不同秸秆还田方式对春玉米产量、水分利用和根系生长的影响

为探究耕作方式和秸秆还田对春玉米产量、土壤水肥及根系分布的影响,通过连续两年设置耕作方式(旋耕、翻耕)与秸秆还田方式(秸秆还田、秸秆不还田)两因素田间定位试验,研究了春玉米产量和水分利用效率、根系及土壤水肥分布的特性。结果表明:旋耕和翻耕处理春玉米产量和水分利用效率差异不显著,但前者显著增加了干旱年份(2015年)0—30cm土层的根长密度、根表面积密度和根干重密度,而后者显著降低了10—30cm土层的土壤容重和紧实度,降低了0—40cm土层的土壤含水量、有效磷和速效钾含量,提高了干旱年份30—60cm和湿润年份(2016年)0—60cm土层的根长密度、根表面积密度和根干重密度;秸秆还田较秸秆不还田处理显著增加了春玉米产量和水分利用效率,增加幅度分别为9.5%和7.3%,促进了干旱年份0—60cm土层的根长密度和湿润年份30—60cm土层的根长密度、根表面积密度和根干重密度的增加,还提高了0—60cm土层的土壤含水量、硝态氮、有效磷和速效钾含量。因此,实施旋耕秸秆还田和翻耕秸秆还田可以改善土壤水肥分布,促进深层根系发育,提高春玉米的产量和水分利用效率。     

灌溉方式对温室黄瓜灌溉水分配及硝态氮运移的影响

为了揭示灌溉方式对日光温室黄瓜灌溉水分配及硝态氮运移的影响,该文以津育5号黄瓜为试材,研究了畦灌、滴灌和渗灌3种灌溉条件下灌溉水的去向、硝态氮淋洗、根层土壤硝态氮运移、根系分布及产量和水分利用效率。结果表明,滴灌和渗灌减少了水分深层渗漏量和土面蒸发量,增加了植株蒸腾量,促使更多的水分被植株吸收利用;滴灌和渗灌分别节水25.9%和32.0%,增产11.6%和15.3%,水分利用效率提高49.9%和68.7%;并减少了硝态氮的淋洗量,促使养分更多的分布于根层,对保护地下水环境具有重要意义。     

灌溉定额对膜孔灌玉米土壤水氮分布和产量的影响

通过膜孔灌测坑试验,研究了灌溉定额对玉米生育期土壤水氮分布及产量的影响。结果表明,不同灌溉定额的土壤含水率在土壤表层随生育期的变化很大,随着土层深度的增加,变化幅度减小。对比同一深度处各生育期中的土壤含水率,灌溉定额1575 m3hm-2的处理在0~60 cm土层差异显著;灌溉定额2100 m3hm-2的处理在0~50 cm土层含水量差异较大;灌溉定额2625 m3hm-2的土壤含水率分布较均匀。不同灌溉定额的土壤硝态氮在0~60 cm土层均随着生育期推进而减小,60 cm以下随生育期推进而增加。灌溉定额对收获后表层土壤硝态氮含量影响不明显,对下层土壤硝态氮含量影响较大;灌溉定额大的处理土壤下层的硝态氮含量增加较多,易对地下水造成影响。试验条件下,玉米生育期中灌溉定额2100 m3hm-2的产量和水分生产效率均最高。     

不同毛管配置对水氮分布和机采棉根系生长的影响

通过田间试验,研究不同滴灌配置对机采棉根系生长、水氮运移和氮肥利用率的影响。设置3种滴灌毛管配置方式:(1)内嵌式滴灌毛管+夹管(EB);(2)内嵌式毛管+侧管(ES);(3)迷宫式毛管+侧管(LS);施氮(N)量均为300 kg/hm~2;同时,以ES处理不施氮肥为对照(CK)。结果表明:滴灌施肥24 h后,土壤水分及硝态氮均主要分布在0—40 cm土层。LS和EB处理水分和硝态氮在作物行下方的根区含量高,ES处理硝态氮分布向宽行偏移。90%以上棉花根系分布在0—30 cm土层,但EB处理根系分布更浅,其超过80%根系分布在15 cm以内土层;ES处理与LS、EB处理相比,根干物质量分别显著降低31.7%和25.5%;ES处理根长密度、根表面积、根体积显著高于LS和EB处理。LS处理显著增加产量和氮肥利用率,较ES处理分别增加9.4%和18.0%;EB处理产量和氮肥利用率也较ES处理分别增加6.5%和8.5%。机采棉使用迷宫式滴灌毛管并在侧管铺设毛管,水分和硝态氮分布与根系分布相匹配,能显著促进棉花根系生长,增加氮吸收量并提高产量和水氮利用效率。     

小麦开花期适量灌溉提高水氮利用效率减少土壤硝态氮淋洗的机理

  【目的】  探究开花期土壤水分含量对小麦植株氮素积累转移、土壤硝态氮含量、小麦产量及氮素利用率的影响,为小麦氮素高效利用及节水高产栽培提供理论依据。  【方法】  于2018—2019和2019—2020年两个小麦生长季,在大田条件下,供试品种为济麦22,在开花期设置3个水分处理:不灌水 (W0)、将0—40 cm土层土壤相对含水量补灌至70% (W1) 和85% (W2)。测定了小麦开花期和成熟期氮素的积累和转运、小麦产量及氮素利用率,并对小麦成熟期0—200 cm土层土壤硝态氮含量进行分析。  【结果】  1) W1处理中,两个小麦生长季开花期营养器官贮存氮素转移量比W0和W2处理平均提高11.63%和7.27%,氮素转移率分别增加9.49%和6.11%;成熟期籽粒氮素分配量平均提高22.5%和12.9%,但叶片和穗轴+颖壳中的氮素分配量显著低于W0和W2处理,因而提高了氮素收获指数。2) 补灌至70% (W1) 处理降低了60—120 cm土层土壤硝态氮含量,小麦氮素吸收量比W0和W2处理平均提高11.4%和6.5%,土壤氮素表观盈余量平均降低51.0%和40.9%,W1处理减少硝态氮向深层土壤淋溶的风险,降低了0—200 cm土层土壤中无机氮的残留量和土壤氮素表观盈余量,有利于小麦根系对土壤氮素的吸收利用。3) W1处理的小麦千粒重比W0和W2处理平均增加11.0%和5.4%,籽粒产量提高25.9%和11.8%,水分利用效率平均提高17.0%和12.7%,氮素吸收效率提高了11.4%和6.5%,氮素利用效率增加了13.0%和4.9%。  【结论】  在小麦开花期,将0—40 cm土层土壤相对含水量补灌至70%,可以显著提高小麦灌浆中后期营养器官贮存氮素向籽粒的转移量和转移率,提高小麦成熟期籽粒中氮素的积累量和分配率,进而提高了产量、氮素收获指数、氮素利用率和水分利用效率,同时降低了60—120 cm土层土壤硝态氮含量,因而减少了环境风险。灌溉过量导致硝态氮过多向下移动,影响根系吸收,水分不足则降低氮素向籽粒的运转。     

滴灌频率和施氮量对温室西葫芦土壤水分、硝态氮分布及产量的影响

2016年和2017年在北方寒旱地区日光温室西葫芦栽培中,灌溉定额为269.87mm,设置2个滴灌频率(低频W1:7天1次,高频W2:2天1次)和2个氮素水平(适氮N1:375kg/hm~2,高氮N2:565kg/hm~2),研究不同处理对温室西葫芦土壤水分、硝态氮分布及西葫芦产量的影响。结果表明:(1)高频(W2)滴灌提高了0—40cm土层的土壤水分,减少了水分的深层下渗。(2)高氮(N2)施肥各土层硝态氮含量较高,适氮处理配合高频次滴灌根区0—40cm硝态氮含量维持在相对适宜水平,40—80cm土层硝态氮含量相对较低,提高滴灌频率可降低氮素向深层淋失的风险。(3)在适氮(N1)水平下,西葫芦产量对于滴灌频率敏感,而对于高氮(N2)水平,提高滴灌频率,产量增加不显著。(4)在定额滴灌量下,滴灌频率对西葫芦水分利用效率的影响大于施氮肥对西葫芦水分利用效率的影响。(5)W2N1处理更有利于西葫芦的生长和产量的提高,推荐北方寒旱地区日光温室西葫芦施氮量为375kg/hm~2,灌溉频率为2天1次。     

酸枣根系构型特征研究

对半干旱地区酸枣根系构型的研究结果表明:酸枣的根系水平分布可达300 cm,主要分布于0—60 cm范围内;60—240 cm范围根表面积和细根数量变化不大,二级侧根和细根分布比较均匀,在接近侧根末端,根长度、根表面积和细根长度数值明显增大,二级侧根数量增加。垂直方向根系分布可达120 cm,但主要分布在0—60 cm的土层中。0—60 cm土层含水量高,与根系在土层中的主要分布深度一致,因此,酸枣主要吸收土壤浅层和中层水分。尽管在深层土壤中细根的比例很少,但对酸枣吸收水分发挥着非常重要的作用,在干旱季节土壤浅层水分不足时,60 cm以下深层土壤中的水分能够维持酸枣的生存和生长。     

开花期补充水肥对花生田土壤水分、氮磷养分时空变化特征的影响

田间条件下,以花育22号和花育25号为试材,采用膜下滴灌方法,设置花生初花后20d灌水(WN0)、灌水施N 20kg/hm~2(WN1)和灌水施N 30kg/hm~2(WN2)处理,以田间自然降雨条件为对照,研究开花期补充水肥对0—100cm剖面土壤水分、水解性氮、速效磷(Olsen-P)和NO-3-N含量变化及迁移特征的影响。结果表明:(1)开花期灌水施肥使0—100cm土壤剖面土壤含水量均随土层深度增加而升高,利于0—60cm土层土壤含水量保持稳定;施用氮肥可使0—60cm土层土壤含水量升高滞后于不施肥处理10d左右,高量施氮处理使水分下渗速度减缓且20—40cm土层含水量变异性增大。(2)开花期灌水施氮肥提高了0—60cm土层NO-3-N含量,灌水施肥10~20d后是NO-3-N淋失迁移的风险期,其淋溶迁移时间与土壤水分同步。高量施氮肥使土壤硝态氮淋溶风险提前10d。(3)花后补充水分并施氮肥均可提高0—100cm剖面土壤水解性氮含量,不施氮肥处理使开花后60d时0—40cm土层水解氮含量降至57.4~89.6mg/kg,高量施氮使土壤水解性氮素养分向下淋溶风险增强。(4)开花后补充水分和氮肥处理均明显增加0—40cm土壤Olsen-P含量,施氮肥使磷素供应强度高峰后移20~40d。花生开花期灌水补充氮肥可使0—60cm土层土壤含水量、NO-3-N含量、水解氮含量和0—40cm土壤Olsen-P含量升高且水氮下渗速度减缓,促进水肥利用效率提高,但施氮量不应超过30kg/hm~2,以降低氮素养分淋失迁移风险。     

氮肥运筹对稻茬小麦土壤硝态氮含量、根系生长及氮素利用的影响

以宁麦9号为材料,研究施氮量及氮肥基追比例对稻茬小麦土壤硝态氮含量、根系生长、植株氮素积累量、产量和氮素利用效率的影响。结果表明,拔节前0-60cm土层硝态氮含量随基施氮量的增加而显著增加,随生育进程的推进各处理硝态氮显著向下层土壤淋洗;拔节期追施氮肥显著提高了孕穗期0-40cm土层硝态氮含量,且随追施氮量的增加而显著增加,N300和N3/7处理硝态氮显著向40-60cm土层淋洗。根系主要生长于0-20cm土层,拔节前各土层根长密度均随基施氮量的增加而增加,拔节后则随施氮量增加和适当的追肥比例而增加。各施氮处理均以拔节至开花期为小麦氮素积累高峰期。适宜增加施氮量并适当提高追肥比例,有利于提高产量、植株氮素积累量和氮素利用效率。因此,在小麦生产中,适当降低施氮量并提高拔节期追肥比例有利于促进小麦根系生长和植株氮素积累,进而提高小麦产量并减少硝态氮淋洗损失。     

畦灌不同施肥模式对夏玉米田间水氮分布的影响

为了探究夏玉米畦灌条件下适宜的灌溉施肥模式,在大田试验条件下对不同施肥方式(液施和撒施)、液施不同施肥时机和不同入畦流量下土壤水氮空间分布状况及其变化趋势进行了研究。结果表明,灌后2d土壤水分空间分布差异明显小于硝态氮,适当增大入畦流量有助于改善沿畦长方向土壤水分空间分布均匀性。灌后2d不同处理间作物有效根系层土壤硝态氮和土壤水分的贮存效率(土壤有效根系层土壤硝态氮占0—100cm土层中硝态氮的比重)变化都不明显。入畦流量相同时,液施情况下硝态氮沿畦长分布均匀性(介于86.1%~96.9%之间)高于撒施(介于89.3%~89.7%之间)。基于入畦单宽流量为4L/(s·m)、灌水至畦长33%处时均匀施肥的畦灌施肥模式,玉米根系层中土壤水氮含量比重较高,而且土壤水分与土壤硝态氮沿畦长分布均匀性最好,从而形成了有助于作物吸收的均匀的土壤水氮空间分布状态。