0 引言
【研究意义】山西省属于黄土高原干旱半干旱地区,该区小麦面积的60%为旱作,土壤水分状况是影响产量水平的主要因子[1]。而氮素是植物必须的大量营养元素,是限制植物生长的首要因素,麦田土壤水分状况直接影响植株对氮素的吸收、积累及运转,最终影响小麦产量[2]。因此,采用耕作蓄水和覆盖保水是调节土壤库容、充分接纳降水、增强土壤蓄水能力,促进植株养分运转实现黄土高原地区小麦高产的关键措施。【前人研究进展】王红光等[3]研究表明,免耕有利于增加土壤团聚体含量,进而增加表层土壤水分和养分含量,但多年免耕会增加土壤紧实度,而深松能有效疏松土壤,改善土壤的渗透性能,增强深层土壤蓄水能力;赵亚丽等[4]研究表明,旱地麦田休闲期深耕和深松可以有效降低土壤容重,增加冬小麦农田耗水量,提高土壤贮水消耗量,降低休闲期的农田耗水量;侯贤清等[5,6]研究表明,与传统耕作相比,深松加深了耕层而不翻动土壤,能打破犁底层,通过对自然降水的蓄纳和贮存,提高了旱地蓄水保墒性能,最终提高籽粒产量和水分利用效率。王育红等[7]研究表明,河南省旱作区冬小麦产量深松处理比传统耕作增产效果明显,尤其干旱年型增产效果更明显,连续2年试验的平均产量为4 619.25 kg·hm-2,比对照平均增长18.8%,平均水分利用效率13.2 kg·hm-2·mm-1,比对照平均增长16.8 %。此外,自从地膜覆盖种植引进国内,我国已形成了多种覆膜种植方式,且取得了较大进展。王俊等[8]研究表明,旱地小麦生育期采用地膜覆盖可以降低表层土壤水分的蒸发和散失,促进深层土壤水分的利用,有显著的增产效果。柴守玺等[9]、牛一川等[10]研究表明,在甘肃省旱作麦区采用全膜覆土穴播,能有效地减少水分蒸发,使植株蒸腾速率增强,提高了光合效率,提高了土壤温度,从而使幼穗分化提前,成穗数、穗粒数、粒重等性状都优于露地小麦,提高产量40%以上,水分利用效率27%以上;马爱平等[11]研究表明,山西省旱作农业区冬小麦膜际条播种植模式在干旱年型条件下,拔节期0—60 cm土层水分状况明显优于普通条播,膜际条播可增加小麦穗粒数和千粒重,提高产量和水分利用效率。但有研究表明,膜际条播占用土地面积,在丰水年条件下会减少穗数,导致减产现象;而全膜覆土穴播促进作物生长建立在加剧土壤水分消耗的基础之上,生育后期会出现脱水现象,也会导致减产,同时对下茬作物生产有负面影响[12,13]。水分和养分有强烈的交互作用,水分既影响土壤养分的有效性,也影响作物生长及其养分吸收、转化和同化,从而影响产量。祁有玲等[14]、BAHRANI等[15]研究表明,生育期水分的亏缺会显著影响冬小麦植株对氮素的吸收,降低各营养器官的氮含量,同时也降低了植株开花前贮存在叶片、茎秆和叶鞘、颖壳中氮素的再转运量和再转运率,导致成熟期籽粒中氮素积累量减少,最终产量降低。而YANG等[16]研究发现在小麦灌浆后期水分适度亏缺,有利于同化物向籽粒转运,提高收获指数。任爱霞等[17]研究表明,播种前3 m内各土层土壤蓄水量与各器官花前氮素运转量和花后氮素积累量均呈正相关。同时,旱地小麦产量与开花前各器官氮素的运转量和开花后氮素积累量显著相关,降水少的年份与开花前积累氮素的运转量相关性较高,而降水多的年份与开花后氮素积累量相关性更高[18]。【本研究切入点】面对频发的极端气候,在对小麦生育期土壤水分的变化和植株氮素吸收、利用规律研究基础之上,明确两者在各生育阶段的关系,以便选择适宜的播种技术,保障在极端气候条件下小麦稳产高产。【拟解决的关键问题】本研究在山西省旱作区采用休闲期深松蓄水技术,研究不同覆盖播种方式下小麦生长过程中水分的变化,分析各生育阶段土壤水分利用与氮素吸收、利用的关系,旨在探索山西省旱地小麦养分高效利用种植方式,以应对极端年型对旱作区小麦生产造成的影响,保障旱地小麦高产高效。1 材料与方法
1.1 试验地概况
试验于2011—2016年度在山西农业大学运城闻喜试验基地(东经111°17′,北纬35°20′)进行,试验地为丘陵旱地,位于黄土高原半干旱地区东塬,海拔450—700 m,属于温带大陆性季风气候,光热资源丰富,年均降雨量450—630 mm,年均气温11—13 ℃,无霜期约190—230 d,年日照数2 200—2 500 h,太阳总辐射量502—523 kJ·cm-2。无灌溉条件,一年一作采用夏季休闲制,即从前茬小麦收获至下茬小麦播种为裸地。本研究采用国内较常用的降水年型划分标准[19]。表1为试验地降水情况,近15年(2002—2016年)的年均降水量为483.4 mm,选择试验年度中降雨量极端的年型进行分析。2011—2012年降雨量高于年均降水量35.1%,属于丰水年型;其中休闲期降水量占全年的比例高达69.5%,且播种—越冬生育阶段降雨量在各生育阶段中最高,达到123.6 mm;2012—2013年降雨量较年均降水量低37.7%,属于干旱年型,而开花—成熟阶段降雨量较高,为100.1 mm;2015—2016年降雨量与2012—2013年接近,较年均降水量低26.7%,同样属于干旱年型;同样是开花—成熟阶段降雨量较高,达122.8 mm。表2为这3个年份0—20 cm土层土壤基础肥力。
Table 1
表1
表1闻喜试验点的降水量
Table 1Precipitation at the experimental site in Wenxi (mm)
年份 Year | 休闲期 Fallow period | 播种—越冬 SS-WS | 越冬—拔节 WS-JS | 拔节—开花 JS-AS | 开花—成熟 AS-MS | 总计 Total |
---|---|---|---|---|---|---|
2002-2016 | 281.8±14.7 | 58.8±12.4 | 28.5±6.8 | 47.9±10.3 | 61.0±11.7 | 483.4±14.6 |
2009-2010 | 173.1 | 64.5 | 12.6 | 33.9 | 50.9 | 335.0 |
2010-2011 | 401.5 | 27.1 | 19.1 | 22.2 | 64.8 | 534.7 |
2011-2012 | 459.9 | 123.6 | 28.7 | 19.1 | 30.6 | 661.9 |
2012-2013 | 188.4 | 32.8 | 22.4 | 12.0 | 100.1 | 355.7 |
2013-2014 | 288.2 | 43.7 | 23.1 | 104.0 | 30.7 | 489.7 |
2014-2015 | 365.6 | 21.5 | 50.8 | 61.2 | 17.6 | 516.7 |
2015-2016 | 94.7 | 69.0 | 11.0 | 57.1 | 122.8 | 386.8 |
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Table 2
表2
表2闻喜试验点土壤基础肥力
Table 2Soil foundation fertility in experimental location
年份 Year | 有机质 Organic matter content (g·kg-1) | 全氮 Total nitrogen content (g·kg-1) | 碱解氮 Alkaline hydrolysis nitrogen(mg·kg-1) | 速效磷 Available phosphorus (mg·kg-1) |
---|---|---|---|---|
2011—2012 | 8.72 | 0.65 | 40.16 | 19.87 |
2012—2013 | 11.88 | 0.72 | 38.62 | 14.61 |
2015—2016 | 9.27 | 0.86 | 41.31 | 10.25 |
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1.2 试验设计
供试小麦品种为“运旱20410”。试验采用二因素裂区设计,以耕作方式为主区,设深松(SS,深度为30—40 cm)、免耕(NT,休闲期不进行耕作)2个水平;以播种方式为副区,设全膜覆土穴播(FHS)、膜际条播(FM)、常规条播(DS)3个水平。试验共6个处理,重复3次,小区面积为150 m2(50 m×3 m)。全膜覆土穴播:地膜全面覆盖地面后,在膜面上覆一层1—2 cm左右厚的细土,然后使用全膜覆土穴播机播种,每穴播种数为10±2粒,行距为20 cm,穴距为15 cm,每小区种植10行,且在冬小麦成熟期收获后(次年6月上旬)回收地膜。膜际条播:起垄、覆膜、播种一次完成,60 cm为一带,起垄,垄底宽40 cm,垄高10 cm,垄顶成圆弧型,覆盖在垄上,地膜两侧覆土,垄沟膜侧种植两行小麦,小麦窄行行距20 cm,宽行行距40 cm,且于冬小麦花后10—15 d(次年5月中旬)回收地膜。常规条播:传统的种植方式,行距20 cm,播种深度3—5 cm,适时收获。前茬小麦收获时留高茬,茬高为20—30 cm,约7月中旬进行耕作处理,8月下旬浅旋、粑耱平整土地。具体时间如下:2011年7月10日深松,8月23日浅旋耕、平整土地,10月2日播种,次年6月3日收获;2012年7月15日深松,8月25日浅旋耕、平整土地,10月1日播种,次年6月3日收获;2015年7月8日深松,8月25日浅旋耕、平整土地,10月2日播种,次年6月5日收获。播前基施纯氮(46%N)、纯磷肥(16%P2O5)、纯钾肥(52%K2O)各150 kg·hm-2,全生育期无灌溉、不追肥,其他农药等田间管理措施同当地农户。
1.3 测定项目与方法
1.3.1 土壤容重的测定 于前茬小麦收获,等雨耕作后,选取具有代表性的休闲期深松、休闲期不耕作地块挖一个3 m深的剖面坑,将剖面削齐铲平。按划定的层次自上而下的取样,每20 cm为一土层,采用环刀法测定土壤容重。1.3.2 土壤水分的测定 分别于前茬小麦收获后30 d、播种期、拔节期、开花期、成熟期,用土钻取0—300 cm土层的土样,分层取土,每20 cm为一土层,于105℃烘干至恒重,计算土壤含水量和土壤蓄水量。
1.3.3 植株干物质和含氮率的测定 分别于拔节期、开花期、成熟期进行取样,其中拔节期取整株样品,开花期植株样品分为叶片、茎秆+叶鞘、颖壳+穗轴3部分,成熟期植株样品分为叶片、茎秆+叶鞘、颖壳+穗轴、籽粒4部分,于105℃杀青30 min后,70℃烘至恒重,称量并记录干物质量;用H2SO4-H2O2-靛酚蓝比色法[20]测定含氮率,计算植株各器官氮素积累量。
1.3.4 产量测定 成熟期调查单位面积穗数、每穗粒数及千粒重,每小区取50株测定生物产量,收割20 m2测定籽粒实际产量。
1.4 计算方法
1.4.1 水分计算方法 参考HE等[21]、HUANG等[22]方法计算:SWSi = Wi×Di×Hi×10/100。式中,SWSi为第i土层土壤蓄水量(mm);Wi为第i土层土壤质量含水量(%);Di为第i土层土壤容重(g·cm-3);Hi为第i土层厚度(cm)。
各生育阶段土壤贮水减少量?S=S1-S2,式中,S1和S2前分别为阶段初和阶段末的土壤重量含水量。
农田耗水量ET = ?S + M + P + K。式中,M 为灌水量(mm);P为有效降水量(mm);K为地下水补给量(mm)。当地下水埋深大于2.5 m时,K值可以忽略不计。本试验地下水埋深在5 m以下,且小麦生育期内无灌水,故M值和K值均可忽略。
水分利用效率= 籽粒产量/耗水量
1.4.2 氮素计算方法 参考赵俊晔等[20]、PRZULJ等[23]方法计算:
植株氮素积累量=植株干物质量×含氮率
开花前积累氮素的运转量=开花期营养器官氮素积累量-成熟期营养器官氮素积累量
开花前积累氮素的运转对籽粒的贡献率=开花前积累氮素的运转量/籽粒氮素积累量×100%
开花后氮素积累量=成熟期植株氮素积累量-开花期氮素积累量
开花后氮素积累对籽粒的贡献率=开花后氮素积累量/籽粒氮素积累量×100%
氮素吸收率=植株氮素积累量/施氮量
氮素收获指数=籽粒氮素积累量/植株氮素积累量
氮素利用效率=籽粒产量/植株氮素积累量
氮素生产效率=籽粒产量/施氮量
1.5 数据处理与分析
试验采用Microsoft Excel 2003处理数据,采用DPS6.50软件进行统计分析,差异显著性检验用LSD法,显著性水平设定为P=0.05。2 结果
2.1 休闲期深松和覆盖播种对旱地麦田水分消耗的影响
2.1.1 对生育期总耗水量的影响 不同降水年型,休闲期深松(SS)较免耕(NT)小麦生育期总耗水量显著增加,覆盖播种较常规条播(DS)生育期总耗水量也增加(图1)。丰水年休闲期深松条件下,全膜覆土穴播(FHS)高于膜际条播(FM),但差异不显著;欠水年和丰水年免耕条件下,全膜覆土穴播(FHS)低于膜际条播(FM),但差异不显著。显示原图|下载原图ZIP|生成PPT
图1休闲期深松和覆盖播种对旱地小麦生育期总耗水量的影响
同年型不同小写字母表示在0.05水平差异显著。下同
-->Fig. 1Effect of subsoiling during fallow period and sowing-mulched on water consumption of soil profile in dryland wheat
Different letters indicate significant differences among treatments at 0.05 level. The same as below
-->
2.1.2 对各生育阶段土壤水分消耗的影响 不同降水年型,休闲期深松(SS)处理较免耕(NT)播种—拔节阶段耗水量所占比例显著降低;拔节—开花阶段耗水量及其所占比例显著增加;开花—成熟阶段耗水量显著增加,耗水量所占比例也提高。覆盖播种较常规条播(DS),播种—拔节阶段耗水量及其所占比例降低,拔节—开花和开花—成熟两阶段耗水量及其所占的比例显著增加。
丰水年深松条件下,全膜覆土穴播(FSH)拔节—开花和开花—成熟两阶段耗水量均显著高于膜际条播(FM),耗水比例也高于膜际条播(FM);欠水年和丰水年免耕(NT)条件下,全膜覆土穴播(FSH)播种—拔节阶段耗水比例显著高于膜际条播(FM),拔节—开花阶段耗水量及其所占比例均低于膜际条播(FM),且耗水量差异性显著,开花—成熟阶段耗水量及其所占比例均低于膜际条播(FM)(表3)。
Table 3
表3
表3休闲期深松和覆盖播种对旱地小麦各生育阶段耗水量及其所占比例的影响
Table 3Effect of subsoiling during fallow period and sowing-mulched on water consumption amounts and its ratio at different growth stage in dryland wheat
年份 Year | 耕作 Tillage | 播种方式 Sowing method | 播种—拔节STJ | 拔节—开花JTA | 开花—成熟ATM | |||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
耗水量 Amount (mm) | 所占比例 Ratio (%) | 耗水量 Amount (mm) | 所占比例 Ratio (%) | 耗水量 Amount(mm) | 所占比例 Ratio (%) | |||
丰水年 Humid year (2011-2012) | SS | FSH | 120.50b | 25.39d | 193.31a | 40.74a | 160.70a | 33.87a |
FM | 119.03b | 25.97d | 184.75b | 40.31a | 154.54b | 33.72a | ||
DS | 126.68a | 30.04b | 165.50c | 39.25b | 139.47d | 30.71b | ||
NT | FSH | 121.86b | 29.88b | 158.09d | 38.77b | 140.86d | 31.35ab | |
FM | 117.84b | 27.83c | 166.14c | 39.23b | 149.04c | 32.94ab | ||
DS | 130.70a | 33.48a | 145.33e | 37.22c | 124.40e | 29.30b | ||
欠水年 Dry year (2012-2013) | SS | FSH | 90.95bc | 25.32c | 148.04b | 41.21a | 120.23b | 33.47b |
FM | 82.93c | 22.34d | 153.93a | 41.47a | 134.35a | 36.19a | ||
DS | 104.35a | 30.79b | 135.34b | 39.15b | 105.98c | 30.06c | ||
NT | FSH | 88.93bc | 29.64b | 117.78c | 39.25b | 93.33d | 31.11c | |
FM | 84.19c | 26.75c | 124.79b | 39.65b | 105.78c | 33.61b | ||
DS | 95.48ab | 33.42a | 109.12d | 37.39c | 88.92e | 29.19d | ||
欠水年 Dry year (2015-2016) | SS | FSH | 100.92ab | 27.23c | 142.03b | 38.32a | 123.98b | 34.45b |
FM | 99.64b | 24.40d | 153.78a | 39.20a | 138.87a | 36.40a | ||
DS | 102.54a | 30.11b | 127.31d | 37.39b | 110.65c | 32.50c | ||
NT | FSH | 101.63ab | 30.70b | 121.80d | 36.20b | 107.56d | 32.50c | |
FM | 99.05b | 27.57c | 131.55c | 37.94b | 116.13c | 34.49b | ||
DS | 102.50a | 34.82a | 106.98e | 34.30c | 93.57e | 30.88d |
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2.2 休闲期深松和覆盖播种对植株氮素利用的影响
2.2.1 对各生育阶段植株氮素吸收量的影响 不同降水年型,休闲期深松(SS)较免耕(NT)各生育阶段吸氮量显著增加,拔节—开花阶段吸氮量所占比例提高;覆盖播种较常规条播(DS),各生育阶段吸氮量增加,拔节—开花阶段吸氮量所占比例提高。丰水年深松条件下,全膜覆土穴播(FSH)各生育阶段吸氮量均高于膜际条播(FM),且拔节—开花阶段两覆盖处理间达显著;欠水年和丰水年免耕条件下,全膜覆土穴播(FSH)各生育阶段吸氮量均低于膜际条播(FM),且拔节—开花阶段两覆盖处理间差异均显著,拔节—开花阶段吸氮量所占比例也低于膜际条播(FM)(表4)。
Table 4
表4
表4休闲期深松和覆盖播种旱地小麦对各生育阶段吸氮量及其比例的影响
Table 4Effect of subsoiling during fallow period and sowing-mulched on nitrogen absorption amount and its ratio at different growth stages in dryland wheat
年份 Year | 耕作 Tillage | 播种方式 Sowing method | 播种—拔节STJ | 拔节—开花JTA | 开花—成熟ATM | |||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
吸氮量 N absorption (kg·hm-2) | 比例 Ratio (%) | 吸氮量 N absorption (kg·hm-2) | 比例 Ratio (%) | 吸氮量 N absorption (kg·hm-2) | 比例 Ratio (%) | |||
丰水年 Humid year (2011-2012) | SS | FSH | 59.43a | 28.59bc | 112.21a | 53.99a | 36.19a | 17.41d |
FM | 58.74a | 29.85abc | 102.30b | 51.99ab | 35.74a | 18.16d | ||
DS | 51.59b | 30.13ab | 86.34c | 50.44b | 33.26b | 19.43c | ||
NT | FSH | 43.47d | 29.15bc | 74.60d | 50.03b | 31.04c | 20.82b | |
FM | 47.72c | 28.56c | 85.49c | 51.18ab | 33.86b | 20.26bc | ||
DS | 40.04e | 30.79 a | 59.58e | 45.81c | 30.41c | 23.40a | ||
欠水年 Dry year (2012-2013) | SS | FSH | 36.82a | 31.42ab | 57.06b | 48.68b | 23.32a | 19.90bc |
FM | 37.92a | 29.43b | 66.66a | 51.74a | 24.27a | 18.83c | ||
DS | 32.86b | 32.36a | 46.80c | 46.09c | 21.88b | 21.55ab | ||
NT | FSH | 28.95c | 31.88ab | 41.89d | 46.13c | 19.97bc | 21.99ab | |
FM | 31.56b | 29.05b | 55.23b | 50.84a | 21.85b | 20.11bc | ||
DS | 26.15d | 32.71a | 35.28e | 44.12d | 18.53c | 23.17a | ||
欠水年 Dry year (2015-2016) | SS | FSH | 30.78b | 28.11ab | 56.23b | 51.35a | 22.50a | 20.54b |
FM | 33.78a | 27.97b | 63.77a | 52.80a | 23.23a | 19.23b | ||
DS | 29.56bc | 29.50a | 48.96c | 48.87b | 21.67b | 21.63ab | ||
NT | FSH | 26.76c | 29.21a | 45.11d | 49.24ab | 19.73c | 21.54ab | |
FM | 30.32b | 28.33ab | 54.84b | 51.25a | 21.86b | 20.42b | ||
DS | 24.28d | 30.10a | 37.30e | 46.25c | 19.08c | 23.65a |
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2.2.2 对植株花前氮素运转和花后氮素积累的影响 不同降4水年型,休闲期深松(SS)较免耕(NT)花前各器官氮素运转量、花后氮素积累量均显著增加;花前各器官氮素运转量对籽粒的贡献率提高,颖壳+穗轴差异性显著,而花后氮素积累量对籽粒的贡献率显著降低。覆盖播种较常规条播(DS)花前各器官的氮素运转量显著增加,花后氮素积累量也增加,且深松条件下差异达显著水平;花前叶片对籽粒的贡献率提高,且丰水年差异性显著,颖壳+穗轴氮素运转量对籽粒的贡献率显著提高,而花后氮素积累量对籽粒的贡献率均显著降低。
丰水年深松条件下,全膜覆土穴播(FSH)较膜际条播(FM),花前各器官氮素运转量显著提高,花后氮素积累量提高,叶片和颖壳+穗轴花前氮素运转量对籽粒的贡献率提高,且叶片达显著水平,而花后氮素积累量对籽粒的贡献率显著降低;欠水年和丰水年免耕条件下,全膜覆土穴播(FSH)较膜际条播(FM),花前各器官氮素运转量显著降低,花后氮素积累量下降,花前各器官氮素运转量对籽粒的贡献率降低,且茎秆+叶鞘达显著水平,而花后氮素积累量对籽粒的贡献率显著提高(表5)。
Table 5
表5
表5休闲期深松和覆盖播种对旱地小麦植株开花前各器官氮素运转和开花后氮素积累的影响
Table 5Effect of subsoiling during fallow period and sowing-mulched on accumulated nitrogen translocation from various organs before anthesis and nitrogen accumulation after anthesis in dryland wheat
年份 Year | 耕作 Tillage | 播种方式 Sowing method | 花前各器官运转量PANT | 花后积累 NAAA | ||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
叶片Leaf | 茎秆+叶鞘Stem+sheath | 颖壳+穗轴Glume+spike | ||||||||
运转量 TA (kg·hm-2) | 贡献率 CP (%) | 运转量 TA (kg·hm-2) | 贡献率 CP (%) | 运转量 TA (kg·hm-2) | 贡献率 CP (%) | 运转量 TA (kg·hm-2) | 贡献率 CP (%) | |||
丰水年 Humid year (2011-2012) | SS | FSH | 35.28a | 20.19a | 70.43a | 40.31ab | 32.83a | 18.79a | 36.19a | 20.71f |
FM | 31.02b | 19.07b | 67.65b | 41.59a | 28.27b | 17.38a | 35.74a | 21.97e | ||
DS | 24.97c | 18.00c | 57.14c | 41.21a | 23.30c | 16.80b | 33.26b | 23.99d | ||
NT | FSH | 21.64e | 18.10c | 47.71d | 39.90b | 19.18d | 16.04b | 31.04c | 25.96b | |
FM | 25.02c | 18.40c | 56.09c | 41.25a | 22.91c | 16.85b | 31.95c | 23.50c | ||
DS | 17.41f | 17.07d | 40.30e | 39.51b | 13.86e | 13.59c | 30.41c | 29.83a | ||
欠水年 Dry year (2012-2013) | SS | FSH | 17.46b | 19.21a | 37.11b | 40.83b | 13.00b | 14.30a | 23.32a | 25.66c |
FM | 19.07a | 19.98a | 42.60a | 42.39a | 14.55a | 14.48a | 24.27a | 24.15d | ||
DS | 14.55c | 18.85a | 30.80c | 39.90b | 9.98d | 12.92b | 21.88b | 28.33b | ||
NT | FSH | 12.97d | 18.75a | 27.93d | 40.35b | 8.35e | 12.05b | 19.97bc | 28.85b | |
FM | 16.56b | 19.36a | 35.90b | 41.97a | 11.22c | 13.12b | 21.85b | 25.55c | ||
DS | 10.68e | 18.44a | 22.35e | 38.59c | 6.48f | 11.18c | 18.53c | 31.79a | ||
欠水年 Dry year (2015-2016) | SS | FSH | 17.89b | 18.74a | 41.70b | 43.67b | 13.39b | 14.03a | 22.50a | 23.56c |
FM | 20.76a | 18.83a | 50.04a | 45.37a | 16.25a | 14.74a | 23.23a | 21.07d | ||
DS | 14.60d | 18.54a | 31.55d | 41.06c | 10.93c | 13.87b | 21.67b | 27.52b | ||
NT | FSH | 13.25d | 18.20a | 30.33d | 41.69c | 9.45c | 12.99b | 19.73bc | 27.12b | |
FM | 16.30c | 18.47a | 37.99c | 43.03b | 12.14b | 13.75b | 21.86b | 24.76c | ||
DS | 11.24e | 17.76a | 25.18e | 39.80d | 7.78d | 12.29c | 19.08c | 30.15a |
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2.3 各生育阶段土壤水分消耗与植株氮素利用的关系
由表6可见,丰水年,播种—拔节阶段花前各器官的氮素运转量与0—120、260—300 cm各土层耗水量,花后氮素积累与0—100、260—300 cm各土层耗水量呈显著或极显著相关关系;拔节—开花阶段花前各器官氮素运转量与120—300 cm各土层耗水量,花后氮素积累量与140—280 cm各土层耗水量呈显著或极显著相关关系;开花—成熟阶段各器官氮素运转量和花后氮素积累量与180—300 cm各土层耗水量呈显著或极显著正相关。欠水年,播种—拔节阶段花前各器官氮素运转量与0—100、220—280 cm各土层耗水量,花后氮素积累量与0—120、200—240 cm各土层耗水量呈显著或极显著相关关系;拔节—播种阶段花前各器官氮素运转量与120—240 cm各土层耗水量,花后氮素积累量与100—240 cm各土层耗水量呈显著或极显著相关关系;开花—成熟阶段花前各器官氮素运转量和花后氮素积累量与120—300 cm各土层耗水量显著或极显著相关。可见,小麦植株花前氮素积累量和花后氮素运转量在生育前期与上层土壤水分变化关系密切(丰水年为0—120 cm,欠水年为0—100 cm);在生育中期与中下层土壤水分变化关系密切(丰水年为120—300 cm,欠水年为120—240 cm);在生育后期则与深层土壤水分变化关系密切(丰水年为180—300 cm,欠水年为120—300 cm)。Table 6
表6
表6各生育阶段0—3 m土壤耗水量与开花前各器官氮素运转量及开花后氮素积累量的相关系数
Table 6Correlation coefficients between soil water consumption in 0-3 m layers and pre-anthesis nitrogen translocation and nitrogen accumulation after anthesis at different growth stage in dryland wheat
年份 Year | 土层 Layer (cm) | 播种—拔节STJ | 拔节—开花JTA | 开花—成熟ATM | |||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
叶片 Leaf | 茎秆 +叶鞘 Stem +sheath | 颖壳 +穗轴 Glume +spike | 花后 积累 NAAA | 叶片 Leaf | 茎秆 +叶鞘 Stem +sheath | 颖壳 +穗轴 Glume +spike | 花后 积累 NAAA | 叶片 Leaf | 茎秆 +叶鞘 Stem +sheath | 颖壳 +穗轴 Glume +spike | 花后 积累 NAAA | ||
丰水年 Humid year (2011 -2012) | 0-20 | 0.9607** | 0.9908** | 0.9823** | 0.9946** | -0.7823 | -0.7598 | -0.7936 | -0.6540 | -0.0406 | -0.2007 | -0.1030 | -0.2173 |
20-40 | 0.9478** | 0.9612** | 0.9652** | 0.9037** | -0.4652 | -0.3371 | -0.3651 | -0.2114 | -0.2805 | -0.3690 | -0.3001 | -0.3336 | |
40-60 | 0.9513** | 0.9466** | 0.9420** | 0.9647** | -0.4622 | -0.4389 | -0.4219 | -0.3321 | 0.0013 | -0.0724 | 0.0075 | -0.0377 | |
60-80 | 0.9601** | 0.9930 ** | 0.9877** | 0.9697** | 0.7031 | 0.6422 | 0.6930 | 0.6290 | -0.3107 | -0.1366 | -0.1605 | -0.0684 | |
80-100 | 0.9682** | 0.9643 ** | 0.9829** | 0.9257** | 0.7312 | 0.7798* | 0.7535* | 0.7049 | -0.2980 | -0.1567 | -0.1711 | -0.0908 | |
100-120 | 0.8527** | 0.7596 * | 0.7860* | 0.7043 | 0.8077* | 0.8286* | 0.8170* | 0.7432 | 0.2957 | 0.4266 | 0.3915 | 0.3780 | |
120-140 | 0.3869 | 0.2280 | 0.2914 | 0.2474 | 0.9663** | 0.9861** | 0.9919** | 0.9551** | 0.4018 | 0.4954 | 0.4253 | 0.4646 | |
140-160 | -0.0278 | -0.0673 | -0.0622 | -0.2198 | 0.9686** | 0.9627** | 0.9701** | 0.9316** | 0.6734 | 0.6885 | 0.6392 | 0.6871 | |
160-180 | -0.1960 | -0.3599 | -0.2644 | -0.4900 | 0.9959** | 0.9843** | 0.9907** | 0.9500** | 0.8889* | 0.9634** | 0.9405** | 0.9863** | |
180-200 | -0.3985 | -0.5354 | -0.4987 | -0.6467 | 0.9713** | 0.9266** | 0.9482** | 0.9197** | 0.9274** | 0.9177** | 0.9118** | 0.9214** | |
200-220 | -0.5807 | -0.6649 | -0.6820 | -0.6753 | 0.9440** | 0.9263** | 0.9239** | 0.9119** | 0.9450** | 0.9854* | 0.9619** | 0.9795** | |
220-240 | -0.5655 | -0.5975 | -0.6331 | -0.5755 | 0.9401** | 0.9183** | 0.9260** | 0.9304** | 0.9645** | 0.9724** | 0.9688** | 0.9213** | |
240-260 | -0.8650* | -0.8096* | -0.8606* | -0.7975* | 0.8622* | 0.8718* | 0.8700* | 0.8357* | 0.9771** | 0.9846** | 0.9761** | 0.9686** | |
260-280 | -0.8870** | -0.7892* | -0.8498* | -0.7365* | 0.9463** | 0.8586* | 0.9042** | 0.8097* | 0.9538** | 0.9753** | 0.9719** | 0.9251** | |
280-300 | -0.8237* | -0.8000* | -0.7989* | -0.7063* | 0.7648* | 0.7625* | 0.7815* | 0.6857 | 0.9610** | 0.9036** | 0.9188** | 0.8912** | |
欠水年 Dry year (2012 -2013) | 0-20 | 0.9210** | 0.9278** | 0.9277** | 0.9373** | -0.5310 | -0.5555 | -0.4957 | -0.4874 | -0.2262 | -0.1998 | -0.1354 | -0.2252 |
20-40 | 0.9211** | 0.9040** | 0.9586** | 0.9683** | -0.2732 | -0.2943 | -0.2669 | -0.1612 | 0.0576 | 0.0763 | 0.1314 | -0.0003 | |
40-60 | 0.9692** | 0.9677** | 0.9568** | 0.9771** | 0.3756 | 0.3335 | 0.4430 | 0.4995 | 0.4314 | 0.4685 | 0.4980 | 0.4055 | |
60-80 | 0.9121** | 0.9224** | 0.9294** | 0.9174** | 0.6591 | 0.6182 | 0.7311 | 0.7886* | 0.7459 | 0.7472 | 0.6972 | 0.6058 | |
80-100 | 0.9947** | 0.9967** | 0.9836** | 0.9731** | 0.6475 | 0.6220 | 0.7353 | 0.7636* | 0.6276 | 0.5800 | 0.5841 | 0.5309 | |
100-120 | 0.6400 | 0.6168 | 0.7007 | 0.7855* | 0.9478** | 0.9586** | 0.9362** | 0.9171** | 0.8381* | 0.8129* | 0.8937** | 0.8836** | |
120-140 | 0.5862 | 0.5638 | 0.6151 | 0.7286 | 0.9412** | 0.9660** | 0.9199** | 0.9093** | 0.9442** | 0.9426** | 0.9389** | 0.8850** | |
140-160 | 0.2778 | 0.2760 | 0.3507 | 0.4613 | 0.9335** | 0.9292** | 0.9511** | 0.9565** | 0.9399** | 0.9244** | 0.9520** | 0.9895** | |
160-180 | -0.7762* | -0.7694* | -0.8199* | -0.8684* | 0.9577** | 0.9538** | 0.9682** | 0.9764** | 0.9391** | 0.9340** | 0.9465** | 0.9671** | |
180-200 | -0.8870** | -0.9015** | -0.8987** | -0.9230** | 0.9507** | 0.9593** | 0.9576** | 0.9558** | 0.9202** | 0.9177** | 0.9394** | 0.9477** | |
200-220 | -0.8958** | -0.9127** | -0.9295** | -0.9051** | 0.9762** | 0.9690** | 0.9836** | 0.9954** | 0.9574** | 0.9450** | 0.9389** | 0.9663** | |
220-240 | -0.8341* | -0.8519* | -0.8719** | -0.8427* | 0.8081* | 0.7995* | 0.8438* | 0.9069** | 0.9742** | 0.9777** | 0.9606** | 0.9737** | |
240-260 | -0.7590* | -0.7811* | -0.7973** | -0.7003 | 0.3282 | 0.2575 | 0.3195 | 0.4393 | 0.9730** | 0.9777** | 0.9887** | 0.9715** | |
260-280 | -0.8277* | -0.8427* | -0.8169* | -0.7388 | -0.5553 | -0.5149 | -0.6192 | -0.5579 | 0.9715** | 0.9503** | 0.9536** | 0.9453** | |
280-300 | -0.7911 | -0.8061 | -0.7419 | -0.6649 | -0.6390 | -0.6586 | -0.6107 | -0.4762 | 0.9280** | 0.9226** | 0.8973** | 0.9175** | |
欠水年 Dry year (2015 -2016) | 0-20 | 0.9590** | 0.9777** | 0.9878** | 0.9701** | -0.1653 | -0.1741 | -0.1191 | -0.0585 | 0.7893 | 0.8348 | 0.8845 | 0.8652 |
20-40 | 0.9422** | 0.9443** | 0.9615** | 0.9263** | 0.4818 | 0.5142 | 0.5158 | 0.3691 | 0.7150 | 0.6486 | 0.5899 | 0.4373 | |
40-60 | 0.8911** | 0.9051** | 0.9380** | 0.9445* | 0.7549* | 0.7723* | 0.7667* | 0.5694 | 0.7294 | 0.6783 | 0.6776 | 0.6657 | |
60-80 | 0.9753** | 0.9821** | 0.9927** | 0.9501** | 0.8193* | 0.8260* | 0.8000* | 0.5870 | 0.5033 | 0.5511 | 0.6275 | 0.7870* | |
80-100 | 0.9325** | 0.9476** | 0.9732** | 0.9900** | 0.8491* | 0.8777** | 0.8726* | 0.7041* | 0.5754 | 0.6279 | 0.6909 | 0.8235** | |
100-120 | 0.9333** | 0.9398** | 0.9601** | 0.9881** | 0.9762** | 0.9756** | 0.9778** | 0.9028** | 0.7755* | 0.8240* | 0.8653* | 0.8587** | |
120-140 | 0.9103** | 0.8858** | 0.8873** | 0.8411** | 0.9213** | 0.9403** | 0.9299** | 0.8575* | 0.9541** | 0.9722** | 0.9820** | 0.9113** | |
140-160 | 0.6714 | 0.6079 | 0.5956 | 0.6230 | 0.9603** | 0.9813** | 0.9813** | 0.9029** | 0.9221** | 0.9407** | 0.9359** | 0.9165** | |
160-180 | -0.1822 | -0.2586 | -0.3570 | -0.4491 | 0.9543** | 0.9741** | 0.9854** | 0.9303** | 0.9201** | 0.9496** | 0.9616** | 0.8963** | |
180-200 | -0.7140 | -0.7372 | -0.7912* | -0.8516* | 0.9506** | 0.9499** | 0.9593** | 0.9254** | 0.9487** | 0.9551** | 0.9463** | 0.8256* | |
200-220 | -0.8581* | -0.8421* | -0.8570* | -0.8390* | 0.9167** | 0.9430** | 0.9707** | 0.9885** | 0.9537** | 0.9660** | 0.9697** | 0.9142** | |
220-240 | -0.8342* | -0.8297* | -0.8559* | -0.7978* | 0.9559** | 0.9753** | 0.9893** | 0.9270** | 0.9608** | 0.9766** | 0.9743** | 0.8903** | |
240-260 | -0.8547* | -0.8401* | -0.8632* | -0.9262** | 0.7146 | 0.6672 | 0.6278 | 0.5764 | 0.9512** | 0.9543** | 0.9663** | 0.9673** | |
260-280 | -0.8330* | -0.8294* | -0.8439* | -0.9449** | 0.7410 | 0.7452 | 0.7795 | 0.9077 | 0.9652** | 0.9814** | 0.9796** | 0.9109** | |
280-300 | -0.9362** | -0.9288** | -0.8926** | -0.8294* | 0.7061 | 0.7073 | 0.7325 | 0.8912 | 0.9236** | 0.9529** | 0.9739** | 0.9110** |
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2.4 休闲期深松和覆盖播种对产量和效率的影响
休闲期深松(SS)较免耕(NT)产量显著提高,3年度分别达16%—31%、21%—30%、16%—26%(表7)。覆盖播种较常规条播(DS)产量显著增加,3年度分别达17%—28%、13%—17%、18%—27%。深松条件下,丰水年全膜覆土穴播(FSH)产量显著高于膜际条播(FM),达12%,欠水年膜际条播(FM)显著高于全膜覆土穴播(FSH),达14%。Table 7
表7
表7休闲期深松和覆盖播种对产量和效率的影响
Table 7Effects of subsoiling during fallow period and sowing-mulched on yield and use efficiency in dryland wheat
年份 Year | 耕作 Tillage | 播种方式 Sowing method | 产量 Yield (kg·hm-2) | 水分利用效率 WUE (kg·hm-2·mm-1) | 氮素吸收效率 NUP (kg·kg-1) | 氮素收获指数 NHI | 氮素利用效率 NUE (kg·kg-1) | 氮素生产效率 NPE (kg·kg-1) |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
丰水年 Humid year (2011-2012) | SS | FHS | 6854.35a | 14.45a | 1.39a | 0.84a | 32.98ab | 45.70a |
FM | 6194.60b | 13.52b | 1.31b | 0.83a | 31.48bc | 41.30b | ||
DS | 5576.45c | 12.03c | 1.14c | 0.81ab | 32.58b | 37.18c | ||
NT | FHS | 5246.85d | 11.27d | 0.99d | 0.80ab | 35.19a | 34.98d | |
FM | 5324.85d | 11.88cd | 1.11c | 0.81ab | 31.87bc | 35.50d | ||
DS | 4120.60e | 10.05e | 0.87e | 0.78b | 31.69bc | 27.47e | ||
欠水年 Dry year (2012-2013) | SS | FHS | 3308.89b | 9.20b | 0.78b | 0.78a | 28.19bc | 22.03b |
FM | 3713.96a | 10.01a | 0.86a | 0.79a | 28.82b | 24.76a | ||
DS | 2991.45c | 8.65c | 0.68d | 0.76a | 29.46ab | 19.94c | ||
NT | FHS | 2709.22d | 9.03c | 0.61e | 0.76a | 29.83ab | 18.06d | |
FM | 2856.15cd | 9.07c | 0.72c | 0.78a | 26.29c | 19.04cd | ||
DS | 2473.42e | 8.10d | 0.53f | 0.72a | 30.93a | 16.49e | ||
欠水年 Dry year (2015-2016) | SS | FHS | 4185.34b | 11.29b | 0.80b | 0.79ab | 34.77a | 27.90b |
FM | 4739.86a | 12.08a | 0.90a | 0.81a | 35.02a | 31.60a | ||
DS | 3773.35c | 10.79c | 0.70c | 0.75bc | 35.98a | 25.16c | ||
NT | FHS | 3532.75d | 10.66c | 0.66c | 0.74bc | 35.90a | 23.52d | |
FM | 4084.38b | 11.78b | 0.76b | 0.78ab | 35.87a | 27.23b | ||
DS | 3004.89e | 9.92d | 0.60d | 0.70c | 33.28b | 20.03e |
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休闲期深松(SS)较免耕(NT),水分利用效率、氮素吸收效率和氮素生产效率显著提高;氮素收获指数提高,但不显著。覆盖播种较常规条播(DS)水分利用效率、氮素吸收效率和氮素生产效率显著提高;氮素收获指数提高,但未达到显著水平;氮素利用效率欠水年深松条件下降低,但不显著。丰水年深松条件,全膜覆土穴播(FSH)水分利用效率、氮素吸收效率、氮素收获指数、氮素利用效率、氮素生产效率均高于膜际条播(FM),且两覆盖处理间氮素吸收效率和氮素生产效率达显著水平;欠水年和丰水年免耕条件下,全膜覆土穴播(FSH)水分利用效率、氮素吸收效率、氮素收获指数、氮素生产效率均低于膜际条播(FM),氮素吸收效率两覆盖处理间差异显著,欠水年深松条件下氮素生产效率差异也显著。
2.5 休闲期深松和覆盖播种对经济效益的影响
休闲期深松和覆盖播种经济效益最高(表8)。2011—2012年度,休闲期深松下全膜覆土穴播纯收益较免耕下常规条播增加38%;2012—2013、2015—2016年度,休闲期深松下膜际条播的纯收益较免耕下常规条播分别增加33%和32%,且均以免耕条件下全膜覆土穴播纯收益最低。Table 8
表8
表8旱地小麦休闲期深松和覆盖播种种植效益
Table 8Planting benefit of subsoiling during fallow period and sowing-mulched in dryland wheat (yuan/hm2)
年份 Year | 耕作 Tillage | 播种方式 Sowing method | 投入Input | 收入 Income | 纯收益 Return | ||
---|---|---|---|---|---|---|---|
耕作Tillage | 播种Sow | 地膜Plastic | |||||
丰水年 Humid year (2011 -2012) | SS | FHS | 750 | 675 | 1125 | 16450.44 | 11807.44 |
FM | 750 | 675 | 450 | 14867.04 | 10899.04 | ||
DS | 0 | 525 | 0 | 13383.48 | 10765.48 | ||
NT | FHS | 750 | 675 | 1125 | 12592.44 | 7949.44 | |
FM | 750 | 675 | 450 | 12779.64 | 8811.64 | ||
DS | 0 | 525 | 0 | 9889.44 | 7271.44 | ||
欠水年 Dry year (2012 -2013) | SS | FHS | 750 | 675 | 1125 | 7929.36 | 3286.36 |
FM | 750 | 675 | 450 | 8913.50 | 4945.50 | ||
DS | 0 | 525 | 0 | 7179.48 | 4561.48 | ||
NT | FHS | 750 | 675 | 1125 | 6502.13 | 1859.13 | |
FM | 750 | 675 | 450 | 6854.76 | 2886.76 | ||
DS | 0 | 525 | 0 | 5936.21 | 3318.21 | ||
欠水年 Dry year (2015 -2016) | SS | FHS | 750 | 675 | 1125 | 10044.82 | 5401.82 |
FM | 750 | 675 | 450 | 11375.66 | 7407.66 | ||
DS | 0 | 525 | 0 | 9056.03 | 6438.03 | ||
NT | FHS | 750 | 675 | 1125 | 8469.00 | 3826.00 | |
FM | 750 | 675 | 450 | 9802.52 | 5834.52 | ||
DS | 0 | 525 | 0 | 7211.74 | 5021.74 |
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3 讨论
3.1 深松和覆盖播种对麦田水分消耗、植株氮素利用及产量的影响
旱地小麦产量受降水年型影响有较大波动,2011—2012年为丰水年(降雨量662 mm),2012—2013年(降雨量356 mm)、2015—2016年(降雨量387 mm)为欠水年,产量依次为5 553、3 009和3 886 kg·hm-2。休闲期深松可以改善麦田土壤结构,一方面高效地减少地表径流和无效蒸发,调节耗水进程,可以为小麦幼苗生长提供良好的环境,尤其是满足小麦对中期和后期关键生育时期的水分需求,增加有效水分的利用,最终提高水分利用效率[3,5];另一方面通过改善土壤环境,进而影响作物对养分的吸收,休闲期深松促进开花前各器官中积累的氮素向籽粒运转,促进花后氮素积累,增产效果显著[24]。此外,生育期覆盖播种技术也可以改变作物生长发育过程中的耗水模式,采用覆盖播种在生育前期减少了土壤无效蒸发,后期增强了植株的蒸腾作用,使有效的水分更多用于植株氮素的积累,这样有效调节农田小气候,有明显增产效果[25,26]。
本研究结果表明,极端年型下,小麦生育进程耗水规律基本一致,休闲期深松和覆盖播种降低小麦播种—拔节阶段耗水比例,显著增加拔节—开花和开花—成熟两阶段耗水量及其所占的比例,最终增加生育后期总耗水量。可能是因为休闲期深松改善土壤状况,促使小麦根系横、纵向生长,调节各生育阶段耗水,改善旱地小麦中后期水分利用情况,满足生长需求;同时生育期覆盖对土壤水分具有很强的的调控作用,加大了“土壤热梯度”的差异,使水分上移总量有增加,在膜下进行“小循环”的利用模式,这样的提墒效应主要发生在水分的临界期,调用了深层范围内的土壤水分,最终实现增产增效[27,28,29]。
本研究结果也表明,休闲期深松和覆盖播种增加各生育阶段植株吸氮量,提高了拔节—开花阶段吸氮量所占比例;增加花前各器官氮素运转量和花后氮素积累量,提高了花前各器官氮素运转量对籽粒的贡献率;最终显著提高产量、水分利用效率、氮素吸收效率和氮素生产效率。可见,休闲期深松和覆盖播种在影响旱地水分的条件下,促进植株氮素的吸收和运转,尤其满足中后期水分需求,从而保证该阶段的氮素吸收和运转,对小麦稳产增产有重要意义。此外,本试验2012—2013年降雨量相比其他两年份低,产量也表现最差,尽管土壤有机质含量略强于其他两年份,但水分与养分关系密切,在降雨量较少的背景下,并没有发挥出土壤养分高的优势,故产量仍低于其他两年份。
3.2 全膜覆土穴播和膜际条播增产、增效差异
乔安福等[30]研究表明,地膜覆盖后的小麦干物质、各营养器官干物质转移率和对籽粒的贡献率均高于常规栽培。在甘肃地区,全膜覆土穴播种植方式不仅利于小麦碳水化合物的合成,增加了小麦干物质积累量,且增加了花前各器官对籽粒的贡献率[31],对氮效率的影响因底墒而异,高底墒条件下,氮效率会明显提高[28,32]。而岳维云等[33]在山西地区试验研究表明,膜际条播方式地上部干物质积累和同化略高于全膜覆土穴播处理。张勉等[34]研究也表明,膜际条播在缺水条件下对产量调控较大。本研究结果表明,丰水年休闲期深松条件下,全膜覆土穴播,增产增效明显与膜际条播相比,显著增加拔节—开花和开花—成熟两阶段耗水量,提高耗水比例,最终增加生育期总耗水量;同时,增加各生育阶段吸氮量,显著增加花前各器官氮素运转量和花后氮素积累量,提高叶片和颖壳+穗轴花前氮素运转量对籽粒的贡献率,尤其是叶片差异性显著;产量显著提高12%,提高水分利用效率、氮素吸收效率、氮素收获指数、氮素利用效率、氮素生产效率。由于全膜覆土穴播采用全膜地面覆盖,直至收获后(次年6月上旬)回收地膜。生长前期土壤增温效果显著;生长中期,小麦地上部分生长最发达,遮荫效应显著导致增温作用减弱;而后期叶片逐渐衰老死亡,地面覆盖度整体降低,增温效果又趋增强,导致整个生育期增温时间长且效果明显,生育期总耗水量过大[35]。但本试验丰水年深松条件下,水分亏缺不是首要限制因素,生育期充足的水分供应能够在生长后期促使中下部的根系发挥作用,避免了耗水量过大的弊端,保障了干物质的生产,最终提高产量增加收益;结果还表明,叶片和颖壳+穗轴花前氮素运转量对籽粒的贡献率提高,这与薛玲珠等[18]研究结果一致。
欠水年和丰水年免耕条件下,膜际条播较全膜覆土穴播显著降低播种—拔节阶段耗水比例,增加拔节—开花和开花—成熟两阶段耗水量及其所占比例;增加各生育阶段吸氮量,尤其显著增加拔节—开花阶段,且提高该阶段吸氮量所占比例;显著增加花前各器官氮素运转量,也增加花后氮素积累量,提高花前各器官氮素运转量对籽粒的贡献率,且茎秆+叶鞘达显著水平。欠水年深松条件下,膜际条播较全膜覆土穴播产量显著提高14%,水分利用效率、氮素吸收效率、氮素收获指数、氮素生产效率提高,且氮素吸收效率和氮素生产效率差异显著。本试验欠水年和丰水年免耕条件下,可能由于水分成为了限制高产高效的主要因子,膜际条播采用地膜两侧覆土,垄沟膜侧种植两行小麦,地膜回收时间于小麦收获前的5月中旬,这样的半封闭性膜侧条播较全封闭性的全膜覆土穴播土壤水分利用情况更好,尽管水分条件较差,也能保证小麦生育前期的生长,形成高用水群体,有利于光合产物的形成,同时中后期对深层土壤水分的利用增强了花后氮素积累,促进光合产物向籽粒的运转,最终达到高产并增加收益,与本团队[36,37]研究结果一致。此外,本试验表明茎秆+叶鞘器官对籽粒的贡献最大,与张勉等[34]对膜际条播研究结果一致。
3.3 旱地麦田水分消耗与植株氮素利用的关系
水分可以影响小麦的产量和品质,主要是因为水分和氮素的耦合效应,所以水分条件是决定植株氮素吸收利用的主要因子[38]。研究表明,拔节期至成熟期适宜的土壤含水量促进开花后生物量的积累及其向籽粒的运转,因此,在小麦生产中采取适宜的栽培措施使根系深扎,有利于小麦在生育中后期对深层土壤贮水充分利用,促进籽粒形成[29]。本研究结果表明,开花前各器官氮素运转量和开花后氮素积累量在生育前期与上层土壤水分变化关系密切,在生育中期与中下层土壤水分变化关系密切,在生育后期与深层土壤水分变化关系密切。可见,植株氮素吸收利用主要受到整个生育时期水分的影响,各生育阶段由不同土层的水分供应小麦生长发育,最终影响干物质生产,保证产量。但也有研究表明,作物生育中期和后期水分状况对植株氮素吸收利用影响较大[39],与本研究结果不同,具体原因可能还需进一步研究总结验证。
同时,本研究结果表明,3年度成熟期土壤蓄水量均值分别为359、324、344 mm,各处理间无显著差异,且各处理间周年耗水量也无显著差异,表明休闲度深松和覆盖播种关键在于调节耗水过程实现高耗水,满足小麦生长需求,并不会破坏土壤墒情影响下茬作物生长,与陈梦楠等[27]在覆膜对水分利用方面的研究结果一致。
4 结论
旱作麦田各生育阶段土壤水分变化与植株氮素吸收利用关系密切,0—100 cm土层的土壤水分变化影响小麦生育前期植株氮素吸收利用;丰水年120—300 cm和180—300 cm土层土壤的水分变化分别影响小麦生育中期和后期植株氮素的吸收和利用;欠水年120—240 cm和120—300 cm土层土壤水分变化分别影响生育中期和生育后期氮素的吸收和利用。休闲期深松和覆盖播种影响土壤水分变化,从而影响氮素的吸收利用,尤其是拔节—开花阶段吸氮量及其比例,最终影响产量和水、氮效率。休闲期深松蓄水前提下,丰水年宜采用全膜覆土穴播,欠水年宜采用膜际条播。The authors have declared that no competing interests exist.
参考文献 原文顺序
文献年度倒序
文中引用次数倒序
被引期刊影响因子
[1] | . , In order to improve water use efficiency of winter wheat in dryland, Field test was conducted to study the effect of different ploughing in leisure period on soil water content, yield and water use efficiency (WUE) of winter wheat in dryland. The results showed that, soil water content was significantly increased at depth of 0-100 cm, 100-200cm especially at winter stage and before sowing according different ploughing in leisure period, obviously it was benefit for germination and winter-overing for winter wheat in dryland. Meanwhile, different ploughing in leisure period could improve soil water content, ear number, increase ear number and grain number per ear, significant increased yield and WUE in following growth stage, and the results showed that, the effect of increase was much better under deep plowing than deep tillage and notillage (CK). In a word, different ploughing in leisure period could improve soil water content, increase yield, and improve WUE, it was a better effected way to achieve yield increase of winter wheat in dryland. ., In order to improve water use efficiency of winter wheat in dryland, Field test was conducted to study the effect of different ploughing in leisure period on soil water content, yield and water use efficiency (WUE) of winter wheat in dryland. The results showed that, soil water content was significantly increased at depth of 0-100 cm, 100-200cm especially at winter stage and before sowing according different ploughing in leisure period, obviously it was benefit for germination and winter-overing for winter wheat in dryland. Meanwhile, different ploughing in leisure period could improve soil water content, ear number, increase ear number and grain number per ear, significant increased yield and WUE in following growth stage, and the results showed that, the effect of increase was much better under deep plowing than deep tillage and notillage (CK). In a word, different ploughing in leisure period could improve soil water content, increase yield, and improve WUE, it was a better effected way to achieve yield increase of winter wheat in dryland. |
[2] | . , 以济麦20和泰山23为试验材料, 在大田条件下研究了灌水量对小麦氮素吸收、分配、利用和籽粒产量与品质及耗水量、水分利用率的影响。2004—2005年生长季, 小麦生育期间降水量为196.10 mm, 两品种的氮素吸收效率、籽粒的氮素积累量和氮肥生产效率均为不灌水处理低于灌水处理, 但籽粒氮素分配比例和氮素利用效率表现为不灌水处理高于灌水处理。拔节期前, 两品种的氮素吸收强度灌水180 mm处理高于灌水240 mm和300 mm两处理, 拔节期后反之; 成熟期, 植株氮素积累量和氮素吸收效率在各灌水处理间无显著差异。济麦20籽粒的氮素积累量和分配比例、氮素利用效率和氮肥生产效率, 均以灌水240 mm处理高于灌水180 mm和300 mm处理; 灌水180 mm和240 mm处理的籽粒产量分别达8 701.23 kg hm<SUP>-2</SUP>和9 159.30 kg hm<SUP>-2</SUP>, 耗水量为469.29 mm和534.48 mm, 两处理间籽粒品质无显著差异, 且均优于灌水300 mm处理。泰山23籽粒中氮素积累量及分配比例、氮素利用效率、氮肥生产效率和籽粒品质, 在各灌水处理间无显著差异; 灌水180 mm和240 mm处理籽粒产量显著高于其他处理, 分别达9 682.65 kg hm<SUP>-2</SUP>和9 698.55 kg hm<SUP>-2</SUP>, 其耗水量分别为468.54 mm和532.35 mm。两品种的水分利用率均随灌水量增加而降低。在2006—2007年生长季, 小麦生育期间降水量为171.30 mm, 济麦20和泰山23均以灌水240 mm处理的籽粒产量和水分利用率最高, 其耗水量分别为490.88 mm和474.88 mm。综合考虑产量、品质、氮素利用效率、氮肥生产效率和水分利用率, 生产中济麦20生育期灌水量以180~240 mm为宜; 泰山23在降水量达196 mm条件下, 灌水量以180 mm为宜, 在降水量为170 mm条件下, 灌水量以240 mm为宜。 ., 以济麦20和泰山23为试验材料, 在大田条件下研究了灌水量对小麦氮素吸收、分配、利用和籽粒产量与品质及耗水量、水分利用率的影响。2004—2005年生长季, 小麦生育期间降水量为196.10 mm, 两品种的氮素吸收效率、籽粒的氮素积累量和氮肥生产效率均为不灌水处理低于灌水处理, 但籽粒氮素分配比例和氮素利用效率表现为不灌水处理高于灌水处理。拔节期前, 两品种的氮素吸收强度灌水180 mm处理高于灌水240 mm和300 mm两处理, 拔节期后反之; 成熟期, 植株氮素积累量和氮素吸收效率在各灌水处理间无显著差异。济麦20籽粒的氮素积累量和分配比例、氮素利用效率和氮肥生产效率, 均以灌水240 mm处理高于灌水180 mm和300 mm处理; 灌水180 mm和240 mm处理的籽粒产量分别达8 701.23 kg hm<SUP>-2</SUP>和9 159.30 kg hm<SUP>-2</SUP>, 耗水量为469.29 mm和534.48 mm, 两处理间籽粒品质无显著差异, 且均优于灌水300 mm处理。泰山23籽粒中氮素积累量及分配比例、氮素利用效率、氮肥生产效率和籽粒品质, 在各灌水处理间无显著差异; 灌水180 mm和240 mm处理籽粒产量显著高于其他处理, 分别达9 682.65 kg hm<SUP>-2</SUP>和9 698.55 kg hm<SUP>-2</SUP>, 其耗水量分别为468.54 mm和532.35 mm。两品种的水分利用率均随灌水量增加而降低。在2006—2007年生长季, 小麦生育期间降水量为171.30 mm, 济麦20和泰山23均以灌水240 mm处理的籽粒产量和水分利用率最高, 其耗水量分别为490.88 mm和474.88 mm。综合考虑产量、品质、氮素利用效率、氮肥生产效率和水分利用率, 生产中济麦20生育期灌水量以180~240 mm为宜; 泰山23在降水量达196 mm条件下, 灌水量以180 mm为宜, 在降水量为170 mm条件下, 灌水量以240 mm为宜。 |
[3] | . , 黄淮海地区旱地小麦种植面积较大,降水少且年际间变化幅度大造成其产量低而不稳。耕作措施可影响土壤的蓄水,于2009—2011年连续2个小麦生长季,设置条旋耕、深松+条旋耕、深松+旋耕和旋耕4种耕作方式处理,研究耕作方式对黄淮海地区旱地小麦耗水特性和干物质积累的影响。结果表明,深松+条旋耕处理有利于降低小麦播种至冬前阶段的耗水量,提高开花至成熟阶段的耗水量及其占总耗水量的比例。2009—2010年度,深松+条旋耕处理播种至拔节阶段0~20 cm土层贮水减少量显著低于深松+旋耕和旋耕处理,拔节至成熟阶段40~160 cm土层贮水减少量显著高于条旋耕和旋耕处理。2009—2010年度的各生育时期和2010—2011年度的苗期、开花期、灌浆期,深松+条旋耕处理株间蒸发量显著低于深松+旋耕和旋耕处理,与条旋耕处理无显著差异。深松+条旋耕处理开花至成熟阶段干物质积累量显著高于其他处理,耗水量显著高于条旋耕和旋耕处理,水分利用效率高于深松+旋耕和旋耕处理,与条旋耕处理无显著差异,而且籽粒产量最高,是本试验条件下的最优耕作方式。 ., 黄淮海地区旱地小麦种植面积较大,降水少且年际间变化幅度大造成其产量低而不稳。耕作措施可影响土壤的蓄水,于2009—2011年连续2个小麦生长季,设置条旋耕、深松+条旋耕、深松+旋耕和旋耕4种耕作方式处理,研究耕作方式对黄淮海地区旱地小麦耗水特性和干物质积累的影响。结果表明,深松+条旋耕处理有利于降低小麦播种至冬前阶段的耗水量,提高开花至成熟阶段的耗水量及其占总耗水量的比例。2009—2010年度,深松+条旋耕处理播种至拔节阶段0~20 cm土层贮水减少量显著低于深松+旋耕和旋耕处理,拔节至成熟阶段40~160 cm土层贮水减少量显著高于条旋耕和旋耕处理。2009—2010年度的各生育时期和2010—2011年度的苗期、开花期、灌浆期,深松+条旋耕处理株间蒸发量显著低于深松+旋耕和旋耕处理,与条旋耕处理无显著差异。深松+条旋耕处理开花至成熟阶段干物质积累量显著高于其他处理,耗水量显著高于条旋耕和旋耕处理,水分利用效率高于深松+旋耕和旋耕处理,与条旋耕处理无显著差异,而且籽粒产量最高,是本试验条件下的最优耕作方式。 |
[4] | . , 【目的】黄淮海地区是中国粮食主产区之一,但农业生产中旱涝频繁发生,同时还存在土壤紧实、耕层变浅和土壤蓄水保墒能力低等问题,严重影响了该区的粮食生产。耕作方式和秸秆还田作为农业生产中两项重要的技术措施,对改善土壤结构、提高土壤蓄水能力和水分利用效率有显著作用。本文旨在探索耕作方式、秸秆还田以及二者交互对冬小麦-夏玉米耗水特性和水分利用效率的影响,为优化黄淮海地区的土壤耕作方式提供依据。【方法】采用土壤耕作方式与秸秆还田相结合的方法,设置常规耕作+秸秆还田、常规耕作+无秸秆还田、深耕+秸秆还田、深耕+无秸秆还田、深松+秸秆还田、深松+无秸秆还田6个处理,研究耕作方式与秸秆还田对冬小麦-夏玉米一年两熟农田耗水量、耗水模系数、土壤贮水消耗量、株间蒸发量、籽粒产量和水分利用效率的影响,分析不同耕作方式、秸秆还田以及二者交互对冬小麦-夏玉米耗水特性和水分利用效率的影响。【结果】耕作方式、秸秆还田对土壤容重、农田耗水量、土壤贮水消耗量、株间蒸发量、籽粒产量和水分利用效率均存在显著或极显著影响。与常规耕作相比,深耕和深松主要降低了20—40 cm土层的土壤容重,增加了冬小麦、夏玉米和周年总农田耗水量,提高了0—100 cm土层的土壤贮水消耗量,同时降低了休闲期无效农田耗水量。此外,深耕和深松还降低了夏玉米的株间蒸发量,但深耕显著增加了冬小麦的株间蒸发量,深松则相反。秸秆还田也可以降低土壤容重,提高土壤贮水消耗量,增加冬小麦农田耗水量,降低夏玉米和休闲期农田耗水量,增加冬小麦的株间蒸发量,降低夏玉米的株间蒸发量。与常规耕作相比,深耕和深松处理的周年作物产量分别提高了10.7%和9.8%,周年水分利用效率分别提高了8.8%和6.3%。秸秆还田处理的周年作物产量和水分利用效率分别比秸秆不还田处理提高了6.3%和7.6%。耕作方式与秸秆还田对冬小麦-夏玉米的耗水特性、籽粒产量和水分利用效率存在显著交互作用。与常规耕作+无秸秆还田处理相比,深耕+秸秆还田和深松+秸秆还田处理的周年农田耗水量分别提高3.3%和2.4%,冬小麦-夏玉米的农田耗水量分别提高了4.2%和3.3%,休闲期的农田耗水量分别降低了7.0%和9.9%,周年作物产量分别提高了18.0%和19.3%,水分利用效率分别提高了15.9%和15.1%。【结论】在几种耕作模式中,深耕+秸秆还田、深松+秸秆还田的周年作物产量和水分利用效率最高,且二者无显著性差异,表明深耕或深松结合秸秆还田有利于作物产量和水分利用效率的提高。因此,在本试验条件下,在秸秆还田的基础上深松或深耕是黄淮海地区适宜的耕作方式。 ., 【目的】黄淮海地区是中国粮食主产区之一,但农业生产中旱涝频繁发生,同时还存在土壤紧实、耕层变浅和土壤蓄水保墒能力低等问题,严重影响了该区的粮食生产。耕作方式和秸秆还田作为农业生产中两项重要的技术措施,对改善土壤结构、提高土壤蓄水能力和水分利用效率有显著作用。本文旨在探索耕作方式、秸秆还田以及二者交互对冬小麦-夏玉米耗水特性和水分利用效率的影响,为优化黄淮海地区的土壤耕作方式提供依据。【方法】采用土壤耕作方式与秸秆还田相结合的方法,设置常规耕作+秸秆还田、常规耕作+无秸秆还田、深耕+秸秆还田、深耕+无秸秆还田、深松+秸秆还田、深松+无秸秆还田6个处理,研究耕作方式与秸秆还田对冬小麦-夏玉米一年两熟农田耗水量、耗水模系数、土壤贮水消耗量、株间蒸发量、籽粒产量和水分利用效率的影响,分析不同耕作方式、秸秆还田以及二者交互对冬小麦-夏玉米耗水特性和水分利用效率的影响。【结果】耕作方式、秸秆还田对土壤容重、农田耗水量、土壤贮水消耗量、株间蒸发量、籽粒产量和水分利用效率均存在显著或极显著影响。与常规耕作相比,深耕和深松主要降低了20—40 cm土层的土壤容重,增加了冬小麦、夏玉米和周年总农田耗水量,提高了0—100 cm土层的土壤贮水消耗量,同时降低了休闲期无效农田耗水量。此外,深耕和深松还降低了夏玉米的株间蒸发量,但深耕显著增加了冬小麦的株间蒸发量,深松则相反。秸秆还田也可以降低土壤容重,提高土壤贮水消耗量,增加冬小麦农田耗水量,降低夏玉米和休闲期农田耗水量,增加冬小麦的株间蒸发量,降低夏玉米的株间蒸发量。与常规耕作相比,深耕和深松处理的周年作物产量分别提高了10.7%和9.8%,周年水分利用效率分别提高了8.8%和6.3%。秸秆还田处理的周年作物产量和水分利用效率分别比秸秆不还田处理提高了6.3%和7.6%。耕作方式与秸秆还田对冬小麦-夏玉米的耗水特性、籽粒产量和水分利用效率存在显著交互作用。与常规耕作+无秸秆还田处理相比,深耕+秸秆还田和深松+秸秆还田处理的周年农田耗水量分别提高3.3%和2.4%,冬小麦-夏玉米的农田耗水量分别提高了4.2%和3.3%,休闲期的农田耗水量分别降低了7.0%和9.9%,周年作物产量分别提高了18.0%和19.3%,水分利用效率分别提高了15.9%和15.1%。【结论】在几种耕作模式中,深耕+秸秆还田、深松+秸秆还田的周年作物产量和水分利用效率最高,且二者无显著性差异,表明深耕或深松结合秸秆还田有利于作物产量和水分利用效率的提高。因此,在本试验条件下,在秸秆还田的基础上深松或深耕是黄淮海地区适宜的耕作方式。 |
[5] | . , 2007—2010年在宁南旱区研究了夏闲期免耕/深松/免耕(T<sub>1</sub>)、深松/免耕/深松(T<sub>2</sub>)、连年翻耕(CT)3种耕作方式对麦田土壤水分及产量的影响.结果表明: 经过3年夏闲期T<sub>1</sub>和T<sub>2</sub>处理后,农田土壤蓄水效率平均分别较连年翻耕处理提高15.2%和26.5%;T<sub>1</sub>和T<sub>2</sub>处理的降水潜在利用率较高,分别达到37.8%和38.5%,降水生产效率平均分别较连年翻耕处理提高9.9%和10.7%.夏闲期轮耕能显著降低休闲期的土壤无效蒸发,有效保蓄小麦生长期的土壤水分.在冬小麦生长前期,T<sub>1</sub>和T<sub>2</sub>处理0~200 cm土层土壤水分平均分别较连年翻耕处理增加6.8%和9.4%;在拔节-抽穗-灌浆期,与连年翻耕处理相比,两处理可显著提高0~200 cm土层土壤蓄水量,对作物产量的贡献率较高.不同轮耕模式在增加作物耗水量的同时也提高了作物产量及水分利用效率,与CT处理相比,3年T<sub>1</sub>和T<sub>2</sub>处理作物耗水量平均分别提高5.2%和6.1%,产量分别增加9.9%和10.6%,作物水分生产效率分别提高4.5%和4.3%.相关分析表明,在干旱缺水的宁南地区,冬小麦播种期、拔节-抽穗-灌浆期的土壤蓄水量可显著影响产量,尤其抽穗期的土壤蓄水量对产量的影响更大. ., 2007—2010年在宁南旱区研究了夏闲期免耕/深松/免耕(T<sub>1</sub>)、深松/免耕/深松(T<sub>2</sub>)、连年翻耕(CT)3种耕作方式对麦田土壤水分及产量的影响.结果表明: 经过3年夏闲期T<sub>1</sub>和T<sub>2</sub>处理后,农田土壤蓄水效率平均分别较连年翻耕处理提高15.2%和26.5%;T<sub>1</sub>和T<sub>2</sub>处理的降水潜在利用率较高,分别达到37.8%和38.5%,降水生产效率平均分别较连年翻耕处理提高9.9%和10.7%.夏闲期轮耕能显著降低休闲期的土壤无效蒸发,有效保蓄小麦生长期的土壤水分.在冬小麦生长前期,T<sub>1</sub>和T<sub>2</sub>处理0~200 cm土层土壤水分平均分别较连年翻耕处理增加6.8%和9.4%;在拔节-抽穗-灌浆期,与连年翻耕处理相比,两处理可显著提高0~200 cm土层土壤蓄水量,对作物产量的贡献率较高.不同轮耕模式在增加作物耗水量的同时也提高了作物产量及水分利用效率,与CT处理相比,3年T<sub>1</sub>和T<sub>2</sub>处理作物耗水量平均分别提高5.2%和6.1%,产量分别增加9.9%和10.6%,作物水分生产效率分别提高4.5%和4.3%.相关分析表明,在干旱缺水的宁南地区,冬小麦播种期、拔节-抽穗-灌浆期的土壤蓄水量可显著影响产量,尤其抽穗期的土壤蓄水量对产量的影响更大. |
[6] | . , 为了探讨夏闲期不同耕作模式对土壤蓄水保墒效果及小麦水分利用效率的影响,2007-2010年在宁南旱区采用免耕/深松/免耕、深松/免耕/深松、连年翻耕(传统耕作)3种耕作方式对土壤水分及冬小麦产量的影响进行了研究。结果表明,保护性耕作模式改善了麦田的土壤水分状况,且提高作物产量和水分利用效率效果显著。夏闲末期,相对于传统耕作,免耕/深松/免耕、深松/免耕/深松处理3 a平均土壤蓄水量分别增加(P<0.05)3.92%和7.84%,降雨蓄水效率提高(P<0.05)13.64%和22.80%;小麦生育期,3 a平均土壤蓄水量分别较传统耕作增加(P<0.05)7.96%和8.60%,平均生育期降水利用效率提高(P<0.05)9.59%和10.69%,平均年降水利用效率提高(P<0.05)9.52%和10.65%;3 a平均产量分别较传统耕作提高(P<0.05)9.59%和10.69%,籽粒产量水分利用效率提高(P<0.05)7.17%和7.68%,生物产量水分利用效率提高(P<0.05)3.83%和4.34%。 ., 为了探讨夏闲期不同耕作模式对土壤蓄水保墒效果及小麦水分利用效率的影响,2007-2010年在宁南旱区采用免耕/深松/免耕、深松/免耕/深松、连年翻耕(传统耕作)3种耕作方式对土壤水分及冬小麦产量的影响进行了研究。结果表明,保护性耕作模式改善了麦田的土壤水分状况,且提高作物产量和水分利用效率效果显著。夏闲末期,相对于传统耕作,免耕/深松/免耕、深松/免耕/深松处理3 a平均土壤蓄水量分别增加(P<0.05)3.92%和7.84%,降雨蓄水效率提高(P<0.05)13.64%和22.80%;小麦生育期,3 a平均土壤蓄水量分别较传统耕作增加(P<0.05)7.96%和8.60%,平均生育期降水利用效率提高(P<0.05)9.59%和10.69%,平均年降水利用效率提高(P<0.05)9.52%和10.65%;3 a平均产量分别较传统耕作提高(P<0.05)9.59%和10.69%,籽粒产量水分利用效率提高(P<0.05)7.17%和7.68%,生物产量水分利用效率提高(P<0.05)3.83%和4.34%。 |
[7] | . , The study on a long-term test of fixed position in the hill and dry sloping land shows that the conversation tillage technology of submiling high stubble has the advantages of preserving soil moisture,avoiding the loss of soil and water,improving the soil structure and controlling the weed growth.And it also has the biological effects,such as accelerating the growth of winter wheat and increasing of the crop yield.Compared with the tradition tillage,it can increase the yield by703.6kg/hm,the average increase rate is 18.8% in two years;the water use efficiency by 1.9kg/hmmm,the increaserate is 16.8%. ., The study on a long-term test of fixed position in the hill and dry sloping land shows that the conversation tillage technology of submiling high stubble has the advantages of preserving soil moisture,avoiding the loss of soil and water,improving the soil structure and controlling the weed growth.And it also has the biological effects,such as accelerating the growth of winter wheat and increasing of the crop yield.Compared with the tradition tillage,it can increase the yield by703.6kg/hm,the average increase rate is 18.8% in two years;the water use efficiency by 1.9kg/hmmm,the increaserate is 16.8%. |
[8] | . , ., |
[9] | . , <p><span tcsc="0" numbertype="1" negative="False" hasspace="True" sourcevalue="64.6" unitname="mm" new=""><span tcsc="0" numbertype="1" negative="False" hasspace="True" sourcevalue="22.8" unitname="mm" new="">为探讨黄土高原半干旱雨养条件下覆膜种植冬麦田土壤水分动态特征和增产效果, 在2008-2009和2009-2010年生长季, 以露地种植为对照(CK), 研究了3种覆膜方式(全膜覆土穴播、全膜穴播、垄膜沟播)对冬小麦农田土壤水分、产量和水分利用效率的影响。结果表明, 孕穗前期覆膜处理0~200 cm平均土壤含水量在2个生长季分别较CK高2.3%和1.7%, 而在孕穗期至成熟期分别较CK低14.7%和7.6%。地膜覆盖可显著改善0~20 cm土壤墒情, 但拔节后20~90 cm土层以及全生育期90~200 cm土层含水量普遍低于CK; 2个生长季收获期0~200 cm平均土壤含水量覆膜处理较CK分别低64.7 mm和47.0 mm。在2个生长季中, 覆膜处理平均耗水量分别较CK多64.6 mm和77.2 mm。2个生长季夏季休闲后, 覆膜处理在秋播时0~200 cm的土壤含水量分别比CK高29.8 mm和22.8 mm, 显然, 覆膜有利于土壤水分的快速恢复。2个生长季覆膜处理的平均产量分别较CK高49.4%和53.2%, 水分利用效率分别提高11.8%和14.3%。在3种覆膜处理中, 虽然全膜穴播的产量和水分利用效率最高, 但从劳动力和生产资料的投入同产出效益角度考虑, 则以全膜覆土穴播最优。因此认为, 全膜覆土穴播是一种高产高效、操作简单、适宜于半干旱区推广应用的冬小麦种植方式。</span></span></p> ., <p><span tcsc="0" numbertype="1" negative="False" hasspace="True" sourcevalue="64.6" unitname="mm" new=""><span tcsc="0" numbertype="1" negative="False" hasspace="True" sourcevalue="22.8" unitname="mm" new="">为探讨黄土高原半干旱雨养条件下覆膜种植冬麦田土壤水分动态特征和增产效果, 在2008-2009和2009-2010年生长季, 以露地种植为对照(CK), 研究了3种覆膜方式(全膜覆土穴播、全膜穴播、垄膜沟播)对冬小麦农田土壤水分、产量和水分利用效率的影响。结果表明, 孕穗前期覆膜处理0~200 cm平均土壤含水量在2个生长季分别较CK高2.3%和1.7%, 而在孕穗期至成熟期分别较CK低14.7%和7.6%。地膜覆盖可显著改善0~20 cm土壤墒情, 但拔节后20~90 cm土层以及全生育期90~200 cm土层含水量普遍低于CK; 2个生长季收获期0~200 cm平均土壤含水量覆膜处理较CK分别低64.7 mm和47.0 mm。在2个生长季中, 覆膜处理平均耗水量分别较CK多64.6 mm和77.2 mm。2个生长季夏季休闲后, 覆膜处理在秋播时0~200 cm的土壤含水量分别比CK高29.8 mm和22.8 mm, 显然, 覆膜有利于土壤水分的快速恢复。2个生长季覆膜处理的平均产量分别较CK高49.4%和53.2%, 水分利用效率分别提高11.8%和14.3%。在3种覆膜处理中, 虽然全膜穴播的产量和水分利用效率最高, 但从劳动力和生产资料的投入同产出效益角度考虑, 则以全膜覆土穴播最优。因此认为, 全膜覆土穴播是一种高产高效、操作简单、适宜于半干旱区推广应用的冬小麦种植方式。</span></span></p> |
[10] | . , 为了进一步明确地膜小麦的增产机理,从1998~2000年在两个生长季节里对地膜穴播、膜侧沟播、露地条播方式下冬小麦主要农艺性状、籽粒干物质积累过程进行了比较研究。试验结果表明,地膜穴播和膜测沟播可使单株分蘖数、穗粒数、穗粒重、单位面积产量增加,但分蘖成穗率和根/茎比降低,基部节间延长,抗例伏性降低;植株最上部叶片中可溶性糖和籽粒中糖分含量增加,籽粒中蛋白质含量降低。籽粒干重的增加,主要表现在渐增期和快增期灌装速率较高,而缓增期无差异;膜侧沟播的个体性状较好,地膜穴播的群体性状较好。地膜穴播比膜侧沟播的产量高。 ., 为了进一步明确地膜小麦的增产机理,从1998~2000年在两个生长季节里对地膜穴播、膜侧沟播、露地条播方式下冬小麦主要农艺性状、籽粒干物质积累过程进行了比较研究。试验结果表明,地膜穴播和膜测沟播可使单株分蘖数、穗粒数、穗粒重、单位面积产量增加,但分蘖成穗率和根/茎比降低,基部节间延长,抗例伏性降低;植株最上部叶片中可溶性糖和籽粒中糖分含量增加,籽粒中蛋白质含量降低。籽粒干重的增加,主要表现在渐增期和快增期灌装速率较高,而缓增期无差异;膜侧沟播的个体性状较好,地膜穴播的群体性状较好。地膜穴播比膜侧沟播的产量高。 |
[11] | . , ., |
[12] | . , 通过对地膜覆盖导致减产进行分析表明,施P处理的产量和水分利用效率最高。覆膜处理显著增加了根系生长,开花和灌浆期根系主要向下分布,但吸水量并没有按比例增加,导致同化产物的浪费。地上部分干物质量在播种70d之后不再增加,且繁殖器官发育不良。在本试验条件下,播前土壤底墒较好,地膜覆盖由于改善了地表水温条件,前期大量利用土壤水分,且后期降水不足,中下部丰富的根系不能发挥作用,导致产量下降。对照、耕作层施磷、覆膜、耕作层施磷加地膜覆盖 4个处理的产量分别为 2516.5,2734.1,1269.4和 1625.1kg/ha。 ., 通过对地膜覆盖导致减产进行分析表明,施P处理的产量和水分利用效率最高。覆膜处理显著增加了根系生长,开花和灌浆期根系主要向下分布,但吸水量并没有按比例增加,导致同化产物的浪费。地上部分干物质量在播种70d之后不再增加,且繁殖器官发育不良。在本试验条件下,播前土壤底墒较好,地膜覆盖由于改善了地表水温条件,前期大量利用土壤水分,且后期降水不足,中下部丰富的根系不能发挥作用,导致产量下降。对照、耕作层施磷、覆膜、耕作层施磷加地膜覆盖 4个处理的产量分别为 2516.5,2734.1,1269.4和 1625.1kg/ha。 |
[13] | . , 通过2a大田试验研究了不同栽培模式对渭北旱塬区冬小麦生育期内0-2 m土壤水分,耕层(10 cm处)地温,以及作物产量和水分利用效率的影响。结果表明:(1)推荐施肥+垄上覆膜+沟内覆草(NP+PF+S)、推荐施肥+垄上覆膜(NP+PF)和推荐施肥+麦秸覆盖处理(NP+S)均能增加土壤储水量,但以NP+PF+S 和NP+PF处理较好;(2)3种覆盖栽培模式均提高了冬小麦越冬期间耕层地温,但推荐施肥+麦秸覆盖处理(NP+S)在冬小麦返青期耕层地温要低于对照(CK),推荐施肥+垄上覆膜+沟内覆草(NP+PF+S)和NP+S处理在冬小麦返青期后期到收获期耕层地温也均低于CK;(3)NP+PF+S处理较其它处理可增加冬小麦产量,并提高水分利用效率,其次是NP+PF处理,而NP+S处理增产效果不明显。可见,覆膜覆草和覆膜是较为适宜渭北旱塬雨养区冬小麦发展的栽培模式。 ., 通过2a大田试验研究了不同栽培模式对渭北旱塬区冬小麦生育期内0-2 m土壤水分,耕层(10 cm处)地温,以及作物产量和水分利用效率的影响。结果表明:(1)推荐施肥+垄上覆膜+沟内覆草(NP+PF+S)、推荐施肥+垄上覆膜(NP+PF)和推荐施肥+麦秸覆盖处理(NP+S)均能增加土壤储水量,但以NP+PF+S 和NP+PF处理较好;(2)3种覆盖栽培模式均提高了冬小麦越冬期间耕层地温,但推荐施肥+麦秸覆盖处理(NP+S)在冬小麦返青期耕层地温要低于对照(CK),推荐施肥+垄上覆膜+沟内覆草(NP+PF+S)和NP+S处理在冬小麦返青期后期到收获期耕层地温也均低于CK;(3)NP+PF+S处理较其它处理可增加冬小麦产量,并提高水分利用效率,其次是NP+PF处理,而NP+S处理增产效果不明显。可见,覆膜覆草和覆膜是较为适宜渭北旱塬雨养区冬小麦发展的栽培模式。 |
[14] | . , <p>利用管栽试验研究了不同生育期,水分亏缺和施氮对冬小麦生长及氮素吸收的影响.结果表明:任何生育期水分亏缺都会影响冬小麦的株高、叶面积、干物质累积及对氮素的吸收.冬小麦对水分亏缺的敏感期为拔节期,其次为开花期、灌浆期和苗期.苗期干旱后复水对后期生长有显著的补偿效应,开花期适度干旱后复水对生物量形成和氮素吸收有一定的补偿作用,拔节期干旱对小麦的生长影响明显.相同氮肥处理下, 与不亏水处理比较, 苗期水分亏缺、拔节期水分亏缺、开花期水分亏缺、灌浆期水分亏缺的根系氮素积累量分别平均降低25.82%、55.68%、46.14%和16.34%,地上部氮素积累量分别平均降低33.37%、51.71%、27.01%和2.60%.在相同水分处理下冬小麦含氮量、累积吸收氮量都表现为高氮处理(0.3 g N·kg<sup>-1</sup>FM)>中氮处理(0.2 g N·kg<sup>-1</sup>FM)>低氮处理(0.1 g N·kg<sup>-1</sup>FM).水分逆境条件下施用氮肥对冬小麦植株生长和干物质累积及氮吸收具有明显的调节效应.</p> ., <p>利用管栽试验研究了不同生育期,水分亏缺和施氮对冬小麦生长及氮素吸收的影响.结果表明:任何生育期水分亏缺都会影响冬小麦的株高、叶面积、干物质累积及对氮素的吸收.冬小麦对水分亏缺的敏感期为拔节期,其次为开花期、灌浆期和苗期.苗期干旱后复水对后期生长有显著的补偿效应,开花期适度干旱后复水对生物量形成和氮素吸收有一定的补偿作用,拔节期干旱对小麦的生长影响明显.相同氮肥处理下, 与不亏水处理比较, 苗期水分亏缺、拔节期水分亏缺、开花期水分亏缺、灌浆期水分亏缺的根系氮素积累量分别平均降低25.82%、55.68%、46.14%和16.34%,地上部氮素积累量分别平均降低33.37%、51.71%、27.01%和2.60%.在相同水分处理下冬小麦含氮量、累积吸收氮量都表现为高氮处理(0.3 g N·kg<sup>-1</sup>FM)>中氮处理(0.2 g N·kg<sup>-1</sup>FM)>低氮处理(0.1 g N·kg<sup>-1</sup>FM).水分逆境条件下施用氮肥对冬小麦植株生长和干物质累积及氮吸收具有明显的调节效应.</p> |
[15] | . , 2011( |
[16] | . |
[17] | . , <div >采用大田试验,研究了夏闲期耕作对旱地小麦播种前和各生育期0~300 cm土壤水分、植株氮素吸收和运转特性的影响.结果表明: 夏闲期耕作可提高播种前和各生育期0~300 cm土壤蓄水量,且枯水年效果较好.夏闲期耕作可显著提高各生育期植株氮素积累量、开花期叶片和茎秆+茎鞘氮素积累量、成熟期籽粒氮素积累量,显著提高茎秆+茎鞘氮素运转量及其对籽粒的贡献率、叶片氮素运转量、花前氮素运转量、花后氮素积累量,最终提高氮素吸收效率,以前茬小麦收获后45 d深翻效果较好.夏闲期耕作条件下,土壤水分与花前氮素运转量及籽粒氮素积累量显著相关,且枯水年关系更密切;播种至开花期土壤水分与花后氮素积累量在丰水年显著相关,而枯水年无显著相关关系.夏闲期耕作,尤其是雨后深翻有利于蓄水保墒及植株氮素吸收和转运.</div><div > </div> ., <div >采用大田试验,研究了夏闲期耕作对旱地小麦播种前和各生育期0~300 cm土壤水分、植株氮素吸收和运转特性的影响.结果表明: 夏闲期耕作可提高播种前和各生育期0~300 cm土壤蓄水量,且枯水年效果较好.夏闲期耕作可显著提高各生育期植株氮素积累量、开花期叶片和茎秆+茎鞘氮素积累量、成熟期籽粒氮素积累量,显著提高茎秆+茎鞘氮素运转量及其对籽粒的贡献率、叶片氮素运转量、花前氮素运转量、花后氮素积累量,最终提高氮素吸收效率,以前茬小麦收获后45 d深翻效果较好.夏闲期耕作条件下,土壤水分与花前氮素运转量及籽粒氮素积累量显著相关,且枯水年关系更密切;播种至开花期土壤水分与花后氮素积累量在丰水年显著相关,而枯水年无显著相关关系.夏闲期耕作,尤其是雨后深翻有利于蓄水保墒及植株氮素吸收和转运.</div><div > </div> |
[18] | . , [目的]明确旱地麦田休闲期深松的蓄水效果,探索旱地小麦构建合理群体的最适播量,有利于寻求产量与品质同步提升的最佳耕作及播种技术途径.[方法]于2012-2014年在山西闻喜县开展大田试验,以休闲期深松与否为主区,以67.5、90、112.5 kg·hm-2共3个播量为副区,测定休闲期土壤水分、冬前群体分蘖数、植株各器官干物质量及含氮率、产量及其构成因素,研究休闲期深松蓄水调节播量对植株氮素吸收和利用、产量及籽粒蛋白质含量的影响.[结果]休闲期深松较对照休闲期土壤蓄水效率提高60%以上.深松较对照冬前群体分蘖数、越冬期植株干物质量和氮素积累量、开花前叶片和颖壳+穗轴积累氮素的运转量、开花后氮素积累量均显著增加.深松条件下增加播量,冬前群体分蘖数及越冬期植株干物质积累量显著增加,开花前各器官积累氮素的运转量增加,开花前叶片、颖壳+穗轴积累氮素的运转对籽粒的贡献率提高,但播量90 kg·hm-2与112.5 kg·hm-2两处理间差异不显著.深松较对照穗数、穗粒数显著提高,两年度分别增产26%-66%、17%-34%;而籽粒蛋白质含量降低,但播量90 kg·hm-2时降低不显著.深松条件下增加播量,穗数、千粒重、产量提高,但播量90 kg·hm-2与112.5kg·hm-2两处理间差异不显著;籽粒蛋白质含量及其产量均以播量90 kg·hm-2较高.深松较对照水分利用效率显著提高,两年度分别提高13%-22%、9%-16%;氮素吸收效率、氮肥生产效率显著提高,播量67.5 kg·hm-2和90 kg·hm-2时的氮素利用效率显著提高.深松后水分利用效率以播量90 kg·hm-2较高,且与其他两处理间差异显著,深松条件下增加播量,氮素吸收效率显著提高,氮肥生产效率提高,但播量90 kg·hm-2与112.5 kg·hm-2两处理间的氮肥生产效率差异不显著.此外,休闲期深松配套不同播量处理,产量和籽粒蛋白质产量均与开花前各器官积累氮素的运转量显著或极显著相关,且降水多的年份,与开花前颖壳+穗轴积累氮素的运转量相关性较高.降水较多的年份较降水较少的年份开花后氮素的积累量与产量相关性较高.[结论]旱地小麦休闲期深松蓄水配套播量90 kg·hm-2有利于形成冬前壮苗;有利于开花期各器官氮素积累,促进开花前叶片和颖壳+穗轴中积累的氮素向籽粒转移;有利于形成有效穗数,构建合理群体,提高产量、水分利用效率、氮素吸收效率和氮肥生产效率,实现旱地小麦产量与籽粒蛋白质含量同步提升. ., [目的]明确旱地麦田休闲期深松的蓄水效果,探索旱地小麦构建合理群体的最适播量,有利于寻求产量与品质同步提升的最佳耕作及播种技术途径.[方法]于2012-2014年在山西闻喜县开展大田试验,以休闲期深松与否为主区,以67.5、90、112.5 kg·hm-2共3个播量为副区,测定休闲期土壤水分、冬前群体分蘖数、植株各器官干物质量及含氮率、产量及其构成因素,研究休闲期深松蓄水调节播量对植株氮素吸收和利用、产量及籽粒蛋白质含量的影响.[结果]休闲期深松较对照休闲期土壤蓄水效率提高60%以上.深松较对照冬前群体分蘖数、越冬期植株干物质量和氮素积累量、开花前叶片和颖壳+穗轴积累氮素的运转量、开花后氮素积累量均显著增加.深松条件下增加播量,冬前群体分蘖数及越冬期植株干物质积累量显著增加,开花前各器官积累氮素的运转量增加,开花前叶片、颖壳+穗轴积累氮素的运转对籽粒的贡献率提高,但播量90 kg·hm-2与112.5 kg·hm-2两处理间差异不显著.深松较对照穗数、穗粒数显著提高,两年度分别增产26%-66%、17%-34%;而籽粒蛋白质含量降低,但播量90 kg·hm-2时降低不显著.深松条件下增加播量,穗数、千粒重、产量提高,但播量90 kg·hm-2与112.5kg·hm-2两处理间差异不显著;籽粒蛋白质含量及其产量均以播量90 kg·hm-2较高.深松较对照水分利用效率显著提高,两年度分别提高13%-22%、9%-16%;氮素吸收效率、氮肥生产效率显著提高,播量67.5 kg·hm-2和90 kg·hm-2时的氮素利用效率显著提高.深松后水分利用效率以播量90 kg·hm-2较高,且与其他两处理间差异显著,深松条件下增加播量,氮素吸收效率显著提高,氮肥生产效率提高,但播量90 kg·hm-2与112.5 kg·hm-2两处理间的氮肥生产效率差异不显著.此外,休闲期深松配套不同播量处理,产量和籽粒蛋白质产量均与开花前各器官积累氮素的运转量显著或极显著相关,且降水多的年份,与开花前颖壳+穗轴积累氮素的运转量相关性较高.降水较多的年份较降水较少的年份开花后氮素的积累量与产量相关性较高.[结论]旱地小麦休闲期深松蓄水配套播量90 kg·hm-2有利于形成冬前壮苗;有利于开花期各器官氮素积累,促进开花前叶片和颖壳+穗轴中积累的氮素向籽粒转移;有利于形成有效穗数,构建合理群体,提高产量、水分利用效率、氮素吸收效率和氮肥生产效率,实现旱地小麦产量与籽粒蛋白质含量同步提升. |
[19] | . , 2000( 根据陕西水文和气象部门 1 1 2 6处雨量站资料 ,使用等值线图及经纬网格两种方法分析计算了全省及各地市历年和多年平均降水总量 ,分析了我省降水的地区分布、年际及年内变化的规律 ,可以看出 :陕西降水量偏少且地区分布不均 ,造成了大部分地区易旱 ;而由于降水时间分布的极不均匀性 ,又导致了洪涝灾害频繁 . 2000( 根据陕西水文和气象部门 1 1 2 6处雨量站资料 ,使用等值线图及经纬网格两种方法分析计算了全省及各地市历年和多年平均降水总量 ,分析了我省降水的地区分布、年际及年内变化的规律 ,可以看出 :陕西降水量偏少且地区分布不均 ,造成了大部分地区易旱 ;而由于降水时间分布的极不均匀性 ,又导致了洪涝灾害频繁 |
[20] | . , <P>通过2年田间定位试验,采用15N示踪技术,研究了高产条件下不同施氮量处理对冬小麦氮素吸收、分配、利用及产量和品质的影响。结果表明,在本试验土壤肥力条件下,当施氮量超过150 kg/hm<SUP>2</SUP>时,不能显著增加植株氮素积累量,对小麦生育后期植株氮素吸收无显著促进效应。随施氮量增加,氮素在籽粒中的分配比例降低,在茎和叶的分配量及比例显著增加。15N示踪试验指出,施氮量由195 kg/hm<SUP>2</SUP>增至240 kg/hm<SUP>2</SUP>,植株吸收的肥料氮素增加,吸收的土壤氮素减少,植株总的氮素积累量无显著差异;施氮量增加,开花后营养器官中的氮素向籽粒的转移无显著差异,而转移效率及氮素转移对籽粒的贡献率降低。施氮量增加,氮素吸收效率和氮素利用效率下降,氮肥生产效率降低,氮素收获指数亦降低。施氮量为105~240 kg/hm<SUP>2</SUP>时,氮肥当季回收率为36.22%~50.54%,其中追肥氮回收率大于基肥氮;施氮量增加,氮肥回收率先增加后降低,195 kg/hm<SUP>2</SUP>处理氮肥当季回收率较高。适量施氮,籽粒产量增加,蛋白质含量提高,加工品质改善;过量施氮,籽粒产量降低,加工品质趋于变劣。本试验条件下,综合考虑产量、品质和氮素利用率,施氮量为150~195 kg/hm<SUP>2</SUP>可供生产中参考。</P> ., <P>通过2年田间定位试验,采用15N示踪技术,研究了高产条件下不同施氮量处理对冬小麦氮素吸收、分配、利用及产量和品质的影响。结果表明,在本试验土壤肥力条件下,当施氮量超过150 kg/hm<SUP>2</SUP>时,不能显著增加植株氮素积累量,对小麦生育后期植株氮素吸收无显著促进效应。随施氮量增加,氮素在籽粒中的分配比例降低,在茎和叶的分配量及比例显著增加。15N示踪试验指出,施氮量由195 kg/hm<SUP>2</SUP>增至240 kg/hm<SUP>2</SUP>,植株吸收的肥料氮素增加,吸收的土壤氮素减少,植株总的氮素积累量无显著差异;施氮量增加,开花后营养器官中的氮素向籽粒的转移无显著差异,而转移效率及氮素转移对籽粒的贡献率降低。施氮量增加,氮素吸收效率和氮素利用效率下降,氮肥生产效率降低,氮素收获指数亦降低。施氮量为105~240 kg/hm<SUP>2</SUP>时,氮肥当季回收率为36.22%~50.54%,其中追肥氮回收率大于基肥氮;施氮量增加,氮肥回收率先增加后降低,195 kg/hm<SUP>2</SUP>处理氮肥当季回收率较高。适量施氮,籽粒产量增加,蛋白质含量提高,加工品质改善;过量施氮,籽粒产量降低,加工品质趋于变劣。本试验条件下,综合考虑产量、品质和氮素利用率,施氮量为150~195 kg/hm<SUP>2</SUP>可供生产中参考。</P> |
[21] | ., <P>Soil degradation and subsequent yield decline are the main factors limiting further development of agriculture on the farming–pastoral transition zone of China. A 10-year field experiment was conducted in Inner Mongolia to compare the long-term effects of no-tillage with straw cover (NT), subsoiling with straw cover (ST), rototilling with straw cover (RT) and traditional tillage (TT) using ploughs on soil properties and productivity in a spring wheat–oat cropping system. Long-term conservation tillage increased soil organic matter in the top 20 cm by 21.4%, total N by 31.8% and Olsen's P by 34.5% in the 0–5 cm layer compared to traditional tillage. Mean percentage of macro-aggregates (>0.25 mm, +20%) and macroporosity (>60 μm, +52.1%) also improved significantly in the 0–30 cm soil layer ( P < 0.05). The largest yield improvements coupled with greatest water use efficiency (WUE) were achieved by no-tillage with straw cover. Ten-year mean crop yields increased by 14.0% and WUE improved by 13.5% compared to traditional tillage due to greater soil moisture and improved soil physical and chemical status. These improvements in soil properties and productivity are of considerable importance for the seriously degraded soils in semiarid Inner Mongolia, as well as for food security, sustainable agriculture and carbon storage in the farming–pasture transition regions of China.</P> |
[22] | ., The yield of spring wheat ( Triticum aestivum L.), one of the major crops planted in the Loess Plateau, China, is mainly affected by available water. Straw mulch and irrigation are efficient ways of influencing wheat yield and water-use efficiency. To develop better semiarid crop and water management practices, a 13-year experiment in spring wheat monoculture was conducted at the Dingxi Soil and Water Conservation Institute of the Loess Plateau. The influence of rainfall during the growing season (March–July) on yields of rain-fed wheat was studied for 13 years (1982–1992 and 1997–1998). The influence of straw mulch and irrigation on wheat yield, and water-use efficiency, was studied for 2 years (1997–1998). We found that growing season rainfall had a significant ( P < 0.05) influence on biomass and grain yield of spring wheat in rain-fed conditions during the 13 years. Both biomass and grain yield were very low and varied significantly due to the low and significant variability of growing season rainfall. Straw mulch increased wheat yields significantly during both dry (1997) and wet (1998) years. It increased biomass and grain yield by 37 and 52%, respectively, in 1997, and by 20 and 26%, respectively, in 1998. Straw mulch also significantly decreased evapotranspiration ( P < 0.05), soil water depletion ( P < 0.01), and increased water-use efficiency ( P < 0.001). Biomass and grain yield both increased ( P < 0.01 or P < 0.001) with increasing irrigation in 1997 and 1998. The three irrigation levels increased the biomass yield from 34 to 66% in 1997, and from 34 to 77% in 1998. The irrigation levels also increased grain yield from 53 to 102% in 1997, and from 22 to 57% in 1998. Water-use efficiency for biomass and grain yield also increased with increasing irrigation. On the other hand, irrigation water-use efficiency for biomass and grain yield decreased with increasing irrigation. The results suggest that higher crop yields in the semiarid Loess Plateau may be achieved by using irrigation, or a proper combination of straw mulch and irrigation. |
[23] | ., |
[24] | . , . , |
[25] | . , 【目的】探索半湿润区沟垄覆盖栽培条件下冬小麦田的蓄水保墒效果和增产增收效应。【方法】采用普通地膜、液体地膜和秸秆设置不同沟垄覆盖栽培模式,连续3年对冬小麦土壤水分、产量、水分利用效率和经济效益进行分析研究。【结果】在冬小麦全生育期,垄覆地膜沟覆秸秆的蓄水保墒作用最为明显,能有效改善土壤的水分利用状况。垄覆地膜沟覆秸秆和垄覆液膜沟覆秸秆的产量最高,3年平均产量分别较平作不覆(CK1)提高39.3%(P<0.05)和29.4%(P<0.05),较垄不覆沟不覆(CK2)提高35.6%(P<0.05)和25.9%(P<0.05),WUE平均分别较CK1提高39.6%(P<0.05)和30.3%(P<0.05),较CK2提高33.4%(P<0.05)和24.5%(P<0.05)。以垄覆地膜沟覆秸秆的经济效益最高,3年平均达4 951.4元/hm2,较CK1增收1 452.1元/hm2,较CK2增收1 416.5元/hm2,其次为垄覆液膜沟覆秸秆,与CK1和CK2相比均呈显著性差异(P<0.05)。【结论】在沟垄覆盖栽培条件下,垄覆地膜沟覆秸秆、垄覆液膜沟覆秸秆是半湿润区小麦旱作的高效栽培模式。 ., 【目的】探索半湿润区沟垄覆盖栽培条件下冬小麦田的蓄水保墒效果和增产增收效应。【方法】采用普通地膜、液体地膜和秸秆设置不同沟垄覆盖栽培模式,连续3年对冬小麦土壤水分、产量、水分利用效率和经济效益进行分析研究。【结果】在冬小麦全生育期,垄覆地膜沟覆秸秆的蓄水保墒作用最为明显,能有效改善土壤的水分利用状况。垄覆地膜沟覆秸秆和垄覆液膜沟覆秸秆的产量最高,3年平均产量分别较平作不覆(CK1)提高39.3%(P<0.05)和29.4%(P<0.05),较垄不覆沟不覆(CK2)提高35.6%(P<0.05)和25.9%(P<0.05),WUE平均分别较CK1提高39.6%(P<0.05)和30.3%(P<0.05),较CK2提高33.4%(P<0.05)和24.5%(P<0.05)。以垄覆地膜沟覆秸秆的经济效益最高,3年平均达4 951.4元/hm2,较CK1增收1 452.1元/hm2,较CK2增收1 416.5元/hm2,其次为垄覆液膜沟覆秸秆,与CK1和CK2相比均呈显著性差异(P<0.05)。【结论】在沟垄覆盖栽培条件下,垄覆地膜沟覆秸秆、垄覆液膜沟覆秸秆是半湿润区小麦旱作的高效栽培模式。 |
[26] | . , 以春玉米品种沈单16号为试验材料,研究半干旱区(年均降雨量415 mm)旱地不同覆盖种植方式的土壤水热效应及其对玉米产量的影响.结果表明: 与裸地平作(CK)相比,全膜双垄沟播(PMF)、全沙覆盖平作(SM)在玉米抽雄前均能提高0~25 cm土层平均地温,其中PMF增温最高;随种植年限增加,各处理对土壤水分的耗散深度增加,种植第1年对20~120 cm土层的水分耗散最多,种植第2年对120~200 cm土层的水分耗散最多,其中PMF耗水量最高.PMF的穗粒数、穗粒重和百粒重最高,SM次之,CK最低;与SM和CK相比,2009和2010年PMF平均穗粒数分别增加13.5%和114.2%,平均穗粒重分别增加29.8%和321.1%,平均百粒重分别增加14.4%和95.4%;PMF和SM的产量分别比CK高333.1%和240.2%,水分利用效率(WUE)分别提高290.6%和227.6%.PMF玉米连续种植两年后,120~200 cm土层土壤水分消耗达72 mm,显著高于SM(45 mm)和CK(40 mm).由于PMF能提高苗期-抽雄期地温,促进作物前期生长,提高玉米对土壤水的利用,从而使穗粒数、百粒重等增加,表现出较高的产量和水分利用效率,但该模式对1 m以下土壤水分消耗较多,对保持水分年际平衡不利. ., 以春玉米品种沈单16号为试验材料,研究半干旱区(年均降雨量415 mm)旱地不同覆盖种植方式的土壤水热效应及其对玉米产量的影响.结果表明: 与裸地平作(CK)相比,全膜双垄沟播(PMF)、全沙覆盖平作(SM)在玉米抽雄前均能提高0~25 cm土层平均地温,其中PMF增温最高;随种植年限增加,各处理对土壤水分的耗散深度增加,种植第1年对20~120 cm土层的水分耗散最多,种植第2年对120~200 cm土层的水分耗散最多,其中PMF耗水量最高.PMF的穗粒数、穗粒重和百粒重最高,SM次之,CK最低;与SM和CK相比,2009和2010年PMF平均穗粒数分别增加13.5%和114.2%,平均穗粒重分别增加29.8%和321.1%,平均百粒重分别增加14.4%和95.4%;PMF和SM的产量分别比CK高333.1%和240.2%,水分利用效率(WUE)分别提高290.6%和227.6%.PMF玉米连续种植两年后,120~200 cm土层土壤水分消耗达72 mm,显著高于SM(45 mm)和CK(40 mm).由于PMF能提高苗期-抽雄期地温,促进作物前期生长,提高玉米对土壤水的利用,从而使穗粒数、百粒重等增加,表现出较高的产量和水分利用效率,但该模式对1 m以下土壤水分消耗较多,对保持水分年际平衡不利. |
[27] | . , 【目的】明确旱地麦田休闲期覆盖的增产效果,探索旱地小麦休闲期覆盖保水技术途径,为促进旱地小麦产量和水分利用效率的提高提供理论依据。【方法】于2010—2013年在山西省闻喜县邱家岭村以冬小麦品种运旱20410为试验材料,设休闲期深翻后覆盖与不覆盖2个处理,测定休闲期和小麦各生育时期土壤水分及产量和产量构成因素,研究休闲期覆盖对麦田土壤水分积耗规律和小麦产量、水分利用效率的影响。【结果】休闲期覆盖后播种期3 m内土壤蓄水量提高,丰水年提高47 mm,平水年提高55 mm,欠水年提高63 mm,且欠水年更有利于土壤水分蓄保于深层。休闲期覆盖后土壤蓄水效率显著提高,丰水年提高35%,平水年提高48%,欠水年提高101%,且蓄水效果至开花期仍显著。休闲期覆盖后生育期耗水量虽显著增加,但休闲期耗水量显著降低,因而周年总耗水量无明显变化。休闲期覆盖后拔节前耗水比例显著降低,拔节后耗水量及日平均耗水量显著增加,拔节后耗水比例增加,尤其在欠水年休闲期覆盖对生育后期耗水有较大调控作用。休闲期覆盖后产量和产量构成因素均显著提高,其中对穗数影响最大,尤其在欠水年提高了19%,且欠水年对穗粒数和千粒重的影响也较大,最终丰水年产量提高30%,平水年提高35%,欠水年提高50%。此外,在休闲期覆盖条件下,各生育阶段的耗水量与产量均密切相关,尤其是拔节后的耗水量。结果还表明,休闲期覆盖处理,每多蓄1 mm播种期土壤水分可增产17—26 kg·hm^-2,每多消耗1 mm生育期土壤水分可增产22—26 kg·hm^-2,且降水生产效率和水分利用效率均显著提高,尤其欠水年更能高效用水。【结论】休闲期覆盖有利于蓄积休闲期降水直至开花期;有利于实现降水周年调控,减少生育前期耗水,增加生育中后期耗水;有利于优化产量构成因素,尤其穗数,提高产量,最17 ., 【目的】明确旱地麦田休闲期覆盖的增产效果,探索旱地小麦休闲期覆盖保水技术途径,为促进旱地小麦产量和水分利用效率的提高提供理论依据。【方法】于2010—2013年在山西省闻喜县邱家岭村以冬小麦品种运旱20410为试验材料,设休闲期深翻后覆盖与不覆盖2个处理,测定休闲期和小麦各生育时期土壤水分及产量和产量构成因素,研究休闲期覆盖对麦田土壤水分积耗规律和小麦产量、水分利用效率的影响。【结果】休闲期覆盖后播种期3 m内土壤蓄水量提高,丰水年提高47 mm,平水年提高55 mm,欠水年提高63 mm,且欠水年更有利于土壤水分蓄保于深层。休闲期覆盖后土壤蓄水效率显著提高,丰水年提高35%,平水年提高48%,欠水年提高101%,且蓄水效果至开花期仍显著。休闲期覆盖后生育期耗水量虽显著增加,但休闲期耗水量显著降低,因而周年总耗水量无明显变化。休闲期覆盖后拔节前耗水比例显著降低,拔节后耗水量及日平均耗水量显著增加,拔节后耗水比例增加,尤其在欠水年休闲期覆盖对生育后期耗水有较大调控作用。休闲期覆盖后产量和产量构成因素均显著提高,其中对穗数影响最大,尤其在欠水年提高了19%,且欠水年对穗粒数和千粒重的影响也较大,最终丰水年产量提高30%,平水年提高35%,欠水年提高50%。此外,在休闲期覆盖条件下,各生育阶段的耗水量与产量均密切相关,尤其是拔节后的耗水量。结果还表明,休闲期覆盖处理,每多蓄1 mm播种期土壤水分可增产17—26 kg·hm^-2,每多消耗1 mm生育期土壤水分可增产22—26 kg·hm^-2,且降水生产效率和水分利用效率均显著提高,尤其欠水年更能高效用水。【结论】休闲期覆盖有利于蓄积休闲期降水直至开花期;有利于实现降水周年调控,减少生育前期耗水,增加生育中后期耗水;有利于优化产量构成因素,尤其穗数,提高产量,最17 |
[28] | . , Greenhouse experiments were carried out with wheat (BeiNong 6). The effect of soil water fluctuation on dry matter allocation and grain yield in winter wheat were studied. The results indicated that water stress decreased dry matter accumulation and grain yield of winter wheat, larger effect on the leaf dry matter accumulation than that of the stem, with the lest effect on the spike dry matter accumulation. Water stress promoted allocation of photosynthetic product to the seed. Rewatering increased dry matter accumulation of each plant organ and grain yield to a varied extent, forming a new root and shoot system. But rewatering during different growth period had a different effect on dry matter accumulation of each plant organ. Rewatering during jointing stage had the largest effect on root, leaf, spike dry matter accumulate and gain yield. ., Greenhouse experiments were carried out with wheat (BeiNong 6). The effect of soil water fluctuation on dry matter allocation and grain yield in winter wheat were studied. The results indicated that water stress decreased dry matter accumulation and grain yield of winter wheat, larger effect on the leaf dry matter accumulation than that of the stem, with the lest effect on the spike dry matter accumulation. Water stress promoted allocation of photosynthetic product to the seed. Rewatering increased dry matter accumulation of each plant organ and grain yield to a varied extent, forming a new root and shoot system. But rewatering during different growth period had a different effect on dry matter accumulation of each plant organ. Rewatering during jointing stage had the largest effect on root, leaf, spike dry matter accumulate and gain yield. |
[29] | . , 在2005—2006年和2006—2007年小麦生长季降水量分别为128.0 mm和246.4 mm条件下, 采用不同灌水量处理, 研究了高产条件下冬小麦的耗水特性和小麦干物质的积累与分配。结果表明, 底水和拔节水分别灌溉60 mm处理(W2)在两个生长季获得了最高的籽粒产量, 2005—2006年生长季其水分利用效率和灌溉水的利用效率均显著高于其他灌水处理; 2006—2007年生长季, 其水分利用效率较高, 降水量、灌水量和土壤供水量分别占农田耗水量的47.32%、23.04%和29.64%; 与不灌水处理(W0)相比, 灌水处理显著提高开花后干物质的积累量和开花后干物质积累量对籽粒的贡献率, 以W2处理最高, 分别达8 241.59 kg hm-2和84.18%。灌水量过多显著减少光合产物向籽粒的分配, 使产量降低。随灌水量增加, 小麦全生育期耗水量显著增大, 灌水量占农田耗水量的比例增加, 降水量和土壤供水量占农田耗水量的比例均降低, 以土壤供水量所占比例降低最大。综合考虑小麦的籽粒产量和水分利用效率, 在本试验条件下, 以底水和拔节水各60 mm的灌溉量为最优。在小麦生长季降雨量为246.4 mm条件下, 仅灌60 mm底水亦可获得较高的籽粒产量, 其土壤供水量占农田耗水量的比例和灌溉水的利用效率高于底水和拔节水处理。 ., 在2005—2006年和2006—2007年小麦生长季降水量分别为128.0 mm和246.4 mm条件下, 采用不同灌水量处理, 研究了高产条件下冬小麦的耗水特性和小麦干物质的积累与分配。结果表明, 底水和拔节水分别灌溉60 mm处理(W2)在两个生长季获得了最高的籽粒产量, 2005—2006年生长季其水分利用效率和灌溉水的利用效率均显著高于其他灌水处理; 2006—2007年生长季, 其水分利用效率较高, 降水量、灌水量和土壤供水量分别占农田耗水量的47.32%、23.04%和29.64%; 与不灌水处理(W0)相比, 灌水处理显著提高开花后干物质的积累量和开花后干物质积累量对籽粒的贡献率, 以W2处理最高, 分别达8 241.59 kg hm-2和84.18%。灌水量过多显著减少光合产物向籽粒的分配, 使产量降低。随灌水量增加, 小麦全生育期耗水量显著增大, 灌水量占农田耗水量的比例增加, 降水量和土壤供水量占农田耗水量的比例均降低, 以土壤供水量所占比例降低最大。综合考虑小麦的籽粒产量和水分利用效率, 在本试验条件下, 以底水和拔节水各60 mm的灌溉量为最优。在小麦生长季降雨量为246.4 mm条件下, 仅灌60 mm底水亦可获得较高的籽粒产量, 其土壤供水量占农田耗水量的比例和灌溉水的利用效率高于底水和拔节水处理。 |
[30] | . , 对地膜覆盖和露地栽培小麦开花后植株干物质积累、分配、转运及籽粒灌浆特性进行比较研究.结 果表明: 覆膜小麦和露地小麦比较,具有较高的生物产量,开花后干物质积累量、日生产量、茎、叶、颖壳、穗轴等器官营养物质输出率、分配率、转换率均高于露地栽培小 麦.小麦籽粒灌浆期间具有较强的生长势,灌浆速度快、时间长、收获指数高、经济产量高,产量构成三要素: 667m2穗数、穗粒数、千粒重分别比露地小麦增加5.2万、1.5 粒、1.2g,小麦籽粒产量增加110.8kg. ., 对地膜覆盖和露地栽培小麦开花后植株干物质积累、分配、转运及籽粒灌浆特性进行比较研究.结 果表明: 覆膜小麦和露地小麦比较,具有较高的生物产量,开花后干物质积累量、日生产量、茎、叶、颖壳、穗轴等器官营养物质输出率、分配率、转换率均高于露地栽培小 麦.小麦籽粒灌浆期间具有较强的生长势,灌浆速度快、时间长、收获指数高、经济产量高,产量构成三要素: 667m2穗数、穗粒数、千粒重分别比露地小麦增加5.2万、1.5 粒、1.2g,小麦籽粒产量增加110.8kg. |
[31] | . , In order to clarify yield increasing mechanism of cultivation method of All film casing mode Bunch, field trials were conducted to study all film casing mode Bunch and fertilization on nutrients and dry matter accumulation of spring wheat and soil moisture changes in the semi-arid area. The results showed that cultivation of the all film casing mode Bunch promoted nutrient accumulation of N, P, K and carbohydrates synthesis and dry matter accumulation in wheat plants;compared with open field dibble cultivation (control), absorptions of N, P, K in matured wheat plants increased by 48%-93%, 64%-158%, 128%-201%. The effect of N-P-K formulated fertilization was obvious in the whole film casing mode Bunch, and the best effect was detected in F treatment with the application of N 150 kg/hm,PO 5 120 kg/hm and KO 90 kg/hm. The all film casing mode Bunch elevated soil moisture of 0-20 cm topsoil which effectively supplies for early growth of plants, and with the consumption and utilization of deep soil moisture, the soil moisture at different soil layers showed a downward trend with growth period delayed. In conclusion, all film casing mode Bunch can significantly increase nutrients and dry matter accumulation of spring wheat, and elevate effect of fertilization through utilizing deep soil moisture. ., In order to clarify yield increasing mechanism of cultivation method of All film casing mode Bunch, field trials were conducted to study all film casing mode Bunch and fertilization on nutrients and dry matter accumulation of spring wheat and soil moisture changes in the semi-arid area. The results showed that cultivation of the all film casing mode Bunch promoted nutrient accumulation of N, P, K and carbohydrates synthesis and dry matter accumulation in wheat plants;compared with open field dibble cultivation (control), absorptions of N, P, K in matured wheat plants increased by 48%-93%, 64%-158%, 128%-201%. The effect of N-P-K formulated fertilization was obvious in the whole film casing mode Bunch, and the best effect was detected in F treatment with the application of N 150 kg/hm,PO 5 120 kg/hm and KO 90 kg/hm. The all film casing mode Bunch elevated soil moisture of 0-20 cm topsoil which effectively supplies for early growth of plants, and with the consumption and utilization of deep soil moisture, the soil moisture at different soil layers showed a downward trend with growth period delayed. In conclusion, all film casing mode Bunch can significantly increase nutrients and dry matter accumulation of spring wheat, and elevate effect of fertilization through utilizing deep soil moisture. |
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[35] | . , 全膜覆土穴播是西北黄土高原旱作区大面积应用于密植作物栽培的关键增产技术,可显著提高降水利用率和作物生产力,但目前对其增产机制和环境效应缺乏系统研究分析。在2011-2013年以春小麦陇春27号为试验材料,设全膜覆土穴播(FMS)、地膜覆盖穴播(FM)和露地穴播(CK)3个处理,研究半干旱旱作区全膜覆土穴播的土壤水热效应及其对小麦产量的影响。结果表明,小麦苗期FMS在 0-25 cm土层的平均地温比CK提高1.4-3.5℃,但孕穗到灌浆期正午地表地温比FM和CK分别降低5.3-6.4℃和3.1-4.3℃。FMS和FM使小麦拔节前0-200 cm土层土壤贮水量分别增加33.1和29.3 mm,且可促进小麦对深层水分(100-200 cm)的利用,FMS成熟期100-200 cm土层土壤贮水量比播前下降44.4-69.6 mm,较CK高8.4-145.5%,但FMS在休闲期补充土壤水分77-127 mm,分别较FM和CK增加4.5%-40.9%和12.8%-109.5%;FMS的休闲效率为30.5%-52.6%,比CK高12.8%-109.5%,比FM高4.5%-40.9%。基于对土壤水热环境和作物耗水的影响,FMS的产量达1750-3180 kg/hm<sup>2</sup>,水分利用效率为5.5-11.5 kg hm<sup>-2</sup> mm<sup>-1</sup>,分别比CK增加40%-220%和27%-239%,而且干旱年份的增加幅度更高。因此,FMS改善了小麦生长前期的土壤水热条件,调节作物不同生育期的耗水强度,显著提高作物水分利用效率和产量,并提高降水休闲效率,使小麦生育期耗散的土壤水分在休闲期得到有效补充。 ., 全膜覆土穴播是西北黄土高原旱作区大面积应用于密植作物栽培的关键增产技术,可显著提高降水利用率和作物生产力,但目前对其增产机制和环境效应缺乏系统研究分析。在2011-2013年以春小麦陇春27号为试验材料,设全膜覆土穴播(FMS)、地膜覆盖穴播(FM)和露地穴播(CK)3个处理,研究半干旱旱作区全膜覆土穴播的土壤水热效应及其对小麦产量的影响。结果表明,小麦苗期FMS在 0-25 cm土层的平均地温比CK提高1.4-3.5℃,但孕穗到灌浆期正午地表地温比FM和CK分别降低5.3-6.4℃和3.1-4.3℃。FMS和FM使小麦拔节前0-200 cm土层土壤贮水量分别增加33.1和29.3 mm,且可促进小麦对深层水分(100-200 cm)的利用,FMS成熟期100-200 cm土层土壤贮水量比播前下降44.4-69.6 mm,较CK高8.4-145.5%,但FMS在休闲期补充土壤水分77-127 mm,分别较FM和CK增加4.5%-40.9%和12.8%-109.5%;FMS的休闲效率为30.5%-52.6%,比CK高12.8%-109.5%,比FM高4.5%-40.9%。基于对土壤水热环境和作物耗水的影响,FMS的产量达1750-3180 kg/hm<sup>2</sup>,水分利用效率为5.5-11.5 kg hm<sup>-2</sup> mm<sup>-1</sup>,分别比CK增加40%-220%和27%-239%,而且干旱年份的增加幅度更高。因此,FMS改善了小麦生长前期的土壤水热条件,调节作物不同生育期的耗水强度,显著提高作物水分利用效率和产量,并提高降水休闲效率,使小麦生育期耗散的土壤水分在休闲期得到有效补充。 |
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[37] | . , 【目的】明确旱地麦田休闲期覆盖的蓄水增产效果和生育期覆盖播种的节水增产效果,探索旱地小麦不同降水年型休闲期覆盖和生育期覆盖的保水技术新途径。【方法】于2011—2014年在山西闻喜县开展大田试验,以休闲期覆盖渗水地膜与不覆盖为主区,以生育期膜际条播、条播为副区,研究覆盖对旱地麦田3 m内土壤水分、小麦产量构成、水分利用效率和节水增产效率的影响。【结果】休闲期覆盖较不覆盖处理提高了播种期0—300 cm土层土壤蓄水量,丰水年达40—41 mm,平水年达55—58 mm,欠水年达70 mm,且欠水年更有利于蓄积土壤水分于深层,显著提高了不同降水年型休闲期土壤蓄水效率,达到20%以上,其覆盖的蓄水效果可延续至孕穗期,且生育期配套膜际条播效果更佳。休闲期覆盖较不覆盖处理显著提高小麦穗数、产量和水分利用效率,产量提高20%以上,水分利用效率提高15%以上,且生育期配套膜际条播小麦穗粒数、千粒重也显著提高。结果还表明,休闲期覆盖处理小麦播种期土壤水分每多蓄1 mm,丰水年小麦可增产21—27kg·hm-2,平水年可增产16—18 kg·hm-2,欠水年可增产13—24 kg·hm-2,且休闲期覆盖条件下,生育期膜际条播播种对产量的提升有较大的调控作用。生育期地膜覆盖保水后,旱地麦田节水、增产效果提高,单位粮食生产节水量提高10%以上,消耗1 mm土壤水分产量提高11%以上。【结论】旱地小麦休闲期覆盖有利于蓄积休闲期降雨,改善底墒,尤其欠水年蓄水效果更佳,有利于提高小麦花前土壤水分,促进有效穗数的形成,提高产量,且生育期膜际条播播种效果更佳。底墒充足时,生育期膜际条播播种有利于提高旱地麦田的节水增产效果,而欠水年底墒不足时,会导致水分浪费和减产。 ., 【目的】明确旱地麦田休闲期覆盖的蓄水增产效果和生育期覆盖播种的节水增产效果,探索旱地小麦不同降水年型休闲期覆盖和生育期覆盖的保水技术新途径。【方法】于2011—2014年在山西闻喜县开展大田试验,以休闲期覆盖渗水地膜与不覆盖为主区,以生育期膜际条播、条播为副区,研究覆盖对旱地麦田3 m内土壤水分、小麦产量构成、水分利用效率和节水增产效率的影响。【结果】休闲期覆盖较不覆盖处理提高了播种期0—300 cm土层土壤蓄水量,丰水年达40—41 mm,平水年达55—58 mm,欠水年达70 mm,且欠水年更有利于蓄积土壤水分于深层,显著提高了不同降水年型休闲期土壤蓄水效率,达到20%以上,其覆盖的蓄水效果可延续至孕穗期,且生育期配套膜际条播效果更佳。休闲期覆盖较不覆盖处理显著提高小麦穗数、产量和水分利用效率,产量提高20%以上,水分利用效率提高15%以上,且生育期配套膜际条播小麦穗粒数、千粒重也显著提高。结果还表明,休闲期覆盖处理小麦播种期土壤水分每多蓄1 mm,丰水年小麦可增产21—27kg·hm-2,平水年可增产16—18 kg·hm-2,欠水年可增产13—24 kg·hm-2,且休闲期覆盖条件下,生育期膜际条播播种对产量的提升有较大的调控作用。生育期地膜覆盖保水后,旱地麦田节水、增产效果提高,单位粮食生产节水量提高10%以上,消耗1 mm土壤水分产量提高11%以上。【结论】旱地小麦休闲期覆盖有利于蓄积休闲期降雨,改善底墒,尤其欠水年蓄水效果更佳,有利于提高小麦花前土壤水分,促进有效穗数的形成,提高产量,且生育期膜际条播播种效果更佳。底墒充足时,生育期膜际条播播种有利于提高旱地麦田的节水增产效果,而欠水年底墒不足时,会导致水分浪费和减产。 |
[38] | ., Dryland wheat ( Triticum aestivum L.) and grain sorghum ( Sorghum bicolor (L.) Moench) are often grown using a wheat–sorghum-fallow (WSF) crop rotation on the semiarid North American Great Plains. Precipitation stored during fallow as soil water is crucial to the success of the WSF rotation. Stubble mulch-tillage (SM) and no-tillage (NT) residue management practices reduce evaporation, but the sparse residue cover produced by dryland crops, particularly sorghum, is insufficient to reduce soil crusting and runoff. Subsoil tillage practices, e.g., paratill (PT) or sweep (ST), fracture infiltration limiting soil layers and, when used with residue management practices, may increase soil-water storage and crop growth. Our objectives were to compare the effects of PT to 0.35 m or ST to 0.10 m treatments on soil cone penetration resistance, soil-water storage, and dryland crop yield with NT and SM residue management. Six contour-farmed level-terraced watersheds with a Pullman clay loam (US soil taxonomy: fine, mixed, superactive, thermic Torrertic Paleustoll; FAO: Kastanozems) at the USDA—Agricultural Research Service, Conservation and Production Research Laboratory, Bushland, TX, USA (35°11′N, 102°5′W) were cropped as pairs using a WSF rotation so that each phase of the sequence appeared each year. In 1988, residue management plots received PT or ST every 3 years during fallow after sorghum resulting in five treatments: (i) NT–PT, (ii) NT–NOPT, (iii) NT–ST, (iv) SM–PT, and (v) SM–NOPT. Cone penetration resistance was the greatest in NT plots and reduced with PT after 12, 23, and 31 months. Mean 1990–1995 soil-water storage during fallow after wheat was greater with NT than with SM, but unaffected by PT or ST. Dryland wheat and sorghum grain yields, total water use, and water use efficiency (WUE) were not consistently increased with NT, however, and unaffected by PT or ST tillage. We conclude, for a dryland WSF rotation, that: (1) NT increased mean soil-water storage during fallow after wheat compared to SM, and (2) ST and PT “subsoil” tillage of a Pullman did not increase water storage or yield. Therefore, NT residue management was more beneficial for dryland crop production than subsoil tillage. |
[39] | . , <p>以中麦8号为试验材料,采用盆栽的试验方法,应用<sup>15</sup>N同位素示踪技术,研究拔节至开花期不同土壤水分含量对小麦氮素吸收运转特性和氮肥回收利用的影响,以期为合理控水,提高氮肥利用率和降低氮肥损失提供理论依据。结果表明:在该试验条件下,小麦吸收的氮素中,肥料氮占34.69%~39.74%,土壤氮占60.26%~65.31%;中度水分处理(土壤相对含水量70%)籽粒氮素积累量最高,干旱处理(土壤相对含水量55%)开花期植株营养器官氮素积累量、籽粒氮素积累量最低,湿润处理(土壤相对含水量85%)开花期植株氮素积累量最高;与干旱和湿润处理相比,中度水分处理显著提高花后籽粒氮素同化量,减少了当季施入氮肥的土壤残留量;与干旱处理相比,中度水分处理和湿润处理均提高了氮肥利用率,降低了氮肥损失。综上所述,拔节至开花期中度水分处理为籽粒氮肥利用率最高的最佳处理。</p> ., <p>以中麦8号为试验材料,采用盆栽的试验方法,应用<sup>15</sup>N同位素示踪技术,研究拔节至开花期不同土壤水分含量对小麦氮素吸收运转特性和氮肥回收利用的影响,以期为合理控水,提高氮肥利用率和降低氮肥损失提供理论依据。结果表明:在该试验条件下,小麦吸收的氮素中,肥料氮占34.69%~39.74%,土壤氮占60.26%~65.31%;中度水分处理(土壤相对含水量70%)籽粒氮素积累量最高,干旱处理(土壤相对含水量55%)开花期植株营养器官氮素积累量、籽粒氮素积累量最低,湿润处理(土壤相对含水量85%)开花期植株氮素积累量最高;与干旱和湿润处理相比,中度水分处理显著提高花后籽粒氮素同化量,减少了当季施入氮肥的土壤残留量;与干旱处理相比,中度水分处理和湿润处理均提高了氮肥利用率,降低了氮肥损失。综上所述,拔节至开花期中度水分处理为籽粒氮肥利用率最高的最佳处理。</p> |