【目的】探究不同磷肥对土壤磷素形态转化及小麦磷素吸收利用效率的影响，为土壤-磷肥-作物体系磷肥精准匹配及高效利用提供理论依据。【方法】在砂姜黑土和红壤上设置不施磷（CK）、施用过磷酸钙（SSP）、钙镁磷肥（FMP）、磷酸二铵（DAP）、重过磷酸钙（TSP）和聚磷酸铵（APP）6个处理，研究小麦拔节期和开花期根际与非根际土壤中磷库转化特征及其与植株体内磷素累积利用的关系。【结果】砂姜黑土施用磷肥后土壤有效磷含量提高194%—662%，不同磷肥处理小麦根际土壤中有效磷含量为APP>TSP>DAP>FMP>SSP>CK处理。施用磷肥显著提升了小麦拔节期和开花期砂姜黑土中H2O-P和NaHCO3-Pi含量，降低Residual-P含量，其中H2O-P和NaHCO3-Pi含量与土壤有效磷含量呈显著正相关，TSP和APP处理在小麦拔节期对NaHCO3-Pi含量提升幅度最大，分别较不施磷提升了41.0和36.0 mg·kg-1。红壤施用磷肥后根际土壤有效磷含量提高84%—791%，其中DAP和TSP处理的土壤有效磷含量显著高于其他磷肥处理，红壤中根际土壤NaHCO3-Pi和NaOH-Pi含量与土壤有效磷含量呈显著正相关，施用磷肥后红壤中NaHCO3-Pi和NaOH-Pi含量分别提高275.2%—848.3%和26.9%—58.3%，其中DAP和TSP处理提升效果最为显著。砂姜黑土和红壤上小麦植株磷素累积量与土壤有效磷含量在小麦拔节期均呈现显著正相关关系，砂姜黑土和红壤小麦植株磷素累积量与土壤有效磷含量在小麦拔节期均呈现显著正相关关系，根际土壤有效磷含量每提高1 mg·kg-1，小麦植株磷素累积量分别提高0.87和0.37 mg/pot。砂姜黑土施用不同磷肥均可显著提高植株磷素累积量，较不施磷提高15.4%—50.9%，其中APP和TSP处理使小麦植株磷素累积量及磷素利用效率较其他磷肥处理显著提高。红壤中施用不同磷肥使磷素累积量和产量分别较不施磷提高123.7%—643.9%和75.5%—337.2%，其中TSP处理的小麦产量、植株磷素累积量和磷素吸收效率较其他磷肥处理均显著提高。【结论】砂姜黑土施用重过磷酸钙和聚磷酸铵显著提高土壤H2O-P和NaHCO3-Pi含量，红壤施用重过磷酸钙和磷酸二铵可显著提高土壤NaHCO3-Pi和NaOH-Pi含量。因此，从提高磷肥利用效率角度考虑，两种土壤均适合施用重过磷酸钙，种植小麦时，砂姜黑土还可推荐施用聚磷酸铵，红壤可选用磷酸二铵。

【目的】探究不同降水年型及夏闲期降水量下磷肥对旱地小麦产量及磷素吸收利用的影响，为优化管理旱地冬小麦磷肥施用及稳产增产提供理论依据和实践指导。【方法】基于陕西渭北旱塬2018年7月开始的冬小麦磷肥定位试验，设置优化施磷（+P）和不施磷处理（-P），在不同降水年型下分析磷肥施用对冬小麦产量、降水利用效率、土壤贮水量、磷肥利用效率、冬小麦磷素吸收和土壤磷盈余的影响。【结果】干旱年和平水年小麦产量分别为3 432和4 549 kg·hm^-2，而丰水年冬小麦产量可达7 634 kg·hm^-2。与-P处理相比，+P处理显著提高小麦产量5.8%。冬小麦产量与年降水量、夏闲期降水量均呈线性加平台相关关系。干旱年，+P处理年降水利用效率和夏闲期降水利用效率显著低于-P处理，分别降低9.5%和8.0%，但在丰水年，+P处理年降水利用效率和夏闲期降水利用效率显著高于-P处理，分别提高13.1%和12.9%。平水年，1 m土层贮水量显著低于干旱年和丰水年，分别降低了10.8%和10.5%；在丰水年，磷肥施用对0—3 m土层贮水量无显著影响；在干旱年和平水年，+P处理表层土壤速效磷含量较-P处理显著增加了29.1%和17.8%；磷肥利用效率随着年降水量和夏闲期降水量的增加而增大，其中丰水年磷肥偏生产力和磷肥农学效率较干旱年分别显著提高74.0%和176.3%。此外，丰水年，+P处理土壤磷盈余最少，与干旱年和平水年相比，分别显著降低了67.9%和62.9%。-P处理土壤磷均亏缺，且丰水年的土壤磷亏缺量显著高于干旱年和平水年。【结论】冬小麦产量及磷素吸收利用在不同降水年型有不同效应，故旱地冬小麦生产中施用磷肥时需要考虑降水量变化。夏闲期降水量和年降水量对小麦产量的影响有相似的规律，因此应当更关注夏闲期降水量，以此来预测目标产量和优化磷肥施用量，保证合理施用磷肥和作物稳产增产。

为探讨砂姜黑土区养分资源高效管理和秸秆资源化利用方式，采用田间定位试验，连续2 a研究化肥减量配施生物炭和秸秆对该区域水稻产量、养分吸收和土壤碳的影响。试验设5个处理：(1)不施肥（CK）；(2)常规施肥（100%NPK）；(3)化肥减量20%(80%NPK)；(4)化肥减量20%+秸秆（80%NPK+S）；(5)化肥减量20%+生物炭（80%NPK+B），测定并分析水稻籽粒产量、地上部生物量、植株氮、磷、钾养分含量、土壤总有机碳（TOC）和微生物量碳（MBC）。结果显示，化肥减量20%配施生物炭或秸秆均有利于提高水稻产量和地上部生物量，且生物炭较秸秆的效果更为显著。化肥减量20%配施生物炭（80%NPK+B）处理的水稻产量和地上部生物量较100%NPK处理分别增加5.2%和4.7%，较80%NPK处理分别增加7.9%和7.2%；化肥减量20%配施秸秆（80%NPK+S）较100%NPK处理的水稻产量和地上部生物量分别增加3.4%和3.0%;80%NPK与100%NPK处理的籽粒和地上部生物量无显著差异；化肥减量20%配施生物炭显著提高了水稻地上部N、P2O5和K2O养分累积量，较100%NPK处理分别提高了10.4%、7.2%和20.0%；化肥减量20%配施秸秆可显著提高氮、钾养分累积量，但却同时显著降低了磷素累积量；化肥减量20%配施生物炭或者秸秆，均有利于改善土壤总有机碳的累积，并且显著提高了土壤微生物量碳的含量，其中生物炭提高土壤总有机碳含量效果优于秸秆，而秸秆提高土壤微生物量碳含量效果优于生物炭。综合来看，在沿淮砂姜黑土区，化肥减量20%配施生物炭或者氮钾减量20%配施秸秆可增加或维持水稻产量，提高水稻对养分的吸收能力，利于固碳培肥。

【目的】探讨耕作方式与灌水次数对砂姜黑土冬小麦水分利用和籽粒产量的影响,明确适宜砂姜黑土区冬小麦产量和水分利用效率同步提高的耕作与灌水处理组合模式。【方法】于2015—2017年连续2个冬小麦生长季,在豫东南砂姜土区设置旋耕(RT)、深松(SS)2种耕作方式为主处理和拔节期+开花期灌2次水(W2)、拔节期灌1次水(W1)、全生育期不灌水(W0)3种灌水为副处理的二因素裂区试验,深入研究耕作方式与灌水次数的主效应及其互作效应对砂姜黑土冬小麦水分利用和籽粒产量的影响。【结果】耕作与灌水对砂姜黑土麦田耗水特性、水分利用效率及籽粒产量均具有明显的调控效应。SS较RT处理可显著增加土壤贮水消耗,有利于提高自然降水和灌溉水的利用效率,与RT相比,两年度SS处理的土壤平均贮水消耗量、降水、灌水利用效率分别提高13.69%、7.03%、6.51%;增加灌溉虽可明显增加冬小麦田间耗水量,但过多灌溉致使水分利用效率降低,两年度W2较W1、W0的水分利用效率平均值分别下降18.85%、16.69%。SS处理的籽粒产量显著高于RT处理,且以深松+拔节期灌1水处理组合SSW1的产量最高。相同耕作方式下,随灌水次数的增加,千粒重呈降低趋势,成穗数呈增加趋势;两年度穗粒数变化总体随灌水次数的增加呈先升后降的变化规律。耕作方式主要通过调控千粒重影响产量,灌水次数则主要通过调控穗粒数和千粒重而影响产量,但灌水过多会抑制穗粒数和千粒重的提高。【结论】综合考虑耕作方式与灌水次数对冬小麦水分利用和籽粒产量的调控效应,深松+拔节期灌1水处理组合SSW1可作为适宜豫东南砂姜黑土区冬小麦产量和水分利用效率同步提高的耕作与灌水处理组合模式。

在人工防雨篷下研究了前期不同灌水处理对砂姜黑土小麦中后期生长、光合生理及产量的影响,以期为该区小麦增产和水分高效利用提供科学依据和理论帮助。结果表明,灌1水条件下小麦叶片长宽和单茎干物重随灌水日期的推迟呈先增加后下降的趋势,并以生育前期水分充足处理CK最高,W5100d(出苗后100 d灌水)处理次之,且总灌水量一致下小麦生育前期灌1水和灌2水效果间的差异不显著。生育前期适当推迟灌水日期有利于增加小麦生育中后期的叶面积指数和叶绿素含量,且灌浆中期W5100d处理的叶面积指数和叶绿素含量高于CK。小麦生育前期适当推迟灌水日期亦有利于降低植株蒸腾速率改善小麦光合特性,其中W5100d处理的光合速率...

研究了3种主要磷肥品种和3种主要钾肥品种对不同生育期小麦吸收镉的影响。研究表明:不同磷、钾肥处理对小麦吸收镉存在显著差异。施用磷肥都比无肥处理增加小麦对镉的吸收,其中以磷酸二铵的促进作用最大,其次为高量普钙处理;低量普钙和磷酸一铵处理小麦吸收镉相对较少。所有钾肥都比无肥处理增加小麦对镉的吸收,其中以高量KCl处理的促进作用最大,其次为低量KCl处理;硝酸钾和硫酸钾处理小麦吸收镉最少。小麦生育前期吸收的总镉量较少,中、后期明显增大;但植株体内的镉浓度却表现为前期高,后期低,呈现随生育期递进而逐渐降低的趋势,只有磷酸一铵和无磷处理表现为拔节期体内镉含量为最高。镉在小麦体内的累积与其生物量的增加呈正...

【目的】研究磷硒配施对冬小麦幼苗生物量以及磷、硒吸收和转运的影响。【方法】采用改良的霍格兰营养液培养的方式,分别设置3个磷水平(0. 31,3. 1,31 mg/L)和3个硒水平(0,0. 1,1 mg/L),共9个处理。【结果】中磷(P3. 1)和高磷(P31)处理增加小麦幼苗地上部生物量,降低小麦幼苗根冠比; 2个施硒处理(Se0. 1和Se1)则降低小麦幼苗地上部生物量,增加小麦幼苗根冠比,磷硒配施有利于根系的生长发育。施硒(Se0. 1和Se1)抑制冬小麦磷向地上部的转运和累积,却在高磷(P31)水平下促进根系对磷的吸收。在缺硒(Se0)条件下,施磷(P3. 1和P31)处理显著提高冬小麦地上部和根系硒含量、累积量以及硒的迁移系数;在低硒(Se0. 1)和高硒(Se1)条件下,施磷(P3. 1和P31)显著降低小麦幼苗硒含量、累积量和迁移系数,存在显著的拮抗作用。【结论】对于冬小麦幼苗磷、硒的吸收和转运,磷、硒之间存在既相互促进又相互拮抗的效应,这种效应与磷、硒的施用水平有一定关系。

为明确长期单一施肥模式效果间的差异，研究了５种长期定位（３４年）施肥模式对砂姜黑土小麦根系和光合的影响。结果表明，ＣＫ（不施肥）的根系性状表现最差，ＭＮＰＫ（有机肥与化肥配施等氮）与ＨＭＮＰＫ（有机肥与化肥配施高氮）的总根长、总根表面积、总根体积和总根尖数显著高于ＮＰＫ（单施化肥）和Ｍ（单施有机肥）处理，ＮＰＫ与Ｍ间的总根表面积、平均根直径、总根体积差异不显著。长期有机肥与化肥配施（ＭＮＰＫ和ＨＭＮＰＫ）相对于长期单施化肥（ＮＰＫ）和有机肥（Ｍ）能提高小麦上３叶的长宽。在孕穗期，ＭＮＰＫ的光合速率、气孔导度和蒸腾速率最高，但与ＨＭＮＰＫ差异不显著；在灌浆中期（ＭＮＰＫ与ＨＭＮＰＫ发生倒伏），Ｎ．．．

【目的】探讨周年不同氮磷钾配施对砂姜黑土麦玉轮作体系产量及养分利用效率的影响,明确适宜豫东南砂姜黑土麦玉一体化种植的氮磷钾配施模式。【方法】于2012—2014年连续两年在河南省周口市商水县典型砂姜黑土区设置氮磷钾不同配施大田定位试验,研究磷钾肥总用量不变、2种氮用量投入水平下麦玉两季磷钾配施模式对冬小麦-夏玉米轮作种植体系氮、磷、钾养分吸收利用及产量的调控效应。其中,氮肥设全年用量360.00kg·hm(-2)和540.00 kg·hm(-2)两个梯度,磷钾肥总量不变,设计4种配施方式,即麦季全磷玉米全

【目的】研究不同磷效率小麦根际土壤磷组分特征及磷高效小麦对土壤中不同形态磷素的活化利用特征,以探明磷高效小麦高效吸收利用磷素机理。【方法】在土培盆栽条件下,以小麦磷高效品种CD1158-7、省A3宜03-4和低效品种渝02321为材料,研究每kg土中施磷0、10、20和30 mg(表示为0、10、20、30 mg.kg-1)条件下其生物量、磷素积累量、根际与非根际土壤水溶性磷、无机磷组分、有机磷组分的浓度差异。【结果】不同磷效率小麦生物量、磷素积累量随着施磷量增加均有不同程度的增加,且高效品种显著高于低效品种。不同施磷处理,根际土壤水溶性磷浓度均低于非根际土壤。在低磷处理(不施磷、施磷10、2...

【目的】以中国春遗传背景的整套B染色体双端体为材料,鉴定磷转运蛋白基因TaPHT2;1的染色体定位特征。解析不同供磷水平下,上述材料和不同磷利用效率小麦品种该基因的表达特征及其与植株干物质生产能力和磷效率特征的联系。【方法】采用溶液培养法水培中国春(CS)及该品种遗传背景的整套B染色体组双端体和不同磷效率小麦品种材料。以B染色体组供试端体为材料进行TaPHT2;1 PCR扩增,鉴定TaPHT2;1在染色体上的定位。采用半定量RT-PCR及qRT-PCR技术分析B染色体组供试端体和小麦品种TaPHT2;1的表达水平。采用常规分析技术,测定供试材料单株干重和磷吸收参数。【结果】①PCR检测发现,在...

【目的】冬干春旱、土壤有机质和速效磷缺乏是四川丘陵旱地冬小麦生产的主要限制因素,通过研究休闲期秸秆覆盖还田和施磷对旱地冬小麦产量和磷素吸收利用的影响,以期为四川丘陵旱地小麦高产稳产及磷素高效利用提供技术方案。【方法】试验于2018—2020年在四川仁寿进行,采用裂区设计,以秸秆覆盖(SM)和不覆盖(NSM)为主区;3个磷水平0(P0)、75 kg·hm~(-2)(P75)和120(P120)kg·hm~(-2)为副区。分析秸秆覆盖和施磷下小麦干物质积累与转运、产量性状及磷素吸收利用的差异。【结果】秸秆覆盖的增产效应高于施磷效应。2018—2019和2019—2020年度秸秆覆盖处理较不覆盖处理小麦有效穗分别增加17.7%和8.48%,穗粒数增加15.6%和11.2%,产量提高18.6%和13.5%;两年度施磷75 kg·hm~(-2)较不施磷处理小麦有效穗分别增加18.2%和8.79%,穗粒数增加21.1%和6.09%,产量提高30.2%和16.1%;施磷120 kg·hm~(-2)比不施磷处理有效穗分别增加21.2%和9.53%,穗粒数增加20.2%和4.03%,产量提高31.8%和17.9%。秸秆覆盖显著提高了小麦开花期和成熟期的干物质、磷素积累量,且均随施磷量的增加而增加;同时秸秆覆盖与施磷均可显著提高小麦花前干物质和磷素转运、花后干物质和磷素积累能力。秸秆覆盖显著提高花前干物质转运量对籽粒的贡献率,但降低了花前磷素转运量对籽粒的贡献率,而施磷显著提高了花前干物质转运量对籽粒的贡献率和花前磷素转运量对籽粒的贡献率。秋闲季秸秆覆盖还田促进了磷的吸收利用,磷肥吸收效率2年分别提高27.3%和23.7%,磷肥偏生产力提高17.8%和14.7%。【结论】秸秆覆盖更有利于促进花前干物质和磷素转运,同时促进花后磷素积累和提高磷肥吸收利用效率,通过增加有效穗和穗粒数实现增产。在本试验条件下,秸秆覆盖+75 kg·hm~(-2)磷肥是适用于四川丘陵旱地小麦高产高效的耕作栽培措施和磷肥管理方案。

有机肥部分替代氮肥是实现作物可持续发展的途径之一，探索了小麦有机氮部分替代化肥氮的适宜配比，以及替代后氮素累积、运转以及利用的特征，以期为河北地区冬小麦氮肥减量增效技术提供依据。2021—2023年在河北宁晋进行小麦大田试验，设置9个处理。T1,无氮，单施化肥磷钾肥；T2,高效施肥，单施化学氮磷钾肥；T3～T7,有机肥分别替代T2的20%,40%,60%,80%,100%的氮肥；T8,传统施肥，单施化学氮磷钾肥；T9,有机肥替代T2 100%的氮肥+液态氮肥。2 a试验结果表明，100%替代率+液态氮处理可获得较高的小麦产量；其次是40%替代率处理，其产量与高效施肥处理相当，且试验第2年远高于传统施肥处理。100%替代率+液态氮处理通过起身期补充速效氮，提高了茎叶中氮素含量，植株氮素累积量与高效施肥和传统施肥处理相当；40%,80%替代率处理同样获得与高效施肥处理相当的氮素累积量。20%～100%替代率处理(包括液态氮处理)可以实现较高的茎叶氮素运转率和对籽粒氮的贡献率，其中100%替代率+液态氮处理肥料氮吸收利用效果好，获得了较高的肥料氮累积量、氮肥利用率和氮收获指数，其效果与高效施肥处理相当或略高；其次是40%替代率处理，其效果与高效施肥处理相当或略低。综上，100%替代率+液态氮处理小麦产量、植株氮素累积量、氮素运转率、籽粒氮素累积量及氮效率俱佳，其次是40%替代率处理。

为砂姜黑土区小麦测土配方施肥技术的推广提供技术支撑。2004-2008年连续4年在砂姜黑土区进行小麦肥料效应田间试验,并利用土壤样品分析方法(ASI方法)对土壤样品进行测试分析,同时以施氮磷肥处理区(即缺钾素区NP)冬小麦产量占推荐施氮磷钾肥区(NPK)冬小麦产量的相对产量百分数,划分为4个梯度:95%,将小麦产量的相对产量百分数所对应的用ASI方法分析的土壤有效钾测试值分成"极低"、"低"、"中"和"高"4级,两者建立相关性。砂姜黑土区麦田土壤运用ASI方法测定的土壤有效钾测试值与小麦相对产量百分数呈显著正相关关系。根据小麦相对产量百分数的划分区间...

使用有机肥替代化肥是解决当前化肥用量过高、防控畜禽粪污污染和农田面源污染的重要结合点。以水稻—油菜轮作制中的油菜为研究对象,采用田间小区试验,系统研究了富磷有机肥替代化学磷肥的应用效果。试验设置5个处理:不施肥对照(CK)、化肥(T1)、富磷有机肥替代25%化肥(T2)、富磷有机肥替代40%化肥(T3)和富磷有机肥替代55%化肥(T4)。富磷有机肥全部作基肥一次性施入。试验结果表明,用富磷有机肥替代部分化学磷肥,以25%替代比例为最佳,油菜的生物产量和经济产量均为最高,分别达13 231.0kg/hm~2和2 801.2 kg/hm~2,比100%化肥处理高14.6%和11.5%。有机肥替代化肥对油菜增产的主要机理可能在于:降低菌核病发生率、显著提高不同阶段油菜叶片的SPAD值,提高单株有效角果数、角果粒数等产量构成要素。但是有机肥替代比例超过40%会显著降低油菜的生物产量和经济产量,也会降低磷素表观利用率,并增加土壤磷素累积风险。本研究结果对于合理确定化肥减量幅度及有机肥替代比例有重要参考价值。