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旱地化肥分层和深施对春小麦水肥利用及产量的影响

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中国农业科学 2022年第17期55卷 3289-3302页

作者：侯慧芝张绪成尹嘉德方彦杰王红丽于显枫马一凡张国平雷康宁甘肃省农业科学院旱地农业研究所/甘肃省旱作区水资源高效利用重点实验室

【目的】为优化西北旱作区春小麦施肥量及施肥方式，提高小麦产量和水分利用效率。【方法】于2018—2020年开展大田试验，以陇春35号为供试品种，设4个处理，分别为氮肥常量浅施(PM)、氮肥减量浅施(PM-N)、氮肥减量深施(PMD)和氮肥减量... 详细信息

【目的】为优化西北旱作区春小麦施肥量及施肥方式，提高小麦产量和水分利用效率。【方法】于2018—2020年开展大田试验，以陇春35号为供试品种，设4个处理，分别为氮肥常量浅施(PM)、氮肥减量浅施(PM-N)、氮肥减量深施(PMD)和氮肥减量分层施肥(PMA)，测定春小麦不同生育期0—300 cm土层土壤含水量、生物量、叶片叶绿素含量(SPAD)、冠层温度、叶面积指数、产量等指标，计算土壤贮水量、阶段耗水量、水分利用效率、植株氮素累积量和氮肥偏生产力等，从土壤水分-冠层发育-产量角度揭示化肥分层和深施对土壤水肥利用和产量的影响。【结果】PMA和PMD处理显著调节春小麦生育期耗水进程。苗期到拔节期，PMA和PMD处理在0—300 cm的耗水量较PM处理分别提高11.8—20.4 mm和15.1—25.4 mm，较PM-N处理分别提高10.7—14.6 mm和9.3—20.0 mm；抽穗到灌浆期，较PM处理分别提高15.1—39.8 mm和16.5—26.5 mm，较PM-N处理分别提高18.1—48.7 mm和19.5—35.4 mm。PMA和PMD处理在春小麦生育期的叶片SPAD值、叶面积指数、生物量分别较PM处理平均提高7.2%和4.2%、23.0%和19.4%、34.6%和17.8%，较PM-N处理平均提高7.6%和5.4%、17.7%和10.8%、38.5%和23.4%;PMA处理拔节后和PMD处理抽穗后的冠层温度分别较PM处理降低8.5%和4.5%，较PM-N处理降低8.6%和4.8%。PMA和PMD处理穗粒数较PM处理平均提高4.3%和4.0%，较PM-N处理平均提高4.8%和4.2%；公顷穗数较PM处理平均提高10.1%和6.2%，较PM-N处理平均提高11.0%和7.8%。PMA和PMD处理的产量、WUE、植株氮素累积量、氮肥偏生产力较PM处理分别提高10.5%和5.1%、11.8%和6.2%、48.0%和35.7%、38.2%和31.3%，较PM-N处理分别提高15.7%和10.0%、14.1%和8.0%、51.8%和40.4%、15.7%和10.0%。PMA处理较PMD处理增产5.2%,WUE和氮肥偏生产力分别提高4.8%和5.2%。PM-N处理的氮肥偏生产力较PM处理提高21.0%(P高效利用，可在西北黄土高原旱作春小麦生产中推广应用。

关键词：西北旱地春小麦氮肥减量深施氮肥减量分层施肥水分利用效率氮肥偏生产力

半干旱区氮肥运筹对全膜双垄沟播玉米水肥利用和产量的影响

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应用生态学报 2020年第2期31卷 449-458页

作者：王红丽张绪成于显枫侯慧芝方彦杰马一凡甘肃省农业科学院旱地农业研究所/甘肃省旱作区水资源高效利用重点实验室

施肥方式不当是半干旱区全膜双垄沟播玉米水肥利用率低的主要原因之一,研究氮肥减量后移和有机肥替代对玉米水肥利用效率和产量的影响,可为该区玉米水肥高效管理提供理论依据。依托4年大田定位试验,设置3个处理,即肥料全部基施(CK)、减... 详细信息

施肥方式不当是半干旱区全膜双垄沟播玉米水肥利用率低的主要原因之一,研究氮肥减量后移和有机肥替代对玉米水肥利用效率和产量的影响,可为该区玉米水肥高效管理提供理论依据。依托4年大田定位试验,设置3个处理,即肥料全部基施(CK)、减氮15%且在抽雄期追施(RN)、30%的化肥以有机肥替代且在抽雄期追施(RNM),研究不同施肥模式对玉米耗水特性、生长发育和水肥利用效率的影响。结果表明:施肥方式对玉米水肥利用效率和产量有显著调控作用,并与降雨年型密切相关。欠水年和平水年,RN花前耗水量较CK降低16.1%~18.8%,花后耗水量提高18.0%~22.2%;RNM花前、花后耗水量均与CK差异不显著。丰水年,RN和RNM花前耗水量分别较CK降低16.7%和6.3%,花后耗水量分别增加11.4%和29.7%。与CK相比,RN显著提高了追肥后玉米叶片叶绿素相对含量(SPAD值),花后生物量增加15.6%~44.9%,穗长、穗粒数、穗粒重和百粒重显著提高,产量增加9.8%~17.0%,水分利用效率(WUE)提高6.3%~21.4%,肥料偏生产力(PEPT)、氮素偏生产力(PEPTN)、磷素偏生产力(PEPTP)和钾素偏生产力(PEPTK)均显著提高。综上,RN能显著提高不同降水年型下玉米花后耗水量和SPAD值,增加花后生物量,优化穗部性状,使产量、水肥利用效率显著提高,为半干旱区全膜双垄沟播玉米水肥高效利用的有效肥料管理模式。

关键词：半干旱区氮肥减量后移有机肥替代水肥利用效率产量

半干旱区立式深旋耕和有机无机肥配施对饲用玉米水分利用效率和产量的影响

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应用生态学报 2021年第4期32卷 1327-1336页

作者：方彦杰张绪成于显枫侯慧芝王红丽马一凡张国平雷康宁尹嘉德甘肃省农业科学院旱地农业研究所/甘肃省旱作区水资源高效利用重点实验室兰州730070

合理的耕作和施肥管理措施是提高黄土高原半干旱区饲用玉米产量和水分利用效率的关键。本研究于2017—2019年在甘肃省农业科学院定西试验站开展大田试验,设置了传统旋耕+有机无机肥配施(TOF)、深旋耕+有机无机肥配施(DOF)和立式深旋耕+... 详细信息

合理的耕作和施肥管理措施是提高黄土高原半干旱区饲用玉米产量和水分利用效率的关键。本研究于2017—2019年在甘肃省农业科学院定西试验站开展大田试验,设置了传统旋耕+有机无机肥配施(TOF)、深旋耕+有机无机肥配施(DOF)和立式深旋耕+有机无机肥配施(VROF)3个处理,并以传统旋耕+单施无机肥(TF)为对照,测定了饲用玉米干物质量、土壤含水量、产量,计算了土壤耗水量、水分利用效率和经济效益等指标,探究不同处理对饲用玉米产量、水分利用效率和经济效益的影响。结果表明:与其他处理相比,VROF花期0~300 cm土层土壤贮水量降低了16.9~79.9 mm,干旱年份花前耗水量增加了9.7~22.4 mm、花后耗水量增加了11.0~19.8 mm,总土壤耗水量提高了8.6%~12.4%;立式深旋耕+有机无机肥配施能够促进饲用玉米生育期耗水,使得成熟期干物质量增加3.9%~13.4%,株高、穗长、穗粒数、百粒重和双穗率也明显增加,秃顶长显著降低,籽粒产量增加4.3%~51.5%、生物产量增加4.3%~25.7%,籽粒和生物量水分利用效率分别提高2.7%~36.9%和3.6%~13.5%,单位总产值增加5.1%~32.9%、纯收益提高6.9%~80.5%。可知,立式深旋耕结合有机无机肥配施能够调控饲用玉米生育期耗水,使饲用玉米干物质积累、株高、百粒重等农艺和经济性状指标明显增加,显著提升产量和水分利用效率,并提高总产值和纯收益,是适宜于西北黄土高原半干旱区饲用玉米种植的抗旱增产增效技术。

关键词：立式深旋耕作有机无机配施产量水分利用效率饲用玉米

控释尿素和普通尿素配施对旱地玉米产量和水氮利用效率的影响

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中国农业科技导报 2022年第6期24卷 156-165页

作者：党翼张建军赵刚樊廷录王磊李尚中周刚甘肃省农业科学院旱地农业研究所甘肃省旱作区水资源高效利用重点实验室兰州730070

为研究控释尿素与普通尿素配施对旱地玉米生长发育、水氮利用效率及产量性状的影响,以先玉335为试验材料,设置不施氮(CK1)、全施普通尿素(CK2)、全施控释尿素(CK3)和普通尿素与控释尿素按照7∶3(T1)、5∶5(T2)、3∶7(T3)比例配施,分析... 详细信息

为研究控释尿素与普通尿素配施对旱地玉米生长发育、水氮利用效率及产量性状的影响,以先玉335为试验材料,设置不施氮(CK1)、全施普通尿素(CK2)、全施控释尿素(CK3)和普通尿素与控释尿素按照7∶3(T1)、5∶5(T2)、3∶7(T3)比例配施,分析不同处理玉米叶片SPAD值、干物质积累、阶段耗水量、水氮利用效率及产量性状变化。结果表明,T3处理的SPAD值和全生育期干物质积累量较高,均衡了玉米生育期耗水进程,通过协调全生育期氮素养分的均衡供应达到以水促肥的效果,氮肥利用率为38.8%;同时,T3处理的旱地玉米产量和水分利用效率较高,分别为13354.5 kg·hm^(-2)和33.60 kg·hm^(-2)·mm^(-1),较其他施氮处理增加14.6%~30.1%和6.8%~15.4%;分析各产量构成因素表明,T3处理的穗粒数和百粒重显著提高,分别为642.2粒和30.8 g,较其他施氮处理增加2.0%~6.0%和3.9%~12.0%。由此表明,70%控释尿素+30%普通尿素配施更有利于促进春玉米生长发育,实现高产和水氮高效利用。

关键词：控释氮肥和尿素配比产量水肥利用效率生长发育指标

全膜微垄沟穴播对春小麦土壤水热环境的影响及其光合和产量效应

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应用生态学报 2020年第9期31卷 3005-3014页

作者：侯慧芝张绪成尹嘉德方彦杰王红丽马一凡张国平雷康宁甘肃省农业科学院旱地农业研究所/甘肃省旱作区水资源高效利用重点实验室兰州730070

减弱春季寒旱生境限制是提高甘肃中东部旱地春小麦产量的关键要素之一。本研究于2016—2018年在甘肃中部半干旱旱作区开展大田试验,以‘陇春35号’为供试品种,设置全膜微垄沟穴播(PRF)、全膜覆土穴播(PMS)和露地穴播(CK)3个处理,测定春... 详细信息

减弱春季寒旱生境限制是提高甘肃中东部旱地春小麦产量的关键要素之一。本研究于2016—2018年在甘肃中部半干旱旱作区开展大田试验,以‘陇春35号’为供试品种,设置全膜微垄沟穴播(PRF)、全膜覆土穴播(PMS)和露地穴播(CK)3个处理,测定春小麦不同生育期0~300 cm土层的土壤含水量、0~25 cm土壤温度、叶片生物量、叶片叶绿素(SPAD)、光合速率、蒸腾速率和作物产量,从土壤水热-冠层发育-产量角度揭示PRF处理对土壤水热环境、水分利用效率(WUE)和产量的影响。结果表明:与CK相比,PRF和PMS处理0~25 cm土层的土壤温度在苗期分别提高2.8和2.5℃,灌浆-成熟期分别降低1.4和0.9℃;0~300 cm土壤贮水量在播前-苗期分别增加59.7和41.8 mm;0~300 cm耗水量在苗期-灌浆期分别提高46.1和39.8 mm。与PMS处理相比,PRF处理的小麦苗期温度提高0.3℃,灌浆-成熟期降低0.5℃;播前-苗期0~300 cm土壤贮水量增加18.0 mm,拔节-成熟期耗水量提高13.0 mm。基于对土壤水热条件的优化,PRF和PMS处理的叶片生物量、SPAD值、苗期-灌浆期叶片净光合速率、蒸腾速率均显著高于CK,且PRF处理均显著高于PMS处理。PRF处理比PMS处理和CK分别增产9.1%和36.5%,WUE分别提高5.9%和30.8%。因此,PRF处理能提高苗期地温,降低灌浆-成熟期地温,促进春小麦苗期-灌浆期的耗水,提高了春小麦叶片SPAD值和生物量,增强春小麦苗期-灌浆期旗叶的光合功能,从而实现增产和水分高效利用,而且这一优势在欠水年份(2016和2017年)更加明显。

关键词：甘肃中部旱地全膜微垄沟播春小麦抗旱耐寒

半干旱区周年全膜覆盖对玉米田土壤冻融特性和水热分布的影响

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应用生态学报 2020年第4期31卷 1146-1154页

作者：王红丽张绪成于显枫侯慧芝方彦杰马一凡甘肃省农业科学院旱地农业研究所/甘肃省旱作区水资源高效利用重点实验室兰州730070

依托3年大田定位试验(2015-2017),设置周年全膜覆盖(PM)和裸地(CK)2个处理,分析半干旱冷凉区土壤温湿度梯度和水热运动的关系。结果表明:PM和CK冻融过程均为单向冻结、双向融通。与CK相比,PM冻结期滞后,冻结速率减慢,冻结深度浅20 cm,... 详细信息

依托3年大田定位试验(2015-2017),设置周年全膜覆盖(PM)和裸地(CK)2个处理,分析半干旱冷凉区土壤温湿度梯度和水热运动的关系。结果表明:PM和CK冻融过程均为单向冻结、双向融通。与CK相比,PM冻结期滞后,冻结速率减慢,冻结深度浅20 cm,但融化速率加快,融化期缩短6~7 d。冻结期PM和CK土壤温度梯度均为正值,热量向上层土壤传导,但PM传导强度大于CK;融化期PM温度梯度为正值,热量向上层传导,而CK则相反。土壤水分运移表现为:PM在整个冻结期向上运动,CK则表现为"向下-向上-向下"的运动方式;融化期PM水分向上层运移,而CK融化初期向上层运移,融化中后期则向下层运移。在冻结期PM和CK的土壤温度梯度与湿度梯度均呈正相关,但PM相关性大于CK,融化期PM土壤温度梯度与湿度梯度间呈正相关,土壤热量、水分同时向上层运动,CK呈负相关,土壤热量、水分同时向下层运动。在土壤温、湿度梯度驱动下,融通-播前PM 0~10、10~20和20~30 cm土壤温度分别较CK平均提高1.13~1.34、0.96~1.24和0.89~1.32℃,土壤含水量分别平均提高3.4%~5.6%、1.4%~2.2%和6.7%~7.8%。可见,PM可为半干旱冷凉区越冬作物返青和春播作物播种、出苗和保苗提供水热保障。

关键词：周年全膜覆盖土壤冻融特性水热分布土壤温度梯度土壤湿度梯度

不同熟期大豆品种与青贮玉米带状复合种植对饲草产量及蛋白含量的影响

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饲料研究 2023年第11期46卷 99-105页

作者：张晓艳陈光荣王立明杨如萍张国宏董博甘肃省农业科学院旱地农业研究所、甘肃省旱作区水资源高效利用重点实验室甘肃兰州730070

试验旨在研究不同熟期大豆品种与青贮玉米带状复合种植对饲草产量及蛋白含量的影响。试验在陇东旱作区镇原、陇中灌区皋兰和河西灌区黄羊进行,以大豆中黄30 (SSZ组)、陇黄3号(SSL组)、汾豆93(SSF组)和青贮玉米(SMB组)单作为对照,设置中... 详细信息

试验旨在研究不同熟期大豆品种与青贮玉米带状复合种植对饲草产量及蛋白含量的影响。试验在陇东旱作区镇原、陇中灌区皋兰和河西灌区黄羊进行,以大豆中黄30 (SSZ组)、陇黄3号(SSL组)、汾豆93(SSF组)和青贮玉米(SMB组)单作为对照,设置中黄30-青贮玉米(IPZ组)、陇黄3号-青贮玉米(IPL组)和汾豆93-青贮玉米(IPF组) 3个带状复合种植系统,研究不同系统鲜干草产量及粗蛋白含量在不同生态点的变化特点。结果发现,与单作相比,复合种植系统下各大豆品种开花期延迟6 d左右,导致营养生长期相对延长;饲草刈割时,中黄30处于鼓粒满期至初熟期,陇黄3号处于鼓粒初期至鼓粒满期,汾豆93处于盛荚期至鼓粒初期。灌区皋兰、黄羊大豆-玉米复合种植鲜干产草量与玉米单作相近,不同熟期大豆品种在复合种植模式下鲜干草产量具有明显差异。与玉米单作相比,各生态区点玉米-大豆复合饲草粗蛋白含量均显著提高(P区皋兰、黄羊大豆-玉米复合饲草蛋白产量显著高于玉米单作(P区优质饲料生产模式。

关键词：青贮玉米大豆复合种植饲草产量粗蛋白

控释尿素掺混比例对旱地玉米产量、无机氮含量及氮肥利用率的影响

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植物营养与肥料学报 2023年第6期29卷 1025-1036页

作者：张建军党翼赵刚王磊周刚李尚中樊廷录王淑英甘肃省农业科学院旱地农业研究所/甘肃省旱作区水资源高效利用重点实验室/农业农村部西北旱地作物绿色低碳重点实验室/部省共建农业农村部旱地作物抗逆增产及雨水高效利用重点实验室甘肃兰州730070

【目的】控释尿素一次性轻简化施肥技术应用于陇东旱塬区春玉米生产增产效果显著。本研究从控释尿素与普通尿素掺混施用对玉米产量、土壤无机氮含量、酶活性及氮肥利用率的影响角度,研究其增产机理。【方法】2020—2021年连续两年在陇... 详细信息

【目的】控释尿素一次性轻简化施肥技术应用于陇东旱塬区春玉米生产增产效果显著。本研究从控释尿素与普通尿素掺混施用对玉米产量、土壤无机氮含量、酶活性及氮肥利用率的影响角度,研究其增产机理。【方法】2020—2021年连续两年在陇东旱塬的庆阳市镇原县梧桐村,以‘先玉335’为供试品种开展了玉米田间试验。在施N 225 kg/hm^(2)的前提下,设置5个控释尿素与普通尿素的掺混比例:100%普通尿素(N0:10)、100%控释尿素(N10:0)、30%控释尿素+70%普通尿素(N3:7)、50%控释尿素+50%普通尿素(N5:5)、70%控释尿素+30%普通尿素(N7:3),以不施氮处理(N0)为对照。调查了玉米产量,0—40 cm土层土壤无机氮含量、酶活性,计算了氮肥利用率和籽粒品质。【结果】控释尿素与普通尿素掺混显著增加了玉米穗粒数和百粒重,提高了玉米产量,以N7:3处理两年平均产量最高(16618 kg/hm^(2)),较N0:10、N10:0和N0处理分别增产20.1%、13.6%和55.6%;纯收益和产投比较N0:10处理分别增加了0.71万元/hm^(2)和16.3%,较N10:0处理分别增加了0.55万元/hm^(2)和15.2%。N3:7、N5:5、N7:3比N0:10和N10:0处理显著降低了0—40 cm土层NO_(3)^(-)-N含量,比N0处理显著提高了0—20 cm土层土壤NO_(3)^(-)-N和NH_(4)^(+)-N含量,明显阻隔了NO_(3)^(-)-N向深层淋失。N3:7、N5:5、N7:3比N0:10、N10:0和N0处理降低了秸秆氮积累量,并相应提高了籽粒氮积累量,以N7:3处理效果最显著。随控释尿素掺混比例增加,土壤硝酸还原酶和脲酶活性呈增加趋势,而过氧化氢酶、蔗糖酶、亚硝酸还原酶活性呈下降趋势。与N0:10相比,N10:0、N3:7、N5:5和N7:3均显著提高了氮肥偏生产力、氮肥农学效率、氮肥利用率和肥料贡献率,以N7:3处理的氮肥利用率最高,2年平均为39.3%,较N0:10和N10:0处理平均分别提高33.1%和21.9%。N7:3处理玉米籽粒中赖氨酸含量显著高于其他处理,蛋白质含量也较N0:10、N10:0和N0处理分别提高3.1%、4.0%和5.6%,改善玉米籽粒品质的效果显著。【结论】控释尿素与普通尿素按7∶3掺混基施,可保持玉米整个生育期0—20 cm土层较高的硝态氮含量,减少硝态氮向20—40 cm土层淋失,因此,可显著提高玉米产量、品质、氮肥利用效率和生产效益,是陇东旱塬区适宜的氮素运筹措施。

关键词：控释尿素与普通尿素掺混比例春玉米产量品质硝态氮淋溶氮肥利用率纯收益

不同带状复合种植模式对大豆玉米农艺性状及产量的影响

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甘肃农业大学学报 2024年

作者：李美霞陈骋汪健王立明杨如萍董博陈光荣常磊甘肃省旱作区水资源高效利用重点实验室/甘肃省农业科学院旱地农业研究所甘肃农业大学农学院

【目的】研究大豆玉米不同间作行比对大豆玉米农艺性状、产量及其产量构成因素的影响，为大豆-玉米带状复合种植模式提供理论依据，筛选出适宜河西灌区生长的大豆玉米带状复合种植模式。【方法】设玉米单作（M）、大豆单作（S）、大豆... 详细信息

【目的】研究大豆玉米不同间作行比对大豆玉米农艺性状、产量及其产量构成因素的影响，为大豆-玉米带状复合种植模式提供理论依据，筛选出适宜河西灌区生长的大豆玉米带状复合种植模式。【方法】设玉米单作（M）、大豆单作（S）、大豆玉米带状复合种植行比2：2（S2M2）、2：3（S2M3）、2：4（S2M4）、3：2（S3M2）、3：3（S3M3）、3：4（S3M4）、4：2（S4M2）、4：3（S4M3）、4：4（S4M4）等11个处理。【结果】与单作相比，大豆在鼓粒期S4M2和S4M4处理随着出苗天数的增加株高显著低于单作，相比于单作分别降低11.81%和9.33%。在分枝期时，S4M2处理大豆茎粗与单作相比增加28.26%，表现差异显著。玉米干物质积累在吐丝期S4M4处理较单作增加20.59%。大豆在开花结荚期S4M2处理干物质积累较单作增加7.34%，而在鼓粒期S4M2和S4M4处理干物质积累较单作分别减少12.76%和6.61%。大豆在分枝期和结荚期叶绿素含量S4M2处理较单作分别增加11.60%和7.34%。相比于单作，间作玉米平均产量较单作减产14.81%，间作大豆平均产量较单作减产43.99%。其中，S4M2和S4M4处理间作玉米产量显著高于其他各处理，且LER 较高，相比与其他处理表现差异显著。【结论】综合来看，大豆玉米S4M2和S4M4的间作方式能有效降低玉米对大豆荫蔽的影响，能够实现间作下玉米和大豆的协同生长，促进干物质积累与分配、提高系统产量和土地当量比。

关键词：玉米大豆带状复合种植农艺性状产量