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黄淮海区域现代夏玉米品种产量与资源利用效率的差异分析

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作物学报 2023年第5期49卷 1363-1371页

作者：刘昕萌程乙刘玉文庞尚水叶秀芹卜艳霞张吉旺赵斌任佰朝任昊刘鹏山东农业大学农学院/作物生物学国家重点实验室山东泰安271018 商河县农业局山东济南251600 济南新绿洲农业发展有限公司山东济南251619

品种改良对夏玉米单产的提升有重要贡献,但目前对现代夏玉米品种间产量形成差异的原因尚不明确。本研究在商河国家农作物品种展示示范中心设置大田试验,选用我国黄淮海区域近年来审定或将要审定的390个玉米品种,于玉米完熟期进行植株取... 详细信息

品种改良对夏玉米单产的提升有重要贡献,但目前对现代夏玉米品种间产量形成差异的原因尚不明确。本研究在商河国家农作物品种展示示范中心设置大田试验,选用我国黄淮海区域近年来审定或将要审定的390个玉米品种,于玉米完熟期进行植株取样,测定不同品种产量及其构成因素、完熟期干物质积累与分配、氮素的积累、分配与利用以及光温利用效率,探究不同夏玉米品种的产量及资源利用效率的差异及其形成原因。不同品种的夏玉米产量存在显著差异,收获穗数、穗粒数和千粒重对产量的直接通径系数分别为0.57、1.00和0.88,表明品种间产量差异主要由穗粒数的变化影响。植株的干物质和氮素的积累与分配均对夏玉米产量有极显著影响,与籽粒产量11.0 t hm^(–2)产量范围内的品种植株群体总干物质积累量分别提高了12.25%、20.52%、29.61%、40.11%和54.04%;籽粒氮素积累量分别提高了16.62%、24.85%、38.45%、48.42%和68.41%;籽粒干物质分配比例分别增加了5.11%、9.93%、13.32%、15.51%和17.94%,籽粒氮素分配比例分别增加了4.09%、7.24%、7.37%、7.31%和10.91%;籽粒光能利用效率分别提高了12.50%、21.25%、30.00%、41.25%和55.00%;籽粒温度利用效率分别提高了11.36%、20.45%、29.55%、39.77%和53.41%。高产玉米品种通过提高玉米群体干物质和氮素积累量,增加籽粒干物质及氮素分配比例,提高植株氮素和光温利用效率,促进产量构成三因素的协同提升,特别是穗粒数的提升,从而实现夏玉米高产高效生产。

关键词：夏玉米品种产量构成干物质积累氮素分配光温利用效率

施钙量对不同花生荚果发育时期光合碳在植株-土壤系统分配的影响

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作物学报 2023年第1期49卷 239-248页

作者：邹晓霞蔺益民赵亚飞刘燕刘娟王月福王维华青岛农业大学农学院/山东省旱作农业技术重点实验室山东青岛266109 河南省农业科学院经济作物研究所河南郑州450002

探究施钙对不同花生荚果发育时期光合碳在植株-土壤系统分配的影响,有利于改善钙肥管理,提升花生产量和土壤有机碳含量。本研究选用普通大花生品种‘花育22’,设置CaO 0、75、150和300 kg hm^(-2)4个施钙梯度,分别记为T0、T1、T2、T3,... 详细信息

探究施钙对不同花生荚果发育时期光合碳在植株-土壤系统分配的影响,有利于改善钙肥管理,提升花生产量和土壤有机碳含量。本研究选用普通大花生品种‘花育22’,设置CaO 0、75、150和300 kg hm^(-2)4个施钙梯度,分别记为T0、T1、T2、T3,于盆栽条件下研究施钙量对花生产量和不同荚果发育时期光合碳在花生植株-土壤系统中分配的影响。结果表明,不同施钙量对花生植株总干物质积累无明显影响。适宜施钙量可显著降低花生千克果数和千克仁数,提升花生出仁率、饱果率和荚果产量,在2018年和2019年,T2处理荚果产量较T0可分别提升17.5%和25.1%。基于施钙量与花生荚果和籽仁产量的拟合分析发现,当钙肥施用量为165 kg hm^(-2)和173 kg hm^(-2)时,可分别获得最高的花生荚果和籽仁产量。适宜施钙量可明显提升鸡咀幼果期和荚果膨大期花生植株光合^(13)C的积累量,提升各荚果发育时期^(13)C在花生籽仁中的分配比例,其中,在荚果定型期和籽仁充实期,T2和T3处理下^(13)C在花生籽仁中的分配比例分别可达33.4%~37.2%和38.7%~40.0%。适宜施钙量还可提高花生植株光合^(13)C在土壤中的分配比例,最高可达52.6%(T2),但随着花生荚果发育进程的推进,此分配比例逐渐降低。综上,适宜施钙量可调控不同花生荚果发育时期光合^(13)C在植株-土壤系统的分配,显著提升花生产量和光合^(13)C在花生籽仁和土壤中的分配比例;本研究条件下,推荐适宜施钙量(CaO)为173 kg hm^(-2)。

关键词： ^(13)C脉冲标记光合碳干物质积累籽仁发育土壤碳积累

氮肥减施对棉花产量、干物质生产与氮素吸收利用的影响

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干旱地区农业研究 2023年第2期41卷 86-95页

作者：唐江华苏丽丽徐文修孟令贻王晨田文强张俊尧王家勇新疆农业大学农学院/教育部棉花工程研究中心新疆乌鲁木齐830052

为探究北疆棉花干物质积累、产量及氮素利用效率对不同减氮水平的响应,本研究通过两年的田间试验(2020—2021年),设置农户常规施氮375 kg·hm^(-2)(N_(100%))、常规减量20%为300 kg·hm^(-2)(N_(80%))、常规减量40%为225 kg·hm^(-2)(N_... 详细信息

为探究北疆棉花干物质积累、产量及氮素利用效率对不同减氮水平的响应,本研究通过两年的田间试验(2020—2021年),设置农户常规施氮375 kg·hm^(-2)(N_(100%))、常规减量20%为300 kg·hm^(-2)(N_(80%))、常规减量40%为225 kg·hm^(-2)(N_(60%))和不施氮肥(N_(0))4个施氮水平,研究减氮下棉花干物质积累、农艺性状及产量的变化规律,分析植株氮素吸收量、氮肥利用率对减氮的响应。研究结果表明,两年试验期棉花的株高均表现为N_(100%)>N_(80%)>N_(60%)>N_(0),而茎粗表现为N_(80%)>N_(100%)>N_(60%)>N_(0)。各处理的年均干物质积累量在棉花生育期内基本表现为N_(80%)最高,且最终(120~130 d)干物质积累量较N_(100%)高18.73%。棉花的单株铃数、单铃重、衣分和产量也以N_(80%)的最高,年均籽棉产量达6354.33 kg·hm^(-2),皮棉产量达2664.12 kg·hm^(-2),分别比N_(100%)、N_(60%)、N_(0)提高13.88%、19.84%、39.44%(籽棉)和18.11%、24.98%、41.28%(皮棉),同时提高氮肥的表观利用率和农学利用率。经相关分析得出,各测定指标均与减氮水平呈极显著正相关关系,且两年均以单株氮素吸收和群体氮素吸收的相关度最大。综上所述,在本试验条件下,在农户常规施氮量的基础上减少20%的氮肥施用量,能够满足棉花在生长期间的氮素需求,促进棉花增产增效。

关键词：棉花减氮施肥干物质积累产量氮素利用效率

施氮量及追氮时期对滴灌夏玉米干物质积累及氮素利用的影响

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干旱地区农业研究 2023年第2期41卷 122-129页

作者：刘帅徐宇凡贾靖孟繁港朱紫鑫张玉璐赵长星青岛农业大学农学院山东省旱作农业技术重点实验室山东青岛266109

选用夏玉米杂交种‘郑单958’为试验材料,以施氮量N1(180 kg·hm^(-2))、N2(210 kg·hm^(-2))为主因素,追氮时期S1(拔节期+大喇叭口期)、S2(拔节期+开花期)、S3(拔节期+大喇叭口期+开花期)为副因素,以传统畦灌条件下(施氮量240 kg·hm^(... 详细信息

选用夏玉米杂交种‘郑单958’为试验材料,以施氮量N1(180 kg·hm^(-2))、N2(210 kg·hm^(-2))为主因素,追氮时期S1(拔节期+大喇叭口期)、S2(拔节期+开花期)、S3(拔节期+大喇叭口期+开花期)为副因素,以传统畦灌条件下(施氮量240 kg·hm^(-2))拔节期一次性追肥处理(CK1)和拔节期+大喇叭口期追肥处理(CK2)作为对照,研究滴灌水肥一体化条件下施氮量和追氮时期对夏玉米干物质积累、产量形成及植株氮素转运与积累的影响。结果表明:与CK1相比N1S3、N2S3处理2020年成熟期地上部干物质积累量分别提高6.91%和8.30%,2021年分别提高2.28%和3.90%;2020年氮肥农学利用效率和氮肥偏生产力分别提高84.59%、61.43%,55.44%、34.60%,2021年分别提高90.82%、64.38%,50.69%、29.40%;2020年0~20 cm土层硝态氮残留量分别提高15.63、16.45 kg·hm^(-2),2021年分别提高5.19、5.64 kg·hm^(-2);2020年产量分别提高16.56%、17.77%,2021年分别提高13.03%、13.48%。综合分析得出,增加追氮次数可以显著增加夏玉米地上部干物质积累量,增大玉米植株氮肥农学利用效率、氮肥偏生产力和0~20 cm土层硝态氮残留量,增加夏玉米产量。N1S3、N2S3处理产量显著高于CK1,但是两处理各指标差异并不显著,N1S3处理较N2S3处理减少了氮肥的投入,维持了较高的干物质积累量、氮素积累量和产量,增加了氮肥农学利用效率和氮肥偏生产力,因此N1S3为本试验的最优处理组合。

关键词：夏玉米滴灌水肥一体化干物质积累氮素利用产量

赣北棉区棉花干物质积累特征和产量对减氮措施的响应

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中国农业科技导报 2024年第6期26卷 191-199页

作者：秦宇坤陈俊英张丽娟江西省经济作物研究所特色果树茶叶种植与高值利用江西省重点实验室江西九江332105

为探究减氮措施对棉花干物质积累特征及产量的影响,设置常规施氮(N_(1),施氮量345 kg·hm^(-2))、减氮20%(N_(2),施氮量276 kg·hm^(-2)),减氮20%其中配施10%有机肥(N_(3),施氮量276 kg·hm^(-2),化肥与有机肥配施比例9∶1)和不施氮(N4)... 详细信息

为探究减氮措施对棉花干物质积累特征及产量的影响,设置常规施氮(N_(1),施氮量345 kg·hm^(-2))、减氮20%(N_(2),施氮量276 kg·hm^(-2)),减氮20%其中配施10%有机肥(N_(3),施氮量276 kg·hm^(-2),化肥与有机肥配施比例9∶1)和不施氮(N4)共4个处理,分析棉花干物质积累特征参数、产量、养分含量对不同减氮措施的响应。结果表明,与N_(1)处理相比,N_(2)与N_(3)处理吐絮期棉花生殖器官干物质分配比例显著增加10.29%、15.10%,干物质积累时长缩短10.97%、13.27%,生殖器官干物质积累快增期持续时长增加11.76%、90.04%,加快了棉花生育进程;N4处理干物质积累平均速率降低45.30%,干物质积累最大速率出现时间延缓。2年平均籽棉产量与经济效益均以N_(3)处理最大,分别为3496.87 kg·hm^(-2)和22956.64元。因此,N_(3)处理即减氮20%并配施10%有机肥处理为赣北棉区高产、节肥并具有最佳经济效益的减氮措施。以上结果为降低赣北棉区氮肥投入量提供指导意义。

关键词：减氮措施棉花干物质积累特征参数籽棉产量

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绿洲灌区增密对水氮减量玉米产量的补偿机制

作物学报 2024年第6期50卷 1616-1627页

作者：王菲儿郭瑶李盼韦金贵樊志龙胡发龙范虹何蔚殷文陈桂平省部共建干旱生境作物学国家重点实验室/甘肃农业大学农学院甘肃兰州730070 西北师范大学生命科学学院甘肃兰州730070

针对河西绿洲灌区水资源短缺、玉米田氮肥施用量高等生产生态问题,在节水减氮条件下,分析增加种植密度补偿水氮减量导致玉米减产的效应,为水氮节约型玉米高效生产提供理论依据与技术支撑。基于2016年布设的裂裂区田间试验,主区为2种灌... 详细信息

针对河西绿洲灌区水资源短缺、玉米田氮肥施用量高等生产生态问题,在节水减氮条件下,分析增加种植密度补偿水氮减量导致玉米减产的效应,为水氮节约型玉米高效生产提供理论依据与技术支撑。基于2016年布设的裂裂区田间试验,主区为2种灌水定额:灌水减量20%(W1,3240 m^(3) hm^(–2))和传统灌水(W2,4050 m^(3) hm^(–2)),裂区为2种施氮量:减量施氮25%(N1,270 kg hm^(–2))和传统施氮(N2,360 kg hm^(–2)),裂裂区为3种玉米密度:传统种植密度(D1,7.50万株hm^(–2))、增密30%(D2,9.75万株hm^(–2))和增密60%(D3,12.00万株hm^(–2)),通过测定2020—2021年玉米籽粒产量和生物产量,分析干物质积累及其分配、转运特征,量化产量构成因素,明确增密对水氮减量玉米产量的补偿效应及机制。研究表明,减水、减氮降低了玉米籽粒产量和生物产量,而增密30%能够补偿因水氮同步减量造成的产量负效应,且维持较高的施氮量有利于玉米增产节水。W1N1D1(减量灌水减量施氮及传统密度)较W2N2D1(对照:传统灌水传统施氮及传统密度)籽粒产量和生物产量分别降低9.1%~15.0%与10.0%~11.0%,但W1N1D2(减量灌水减量施氮及增密30%)与W2N2D1差异不显著。W1N2D2(减量灌水传统施氮及增密30%)较W2N2D1籽粒和生物产量分别提高12.9%~15.4%与6.4%~12.0%。增密30%能够补偿水氮同步减量造成玉米减产的主要原因是W1N1D2能增加玉米穗数,进而提高玉米灌浆初期至成熟期干物质积累量和苗期到大喇叭口期群体生长速率及花前转运率。增密30%在灌水减量和传统施氮条件下促进玉米增产的主要原因是W1N2D2可增加玉米穗数,提高玉米生育期干物质积累量与群体生长速率,促进穗部干物质分配,提高花前转运量、转运率及转运贡献率。因此,增密30%是绿洲灌区水氮同步减量玉米稳产高产的可行措施,是氮肥不减但减水20%玉米节水增产有效举措。

关键词：水氮减量密植玉米产量构成干物质积累干物质分配与转运

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播种方式与缓控释氮肥一次性基施对冬小麦干物质积累转运和产量的影响

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植物营养与肥料学报 2022年第12期28卷 2185-2200页

作者：华一帆秦际远王洁张秀初金鹏郑飞娜于海涛贺明荣代兴龙山东农业大学农学院/作物生物学国家重点实验室/农业农村部作物生理生态与耕作重点实验室山东泰安271018 潍坊市农业科学研究院山东潍坊261061

【目的】研究不同新型缓控释氮肥一次性施用在宽幅播种和常规条播技术下对小麦产量和干物质积累与转运的影响,为小麦生产中缓控释肥的推广应用提供支撑。【方法】于2020—2021年小麦生育季,以冬小麦品种‘泰农18’和‘太麦198’为试材,... 详细信息

【目的】研究不同新型缓控释氮肥一次性施用在宽幅播种和常规条播技术下对小麦产量和干物质积累与转运的影响,为小麦生产中缓控释肥的推广应用提供支撑。【方法】于2020—2021年小麦生育季,以冬小麦品种‘泰农18’和‘太麦198’为试材,在山东省泰安市和潍坊市两试验点开展了大田试验。主区设置播种方式常规条播和宽幅播种,副区设置4个肥料处理:常规分次施肥对照(F1)、稳定性氮肥一次性施用(F2)、腐植酸控释掺混氮肥一次性施用(F3)、树脂包膜氮肥与常规尿素7∶3掺混一次性施用(F4)。调查了小麦群体光合速率、干物质积累与转运、花后氮素吸收、产量及产量构成因素等指标。【结果】与常规条播相比,宽幅播种小麦单位面积穗数、花后氮素吸收量、花后群体光合速率、群体光合高值持续期、花后干物质生产量分别平均提高48.0×10^(4)/hm^(2)、12.4 kg/hm^(2)、7.9μmol CO_(2)/(m^(2)·s)、5.6天、920.7 kg/hm^(2),进而产量平均提高了902.6kg/hm^(2)。小麦花后干物质生产量与群体光合高值持续期、群体光合高值持续期与花后氮素吸收量呈显著线性正相关关系。与F1相比,F2、F3和F4处理的花后氮素吸收量、花后群体光合高值持续期和花后干物质生产量均明显降低,但是宽幅播种下3个处理的小麦花后氮素吸收量和花后群体光合高值持续期的降低量分别为21.8kg/hm^(2)和2.6天,均小于对应的常规条播,花后干物质生产量的降低量(631.4 kg/hm^(2))可由其花前干物质向籽粒转运的增加量(551.7 kg/hm^(2))所弥补,进而产量与常规分次施肥持平。常规条播下,F2、F3和F4处理的小麦花后氮素吸收量和花后群体光合高值持续期降低量较大,分别平均为27.2 kg/hm^(2)和4.5天,导致其花后干物质生产量的降低量过高(1054.8 kg/hm^(2)),未能被其花前干物质向籽粒转运的增加量(540.6 kg/hm^(2))所弥补,进而产量低于F1处理。3个控释肥料处理之间在所有测定项目上没有显著差异。【结论】宽幅播种较常规条播可显著提高小麦产量。新型氮肥一次性施用在常规条播下会降低小麦产量,而在宽幅播种由于花前较高的干物质积累和运转量补偿了花后干物质积累量的下降,不会降低小麦产量,3种新型肥料的施用效果没有显著差异。因此,在宽幅播种条件下,可以采用新型氮肥一次基施替代传统的分次施肥,而在常规条播条件下,应慎重考虑采用新型氮肥一次性基施。

关键词：冬小麦宽幅播种常规条播缓控释肥群体光合高值持续期干物质积累干物质运转产量

不同行距配置对机采棉生长发育及光合特性的影响

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干旱地区农业研究 2022年第5期40卷 155-164页

作者：张文刘铨义曾庆涛王政洋冯杨逯涛新疆生产建设兵团第七师农业科学研究所新疆奎屯833200

以新疆兵团第七师胡杨河市推荐棉花品种Z1112和中棉641为供试材料,设置一膜六行、一膜四行和一膜三行3种行距配置模式,研究不同行距配置模式对棉花生长发育及光合特性的影响。结果表明,一膜三行配置模式生育期较一膜六行和一膜四行缩短2... 详细信息

以新疆兵团第七师胡杨河市推荐棉花品种Z1112和中棉641为供试材料,设置一膜六行、一膜四行和一膜三行3种行距配置模式,研究不同行距配置模式对棉花生长发育及光合特性的影响。结果表明,一膜三行配置模式生育期较一膜六行和一膜四行缩短2~6 d,株高较一膜六行、一膜四行分别增加7.3 cm和6.8 cm,果枝数较一膜六行、一膜四行分别增加1.1台和0.8台,始果节位和始果节高受行距配置影响较小。棉花叶面积指数(LAI)从苗期到盛铃前期随生育时期推进而逐渐增大;在盛铃前期到达峰值,进入盛铃期后,各处理LAI逐渐开始减小,不同行距配置模式下,Z1112和中棉641的LAI总体表现为一膜六行>一膜四行>一膜三行。所有处理叶片叶绿素相对含量(SPAD值)在现蕾至吐絮期均呈现出先增后降趋势,生育前期,棉株叶片SPAD值和干物质积累量随行距的增加而降低;生育后期,一膜三行配置模式的叶片SPAD值和干物质积累量迅速上升,高于一膜六行和一膜四行配置模式。单株结铃数、单铃重和子指随行距的增大而增加,一膜三行处理下的单株结铃数、单铃重、子指较一膜六行和一膜四行分别增加4.9个·株和2.7个·株、0.5 g和0.4 g、0.7 g和0.4 g;但棉花总铃数、产量和衣分受行距影响较小。一膜三行配置模式可加快生育进程、增加棉花株高和果枝数、提高光合作用,能保持较高的产量,具有较好的推广潜力。

关键词：机采棉行距配置生育期干物质积累产量

油菜季施磷结合秸秆还田提高油菜–水稻轮作体系的产量和磷肥利用率

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植物营养与肥料学报 2022年第8期28卷 1409-1420页

作者：黄正张琪周宁宁阿什日轨冯婷煜马鹏周林张荣萍西南科技大学生命科学与工程学院四川绵阳621010

【目的】探究秸秆还田和减磷处理对油–稻轮作周年物质生产和磷素利用的影响。【方法】田间试验在四川绵阳进行,种植制度为油菜–水稻复种。设置秸秆不还田(T1)和秸秆还田(T2)两种模式,4个施磷模式:油–稻两季均不施磷(P1)、油菜施P_(2)... 详细信息

【目的】探究秸秆还田和减磷处理对油–稻轮作周年物质生产和磷素利用的影响。【方法】田间试验在四川绵阳进行,种植制度为油菜–水稻复种。设置秸秆不还田(T1)和秸秆还田(T2)两种模式,4个施磷模式:油–稻两季均不施磷(P1)、油菜施P_(2)O_(5)120 kg/hm^(2)–水稻季施P_(2)O_(5)90 kg/hm^(2)(P2)、油菜季施P_(2)O_(5)120 kg/hm^(2)–水稻季不施磷(P3)、油菜季不施磷–水稻季施P_(2)O_(5)90 kg/hm^(2)(P4)。分析了油菜、水稻及周年干物质积累、产量以及磷素利用。【结果】施磷显著提高了油–稻轮作周年产量、干物质积累量和吸磷量。与P2相比,P3提高了油–稻两季干物质积累量、花后茎叶干物质转出量和吸磷量,其油–稻周年的产量、干物质积累量和吸磷量分别提高10.14%~27.65%、8.39%~9.71%、1.86%~5.65%;而P4处理较P2处理提高水稻季干物质积累量、花后茎叶干物质转运量和水稻产量,但降低了油菜季干物质积累量和油–稻两季的吸磷量,其周年产量增加4.47%~14.88%,但周年干物质量和吸磷量分别降低3.03%~10.07%、14.27%~22.76%。在磷肥利用方面,P3、P4较P2周年磷肥吸收利用率分别增加92.70%、51.72%。秸秆还田提高油菜–水稻周年的产量、干物质积累量、吸磷量。【结论】油菜–水稻轮作体系下,将全年磷肥用量降低至P_(5)O_(2)120 kg/hm^(2)且全部施在油菜上,不仅满足油菜对磷肥的需求,而且水稻对油菜秸秆还田带来的磷素营养的吸收利用显著高于磷肥,进而显著促进了油菜–水稻体系的周年磷素吸收和利用,提高干物质积累和转运,实现轮作体系的高产高效。相反,仅在水稻季施磷肥,无论是否水稻秸秆还田,都难以满足油菜的磷素营养,降低轮作体系的周年产量和磷肥效率。因此,在油–稻轮作体系,采用油菜季施磷120 kg/hm^(2),配合秸秆还田是实现减磷并稳产高效的组合技术。

关键词：油菜–水稻轮作秸秆还田施磷方式干物质积累磷素利用效率产量