(P<0.05),用小于4 g·L^(-1)的咸水灌溉,籽粒产量(产量变化小于15%)和出苗率不是影响咸水灌溉矿化度阈值的限制因素。经计算冬小麦多年咸水灌溉矿化度阈值为2.14~3.95 g·L^(-1),平均值为3.19 g·L^(-1),变异系数为21.1%。综合考虑产量和土壤盐分累积风险确定河北低平原冬小麦长期灌溉咸水矿化度阈值为2.47 g·L^(-1)。矿化度阈值与播前1 m土壤盐分有一定负相关关系(相关系数-0.587),与淡水灌溉产量呈一定正相关关系(相关系数0.516)。土壤盐分累积风险分析结果表明,按照灌溉咸水矿化度与土壤平均盐分拟合的指数方程预测,采用2.47 g·L^(-1)咸水连续9年灌溉,0~20 cm耕层土壤未达到盐渍化水平(平均土壤盐分预测值0.98 g·kg^(-1)),而1 m土体出现轻度盐渍化(平均盐分含量预测值1.17 g·kg^(-1)),土壤盐分稍有累积,但未对冬小麦产量造成明显影响。由此来看,以2.47 g·L^(-1)咸水长期灌溉造成土壤严重盐渍化的风险较小。

不同种植密度对夏玉米产量、产量性状及群体光合特性的影响研究

以郑单958、先玉335和中单909这3个主栽夏玉米品种为材料,研究了5个密度梯度下三品种的产量、产量性状、叶面积指数、叶面积持续期及与密度的相关性。结果表明:在6~9万株/hm2密度内,随密度的增加,穗长、穗粒数、百粒质量和穗重呈降低趋势;群体的叶面积指数和叶面积持续期增大,与密度呈正相关关系,密度的增加提高了群体的光合能力;产量方面以先玉335平均产量最高,其次为中单909,郑单958最低。郑单958和先玉335的产量和密度呈线性关系,中单909的产量呈先升后降趋势,符合二次曲线关系。郑单958产量与叶面积指数和叶面积持续期的回归关系好,斜率最大,随密度增加产量增加幅度较大,穗性状降低的幅度小,耐密性好;先玉335和中单909的产量与叶面积指数和叶面积持续期回归斜率小于郑单958,先玉335随密度的增加产量增加幅度小,适合相对稀植;中单909的适密范围在8.56万株/hm2左右。因此,应根据品种的特性进行合理密植,才能充分发挥品种的光合特性,提高作物产量。

不同灌溉模式对小麦产量、耗水及水分利用效率的影响

针对低平原区水资源缺乏问题,研究不同降雨年型下不同灌溉模式对小麦的产量、耗水组成、耗水量及水分利用效率等的影响,为水资源高效利用提供依据。试验于2012—2013年和2013—2014年2个小麦生长季进行,采用裂区设计,以春季5个灌溉模式作为主处理(春季灌溉1水—W1、2水—W2、3水—W3和4水—W4,不灌溉作对照—W0),以3个不同类型小麦品种作为副处理(小麦品种衡观35、石4185和衡4399)。研究结果表明:随灌溉量的增加,产量非线性增加,产量受降雨的多少和阶段分配的影响,2年分别以3水模式(少雨年)和4水模式(多雨年)产量最高,但2012—2013年度2水模式和3水模式产量差异不显著;不同品种的水分反应特性不同,石4185的水分反应较敏感,衡观35和衡4399 2个品种相对节水抗旱,且品种的增产潜力大;从水分利用效率看,随灌溉量的增加产量水分利用效率呈先增加再降低趋势,但灌溉水的利用效率下降,而且品种的水分利用效率存在年际差异,衡观35 2年均以2水水分利用效率最高,石4185 2年均以3水的水分利用效率最高,衡4399在2012—2013年以3水的水分利用效率最高,在2014年以1水的水分利用效率最高;耗水量、阶段耗水量和耗水组成受灌水量和降雨分配的影响,灌溉量越大,对土壤水分的消耗比例越小,2年中由于降雨的分配阶段不同,阶段耗水量和耗水组成出现差异。拔节到灌浆初期2012—2013年阶段耗水量高于2013—2014年,主要消耗的分别是土壤水(2012—2013)和降雨(2013—2014)。因此,在缺水的低平原区,采用春灌2水的灌溉模式,既可提高水分的利用效率又兼顾品种的生产潜力,同时又可充分利用自然降水。

灌浆期高温胁迫对小麦灌浆的影响及叶面喷剂的缓解作用

针对我国华北麦区灌浆期高温影响小麦灌浆和产量的问题,本研究在2013—2014年和2014—2015年两个小麦生长季,采用田间塑料棚自然升温的方式,在灌浆期设4个时段高温胁迫处理作为主处理,两年分别在花后12-25 d、12-16 d、15-20 d和20-25 d,花后8-21 d、8-12 d、14-20 d和16-21 d进行高温处理,以不罩棚自然温度作为对照（分别用A1、A2、A3、A4和A5表示,A5为对照）;以0.2%磷酸二氢钾、0.05%硫酸锌、清水和不喷施4个喷剂作为副处理（分别用B1、B2、B3和B4表示）,研究了灌浆期不同时段高温处理对小麦籽粒灌浆的影响及喷施不同叶面喷剂对高温胁迫的缓解作用,并对不同处理下的小麦灌浆特征进行了量化分析。研究结果表明：（1）小麦灌浆期不同时段高温与自然温度对比均造成小麦减产,减产幅度两个试验年度分别为12.64%-15.34%和2.04%-9.41%,并且高温胁迫时间长,处理时间早的A1减产幅度最大,且较对照A5达极显著水平;高温减产的直接原因是小麦穗粒数减少及千粒重降低,两个试验年度穗粒数分别减少0.71-5.45个和1.73-3.00个,千粒重分别降低1.28-3.41 g和0.84-4.27 g;从2013—2014年度模型模拟的灌浆特征看,不同时段高温处理使小麦提前到达第1和第2拐点,A1-A4第1拐点较对照提前0.29-0.75 d、第2拐点提前0.22-1.42 d,因此高温处理缩短了灌浆时间,且平均灌浆速率降低,最终造成千粒重降低。（2）叶面喷剂具有缓解高温胁迫的作用,两个试验年度叶面喷剂分别比不喷对照提高产量3.08%-7.05%和2.09%-3.52%,可一定程度缓解高温对穗粒数和千粒重的不良影响,两个试验年度叶面喷剂分别增加穗粒数1.04-2.30个和0.95-2.01个,提高千粒重1.10-1.42 g和0.60-0.89 g,且B1效果最好;从灌浆数值特征分析看,叶面喷剂推迟了到达第1和第2拐点的时间,不同喷剂推迟到达第1拐点时间为0.48-0.98 d,推迟到达第2拐点的时间为0.32-0.98 d,延长了灌浆的时间,平均灌浆速率提高0.01-0.04 mg·gmrain-1·d-1,以B1（磷酸二氢钾）的作用最好。因此叶面喷剂可延长小麦灌浆期,不同程度地增加了穗粒数和千粒重,是增产和减灾的有效措施之一。

长期咸水灌溉对小麦光合特性与土壤盐分的影响

于2013—2015年研究了不同咸水利用方式(CK,淡水;T1,咸水与淡水混配为1.8 g/L的混合水灌溉;T2,3.6 g/L咸水与淡水交替灌溉;T3,3.6 g/L咸水灌溉;T4,无灌溉)对冬小麦光合特征及土壤盐分的影响。结果表明:T3和T4处理的株高、叶面积指数、叶面积持续期、叶绿素含量、最大净光合速率(Pnmax)、表观光量子效率(φ)、暗呼吸速率(Rd)和产量较淡水处理显著下降,且连续灌溉3.6 g/L的咸水导致土壤发生积盐,不宜连续灌溉。T1和T2处理与CK的株高、光合特性无显著差异,土壤盐分虽有一定积累,但未影响作物的生长。可见,T1(咸淡混溉)和T2(咸淡水交替灌溉)处理的咸水利用方式对冬小麦生长无负调控效应。从土壤生态环境及小麦产量的影响角度考虑,混灌和轮灌既能保证作物产量较淡水灌溉不减产,土壤未发生次生盐渍化,同时节约淡水资源。

土壤肥力和施肥措施对冬小麦--夏玉米产量地力贡献率和土壤容重的影响

为指导低平原区粮田基础地力定向培育提供重要理论依据,2012-2014年在大田试验条件下,采用裂区试验设计,以土壤肥力水平为主区、不同施肥措施为副区,研究了低平原区不同土壤基础肥力（高肥、中肥、低肥）和施肥方式（CK—30a不施肥,T_1—2a不施肥,T_2—1a不施肥,T_3—3a施NPK肥,T_4—3a施PK肥）对冬小麦-夏玉米产量、地力贡献率和土壤容重的影响。结果表明：各肥力条件下小麦、玉米及全年产量基本表现为T_3〉T_2〉T_1〉T_4〉CK,其中,高、中肥力条件下作物产量差异较小,且与低肥力下的产量差异基本达到了极显著水平。各肥力条件下,不同施肥措施的基础地力贡献率均表现为T_2〉T_1〉CK;各施肥处理在不同肥力条件下的周年基础地力贡献率差异均不显著,但总体来看,高肥力地块对周年产量的基础地力贡献率相对较高。各肥力地块在同种施肥方式下土壤容重差异均不显著;低肥力地块施用氮磷钾肥可以显著降低土壤容重,但随着土壤肥力增高,适当延长氮磷钾肥施用年限才能对土壤容重有明显的降低作用;氮肥对土壤紧实度的调控效应高于磷钾肥。