生物炭对新疆沙土微生物区系及土壤酶活性的影响

为评估生物炭在新疆改良沙土的潜力,在新疆和田设生物炭施用量为0(CK)、22 500、67 500、112 500kg·hm~(-2)和225 000 kg·hm~(-2)5个处理的微区试验,轮作方式为绿豆-冬小麦。通过对试验结束后小区土壤可培养微生物和生理菌群计数、土壤酶活性测定,研究不同用量生物炭对沙土土壤微生物区系及土壤酶活性影响。结果表明:施用生物炭对沙土土壤养分含量、微生物区系和土壤酶产生显著影响。22 500~67 500 kg·hm~(-2)生物炭施用量能显著提高沙土土壤有机碳、速效磷和速效钾含量。生物炭影响沙土中可培养细菌、真菌及放线菌数量,在生物炭施用量为67 500 kg·hm~(-2)下细菌数量最高,比CK增加了63.83%;施用量为22 500 kg·hm~(-2)放线菌数量最高,增加了250.00%;施用量为67 500 kg·hm~(-2)真菌数量最少,降低了71.43%。生物炭影响沙土中纤维素分解菌和自生固氮菌数量,随着施用量增加,其数量呈先增加后降低趋势,其中施用量为112 500 kg·hm~(-2)纤维素分解菌和自生固氮菌数量最多,分别比CK增加了211.11%和1 057.89%。土壤中添加67 500~112 500 kg·hm~(-2)的生物炭土壤中蔗糖酶、过氧化氢酶和蛋白酶活性最高。相关分析表明,不同生物炭施用量条件下,土壤养分与细菌、亚硝化细菌、反硝化细菌、土壤酶(磷酸酶除外)关系密切。因此,适量施用生物炭能提高沙土土壤养分、增加微生物菌群数量和土壤酶活性,在本试验点最适生物炭用量为67 500 kg·hm~(-2)。     

不同培肥方式对沙质土地区残次林地土壤团聚体组成及稳定性的影响

为评价沙质土地区耕地整治中土壤团聚体的稳定性,在陕北榆林靖边县残次林地整治耕地项目区中设立试验田,采用正交试验方案[L9(3~4)],分析不同肥料类型及施用量对土壤团聚体的影响。结果表明:与不施肥的农田土壤相比,N肥和有机肥配施可以提高水稳性大团聚体的含量,其中,当施用尿素421.34 kg·hm~(-2),不施P肥,氯化钾125 kg·hm~(-2),有机肥7.5 t·hm~(-2)(T7)时,2 mm的水稳性大团聚体含量分别高于T1(不施N、P、K肥及有机肥)、T2(不施N肥、施用过磷酸钙333.33 kg·hm~(-2)、氯化钾62 kg·hm~(-2)、有机肥7.5 t·hm~(-2))、T3(不施N肥、施用过磷酸钙675 kg·hm~(-2)、氯化钾125 kg·hm~(-2)、有机肥15 t·hm~(-2))470.15%、360.24%和210.57%;对其数量分布、土壤团聚体累计含量为10%、30%、60%时所对应的团聚体直径D_(10)、D_(30)、D_(60)、平均重量直径(MWD)、几何平均直径(GMD)和土壤结构系数等有显著影响,其中对0.25～2 mm和2 mm的水稳性大团聚体有着明显的促进作用,处理T3、T4(尿素198.28 kg·hm~(-2)、不施P肥、氯化钾62 kg·hm~(-2)、有机肥15 t·hm~(-2))、T5(尿素198.28 kg·hm~(-2)、过磷酸钙333.33 kg·hm~(-2)、氯化钾125 kg·hm~(-2)、不施有机肥)、T6(尿素198.28 kg·hm~(-2)、过磷酸钙675 kg·hm~(-2)、不施K肥、有机肥7.5 t·hm~(-2))、T7和T8(尿素421.34 kg·hm~(-2)、过磷酸钙333.33 kg·hm~(-2)、不施K肥、有机肥15 t·hm~(-2))的土壤结构系数(Kctp)1.5～0.67,土壤结构良好。综上,说明N肥和有机肥配施,尤其是当尿素施用量421.34 kg·hm~(-2)(基施60%、追施40%)、氯化钾施用量125kg·hm~(-2)、有机肥施用量7.5 t·hm~(-2)时能改善残次林地新增耕地土壤团聚体的结构,增强土壤团聚体的抗水分侵蚀能力。     

膨润土对燕麦苗期土壤水分及生物学性状的影响

为明确膨润土对黄土高原旱作土壤保水改土效果,设计试验:施用量0 kg·hm~(-2)(CK)、6 000 kg·hm~(-2)(D1)、12 000 kg·hm~(-2)(D2)、18 000 kg·hm~(-2)(D3)、24 000 kg·hm~(-2)(D4)、30 000 kg·hm~(-2)(D5);2011年一次性施入,2012—2015年研究其对燕麦苗期土壤含水量、微生物量碳、氮和土壤酶活性的影响。结果表明,膨润土各施用量均能提高燕麦出苗率,2012年D2、D3处理最佳,较对照提高了11.41%、8.93%;2013年D3、D4处理表现较好,较对照提高了8.39%、5.56%;2014年表现为D4、D5处理较对照提高了10.25%、8.32%;2015年表现为D4、D5处理较对照提高了8.71%、7.48%。同时,发现施用膨润土可提高苗期0~100 cm土层土壤含水量,尤以10~20 cm土层变化最显著,较对照提高1.21%~40.76%。施用膨润土能显著增加2012—2015年0~10 cm土层土壤微生物生物量碳、氮含量、土壤过氧化氢酶、蔗糖酶和脲酶活性,可分别较CK增加2.92%~31.42%、5.05%~47.15%、4.75%~45.89%、2.73%~49.91%、6.67%~70.00%。可见,膨润土能够显著改善耕层土壤的保水性和持水性、改善土壤生物性学性状,且其效果具有一定的长效性,随着施用年限增加,高施用量处理效果最显著。     

生物炭对土壤理化性质和玉米生长的影响

以玉米品种‘利禾1号’为试验材料,设计6个施肥处理,分别为空白对照(CK,不施肥);常规施肥处理(T1,N∶P_2O_5∶K_2O=27∶12∶6);在常规施肥处理基础上减氮20%并分别增施生物炭,生物炭施用量分别为2.25 (T2)、4.50 (T3)、6.75 (T4)、9.00 t·hm~(-2)(T5),研究生物质炭基施对宁夏扬黄灌区土壤理化性质和玉米生长的影响。结果表明:在常规施肥减氮20%的基础上,与T1相比,T2、T3、T4、T5处理的有机质含量分别显著增加27.06%、30.59%、37.65%、48.24%,速效钾含量分别显著增加10.84%、11.82%、20.20%、43.84%(P0.05);随着生物质炭施用量的增加,土壤稳定性显著增强,其中T3、T4、T5的水稳性大团聚体(0.25 mm)数量较T1分别显著增加55.35%,128.49%、133.50%(P0.05);当生物质炭的施用量达到4.5 t·hm~(-2)时,细菌数和总菌数达到最大值;土壤酶活性在生物炭施用量超过4.5 t·hm~(-2)时显著增加,其中蔗糖酶活性在T4处理处达到最大,较T1显著增加了140.23%(P0.05);另外T4处理的农艺性状表现最好,产量较T1增加了41.4%;施用生物质炭均能显著增加氮肥利用效率、氮肥农学效率、氮肥偏生产力,其中T4处理增加的最为明显,较T1处理分别增加38.02%、18.79 kg·kg~(-1)和23.54 kg·kg~(-1)。推荐常规施肥减氮20%配施生物炭6.75 t·hm~(-2)作为扬黄灌区玉米生物炭配施化肥的参考配比。     

连续施用不同氮量对半干旱地区马铃薯根际真菌群落结构的影响

针对马铃薯生产中因氮肥过量施用导致的土壤微生物群落结构失衡和多样性下降等问题,在始于2013年的不同氮肥用量(N0:不施氮,对照;N75:施氮量75 kg·hm~(-2);N150:施氮量150 kg·hm~(-2);N225:施氮量225 kg·hm~(-2);N300:施氮量300 kg·hm~(-2);N375:施氮量375 kg·hm~(-2))田间定位试验中,于2017年马铃薯成熟期采集根际土壤,应用Illumina PE250测序等分子生物学手段,研究连续5 a施用不同氮量对半干旱地区马铃薯根际真菌群落结构的影响。结果表明:不同施氮量对马铃薯根际真菌群落物种组成造成了显著影响,子囊菌门、Mucoromycota和担子菌门是3个优势门类真菌(相对丰度1.0%),以子囊菌门的相对丰度最大,占总序列的75.48%～83.95%,其优势属是Plectosphaerella(29.92%)和镰刀菌属(13.54%);马铃薯干腐病和枯萎病的病原菌——镰刀菌属的相对丰度随施氮量增加呈增大的趋势。马铃薯根际真菌Alpha多样性随施氮量的增加而降低。连续5 a超量施氮导致了0～20 cm表层土壤中NO~-_3-N含量显著增加,N375处理的NO~-_3-N含量是N0处理的3.76倍。连续5 a超量施氮也显著降低了根际pH值和速效磷含量,N375处理比N0处理pH值和速效磷含量分别降低了0.17个单位和32.10%。RDA及相关性分析结果表明,土壤硝态氮含量是影响马铃薯根际真菌群落结构变化的主要因素(F=1.571,P=0.043~*)。连续大量施用氮肥显著降低了马铃薯块茎产量,连续施氮5 a后,由于土壤剖面中NO~-_3-N的积累,最高产量施肥量由2013—2014年的N225减低为N75,其它施氮处理较N75分别减产了3.46%、22.81%、26.05%和25.32%。长期过量施用氮肥使马铃薯根际硝态氮大量累积,导致pH值降低,进而使根际真菌多样性降低;同时过量氮肥施用会使根际中土壤真菌病原菌相对丰度增加,不利于土壤的健康和马铃薯的高产。     

生物炭、有机肥连续施用对盐碱土壤改良效果研究

为探究生物炭和有机肥连续施用3 a对黄河三角洲地区中度盐碱土改良效果及对水溶性盐基离子时空变化规律的影响,采取田间小区试验,共设置CK(仅施N 550 kg·hm~(-2)·a~(-1),P_2O_5 120 kg·hm~(-2)·a~(-1))、C1(5 t·hm~(-2)·a~(-1)生物炭)、C2(10 t·hm~(-2)·a~(-1)生物炭)、C3(20 t·hm~(-2)·a~(-1)生物炭)、N1(7.5 t·hm~(-2)·a~(-1)有机肥)、N2(10 t·hm~(-2)·a~(-1)有机肥)6个处理。结果表明:(1)生物炭对0～20 cm土层土壤含水率提升效果优于有机肥,C3处理增幅最大,C2处理略小于C3,较CK增幅达17.98%;20～40 cm土层,各处理土壤含水率呈下降趋势(降幅4.39%～9.23%);土壤含水率变异程度表征C2处理具有更稳定的保水性能。(2)生物炭处理明显降低了各层土壤含盐量(降幅3.56%～9.80%),C2处理较CK降幅达9.80%,有机肥处理降盐效果欠佳。(3)在0～40 cm土层中,各处理表现出降低Na~+含量(降幅4.59%～12.51%)、钠吸附比(SAR降幅12.67%～23.61%)及碱化度(ESP,降幅16.05%～30.06%)的效果,其中生物炭处理对Na~+的降低效果优于有机肥,C2处理较优,有效地抑制了Na~+的毒害,但对Ca~(2+)、Mg~(2+)含量提升及SAR、ESP值降低的效果略差于有机肥。(4)生物炭对小麦增产效果优于有机肥,且C2处理效果最优,增产率达20.97%。综上所述,生物炭在提高土壤持水能力、作物产量和盐碱地综合改良方面优于有机肥,且C2处理较优。因此,黄河三角洲地区的中度盐碱土采用10 t·hm~(-2)·a~(-1)的生物炭施用量进行改良较为适宜。     

氮肥和土壤质地对滴灌棉花氮素利用率及产量的影响

为了探究氮肥和土壤质地对滴灌棉花氮素利用率及产量的影响,采用大田二因素随机区组试验方法,研究了滴灌条件下不同质地土壤棉花全氮含量以及氮素在各器官中的分布积累特征。结果表明:(1)不同施氮处理对各质地土壤棉花平均全氮含量表现为N2(施氮量340 kg·hm~(-2))N1(施氮量240 kg·hm~(-2))N3(施氮量480 kg·hm~(-2))CK(不施氮处理);(2)同种质地下棉花各器官全氮含量在铃期之前表现为叶花蕾茎;铃期之后表现为叶铃茎,不同质地条件下叶、花蕾、花铃、茎中全氮含量均表现为砂土壤土黏土;(3)相同灌水条件时,N2处理下棉花单株铃数壤土与黏土差异不显著;N1处理下棉花单铃重砂土与壤土、N3处理下壤土与黏土差异不显著,其余处理间均达到极显著水平,并且砂土、壤土、黏土分别以256.00 kg·hm~(-2)、287.34 kg·hm~(-2)、369.25 kg·hm~(-2)的施氮量能够达到最高目标产量。建议在新疆干旱区滴灌砂、壤棉田采用以上研究结果,黏土氮肥投入可酌情降低并无机-有机肥料配施,以达到节肥和高产的统一。     

有机物料还田和减施氮肥对小麦氮素利用及经济效益的影响

为探讨长期有机物料还田和减施氮肥对小麦氮素利用效率及麦田经济效益的影响,本试验以常规单施氮肥处理为对照(CK),设置了秸秆还田(J)、秸秆还田+牛粪(JF)、秸秆还田+菌渣(JZ)3种有机物料还田措施,耦合减施氮肥10%(N1)、20%(N2)、30%(N3)3个施氮水平共10个处理。试验结果表明:有机物料还田处理可以使小麦增产1.90%～69.64%,各有机物料还田下小麦产量表现为JZJFJCK。JZ条件下N1水平的小麦产量最高,为10 478.04 kg·hm~(-2);JF条件下N3水平的小麦产量最高,为8 113.05 kg·hm~(-2);J条件下N2水平的小麦产量最高,为8 138.14 kg·hm~(-2),分别较CK增加了69.64%、31.35%、31.76%。各有机物料还田下小麦的经济效益与去除环境成本后的净经济效益均表现为JZJJFCK,经济效益最高的JZNI、JN2、JFN3处理分别较CK增加了123.49%、59.35%、37.72%,净经济效益分别较CK增加了186.41%、96.35%、71.94%。综上所述,有机物料还田下减施氮肥可以显著增加小麦的氮素利用效率,提升小麦的产量,从而增加麦田的经济效益与净经济效益。     

施氮量对旱地全膜双垄沟播玉米田土壤硝态氮、产量和氮肥利用率的影响

针对黄土高原半干旱区春玉米全膜双垄沟播栽培中施肥不科学和氮肥利用率低的问题,研究不同施氮量对春玉米产量、土壤硝态氮及氮肥利用率的影响。采用2011—2012年两年田间定位试验,设置0、135、180、225、270 kg·hm~(-2)和360 kg·hm~(-2)六个施氮量,探讨不同施氮水平对作物和环境的影响。结果表明,随施氮量的增加,玉米产量先增加后降低。2011年施氮量180 kg·hm~(-2)时玉米子粒产量达到最大,为4 922.22 kg·hm~(-2),显著高于N135,与N225、N270差异不显著;2012年施氮量225 kg·hm~(-2)时,玉米子粒产量达到最大,为10 267.06 kg·hm~(-2),与对照及其它施氮处理差异不显著。硝态氮累积量在200 cm土层中随氮素投入量的增加而显著增加,随种植年限的增加各处理间差异增大。2011年N180、N225、N270、N360处理间硝态氮累积量差异均不显著,但显著高于N135处理;2012年各施氮处理间硝态氮累积量差异相互显著,N360累积量高达615.50 kg·hm~(-2)。玉米氮肥吸收利用率随着施氮量的增加呈先增加后降低趋势,施氮量为180 kg·hm~(-2)时,氮肥吸收利用率达到25.13%。适宜的施氮量能提高玉米产量及氮肥利用率,并且200 cm土层内硝态氮累积量较低,对环境的潜在危害较小。     

种植密度与施氮量对旱地地膜玉米产量、水分利用效率和品质的影响

试验以旱地地膜玉米‘先玉335’为材料,采用二因素随机区组设计,种植密度设3个水平,分别为:4.5×10~4株·hm~(-2)(低密度:D4.5)、6.0×10~4株·hm~(-2)(中密度:D6.0)和7.5×10~4株·hm~(-2)(高密度:D7.5);施氮量(缓释氮肥)设4个水平:0 kg·hm~(-2)(N0)、150 kg·hm~(-2)(N150)、300 kg·hm~(-2)(N300)和450 kg·hm~(-2)(N450),于2017年(伏旱年)和2018年(丰水年)测定了不同处理的叶绿素相对含量(SPAD值)、叶面积指数(LAI)、产量和主要品质指标,以及播前和收获0～2 m土层土壤贮水量,结合玉米籽粒产量分析其水分利用效率(WUE)。结果表明,增施氮肥对玉米的SPAD值、LAI、百粒重、穗粒数、产量、WUE、蛋白质和容重总体表现为正向调控作用,N450处理平均分别为55.1、2.57、34.7 g、649.9粒、12 652.7 kg·hm~(-2)、25.5 kg·hm~(-2)·mm~(-1)、10.11%和740.1 g·L~(-1),较N0依次提高18.5%、24.5%、13.4%、14.0%、31.2%、20.9%、29.3%和7.4 g·L~(-1);对脂肪和淀粉的积累表现为负向调控,对收获指数(HI)影响不显著(P0.05)。增加种植密度对LAI、产量、WUE、淀粉和脂肪的积累总体表现为正向调控作用,D7.5处理分别为2.70、13 022.5 kg·hm~(-2)、26.4 kg·hm~(-2)·mm~(-1)、73.6%和3.66%,较D4.5分别提高33.7%、25.8%、18.9%、1.4%和3.1%,对SPAD值、穗粒数、百粒重、蛋白质含量和容重总体表现为负向调控作用,不同密度间HI变化因降水年型而异。同时,不管降水年型如何,种植密度与施氮量互作对玉米SPAD值、LAI、穗粒数、百粒重等群体质量指标和产量与WUE影响达显著水平(P0.05)。可见,旱作区玉米产量、WUE和品质等受自然降水、种植密度、施氮量及其互作效应等多种因素的共同制约。在本试验实施区域(年降水量500 mm左右),种植密度为7.5×10~4株·hm~(-2)和施氮量(纯氮)150～300 kg·hm~(-2)组合下,可使玉米产量、水分利用效率和品质同步提高。     

水肥调控下苹果-玉米间作系统作物生长及经济效益分析

为了探求适用于晋西黄土区果粮间作系统的水肥管理制度,以当地典型的苹果-玉米间作系统为研究对象,通过设置二因素三水平水肥耦合试验,分析不同水肥调控下玉米灌浆期穗位叶叶绿素和叶水势相对含量及水平分布特征,从而建立灌水量、施肥量与各叶片生理指标及产量的回归关系,进一步分析各处理投入产出值及经济收益。试验设置灌水量上限三水平分别为:田间持水量(Fc)的50%(W1)、65%(W2)和85%(W3),施肥量分别为:N 289 kg·hm~(-2)+P_2O_5118 kg·hm~(-2)+K2O 118 kg·hm~(-2)(F1,70%经验施肥量)、N 412.4 kg·hm~(-2)+P_2O_5168.8 kg·hm~(-2)+K2O 168.8 kg·hm~(-2)(F2,100%经验施肥量)、N 537 kg·hm~(-2)+P_2O_5219 kg·hm~(-2)+K2O 219kg·hm~(-2)(F3,130%经验施肥量)。结果表明:水肥调控对植物叶绿素含量影响较小,对叶水势影响较大;随着施肥量的增加,植物叶水势、叶面积指数及产量均逐渐减小;不同水肥调控措施通过种间竞争对叶片生理参数产生的影响不同。玉米叶绿素随着距树行距离的增加而逐渐递增,不同灌溉水平对距树不同距离处玉米叶水势影响差异较大。多元回归分析结果显示:当全生育期氮肥施用量为289 kg·hm~(-2)、磷肥施用量为118 kg·hm~(-2)、钾肥施用量为118 kg·hm~(-2),间作系统可获得较高的产量,理论最大值分别为10 133.50 kg·hm~(-2)、10 205.90 kg·hm~(-2)。在本次试验设计范围内采用全生育期灌水上限设定值为田间持水量的50%,总施肥量为525 kg·hm~(-2)(F1,70%经验施肥量)的水肥管理制度可使间作系统净收益最高,可达10 470.38元·hm~(-2)。因此,低量灌水和施肥不仅可使系统净收益最大,还可避免盲目施肥和灌溉造成的环境污染和资源浪费,是最有利于晋西黄土区果粮间作系统的水肥管理制度。     

秸秆带状覆盖对旱地冬小麦产量的影响

为探索利于西北黄土高原旱作麦田可持续发展的覆盖保墒栽培新技术,通过大田试验研究了不同覆盖方式(秸秆带状覆盖:BSC,旧膜二茬利用:PAH,露地条播:CK)和不同施肥量(纯氮、P2O5分别为:90、120、150 kg·hm~(-2))对旱地冬小麦产量的影响。结果表明,覆盖方式与施肥量对冬小麦产量、产量三因素、生育期耗水量及水分利用效率有显著影响,且二者互作效应显著。秸秆带状覆盖下,籽粒产量达到5 305.0 kg·hm~(-2),较PAH和CK分别显著增加24.0%和37.5%,水分利用效率达10.8 kg·hm~(-2)·mm~(-1),较PAH和CK分别显著提高20.6%和33.3%,且同等施肥量下BSC的产量和水分利用效率均显著高于PAH和CK。从产量三因素看,BSC单位面积穗数较PAH和CK分别显著提高27.0%和42.2%,而穗粒数分别降低14.3%和6.7%,千粒重分别降低2.3%和6.8%,差异均达显著水平。与CK相比,BSC和PAH全生育期表现为显著的增墒效应,其中返青前以BSC保墒效果最好,拔节后则以PAH保墒效果最好。比较全生育期0~25 cm土壤温度差异,BSC越冬前表现为增温效应,较CK高1.2℃,返青后表现为降温效应,较CK低1.8℃;而PAH全生育期表现为增温效应,平均较CK高0.9℃。通径分析表明,秸秆带状覆盖主要是通过改善土壤水热条件,显著提高单位面积穗数,从而提高冬小麦产量。     

堆肥替代化肥对玉米产量和水分利用效率的影响

本试验研究了河西绿洲灌区在堆肥施用量为30 000 kg·hm~(-2)和60 000 kg·hm~(-2),替代化肥用量10%、20%和30%时对玉米产量和水分利用效率的影响。结果表明,在不同堆肥用量条件下,替代化肥处理均较对照提高了玉米产量和水分利用效率;其中,堆肥用量60 000 kg·hm~(-2),替代化肥用量30%的平均3年玉米经济产量和水分利用效率均最高,分别为16 609.02 kg·hm~(-2)和25.08 kg·mm~(-1)·hm~(-2),较对照分别提高29%和23.73%。因此,在堆肥施用量为60 000 kg·hm~(-2),传统化肥减量30%时,玉米的增产和节水效果最佳,为河西绿洲灌区堆肥替代化肥的最佳施用量。     

不同肥料配比对蚕豆养分吸收分配规律和肥料利用率的影响

通过小区试验研究氮、磷、钾、硼、钼肥配合施用对蚕豆产量、养分吸收量和肥料利用效率等指标的影响。试验表明,氮、磷、钾、硼、钼肥配合施用对蚕豆子粒产量、地上生物量均有明显影响,按肥料增产率由高到低的次序依次是NPKMoB。氮、磷、钾、硼、钼肥配施比例为1∶0.99∶0.86∶0.0043∶0.0023,能够促进蚕豆地上部养分的累积N为358.55 kg·hm-2、P为42.07 kg·hm-2、K为206.34 kg·hm-2,氮、磷、钾肥的农学利用率分别为11.19、15.70 kg·kg~(-1)和7.5 kg·kg~(-1);肥料表观利用率分别为19.35%、18.49%和20.25%;生理利用率分别为57.82、84.91 kg·kg~(-1)和14.63 kg·kg~(-1)。氮、磷、钾、硼、钼肥合理配施下,生产100 kg蚕豆所需N为4.9kg,P2O5为1.1 kg,K2O 4.9 kg,氮磷钾比例约为1∶0.22∶1.00。     

不同水肥管理措施对春玉米产量和土壤硝态氮时空分布的影响

采取大田结合小区试验的方法,研究了不同水肥管理措施对春玉米产量和土壤硝态氮时空分布的影响。结果表明:水肥一体管理区春玉米产量为17 107 kg·hm-2,显著高于传统水肥管理区(13 349 kg·hm-2);从春玉米出苗期到收获期,无肥区0~90 cm各土层硝态氮含量不断降低,累积总量也从452.5 kg·hm-2降低到279.1 kg·hm-2,传统水肥管理区和水肥一体管理区0~90 cm各土层硝态氮含量和累积总量均呈先上升后下降的趋势,但水肥一体管理区分次追肥避免了传统水肥管理大喇叭口期过量追氮带来的淋溶风险;春玉米大喇叭口期和收获期随着土层深度的增加,0~180 cm土层硝态氮含量呈下降趋势;不同水肥管理措施0~180 cm土层硝态氮累积总量传统水肥管理区最高,大喇叭口期和收获期分别达到1 119.3 kg·hm-2和945.5 kg·hm-2,淋溶风险最大。因此以水肥一体化为核心的水肥管理措施可实现冀西北地区春玉米高产和环境友好。     

水肥供应对温室滴灌施肥番茄生长及水氮利用的影响

利用温室小区试验,以番茄"惠玉0806"为供试品种,研究了不同水肥供应对温室滴灌施肥番茄的生长、产量及水氮利用的影响。试验设3个灌水水平:高水I1(100%ET0)、中水I2(75%ET0)和低水I3(50%ET0);以及3个施肥水平:高肥F1(N 480 kg·hm~(-2)、P_2O_5240 kg·hm~(-2)、K_2O 300 kg·hm~(-2)),中肥F2(N 360 kg·hm~(-2)、P_2O_5180 kg·hm~(-2)、K_2O 225 kg·hm~(-2))和低肥F3(N 240 kg·hm~(-2)、P_2O_5120 kg·hm~(-2)、K_2O 150 kg·hm~(-2)),共9个处理。结果表明:当水肥供应模式为I2F2时,茎粗增长量、产量、干物质累积量、水分利用效率和灌溉水利用效率均最高,其值依次为10.3 mm、102 042.3 kg·hm~(-2)、37 192.3 kg·hm~(-2)、352.8 kg·mm-1·hm~(-2)和372.6 kg·mm-1,并进一步提高了其氮肥偏生产力(133.4 kg·kg~(-1)),同时使得其成熟期0~50 cm土层残留硝态氮含量较低(105.3 mg·kg~(-1))。灌水量低的处理(I3)产量降低的同时,增加了土层残留硝态氮含量;充分灌水(I1)处理较之于I2处理主要降低了水分利用率,而土壤残留硝态氮累积量无差异。从总体变化趋势看,中水中肥(I2F2)模式在高产高效的同时,可降低土壤残留硝态氮含量,可认为是基于本试验条件下较适宜的水肥组合。     

秸秆覆盖量对旱作小麦耗水特性及土壤性质的影响

为了解秸秆覆盖量对旱作小麦耗水特性和土壤性质的调控作用,在宁夏南部半干旱区连续两年进行了0(CK),3 000,6 000,9 000 kg·hm~(-2)四种不同秸秆覆盖量处理的栽培试验。结果表明:随着覆盖量的增加,小麦在各个生育阶段的耗水量逐渐减少,3 000,6 000 kg·hm~(-2)和9 000 kg·hm~(-2)覆盖量处理的小麦全生育期的平均耗水量较CK分别减少了12.7%,21.6%和27.5%,秸秆覆盖量与耗水量呈显著负相关(P0.01);进行秸秆覆盖以后,土壤的蓄水保墒能力得到明显提升,3 000,6 000 kg·hm~(-2)和9 000 kg·hm~(-2)覆盖量处理的小麦收获后土壤平均含水量较CK分别增加了13.1%,19.8%和26.1%;小麦的水分利用效率以覆盖量为9 000 kg·hm~(-2)的处理最大,水分利用效率较CK增加了42.4%(P0.01);不同覆盖量处理的小麦平均产量较CK增加了2.9%~16.7%,仅覆盖量为3 000 kg·hm~(-2)的处理较CK差异达到显著水平(P0.01);秸秆覆盖对表层土壤(0~10 cm)的温度变化有明显的调节作用,能够降低地温的日振幅,避免了地温的剧烈变化,能有效缓解地温的激变对作物根部产生的伤害。秸秆覆盖能够改善土壤肥力,提高土壤中碱解氮、速效钾和有机质的含量,而且有利于作物对土壤磷素的吸收。     

非充分滴灌下施氮量对棉花生长特性、产量及水氮利用率的影响

以新陆中54号为试材,采用裂区试验设计,主区为总灌溉量为2 800 m3·hm~(-2)(非充分滴灌)和3 800m3·hm~(-2)(常规滴灌),副区为4个施氮(纯N)水平,N0(0 kg·hm~(-2))、N1(150 kg·hm~(-2))、N2(300 kg·hm~(-2))、N3(450 kg·hm~(-2)),研究棉花在非充分滴灌条件下最佳的施氮量。结果表明:同一滴灌量下,生育进程随着施氮量的增加而明显延迟,株高、真叶数和果枝数随着施氮量的增加而增加,倒四叶宽和有效果枝数随着施氮量的增加呈先增后减的趋势;同一氮肥处理下,株高随着滴灌量的增加而增大,真叶数、倒四叶宽、茎粗随着滴灌量的增加略有降低;现蕾数、成铃数、干物质积累量、持续时间和最大积累速率随着施氮量的增加呈先升后降的趋势,以N2处理较高,生长特征值较为协调;两灌溉量间单铃重、皮棉产量及水氮利用效率差异不显著,但随着施氮量的增加其呈先增后降的趋势,以N2处理最高,分别比N0、N1、N3平均增产39.9%、20.1%、4.3%,水分利用效率分别提高了40.97%、19.02%、4.88%,氮肥利用率较N1、N3分别提高了53.91%、21.36%。因此,在南疆阿克苏地区,棉花滴灌量在2 800 m3·hm~(-2)条件下,施氮量以300 kg·hm~(-2)适宜。     

陇东旱塬区小麦配方施肥效应研究

本研究目的在于探讨配方施肥与常规施肥对小麦生产肥料利用的影响,为合理使用化肥提供技术依据。采用田间随机区组试验,通过配方N 187.5 kg·hm~(-2),P 90.0 kg·hm~(-2),K 60.0 kg·hm~(-2)、N 187.59 kg·hm~(-2),P 90.0 kg·hm~(-2)、N 187.5 kg·hm~(-2),K 60.0 kg·hm~(-2)、P 90.0 kg·hm~(-2),K 60.0 kg·hm~(-2)和常规N 157.5kg·hm~(-2),P 88.5 kg·hm~(-2),K 88.5 kg·hm~(-2)、N 157.5 kg·hm~(-2),P 88.5 kg·hm~(-2)、N 157.5 kg·hm~(-2)、K 88.5 kg·hm~(-2)、P 88.5 kg·hm~(-2),K 88.5 kg·hm~(-2)施肥量的比较,研究氮、磷、钾肥料利用率及对产量的影响。结果表明:地膜覆盖栽培条件下,配方施肥比常规施肥小麦平均增产537.75 kg·hm~(-2),增产7.31%。肥料利用率提高12.51%(其中氮肥提高2.4%,磷肥提高2.17%,钾肥提高7.94%)。结论:在陇东旱塬瘠薄肥力区生产水平下,配方比例N∶P∶K为12.5∶6∶4,采用地膜覆盖栽培,测土配方施肥小麦的氮肥利用率为37.4%,磷肥利用率为24.1%,钾肥利用率为43.0%。常规施肥小麦的氮肥利用率为35.0%,磷肥利用率为21.9%,钾肥利用率为35.1%。配方施肥与常规施肥相比,具有显著的增产效果,能显著提高肥料利用率,应大力推广应用。     

种植方式和施氮量对冬小麦产量和农田小气候的影响

分析了不同种植方式和施氮量对农田小生境的影响,研究提高小麦产量的优化组合。采取随机区组设计,设置两种种植方式:30 cm等行距平作(U)、20 cm+40 cm沟播(F);三种氮素处理:生育期不施氮(N0)、生育期总施氮量为112.5 kg·hm-2(N1)、生育期总施氮量为225 kg·hm-2(N2),3次重复。结果表明,沟播0~15 cm土壤温度比平作降低0.4℃,5、50 cm的空气温度分别降低了0.3℃、0.5℃,空气湿度分别增加了2.8%、3.1%,进而土壤棵间蒸发强度降低了9.9%;在灌浆期,沟播比平作冠层光合有效辐射截获率的日均值提高了13.5%;在N1条件下,沟播的产量显著高于平作(P0.05)。随着施氮量的增加,小气候的各项指标有所改善,但是幅度在逐渐减少;在沟播条件下,N1产量显著高于N0(P0.05),N2和N1之间没有显著性的差异(P0.05)。综合考虑到产量和施肥量,20 cm+40 cm沟播和施氮量112.5 kg·hm-2是较好的种植方式。