全膜双垄沟播玉米耗水特性和籽粒产量对不同氮素形态配比的响应

为优化陇中干旱、半干旱地区全膜双垄沟播玉米的氮肥运筹,提高玉米籽粒产量,通过大田试验,研究了不同氮素形态配比(NO₃^--N/NH₄⁺-N)[N₁(1∶0)、N₂(1∶1)、N₃(1∶3)、N₄(3∶1)]对旱地全膜双垄沟播玉米耗水特性、产量和水分利用效率的影响.结果表明: 不同氮素形态配比显著影响玉米0～200 cm土层的土壤贮水量,且N₄处理土壤贮水量最低.N₄处理农田总耗水量最高,较N₁、N₂、N₃分别显著增加了2.9%、1.9%、0.9%(2015)和2.3%、1.4%、2.2%(2017).玉米籽粒产量和水分利用效率(WUE)在3个生长季均表现为N₄处理最高,籽粒产量较其他处理分别高出3.3%～9.9%(2015)、3.5%～24.2%(2016)和8.3%～36.1%(2017),WUE则较其他处理分别高出1.6%～6.8%、4.9%～21.8%和6.6%～32.9%.N₄处理下玉米的氮肥偏生产力显著高于其他处理,然后依次为N₃、N₂和N₁.综合考虑,NO₃^--N/NH₄⁺-N=3∶1是适宜陇中干旱、半干旱地区全膜双垄沟播玉米增产的氮肥运筹措施.     

甘肃马铃薯种植布局对区域气候变化的响应

基于甘肃省地面气象观测站1961—2008年气象观测资料和马铃薯生长条件,选择最佳小网格推算模型推算出500m×500m的高分辨率的网格序列;确立马铃薯种植适宜性气候区划指标,结合地理信息资料,运用GIS技术,开展马铃薯种植适宜性动态气候区划。结果表明:气候变化使马铃薯最适宜区和适宜区面积分别减小35%和3%,次适宜区和可种植区面积分别扩大18.5%和6.6%,不适宜区面积缩小2.0%。提出了马铃薯应对气候变化建议:各地应根据气候特点,调整作物布局;适当调整播种日期,躲避影响马铃薯产量的春霜冻、块茎形成期的高温危害及伏期干旱等;采取多种农业措施,扩大马铃薯种植面积,提高复种指数。预计随着未来气候进一步变暖,该地区的马铃薯生长发育、产量和结构布局将会继续受到影响,研究成果可为甘肃马铃薯生产以及适应气候变化提供科学参考依据。     

增温和降水变化对西北半干旱区春小麦产量和品质的影响

为了明确未来气候变化对半干旱区春小麦产量和品质的影响,本研究选择典型半干旱区定西试验基地,利用开放式红外增温模拟系统和水分控制装置设置不同降水量(减少20%、不变、增加20%)和温度梯度[大气温度(对照)、增加1.0℃、增加2.0℃、增加3.0℃],模拟气候变化对春小麦生长发育、产量及其构成因素和品质的影响.结果表明:当增温幅度小于2℃时,降水变化对春小麦穗粒数影响不显著;当增温为3℃时,降水减少显著减少穗粒数,降水增加显著增加穗粒数.随着气温升高,降水减少对春小麦千粒重的负效应增大,春小麦不孕小穗数与气温呈二次曲线上升.降水减少20%条件下,增温1、2和3℃的春小麦产量分别下降12.1%、24.7%、42.7%;降水不变条件下,春小麦产量分别下降8.4%、15.1%、21.8%;降水增加20%条件下,春小麦产量分别下降9.0%、15.5%、22.2%.春小麦籽粒淀粉含量随温度的增加而下降,籽粒蛋白质含量随温度的增加而上升.增温2℃有利于蚜虫暴发,但增温3℃抑制蚜虫暴发;春小麦锈病发病率随着温度增加而上升.     

种植密度与施氮量对麦茬复种饲料油菜土壤微生物活性的影响

通过田间小区试验,研究了不同油菜种植密度与施氮肥对麦茬复种饲料油菜耕层土壤(0～5 cm)微生物活性的影响.结果表明,复种油菜能显著或极显著性提高耕层土壤微生物量碳(C_mic)、土壤微生物量氮(N_mic)、土壤细菌数(SBN)、土壤真菌数(SFN)和土壤放线菌数(SAN),而显著降低土壤微生物量碳/氮比(C_mic/N_mic).随油菜种植密度的提高,耕层C_mic、C_mic/N_mic、SBN呈逐渐增加态势,而N_mic、SAN呈降低趋势.随着施氮肥梯度增加,耕层SFN显著提高,C_mic和N_mic呈先降低后增加再降低趋势,以1 000 kg·hm^-2施肥处理最高.SFN和收获期SAN为先降低后升高,苗期SAN则为先升高后降低.相同处理油菜收获期各土壤微生物活性指标均高于苗期,而600 kg·hm^-2苗期SAN则相反.SBN和SAN与C_mic、N_mic呈正相关,与C_mic/N_mic呈负相关,SFN与C_mic、N_mic及C_mic/N_mic之间均无明显相关性.     

黄土高原地膜春小麦地上干物质累积与转运规律

通过2个生长季的大田试验,研究了黄土高原半干旱地区地膜与露地春小麦地上干物质累积、转运规律.结果表明:与露地春小麦相比,地膜春小麦单株最大叶面积增加17.16%,最大绿叶面积峰值早出现6 d,开花前干物质积累量高8.97%;地膜春小麦叶片、茎秆、颖壳穗轴的输出率分别比露地春小麦高3.23%～3.67%、3.53%～4.55%和1.80%～3.63%;其转换率分别比露地春小麦高0.12%～0.46%、0.92%～1.90%和0.35%～0.87%;各非经济器官输出的干物质对籽粒干物质的贡献率比露地春小麦高1.9%～2.7%;地膜春小麦籽粒起始生长势、最大生长速率、活跃生长期均高于露地春小麦;而达最大生长速率的天数短于露地小麦;地膜春小麦籽粒灌浆期具有较强的生长势,灌浆速率快,灌浆时间长,最终表现为粒重高、产量增加36%.     

不同覆盖方式对旱地胡麻土壤硝态氮和籽粒产量的影响

为了探讨黄土高原旱作雨养条件下覆盖种植胡麻田土壤硝态氮动态特征和增产效果,在2015和2016年胡麻生长季,以常规种植模式为对照(CK),研究了3种覆盖方式(全膜微垄覆土穴播、全膜覆土穴播和秸秆覆盖条播)对胡麻籽粒产量和关键生育时期农田硝态氮分布的影响.结果表明: 与CK相比,覆盖处理的胡麻籽粒产量分别增加56.1%(2015)和22.7%(2016),且均以全膜覆土穴播处理的籽粒产量最高.覆膜提高了胡麻根际土壤水分含量,在整个生育期的影响程度为先增加后降低;随着胡麻生育进程的推进,土壤硝态氮含量逐渐降低.两年试验中,覆盖处理下胡麻现蕾期0～40 cm土层硝态氮含量分别比CK增加3.1%～18.6%(2015)和5.1%～16.4%(2016),其中,全膜覆土穴播的增幅最大.2015年,胡麻盛花期和成熟期0～100 cm土层土壤硝态氮积累量较CK分别增加10.2%～22.2%和8.6%～21.4%,特别是在降雨较多的成熟期,0～40 cm土层土壤硝态氮含量较40～100 cm土层显著提高3.3%～4.9%,说明覆盖处理可以减缓硝态氮向下层的迁移.2016年,生育后期的高温干旱对胡麻生长造成了极大的影响,胡麻成熟期覆盖处理0～100 cm土层硝态氮积累量较CK显著增加6.6%～18.0%.相关分析表明,胡麻关键生育时期不同土层的土壤硝态氮含量与籽粒产量之间有显著正相关关系.综合考虑,全膜覆土穴播模式是适宜干旱、半干旱区推广应用的胡麻高产高效栽培方式.     

氨基酸配方有机肥对胡麻生长和籽粒产量及品质的影响

通过田间试验,以不施肥为对照(CK),研究了单施化肥(T0)、不同比例氨基酸配方有机肥与化肥配施和单施氨基酸配方有机肥(T100)对胡麻干物质积累分配规律、产量、品质及氮肥利用效率的影响。结果表明:(1)氨基酸配方有机肥对胡麻出苗率具有明显促进作用,且随着氨基酸配方有机肥施用量的增加胡麻出苗率提高。(2)氨基酸配方有机肥促进了胡麻干物质积累进程,增加了干物质积累总量,如在成熟期时,30%氨基酸配方有机肥与70%化肥配施(T30)处理的干物质积累总量最大,比不施肥、单施化肥和单施有机肥处理分别显著增加60.52%、37.01%和29.97%;且T30处理的产量与不施肥(CK)、单施化肥(T0)、单施生物有机肥(T100)相比分别增加了72.07%、16.47%、13.30%。(3)不同比例氨基酸配方有机肥与化肥配施的处理下均可改善胡麻的品质,提高胡麻氮肥利用效率,其中在30%氨基酸配方有机肥替代化肥(T30)的情况下胡麻干物质积累、产量及亚麻酸含量最高,60%氨基酸配方有机肥替代化肥(T60)的情况下胡麻亚油酸含量较高。研究认为,30%氨基酸配方有机肥与70%化肥配施对当地胡麻生产的影响效果最佳。     

水氮耦合对旱地胡麻产量形成与花后氮素积累转运的影响

为明确旱地胡麻在有限灌水条件下的最佳水氮耦合管理模式,采用完全随机裂区试验设计,以灌水(I₀: 0 m³·hm^-2; I₁₂₀₀: 1200 m³·hm^-2; I₁₈₀₀: 1800 m³·hm^-2)为主区,施氮量(N₀: 0 kg·hm^-2; N₆₀₀: 60 kg·hm^-2; N₁₂₀: 120 kg·hm^-2)为副区,测定胡麻不同生育阶段氮素积累量、花后氮素转运特征、产量和氮肥利用率。结果表明: 不同水氮处理对旱地胡麻不同生育时期各器官氮素吸收、积累及产量的耦合效应不同。不灌水条件下,施氮有利于胡麻花期和成熟期茎秆对氮素的吸收,不同灌水水平下N₁₂₀均抑制了茎秆对氮的吸收;I₁₂₀₀水平下,花期叶片氮含量随施氮量的增加先升高后下降,N₆₀较N₀和N₁₂₀高11.0%和28.9%;I₁₈₀₀水平下,施氮提高了成熟期胡麻叶片中氮含量,N₆₀和N₁₂₀较N₀高39.7%和26.9%。水氮对胡麻阶段氮素积累量影响的耦合效应主要表现在现蕾期以后,同一灌水水平下,N₆₀促进了胡麻现蕾期以后各阶段氮素积累量,而N₁₂₀具有抑制作用。施氮分别提高了I₁₂₀₀和I₁₈₀₀水平下叶片和茎秆氮素转运率和贡献率。灌水1800 m³·hm^-2、施氮60 kg·hm^-2显著增加了胡麻单株有效蒴果数和籽粒产量(6.6%~22.8%),是试验区比较适宜的水氮耦合管理模式。