水氮耦合对滴灌复播大豆干物质积累氮素吸收及产量的影响

为探明不同水氮组合对复播大豆干物质积累、氮素吸收及产量的影响,于2013年7—10月在新疆伊宁县进行了不同滴灌量与施氮量的裂区田间试验。滴灌量为主因子,分设3 000 m3·hm-2(W1)、3 600 m3·hm-2(W2)、4 200 m3·hm-2(W3)、4 800 m3·hm-2(W4)四个灌水梯度;施氮量为副因子,设0 kg·hm-2(N0)、150 kg·hm-2(N1)、300 kg·hm-2(N2)三个水平。结果表明:同一施氮量条件下,随着滴灌量的增加各施氮处理干物质积累平均速率、干物质积累持续时间及氮素吸收量基本表现为"先增后降"的趋势,且均在W3处理(4 200 m3·hm-2)达到最大;在低水量(W1)条件下增加氮肥的投入,有利于增加复播大豆干物质积累,提高复播大豆氮素吸收量,进而提高复播大豆产量,但降低了氮素籽粒生产效率;水分充足时适量增施氮肥能促进大豆干物质的积累,增加植株氮素的吸收量,增加氮素籽粒生产效率,而过量追施氮肥,阻碍根系吸收氮素进入植株体内,降低氮素的利用效率,且W3N1组合条件下,干物质积累量、植株氮素吸收量、产量均达到最大,产量达到3 741.23 kg·hm-2,分别比低水低肥处理(W1N0)、高水高肥处理(W4N2)增加了54.30%、17.02%。     

北疆滴灌玉米施氮量估算及减氮增铵效应

根据产量与施氮量函数模型计算滴灌玉米施氮量,并通过减氮增铵改善滴灌玉米氮素营养,探索滴灌水氮一体化下优化施氮策略。2013—2014年两年田间试验表明:玉米产量、干物质量及氮素吸收量均随施氮量的增加显著升高,当施氮量大于435 kg·hm-2时,则呈下降趋势,表现为N435N540N330N225N0;减氮增铵处理的上述指标表现为N375+CPN37575%N375+CPN0,当施氮量在330~435 kg·hm-2时,不同处理的玉米氮素吸收量与氮素收获指数差异均不显著,说明在此范围内减氮增铵对玉米干物质积累、玉米氮素营养及产量无负面影响;根据产量与施氮量间函数关系可得天山北坡滴灌玉米经济最佳产量17 049 kg·hm-2下的施氮量为402.5kg·hm-2;施氮和增铵处理可显著增加玉米穗粒数、单穗重;氮肥偏生产力和氮肥利用率均随施氮量增加而下降,氮肥利用率表现为N225(46.6%)N330(45.8%)N435(43.6%)N540(34.6%);滴灌玉米氮肥偏生产力和氮肥利用率均以75%N375+CP处理最高,分别比施氮量在330~435 kg·hm-2之间其他处理的平均值增加了31.4%、27.9%和5.8%、6.4%,说明减氮增铵可显著提高滴灌玉米氮素养分利用效率;天山北坡滴灌玉米优化施氮量为402.5kg·hm-2,通过施用硝化抑制剂与尿素水氮一体化分次施入可实现减氮93.8 kg·hm-2,并显著提高氮肥利用率。     

滴灌施肥量对棉花生长、养分吸收及产量的影响

2012年以新陆早33号棉花为供试作物,利用田间小区试验研究了大田膜下滴灌施肥条件下,不同滴灌施肥量对棉花植株氮、磷、钾养分的吸收、干物质积累及籽棉产量的影响。设置了5个N-P2O5-K2O施肥水平150-60-30、200-80-40、250-100-50、300-120-60 kg·hm-2和350-140-70 kg·hm-2(分别记为F1、F2、F3、F4和F5),灌水量为100%ETc(作物蒸发蒸腾量)。结果表明:在新疆膜下滴灌条件下,棉花干物质积累与氮、磷、钾养分吸收和吸收速率均随着滴灌施肥量的增加呈增大的趋势,施肥量达到F4时,棉花的干物质累积和氮、磷、钾的吸收和吸收速率最大;随着施肥量的增加,棉花产量有增加的趋势,但当施肥量大于F3,棉花产量随施肥量的增加(F3,F4,F5)无显著性差异;F3施肥水平下的氮肥农学效率、磷肥农学效率、钾肥农学效率和肥料偏生产力显著大于F4与F5施肥水平。从节肥和生态可持续发展角度来看,F3施肥水平,即250-100-50 kg·hm-2(NP2O5-K2O)为最佳滴灌施肥量。     

膜下滴灌水肥调控对玉米生长和水肥利用的影响

针对汾河灌区农业生产中施肥量大,水肥利用效率低的问题,通过研究滴灌条件下不同水肥供应对春玉米生长、干物质累积、分配、转运和产量及水肥利用的影响,为合理的水肥调控措施提供参考。在山西省水利水电科学研究院节水高效示范基地进行大田滴灌试验,设置3个灌水水平,即W_1:60%ETc、W_2:80%ETc、W_3:100%ETc(ETc为作物蒸发蒸腾量); 3个施肥水平(N-P_2O_5-K_2O),即F_1:100-50-50 kg·hm~(-2)、F2:170-75-75 kg·hm~(-2)、F_3:240-100-100 kg·hm~(-2)。结果表明:除产量构成要素外,施肥单因素对其它各指标影响有统计学意义,株高、叶面积指数、干物质累积和产量均随灌水和施肥量的增加而增加,水肥交互作用对产量和灌溉水利用效率影响不显著;高水(W3)处理比低水(W1)处理籽粒分配比例高4%,高肥(F_3)处理比低肥(F1)处理籽粒分配比例高4.64%; W_3F_3处理产量最大为12 474.34 kg·hm~(-2),比W_1F_1处理增产38.36%,W_2F_2处理比W_3F_3处理减产5.2%,但节水528 m~3·hm~(-2),节肥120 kg·hm~(-2)。灌溉水利用效率随灌水量增加而降低,随施肥量增加而升高,肥料偏生产力随灌水量增加而增加,随施肥量增加而降低; W_2F_2处理产量灌溉水利用效率为5.61 kg·m~(-3),比W_3F_3处理高18.9%,产量偏肥料生产力为37.05 kg·kg~(-1),比W_3F_3处理高30.7%。综合高产、高效和节水、节肥等因素,灌水量为80%ETc,施肥量NP_2O_5-K_2O 170-75-75 kg·hm~(-2)为最优灌溉施肥模式。     

绿洲生态条件下氮磷肥配施对冬小麦干物质分配及产量的影响

在西北绿洲生态条件下,设165 kg·hm-2(N1),225 kg·hm-2(N2)两个氮素(纯氮)水平和105 kg·hm-2(P1)、165 kg·hm-2(P2)两个磷素(P2O5)水平共4个处理,研究了氮磷配施对冬小麦产量及干物质积累及分配、灌浆特性的影响。结果表明:N2P1、N2P2具有较高的籽粒产量,分别为7 644.73、7 686.25 kg·hm-2,同时,水分利用效率(WUE)也较高,分别为11.67、11.49 kg·hm-2·mm-1;千粒重和穗粒数随施氮量增加而提高,磷对籽粒产量构成要素影响不显著;氮、氮和磷互作对籽粒平均灌浆速率(V)、最大灌浆速率(Vmax)、有效灌浆持续期粒重增加值(Ws)和有效灌浆持续期灌浆速率(Vs)均有显著影响,但影响籽粒重量的主要因素是Vmax;氮、磷及氮和磷互作对不同器官干物质积累及其分配影响在不同生育时期表现不一。     

水肥耦合对间作胡麻氮素养分及其产量和品质的影响

为了摸清目前胡麻生产现状下间作系统、水分和肥料对作物生长发育及其产量形成的综合效应,通过田间试验,研究了水肥互作对胡麻/大豆间作系统中胡麻氮素的耦合效应及其对籽粒产量的影响。结果表明:施氮150 kg·hm~(-2)处理下胡麻茎秆含氮量较施氮75 kg·hm~(-2)和225 kg·hm~(-2)处理极显著高出10.05%~23.58%。水氮互作条件下,施氮150 kg·hm~(-2)、灌水2次或3次能够促进胡麻苗期、分茎期、青果期和成熟期根系和茎秆含氮量,且该处理根系含氮量较施氮75 kg·hm~(-2)、现蕾期灌一次水处理极显著高4.13%。水、氮单因素及水氮互作对胡麻根、茎、叶片、籽粒中氮素的耦合效应表现为:水氮互作氮水。水氮互作条件下胡麻根、茎、果皮含氮量与籽粒产量呈极显著正相关关系。亚麻酸含量为施氮150 kg·hm~(-2)、灌水2次较施氮75 kg·hm~(-2)灌水1次处理显著高9.22%。间作胡麻现蕾期和盛花期结合施氮150 kg·hm~(-2)各灌一次水或现蕾期、盛花期和青果期各灌一次水是沿黄灌区胡麻生产比较适宜的水肥管理措施。     

施磷量对旱地全膜双垄沟播玉米产量土壤速效磷和磷肥利用率影响

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磷肥利用率低的问题,2011—2013年在甘肃省定西市安定区设置了三年定位试验,研究了P2O5投入量为0 kg·hm-2(CK)、120 kg·hm-2(P1)、240kg·hm-2(P2)和480 kg·hm-2(P3)对春玉米产量、土壤速效磷及磷肥利用效率的影响。结果表明:磷肥能显著增加玉米产量,但过量投入磷肥会使玉米减产,玉米产量整体表现为P1P2P3CK;在同一生育时期,随着施磷量的增加,土壤速效磷累积量呈增加趋势;随着种植年限延长,施磷处理土壤速效磷累积量增幅呈增大趋势,与2011年播前基础量相比,2013年收获后累积量增加53.6%~208.5%;磷肥利用率随施磷量的增加而降低,优化施磷量下,磷肥当季和累计利用率达到最大,为15.51%、13.91%。综合考虑玉米产量、磷肥利用率和生态环境安全,P2O5的投入量以120 kg·hm-2为宜。     

滴灌条件下水肥耦合对番茄产量及综合品质的影响

以番茄为材料,采用正交设计,研究了滴灌条件下水肥耦合对番茄产量和品质的影响。利用层次分析法对果实品质进行综合评价,建立水肥与番茄产量和品质综合得分的数学模型,并确定了最优灌水施肥量。结果表明:所建立的模型拟合较好,可用于分析水肥对产量和综合品质的影响。水肥对产量和品质的影响有所不同。产量模型中,灌水量(X1)的一次项系数为0.78,大于施肥量(X2)的一次项系数0.35,水分因素对产量的贡献比施肥大;而在品质效应模型中,施肥量(X2)的一次项系数0.22大于灌水量(X1)的一次项系数0.14,肥料对品质的影响更大。在水肥耦合作用中,产量及品质效应图均为上凸的曲面,水肥过高或过低均会使产量和品质下降,灌水和施肥要配合合理。由综合产量和品质得出最佳灌水量为2 803.36~3 420.93 m3·hm-2,施肥量为N:286.01~334.78 kg·hm-2,P2O5:143.00~167.39 kg·hm-2,K2O:286.01~334.78 kg·hm-2。     

施用硫肥对关中地区夏玉米硫素吸收及产量的影响

为了解关中地区小麦-玉米轮作条件下玉米硫素吸收及籽粒产量对不同施硫量的响应,于2011年6月-2011年10月进行单因素硫肥大田试验,设置0、37．5、75、112．5 kg S·hm-2和150 kg S·hm-25个施硫水平,研究夏玉米硫素吸收利用效率及干物质积累特征。结果表明：大喇叭口期玉米硫吸收强度最高,达到288．4～378．6 g·hm-2·d-1,施硫可提高玉米硫吸收强度。112．5～150 kg S·hm-2处理显著提高玉米群体干物质积累量;75～112．5 kg S·hm-2处理显著提高玉米籽粒产量,施硫水平达到150 kg S·hm-2时籽粒产量有下降趋势。玉米硫肥偏生产力和农学利用率随施硫量的增加而下降;玉米硫肥吸收利用率均在5％以下。结论：夏玉米对硫肥的响应明显,112．5 kg S·hm-2施硫量是当地夏玉米的适宜施硫量。     

水氮互作对小麦旗叶光合特性、籽粒产量及氮素和水分利用率的影响

在高产条件下,研究了水氮互作对小麦旗叶光合特性、籽粒产量及水分和氮素利用率的影响.结果表明:(1)同一灌水处理下,旗叶光合速率、蔗糖磷酸合成酶活性、蔗糖含量和籽粒产量均随施氮水平的增加而提高,千粒重、氮素收获指数和氮素表观利用率随施氮水平的提高而降低.(2)同一施氮水平下,W1(底墒水+拔节水+开花水)、W2(底墒水+冬水+拔节水+开花水)和W3(底墒水+冬水+拔节水+开花水+灌浆水)处理的旗叶光合速率、蔗糖磷酸合成酶活性和蔗糖含量在开花后0～14 d无显著差异;开花21 d后,W3处理显著高于W1和W2处理.(3)在N0(不施氮)和N1(180 kg/hm2)水平下,W1和W2处理的籽粒产量显著低于W3处理,在N2(240 kg/hm2)水平下则反之;氮素表观利用率和氮素生产效率为W0相似文献   

不同灌溉方式对冬小麦光合速率及产量的影响

研究微喷灌和漫灌不同灌水条件下冬小麦光合速率和产量的变化规律,试图探明华北冬小麦光合速率和产量对不同灌水处理的响应,为冬小麦合理浇水管理、提高产量和水分利用效率(WUE)提供依据。设置微喷灌和漫灌两种灌溉方式,微喷和漫灌分别设置4个灌水量和灌水时期组合处理,微喷处理灌水量分别为90、120、150 mm和180 mm,漫灌处理灌水量分别为83、130、201 mm和205 mm,对冬小麦产量、光合速率、蒸腾速率、LAI等进行了分析。试验结果表明,在灌水量相近条件下小麦生育期灌水量≤120 mm时,微喷方式较漫灌方式能显著提高小麦子粒产量和WUE,产量增加的主要原因是千粒重增大;灌水量≥180 mm时,微喷方式产量和WUE均低于漫灌方式。不同时期小麦叶片光合速率微喷处理均高于漫灌处理,蒸腾速率除拔节期微喷灌水量120 mm、灌溉4次处理(SI2)外,微喷处理亦均高于漫灌处理;微喷、漫灌两种方式小麦叶片光合速率和蒸腾速率的变化趋势基本相同,均是先增大后减小。微喷和漫灌方式均表现为随灌水量的增加小麦LAI逐渐增大,主茎绿叶片数逐渐减少;在灌水量相近条件下,微喷处理小麦LAI大于漫灌处理,而主茎绿叶片数小于漫灌处理。2012—2013年度冬小麦生育期灌水量较小情况下微喷方式增产增效显著,而灌水次数多、灌水量较大时,微喷方式由于小麦LAI过高,群体郁闭,通风透光差,反而不利于产量和WUE的提高。微喷方式最优灌水处理为SI2,漫灌方式最优灌水处理为灌水量205 mm、灌溉4次(FI4)。     

微咸水滴灌条件下土壤水盐分布特征试验研究

为了研究微咸水水质及灌水量对当地土壤水盐运移的影响,充分利用新疆库尔勒水管处重点灌溉实验站的水质,进行了棉田不同灌水矿化度(0.74、2.65、3.54、.41 g/L)及灌水量(6、8、10 L)下滴灌入渗试验,着重分析了淡水(矿化度0.74 g/L)和3.5 g/L矿化度微咸水及不同灌水量下的湿润体内的水盐分布特征。结果表明:微咸水可以增加土壤水平方向含水量,但脱盐效果低于淡水滴灌条件;3.5 g/L微咸水滴灌在0~40 cm垂直土层盐分均值比平均初始值稍有增加,而10~40 cm土层内没有盐分积累,可满足耕作层内棉花的生长;由试验灌水量折合成灌水定额为23 m3/667m2,所以在当地土质下采用3.5 g/L微咸水进行膜下滴灌在≥23 m3/667m2灌水定额下可行;微咸水滴头正下方纵向的脱盐系数随灌水量的增加而增加,两者呈直线关系,由该关系式可大致推求一定脱盐系数下的灌水量。     

渭北旱塬沟壑区苹果节水灌溉制度分析

为了探讨渭北旱塬沟壑区盛果期苹果不同水文年的节水灌溉制度,选取洛川县为代表性区域,利用该县近56年的月气象资料,基于水量平衡原理,分析了陕西省两个不同成熟期的苹果品种(中熟嘎拉、晚熟富士)在不同节水灌溉模式下(管灌、滴灌)各水文年的充分与非充分灌溉制度。结果表明:1不同成熟期苹果各水文年均应补灌,补灌时间和灌水量主要集中在新梢旺长期和果实膨大期。2中熟品种充分灌溉在湿润年、平水年、干旱年、特旱年的灌水次数分别为2、3、3、4次,相应灌溉定额滴灌为60、85、120、165 mm,管灌为90、130、180、245 mm;非充分灌溉各水文年的灌水次数为1、2、3、4次,相应灌溉定额滴灌为45、70、110、150 mm,管灌为65、110、170、220mm。3晚熟品种充分灌溉在相应水文年的灌水次数分别为2、3、4、4次,相应灌溉定额滴灌为65、90、125、160 mm,管灌为95、140、195、240 mm;非充分灌溉各水文年的灌水次数为2、3、3、4次,相应滴灌灌溉定额为55、75、120、150mm,管灌灌溉定额为85、125、175、220 mm。     

滴灌大豆需水规律及灌溉制度研究

在滴灌条件下,分别设置295 mm、345 mm、395 mm、445 mm这4个不同的灌水处理;同时设置1个沟灌处理为对照,对不同灌水量处理的大豆田间土壤水分动态及大豆田间耗水规律进行分析研究,初步确立在石河子地区,滴灌大豆适宜的灌溉制度参数为:灌溉定额为395～445 mm,灌水定额为35～45 mm,苗期和成熟期取下限,灌水周期为7 d;花荚期和鼓粒期取上限,灌水周期5 d,整个生育期灌水13次.     

灌水沟微地形及断面形状变异性对灌水质量影响及敏感性分析

为研究沟灌受水界面的时空变异性对灌水质量的影响,本文通过田间试验测试了灌水前后沟底微地形及断面形状的变化情况,并对实测数据进行了计算分析。结果表明:随时间推移,在灌水等多因素的影响下,表征沟底微地形起伏状况的S_d值呈现减小趋势,平均由3.45降至1.17,变异性逐渐减小,变异系数平均由0.17降至0.09,沟底微地形逐渐趋于平整;表征沟断面形状变异情况的P_1值标准差及变异性呈现增加趋势,标准差平均由1.68增至1.95,变异系数平均由0.47增至0.53,但总体来说属弱变异性;随沟底相对高程及断面形状参数标准差的增加,灌水质量指标均呈现降低趋势;通过敏感性分析,两影响因素对灌水均匀度的影响大于灌水效率,平均敏感系数大9.46%和11.84%,且沟底微地形变异的影响大于沟断面形状变异。     

喷灌和地面灌溉条件下冬小麦的生长过程差异分析

采用作物生长分析的方法,研究了喷灌和地面灌溉条件下冬小麦生长动态的变化规律。结果表明:与对照地面灌溉相比,在分蘖~抽穗期,喷灌条件下冬小麦的生物产量较小,抽穗后,喷灌有利于植株对干物质的积累,成熟时其生物产量比地面灌溉条件下高8.9%;在分蘖~拔节期,净同化率较低,孕穗~成熟期比地面灌溉高15.7%~30.9%;从第一次灌水处理至成熟,群体生长率平均比地面灌溉高10.1%;在生长前期(分蘖~孕穗期)叶面积指数增长较慢,在生长后期(抽穗~成熟期)叶面积指数衰减率低,从而使生长后期的叶面积持续时间比地面灌溉高15.5d。综上所述,喷灌对冬小麦群体生长的影响具有前控后促的特点,其生长优势主要表现在生长后期。考种结果显示,喷灌条件下冬小麦的结实率、千粒重、产量分别较地面灌溉提高了5.9%、2.8%、11.3%,二者差异显著。     

滴灌条件下马铃薯耗水规律及需水量的研究

通过田间试验,用水量平衡法和蒸渗仪实测了不同滴灌灌水控制方式下的马铃薯耗水量。结果发现,在滴灌条件下,马铃薯水分腾发量(ET)受土壤基质势下限的影响要比灌水频率大。在土壤基质势高于-25kPa时,ET主要受气象因素的影响;土壤基质势降低时,会导致马铃薯腾发量的下降;当土壤基质势低于-45kPa时,马铃薯就会受到明显的水分胁迫,引起腾发量大幅度下降。大于或等于1次/4d滴灌灌水频率对马铃薯的腾发量影响不明显;但当滴灌灌水频率为1次/6d或1次/8d时,由蒸渗仪测得的马铃薯腾发量明显低于更高频率处理。可以用-25kPa水势处理下的腾发量作为滴灌马铃薯的参照腾发量。研究表明,20cm蒸发皿的蒸发量与马铃薯腾发量之间有非常好的相关性,用20-cm蒸发皿的蒸发量作为灌溉计划的参考量是可行的。     

滴灌与沟灌条件下铁路防沙体系效益分析

通过对兰新线嘉峪关工务段黑山湖戈壁风沙流区沙害现状的调查、分析了风沙流对铁路危害的状况及特点,建立了铁路防护体系。结果显示:在滴灌和沟灌条件下防沙措施的生态防护效益显著增强,节水效益、经济效益明显增强和社会生态环境得到进一步改善,为今后戈壁风沙流地区的铁路防沙治理,提供可靠的理论技术和研究方法。     

滴灌马铃薯生长及产量的影响

通过对不同灌水量及不同灌水间隔时间的马铃薯生长状况进行大田滴灌试验,研究马铃薯适宜的灌水定额及灌水周期,以求达到节水、增产的目的。试验结果表明:马铃薯滴灌时,灌水量越大,灌水周期越短,株高越高;茎粗开始衰减的时间比株高要早十几天,且衰减幅度比株高要大。灌水周期最短的处理茎粗却并不是最大,在180 m3/hm2的灌水定额下,灌水周期为5天的处理茎粗值最大。在相同的灌水量下,灌水间隔时间越短的处理马铃薯淀粉含量越高。灌水定额越小,灌水周期对产量的影响就越大;而当灌水定额一定时,灌水周期越短,产量越高;灌水定额为90 m3/hm2,灌水周期为3天的处理产量最高,为28 260 kg/hm2,比7天1灌的处理每公顷产量高出达10 350 kg。     

春小麦垄作沟灌灌水质量评价指标的改进与应用

根据垄作沟灌水分入渗特点和灌水效果,对传统地面灌水质量评价指标体系进行了改进,建立了以灌水均匀度、储水率与田间灌溉水利用率、垄体湿润度4个指标组成的灌水质量评价指标体系,从减少测量工作量与便于实际应用的角度,对指标计算方法进行了简化,利用现场实例试验测定的灌水效果对该指标体系及简化算法进行验证,指标体系科学合理,计算简单可行。