冬小麦不同生育阶段水分利用对保水剂与氮肥的响应

为探明保水剂和氮肥及其配施后对冬小麦不同生育阶段水分利用的作用机理,通过大田试验,以不施保水剂和氮肥为对照,研究了保水剂(60 kg.hm 2)与氮肥[0、225 kg(N).hm 2、450 kg(N).hm 2]单施及其配施后对冬小麦不同生育阶段的土壤水分、干物质积累及水分利用的作用特征。结果表明:保水剂和氮肥的施用均提高了土壤剖面各层次的含水量及冬小麦干物质积累量、产量和水分利用效率。各处理中以单施450kg(N).hm 2氮肥、单施保水剂及保水剂与450 kg(N).hm 2氮肥配施处理土壤含水量较高。不施保水剂时,随施氮量的增加,冬小麦地上部干物质积累量显著提高。施用保水剂时,氮肥用量过高,干物质积累有所降低。拔节—收获期,保水剂与225 kg(N).hm 2氮肥配施处理冬小麦干物质积累量均较高,且到生育后期效果更明显。在播种—拔节期和孕穗—灌浆期,随氮肥用量的增加水分利用效率提高,且保水剂与氮肥配施处理增加幅度更大。而灌浆—收获期,高氮[450 kg(N).hm 2]和保水剂与225 kg(N).hm 2氮肥配施处理的水分利用效率提高幅度最大,分别较对照增加53.8%和57.8%。而最终产量与水分生产效率以60 kg.hm 2保水剂与225 kg(N).hm 2氮肥配施处理最高。说明氮肥用量适宜时,施用保水剂冬小麦产量和水分利用效率的提高幅度更大。

保水剂对土壤孔隙影响的定量分析

为探明保水剂不同用量对施入土层土壤孔隙特征及其分布的影响,采用CT扫描法研究盆栽试验条件下小麦收获时的土壤孔隙特征。结果表明:1)施用保水剂均提高了土壤剖面不同土层的土壤孔隙数目、孔隙度和孔隙成圆率。2)随保水剂用量的增加,各土层平均总孔隙数、总孔隙度及成圆率提高;但保水剂用量过高,其总孔隙数增加不明显,总孔隙度和孔隙成圆率降低,但仍高于对照(CK)。3)最终的小麦生物量和籽粒产量表现为54 mg/kg>81 mg/kg>27 mg/kg>CK。因此,施用保水剂改善了土壤孔隙特征,促进了小麦的生长和产量的提高。各处理中以54 mg/kg保水剂用量对于小麦生物量及产量的提高最为显著,分别较对照提高13.1%和22.2%。

潮土长期定位施肥对小麦生理特性、产量及面粉品质的影响

在国家潮土肥力监测与肥料效益长期定位监测基地18年不同施肥制度的基础上,采用田间小区试验,研究了不同施肥处理对小麦生长、产量及面粉品质的影响。结果表明,在长期施用化肥处理的处理中,施用氮肥及与磷钾肥配施处理的叶片叶绿素含量明显高于对照和不施氮肥(PK)处理,其中以NP和NPK最高;长期施用有机肥和化肥配施处理中,以1.5MNPK和MNPK2处理最高;且氮磷配施、氮磷钾全量配施以及化肥与有机肥配施提高了小麦叶片硝酸还原酶活性。NP和NPK处理的小麦产量、穗粒数、穗数明显高于其他处理;N和NK处理小麦千粒重明显高于其他处理,但小麦产量最低;有机肥与化肥配施处理的产量与NPK处理差异不显著,千粒重、穗数均高于NPK处理,以增施有机肥料(1.5MNPK)处理最明显;不同处理对必需氨基酸和总氨基酸含量影响顺序是:NK>N>NP>NPK>PK,而对其产量影响顺序是:NP>NPK>NK>N>PK,长期施用NPK和有机肥配施的处理中,MNPK的总氨基酸和必需氨基酸含量和产量均高于其他处理,SNPK最低,说明施用有机肥料比秸秆还田更有利于氨基酸含量的提高。不同施肥处理对小麦出粉率影响较小,增施有机肥料对小麦的出粉率促进作用不明显,而对小麦面粉产量的影响较大,长期不施肥处理的面粉产量最低,而以NPK最高。

保水剂用量对冬小麦生长及水肥利用的影响

为探明保水剂施用条件下冬小麦生长与水肥利用的特征,采用田间试验,以不施保水剂和氮肥为对照,研究了单施氮肥(T2:225 kg.km-2)和其与不同用量保水剂配施(T3:N+保水剂30 kg.hm-2、T4:N+保水剂60 kg.hm-2、T5:N+保水剂90 kg.hm-2)处理对冬小麦生长、土壤矿质氮含量以及水肥利用等影响。结果表明:保水剂与氮肥的施用显著提高了小麦各生育期的小麦总群体、株高、叶面积、土壤矿质氮含量及水肥利用率等。各处理中,以T4处理对于总群体数、株高、穗长和穗粒数的提高效果最为显著,而T5处理对于小麦叶面积和千粒重的提高作用明显。随小麦生育期的推进,保水剂处理的根冠比均较对照低,尤其是T3处理。而各生育期土壤矿质氮平均含量表现为T4>T3>T5>T2>CK。最终小麦产量、氮肥农学效率、氮素生产力和水分利用效率,随保水用量的增加而先增后将,且均匀以T4处理最高,其分别比单施氮肥处理(T2)14.5%、55.9%、34.6%和25.0%。说明各处理中,以T4处理对小麦的生长、增产及水肥利用的效果最佳。

不同水分条件下保水剂对土壤持水与供水能力的影响

为探明水分条件对保水剂作用效果的影响,采用盆栽实验,测定冬小麦生长结束后不同水分条件下保水剂不同用量(T1:0、T2:27 mg/kg、T3:54 mg/kg、T4:81 mg/kg)处理的土壤持水、供水及导水性能等。结果表明:保水剂的施用均提高了土壤持水、供水、导水能力及土壤有效水含量。轻度胁迫条件下,以T3处理的持水能力、有效水含量及导水能力最强,而供水能力以T4处理为佳;充分供水条件下,随保水剂用量的增加,土壤持水能力、供水能力、有效水含量及导水能力均提高,但T3和T4处理间差异不显著。与轻度胁迫相比,充分供水条件下各处理的持水能力、供水能力及导水能力均较高,而有效水含量以轻度胁迫条件下的T3处理较高,较对照增加18.6%。从经济的角度考虑,2水分条件下以T3处理(54 mg/kg)效果为佳。

施氮量对砂姜黑土玉米生长及水分利用效率的影响

为探明氮肥不同用量条件下砂姜黑土玉米生长及水分利用的特征,采用田间试验,研究了不同用量氮肥对玉米不同生育期土壤水分、农艺性状、成产要素、产量及水分利用的影响。结果表明:施用氮肥提高了0～100cm剖面土壤含水量,尤其是360kg/hm2氮肥处理效果最佳。在玉米不同生育期,360kg/hm2氮肥处理的植株叶片数、株高和茎粗均高于其他处理。在成熟期,随氮肥用量的增加,玉米地上部生物量表现为先下降后增加再下降再增加的趋势,各处理中以540kg/hm2氮肥处理的生物量最大,较对照(不施氮肥)增加31.9%,而90kg/hm2和360kg/hm2处理显著低于对照。随着氮肥用量的增加,玉米产量和水分利用效率均表现为先增加后逐渐降低的趋势。各处理中以270kg/hm2氮肥处理的产量最高,而水分利用效率以360kg/hm2氮肥处理最高,但其与270kg/hm2处理差异不显著。综上所述,从多因素考虑,270kg/hm2为最佳氮肥用量。

冬小麦补偿效应对保水剂用量的响应

为探明冬小麦补偿效应对保水剂用量的响应,采用盆栽试验,研究了轻度胁迫和充分供水条件下,保水剂不同用量(0、27、54、81mg/kg)对复水前后小麦叶片和根系生理特征及产量的影响。结果表明:在拔节期,复水前,两水分条件下叶片细胞质膜透性均随保水剂用量的增加呈先降低后增加趋势,且均显著低于对照(0mg/kg处理),根系活力在轻度胁迫条件下表现为显著提高趋势,在充分供水条件下则先增后降再增;复水后,两水分条件下均以81mg/kg处理的细胞质膜透性最低,且根系活力最强。在灌浆期,轻度胁迫条件下,复水前、后均以81mg/kg处理的叶片质膜透性最高,且显著高于对照;而充分供水条件下复水前、后各处理间的叶片质膜透性差异均不显著。复水后,在轻度胁迫条件下根系活力以27mg/kg处理最高,而充分灌水条件下以54mg/kg处理的效果最佳。最终,小麦产量和水分利用效率以充分供水条件下较对照增幅最大,且以54mg/kg处理效果最佳,较对照增产9.3%,水分利用效率提高9.0%。而轻度胁迫条件下以27mg/kg处理效果最佳,小麦产量和水分利用效率均较对照提高6.9%。

不同水分条件下保水剂对土壤结构的影响

为探明保水剂在不同水分条件下小麦生长过程中对土壤结构的作用过程与机理,在盆栽试验条件下研究了不同保水剂用量(T1:0 mg kg-1、T2:27 mg kg-1、T3:54 mg kg-1、T4:81 mg kg-1)对冬小麦拔节期和收获期的土壤结构和入渗能力的影响。结果表明:保水剂改善了冬小麦生长过程中的土壤结构,提高了土壤结构的稳定性和入渗能力。轻度胁迫条件下,随保水剂用量的增加,>0.25 mm水稳性团聚体含量提高,土壤结构稳定性增强,且拔节期效果更显著;充分灌水条件下,各处理中以T3和T4处理>0.25 mm水稳性团聚体含量较高。除T4处理外,随小麦生育期的推进土壤饱和导水率有所降低。而不同水分条件下,各处理中均以T4处理的饱和导水率较高,但轻度胁迫的处理高于充分灌水的处理。与充分灌水相比,在轻度胁迫条件下,保水剂的施用更有利于改善土壤结构,提高土壤结构稳定性和导水能力,但到小麦收获时土壤结构稳定性以充分灌水条件下的处理较佳。综合以上分析,各处理均有T4处理的改土效果为佳。

潮土长期定位施肥对小麦根际土壤营养的影响

在长期定位施肥的基础上,采用盆栽试验,研究了不同施肥处理对冬小麦根际土壤与非根际土壤中pH、有机质含量及速效养分含量差异的影响。结果表明,(1)CK和PK处理在不同生育期其根际pH值均低于根外,土壤有机质含量逐渐下降。氮肥及和P、K配施的处理中,根际和非根际的pH值均低于PK和CK。N、NP、NPK处理的根际土壤有机质从拔节到成熟期有先下降后上升的趋势,而NK处理根际和非根际土壤有机质含量均逐渐下降。有机肥和化肥配施的处理中,在拔节期根际pH值均小于根外,在抽穗期和成熟期却相反,有机质含量从拔节期到成熟期均高于化肥处理。(2)CK和PK处理,土壤速效氮在各个时期均较其它处理低。长期施用氮肥和其它肥料配施(N、NP、NK、NPK)处理,在拔节期时,根际与非根际土壤的速效氮含量差异不明显,而根际的速效磷含量最高;到成熟期时,以N、NK处理的速效氮含量最高;偏施钾肥(NK和PK)处理的根际与非根际土壤速效钾含量变化不明显,但高于NPK处理;长期施用有机肥和NPK处理根际土速效氮含量较化肥处理高,以MNPK和1.5MNPK处理表现最明显。除SNPK外,各处理根际和非根际土速效磷含量均明显高于化肥处理,以1.5MNPK处理含量最高。