西瓜水肥一体化灌溉研究进展

水资源短缺和肥料利用率低是我国农业发展面临的突出问题。水肥一体化灌溉是将灌溉与施肥融为一体的灌溉模式，可根据作物不同生育时期需水需肥规律，将水分和养分定时定量按比例精准提供到作物根部。?本文综述了国内外水肥一体化灌溉及相关技术研究进展、西瓜全生育期水肥需求规律和水肥一体化灌溉模式对西瓜生长发育、产量及品质的影响，分析了水肥一体化灌溉面临的问题并提出相关解决方案。深入研究水肥一体化灌溉理论、优化灌溉设备、改变传统灌溉施肥方式可为指导西瓜节水、节肥、优质、高产提供理论依据。     

精准灌溉施肥自动控制系统的研发

随着现代农业的发展,将灌溉与施肥有效结合,实现精准及自动化控制是现代农业的一个发展趋势。依据作物生长过程中对水肥的动态需求,确定了精准灌溉施肥自动控制系统的控制要求及相关性能指标,通过系统硬件选型、人机界面软件开发以及系统的综合调试,开发了灌溉施肥自动控制系统,实现了上位机软件对灌溉和施肥的自动控制与运行。系统具有手动和自动两种控制模式,具有响应速度快、可靠性高、数据自动记录保存、操作简便等优点。试验运行结果表明:该自动控制系统设计方案合理,系统运行可靠,能够满足设施作物精准灌溉施肥的要求。     

水肥调控对甘蔗农艺性状和产量及水肥利用的影响北大核心

为探讨广西甘蔗高效生产的水肥调控模式。以柳城05136品种的甘蔗为研究对象,采用4种灌溉方案(T1:6.53 m^(3)/hm^(2);T2:8.70 m^(3)/hm^(2);T3:10.87 m^(3)/hm^(2);T4:13.05 m^(3)/hm^(2))和5种施肥方案(F0:不施肥;F1:分蘖期重施;F2:分蘖-伸长期重施;F3:伸长期重施;F4:伸长-成熟期重施),分析甘蔗农艺性状和产量及水肥利用效率对水肥调控的响应规律。结果表明,F3和F4处理可显著增加甘蔗的有效茎数,T2处理显著提高甘蔗单茎重、株高和茎径。全生育期定量施肥中,增加伸长期(偏重生育盛期)施肥不同滴灌施肥水平条件下,F3处理下甘蔗产量(962.25 kg/hm^(2))、肥料利用效率(48.20%)和灌溉水利用率[10.47 kg/(hm^(2)·mm)]最佳;灌溉量对甘蔗产量和养分吸收利用状况的影响不明显,T1和T2处理下甘蔗灌溉水利用率显著提高。T2和F3处理为最优组合,即甘蔗节水增产的水肥调控模式为灌溉量为8.70 m^(3)/hm^(2)、伸长期重施肥料。该研究结果可为广西甘蔗水肥管理提供科学依据。     

痕量灌溉下不同水肥处理对温室黄瓜生长的影响

为保证温室蔬菜品质和产量,进一步提高节水灌溉效率,以黄瓜品种"中农26"为试材,研究了痕量灌溉下不同水肥处理对黄瓜产量和品质的影响。结果表明,1痕量灌溉条件下施肥量和施肥频率对黄瓜的生长、产量和品质均有不同的影响,施肥量的提高对黄瓜干物质累积量的影响较小,但1次追肥处理较有利于黄瓜干物质累积量的增加;2施肥量对黄瓜产量的影响较大,当施肥量从施肥水平的60%提高到80%时产量平均提高了20.65%,且1次追肥处理产量最高;黄瓜品质受施肥量的影响不大,但1次追肥处理较有利于果实中还原型VC和可溶性糖的累积。按1次追肥,施肥量为当地施肥水平80%能兼顾产量和品质,是比较适宜的施肥模式,并且施肥方式简单,易于操作,可以推广应用。     

中草药高效灌溉和水肥耦合调控技

在系统分析三七等中草药种植方面应用高效灌溉和水肥耦合调控技术现状的基础上，针对性提出了目前我国中草药GAP规范化种植生产中亟待解决的关键技术问题，探讨了今后在中草药种植中综合应用高效灌溉和水肥耦合调控技术的研究推广方向及发展趋势，提出在建立基于中草药需水、需肥生理规律的高效灌溉制度的基础上开展水肥耦合调控技术的研究，提高中草药的产量和品质，保障我国中草药生产的健康持续稳定发展。     

水肥一体化施用技术要点

水是人类赖以生存的自然资源,更是生物赖以生存的基本条件,没有水就没有生命.肥料是作物的"粮食",合理施肥是农作物高产优质的基础. 水肥一体化技术是将灌溉与施肥有机结合的一项农业新技术,主要是借助新型微灌系统,根据土壤养分含量和作物的需水、需肥规律,在灌溉的同时将可溶性固体肥料或液体肥料配兑成肥液,与灌溉水一起均匀、准确地输送到作物根部土壤中,供给作物吸收,并且精确控制灌水量、施肥量、灌溉次数和施肥时间,达到"以水调肥"和"以肥促水"的水肥耦合技术.由于灌溉过程主要是根部灌溉,肥料也随水直接被输送到根系的周围,直接被作物吸收利用,极大地减少灌溉和肥料的投入,提高水资源和肥料的利用率,并显著地提高作物产量和品质.     

水肥一体化循环灌溉系统的设计与试验

结合我国水肥一体化灌溉发展的需求,设计了一套水肥一体化循环灌溉系统。系统采用椰糠基质栽培,主要由配肥系统、灌溉系统、营养液循环系统3大部分组成。系统通过控制肥水的EC、p H值和进入灌溉管道的肥水量来实现自动施肥灌溉,并具有营养液循环回收的功能。它能够执行较精确的施肥过程,预防肥液浪费,提高水肥利用效率。经实际运用证明,该系统运行稳定、操作方便,EC值控制精度为±0.2 m S/cm、p H值控制精度为±0.2。水肥一体化循环灌溉系统用水量是传统土壤栽培的66.7%,黄瓜产量是传统土壤栽培的1.16倍,用工量是传统土壤栽培的63.2%。运用该系统能够达到节约用水、提高产量、节省用工的目的。     

滨海盐碱区日光温室番茄施肥与加氧灌溉模式

为探索滨海盐碱地区温室蔬菜的水、肥、氧管理模式,对温室番茄进行不同的滴灌处理试验,分析了施肥灌溉和加氧灌溉对番茄生长、产量、品质和水分利用效率的影响。结果表明,不同水肥处理对番茄株高和茎粗的影响差异不显著;中水低氮处理产量最高,较高水高氮处理增产45.3%;各处理间的灌溉水利用效率和果实品质都有明显的差异,综合考虑产量及成本等因素,中水低氮和低水低氮灌溉为滨海盐碱地区最适宜的滴灌施肥模式。滴灌加氧对盐碱地番茄生长有明显的促进作用,与不加氧处理相比,株高、茎粗增加4.6%和4.3%,增产12.1%,可溶性固形物、总糖、可滴定酸和Vc质量分数均提高。     

灌溉施肥对基质栽培番茄产量、品质及水肥利用率的影响

【目的】探讨灌溉施肥对设施番茄生长、产量、品质及水肥利用率的影响,筛选适合河西干旱区日光温室番茄栽培的最佳灌溉施肥模式。【方法】采用基质(玉米秸秆50%+炉渣30%+牛粪20%+生物菌)栽培方式,共设4个处理：农户模式T0(N、P₂O₅、K₂O施用量分别为615、315、750 kg/hm²,灌水量6 000 m³/hm²)、常规模式T1(N、P₂O₅、K₂O施用量分别为435、150、600 kg/hm²,灌水量4 500 m³/hm²)、优化模式T2(与T1处理相比,施肥量、灌水量均下浮10%)和优化模式T3(与T1处理相比,施肥量、灌水量均上浮10%)。【结果】不同灌溉施肥模式可显著影响番茄产量、品质和水肥利用率。与T0处理相比,随着施肥量和灌水量减少,番茄生物量、氧化酶活性、脯氨酸、产量及水肥利用率呈先增后减的变化趋势...     

大型智能水肥一体化系统在设施草莓种植中的应用

针对设施园区草莓规模化种植对水肥管理方式和水平提升的需求,建设了智能水肥一体化系统,并在园区23栋日光温室草莓灌溉施肥环节开展种植试验。试验结果表明:相对于传统文丘里吸肥器技术,设施园区应用智能水肥一体化系统优势明显,可提高劳动生产率12倍,并显著降低人工劳动强度;可实现灌溉施肥精准调控,减少肥料倾倒遗撒浪费,并具有一定的生态效益;可为草莓产量和品质稳定提供保障,草莓产量提高1.7%;试验园区经济效益每年可提高26 037元/hm2。上述结果可为广大设施园区建设智能水肥一体化系统和经济效益计算提供参考。      

不同灌水量对日光温室黄瓜需水规律和水分利用的影响

采用田间试验研究了不同灌水量在开花期、初瓜期、结瓜盛期期和结瓜末期等生育时期对黄瓜蒸腾量、产量和水分利用效率的影响,并通过黄瓜的需水规律提出实现高产高效的土壤水分对策。研究结果表明:在整个生育期,开花期灌水量控制在37.5～52.5mm、初瓜期灌水量控制在112.5mm左右、盛瓜期灌水量控制在367.5mm左右和结果末期灌水量控制在150mm左右,不仅可获得最高产量(14.560 2万kg/hm2),而且可以达到最大的水分利用效率(26.4kg/m3),实现高产高效的统一。     

水肥耦合对温室番茄产量、水分利用效率和品质的影响

为指导日光温室番茄高产节水优质的灌溉施肥,以番茄为研究对象,设置3种施肥方式(总施肥量相同,施肥时间不同,其中F₁:不施底肥,番茄移栽后随水追施总肥量的30%,剩余70%平分6次追肥,F₂:底肥施1/2,剩余平分6次追肥,F₃:全施底肥不追肥)和3种土壤水势的灌水下限(W₁:-30 kPa,W₂:-50 kPa,W₃:-70 kPa),研究滴灌条件下水肥耦合对番茄耗水量、产量、水分利用效率和品质的影响.结果表明:施肥方式对番茄的耗水量差异不具有统计学意义,而灌水下限对耗水量有极显著性影响,且耗水量与灌水量呈极显著的正相关关系(P<0.01);与产量最大处理F₂W₁相比,F₂W₂处理产量降低6.91%,但节水14.83%,水分利用效率提高8.51%;TTS质量分数与平均单果重呈极显著负相关,而与除糖酸比外其他影响品质指标呈显著性正相关关系;综合考虑产量、WUE及TTS质量分数,利用TOPSIS综合评价方法,确定了温室滴灌条件下番茄节水调质的最优灌溉施肥模式为:移栽前施入底肥为总肥量的50%,移栽后灌水20 mm,进入开花坐果期以后,20 cm土层的土壤水势控制在-50 kPa以上,每次灌水定额为10 mm,剩余肥料每隔1次灌水追肥1次,将剩余50%的肥料分6次追肥.研究成果为制定日光温室番茄节水高产优质的灌溉模式提供了理论依据.     

不同灌溉施肥时机对稻田肥料分布和水稻生长的影响

【目的】探索水肥耦合灌溉方式下最佳的灌溉施肥时机。【方法】设置4个处理,分别为撒施(CK)、灌水0~2 h内灌液体肥(T1)、灌水2~4 h内灌液体肥(T2)和灌水4~6 h内灌液体肥料(T3),研究了不同施肥时机对稻田肥料分布均匀性、水稻农艺性状、产量及水分利用效率的影响。【结果】在相同施肥量与灌水量条件下,T1处理在肥料分布均匀度、分蘖数、产量、水分利用效率方面均高于其他处理(p<0.05);施肥后第3天CK田间氨态氮和硝态氮量达到最高,而其他水肥耦合处理均为第1天氨态氮和硝态氮量最高且在肥料分布均匀度方面较CK高5.63%~21.65%;孕穗期后各处理株高比CK增加6.37%~6.53%;在分蘖数和干物质量方面,T1处理较其他处理分别高11.25%~23.17%和5.75%~8.48%;在产量和水分利用效率方面,T1处理较其他处理分别高13.73%~17.46%和14.15%~17.47%。【结论】从肥料分布均匀度与增产节水效益方面考虑,灌水0~2 h是最佳的施肥时机。     

不同种植方式和亏缺灌溉对设施黄瓜生理特性及WUE的影响

【目的】揭示滴灌水分亏缺和种植方式对设施黄瓜叶片光合特性、物质积累与水分利用效率的调控效应,筛选适宜的亏缺灌溉栽培模式。【方法】以"津优316"黄瓜为试材,在定植密度相同时,设置了"等行距+70%灌溉量"(T1)、"宽窄行+70%灌溉量"(T2)、"等行距+常规灌溉量"(T3)、"宽窄行+常规灌溉量"(T4)4个处理,定植后第5天开始不同灌溉量处理,分析了定植后6周内黄瓜叶片生理特性、光合作用、水分利用率(WUE)、形态指标和物质积累、以及全生育期黄瓜总产量对滴灌水分亏缺和种植方式的响应规律。【结果】不同种植方式对黄瓜生理特征、光合作用、形态指标、物质积累、水分利用效率的影响均不显著。亏缺灌溉黄瓜植株受到不同程度水分胁迫,可溶性物质量和脱落酸量显著增加;由于气孔限制值(Ls)增加,净光合速率(Pn)降低了10.75%,蒸腾速率(Tr)降低了15.03%,物质积累减少了15.46%,总产量降低了12.60%,但水分利用效率提高了20.97%。不同处理中,T4处理产量最高,作物水分利用效率(WUEET)最低,与T4处理相比,T1处理的黄瓜植株受到一定程度的水分胁迫,Pn显著降低了13.68%,干物质积累显著降低了9.41%,黄瓜总产量降低了9.30%,但WUEET提高了23.96%;T2处理黄瓜叶片过氧化物酶(POD)活性、丙二醛(MDA)量、可溶性蛋白量、脱落酸(ABA)量显著增加,植株受到水分胁迫,Pn显著降低了10.52%,干物质积累显著降低了23.55%,总产量显著降低了12.37%,但WUEET显著提高了23.96%;T3处理黄瓜植株未受到水分胁迫,Pn、干物质积累、总产量、WUEET差异不显著。【结论】亏缺灌溉黄瓜虽然产量降低,但由于耗水量的大幅降低,水分利用效率显著提高。T1处理虽然总产量降低了9.30%,但提高黄瓜水分利用率23.96%,是适宜的滴灌水分亏缺模式。     

基于熵权-模糊层次分析法的痕灌草莓水肥效应评价

为了评价痕量灌溉条件下水肥耦合处理对温室草莓产量、品质和水肥利用效率的影响,确定最优灌水施肥量.文中采用基于熵权-模糊层次分析法的综合评价指数为应变量、水肥用量为自变量建立预测模型,分析水肥对草莓的影响并计算痕灌条件下温室草莓最优灌水量和施肥量.结果表明:当灌水下限为60.41%、灌水上限为90%、施肥量为N:721.96 kg/hm²,P₂O₅:360.98 kg/hm²,K₂O:721.96 kg/hm²时综合评价指数最大,此时产量为27 008.69 kg/hm²,灌水利用效率为84.48 kg/m³,化肥利用效率15.60 kg/kg.经优化后的痕量灌溉水肥管理模式增产27.26%,灌水利用效率提高22.27%,化肥利用效率提高26.35%.文中构建的预测模型具有较高的可靠性,提出最优水肥管理模式对于温室草莓生产具有指导意义.     

基于PLC的自动灌溉施肥监控系统设计

随着自动化技术在农业生产应用中的不断深入,自动灌溉施肥技术在农业灌溉中的应用越来越广泛,但在实际使用过程中,由于无法准确获取农田含水量和肥料含量,容易造成水资源的浪费及农田肥料匮乏或过饱和,影响农业生产。为此,设计了基于PLC的自动灌溉施肥监控系统,对自动灌溉施肥系统的工作原理进行简要分析,完成了自动灌溉施肥监控系统总体结构的设计,并通过硬件设计,确定了合理可靠的功能模块,最后完成了自动灌溉施肥监控系统的软件流程设计。实际应用表明:监控系统能够实时检测农田的含水量和含肥量,并根据需求供给水分和肥料,确保农田作物能够时刻保持充足的水分和足够的营养,且可在农田缺水状态或农作物缺肥状态下进行报警。该监控系统功能齐全、控制精度高,在较大程度上节约了水资源和农业生产成本,提高了自动灌溉施肥效率,具有一定的推广价值。     

不同水肥措施下的冬小麦水氮利用和生物效应研究

【目的】寻找合适的冬小麦水肥方案。【方法】采用田间试验方法,在传统畦灌和水肥一体化微喷灌下分别设置不同施氮肥处理,研究了小麦干物质积累、产量、水氮利用和土壤贮水量。【结果】与传统畦灌比,微喷灌各处理灌水量减少50%,干物质积累量、产量、氮肥生产效率、水分利用效率分别增加28.2%～41.1%、0.2%～27.3%、0.8%～76.6%和23.3%～61.7%。其中传统畦灌下,推荐施氮肥与不施氮肥、农民习惯施氮肥和推荐施氮肥减氮20%处理比较,小麦干物质积累量、产量、氮肥生产效率、水分利用效率分别增加4.0%～11.4%、1.8%～26.9%、32.1%～75.3%、0.8%～28.2%。微喷灌下,与推荐施氮肥比,推荐施氮肥减氮20%的小麦干物质积累量、产量、氮肥生产效率、水分利用效率分别提高6.4%、4.5%、0.8%、2.3%。【结论】综合比较,水肥一体化微喷灌下推荐施氮肥减氮20%表现最优,提高冬小麦水氮利用效率,稳定产量,是节水减肥可推荐的有效途径。     

江西省水稻蓄雨间歇灌溉模式初探

【目的】探索水稻蓄雨间歇灌溉模式节水减排效益。【方法】以鄱阳湖区双季早晚稻为试验材料,采用大田和测坑试验,研究了水稻蓄雨间歇灌溉模式对灌溉定额、排水定额、降雨有效利用率、产量、稻田水分生产率,以及氮、磷排放量的影响,并与间歇灌溉和常规淹水灌溉试验进行了分析比较。【结果】与淹水灌溉、间歇灌溉相比,蓄雨间歇灌溉灌排水量、灌排次数明显减少。双季早晚稻年平均灌水量分别减少975m^3/hm^2和1251m^3/hm^2,年平均灌水次数分别减少8次和7.5次;年平均排水量分别减少729 m^3/hm^2和893 m^3/hm^2,年平均排水次数分别减少5.8次和3.1次;蓄雨间歇灌溉降雨有效利用率明显提高。早稻降雨利用率分别提高12.40%和9.14%,晚稻分别提高6.84%和6.42%;蓄雨间歇灌溉模式下,双季早晚稻总氮排放量年平均减排7.64 kg/hm^2和3.12 kg/hm^2,减排幅度34.93%和14.26%;双季早晚稻总磷排放量0.180kg/hm^2和0.095kg/hm^2,减排幅度37.25%和70.59%。【结论】蓄雨间歇灌溉模式具有明显的节水、减排和提高降雨有效利用率的效果,在我国南方多雨地区具有较强的推广应用空间。     

不同水肥模式单季水稻生长特性研

通过田间试验，对比不同灌溉模式与施肥方式的组合对单季水稻分蘖、根系生长、叶面积指数、产量和水分生产率的影响。研究表明：节水灌溉模式下（薄露灌、间歇灌），水稻分蘖优于常规灌溉，并且3次施肥处理的最终分蘖量好于2次施肥；水稻根系长度和根毛总量均大于常规灌溉；不同灌溉模式对水稻叶面积指数影响不显著；节水灌溉加3次施肥处理的实测产量略大于常规处理，每亩增产10~30kg。另外，节水灌溉模式可显著提高单季水稻的水分生产率，生育期用水可减少10%～30%。