时空亏缺调控灌溉和施氮处理对番茄水氮利用的影响

为探索节水灌溉条件下蔬菜的水肥高效利用模式, 采用番茄盆栽试验, 以常规充分灌水为对照, 研究了时空亏缺调控灌溉和氮肥处理对番茄营养器官干物质累积、灌溉水分利用效率、氮素累积及土壤水氮分布的影响。在交替灌溉条件下, 设置控水时期、灌水水平和施氮水平3因素, 控水时期分别为开花座果期和结果期, 2个灌水水平分别为高水和低水, 3个施氮水平分别为高氮、低氮和无氮, 并以常规灌溉作为对照。结果表明: 与常规充分灌水处理相比, 交替灌溉持续高水处理、交替灌溉开花座果期低水处理、交替灌溉结果期低水处理及交替灌溉持续低水处理分别降低干物质累积总量4.52%、11.93%、17.76%和23.94%, 分别降低氮素累积总量1.74%、12.86%、15.50%和22.47%, 分别降低氮素干物质生产效率2.24%、3.93%、2.55%和0.89%, 而分别增加灌溉水分利用效率12.39%、8.99%、15.02%和12.96%。在交替灌溉条件下, 中氮处理的干物质累积、灌溉水分利用效率和氮素累积总量最大。与低氮处理相比, 中氮和高氮处理的氮素干物质生产效率分别降低6.87%~12.70%和17.81%~24.38%, 土壤硝态氮分别提高31.64%~159.58%和57.37%~297.37%。综合考虑干物质累积、水分利用及氮素累积等因素, 番茄适宜的水氮供给模式为交替灌溉持续高水中氮处理: 灌水定额为80%W₀(W₀为常规充分灌溉的灌水定额, 保持土壤含水量为田间持水量的70%~85%), 施氮量为0.30 g(N)·kg^-1(干土)。     

温室沟灌条件下不同水氮用量对番茄产量、品质及水肥利用的影响

试验在温室栽培条件下研究不同的水氮用量对番茄产量、品质和水肥利用的影响,以期为温室番茄的生产提供科学的水氮管理依据。结果表明:有机无机配施模式下灌水与施氮量存在一定的交互作用,对于番茄产量、氮素总含量以及水氮利用效率具有较好的拮抗作用;充足的水分供应和适宜的施氮量是保证番茄产量、提高水氮利用率的前提。在相同灌溉量不同施氮量情况下,随着施氮量的升高,番茄品质中可溶性糖、可溶性酸和Vc含量与产量先升高后降低;在相同施氮量不同灌水量情况下,节水灌溉处理的氮肥与水分利用效率明显高于传统灌溉,且比传统灌溉处理增产3. 07%和5. 40%,节水灌溉处理的农学利用效率和肥料偏生产力比传统灌溉分别提高了23. 61%～29. 58%和3. 07%～5. 49%,与传统灌溉相比,节水灌溉处理的水分利用率提高了54. 60%和58. 64%,且节水灌溉下施氮量为675 kg/hm~2的处理产量以及水氮利用率最高。在本试验中,节水灌溉条件下施氮量为675 kg/hm~2的处理W2N675为较适宜番茄生长发育的处理措施。     

水肥耦合对加气滴灌加工番茄产量及品质的影响

为探求北疆地区水肥耦合对加气灌溉加工番茄产量、品质及水肥利用效率的影响，该研究设置2个灌溉水平分别为4 950和4 050 m3/hm2、4个施氮梯度分别为280、250、220和190 kg/hm2以及2个加气水平分别为掺气比例15%和0%进行完全组合设计。结果表明，加气灌溉使加工番茄产量显著提高2.32%～10.02%，灌溉水分利用效率与氮肥偏生产力分别提高6.12%和6.19%。加气提高了加工番茄可溶性糖、有机酸、维生素C、可溶性固形物含量，基于主成分分析对各品质指标进行综合评价，得出最优处理为灌水4 050 m3/hm2，施氮250 kg/hm2。研究可为提高新疆加工番茄水肥利用率提供理论依据。     

不同控水时段根区局部灌溉对玉米生理和水分利用效率的影响

【目的】根区局部灌溉(PRI)是一种节水灌溉方法,包括分根区交替灌溉(AI)和固定部分根区灌溉或称部分根区干燥灌溉(PRD),其中PRD技术是在作物生育时期一半根区总不灌水,另一半根区充分灌水,AI技术则是在作物生育期内根据生育时期和土壤水分情况交替对根系两侧进行灌水。本文研究在不同施肥条件下,拔节前期至抽雄期不同时段采用PRI对玉米生理指标、 干物质积累和水分利用效率(WUE)的影响,以期为玉米合理灌溉和施肥提供依据。【方法】采用盆栽方法,设3种灌溉方式为常规灌溉(每次对盆内全部土壤均匀灌水)、 分根区交替灌溉(每次交替对盆内1/2区域土壤灌水)和固定部分根区灌溉(每次固定对盆内1/2区域土壤灌水);2种灌水量为正常灌水(70%~80%f,f为田间持水量)和轻度亏水(60%~70%f); 2种施肥处理为100%化肥氮、 80%化肥氮+20%有机氮。在拔节期至抽雄期进行12 d、 24 d和36 d根区局部控水灌溉处理。分别测定玉米的光合速率、 气孔导度、 叶绿素、 类胡萝卜素、 可溶性糖和脯氨酸含量,总干物质量、 耗水量和水分利用效率。【结果】不同灌溉方式、 灌水水平和有机无机氮比例处理对拔节中期、 拔节末期和抽雄期玉米光合速率、 气孔导度、 类胡萝卜素含量、 叶绿素含量和可溶性糖含量的影响不显著,灌水量对抽雄期脯氨酸含量的影响也不显著,表明控水持续时间长短,根区局部灌溉、 轻度亏水和有机无机氮配施不会显著影响玉米生理指标。与常规灌溉相比,拔节前期至抽雄期3个控水时段根区局部灌溉对玉米总干物质量和水分利用效率的影响虽不显著,但是显著降低了玉米耗水量,在正常灌水量和单施化肥氮条件下,拔节末期控水24 d和抽雄期控水36 d,根区局部灌溉可分别提高水分利用率24.4%和16.3%。此外,轻度亏水、 有机无机氮肥配施(80%化肥氮+20%有机氮)对玉米生理指标、 总干物质量和水分利用率的影响也不显著。【结论】在正常灌水量和单施化肥氮条件下,在拔节期至抽雄期进行根区局部灌溉可显著降低玉米耗水量,而对玉米生理指标和总干物质量无明显影响,因而显著提高玉米水分利用效率。     

水氮联合调控对小油菜生长、产量及品质的影响

采用温室盆栽试验,研究了水氮联合调控对小油菜生长、产量及品质的影响。结果表明,灌水水平与施氮量对叶片数、叶面积、叶绿素与产量均有显著或极显著影响,这些指标均随灌水水平的提高而增加,随施氮量的增加呈抛物线趋势,在低氮(0.1 g·kg~(-1))与中氮处理(0.2 g·kg~(-1))达到最大,且差异不显著。中水高氮(田间持水量的75%,0.3 g·kg~(-1))耦合能显著提高小油菜Vc含量;灌水、施氮及其交互作用对可溶性糖与硝酸盐含量影响极显著;增加灌水能减轻高量氮肥对小油菜可溶性糖合成的抑制作用;不施氮处理硝酸盐含量均极显著低于施氮处理,高水低氮(田间持水量的90%,0.1 g·kg~(-1))与中水(田间持水量的75%)下的各个施氮处理硝酸盐含量较低。降低施氮量,适当增加灌水能增加Vc、可溶性糖含量,降低硝酸盐积累。综合考虑小油菜生长、产量及品质,中水低氮(田间持水量的75%,0.1 g·kg~(-1))为最佳水氮处理。     

基于番茄产量品质水肥利用效率确定适宜滴灌灌水施肥量

研究滴灌施肥条件下水肥组合对温室番茄根系生长、产量品质和水肥利用效率的影响,并运用多元回归分析和空间分析相结合的方法,寻求满足单目标最大的灌水施肥制度,以及综合评价产量品质和水分利用效率的水肥调控效应,提出同时满足高产优质高效的最接近的灌水施肥制度。通过小区试验,设灌水和施肥（N-P2O5-K2O）2因素,3个滴灌水量（高水：100%ET0、中水：75%ET0、低水：50%ET0,ET0是参考作物蒸发蒸腾量）和3个施肥水平（高肥：240-120-150 kg/hm2、中肥：180-90-112.5 kg/hm2、低肥：120-60-75 kg/hm2）。结果表明,番茄产量、水分利用效率、肥料偏生产力和品质受灌水和施肥影响显著。产量与灌水量和施肥量正相关;减小灌水量和增大施肥量,水分利用效率增大;增大灌水量和降低施肥量,肥料偏生产力增大。维生素C和番茄红素随施肥量的增加先增大后降低（中水除外）,可溶性糖随施肥量增加而降低（中肥除外）,可溶性固形物和糖酸比分别在中水与低水、高水与低水之间差异显著（P<0.05）。根质量、根长、根表面积及根体积与产量有显著的线性正相关关系。通过多元回归分析和空间分析得出,灌水量为159 mm,施肥量为479.4、404.4和382.8 kg/hm2时,水分利用效率、番茄红素和糖酸比最大;灌水量为279 mm,施肥量为510 kg/hm2时,产量最大;灌水量为262 mm,施肥量为225 kg/hm2时,肥料偏生产力最大。产量和品质同时达到大于等于85%最大值的灌水施肥区间大约为210～230 mm和385～453 kg/hm2,产量、水分利用效率和品质同时达到大于等于85%最大值的最接近灌水施肥区间为198～208 mm和442～480 kg/hm2。此研究为当地温室番茄滴灌施肥生产过程中水肥科学管理提供指导依据。     

分根区交替灌溉对马铃薯水氮利用效率的影响（简报）

分根区交替灌溉已被证实是一种有效节水灌溉技术同时保持作物产量,但有关分根区交替灌溉提高作物氮素利用效率、降低对水土环境的影响机理还不是很清楚。为了探明地下滴灌条件下充分灌溉及分根区交替灌溉（APRI）对马铃薯水氮利用效率的影响,通过田间小区试验,对各处理马铃薯全生育期灌水量、植株体氮素残留、土壤氮素残留及水氮利用效率进行了比较分析。研究结果表明：收获后,APRI处理（E、I、K）与充分灌水处理产量（F、J、L）差异不大,但APRI处理灌溉水利用效率显著高于充分灌水处理（p=0.05）;充分灌水处理不同土层（0～ 30 cm和30～60 cm）土壤中残留硝态氮、矿物质氮较APRI处理高;APRI处理（I、K）作物氮利用效率及农田氮利用效率显著高于充分灌水处理（J、L）（p=0.05）。因此,APRI处理不仅能够显著提高作物的水分利用效率,而且还能显著提高土壤矿质氮的活性,有利于作物对土壤氮素的吸收利用。     

不同水氮管理对苋菜和菠菜的产量及硝酸盐含量的影响

通过田间试验研究不同水氮管理对苋菜和菠菜的产量、水分利用效率及硝酸盐含量的影响。结果表明,在同一水分处理条件下,不同的土壤供氮水平对苋菜和菠菜的产量均无显著差异,而各水分处理间也无显著差异,但水分利用效率却以W1处理(农民习惯灌水方式)为最低;苋菜和菠菜中硝酸盐含量主要受土壤的供氮量的影响,其次是土壤含水量,因此,降低土壤供氮量的同时适当降低土壤含水量,是提高水分利用效率和蔬菜品质的有效方法之一。     

调亏灌溉与氮营养对玉米根区土壤水氮有效性的影响

为探索调亏灌溉与氮营养对玉米根区土壤水氮有效性的影响,采用盆栽玉米试验,研究了水分调亏时期和不同施氮量对玉米根区土壤硝态氮迁移动态和水氮利用的影响。结果表明：施氮量决定根区土壤硝态氮含量,各生育阶段的灌水量和养分吸收影响硝态氮的变化动态。调亏灌溉的玉米根区中、下层土壤硝态氮含量介于常规灌溉的高水和低水处理之间。抽穗期结束时根区中、下层土壤硝态氮含量与施氮量呈正相关关系。施氮量、调亏时期对干物质和全氮累积量影响显著。拔节期水分亏缺对干物质累积量影响最大,苗期水分亏缺影响次之,抽穗期水分亏缺影响最小。苗期亏水、高氮处理的水分利用效率最高。高氮处理的植株全氮累积量最大,是无氮处理的2.54～3.23倍。低氮调亏灌溉的氮肥表观利用效率都大于30%,比高氮调亏灌溉的高约6.6%。最佳的水氮组合为抽穗期亏水低氮处理。     

不同水氮处理对温室黄瓜产量、品质及水分利用效率的影响

采用温室小区试验方法,研究了不同水氮条件对黄瓜产量、品质以及植株生长特性、叶片水分利用效率的影响。结果表明,同一施氮条件下,减量灌水处理的瞬时水分利用效率明显高于菜农习惯灌水处理,其中处理W2N1 200比W1N1 200提高了2.89%,处理W2N900比W1N900提高了6.14%。减量灌水条件下,减施氮50%处理(W2N600)与习惯施氮处理(W2N1 200)相比,黄瓜产量以及果实Vc、可溶性糖含量分别提高了5.43%、7.22%、12.90%,而果实硝酸盐含量降低了13.54%。通过试验得出,目前河北省温室蔬菜生产节水、节肥潜力很大,通过实时监控水分含量,采取比当地农民习惯用量减水30%、减氮25%~50%的措施,不仅能维持黄瓜较好的生长特性,提高叶片的水分利用效率,而且能保证黄瓜的产量,改善果实的品质。     

论水土、水土生态与水土生态保持

在论述水土在陆地生态系统中的地位和作用的基础上,提出了水土生态的概念,认为植被与水土不可分割的整体观念是水土生态的重要特征。同时,对水土生态保持的含义作了新的定义,并将水土生态保持划分为四大类型,即生态型、自然型、生产型、建设型。从水土生态的高度,从源头上、要素的联系中去认识和防治水土流失,是一种主动的、有机的、整体的水土保持观念,是水土保持认识观的深化和发展,将使水土生态保持事业进入一个崭新的时代。     

强化水土保持法治化建设的认识与思考

在对我国当前水土流失现状、来源和危害性进行分析的基础上,通过学习对比2011年和1991年新老水土保持法特点和内容,分析了在新的历史条件下国家修订水土保持法的必要性及重要意义。新的水土保持法根据我国大规模基础设施、工矿开发等活动的开展易于产生新的水土流失的特点,针对性地突出政府目标责任、规划、预防保护、综合治理等方面的法律约束及管理责任。进一步强化了水土保持作为基本国策的地位。同时,提出进一步研究有效实施新的水土保持法中如陡坡容许耕作坡度、开发建设中的跟踪监督、公众在水土保持中的作用等方面的建议。     

水土保持与水资源可持续开发利用的探讨

水循环是自然界水体的自然规律,也是水资源可持续开发利用的基础,任何破坏水循环机理的因素都将阻碍水资源可持续开发利用;相反,有利于水循环机理的因素都将促进水资源可持续开发利用。这里从水循环机理分析水资源可持续开发利用与水土保持的内在联系,分析水土流失和植被破坏对水资源开发利用的影响,探讨水资源可持续开发利用与水土保持的辩证关系,进一步阐述水土保持在水资源可持续开发利用工作中的重要作用。     

水土保持与绿水资源保护

绿水概念是由瑞典斯德哥尔摩国际水资源研究所水文学家Falkenmark于1995年首次提出的,它拓宽了传统水资源的范畴,更新了水资源的思维,引起科学界对水资源概念和水文功能的重新思考。在水资源越来越匮乏的严峻情况下,从绿水概念出发,可以看出"水土保持"概念的全面性,也更加明确了保水的思路和方法,为全面做好水土资源保护提供了理论基础。水土保持中"保水"的对象就是绿水,水土保持工程措施可以增加绿水比例,林草措施可以储蓄绿水,耕作措施可以提高绿水利用效率。应完善保水评价体系,加强绿水资源管理,发展保水技术,完整地宣传水土保持概念,树立完整的水土保持意识。     

中国水土保持区划——回顾、思考与展望

梳理近70年来中国水土保持区划发展,概述其从定性到定量的方法进步和从单一到复合的体系完善,在此基础上总结其理论框架并提出3个发展阶段。结合统计分析,从理论和实践两方面评价区划实施效果;提出经济管理模型失位、指标体系欠缺和实践衔接不足的3个问题,并以情景模拟和案例介绍提出可能的解决方案。针对水土保持区划发展态势,探究了定性和定量方法在区划中的平衡关系,以及区划在水土保持工作中的定位。期望通过对水土保持区划的系统回顾与讨论,为其未来的发展提供思路。     

引水灌溉工程水土保持方案研究——以青海湟水北干渠扶贫灌溉一期工程水土保持方案设计为例

 引水灌溉工程开发建设项目,在施工中产生的水土流失,具有一定的特殊性;其水土保持方案设计,也有一定的规律可循。以青海省湟水北干渠扶贫灌溉一期工程水土保持方案设计为例,对建设过程中可能产生的水土流失的特点及可能造成的水土流失危害等进行分析,并结合工程实际,采用分类整治的方法,提出治理方案。这对其他同类工程水土保持方案的设计具有一定的借鉴意义。     

水土保持在综合调控流域水资源配置中的作用

 水是人类社会发展和经济活动的重要战略资源。从总体来看,我国水旱灾害呈现出发生频率逐渐增大、灾情愈渐加重的趋势。水土流失是导致水旱灾害日益严重的重要原因之一。水土保持是水资源调控和优化配置的重要措施,是解决水问题,实现水利事业可持续发展的重要途径。从调控和优化配置水资源的角度出发,如何科学合理地配置水土保持措施,还有必要系统地开展理论和技术研究。     

九龙江流域的水土流失与治理

九龙江流域(漳州段)水土流失面积956.1km2,占土地总面积的14.13%。水土流失导致土壤退化、旱涝灾害频繁、河床抬高、水利设施被毁等严重问题,日益引起九龙江流域群众及各级政府的重视。根据漳州段水土流失现状,规划"十五"期间治理水土流失面积200km2,2006—2015年治理水土流失面积300km2,2016—2030年治理水土流失面积400km2。治理上,要推广成功的小流域综合治理模式,特别重视坡地果园的水土流失治理。     

森林植被不同尺度的碳水过程及耦合机制研究进展

[目的]陆地生态系统中的碳循环和水循环是陆地生态系统物质和能量循环的核心,也是连接地圈、生物圈和大气层的纽带。森林植被是陆地生态系统的重要组成部分,是表征陆地碳-水循环的重要变量,在维持生物圈和大气圈的动态平衡中发挥着重要作用。目前,对陆地生态系统中碳-水循环的耦合关系和机制缺乏系统的分析和总结。[方法]从森林植被碳与水过程及其相互作用、植被水分利用和耦合机制的角度,综述了森林植被碳与水循环过程及其相互作用的研究与进展,以及不同空间尺度(叶片到区域/全球尺度)碳-水耦合的定义、方法、进展和展望。[结果]新兴的技术和方法实现了不同尺度碳水过程的高频观测,WUE等耦合指标体系推动了碳水耦合机制的研究和发展。[结论]通过系统阐述植被碳水耦合关系的多尺度整合和碳水耦合机理,为系统认识森林碳水耦合机理和水资源管理提供了理论基础,对未来植被经营管理决策具有重要的科学支撑意义。