深松耕作下灌溉定额对棉田水分利用效率及产量的影响

【目的】研究深松耕作下灌溉定额对新疆南疆滴灌棉田棉花生长发育及水分利用效率和产量的影响,优化新疆滴灌棉田灌水制度,为新疆南疆地区棉花生产实现高效用水,节水保产提供理论依据。【方法】2019年,深松40 cm条件下,设置2 400 m³/hm²(W₁)、3 000 m³/hm²(W₂)、3 600 m³/hm²(W₃)和4 200 m³/hm²(W₄)4个滴灌定额的田间试验,测定并分析不同滴灌定额对棉花生长发育、水分利用效率及产量的调节效应。【结果】深松40 cm条件下,棉花株高和叶面积指数均随灌溉定额的增加呈线性增大趋势,W₃和W₄处理株高与叶面积指数显著高于W₁处理;灌溉定额的增加,促进生育后期生物量的形成,有利于产量提高,但灌溉定额过大,反而不利于生物量积累与产量形成,不同处理生物量累积表现为W₃>W₂>W₄>W₁的变化规律,且W₃处理显著高于W₁处理(P<0.05),分别较W₁、W₂和W₄处理高出18.8%、9.6%和13.9%;增加灌溉定额,各生育期0~80 cm土层内土壤含水量均呈递增变化趋势,但灌溉量过大,容易造成水分下渗;对于产量性状而言,W₃处理单株结铃数显著较W₁处理增加10.9%,W₂和W₃处理籽棉产量显著高于W₁和W₄处理(P<0.05),W₂处理分别较其他处理高出10.9%、0.6%和11.8%;水分利用效率随灌溉定额的增加显著降低(P<0.05),处理间均达到显著性差异。【结论】深松40 cm条件下,当灌溉定额在3 000~3 600 m³/hm²,更有利于促进棉花生长发育和干物质积累,能更好的平衡水分利用与产量的关系,利于产量形成。     

不同滴灌量对荒漠区栽培甘草苗期生长发育的影响

【目的】研究不同滴灌量对荒漠地区栽培甘草苗期生长发育的影响,分析不同滴灌量影响甘草苗期生长发育的生理机制过程。【方法】以新疆昌吉州荒漠地区栽培甘草为材料,于2019年在昌吉州三坪农场进行大田试验。设X₀（0 m³/hm²）、X₁（2 500 m³/hm²）、X₂（5 000 m³/hm²）、X₃（7 500 m³/hm²）和X₄（10 000 m³/hm²）等5种滴灌水平,检测并分析不同滴灌水平对甘草苗期出苗率、株高、叶面积指数（LAI）、地上部分干重、根长、根干重和根直径等生长发育指标的影响。【结果】不同缺水处理对甘草苗地上地下各指标的影响均达极显著水平（P<0.01）。甘草出苗率X₂>X₃>X₁>X₄>X₀,X₂出苗率最高达89.30%,比X₀高出60.00%。株高、LAI和地上干重X₄>X₃>X₂>X₁>X₀,在X₄处理达最高,分别为63.54 cm、3.75和1 139.56 t/hm²,比X₀高44.53 cm、2.60和745.91 t/hm²。根长和根干重X₂>X₁>X₃>X₄>X₀,在X₂处理最大,为67.05 cm和519.17 t/hm²,比X₀高37.51 cm和332.99 t/hm²。根直径和根冠比X₁>X₂>X₃>X₄>X₀,均在X₁处理最大,分别为11.09 mm和1.03,比X₀高7.31 mm和0.70。【结论】在荒漠地区滴灌栽培甘草生产中,将滴灌量控制在2 500至5 000 m³/hm²时,甘草苗期生长发育的各个指标能够达到最优值。     

水氮耦合对棉田土壤水分时空分布及产量效应的影响

【目的】研究水氮耦合对棉田土壤水分时空分布及产量效应的影响。【方法】采用裂区试验设计,以灌溉量为主区,设2 250.0 m³/hm²(低灌溉量,W₁)、3 450.0 m³/hm²(常规灌溉量,W₂)和4 650.0 m³/hm²(高灌溉量,W₃),3个灌溉量(W₁、W₂和W₃)。设0 kg/hm²(空白)、300.0 kg/hm²(常规施肥量)和600.0 kg/hm²(高施氮量),3个纯氮投入量(N₁、N₂和N₃),测定土壤水分、盐分含量,以及不同时期棉花植株干物质积累量及不同处理下最终产量,评估不同水氮施用处理下棉花植株生长发育及最终产量变化。【结果】在W₃N₂处理下土壤中的盐分和水分有着相对较好的吸收能力,相较于W₁N₁处理盐分消耗量高出64.2%,水分消耗量显著高92.4%;在W₃N₂水氮施用组合下,花期、铃期、吐絮期这3个时期不同处理下干物质积累量均有显著提高,相较于W₁N₁处理显著高39.0%。【结论】W₃N₃水氮施用组合下棉花植株单株铃数、单铃质量、籽棉产量等3项指标达到最高,比W₁N₁处理显著高30.0%。     

麦豆轮作体系有机肥和氮肥不同组合对复播大豆产量及土壤有机碳的影响

【目的】分析周年不同施肥组合对土壤有机碳及大豆产量的影响,筛选最佳施肥组合,为伊犁河谷地区周年施肥提供重要的理论依据。【方法】采用裂区试验设计,主区为小麦季施肥,设置4个处理分别为CK(无肥)、A(氮肥)、B(有机肥)、C(有机肥+氮肥),副区为大豆季施肥,在主区A、B、C三个处理上基础上设置不追施氮肥和追施氮肥150 kg/hm²两个施氮水平。研究不同施肥组合对土壤有机碳(SOC)、易氧化有机碳(EOC)、碳库管理指数(CPMI)及产量的影响。【结果】随着土层(0~100 cm)深度的增加各处理土壤SOC、EOC呈现出先升高后降低的趋势,对CPMI的影响无明显规律;A₁、A₂、B₁、B₂处理的土壤SOC、EOC含量在土层深度为20~30 cm处达到最高值而各处理无显著性差异,但C₁、C₂在30~40 cm达到峰值与各处理达到显著性水平(P < 0.05);就两年土壤0~100 cm 各土层CPMI均值来说均为C₁处理表现最高;(C₁)处理比周年施氮处理(A₂)和对照(CK)分别高出8.3%、50.62%;产量与土壤SOC、EOC、CPMI具有显著性相关。【结论】C₁处理不仅可以改善土壤质量,提高土壤固碳能力,还可以提高作物产量。在滴灌条件下小麦复播大豆农田筛选出最有利于固碳高产的周年施肥组合。     

不同灌溉方式和灌水量对棉花冠层叶铃配置的影响

【目的】分析膜下滴灌和传统漫灌对棉花叶铃配置关系的影响,研究膜下滴灌棉花高产原理,寻求增产新途径。【方法】设置膜下滴灌和传统漫灌两种灌溉方式,并设两个灌水量:3 900和6 000 m³/hm²,共4个处理。测定棉花叶面积、光吸收率、干物质累积和棉花产量构成因子等指标,分析不同灌溉方式对棉花叶铃配置关系及产量的影响。【结果】盛铃后期,相比传统漫灌,膜下滴灌棉花叶面积指数高出30.66%,冠层上部叶面积指数维持在2~2.5,中下部在1~1.5,冠层各部位光吸收量均匀;同时不同冠层结铃比例适中,与各层光分布比例耦合良好,有利于光合产物生产。3 900 m³/hm²灌水量下,膜下滴灌棉花相对传统漫灌棉花增产25.07%;而6 000 m³/hm²灌水量下,膜下滴灌棉花相对传统漫灌棉花减产6.74%,过量灌水不利于膜下滴灌棉花产量形成。【结论】相比传统漫灌,膜下滴灌棉花叶铃配置更合理,光合生产力更强,有利于光合产物向生殖器官转运和产量形成     

氮水协同对玉米干物质和氮素累积与氮素运移及利用效率的影响

【目的】 研究氮水协同供应对驻玉216品种干物质和氮素累积与分配、氮素运移及利用效率的影响。【方法】 采用裂区试验设计,设置施氮和灌水2个因素,3个灌溉水平W₀(0 m³/hm²)、W₁(750 m³/hm²)、W₂(1 500 m³/hm²);3个施氮水平N₀(0 kg/hm²)、N₁(150 kg/hm²)、N₂(300 kg/hm²)。【结果】 W₂灌水量(1 500 m³/hm²)和N₁施氮量(150 kg/hm²)氮水协同供应下成熟期地上部干物质和氮素积累量、氮素吸收效率最高,W₁灌水量(750 m³/hm²)和N₁施氮量(150 kg/hm²)氮水协同供应有利于干物质和氮素累积向籽粒内运移,提高营养器官氮素运移量,增加籽粒内的分配比重,提高氮素利用效率、氮素运移效率、氮素运移贡献率、氮肥农学效率和氮肥偏生产力。【结论】 综合籽粒产量与节肥节水因素,灌水量750 m³/hm²、施氮量150 kg/hm²是驻玉216品种灌水施肥最优组合。     

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。     

水氮耦合对滴灌小麦生理生长及产量的影响

【目的】研究新疆南疆地区水肥耦合对滴灌冬小麦生理生长及产量的影响。【方法】以新冬52号为供试材料,两因素裂区试验设计,设置灌水处理3个水平:W₁(2 241m³/hm²)、W₂(3 486m³/hm²)、W₃(4 731m³/hm²);设置施肥处理(氮素)4个水平:N₀(0 kg/hm²)、N₁(135 kg/hm²)、N₂(195 kg/hm²)、N₃(255 kg/hm²),分析不同水氮组合对滴灌冬小麦株高、叶面积、光合特性(净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、细胞间隙CO₂浓度(Ci)、产量及水氮利用效率的变化。【结果】(1)随着灌水量的增加或施N_量的增加, 新冬52号冬小麦的株高、叶面积、光合特性和产量呈现同步增加趋势;(2)但灌水量过少时(W₁处理),增加N_肥并不明显提高产量和光合性能;当灌水量提高到W₂和W₃水平后,株高、叶面积、光合特性和产量随着施N_量的增加呈现明显的增加趋势,表现出以水带肥的良好效果。 (3)在各处理中, W₃N₂(灌水4 731m³/hm²、施氮N₁95kg/hm²)的产量最大(8 570 kg/hm²),相对应的各项光合特性值也达到最大值; (4)W₂N₂处理(灌水3 486m³/hm²、施N₁95kg/hm²)的产量则处于次大值(8 465 kg/hm²),W₂N₂的光合特性值并非最大,但其N_肥农学利用率达到最大值(16.69 kg/kg ),灌溉水生产效率也达到最大值(1.66 kg/m³ );(5)W₂N₂与W₃N₂相比,虽然产量减少了105 kg/hm²(减少1.2%),但灌水量减少了1 245 m³/h²(减少26.3%)、施肥量减少60 kg/hm²(减少23.53%)。【结论】灌水3 486 m³/hm²和氮肥195kg/hm² 的技术组合可作为新冬52号冬小麦的节本增效生产方案。     

灌溉定额分配及水磷耦合对滴灌苜蓿 生长规律的影响

【目的】 研究不同灌溉定额分配及水磷耦合对滴灌苜蓿(Medicago sativa L.)生长规律的影响。【方法】 设3种灌溉梯度,分别为:5 250 m³/hm²(W₁)、6 000 m³/hm²(W₂)、6 750 m³/hm²(W₃),在灌水量为6 000 m³/hm²(W₂)下,设3种灌溉定额分配模式:(1)刈割前灌溉本茬次总灌水量的35%＋刈割后灌溉本茬次总灌水量的65%(F₁)、(2)刈割前灌溉本茬次总灌水量的50%＋刈割后灌溉本茬次总灌水量的50%(F₂)、(3)刈割前灌溉本茬次总灌水量的65%＋刈割后灌溉本茬次总灌水量的35%(F₃)。在三种灌溉梯度下分别设3种施磷模式为:施P₂O₅ 50 kg/hm²(P₁)、100 kg/hm²(P₂)、150 kg/hm²(P₃)。【结果】 不同灌溉定额分配条件下,各茬次F₂处理苜蓿植株达到最快生长速率的天数最少为17~18 d,F₁处理苜蓿生物量的增长空间最大,且受灌溉定额分配的影响最小;不同水磷耦合条件下,各茬次W₃P₂处理苜蓿植株达到最快生长速率的天数最少为15~16 d,W₁P₃处理、W₂P₃处理、W₃P₃处理苜蓿生物量的增长空间最大,W₃P₃处理受水磷影响最小。【结论】 在苜蓿达到最大生长速率15~18 d时进行水肥管理效果最佳,且刈割前灌溉本茬次总灌水量的35%,刈割后灌溉本茬次总灌水量的65%,以及适宜灌溉量(6 000 m³/hm²)与施磷量(P₂O₅ 100 kg/hm²)的有效耦合,均有利于建植第二年滴灌苜蓿生长潜力的有效发挥。     

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。     

不同配肥模式下滴灌棉花氮素吸收利用规律

【目的】 研究不同配肥模式对滴灌棉花氮素吸收利用规律。【方法】 采用大田单因素随机区组方法,设置4种施肥方式,第1种为1/3时间施肥,1/3时间浇水,1/3时间施肥、第2种为1/2时间施肥,1/4时间浇水,1/4时间施肥、第3种为1/4时间施肥,1/4时间浇水,1/2时间施肥、第4种为1/4时间施肥,1/2时间浇水,1/4时间施肥,分别记为W₁、W₂、W₃、W₄。研究滴灌条件下不同配肥模式棉花全氮含量以及氮素在各器官中的分布积累特征。【结果】 (1)不同配肥模式下滴灌棉花植株平均全氮含量表现为W₁＞W₂＞W₃＞W₄;(2)不同器官滴灌棉花全氮含量在表现为叶＞花蕾＞铃＞茎;(3)不同配肥模式下滴灌棉花的氮肥农学利用率和氮肥偏生产力都表现为W₁＞W₃＞W₂＞W₄。【结论】 棉花氮素吸收利用和产量最高的N-W-N模式下,最优的配肥时段是W₁(1/3时间浇水,1/3时间施肥,1/3时间浇水)处理。     

水氮调配对等行距机采棉土壤、叶片水分及棉铃分布的影响

【目的】研究适合等行距机采棉生长的最优水氮投入。【方法】以新陆中88号为供试材料,总滴灌量3 800 m³/hm²,总施氮量320 kg/hm²,设置3种灌水方式W₁、W₂、W₃,3种施肥方式N₁、N₂、N₃,分析土壤含水率、叶片含水率、棉铃时空分布、农艺性状、产量性状。【结果】W₂、N₂灌水施肥方式下,土壤含水率相对稳定,更好地给植株提供所需的营养物质。且棉花叶片保持功能的时间较长;W₂,N₂灌水施肥方式下,棉株成铃数较多,且呈筒状分布,更适宜机械采收;W₂,N₂灌水施肥方式下,植株获得的单铃重和单株结铃数均达到最高,最高产量为7 070.84 kg/hm²。【结论】W₂、N₂灌水施肥方式为最优水氮投入。     

不同灌水量和密度对无膜棉光合特性及产量的影响

[目的]研究灌水量和种植密度对滴灌无膜棉光合特性和产量的影响.[方法]以"中619"为供试材料,设置两因素裂区田间试验,其中灌水量为主区,分别为3000 m3/hm2(W1)、4500 m3/hm2(W2)和6000 m3/hm2(W3);密度为副区,分别为29.24×104株/hm2(M1)、26.32×104株/h...