底墒和施氮量对渭北旱塬冬小麦产量与水分利用的影响

通过西北典型旱地渭北旱塬5年定位试验,在施磷100 kg P2O5·hm-2的基础上,设0、80、160、240、320 kg N·hm-2 5个施氮水平,结合5年降水情况,研究了播前底墒与施用氮肥对旱地冬小麦产量及水分利用的影响.结果表明： 夏季7-9月的降水与播前底墒呈线性相关,每增加1 mm夏季降水,土壤贮水量增加0.6 mm;要保持小麦稳产或高产,底墒应保持在550 mm左右,夏季降水应有370～390 mm.夏季降水充足（>386 mm）的年份,前季小麦施氮量增加造成的下季小麦播前底墒下降不明显;降水偏少（<350 mm）的年份,前季小麦每增施氮肥100 kg·hm-2,可使下季小麦播前底墒减少9～17 mm.除底墒外,关键生育期的充足降水也是保证旱地小麦产量的重要因素,每毫米播前底墒和关键生育期降水分别能形成106～114和306～33.1 kg·hm-2小麦籽粒产量.变异分析表明,氮肥投入水平影响小麦对底墒的利用程度,底墒制约小麦植株干物质向籽粒转移的比例.     

田间不同条件下玉米叶片的气孔阻力及与光合,蒸腾作用的关系

以玉米 1 7个自交系和 1 0个杂交种为试材 ,在田间条件下研究了不同光强、不同叶位、不同生育期、不同源库比例和株间差异状态下的气孔阻力及其与光合 (PH)、蒸腾(TR)和叶片水分利用效率 (WUE)的关系 ,结果表明 ,不同自交系之间RS具有显著的差异 ,相差最大可达 2 .3倍以上 ;光照条件变弱、穗叶位差增加、生育期推延和源 /库比例改变等均可引起RS值的增加 ;在各种情况下导致RS变化的同时也引起TR和PH产生相应的变化 ,RS与TR、PH表现出显著或极显著的负相关 ,且相关系数rRS TR>rRS PH;RS与WUE的相关关系在不同的条件下表现出不稳定性     

田间不同条件下玉米叶片的气孔阻力及与光合、蒸腾作用的关系

以玉米17个自交系和10个杂交种为试材,在田间条件下研究了不同光强、不同叶位、不同生育期、不同源库比例和株间差异状态下的气孔阻力及其与光合(PH)、蒸腾(TR)和叶片水分利用效率(WUE)的关系,结果表明,不同自交系之间RS具有显著的差异,相差最大可达2.3倍以上;光照条件变弱、穗叶位差增加、生育期推延和源/库比例改变等均可引起RS值的增加;在各种情况下导致RS变化的同时也引起TR和PH产生相应的变化,RS与TR、PH表现出显著或极显著的负相关,且相关系数r_RS-TR>r_RS-PH;RS与WUE的相关关系在不同的条件下表现出不稳定性.     

黄土丘陵区柳枝稷光合生理生态特性的初步研究

研究了黄土丘陵区引种草种柳枝稷（Panicum virgatum)的光合生理生态特性。比较了不同叶位叶片光合速率（Pn)、蒸腾速率（Tr)、水分利用效率（WUE）的日变化以及环境因子的作用,结果表明,柳枝稷叶片Pn日变化曲线为双峰型,中午“光合降低”主要是由于叶温过高导致呼吸高引起的净化合速率降低,叶龄增大,叶片Pn日变化相对较平缓,其中壮龄叶Pn日变化最为平缓,幼龄叶Tr的日变化为双峰型,随叶龄增大（叶位下降）而成为单峰型。Pn日变化最为平缓,幼龄叶Tr的日变化为双峰型,随叶龄增大（叶位下降）而成为单峰型,WUE的日变化可划分为上午的降低和下午的波动2个阶段,最上充分展开叶（旗叶）的WUE始终最高。     

喷灌灌水量对冬小麦生长、耗水与水分利用效率的影响

于2006-2008年在中国科学院通州农田水循环与节水灌溉试验基地进行田间试验,研究灌水量对冬小麦生长、耗水、产量和水分利用效率的影响.试验设置了不同的灌水量处理,灌水量以布置在冬小麦冠层顶部20 cm标准蒸发皿蒸发量(E)的倍数表示.试验结果表明:2006-2007生长季节中0.75 E处理和2007-2008生长季节中0.625 E处理所对应的冬小麦产量最高.当灌水量小于0.25 E时,冬小麦生长受到水分胁迫,其产量下降25%以上.两个生长季节中冬小麦耗水量为219～486 mm,耗水量随灌水量的增加而增大.冬小麦产量和水分利用效率与耗水量之间呈二次函数关系.北京地区冬小麦返青后的生长季节内,其适宜喷灌水量为0.50～0.75 E.     

不同灌水模式对冬小麦籽粒产量和水、氮利用效率的影响

在田间试验条件下,以冬小麦品种泰农18为材料,设置灌底墒水(CK)、底墒水+拔节水(W1)、底墒水+拔节水+越冬水与灌浆水交替灌溉(越冬/灌浆水交替灌溉模式,W2)、底墒水+拔节水+开花水(优化传统灌溉模式,W3)、底墒水+越冬水+拔节水+灌浆水(传统灌溉模式,W4)5种灌溉模式,每处理每次灌水量均为600 m3·hm-2,研究了山东泰安偏旱年份(2009-2010年)不同灌溉模式对小麦籽粒产量、水分利用效率和氮素利用效率的影响.结果表明:在小麦全生育期119.7 mm降水量条件下,越冬/灌浆水交替灌溉模式(W2)与传统灌溉模式(W4)籽粒产量差异不显著,但水分利用效率显著高于传统灌溉模式,与灌水量相同的优化传统灌溉模式(W3)相比,其小麦籽粒产量明显提高,水分利用效率无显著差异;越冬/灌浆水交替灌溉模式和传统灌溉模式的氮肥偏生产力最高,且籽粒收获后越冬/灌浆水交替灌溉模式在0 ～100 cm土层的硝态氮积累量显著高于传统灌溉模式和优化传统灌溉模式,降低了硝态氮的淋溶损失.在本试验条件下,越冬/灌浆水交替灌溉模式(W2)是可以兼顾小麦籽粒产量、水分利用效率和氮素利用效率的最佳灌溉模式.     

黑河中游边缘绿洲湿润和干旱条件下棉花叶片光合特性比较

在甘肃河西走廊中部黑河中游临泽北部边缘绿洲区,测定了湿润和干旱条件下早熟陆地棉(Gossypiumhirsutum L.)品种'新陆早8号'棉花叶片的气体交换参数及叶绿素荧光参数动态日变化.结果表明:(1)不同土壤水分条件下棉花叶片均出现"光合午休"现象.但均未出现光抑制;干旱条件下91起棉花"光合午休"以非气孔因素为主,湿润条件下非气孔因素和气孔因素先后共同起作用.(2)干旱条件下棉花叶片净光合速率(Pn)在8:00～11:OO高于湿润条件下,且均值提高10.5%,而其在12:OO～18:00低于湿润条件下,且均值降低16.5%;干旱条件下叶片Pn和蒸腾速率(Tr)日均值(8:00～18:00)分别比湿润条件下降低4.9%和26.1%,水分利用效率(WUE)却提高了23.4%且达到显著水平.(3)不同土壤水分条件下棉花叶片PSlI最大光化学效率(Fv/Fm)都于14:00达全天最低值,但最低值均大于0.80.研究发现,湿润土壤条件并不能消除棉花的"光合午休"现象;干旱土壤条件也未使棉花出现光抑制,却使一定时段的水分利用效率显著提高.     

人工控制有限供水对冬小麦根系生长及土壤水分利用的影响

试验在中国气象局固城农业气象试验基地的大型人工控制农田水分试验场进行。在底墒充足的条件下采用3种供水处理：拔节期一次性供水75mm(I1);返青供水37．5mm和拔节期供水37．5mm(I2);返青后生长期内无水分供给(Ick)。全生育期内用电动防雨棚遮去自然降水。试验结果表明,表层土壤(0～30cm)水多根多,根系反应敏感。上层干旱促使根系向深层发育,利用下层水量较多。I1处理减少表土层(0～30cm)的根量和根长密度,促进根系下扎,较多地利用深层土壤水分,并减少无效分蘖。虽然总穗数减少,但同I2、Ick相比籽粒数和籽粒重有较大幅度增加,提高了产量和水分利用率。根系吸水效率随土层深度增加呈下降趋势,I1在30cm以下其根系吸水效率超过了I2处理,并在100～200cm土层表现最为明显。Ick除0～30cm土层外,其余土层有效底墒供水率均较低;I1和I2两处理30～100cm有效底墒供水率均在84％以上,1～2m土层内I。大于I2。Ick由于土壤水分不足并未造成千粒重的明显下降,相反,3个处理中最高;土壤水分不足导致穗数、穗粒重、籽粒重和籽粒数的显著降低,从而造成了最终产量的降低。产量水平上的水分利用效率I1比其余处理提高了将近14％,其次为Ick,最低的是I2。在灌溉效率上,I1比I2提高了将近19％;在相同灌溉量的前提下,蒸腾效率I1比I2提高约7％。I1水分利用效率高于I2和Ick处理。可以认为：配合充足底墒,前期控水,有限的一定量的水分拔节期(关键期)一次供给比在返青和拔节分别供给,更为有效科学。     

基于双作物系数法估算不同水分条件下温室番茄蒸发蒸腾量

2015—2016年在中国农业科学院新乡综合试验基地,以华北地区典型日光温室滴灌番茄为研究对象,分析2种灌溉水平[参考20 cm标准蒸发皿的累积蒸发量(E_p),设置2种灌溉水平(高水: 0.9E_p;低水:0.5E_p)]下番茄不同生育期土壤蒸发(E)、作物蒸腾(T)、蒸发蒸腾(ET)和土壤蒸发占蒸发蒸腾比值(E/ET)的变化,探讨水分亏缺对作物系数(K_c)的影响以及水分胁迫系数(K_s)在全生育期的动态变化.采用双作物系数法分别估算E、T和ET,并与实测结果进行对比分析.结果表明: 2015和2016年全生育期高水处理的E分别比低水处理高21.5%和20.4%, 占总蒸发蒸腾量的24.0%和25.0%,E/ET在生育初期最大、中期最小;高水处理的K_c值在生育初期、发育期、生育中期和生育后期分别为0.45、0.89、1.06和0.93,低水处理下分别为0.45、0.89、0.87和0.41;低水处理的K_s值在0.32～1.0,生育初期、发育期、生育中期和生育后期分别为0.98、0.93、0.78和0.39.双作物系数法可较精确地估算不同水分处理的ET,其平均绝对误差(MAE)为0.36～0.48 mm·d^-1,均方根误差(RMSE)为0.44～0.65 mm·d^-1;该方法也可精确地估算E和T,其MAE分别为0.15～0.19和0.26～0.56 mm·d^-1,RMSE分别为0.20～0.24和0.33～0.72 mm·d^-1.     

施氮量对小麦/玉米带田土壤水分及硝态氮的影响

通过田间试验研究了河西绿洲灌区典型的小麦/玉米间作群体不同施氮量(0、210、420和630 kg/hm2)对小麦、玉米带田土壤水分和硝态氮(NO3(-)-N)的动态的影响.结果表明:小麦/玉米总籽粒产量随着施氮量的增加而增加,但当施氮量超过420kg/hm2时,总籽粒产量不再随施氮量增加而增加,最高总籽粒产量可达13661-14668 kg/hm2.水分利用效率在施氮420 kg/hm2时最高可达21.25 kg·hm-2·mm-1.小麦收获后,0-120 cm土层内土壤含水量随施氮量增加而减少,NO3(-)-N的累积量随施氮量增加而增加,并且表层土壤(0-60 cm) NO3(-)-N含量明显高于深层土壤(60-200 cm).在小麦/玉米整个生育期,土壤硝态氮的变化呈双峰曲线.施氮0和210 kg/hm2的土壤硝态氮第一峰值和第二峰值均分别出现在小麦三叶期和玉米大喇叭口期;施氮420和630 kg/hm2的土壤硝态氮第一峰值出现在小麦挑旗期,第二峰值分别出现在玉米大喇叭口期和玉米灌浆期.因此,在该地区小麦/玉米间作栽培模式下,施氮水平控制在420 kg/hm2时,使混合产量达到最高,同时可减轻土壤硝态氮的累积和运移,从而达到高效、安全的目的.     

棉花氮肥和水分运筹的动态知识模型

通过分析和提炼棉花氮肥运筹和水分管理的最新研究资料,在综合考虑气候条件、土壤理化性质、产量目标、品种特性等影响因子的基础上,根据养分平衡原理和水分需求规律,建立了棉花氮肥和水分运筹的动态知识模型．模型可用于精确定量不同环境和不同产量目标下的氮肥和水分需求总量及其在不同生育时期的分配比例等．利用不同生态点、不同品种、不同土壤类型和不同产量目标等资料对氮肥和水分运筹知识模型进行了验证．结果表明模型具有较好的决策性和适应性．     

棉花蕾花铃生物量、氮累积特征及临界氮浓度稀释模型

在大田栽培条件下,于河南安阳（黄河流域黄淮棉区）和江苏南京（长江流域下游棉区）设置了棉花氮素水平试验,对不同氮素水平条件下棉花蕾花铃的生物量、氮素累积及氮浓度的动态变化进行分析,并依据Justes的临界氮浓度稀释模型确定方法,研究棉花蕾花铃临界氮浓度稀释模型。结果表明：棉花蕾花铃的生物量增长和氮吸收累积均受氮素水平的影响,其动态变化符合S型曲线,氮累积的快速起始时间较生物量早1～5d;氮浓度过高或过低均不利于产量形成,蕾花铃等器官存在氮奢侈消费现象;氮浓度随施氮量的增加而升高、随生育进程的推移而降低,其生物量累积量与氮浓度间符合幂函数关系,两试点蕾花铃氮稀释曲线模型形式相同,但模型参数a不同,不同生态区存在独立的临界氮稀释曲线模型。由于临界稀释模型具有明确的生物学意义,可以作为定量诊断蕾花铃氮营养动态变化的指标之一。     

Accumulation characteristics of biomass and nitrogen and critical nitrogen concentration dilution model of cotton reproductive organ

Several nitrogen (N) field experiments were carried out in Nanjing and Anyang, China, to study the dynamic characteristics of biomass accumulation and N uptake, and to define the dilution curve for critical N concentration in cotton reproductive organ over the growth period. The results show that the total biomass and N accumulation were affected significantly by the rate of N application, exhibiting a sigmoid curve over time. The beginning time of fast N accumulation was 1–5 d earlier than that of biomass accumulation. The cotton lint yield was correlated with N concentration in the reproductive organ and fluctuated with varying N concentration, indicating the existence of luxurious N consumption in the cotton reproductive organ. The N concentration increased with increasing N application rates, and decreased gradually during the growth period. The relationship between biomass and N concentration can be described with a power equation. The patterns of the N concentration dilution model were consistent at both experimental sites, but the model parameter values of a differed. The results presented in this paper indicate that a critical N concentration dilution curve for cotton reproductive organ is independent of ecological region and can be described with a power equation.     

Accumulation characteristics of biomass and nitrogen and critical nitrogen concentration dilution model of cotton reproductive organ

Several nitrogen (N) field experiments were carried out in Nanjing and Anyang, China, to study the dynamic characteristics of biomass accumulation and N uptake, and to define the dilution curve for critical N concentration in cotton reproductive organ over the growth period. The results show that the total biomass and N accumulation were affected significantly by the rate of N application, exhibiting a sigmoid curve over time. The beginning time of fast N accumulation was 1–5 d earlier than that of biomass accumulation. The cotton lint yield was correlated with N concentration in the reproductive organ and fluctuated with varying N concentration, indicating the existence of luxurious N consumption in the cotton reproductive organ. The N concentration increased with increasing N application rates, and decreased gradually during the growth period. The relationship between biomass and N concentration can be described with a power equation. The patterns of the N concentration dilution model were consistent at both experimental sites, but the model parameter values of a differed. The results presented in this paper indicate that a critical N concentration dilution curve for cotton reproductive organ is independent of ecological region and can be described with a power equation.     

施肥与摘蕾对棉蚜、棉叶蝉种群数量及棉花产量的影响

分析比较了不同施氮水平(0-450kg·hm^-2)与不同摘蕾处理(0-12个·株^-1)对转Bt基因棉花(GK-12)和常规棉花(泗棉3号)的棉蚜、棉叶蝉种群数量以及棉花产量的影响．结果表明,两个品种的棉蚜、棉叶蝉种群数量和有效铃量没有显著性差异。在本实验水平下,施肥和摘蕾与施肥的交互作用对两种棉花的棉蚜数量有显著性的影响,而摘蕾、施肥和两者的交互作用对两种棉花的棉叶蝉数量没有显著影响．在花铃期,施氮肥能增加两种棉花的有效铃数．线性回归分析表明,两种棉花的棉蚜、棉叶蝉的数量与施氮肥量和摘蕾量成正相关关系;有效铃量与施氮肥量呈正相关,与摘蕾量呈负相关．     

Global nitrogen fertilizer supply and demand outlook

This paper presents a brief overview of the world nitrogen fertilizer demand, highlights trends in the global and regional developments of production capacity and provides a medium-term perspective of the global nitrogen supply/demand balance.     

氮肥对棉田主要害虫种群密度及棉花产量的影响

通过2年的田间研究,分析了3种不同施氮水平对棉花主要害虫棉玲虫、棉蚜种群动态、棉花蕾铃脱落及棉花产量的影响。结果表明,增施氮肥的棉田棉铃虫和棉蚜数量比对照田要高,但它们之间的差异没有达到显著的水平。不同年份对棉铃虫种群密度有显著影响,但对棉蚜种群没有显著影响。蕾花期施肥可减轻棉铃虫为害造成的花蕾脱落和自然脱落,增加有效铃数和产量,但增加量没有达到显著水平。     

棉花花后临界氮浓度稀释模型的建立及在施氮量调控中的应用

在大田栽培条件下,于江苏南京(长江中下游棉区)和河南安阳(黄淮棉区)设置了棉花氮素水平试验,依据Justes的临界氮浓度稀释曲线确定方法,建立了棉花花后临界氮浓度稀释曲线模型。结果表明,2试点的临界氮浓度与地上最大生物量间均符合幂指数关系,尽管不同气候区域间的模型存在一定差异,但临界氮稀释曲线斜率相同。棉花最高(Nmax)、最低(Nmin)氮浓度稀释模型也符合幂指数关系,且2试点最高、最低氮稀释曲线斜率亦分别相同。2试点氮稀释模型参数值的差异表明,对于相同的地上部生物量,安阳试点棉株的氮累积能力高于南京。基于临界氮浓度稀释模型,建立了棉株地上部氮素与干物质累积量之间的异速生长模型和氮营养指数模型(NNI),前者可作为施氮量调控的判别指标,后者作为实际与临界氮浓度的比值,能客观、定量地诊断棉株的氮素营养状况。基于临界氮浓度稀释条件下的异速生长参数、氮营养指数及动态临界氮累积量等指标得到施氮量调控的结果一致:(1)尽管安阳、南京2试点的地上生物量、产量差异较大,但临界氮稀释曲线条件下不同气候区域棉花达到最高产量的瞬时氮吸收速率的变化趋势、氮素快速累积期、最大氮吸收速率出现日等基本一致;(2)安阳、南京2试点的适宜施氮量应控制在360 kg.hm-2和240kg.hm-2水平上。由于临界氮浓度具有合理的生物学意义,因而所建模型有精确、简单和生物学意义明确等特点,可以直接用于评估作物的需氮量,亦可用于作物氮动态模拟的复杂模型中,为适时精确施肥提供了新的思路。     

不同NH4^＋／NO3^-比例的氮素营养对棉花氮素代谢的影响

The influence of different NH4^+／NO3^- ratios on nitrogen metabolism of cotton was studied under controlled hydroponics, The results showed that compared with single nitrate nutrition, solutions with 25/75, 50/50, 75/25 and 100/0 of NH4^+／NO3^- significantly increased the soluble protein accumulation in leaves and roots of cotton, and the maximum content of soluble protein in leaves and roots appeared respectively in the solution with 50/50 and 75/25 of NH4^+／NO3^- The soluble protein content in roots was increased with the increase of NH4+ percentage, but was slightly less in the solution of 100/0 than 75/25, which was probably related to the excess NH4^+ limiting boot metabolism. With the increase of NH4+ percentage, the nitrate content in petiole and the nitrate reductase activity in functional blade declined, but ammoniac nitrogen content increased in every organ of cotton. These results showed that foreign nitrogen affected the nitrogen metabolism of cotton in a different way, and the nitrogen absorption by cotton was probably related to different forms of foreign nitrogen.     

Global nitrogen fertilizer supply and demand outlook

This paper presents a brief overview of the world nitrogen fertilizer demand, high-lights trends in the global and regional developments of production capacity and provides a medium-term perspective of the global nitrogen supply/demand balance.