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微喷补灌对麦田土壤物理性状及冬小麦耗水和产量的影响

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作物学报 2019年第6期45卷 879-892页

作者：何昕楠林祥谷淑波王东山东农业大学/作物生物学国家重点实验室/农业部作物生理生态与耕作重点实验室

黄淮海麦区水资源短缺,探明畦灌和微喷补灌对麦田土壤物理性状及冬小麦耗水特性、产量和水分利用效率调节的差异,可为该地区冬小麦节水高产栽培提供理论和技术支持。2016-2018年冬小麦生长季,设置畦灌和微喷补灌两处理,研究其对麦田0~40... 详细信息

黄淮海麦区水资源短缺,探明畦灌和微喷补灌对麦田土壤物理性状及冬小麦耗水特性、产量和水分利用效率调节的差异,可为该地区冬小麦节水高产栽培提供理论和技术支持。2016-2018年冬小麦生长季,设置畦灌和微喷补灌两处理,研究其对麦田0~40 cm土层土壤容重、总孔隙度、毛管孔隙度、田间持水率,及冬小麦各生育阶段棵间蒸发量、蒸腾量、籽粒产量和水分利用效率的影响。结果表明微喷补灌处理与畦灌处理相比,0~20 cm土层土壤容重降低,总孔隙度、毛管孔隙度和田间持水率增加;冬小麦返青后春季分蘖明显减少,返青至拔节期的棵间蒸发量和蒸腾量及全生育期总耗水量均显著减少;籽粒产量无明显变化,但水分利用效率显著提高,说明微喷补灌可以改善麦田土壤物理性状,优化冬小麦群体结构,通过减少棵间蒸发和植株无效蒸腾降低麦田耗水量,从而在维持高产水平的同时提高水分利用效率。

关键词：冬小麦微喷补灌畦灌土壤物理性状籽粒产量水分利用效率

播种方式与种植密度互作对大穗型小麦品种产量和氮素利用率的调控效应

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作物学报 2020年第3期46卷 423-431页

作者：郑飞娜初金鹏张秀费立伟代兴龙贺明荣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

为探明实现冬小麦进一步增产增效的调控途径,于2015—2016年和2016—2017年连续两个生长季,选用大穗型品种泰农18,设置2种播种方式(宽幅播种和常规条播)和7个种植密度(130×104、200×104、270×104、340×104、410×104、480×104和550... 详细信息

为探明实现冬小麦进一步增产增效的调控途径,于2015—2016年和2016—2017年连续两个生长季,选用大穗型品种泰农18,设置2种播种方式(宽幅播种和常规条播)和7个种植密度(130×104、200×104、270×104、340×104、410×104、480×104和550×104株hm–2),研究了播种方式与种植密度互作对大穗型小麦品种产量和氮素利用率的调控效应。结果表明,与常规条播相比,宽幅播种配合增密能够有效缓解单位面积穗数增加与单穗粒重降低、氮素吸收效率提高与氮素内在利用效率下降之间的矛盾,通过增加单位面积穗数和氮素吸收效率协同提高籽粒产量和氮素利用率。宽幅播种条件下获得最高产量和氮素利用率的密度为410×104株hm–2,显著高于常规条播条件下的最优密度(340×104株hm–2),且其增产增效幅度亦显著高于常规条播。综上所述,宽幅播种配合合理密植具有进一步协同提高大穗型小麦品种产量和氮素利用率的潜力。在本试验条件下,宽幅播种(苗带宽8~10 cm)与410×104株hm–2密度相匹配是大穗型小麦品种泰农18获得更高产高效的最优组合。

关键词：宽幅播种种植密度互作效应产量氮素利用率

不同底墒条件下补灌对冬小麦耗水特性、产量和水分利用效率的影响

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作物学报 2017年第9期43卷 1357-1369页

作者：林祥王东山东农业大学/作物生物学国家重点实验室/农业部作物生理生态与耕作重点实验室山东泰安271018

我国黄淮平原水资源紧缺,而且年际间降水量及其时间分布存在较大差异,探明不同底墒条件下补充灌溉对冬小麦产量和水分利用效率的调节效应及其生理基础,可为该地区冬小麦节水高产栽培提供理论和技术支持。2013—2014和2014—2015年冬小... 详细信息

我国黄淮平原水资源紧缺,而且年际间降水量及其时间分布存在较大差异,探明不同底墒条件下补充灌溉对冬小麦产量和水分利用效率的调节效应及其生理基础,可为该地区冬小麦节水高产栽培提供理论和技术支持。2013—2014和2014—2015年冬小麦生长季,在播种期0~100 cm土层土壤贮水量分别为201.5(A)、266.3(B)和317.0mm(C)3种底墒条件下,各设置4个补灌水处理,包括不灌水、拔节期+开花期补灌、越冬期+拔节期+开花期补灌、播种期+拔节期+开花期补灌,研究不同处理冬小麦耗水特性、旗叶光合、干物质积累与分配、产量及水分利用效率的差异。结果表明,冬小麦生育期总耗水量和土壤水消耗量均随播种期底墒的提高而增加。在底墒A和B条件下,冬小麦主要消耗降水和灌溉水。提高播种期补灌水平或于越冬期补灌,冬小麦在底墒A条件下对土壤水的消耗量显著增加,在底墒B条件下对土壤水的消耗量显著减少。在底墒C条件下,冬小麦耗水以土壤水为主,其次为降水,再次为灌溉水;播种期或越冬期补灌显著增加生育期总耗水量,对土壤水消耗量则无显著影响。于播种期、拔节期和开花期补灌,冬小麦在底墒A条件下可获得较高的籽粒产量,但水分利用效率较低;在底墒B条件下籽粒产量和水分利用效率均较高;在底墒C条件下,仅于拔节期和开花期补灌即可获得高产和高水分利用效率,播种期和越冬期无需补灌。综上所述,播前底墒是实施冬小麦合理补灌的重要依据。

关键词：底墒补灌耗水特性干物质积累与分配籽粒产量

拔节期补灌对两种土壤质地上冬小麦旗叶衰老特性和籽粒产量的影响

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作物学报 2016年第12期42卷 1834-1843页

作者：宋兆云赵阳王东谷淑波山东农业大学/作物生物学国家重点实验室/农业部作物生理生态与耕作重点实验室山东泰安271018

为明确不同质地土壤条件下,拔节期补灌对冬小麦旗叶衰老特性、光合速率、籽粒产量和水分利用效率的影响,2013—2014和2014—2015冬小麦生长季,在粉壤土和沙壤土地块进行补灌试验,以全生育期不灌水处理（D0）为对照,设4个灌水处理,分别... 详细信息

为明确不同质地土壤条件下,拔节期补灌对冬小麦旗叶衰老特性、光合速率、籽粒产量和水分利用效率的影响,2013—2014和2014—2015冬小麦生长季,在粉壤土和沙壤土地块进行补灌试验,以全生育期不灌水处理（D0）为对照,设4个灌水处理,分别是拔节期目标湿润层为0-10（D1）、0-20（D2）、0-30（D3）和0-40 cm（D4）,目标相对含水量均为100%,4个灌水处理开花期补灌水量均以0-20 cm土层相对含水量达100%为目标。结果显示,随目标湿润层深度增加,两种质地土壤地块小麦拔节期补灌水量均明显增加,开花期补灌水量变化较小。随拔节期灌水量的增大,开花后小麦旗叶可溶性蛋白含量、超氧化物歧化酶活性、过氧化氢酶活性、旗叶光合速率均呈升高趋势,丙二醛含量呈下降趋势;粉壤土条件下D3与D4无显著差异,沙壤土条件下D2、D3和D4处理间无显著差异。随着拔节期目标湿润层深度的增加,两种土壤质地的麦田耗水量和籽粒产量均呈增加趋势,D4与D3处理间籽粒产量无显著差异;而水分利用效率则呈先升后降趋势,D4显著低于D3或D2处理。在本试验条件下,根据某一深度土层土壤饱和水亏缺量进行补灌,无论是粉壤土还是沙壤土,拔节期均以补灌至0-30 cm土层相对含水量达100%为最佳,有利于延缓旗叶衰老,提高光合速率,并可获得较高的籽粒产量和水分利用效率。

关键词：冬小麦土壤质地补灌旗叶籽粒产量水分利用效率

灌溉对小麦分蘖发生和不同茎蘖光合同化物生产分配及成穗的影响

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作物学报 2023年第6期49卷 1653-1667页

作者：冯连杰于振文张永丽石玉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

依据土壤墒情适量灌溉可增加小麦穗数,实现节水高产,但该灌溉条件下分蘖发生和成穗的生理机制尚不明确。本试验于2019-2020和2020-2021两个小麦生长季,以中穗型品种济麦22和大穗型品种山农23为试验材料,设置全生育期不灌溉、节水灌溉和... 详细信息

依据土壤墒情适量灌溉可增加小麦穗数,实现节水高产,但该灌溉条件下分蘖发生和成穗的生理机制尚不明确。本试验于2019-2020和2020-2021两个小麦生长季,以中穗型品种济麦22和大穗型品种山农23为试验材料,设置全生育期不灌溉、节水灌溉和充分灌溉3个处理,研究了不同穗型小麦分蘖发生和成穗规律。结果表明, 2个品种节水灌溉处理的分蘖节面积和反式玉米素含量、越冬期和返青期主茎最上部展开叶光合参数均高于不灌溉处理,促进了Ⅱ、Ⅲ、IP、Ⅳ和其余蘖发生,济麦22和山农23单株总茎蘖数比不灌溉处理越冬期两年度平均增加1.01个和0.75个,拔节期分别增加0.71个和0.56个。节水灌溉处理下2个品种拔节期各茎蘖最上部展开叶光合参数、干物质重和13C同化物分配量均高于不灌溉处理,促进了分蘖成穗,济麦22和山农23的单株成穗数比不灌溉处理两年度平均增加0.36和0.41个,籽粒产量增加35.00%和44.27%,水分利用效率增加9.23%和8.55%。增加灌水至充分灌溉处理, 2个品种越冬期和拔节期单株总茎蘖数较节水灌溉处理增加,但单株成穗数、公顷穗数和籽粒产量无显著变化,水分利用效率降低。品种间比较,各灌溉处理下济麦22的单株总茎蘖数和单株成穗数均高于山农23,亦归因于济麦22较高的分蘖节面积和反式玉米素含量、各茎蘖较高的光合能力。相关性分析表明, 2个品种单株总茎蘖数、单株成穗数、公顷穗数和籽粒产量与分蘖节总面积和反式玉米素含量、主茎最上部展开叶净光合速率呈正相关,与生长素和脱落酸含量呈负相关。说明节水灌溉通过适当增加分蘖节面积和激素含量、提高各茎蘖光合同化物生产和分配能力,促进了分蘖发生和成穗,获得较高的籽粒产量和水分利用效率。

关键词：灌溉不同穗型小麦分蘖发生同化物生产分配成穗

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不同耕作模式下麦田土壤温室气体排放和小麦产量

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植物营养与肥料学报 2023年第1期29卷 8-17页

作者：陈甜于振文石玉张永丽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

【目的】研究不同耕作模式对麦田土壤温室气体排放和小麦产量的影响,以期为实现小麦生产中固碳减排、绿色高产提供参考。【方法】供试小麦品种为‘济麦22’。本研究基于2007年的耕作模式田间定位试验,于2020—2021年小麦生长季选择4种... 详细信息

【目的】研究不同耕作模式对麦田土壤温室气体排放和小麦产量的影响,以期为实现小麦生产中固碳减排、绿色高产提供参考。【方法】供试小麦品种为‘济麦22’。本研究基于2007年的耕作模式田间定位试验,于2020—2021年小麦生长季选择4种耕作模式,即常年翻耕(P)、常年旋耕(R)、常年少免耕(S)和隔两年深松+少免耕(SS)。采集0—45 cm土层土壤样品,测定不同耕作模式下直径>0.25 mm的土壤团聚体、土壤有机碳和土壤微生物量碳含量,利用静态暗箱—气相色谱法测定温室气体排放通量,成熟期测定籽粒产量及产量构成因素。【结果】SS处理0—15 cm土层直径>0.25 mm的土壤团聚体含量与S处理无显著差异,显著高于P和R处理,15—45 cm土层显著高于其他处理;0—45 cm土层土壤有机碳含量和土壤微生物量碳含量最高;小麦生长季温室气体全球变暖潜力SS处理较S处理增加了7.9%,较P和R处理分别降低了12.2%和7.3%;SS处理温室气体排放强度较P、R和S处理分别减少了28.6%、28.6%和16.7%。在成熟期,SS处理的千粒重较P、R和S处理分别提高了4.7%、8.7%和9.6%,籽粒产量较P、R和S处理分别增加了7.1%、14.2%和19.4%。【结论】隔两年深松+少免耕(SS)处理增加了0—45 cm土层直径>0.25 mm的土壤团聚体含量,提高了土壤有机碳和微生物量碳含量,降低了温室气体排放强度,并获得小麦高产。综上所述,隔两年深松+少免耕(SS)处理是兼顾产量和环境效益的最佳耕作模式。

关键词：小麦耕作模式温室气体排放产量

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

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应用生态学报 2021年第1期32卷 163-174页

作者：张秀朱文美董述鑫初金鹏费立伟郑飞娜代兴龙贺明荣山东农业大学农学院山东泰安271018 作物生物学国家重点实验室山东泰安271018 农业部作物生理生态与耕作重点实验室山东泰安271018

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135×10^(4)、27... 详细信息

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135×10^(4)、270×10^(4)、405×10^(4)、540×10^(4)株·hm^(-2),山农22选用90×10^(4)、180×10^(4)、270×10^(4)、360×10^(4)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405×10^(4)株·hm^(-2)、山农22种植密度为270×10^(4)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。

关键词：冬小麦种植密度灌水量总耗水量产量水分利用效率

套作及秸秆还田对西兰花连作田土壤团聚体分布的影响

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农业工程学报 2016年第S2期32卷 85-93页

作者：杨燕张学鹏宁堂原刘振孙晓涵贺贞昆李增嘉山东农业大学农学院/作物生物学国家重点实验室/农业部作物水分生理与抗旱种质改良作物重点实验室/山东省作物生物学重点实验室泰安271018 中国农业大学农学院/循环农业发展研究中心北京100193

随着蔬菜的规模化与集约化发展,菜田连作障碍日趋严重,合理间套作与秸秆还田对恢复菜田土壤生态环境有很大的潜力。该文基于6a的田间长期定位试验,以西兰花单作为对照,设置西兰花套作糯玉米且糯玉米秸秆还田-西兰花(B/MR-B)、西兰花套... 详细信息

随着蔬菜的规模化与集约化发展,菜田连作障碍日趋严重,合理间套作与秸秆还田对恢复菜田土壤生态环境有很大的潜力。该文基于6a的田间长期定位试验,以西兰花单作为对照,设置西兰花套作糯玉米且糯玉米秸秆还田-西兰花(B/MR-B)、西兰花套作糯玉米且糯玉米秸秆不还田-西兰花(B/M-B)、西兰花-西兰花(B-B),共3个处理。采用湿筛法探索了套作糯玉米(Zea mays *** Kulesh)并秸秆还田对连作西兰花(Broccoli)田土壤固碳能力以及土壤水稳定性团聚体分布的影响。结果表明:随着土层的增加,不同处理的水稳定团聚体分布呈粒径逐渐减小、分布范围呈逐渐集中趋势。随着生育时期的推进,幼苗期和花球生长期水稳性团聚体多集中于0.25~0.5 mm与B/M-B>B-B。B/MR-B处理的土壤有机碳(SOC)含量显著高于其他处理。多元回归分析表明土壤水稳定性大团聚体与土壤有机碳含量在0~10 cm与10~20 cm土层中呈极显著(P耕作层土壤水稳定性大团聚体的比例,改善连作导致的土壤理化性状的恶化。

关键词：有机碳土壤秸秆土壤水稳定性团聚体连作障碍,套作

不同覆盖处理对冬小麦气体交换参数及水分利用效率的影响

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农业工程学报 2006年第9期22卷 58-63页

作者：侯连涛江晓东韩宾焦念元赵春李增嘉山东农业大学农学院山东省作物生物学重点实验室

为了探索半湿润灌区冬小麦在不同覆盖处理下水分利用的生理生态机制，该文采用秸秆覆盖和起垄覆膜沟内播种（膜垄）两种覆盖种植处理，研究了冬小麦叶片水平气体交换诸参数的日变化和生育期变化，分析了群体水平和产量水平的水分利用效... 详细信息

为了探索半湿润灌区冬小麦在不同覆盖处理下水分利用的生理生态机制，该文采用秸秆覆盖和起垄覆膜沟内播种（膜垄）两种覆盖种植处理，研究了冬小麦叶片水平气体交换诸参数的日变化和生育期变化，分析了群体水平和产量水平的水分利用效率。结果表明：与不覆盖处理相比，在灌浆期秸秆覆盖和膜垄处理能有效提高冬小麦14：00以后的光合速率，膜垄处理能极显著提高冬小麦12：00后叶片水平水分利用效率，秸秆覆盖处理降低了10：00～14：00的蒸腾速率，从而能提高中午的水分利用效率；两种覆盖处理均能提高冬小麦生育后期的叶片水平光合速率及其水分利用效率，但在产量及群体水平水分利用效率上并无优势；膜垄处理通过加大对土壤水分的利用而显著提高产量，秸秆覆盖处理由于群体减小而导致减产。

关键词：半湿润灌区秸秆覆盖膜垄气体交换参数水分利用效率冬小麦