水氮互作对胡麻干物质生产和产量的影响

以‘陇亚杂1号’胡麻为试验材料,设计田间水(主区)、氮(副区)两因子裂区试验,水分设置分茎水(60mm,W_1)、分茎水+开花水(W_2,60mm+40mm)、分茎水+现蕾水+开花水(W3,60mm+40mm+40mm)3个处理,施纯氮量设置0(N_1)、75.0(N_2)、112.5(N_3)、150.0(N_4)kg·hm~(-2)共4个水平,考察水氮互作对胡麻干物质积累与分配以及籽粒产量的影响,探讨不同水氮配合下胡麻的增产机制。结果显示:(1)灌溉量和施氮量对胡麻主要生育时期的干物质积累与分配有显著影响,胡麻籽粒产量的水氮互作效应达到极显著水平,其中水分效应大于氮肥效应。(2)同一施氮量水平下,W_2处理明显增加了胡麻成熟期籽粒的干物质分配量和花后干物质同化量对籽粒的贡献率,且籽粒产量显著高于其他处理10.51%~27.99%。(3)灌水量相同条件下,开花后干物质同化量对籽粒的贡献率以N_3水平的最高,显著高于其他施氮水平7.90%~42.43%;在W_2、W_3处理下,施氮水平为N_3时胡麻籽粒产量最高,但施氮量过多,籽粒产量反而显著下降7.96%~9.62%。研究表明,水氮协调在胡麻干物质积累和分配中起着关键的作用,而干物质的积累和分配又与籽粒产量密切相关;在本试验条件下,施纯氮量为112.5kg·hm~(-2)、全生育期在分茎期和开花期灌2次水(60mm+40mm)处理为胡麻节水减氮较为适宜的水氮组合。     

旱砂田补灌水氮互作对西瓜产量、品质及水氮利用的影响

为了探明旱砂田西瓜在有限补灌条件下的最佳水氮耦合形式,采用完全随机裂区设计,研究不同补灌量(W: 0、35、70、105 m³·hm^-2)和施氮量(N: 0、120、200 kg·hm^-2)处理对旱砂田西瓜生长、产量、品质以及水氮利用率的影响.结果表明: 西瓜叶片的光合速率、水分利用效率、产量和氮肥利用率均随着补灌量的增加而增加;西瓜氮肥偏生产力和氮肥利用率均随施氮量的增加而降低;施氮量在0～120 kg·hm^-2时,西瓜叶片的光合速率和品质指标随施氮量的增加而增加,超过120 kg·hm^-2时不再显著增加,甚至有下降趋势;水氮耦合对西瓜产量和水氮利用效率的互作效应显著,其中灌水的增产效应大于氮肥,以W₇₀N₂₀₀和W₁₀₅N_120处理的西瓜产量最高,较对照分别增产42.4%和40.4%,水分利用效率随水氮组合水平的提高而增加,W₇₀和W₁₀₅水平下的所有施氮处理均在26 kg·m^-3以上, W₁₀₅N₁₂₀处理的西瓜氮肥偏生产力和氮肥利用率最高.综合考虑各因素,在本试验条件下,砂田西瓜生育期补灌量105 m³·hm^-2、施氮量120 kg·hm^-2处理为产量和效益兼优的最佳水氮组合.     

灌水量与密度互作对冬小麦籽粒产量和水分利用效率的影响

为明确协同提高冬小麦产量和水分利用效率的适宜灌水量和种植密度,选用大穗型品种‘泰农18’(T18)和中穗型品种‘山农22’(S22)为试验材料,设置4个灌溉水平(不灌水、每次灌水45、60、75 mm)和4个种植密度,其中泰农18选用135×10⁴、270×10⁴、405×10⁴、540×10⁴ 株·hm^-2,山农22选用90×10⁴、180×10⁴、270×10⁴、360×10⁴株·hm^-2,研究了籽粒产量、麦田耗水特性和水分利用效率对灌水量和密度互作效应的响应。结果表明: 籽粒产量、总耗水量、土壤贮水消耗量和水分利用效率均受到灌溉水平、种植密度及两者互作效应的显著影响。每次灌水量为45 mm,泰农18种植密度为405×10⁴株·hm^-2、山农22种植密度为270×10⁴株·hm^-2时,两品种籽粒产量均达到最高,拔节后棵间蒸发量占阶段农田总耗水量的比例最小,1 m以下土壤水消耗比例、水分利用效率高。种植密度与灌溉量合理组合,有利于降低水分无效损耗,提高水分利用效率。     

水肥互作对滴灌玉米氮素吸收、水氮利用效率及产量的影响

优化水、氮供应是实现作物高产与水肥资源高效利用的有效途径.本文研究了田间试验条件下,水(4500、6750、9000 m³·hm^-2)、氮(0、225、330、435、540 kg·hm^-2)互作对高密度(≥105000 株·hm^-2)滴灌玉米干物质积累、氮素吸收及产量的影响.结果表明: 玉米干物质积累与吸氮量均随灌溉和施氮水平的增加明显升高,当施氮量大于435 kg·hm^-2和灌溉量大于9000 m³·hm^-2时则呈减少趋势.完熟期玉米干物质积累对灌水的响应表现为W₆₇₅₀(36359 kg·hm^-2)>W₉₀₀₀(35077 kg·hm^-2)>W₄₅₀₀(33451 kg·hm^-2),施氮对玉米吸氮量的变化表现为N₄₃₅(459.9 kg·hm^-2)>N₅₄₀(458.1 kg·hm^-2)>N₃₃₀(416.3 kg·hm^-2)>N₂₂₅(351.3 kg·hm^-2),N₄₃₅比N₃₃₀、N₂₂₀分别升高9.1%、32.7%,N₅₄₀比N₄₃₅降低0.6%.在施氮量0～435 kg·hm^-2范围内,玉米最大氮素吸收速率随施氮量增加而升高,在施氮量为435 kg·hm^-2时达最大(6.57 kg·hm^-2·d^-1).灌水与施氮均可显著增加玉米产量、穗粒数和穗粒质量,二者有明显的正交互作用,且以氮为主效应.在施氮0～435 kg·hm^-2范围内,氮肥利用率随施氮量的增加而升高,此后反而降低;灌溉水分生产率随施氮量升高而增加,随灌水量增加而明显下降,灌溉定额为4500～6750 m³·hm^-2时,灌溉水分生产率可达2.57～3.80 kg·m^-3.玉米最高产量18072 kg·hm^-2的施氮量为567.0 kg·hm^-2.最佳经济施氮量为427.9～467.7 kg N·hm^-2时,玉米产量在17109～17138 kg·hm^-2,氮素偏生产力和氮肥利用率分别达122 kg N·hm^-2和45.0%.水氮一体化施肥可实现滴灌玉米高产协同水、氮利用效率的共同提高.     

水氮互作对固定道垄作栽培春小麦根系生长及产量的影响

为探讨固定道小麦栽培方式下适宜的水氮组合,以低水1200 (W₁)、中水2400 (W₂)、高水3600 m³·hm^-2 (W₃)为主处理,0 (N₀)、低氮90(N₁)、中氮180 (N₂)、高氮270 kg·hm^-2 (N₃)为副处理,采用裂区设计,对固定道垄作栽培方式下水氮互作对春小麦根系生长及产量的影响进行了研究.结果表明:水氮互作能显著影响春小麦根干质量密度(RWD),RWD随着小麦生育期的进程表现为先增大后减小的趋势,在灌浆期达最大;RWD对施氮量的响应取决于灌溉量,在W₁下,RWD在N₁处理下最大,在W₂下,RWD随着施氮量的增加在N₂处理下最大,在W₃下,RWD随着施氮量的增加在N₃ 处理下最大;不同灌溉处理下RWD表现为W₂>W₃>W₁;施氮与灌水显著影响RWD,表现为灌水>氮肥>水氮互作,在W₂N₂处理下最大.根冠比随着灌水量与施氮量的增加逐渐减小,在W₁N₀处理下根冠比最大;85%以上的小麦根系分布于0～40 cm土层,产量与0～40 cm土层RWD呈显著抛物线回归关系,与40～60 cm土层RWD呈显著线性正回归关系.W₂灌溉条件可以促进小麦根系向中下层(40～60 cm)分布;灌水施氮能显著影响春小麦籽粒产量与生物产量,生物产量随着施氮量和灌水量的增加而增加,籽粒产量在W₂N₂最大;灌水生产力随灌水量的增加逐渐降低,氮肥农学利用率随施氮量的增加而减小.因此,在固定道垄作栽培方式下,施肥量与灌水量控制在N₂ (180 kg·hm^-2)与W₂(2400 m³·hm^-2)条件下有利于促进根系生长,进而提高春小麦籽粒产量及水氮利用效率,是河西灌区固定道小麦栽培方式下适宜的水氮组合.     

水氮处理对冬小麦生长、产量和水氮利用效率的影响

采用完全随机裂区设计,研究不同灌水(0、900、1200、1500 m³·hm^-2)和施氮(0、90、150、210、270 kg·hm^-2)处理对田间冬小麦生长、产量和水氮利用效率的影响.结果表明：冬小麦籽粒产量、氮素吸收量、氮肥利用效率和氮肥生产效率均随灌水量的增加而增加;氮肥利用效率和生产效率均随施氮量的增加而降低;施氮量在0~150 kg·hm^-2时,冬小麦籽粒产量、氮吸收量和氮收获指数随施氮量增加而增加,超过150 kg·hm^-2时不再显著增加;随灌水量的增加,冬小麦耗水量和整体水分利用效率增加,降水和土壤供水量占耗水量的比例及灌溉水利用效率降低;随施氮量的增加,降水和灌水量占耗水量的比例降低,土壤供水占耗水量的比例增加,整体水分利用效率和灌溉水利用效率先增加后降低,且均在施氮150、210和270 kg·hm^-2处理间无显著差异.综合考虑各因素,本试验条件下,生育期灌水1500 m³·hm^-2、施氮150 kg·hm^-2的处理为产量和效益兼优的最佳水氮组合.     

水氮互作对拔节期黍稷根系生理特性的影响

盆栽试验条件下,以‘5283黄’和‘晋黍5号’为试验材料,采用3个水分水平×3个氮肥水平,研究水氮互作对拔节期黍稷根系生理特性的影响。结果显示:(1)水分条件相同时,施氮均使黍稷根重、总根长、总表面积增加,根冠比则下降;施肥量相同时,适量灌水也相应促进了黍稷根系以上各形态指标上升,根冠比则下降。(2)水分胁迫下适量增施氮肥均能够在一定程度上使黍稷根系中游离脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白含量下降,黍稷根系SOD活性和POD活性均降低,降低了黍稷根系膜脂过氧化程度,减轻了水肥胁迫对黍稷根系的伤害,但各指标下降幅度因不同水分和肥力条件及品种不同而存在明显差异。(3)‘5283黄’在重度干旱胁迫及缺氮条件下根系的渗透调节能力和抗氧化酶活性均强于‘晋黍5号’。研究表明,合理的水肥互作处理可以有效诱导黍稷根系渗透调节能力和保护酶系统活性增强,减轻逆境胁迫的伤害,提高其抗旱和耐瘠薄能力。     

水氮互作对小麦土壤水分利用和茎中果聚糖含量的影响

通过田间试验,以强筋小麦济麦20为材料,设置3个施氮水平：0 kg·hm^-2（N₀）、180 kg·hm^-2（N₁）、240 kg·hm^-2（N₂）;4个灌水处理：不灌水（W₀）、底墒水+拔节水+开花水（W₁）、底墒水+冬水+拔节水+开花水(W₂)、底墒水+冬水+拔节水+开花水+灌浆水(W₃),每次灌水量为60 mm,研究水氮互作对土壤水分含量、旗叶光合速率、倒二茎中果聚糖含量及氮肥和水分利用效率的影响.结果表明：施氮水平为180 kg·hm^-2处理的旗叶光合速率和倒二茎中果聚糖含量较高,籽粒产量、氮肥表观利用效率、氮肥农学利用率和水分利用效率最高;施氮水平为240 kg·hm^-2处理的茎中果聚糖含量较高;不施氮（N₀）或施氮过多（N₂）均不利于小麦籽粒产量、氮肥和水分利用效率的提高.W₁水分处理促进了倒二茎中果聚糖的积累和向籽粒的转运,有利于产量的提高.180 kg·hm^-2施氮水平配合灌溉底墒水+拔节水+开花水的水氮交互处理（N₁W₁）具有较高的籽粒产量及较高的氮肥和水分利用效率,在此基础上增加施氮量或灌水量,小麦旗叶光合速率和倒二茎中果聚糖含量升高,籽粒产量无显著变化或降低,氮肥和水分利用效率降低.     

氮磷互作对菊芋块茎产量和品质的影响

为探明肥料互作对菊芋产量及品质的影响,以“南芋1号”为试验材料,通过正交田间试验,对氮(N)、磷(P)及其交互作用对菊芋块茎产量和品质的影响进行了研究.结果表明:N、P对菊芋块茎产量、干物质含量,总糖、还原糖和菊糖含量具有极显著影响(P＜0.01);N、P交互作用对菊芋块茎产量、干物质和还原糖含量有显著影响(P＜0.05),对块茎总糖和菊糖有极显著影响(P＜0.01);当磷肥为135 kg·hm-2时,与氮肥存在交互效应;当氮肥低于180 kg·hm-2时,为正交互效应,表现出协同促进作用,氮肥高于180 kg·hm-2时,为负交互效应,表现出拮抗作用;当氮肥为180 kg·hm-2、磷肥为135 kg·hm-2时,氮磷正交互效应增强,氮磷表现出协同促进作用,菊芋块茎产量最高,且菊芋块茎的干物质含量、总糖、还原糖和菊糖含量达到最高值,即菊芋块茎能达到最高产量和最优品质.综上,在山东莱州地区菊芋大田种植的基础施肥量宜为纯氮为180 kg·hm-2、P2O5为135 kg·hm-2.     

水氮互作对菘蓝光合生理及药材质量的影响

通过避雨盆栽方式,采用二因素裂区试验设计,以菘蓝的叶绿素含量、光合参数、叶内靛蓝与靛玉红含量、根内蛋白、多糖以及(R,S)-告依春含量等为指标,研究水氮互作对菘蓝光合生理及药材质量的影响,为菘蓝的优质栽培提供理论参考。结果表明:水氮互作能显著影响菘蓝的光合生理与药材质量,其中中度淹水与高氮水平(W2N3)的叶绿素含量、正常供水中氮水平(W0N2)的净光合速率(Pn)与气孔导度(Gs)、正常供水低氮水平(W0N1)的胞间二氧化碳浓度(Ci)与轻度淹水中氮水平(W1N2)的蒸腾速率(Tr)为各处理中的最大值,可见中氮N2水平下菘蓝叶片的光合作用和蒸腾作用得到加强;根内的(R,S)-告依春含量在中度淹水高氮水平(W2N3)处理时、多糖含量在轻度淹水中氮水平(W1N2)处理时均最高;中度淹水不施氮(W2N0)处理时根内蛋白含量、根与叶的总氮含量、叶内靛蓝和靛玉红含量均为各处理中的最大值,说明短期的中度淹水使菘蓝体内的次生代谢被激活,使其叶内与根内的活性成分含量增加。     

氮添加对沙质草地氨挥发及硝态氮淋溶的影响

采用密闭室法和离子交换树脂袋法,研究了科尔沁沙质草地不同处理(水添加、氮添加、水氮添加)氧挥发的损失量和硝态氮的淋溶量.结果表明:氮添加处理和水氮添加处理显著促进了氨挥发(P＜0.05),最大氨挥发速率显著高于对照;氮添加处理和水氮添加处理的氨挥发累积量为111.80和148.64 mg·m-2,分别占氮添加量的1.1％和1.5％;水氮同时添加条件下,氨挥发累计量显著高于氨添加处理(P＜0.05),水添加处理和对照相比没有显著差异(P＞0.05);水氮添加处理显著增加了土壤深度20 cm处的硝态氮淋溶量(P＜0.05),氮添加处理和水氮添加处理的硝态氮淋溶量分别是对照的1.96和4.22倍,然而在土壤深度40 cm处各处理硝态氮淋溶量差异不显著(P＞0.05);可见,氮添加和水氮添加均促进了土壤的氧挥发,对硝态氮的淋溶没有显著影响.     

施氮水平对高产麦田土壤硝态氮时空变化及氨挥发的影响

研究了不同施氮水平对高产麦田土壤硝态氮时空变化和氨挥发的影响.结果表明,高产麦田土壤硝态氮在播种至冬前阶段不断向深层移动,并在140cm以下土层积累.施纯氮96～168 kg·hm^-2处理,增加了60 cm以上土层土壤硝态氮含量,降低了土壤氮素表观损失量占施氮量的比例,提高了小麦籽粒蛋白质含量和籽粒产量,且土壤氨挥发损失较低,基施氮氨挥发损失占基施氮量的4.23%～5.51%;施氮量超过240 kg N·hm^-2,促进了土壤硝态氮向深层的移动和积累,基施氮氨挥发损失、土壤氮素表观损失量及其占施氮量的比例均显著升高,对小麦籽粒蛋白质含量无显著影响,但籽粒产量降低.高产麦田适宜的氮素用量为132～204 kg N·hm^-2.     

Effects of water shortage on the yield of winter wheat

The effects of water shortage on the yield of winter wheat (cv. Maris Huntsman) were investigated in covered field plots on silt-loam soil. Plants were subjected to drought at different stages of growth, but none of the treatments significantly decreased yield. Some treatments decreased the number of ears per unit area, and number of grains per ear, but these effects were offset by increases in individual grain weight. We estimate that the soil water deficit (151 mm) in the treatment which had the largest effect on yield, albeit non-significant, would be expected in nature about 15 years in 100 or less. Drought also had little effect on plant water potential and stomatal conductance. The lack of effect of drought on plant water status and yield may be attributable to the large available water content of the silt loam and the deep rooting of winter wheat. On this type of soil, therefore, water shortage appears not to be an important cause of variation in the yield of winter wheat.     

Interactive effects of synthetic nitrogen fertilizer and composted manure on ammonia volatilization from soils

The mutualism between legumes and nitrogen-fixing soil bacteria (rhizobia) is a key feature of many ecological and agricultural systems, yet little is known about how this relationship affects aboveground interactions between plants and herbivores. We investigated the effects of the rhizobia mutualism on the abundance of a specialized legume herbivore on soybean plants. In a field experiment, soybean aphid (Aphis glycines) abundances were measured on plants (Glycine max) that were either (1) treated with a commercial rhizobial inoculant, (2) associating solely with naturally occurring rhizobia, or (3) given nitrogen fertilizer. Plants associating with naturally occurring rhizobia strains exhibited lower aphid population densities compared to those inoculated with a commercial rhizobial preparation or given nitrogen fertilizer. Genetic analyses of rhizobia isolates cultured from field plants revealed that the commercial rhizobia strains were phylogenetically distinct from naturally occurring strains. Plant size, leaf nitrogen concentration, and nodulation density were similar among rhizobia-associated treatments and did not explain the observed differences in aphid abundance. Our results demonstrate that plant–rhizobia interactions influence plant resistance to insect herbivores and that some rhizobia strains confer greater resistance to their mutualist partners than do others.     

农田秸秆覆盖对冬小麦水氮效应的影响

通过田间试验研究了杨凌红油土农田秸秆覆盖条件下冬小麦的水氮效应.结果表明,秸秆覆盖使土壤水分状况明显改善,从而使补充灌水的效果相应减小,氮肥的作用更加突出;无覆盖条件下,水氮交互效应均为负值,而秸秆覆盖时水氮有正的交互作用.旱地秸秆覆盖条件下更应重视养分的投入.无秸秆覆盖条件下小麦取得高产的基础是良好的土壤底墒和充足的氮肥.秸秆覆盖使小麦达到最高产量所需要的灌水量降低,灌水时期后延.不论有无秸秆覆盖,拔节期灌水对冬小麦籽粒产量没有显著影响.     

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.     

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.     

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%。