基于正交试验的玉米最优产量渗灌技术组合分析

【目的】研究不同作物渗灌土壤水分状况与产量效应,为渗灌推广应用提供技术参考。【方法】基于正交试验设计,以渗灌玉米产量为敏感性分析指标,研究渗灌灌溉下播种深度、渗灌埋深、灌水频次和灌水定额对玉米产量影响的敏感性,观测不同处理下土壤水分状况。【结果】渗灌与膜下滴灌土壤水分分布有所不同。渗灌耕作层土壤含水率低,中下层土壤含水率渐增;膜下滴灌耕作层土壤含水率较高,中层土壤有所下降,下层含水率增高。4 200 m³/hm²渗灌定额玉米产量达9 905.56 kg/hm²。渗灌玉米平均产量9 485.10 kg/hm²,比膜下滴灌高出12.7%。【结论】对渗灌玉米产量影响最为显著的是播种深度,其次为灌水频次、渗灌埋深,影响最小的是灌水定额。播种深度20 cm,渗灌埋深30 cm,灌水定额600 m³/hm²,灌水频次7次为渗灌玉米高产最优参数组合。     

滴灌冬小麦不同滴灌量土壤水分时空分布及冠层特征响应

【目的】研究滴灌冬小麦不同滴灌量土壤水分时空分布及冠层特征响应,为北疆滴灌小麦灌溉制度、滴灌参考指标提供科学理论依据。【方法】采用大田试验,设不同滴灌量处理,研究滴灌后土壤含水量时空扩散特征,离滴灌带不同距离麦行土壤含水量在不同生育期动态变化特征及冬小麦冠层特征响应。【结果】在不同时段0～20 cm表土层土壤水分变化最为剧烈,且随滴灌量的增加而趋于缓和;滴灌方式20～80 cm土层为主要储水层;滴灌量为2 475 m³/hm²滴灌后远离滴灌带麦行土壤水分补充极少,该趋势在表土层更加明显;通过增加滴灌量使水分更早向远管麦行扩散;滴灌量低于3 750 m³/hm²进入扬花期后0～60 cm土层土壤含水量低于15.0%,滴灌量低于3 150 m³/hm²进入灌浆期后0～60 cm土层土壤含水量接近10%,不利于籽粒灌浆和产量形成;总叶面积指数近管麦行较远管麦行高水处理增加9.50%,中水处理增加7.40%,低水处理增加5.72%;不同处理冬小麦倒三节茎粗近管麦行＞远管麦行位置,高水近管麦行为0.210 cm,低水远管麦行为0.182 cm。【结论】北疆冬麦区随滴灌量降低土壤水分明显下降,影响了小麦叶面积、株高、穗长、茎粗等个体生长发育;冬小麦返青后滴灌量3 750 m³/hm²缩小近管麦行、远管麦行位置土壤水分差异,减少远离滴管带麦行土壤水分亏缺对小麦生长发育的影响;滴灌量低于3 150 m³/hm²北疆冬小麦种植区扬花期后0～60 cm土层会出现水分亏缺,显著影响小麦籽粒灌浆和产量形成。     

枣园不同间作种植方式对土壤酶活性的影响

【目的】研究枣园不同间作种植方式中土壤酶的动态变化,以及水分胁迫对间作复合系统土壤酶活性的影响。【方法】采用两因素裂区试验设计,主区设置两种间作种植方式:红枣间作棉花、红枣间作苜蓿;副区设置四个水分梯度:W1:水量为3 750 m³/hm²(中度水分胁迫);W2:水量为4 500 m³/hm²(轻度水分胁迫);W3:水量为5 250 m³/hm²(适宜水分);W4:水量为6 000 m³/hm²(充分供水)。【结果】(1)灌水在4 500 m³/hm²水平下,间作土壤脲酶活性最高;灌水在3 750 m³/hm²水平下,间作土壤蔗糖酶、多酚氧化酶、过氧化氢酶活性最高。(2)与单作相比,间作能显著提高土壤酶活性,红枣间作棉花的土壤酶活性整体低于红枣间作苜蓿,红枣间作苜蓿能有效提高土壤酶活性。【结论】灌水量在3 750 m³/hm²水平下,枣园间作苜蓿能有效提高土壤酶活性。     

减量灌溉下不同施氮量对南疆机采棉田干物质积累及产量影响

【目的】研究新疆南疆机采棉地区在适宜的水氮供应下,棉花干物质动态积累、产量及水肥利用状况。【方法】在南疆阿克苏地区机采棉田,设置不同灌溉量(2 250 、3 450、4 650 m³/hm²)和施氮量(0、300、600 kg/hm²)2个因子,分析不同处理的棉花生长状况、干物质积累及水肥生产效率。【结果】增加施氮量有利于棉花开花结铃,在干物质积累及花后贡献率上,灌溉量和施氮量二者其中一个因素过高或者过低均会影响棉花干物质快速积累及花后干物质的贡献率,灌溉量3 450 m³/hm²和施氮量为300 kg/hm²时干物质积累速率的加快,花后干物质的贡献率较大,有利于干物质的快速积累;在棉花产量和水肥利用效率上,随着灌溉量增加籽棉产量也随着增加,当灌溉量由3 450增加到4 650 m³/hm²时,籽棉产量的增加幅度减小,在灌溉量3 450 m³/hm²下,随着施氮量的增加棉花产量呈现先升后降的趋势,当施氮量为N2时,棉花产量最大为7 153.08 kg/hm²。【结论】在不同灌溉量下,随着施氮量增加有利于棉花干物质积累、产量及水肥利用效率提高。但随着灌溉量增加施氮量的正效应将会减少。南疆机采棉田在3 450 m³/hm²灌溉量下,施肥量(纯N)为300 kg/hm²时,能够有效的提高棉花产量及水肥利用效率。     

机采棉模式下氮肥用量对棉花株型结构塑造和产量的影响

【目的】研究不同施氮量对机采棉株型塑造、冠层结构和产量的影响,分析适宜冀南棉区机采棉种植的氮肥用量。【方法】采用田间小区试验,设置0、60、120、180、240、300、360和420 kg/hm²共8个氮肥施用梯度,研究不同施氮量对冀南棉区机采棉株高、果枝数、果枝始节高度和节位、果枝长度、果枝节数、果枝夹角、吐絮率、叶面积指数、透光率、叶倾角和产量的影响。【结果】随着施氮用量的增加,棉花株高、果枝数、果枝长度和果枝夹角呈先升高后降低趋势,果枝始节高度呈先降低后升高趋势,棉花吐絮率随着施氮量的增加呈降低趋势,其中N₃~N₈没有显著差异。与不施氮相比,施氮处理可以增加棉花叶面积指数,降低叶倾角,使冠层有效光截获量显著增加。随着施氮量的增加,棉花单株铃数呈先增加后降低趋势,单铃重呈增加趋势,棉花籽棉产量随氮肥用量增加而增加,N₆~N₈差异不显著。【结论】氮肥用量会显著影响棉花适宜机采农艺性状,影响棉花株型塑造、群体冠层结构和产量,冀南棉区机采棉的氮肥推荐量为300 kg/hm²。     

施氮对膜下滴灌棉花生长发育及土壤硝态氮的影响

【目的】 研究施氮量对膜下滴灌棉花生长发育及土壤硝态氮的影响,为膜下滴灌棉花的氮肥管理提供理论参考。【方法】 以新陆早52号为材料,设N0(不施氮)、N150(150 kg/hm²)、N250(250 kg/hm²)、N350(350 kg/hm²)、N450(450 kg/hm²)共5个处理,研究膜下滴灌棉花的氮肥运行规律及最佳氮肥施用量。【结果】 不同氮肥处理地上部生物累积量进符合Logistic 曲线模型Y=a/(1+b×exp(-k×t)),最大积累速率出现时间在71~77 d,进入快速积累期在56~60 d。2试验年各处理LAI表现为N450>N350>N250>N150 >N0,最大可达4.51~4.81。0~60 cm土层,硝态氮含量变化表现为随土层深入先增加后降低的趋势,在20~40 cm土层硝态氮含量最高,现蕾阶和铃期消耗土壤硝态氮较多。产量、肥利用率、氮肥贡献率2试验年N350最大,分别在为7 477.5和7 731.7 kg/hm²,40.32%、43.24%,56.09%、57.02%。【结论】 N350(350 kg/hm²)处理效果最佳,施氮量在327.70~340.67 kg/hm²的阈值范围内,有利于棉花形成高产和提高肥料利用率。     

双膜条件下不同干播湿出水分处理对棉花生理、生长特性的影响

【目的】研究不同灌水定额及滴灌频次对棉花生理、生长特性及产量的影响规律。【方法】在新疆阿克苏地区沙雅县开展大田试验。试验共设计5个不同灌水定额及滴灌频次处理(S₁:675 m³/hm²,S₂:900 m³/hm²,S₃:1 125 m³/hm²,S₄:675 m³/hm²+450 m³/hm²,S₅:675 m³/hm²+300 m³/hm²+150 m³/hm²),1个冬灌对照处理(CK:2 700 m³/hm²),分析不同水分处理对棉花生理、生长状况及产量的影响。【结果】(1)在株高及...     

一次性减量施用控释肥对棉花群体冠层结构及产量构成的影响

【目的】 分析施用一次性减量控释肥与常规肥料对棉花群体冠层结构及棉花产量的影响,研究一次性减量施用控释肥对棉花化肥减施增效的作用,为棉花化肥减施增效技术提供研究基础。【方法】 采用多重复田间试验,利用CI-110等仪器研究施用不同用量的控释肥和常规肥料条件下,棉花冠层结构、光合性能、产量及其构成因子等参数变化。【结果】 一次性减量施用控释肥能保持棉花中后期较高的叶面积指数、提高中下层透光性、增强光能截获能力、减少群体漏光损失,延缓叶片老化和光合功能衰退速率。各处理棉花盛花期、吐絮前期LAI 与棉花总成铃数、单铃重及产量显著或极显著相关,盛铃期与棉花僵烂铃比重极显著相关。研究一次性减N₂5%施用控释肥处理比一次性全量施用控释肥处理平均增产2.89%、比全量施用常规肥料处理平均增产5.53%、比减N 25%施用常规肥料处理平均增产14.89%、比不施氮肥对照平均增产50.96%。【结论】 一次性减量施用控释肥可以构建合理的棉花群体冠层结构,增加棉花单株成铃数及产量,减少氮肥投入量,提高肥料利用率;一次性减N 25%施用控释肥(225 kg/hm²)为安徽省沿江棉区杂交棉适宜的氮肥用量。     

早熟棉区行距与密度互作对棉花产量的影响

【目的】研究不同行距及密度互作对棉花生长发育和产量品质的影响,为棉花合理密植和株行距配置提供理论依据。【方法】在新疆南疆阿克苏市温宿县早熟棉区进行大田试验,采用裂区设计,主区为行距,设3个处理,分别为66 cm(A₁)、76 cm(A₂)、86 cm(A₃);副区为密度,设3个处理,分别为12×10⁴株/hm²(B₁)、15×10⁴株/hm²(B₂)、18×10⁴株/hm²(B₃)。【结果】在相同行距条件下,提高种植密度,棉花株高及节间长度增加,茎秆变细,单株结铃数减少。在相同密度条件下,增大行距株距变小,纵向竞争大于横向竞争,行距越大棉花向行间倾斜的角度越大。不同行距的棉花产量都随着密度的增加而增加, A₂B₃处理籽棉产量最高。【结论】同密度下,窄行距棉花封行早,营养枝多,叶面积指数高,下部通风透光性差,蕾铃脱落多;宽行距棉花株距小,在同等栽培措施下封行时间晚,叶面积指数低。提高种植密度,单位面积的铃数增加,单铃重减少。行距及密度对籽棉产量影响显著,中行距高密度处理产量最高。     

不同滴灌技术水肥耦合在设施黄瓜上的应用分析

【目的】研究兰州市黄壤土条件下不同滴灌方式对设施黄瓜生长发育及产量的影响。【方法】分别运用滴箭式膜下滴灌、内镶贴片式膜下滴灌、垄膜沟灌及水肥耦合处理方式对设施黄瓜理化性状、产量和品质的影响,采用三因素三水平正交试验,利用方差和回归分析得出三因素影响的最优组合方案。【结果】三因素对植株理化性状的影响不大,但对其果实的理化性状、产量、品质和水分利用率极显著,影响顺序为滴灌模式>灌水量>施肥量。三因素最优组合为滴箭式膜下滴灌：灌水量66.13 m³/hm²,施肥量为25.2 kg/hm²,日光温室黄瓜的最高产量为256 942.52 kg/hm²。【结论】滴箭式膜下滴灌和内镶贴片式膜下滴灌均能在不影响设施黄瓜产量和品质的前提下,节水节肥节本,其中以滴箭式膜下滴灌效果最佳。     

水氮耦合对棉花干物质积累及产量的影响

【目的】研究水氮耦合对棉花干物质积累及产量影响。【方法】大田试验采用裂区试验设计,设置灌溉量与施肥量2个调控因子,其中灌溉量为主区,施肥量为副区,均设置3个梯度,灌溉量依次为2 250(低灌量)、3 450(中灌量,传统经验灌溉量CK)、4 650 m³/hm²,(高灌溉量)分别以W₁、W₂和W₃表示;施肥量(折合纯氮)依次为0(空白)、300(中等施氮量,传统经验施氮量CK)、600 kg/hm²(高施氮量,200%CK),分别以N₁、N₂和N₃表示。【结果】灌溉量和施肥量对植株生长和产量构成有一定促进作用,提高灌溉量和施肥量均能显著提高株高、叶片数和结铃率。在对干物质积累方面提高灌溉量可显著提高干物质积累总量,而提高施肥量主要促进了干物质更早的向经济器官积累。通过提高灌溉量可增产23.2%~31.4%,通过增施氮肥可显著增产12.5%~17.6%。【结论】水氮耦合对棉花单铃重、籽棉产量和皮棉产量均有显著的调控作用。水氮优化策略能够提高资源利用效率,降低水肥投入,产量稳定。     

揭膜种植方式下不同灌水量对棉花干物质积累及产量的影响

[目的]研究揭膜种植方式下不同灌水量对棉花干物质积累、转运及产量的影响,为新疆滴灌棉花生育期揭膜后的水分管理提供理论依据.[方法]选择新陆早45号(水分胁迫迟钝型)和新陆早42号(水分胁迫敏感性)为供试材料,在出苗后40 d揭膜并设置3个水分处理,即4425 m3/hm2(W1)、5310 m3/hm2(W2)、663...     

种植密度和灌溉定额互作对76 cm等行距机采棉生长发育及产量形成影响

【目的】 研究种植密度和灌溉定额互作对棉生长发育特征及产量形成的影响,建立76 cm等行距机采棉种植技术体系。【方法】 采用裂区试验设计,以种植密度为主区,灌溉定额为副区,设置种植密度13.5×10⁴株/hm²(M₁)、18×10⁴株/hm²(M₂)和22.5×10⁴株/hm²(M₃,CK_d),灌溉定额3 150 m³/hm²(W₁)、4 050 m³/hm²(W₂,CK_i)和4 950 m³/hm²(W₃)。研究种植密度和灌溉定额互作对76 cm等行距机采棉生长发育、产量及其构成因素的影响。【结果】 株高随密度和灌溉定额的增加而升高,单位面积叶片数、果枝数、蕾数、花数以及铃数在不同灌溉定额下均以高密度下数量最大。种植密度和灌溉定额对生殖器官质量与营养器官质量的比例(RVR)、单位面积结铃数和籽棉产量有显著的互作效应。植株干物质总重随密度和灌溉定额的增加呈上升趋势,生殖器官质量与营养器官质量的比例(RVR)均在W₁下最大。棉铃生长率(BGR)与群体生长率(CGR)、棉铃生长率(BGR)和群体生长率(CGR)与单位面积结铃数(Boll number)、单位面积结铃数(Boll number)和单位重(Boll weight)与籽棉产量呈显著正相关,在铃期棉铃生长率(BGR)和群体生长率(CGR)与Boll weight呈显著负相关。籽棉产量上M₃W₁、M₂W₂和M₁W₃处理最高,三者无显著差异。【结论】 76 cm等行距与传统(10+66)cm种植模式M₃灌溉定额相同时,76 cm等行距机采棉种植模式单铃重较M₁、M₂密度显著低;降低种植密度能够提高单铃重;降低密度和灌溉定额有利于增加生殖器官质量与营养器官质量的比例(RVR),增加灌溉定额有利于株高和干物质积累量的增加。优化种植密度和灌溉定额能够促进棉株生长,利于产量提高,当种植密度为22.5×10⁴株/hm²,灌溉定额为3 150 m³/hm²时,采用76 cm等行距机采棉种植有利于产量的提高。     

施氮量对不同品种滴灌棉花氮素利用率及产量的影响

【目的】研究不同施氮量对不同品种滴灌棉花的氮素利用率及产量的影响,为种植棉花高效合理的施用氮肥和高产量提供理论参考。【方法】供试棉花品种为新陆早50号、新陆早58号、鲁棉研24号,施氮量水平为0、120、240、360 kg/hm²纯氮。【结果】不同品种棉花吐絮期的各器官氮素分配比从大到小分别为:纤维+种子>叶片>铃壳>茎秆;不同施氮处理对不同品种棉花的平均氮累积量为N₃>N₂>N₁>N₀,不同品种氮累积量为新陆早58号>新陆早50号>鲁棉研24号;新陆早50号和鲁棉研24号在施氮量240 kg/hm²、新陆早58号在施氮量360 kg/hm²时的氮素利用率和产量达到最优,在获得高产的同时氮素达到有效的利用。【结论】3个品种中以新陆早58号的氮素分配率、氮累积量、生物量和产量达最高,鲁棉研24号的氮素利用率高于另外2个品种;滴灌棉花在360 kg/hm²处理下的生物量、氮素累积量和籽棉产量最高。     

灌溉频率对棉花干物质积累及水分利用效率的影响

【目的】研究滴灌条件下不同灌溉频率对棉花生长及产量的影响。【方法】在大田灌溉定额(4 650 m³/hm²)下,设置5个灌水频率(3、6、9、12和15 d/次,其中6 d/次为CK),分析灌溉频率对棉花生长发育过程中干物质积累及分配、产量的影响。【结果】高灌溉频率(3 d/次)干物质积累量较大,同化物向生殖器官的分配率较高,开花结铃数也较高,有利于提高籽棉产量和水分利用效率。【结论】在4 650 m³/hm²常规灌溉定额下,3 d/次的高频灌溉能够提高棉花的干物质积累量,有利于籽棉产量和水分利用效率的提高。     

机采模式下耐旱性不同棉花品种冠层特性对滴水量的响应

【目的】 研究等行距密植机采模式下不同耐旱性棉花品种冠层特性对滴水量的响应及作用机理,为干旱区棉花节水灌溉和耐旱性品种选择提供理论依据。【方法】 选用耐旱性强的品种新陆早22号和耐旱性弱的品种新陆早17号为试材,设亏缺滴灌(W₁)、限量滴灌(W₂)、常规滴灌(W₃)处理,研究滴水量对耐旱性不同棉花品种棉花冠层结构、光分布、群体光合和呼吸速率以及产量的影响。【结果】 叶绿素含量(Chl)、群体光合(CAP)和呼吸速率(CR)随滴水量的增加呈显著上升趋势,在W₃处理下表现为最大值,其中新陆早22号在盛花至盛铃后期上述参数在W₂、W₃条件下无显著差异,但均显著低于W₁处理;冠层开度(DIFN)和冠层PAR透过率则随滴水量的增加呈下降趋势,各处理间均表现为W₁>W₂、W₃;新陆早17号和新陆早22号分别在W₃、W₂处理下籽棉产量最高,W₂处理下水分利用效率最高。品种间,新陆早22号的Chl、叶面积指数(LAI)、CAP和CR在盛花至吐絮期比新陆早17号高0.8%~10.5%、3.4%~15.0%、1.3%~16.7%、2.9%~22.9%,籽棉产量和水分利用效率分别比新陆早17号高8.9%、9.2%。籽棉产量与LAI、CAP、CR、Chl均呈正相关,与DIFN呈负相关。【结论】 在等行距密植条件下,根据棉花品种对水分的敏感性不同,灌水量控制在3 900~4 800 m³/hm²时,可以使棉花在生育中期维持较高的叶绿素含量和叶面积指数、适宜的冠层开度以及均匀的光分布,促进光合速率的提升,在不显著降低棉花产量的前提下提高水利用效率。     

膜下不同滴灌量对复播大豆农田土壤呼吸及有机碳的影响

【目的】 研究膜下减量滴灌对土壤有机碳的影响,评价出复播大豆高产稳产又能促进土壤有机碳积累的最佳膜下滴灌量。【方法】 于2019年,田间设置4 200 (W₀)、3 780 (W₁)、3 360 (W₂)、2 940 (W₃)、2 520 (W₄)、2 100 (W₅) m³/hm² 6个膜下滴灌量和未覆膜滴灌量4 200 m³/hm²处理 (CK),研究膜下不同滴灌量对复播大豆土壤CO₂呼吸、土壤有机碳及碳库管理指数的影响。【结果】 覆膜条件下,不同测定时期各处理土壤中CO₂排放速率基本表现为W₂>W₃>W₄>W₅>W₁>W₀,且W₂和W₃处理之间均无差异;土层0~ 30 cm的SOC、AOC、CPMI含量均随着滴灌量的增加呈现“先增后降”的趋势,均以W₂或W₃处理达到最大,其大豆产量以W₃处理最高,为3 304.90 kg/hm²,较W₀、W₁、W₂、W₄、W₅处理分别提高了7.45%、5.16%、0.77%、8.42%和18.68%。同等滴灌量条件下,覆膜W₀处理的各指标均高于未覆膜CK处理。【结论】 复播大豆采取地膜覆盖且滴灌量为2 940~3 360 m³/hm²时可增加耕作层(0~30 cm)土壤SOC和AOC的含量,提高产量。