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.     

氮肥后移对花后受渍冬小麦灌浆特性及产量构成的影响

2010～2012年连续2个生长季,以小麦品种‘烟农19’为材料,大田试验按基肥∶拔节肥∶孕穗肥比例设为氮肥处理N1(10∶0∶0)、N2(7∶3∶0)、N3(5∶5∶0)、N4(3∶5∶2),采用多项式、Logistic方程拟合不同氮肥运筹对花后受渍冬小麦灌浆期籽粒体积与干重变化过程,研究不同氮肥运筹对花后受渍冬小麦灌浆特性及产量构成的影响.结果表明:(1)两年度间各指标变化趋势基本一致,故各指标结果按其两年度平均值计算.(2)花后渍水使冬小麦籽粒体积减小11.8％,灌浆速率降低15.4％,灌浆历期缩短9.2％,千粒重降低20.9％,穗粒数减少7.0％,籽粒产量降低26.6％,而对穗数无显著影响.相对于氮肥全部作为基肥处理N1,氮肥后移处理N2、N3、N1的小麦籽粒体积分别增加10.2％、15.0％、19.4％,灌浆速率分别提高8.5％、16.0％、18.2％,灌浆历期分别延长5.0％、9.4％、11.5％,千粒重分别增加11.9％、20.2％ 、25.6％,穗粒数分别增加7.9％、12.3％、14.6％,产量分别提高18.1％ 、29.6％、37.6％,而穗数分别降低2.2％、3.8％、4.3％.(3)各灌浆参数与冬小麦籽粒产量的关联度表明,花后渍水逆境对灌浆速率的影响大于对灌浆历期的影响,氮肥后移主要通过提高小麦中后期灌浆速率缓解渍水逆境胁迫伤害.研究认为,在花后土壤受渍冬小麦生产区,生产中可获得最高小麦产量的最佳氮肥运筹模式为N4(3∶5∶2)处理.     

氮肥和6-BA对花后受渍冬小麦抗渍性的调控效应

渍水是黄淮南部麦区和长江中下游麦区冬小麦生育后期的主要气象灾害因子,试验以小麦品种‘烟农19’为材料,采用裂区设计研究氮肥和6-BA对花后受渍冬小麦抗渍性的调控效应。结果显示:(1)花后渍害显著降低冬小麦根系活力、总吸收面积、活跃吸收面积、旗叶叶绿素含量、旗叶净光合速率,极显著降低穗粒数、千粒重和籽粒产量,而对穗数无显著影响。(2)受渍后叶面喷施氮肥+6-BA、氮肥、6-BA均能显著提高冬小麦花后抗渍性,其根系活力分别提高18.7%、14.6%、12.0%,根系总吸收面积分别提高31.9%、22.1%、19.6%,根系活跃吸收面积分别提高32.5%、21.7%、18.1%,叶绿素含量分别提高16.2%、9.4%、10.3%,净光合速率分别提高32.6%、23.3%、23.3%,穗粒数分别提高13.8%、9.3%、8.5%,千粒重分别提高17.3%、11.5%、10.5%,籽粒产量分别提高35.9%、23.5%、20.9%。研究表明,氮肥和6-BA正交互作用显著,即花后同时喷施氮肥和6-BA缓解小麦渍害的效果更佳。     

基于经验模型和机理模型的杉木人工林生物量估测对比研究

为了揭示间伐干扰下杉木人工林生物量的变化规律,研究利用江西省吉水县石阳林场的36块杉木人工林样地的实测数据和研究区气候数据,通过基于经验的引入地位指数(SI)的生物量生长方程组和基于机理的3-PG模型,模拟并预估林分生物量,分析在间伐和非间伐的情况下,不同立地的林分其生物量0-50a的变化。结果表明:(1)构建了生物量生长方程组,并在参数a、b、c中引入地位指数SI,发现改进后的模型对于基础模型拟合精度更高,且对数似然比检验表明,改进效果显著(P<0.05)。(2)通过对3-PG模型预测精度验证发现,预估值和实测值之间有很高的一致性,各因子的决定系数(R²)在0.65-0.96之间,其中,胸径和树高的R²均高于0.92;各因子的平均相对误差(MRE)不超过26%。(3)通过比较经验模型和机理模型的生物量预测发现,经验模型的预测误差MRE为16.50%,机理模型为23.52%,经验模型预估精度更高。进一步对未来预测对比分析表明,机理模型预估值高于经验模型。(4)两个模型模拟的杉木人工林生物量规律一致,即随着林龄的增加,杉木人工林林分总生物量均表现出先快速增加,后逐渐平稳的趋势;并且间伐不会改变这种趋势,但间伐林分在间伐后的生物量生长速率高于无间伐林分。此外,由于SI对经验模型影响显著,改进模型拟合效果更好,更具有生态学意义。参数化后的3-PG模型模预估精度较高,能够为江西杉木人工林生长规律研究提供依据。虽然经验模型和机理模型在对研究区杉木人工林生物量的预估上均具有较好的表现,但各具特点和局限性。经验模型参数较易获得,且经验模型预测生物量、林分胸高断面积和林分平均树高的R²、MRE均优于机理模型;但模型对于建模数据内的评价效果较好,对于建模数据外的应用具有局限性,即经验模型更适合模拟生长期间的某一阶段的林分生物量。机理模型虽然需要的参数较多,但是考虑了生态学原理,弥补了经验模型的不足,可较好解释和模拟环境因子对树木生长的影响,对校正数据之外生长阶段的林分生物量预测更有优势。