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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

施钙量对花生荚果不同发育时期光合产物分配的影响

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植物营养与肥料学报 2023年第10期29卷 1873-1883页

作者：曹议丹巩玉钱麟君赵亚飞司彤邹晓霞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

【目的】探究施钙对荚果发育过程中光合产物在花生植株各部位分配的影响,以明确钙肥促进花生生长和产量形成的机理。【方法】以‘湘花55号’为供试花生品种进行低钙土壤盆栽试验。CaO施用量设置4个水平:0、75、150和300 kg/hm^(2),分别... 详细信息

【目的】探究施钙对荚果发育过程中光合产物在花生植株各部位分配的影响,以明确钙肥促进花生生长和产量形成的机理。【方法】以‘湘花55号’为供试花生品种进行低钙土壤盆栽试验。CaO施用量设置4个水平:0、75、150和300 kg/hm^(2),分别记为Ca0、Ca75、Ca150、Ca300。在花生荚果幼果期、膨大期、定型期、籽仁充实期,采用^(13)C-Na_(2)CO_(3)和H2SO4溶液(1 mol/L)反应获得^(13)C-CO_(2)(300~350 mg/kg)的方法,对花生光合产物进行^(13)C标记。于花生收获期取样,测定各部位干物质积累量、^(13)C丰度和产量。【结果】施钙量提升花生植株干物质积累的效果显著,与Ca0相比,Ca75处理显著提高根、茎干物质积累量,Ca150处理分别显著提高叶、果针、籽仁、果壳和全株干物质积累量12.43%、33.60%、34.35%、11.91%和14.82%。施钙影响着花生荚果产量、出仁率和饱果率,但不影响双仁果率,荚果产量以Ca150处理最高,较Ca0处理显著提升了10.5%。Ca0、Ca75、Ca300处理下籽仁δ^(13)C丰度在籽仁充实期达到最高,而Ca150处理在荚果膨大期最高。随着荚果期延长,各处理花生整株^(13)C积累量先增后降,在荚果膨大期达到最高,然后降低;Ca150花生整株^(13)C积累量显著高于其他处理。随着生育时期的推进,各施钙处理的^(13)C在花生籽仁中的分配比例均呈增加趋势,在籽仁充实期的分配比例可高达41.0%(Ca0)~48.3%(Ca75)。籽仁^(13)C分配比例随施钙量的增加而增加,中低施钙量(75~150 kg/hm^(2))处理有利于协调根、果针的^(13)C向籽粒转运,而高施钙量(150~300 kg/hm^(2))有利于促进叶、果壳^(13)C向籽粒转运。【结论】适宜施钙量可调控^(13)C在花生植株中的分配和积累,显著提升光合^(13)C向花生籽仁中的分配比例,为产量提升奠定基础。本研究条件下,获得最高生产效益的适宜施钙量为CaO 150 kg/hm^(2)。

关键词：花生施钙量 13C标记荚果发育期干物质分配产量

施氮量对滴灌冬小麦-夏玉米周年产量及氮素利用效率的影响

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植物营养与肥料学报 2022年第7期28卷 1271-1282页

作者：曲文凯徐学欣郝天佳刘帅赵金科孟繁港赵长星山东省旱作农业技术重点实验室/青岛农业大学农学院山东青岛266109

【目的】当前华北平原冬小麦–夏玉米生产中,存在氮肥投入量大、氮肥利用效率低等问题,在滴灌水肥一体化条件下研究施氮量对冬小麦–夏玉米周年产量、氮素利用效率和土壤全氮含量、硝态氮残留的影响,以期为该地区小麦–玉米节肥、高产... 详细信息

【目的】当前华北平原冬小麦–夏玉米生产中,存在氮肥投入量大、氮肥利用效率低等问题,在滴灌水肥一体化条件下研究施氮量对冬小麦–夏玉米周年产量、氮素利用效率和土壤全氮含量、硝态氮残留的影响,以期为该地区小麦–玉米节肥、高产高效的栽培模式提供理论依据。【方法】于2018—2020年在青岛农业大学胶州现代农业示范园开展小麦、玉米滴灌施肥田间试验。设冬小麦/夏玉米生长季不施氮(N0)和施氮150/150 kg/hm^(2)(N1)、210/225 kg/hm^(2)(N2)和270/300 kg/hm^(2)(N3)4个水平,以传统施肥方式和常规施氮量240/240 kg/hm^(2)为对照(CK)。分析冬小麦和夏玉米产量、氮素吸收量和土壤氮素残留量。【结果】N2处理冬小麦、夏玉米产量最高,与N3处理无显著差异,但显著高于N0、N1和CK处理;N3处理冬小麦、夏玉米的干物质积累量、氮素吸收量最高,与N2处理差异较小,而显著高于N0、N1和CK处理。冬小麦、夏玉米氮肥偏生产力随着施氮量的提高而降低;冬小麦季氮素利用效率随着施氮量的提高而降低;夏玉米季,N2、N1和N0处理的氮素利用效率显著高于N3和CK处理,且N0、N1和N2处理间无显著差异;冬小麦、夏玉米氮肥农学利用率均随着施氮量的提高而降低,N2施氮水平下,氮素利用效率和氮肥农学利用率均表现较优。随着施氮量的增加,0—100 cm土层土壤全氮含量和硝态氮含量呈增加的趋势,全氮积累主要集中在0—40 cm土层,N3、N2和CK处理0—100 cm土层土壤全氮含量与N0和N1处理之间的差异随着轮作年数的增加而逐渐增大,N2处理较N3和CK处理有效抑制了硝态氮在表层土壤的积累和向深层土壤的迁移,降低了硝态氮淋失风险。【结论】冬小麦季施氮210 kg/hm^(2)和夏玉米季施氮225 kg/hm^(2)(N2)可实现周年作物增产高效,提高氮素利用效率,显著降低硝态氮向深层土壤迁移,降低硝态氮淋失风险,是滴灌水肥一体化下华北平原麦玉周年轮作适宜的施氮量。

关键词：冬小麦夏玉米干物质产量氮素利用效率硝态氮残留全氮

不同时期水氮处理对滴灌冬小麦旗叶光合特性、保护酶活性及产量的影响

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灌溉排水学报 2022年第9期41卷 43-51页

作者：赵金科徐学欣曲文凯刘帅徐宇凡孟繁港贾靖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

【目的】探究华北地区的高效水氮管理模式,明确按需滴灌条件下水氮耦合对冬小麦旗叶光合特性、衰老特性及产量的影响。【方法】以济麦22为供试材料,在滴灌条件下设置了N1(180 kg/hm^(2))和N2(210 kg/hm^(2))2个施氮梯度,S2(拔节期和开花... 详细信息

【目的】探究华北地区的高效水氮管理模式,明确按需滴灌条件下水氮耦合对冬小麦旗叶光合特性、衰老特性及产量的影响。【方法】以济麦22为供试材料,在滴灌条件下设置了N1(180 kg/hm^(2))和N2(210 kg/hm^(2))2个施氮梯度,S2(拔节期和开花期)和S3(拔节期、开花期和灌浆期)2种按需滴灌时期的组合处理,以传统灌溉施肥方式(施氮量240kg/hm^(2),播前底施90kg/hm^(2),拔节期追施150kg/hm^(2)后畦灌)为对照(CK),于2019—2021年冬小麦生长季开展大田试验,研究了按需滴灌条件下不同时期水氮处理对冬小麦旗叶光合及衰老特性、产量形成及水氮利用的影响。【结果】与CK相比,随着灌水频次的增加,冬小麦群体叶面积指数(LAI)、旗叶的SPAD值、净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)随之增加;丙二醛(MDA)量随灌水次数的增加而降低,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性随之增强;籽粒灌浆速率随灌溉频次的增加显著提升。施氮量由180 kg/hm^(2)增加至210 kg/hm^(2),各生理指标无显著变化。在按需滴灌条件下,N1S3处理(施氮量180kg/hm^(2),拔节、开花期和灌浆期3次灌溉)有效延缓了冬小麦开花中后期叶片衰老和光合性能的下降,提高了籽粒灌浆速率。与传统灌溉施肥方式相比,N1S3处理的千粒质量平均提高了5.3%,产量平均提高了6.2%,氮肥偏生产力(PFPn)及灌溉水利用效率(IUE)分别平均提高了42.1%和44.8%。【结论】综合考虑作物生长性状、产量及水肥利用效率,N1S3处理是最佳的水肥管理模式,可作为华北平原东部地区滴灌节水节氮的高产灌溉施肥模式。

关键词：滴灌水肥一体化冬小麦光合特性衰老特性产量

滴灌水肥一体化下施氮量和追氮时期对夏玉米籽粒品质及淀粉糊化特性的影响

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西北农业学报 2024年第3期33卷 426-434页

作者：刘帅徐学欣孟繁港徐宇凡郝天佳贾靖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

为探究黄淮海平原东部地区滴灌水肥一体化条件下,不同施氮量及追氮时期组合对夏玉米籽粒品质、淀粉糊化特性和产量的影响,选用玉米主推品种‘郑单958’为试验材料,设置施氮量180 kg/hm2(N1)和210 kg/hm2(N2)两个氮肥处理水平及拔节期+... 详细信息

为探究黄淮海平原东部地区滴灌水肥一体化条件下,不同施氮量及追氮时期组合对夏玉米籽粒品质、淀粉糊化特性和产量的影响,选用玉米主推品种‘郑单958’为试验材料,设置施氮量180 kg/hm2(N1)和210 kg/hm2(N2)两个氮肥处理水平及拔节期+大喇叭口期(W1)、拔节期+开花期(W2)、拔节期+大喇叭口期+开花期(W3)3个不同追肥时期组合。结果表明:拔节期+大喇叭口期+开花期追肥处理(N1W3、N2W3)籽粒淀粉含量、粗蛋白含量、可溶性糖含量和产量显著高于其他处理,籽粒粗脂肪含量显著低于其他处理。相关性分析表明:籽粒支链淀粉含量与峰值黏度、谷值黏度、崩解值、最终黏度、回复值、粗蛋白含量、可溶性糖含量呈显著正相关,与糊化温度、峰值时间、粗脂肪含量呈显著负相关。增加追氮频次改善籽粒直链淀粉与支链淀粉的比例和淀粉的糊化特性,提高了籽粒品质。N1W3与N2W3相比,籽粒品质与淀粉糊化特性差异不显著,但是N1W3处理减少氮肥的投入,节约投入成本,为本试验的推荐处理。

关键词：滴灌水肥一体化夏玉米施氮量追氮时期籽粒品质糊化特性产量

添加不同浓度三丙二醇单甲醚对花生植株生长和生理特性的影响

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中国油料作物学报 2023年

作者：刘燕蔺益民黄明明司彤于晓娜张晓军邹晓霞青岛农业大学农学院/山东省旱作农业技术重点实验室

特异根系分泌物—三丙二醇单甲醚(TPM)在玉米花生间作系统下明显增多，探明其对花生植株生长和代谢生理的影响，可为探索调控花生生长发育的有效物质，促进花生提质增产提供参考。本研究以青花6号花生品种为试验材料，以等体积无菌水添... 详细信息

特异根系分泌物—三丙二醇单甲醚(TPM)在玉米花生间作系统下明显增多，探明其对花生植株生长和代谢生理的影响，可为探索调控花生生长发育的有效物质，促进花生提质增产提供参考。本研究以青花6号花生品种为试验材料，以等体积无菌水添加为对照(CK)，研究了3种TPM添加梯度下(T1:10.23μL/盆、T2:20.46μL/盆、T3:40.92μL/盆)花生植株干物质积累、最大光化学效率、碳氮代谢酶活及抗氧化特性。研究表明：与CK相比，T1和T3处理显著降低了花生植株地上部干物重，所有TPM添加处理均显著降低了花生植株地下部干物重和PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm);TPM添加处理显著提高了花生功能叶片碳氮代谢酶活性，其中，T1处理下硝酸还原酶(NR)、蔗糖合成酶(SS)以及磷酸蔗糖合成酶(SPS)活性较CK提升6.49%～203.24%,T3处理下谷氨酰胺合成酶(GS)活性较CK显著提升39.81%;TPM添加对花生植株产生胁迫影响，各添加处理功能叶片丙二醛(MDA)含量均显著增加，较CK提升17.32%～34.65%,T3处理下超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性较CK分别降低75.82%和75.74%,T1处理下过氧化物酶(POD)活性较CK显著降低30.43%；通过组织化学定位看出，T3处理明显诱导了花生植株功能叶片H2O2和O2-的积累，其中O2-含量较CK显著增加了83.39%。综上可见，TPM会抑制花生植株尤其是地下部生长，降低叶片潜在最大光合能力(Fv/Fm)并抑制SOD、CAT、POD等抗氧化酶活性，但花生植株可通过提升NR、SS、SPS和GS等碳氮代谢酶活性来降低TPM造成的损伤；本研究认为，TPM不适用于花生生产。

关键词：花生三丙二醇单甲醚干物质积累碳氮代谢酶抗氧化特性

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山东省小麦-夏直播花生种植体系碳足迹

应用生态学报 2018年第3期29卷 850-856页

作者：邹晓霞张晓军王月福王铭伦青岛农业大学/山东省旱作农业技术重点实验室山东青岛266109

明确小麦-夏直播花生(W-P)种植体系的主要碳排放环节,可为采取有效措施实现该体系高产与低碳排放的协同效益提供参考.本文依据全生命周期方法,构建碳足迹模型,并核算了山东省W-P种植体系生命周期碳排放.结果表明:山东省W-P种植体系的净... 详细信息

明确小麦-夏直播花生(W-P)种植体系的主要碳排放环节,可为采取有效措施实现该体系高产与低碳排放的协同效益提供参考.本文依据全生命周期方法,构建碳足迹模型,并核算了山东省W-P种植体系生命周期碳排放.结果表明:山东省W-P种植体系的净收益较小麦-玉米(W-M)种植体系高71.2%~88.3%;W-P种植体系的单位面积碳排放达6977.9~8018.5 kg·hm^(-2),较W-M种植体系高6.2%,但单位净产值的碳排放为每元0.23~0.28kg CO_2-eq,较W-M种植体系低37.4%~44.1%.综合2种种植体系的净收益和单位净产值碳排放发现,W-P种植体系可以实现高产出与低碳排放的协同效益,符合优化供给、提质增效、农民增收的农业供给侧结构性改革目标.

关键词：小麦-夏花生种植体系碳足迹小麦-玉米种植体系温室气体排放

不同滴灌施肥频次对中强筋小麦籽粒灌浆特性及籽粒形态的影响

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华北农学报 2023年第2期38卷 129-138页

作者：郝天佳徐学欣徐宇凡刘帅贾靖朱紫鑫孟繁港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

为有效提高冬小麦千粒质量,探究不同滴灌施肥频次对黄淮海麦区中强筋小麦籽粒灌浆和成熟籽粒形态的影响,在田间试验条件下,选用不同中强筋冬小麦品种为试验材料,开展了施氮总量(尿素形式)210 kg/hm^(2)和灌溉总量120 mm下不同滴灌施肥频... 详细信息

为有效提高冬小麦千粒质量,探究不同滴灌施肥频次对黄淮海麦区中强筋小麦籽粒灌浆和成熟籽粒形态的影响,在田间试验条件下,选用不同中强筋冬小麦品种为试验材料,开展了施氮总量(尿素形式)210 kg/hm^(2)和灌溉总量120 mm下不同滴灌施肥频次(2,3,4次,分别以DF2、DF3、DF4表示)和传统灌溉施肥(CK)的对比试验。结果表明:籽粒形态(除长度、圆度外)、籽粒灌浆关键参数(V_(mean)、V_(max)、V_(2)、M_(2))、千粒质量两两间存在显著或极显著的相关性;滴灌提高了V_(mean)(平均灌浆速率)、V_(max)(最大灌浆速率)、V_(2)(快增期灌浆速率)和M_(2)(快增期籽粒积累量);与2次追水肥(DF2)相比,3次追水肥后(DF3),最大灌浆速率出现时间T_(max)、V_(mean)、V_(max)、V_(2)、M_(2)和籽粒面积均有所提高;4次追水肥后(DF4),T_(max)、T_(2)和M_(2)有所提高。与DF2相比,增加施肥频次(DF3和DF4)籽粒的长度、宽度、厚度、圆度和籽粒面积均有提高,DF3的籽粒宽度和籽粒面积提高达到显著水平,DF4的籽粒厚度提高达到显著水平,其纵横比降低,2.2~2.5 mm筛分等值显著降低,>2.8 mm筛分等值增加,籽粒更加饱满。与畦灌相比,DF3和DF4的籽粒同样更加饱满。综上,在小麦生产中,通过滴灌适当增加施肥频次对优化穗粒发育、提高籽粒质量非常重要。

关键词：中强筋小麦滴灌施肥频次灌浆特性籽粒形态

不同水肥管理配施腐解剂对小麦秸秆腐解及养分释放的影响

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麦类作物学报 2023年第4期43卷 487-495页

作者：刘蕊霍俊豪宁露邹晓霞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

为探寻促进还田秸秆腐解的有效管理措施,以农民常规水肥管理+秸秆还田为对照(CK),设置常规水肥管理+秸秆还田+腐解剂(CKD)、滴灌+缓控释肥+秸秆还田(SS)、滴灌+缓控释肥+秸秆还田+腐解剂(SSD)、水肥一体+秸秆还田(SF)、水肥一体+秸秆还... 详细信息

为探寻促进还田秸秆腐解的有效管理措施,以农民常规水肥管理+秸秆还田为对照(CK),设置常规水肥管理+秸秆还田+腐解剂(CKD)、滴灌+缓控释肥+秸秆还田(SS)、滴灌+缓控释肥+秸秆还田+腐解剂(SSD)、水肥一体+秸秆还田(SF)、水肥一体+秸秆还田+腐解剂(SFD)共5个处理,分析不同水肥管理配施秸秆腐解剂对小麦秸秆腐解率以及养分释放规律的影响。结果表明,(1)各处理秸秆腐解率均表现为前期快后期慢的变化趋势,CKD、SSD、SFD处理的秸秆腐解率在玉米收获期分别比对应的CK、SS、SF处理高2.1、4.4和4.2个百分点,其中SSD与SS处理间、SFD与SF处理间差异均达到显著水平;(2)各处理秸秆养分释放表现为钾>磷>氮,小麦生育期内养分释放规律与秸秆腐解变化趋势一致;SFD处理下的全磷投入量最多,为48.2kg·hm-2,而CKD处理下全钾和全氮投入量最高,分别为163.8和67.2 kg·hm-2;(3)不同处理间,CK在0~20 cm土层的土壤速效养分含量最高,SSD和SFD处理的速效氮含量较对应的SS和SF处理分别增加了27.9%和19.5%,速效磷含量分别提升了42.9%和25.8%;(4)CKD处理的玉米产量最高,为10387.9kg·hm-2,其次为SFD、SF、SSD处理,较CK分别提升了41.5%、31.0%、30.5%和0.8%,除SSD处理外,其余处理均与CK差异显著。综上,添加腐解剂不仅能有效促进小麦秸秆腐解和氮磷钾养分释放,提高玉米产量,还显著增加了水肥优化管理下土壤速效养分的含量,其中以水肥一体+秸秆还田+腐解剂、常规水肥管理+秸秆还田+腐解剂两处理效果最佳。

关键词：秸秆腐解剂水肥管理秸秆腐解养分释放