施氮量和花后土壤含水量对小麦旗叶光合特性和产量的影响

在防雨池栽条件下,研究了施氮量和花后土壤含水量对小麦旗叶光合特性和产量的影响。结果表明,在相同土壤含水量下,小麦旗叶SPAD值、光合速率、Fv／Fo和Fv／Fm均表现为随着施氮量的增加而升高;增加施氮量有利于提高穗数,但过多（300kg／hm^2）或过少（150kg/hm^2）施氮均不利于穗粒数和干粒重的提高,而导致减产。在相同施氮量下,均表现为花后土壤含水量60％～70％处理的旗叶SPAD值、光合速率、Fv／Fo和Fv／Fm最高,40％～50％处理最低,80％～90％处理居中,花后土壤含水量过高（80％～90％）或过低（40％-50％）导致穗粒数减少,千粒重降低,最终使产量降低。表明花后土壤含水量过高或过低均影响小麦旗叶的光合特性降低,而适当增施氮肥可以改善旗叶的光合特性,增加粒重,提高产量。     

施氮量和花后土壤含水量对小麦旗叶衰老及粒重的影响

在防雨池栽培条件下,研究了施氮量和花后土壤含水量对小麦旗叶衰老和粒重的影响.结果表明：各氮肥处理下,小麦旗叶SPAD值、可溶性蛋白质含量、超氧化物歧化酶（SOD）活性、过氧化氢酶（CAT）活性和光合速率（P_n）均表现为：花后土壤含水量60%～70%处理>80%～90%处理>40%～50%处理,小麦旗叶丙二醛（MDA）含量表现为：花后土壤含水量40%～50%处理>80%～90%处理>60%～70%处理,表明花后土壤含水量过高或过低均可导致小麦旗叶早衰,影响籽粒灌浆,降低粒重.在花后相同土壤含水量条件下,旗叶SPAD值、可溶性蛋白质含量、SOD活性、CAT活性和P_n均随施氮量的增加而升高,MDA含量随施氮量的增加而降低,表明增施氮肥可以延缓小麦旗叶衰老,但过量施用氮肥则不利于小麦粒重的提高,尤其是在花后土壤缺水的情况下,施用过多氮肥可导致小麦粒重下降.在小麦生产中可以将施用氮肥和控制花后土壤水分含量相结合,延缓小麦植株衰老,提高粒重.     

施氮量对不同茬口冬小麦产量及氮肥利用率的影响

为探明不同茬口及施氮量对冬小麦产量及氮肥利用率的影响,以"豫农211"为材料,采用二因素裂区设计。主因素为玉米单作(SM)、玉米大豆间作(MS)、大豆单作(SS) 3个茬口,副因素为N0(0 kg·hm~(-2))、N180(180 kg·hm~(-2))、N240(240 kg·hm~(-2))、N300(300kg·hm~(-2)) 4个施氮量。结果表明:不同施氮水平下,与玉米单作相比,玉米大豆间作和大豆单作茬口冬小麦产量增幅分别为4.74%～10.01%、5.12%～17.05%,且均显著增加;茬口对小麦穗数及穗粒数均有显著影响,对千粒重影响不显著,与玉米单作相比,大豆单作和玉米大豆间作茬口穗数增幅分别为10%～15%、4%～19%,穗粒数增幅分别为2%～21%、4%～20%;施氮量对小麦穗数及千粒重有显著影响,对穗粒数影响不显著;不同茬口与施氮量的交互作用对穗粒数和千粒重差异均达显著水平;同一施氮处理下,茬口处理间氮肥农学利用效率和偏生产力均表现为大豆单作玉米大豆间作玉米单作,且在N180和N240水平下均达显著水平;结合施氮量与产量拟合曲线,相比玉米单作茬口,大豆单作及玉米大豆间作在保证冬小麦产量的同时降低了氮肥的投入,在生产实践中对不同茬口下小麦施氮量具有指导意义;玉米单作茬口,冬小麦最佳经济产量施氮量和最高产量施氮量分别为243和262 kg·hm~(-2);大豆单作和玉米大豆间作茬口,最佳经济产量施氮量分别为196和210 kg·hm~(-2),最高产量施氮量分别为205和222 kg·hm~(-2)。     

花后干旱或渍水下氮素供应对小麦光合和籽粒淀粉积累的影响

防雨池栽条件下,设置渍水、干旱和对照3个土壤水分处理,每水分处理下再设置两个施氮水平,研究了花后渍水和干旱逆境下氮素水平对两个蛋白质含量不同的小麦品种光合特性和籽粒淀粉积累的影响.结果表明,与对照相比,花后渍水和干旱处理显著降低小麦旗叶净光合速率和SPAD值,干物质积累量下降.干旱处理下,增施氮肥提高旗叶光合速率和SPAD值,渍水处理下则相反.水分逆境明显降低籽粒可溶性总糖含量,且渍水处理下增施氮肥降低小麦叶片和籽粒可溶性总糖含量,干旱状态下规律相反.渍水处理下增施氮肥降低淀粉积累速率.水分逆境明显降低小麦粒重、产量和淀粉产量,且干旱处理下增施氮肥有利于籽粒重、产量和淀粉产量的提高,而渍水下增施氮肥使粒重和产量进一步降低.试验结果表明,花后渍水和干旱逆境下施用氮肥对小麦旗叶光合速率和籽粒淀粉积累有明显的调节效应.     

施氮水平对2种穗型冬小麦品种产量及氮素吸收利用的影响

在大田高产栽培条件下,以大穗型小麦品种‘兰考矮早八’和多穗型品种‘豫麦49-198’为材料,研究了4个施氮水平下2种穗型冬小麦品种的籽粒产量、氮素吸收和氮肥利用效率。结果显示:随着施氮水平的提高,2种穗型小麦植株地上部生物量(返青期、拔节期除外)、籽粒产量和籽粒蛋白质产量均呈先增加后降低的趋势并都显著高于对照(不施氮),且均以180 kg.hm-2施氮处理最高,而2品种小麦各生育期植株氮素积累量和成熟期籽粒蛋白质含量却逐渐增加,且大都显著高于对照;2品种小麦的氮肥利用率、土壤氮贡献率以及氮收获指数均表现出180 kg.hm-2>90 kg.hm-2>360 kg.hm-2的趋势,且不同氮肥处理间均存在极显著差异(P<0.01)。研究表明,2种穗型冬小麦品种在试验条件下施用纯氮180 kg.hm-2可获得较高籽粒产量、蛋白质产量和氮收获指数。     

保墒灌溉对渠灌类型区冬小麦产量构成及生理特性的影响

以传统耕作栽培方式为对照,研究了5种保墒灌溉栽培方式下冬小麦产量构成的差异,并对冬小麦灌浆期旗叶叶绿素含量、MDA含量、SOD含量、水分利用效率进行了研究。结果显示:不同保墒灌溉栽培方式对冬小麦均有增产作用,平均增产13.46%,穗长平均增加7.15%,不孕小穗数平均降低21.78%,结实小穗平均增加11.42%,穗粒数平均增加10.82%,千粒重平均增加11.05%。保墒灌溉栽培方式的冬小麦灌浆期旗叶叶绿素含量降低减缓,MDA含量降低、SOD含量增高,水分利用效率平均提高24.03%。结果表明,以免耕留茬方式增产幅度最大,水分利用效率最高。     

施氮对冬小麦旗叶RuBP羧化酶活性及叶绿素荧光参数的影响

以大穗型小麦品种'兰考矮早8'和多穗型品种'豫麦49-198'为材料,采用盆栽试验研究了不同施氮量对两种穗型冬小麦品种旗叶RuBP(1,5二磷酸核酮糖)羧化酶和PEPC(磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶)活性及叶绿素a荧光动力学参数的影响.结果表明,在本试验条件下,随着花后天数的增加,两小麦品种旗叶RuBP羧化酶和PEPC活性总体呈下降趋势;随着施氮量的增加,RuBP羧化酶和PEPC活性呈增加趋势,其中RuBP羧化酶活性多数以N4(N 4.8 g/盆)处理最高,PEPC活性多数以N3(N 3.6 g/盆)处理最高.随着施氮量的增加,两小麦品种旗叶Fv/F0、Fv/Fm和qP均呈增加趋势,且以N4 (N 4.8 g/盆)处理的值最高,并且处理之间的差异达显著水平(P<0.05).研究发现,本试验条件下,适量施用氮肥有利于小麦旗叶RuBP羧化酶和PEPC活性的增加及叶绿素a荧光动力学参数Fv/F0和Fv/Fm的提高,从而有助于光合同化物的积累和小麦穗粒重的提高.     

5-氨基乙酰丙酸(ALA)对冬小麦花后干物质生产和旗叶衰老的影响

以百农矮抗58小麦为材料,采用大田试验的方法,研究了始穗期喷施不同浓度(0,10、30、50 mg·L-1)的5-氨基乙酰丙酸(ALA)对冬小麦花后干物质生产和旗叶衰老的影响.结果表明:10～50 mg·L-1 ALA处理有利于植株对干物质的积累,至成熟期其干物质总量明显高于对照(0 mg·L-1);10～50 mg·L-1 ALA处理各器官干物质的分配率与对照没有显著性差异,但其花后生产的干物质对产量的贡献率显著高于对照;在开花期,10～50 mg·L-1ALA处理的叶面积指数与对照没有显著性差异,但在乳熟期和腊熟期,叶面积指数显著高于对照.从开花期至蜡熟期,10～50 mg·L-1 ALA处理的旗叶SPAD值和净光合速率均高于对照;在灌浆后期,ALA处理降低了旗叶丙二醛(MDA)含量和相对电导率.与对照相比,10～50mg·L-1 ALA处理冬小麦的穗粒数、千粒重和产量显著增加,其中以30 mg·L-1 ALA处理增产效果最大.     

氮肥后移对抽穗后水分胁迫下冬小麦光合特性及产量的影响

采用子母桶栽土培法模拟冬小麦抽穗后不同的水分胁迫状态,研究了氮肥后移对冬小麦光合特性及产量的影响.设置3个氮肥处理,分别为N₁(基肥∶拔节肥∶开花肥=10∶0∶0)、N₂(6∶4∶0)和N₃(4∶3∶3),模拟冬小麦抽穗后2种水分胁迫(渍水胁迫、干旱胁迫),设正常供水为对照.结果表明：相同供水条件下,N₂和N₃处理较N₁处理显著提高冬小麦灌浆期旗叶的SPAD和光合速率,确保了收获时较高的穗数、穗粒数和地上部分生物量;氮肥后移处理显著提高了冬小麦的耗水量,但其籽粒产量和水分利用效率也显著提高.相同氮肥条件下,干旱胁迫和渍水胁迫处理较正常供水显著降低了冬小麦开花期和灌浆期旗叶的光合速率、千粒重、穗粒数和产量.与正常供水相比,各氮肥条件下干旱胁迫和渍水胁迫处理花后旗叶光合速率及籽粒产量的减小幅度均表现为N₁＞N₂＞N₃.表明氮肥后移通过提高旗叶SPAD、减缓花后旗叶光合速率的下降幅度、增加地上部分干物质积累量,调控产量及其构成要素,以减轻逆境灾害(干旱和渍水胁迫)对产量的影响.     

不同水分状况下追施氮肥对冬小麦产量及其构成因素的影响

通过盆栽试验研究了不同水分状况下追施氮肥对冬小麦产量及其构成因素的影响,结果表明,干旱胁迫条件下,氮肥早施比晚施好,低量氮肥比高量氮好,而且不同施氮处理对有效穗数和每穗粒数的影响差异达显著水平,但对千粒重无明显影响;水肥配合条件下,氮素的作用得到充分发挥,产量得到大幅度提高,而且对有效穗数,每穗粒数和千粒重都产生显著的影响,拔节期是冬小麦对水肥效应的关键期和亏缺敏感期,这个时期供水供肥可以显著提高产量,同时增加了穗粒数和千粒重。     

铜、镉胁迫下施硫肥和有机肥对冬小麦碳氮运转的影响

采用盆栽试验,研究了铜、镉胁迫条件下施硫和有机肥对冬小麦碳氮运转的影响。结果表明,与各自对照相比,铜、镉胁迫下低施硫和有机肥的处理增加了小麦叶片、茎鞘、颖壳穗轴等营养器官花前贮藏物质、氮素的再运转量和运转率以及营养器官花前贮藏物质、氮素的总再运转量和总运转率,高施硫和有机肥的铜、镉处理则规律性不明显。在铜、镉胁迫条件下,施用硫肥和有机肥处理增加了小麦成熟期籽粒重和花后光合同化物输入籽粒量以及籽粒氮素含量和花后氮素积累量。与各自对照相比,铜胁迫下施硫和有机肥的处理与镉胁迫下低施硫和有机肥的处理增加了成熟期小麦的穗数、穗粒数和千粒重,提高了籽粒产量,其中以T\-5处理增产幅度最大;镉胁迫下高施硫和有机肥的处理则变化不大。铜、镉胁迫下低施硫和有机肥的处理均增加了籽粒淀粉含量,而高施硫和有机肥的铜、镉处理则未表现出此规律。此外,铜、镉胁迫下施硫和有机肥的各处理增加了籽粒蛋白质的含量。     

水分亏缺和施氮对冬小麦生长及氮素吸收的影响

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^-1FM）>中氮处理（0.2 g N·kg^-1FM）>低氮处理（0.1 g N·kg^-1FM）.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.     

施氮量对小麦氮磷钾养分吸收利用和产量的影响

高产条件下研究了不同施氮量对小麦植株氮、磷、钾养分吸收利用及籽粒产量的影响.结果表明,适量施氮可促进小麦植株对氮素的吸收与积累,较高的施氮量不利于起身期之后的氮素积累,致使成熟期小麦氮素积累量未能显著提高;与不施氮肥相比,施氮显著提高植株磷素积累量;随施氮量增加,植株磷素积累量增加不显著;施氮量增加促进小麦生育前期对钾素的吸收积累,在生育后期降低植株钾素的流失.随施氮量增加,籽粒氮素含量呈先增后降的趋势,氮素向籽粒的分配比例趋于降低,植株氮素利用效率无显著变化,氮素收获指数下降;不同施氮处理之间籽粒磷素含量和钾素含量无显著差异,施氮量增加,营养器官钾素含量、钾素积累量和钾素向叶片的分配比例均呈增加趋势;同时,磷素和钾素利用效率降低;不同施氮处理间,植株磷素、钾素收获指数无显著差异.籽粒产量随施氮量增加呈先增加后降低的趋势,以施氮195 kg/hm2的处理籽粒产量最高.     

施肥和覆膜垄沟种植对旱地小麦产量及水氮利用的影响

通过大田试验研究了施肥和覆膜垄沟种植对旱地冬小麦群体动态、产量构成及水氮利用的影响。结果表明,覆膜垄沟种植和追肥处理可显著提高旱地冬小麦穗数,追肥处理可减少后期无效分蘖;覆膜垄沟种植和追肥处理产量分别比农户模式提高了11.73%和13.91%,穗数和穗粒数是其产量提高的关键因素;覆膜垄沟种植方式可减少土壤水分损耗,水分利用率为11.60 kg · hm^-2 · mm^-1,显著高于其他处理;追肥处理能有效促进小麦生育中后期对氮素的吸收利用,在基施氮量165 kg/hm²上再追肥30 kg/hm²,地上部分吸氮总量增加15.45 kg/hm²,追肥氮的利用率显著高于底肥氮利用率,为51.5%。     

大穗型和中穗型小麦品种光合特性的差异及其与粒重和产量的关系

选择大穗大粒型品种914391、鲁麦22（L22）和中穗中粒型品种济南17（J17）、鲁麦18（L18）,研究了不同穗粒型品种光合特性的差异及其与粒重和产量的关系。结果表明,大穗大粒型品种914391和Ｌ2叶光合速率、旗叶磷酸蔗糖合成酶活性显著高于中穗中粒型品种J17和L18,前者的单茎干重和开花后单茎、茎＋叶鞘、颖壳＋轴等器官的干物质向籽粒的转移量显著大于后者,为最终获得较高的单粒重和穗粒重奠定物质基础;中穗中粒型品种J17和L18的单位土地面积的穗数显著高于大穗大粒型品种914391和Ｌ2,以单位土地面积上旗叶平均光合速率与单茎数的乘积表示群体旗叶光合强度,J17和L18的群体旗叶光合强度、生物产量和经济系数均显著高于914391、L22,这是它们籽粒产量高的重要原因之了。     

施肥与品种及其种子大小对冬小麦光合及叶绿素荧光特性的影响

以土垫旱耕人为土为供试土样,采用4个冬小麦品种、3种播种方式和4种施肥方式进行盆栽试验,研究施肥、品种和种子大小对小麦叶片光合和叶绿素荧光特性的影响.结果表明:(1)在开花期和灌浆期,旗叶叶绿素相对含量(SPAD值)均为NP配施最高,其平均值分别比对照显著增加17.83%和13.01%;NP配施条件下,在开花期和灌浆期SPAD均为大粒单播较高并显著高于小粒单播;开花期和灌浆期SPAD分别以远丰998和咸农39最高并显著高于其它品种,平均比最低的白芒麦分别高17.68%和18.75%.(2)对旗叶净光合速率来说,开花期的NP配施处理比对照略有下降,而单施N和P分别比对照显著降低13.03%和23.17%,灌浆期的平均值以NP配施最高且比对照显著提高6.95%;小偃6号在开花期显著高于其余品种4.01%~6.19%(P<0.05),而白芒麦和咸农39则在灌浆期具有较明显优势,均分别显著高于其余品种约16.60%~26.91%;在开花期和灌浆期,2种单播方式平均值相近且显著高于混播方式.(3)就叶片Fv/Fm和Fv/Fo值而言,NP配施明显高于其它施肥处理,且NP均衡供应时远丰998和混播方式具有明显优势.可见,氮磷配施有利于提高各品种SPAD值、Pn以及叶片Fv/Fm和Fv/Fo比值,能有效改善植株的光合特性;施肥与品种、施肥与播种方式以及播种方式与品种存在显著交互作用,宜因种施肥.     

施氮量对滴灌冬小麦冠层垂直结构特征、粒叶比及经济效益的影响

为进一步优化新疆滴灌小麦施肥技术,在大田滴灌条件下,采用单因素随机区组设计,共设置0 (N₀)、104(N₁)、173(N₂)、242 kg·hm^-2(N₃)4个施氮水平,研究不同施氮量对冬小麦花期叶、茎垂直分布及形态特征、冠层温湿度、粒叶比、产量及经济效益的影响.结果表明: 施氮处理较未施氮处理冬小麦各叶位叶长、叶宽均显著增加,株高变幅为65.57～81.58 cm;随施氮水平的提高,叶面积指数、各茎节粗均呈先升后降的变化趋势,在N₂处理达到峰值,分别为5.48和0.49 cm;冠层温、湿度日变化分别呈“凸”、“凹”型变化,温度表现为N₀>N₁>N₂>N₃,湿度变化趋势相反,≥35 ℃高温日持续时数随施氮量增大而缩短(缩短1～3.5 h不等);各施氮处理间粒叶比仅N₁、N₃间差异显著;产量及经济效益均以N₂处理最高,较N₀、N₁、N₃处理分别高32.8%、12.6%、5.2%和77.7%、5.4%、4.2%.本试验条件下,滴灌冬小麦施氮量控制在173 kg·hm^-2左右,冬小麦叶型、株型特征良好,冠层温湿度适宜,产量、经济效益高.     

Mineral nutrition and leaf longevity in Ledum palustre: the role of individual nutrients and the timing of leaf mortality

The effects of fertilization on leaf longevity and leaf mortality in the Alaskan evergreen shrub, Ledum palustre (Ait.) Hult., were investigated in a field experiment. The fertilization treatments included N alone, P alone, N plus P, and N plus P plus K. After 5 years all treatments had the same effect on leaf longevity, decreasing life expectancy from about 2 years in controls to 1–1.5 years in the fertilized plants. In the NPK-fertilized plants, most of the decrease in leaf longevity was due to increased winter leaf mortality; fertilization actually decreased leaf losses during the growing season. The results are consistent with previous research suggesting that one function of overwintering evergreen leaves is to serve as nutrient storage organs, a function that is superfluous when nutrient supplies for new growth can be obtained from current uptake.     

Fertilization regulates the response of wheat yield to interannual temperature variation in North China

Aims Understanding the effect of long-term fertilization on the sensitivity of grain yield to temperature changes is critical for accurately assessing the impact of global warming on crop production. In this study, we aim to assess the impacts of temperature changes on grain yields of winter wheat (Triticum aestivum L.) under different fertilization treatments in a long-term manipulative experiment in North China.Methods We measured grain yields of winter wheat under four fertilization treatments at the Yucheng Comprehensive Experimental Station each year from 1993 to 2012. We also measured air temperature at 0200, 0800, 1400 and 2000h each day since 1 January 1980. We then used the first-difference method and simple linear regression models to examine the relationship of crop yield changes to mean air temperature, mean daytime and nighttime air temperature in crop growing seasons.Important findings We found that increases in mean daily temperature, mean daytime temperature and mean nighttime temperature each had a positive impact on the grain yield of winter wheat. Grain yield increased by 16.7–85.6% for winter wheat in response to a 1°C increase in growing season mean daily temperature. Winter wheat yield was more sensitive to variations of nighttime temperature than to that of daytime temperature. The observed temperature impacts also varied across different fertilization treatments. Balanced fertilization significantly enhanced grain yields for winter wheat under a warming climate. Wheat plots treated with nitrogen and phosphorous balanced fertilization (NPK- and NP-treated plots) were more responsive to temperature changes than those without. This report provides direct evidence of how temperature change impacts grain yields under different fertilization treatments, which is useful for crop management in a changing global climate.