极端干旱区水肥耦合对滴灌葡萄产量和品质的影响研究

为建立极端干旱区滴灌葡萄生理-产量-品质效应的耦合评价模型,本试验设置新梢生长期、花期、浆果生长期、浆果成熟期4个生育期调亏灌溉和1个充分灌溉(分别记为W1、W2、W3、W4、CK),并与N:P₂O₅:K₂O=1:1:1、2:2:3、2:1:2(分别记为F1、F2、F3)3个施肥配比进行完全组合设计,对葡萄生理、产量和品质指标进行分析,然后采用隶属函数和聚类分析法择优水肥处理。结果表明,水肥处理对滴灌葡萄不同生育期叶片的相对含水率影响显著,W1F2可以在果实生长的主要时期保持较高水平;水肥使用不当会严重降低葡萄产量和品质,CKF2的产量最高,为28 003 kg·hm^-2,W4F2与之无显著差异,而W3F3较其降低34.29%;W4F2的还原性糖、可溶性固形物和维生素C含量最高,W3F3的可滴定酸含量最高。相关性分析表明,滴灌葡萄生理、产量和品质指标间均呈显著性相关关系。经隶属函数和聚类分析法结合得出,15个水肥处理可分为5个等级,其中2个最优水肥处理分别为在新梢生长期和浆果成熟期进行调亏灌溉,并采用N-P₂O₅-K₂O=235.7 kg·hm^-2-235.7 kg·hm^-2-353.6 kg·hm^-2的施肥配比。本研究为极端干旱区滴灌葡萄水肥效应耦合评价提供了理论指导。     

水肥一体化和覆盖地布等对木薯生长和土壤养分的影响

本文通过大田试验,研究了水肥一体化和覆盖地布等对木薯生长和土壤养分的影响,试验设置地膜/地布,4个施肥量,3种灌溉量等13个处理。结果表明,水肥一体化能显著提高木薯产量(40.18%～51.85%),最高为处理12 (地膜+减量施肥2+滴灌2)和处理13 (地布+减量施肥2+滴灌2)。在无滴灌条件下,覆盖地布或者地膜也能显著提高木薯产量,但水肥一体化各处理间增产不明显;处理3 (减量施肥1)和处理5 (地布+减量施肥1)的氮肥、钾肥利用率比处理2 (常规施肥)提高了4.18%～10.32%和12.65%～22.66%,而处理11 (减量施肥2+滴灌2)和处理13则比处理2提高了23.32%～36.58%和37.48%～45.72%;处理8～13比处理2的速效磷增加了11.67 mg/kg～33.79 mg/kg,速效钾含量增加了24.9 mg/kg～70.2 mg/kg。在覆盖地布/地膜条件下,减量施肥+滴灌能明显提高氮、磷、钾肥料利用率;整体上滴灌处理的土壤速效磷和土壤速效钾含量有明显增加;综合考虑产量、节水、减肥和环保因素,处理13 (地布+N 75 kg/hm2、P2O537.5 kg/hm2、K2O 75 kg/hm2+333.3 m3/hm2)为本研究最佳处理。     

南疆沙区成龄红枣水肥一体化滴灌的水肥适宜用量

为了研究南疆沙区漫灌改滴灌水肥管理对红枣产量及品质的影响,该文运用二元回归分析及归一化方法,以当地9 a成龄枣树为对象,寻求同时满足高效高产的水肥灌溉制度。以常规漫灌(CK:1 100 mm、900 kg/hm~2)为对照,设灌水和施肥(N∶P_2O_5∶K_2O=2∶1∶1.5)双因素进行小区试验,3个滴灌灌水量(W1:45%CK,W2:65%CK,W3:85%CK,100%)和3个施肥水平(F1:45%CK,F2:65%CK,F3:85%CK)。结果表明:灌水对红枣花期、膨大期土壤养分(全N、速效P、速效K)和灌溉水利用效率(iWUE)达到显著性水平(P0.05),施肥对红枣花期、膨大期土壤养分、肥料偏生产力(PFP)达到显著性水平(P0.05),水肥耦合效应对全生育期土壤养分、产量及品质指标均达到显著水平(P0.05);滴灌条件下W2F3处理产量最高,与CK无显著性差异(P0.05),iWUE、PFP分别在W1F3、W3F1处理最高,总糖、维生素C、总酸分别在W3F1、W3F3、W3F1处理最高,与W2F3无显著性差异(P0.05),对于净收益而言,W3F2与CK具有显著性差异(P0.05),相比于CK提高1.95%。通过对建立的滴灌水肥投入与红枣产量和品质关系模型分析,认为研究区滴灌红枣适宜的水肥投入范围分别为651～806 mm和708～810 kg/hm~2,其中N(311～345 kg/hm~2),P_2O_5(156～178 kg/hm~2),K_2O(233～267 kg/hm~2),研究结果可做为当地红枣滴灌节水、节肥的最佳水肥供应模式。     

滴灌施肥对大棚西瓜生长、产量及品质的影响

该文从优质高产、高效和节水节肥的三重目标出发,通过大田试验,研究在西北旱区对大棚膜下滴灌施肥条件下不同生育时期水肥组合对西瓜生长、产量、灌溉水分利用效率和果实品质的影响,从而确定西瓜适宜滴灌施肥的水肥用量。试验设置3个灌溉量水平:450 m3/hm2(W1)、900 m3/hm2(W2)、1350 m3/hm2(W3),3个施肥水平:N 81.53 kg/hm2+P2O5 33.43 kg/hm2+K2O 101.09 kg/hm2(F1),N 163.05 kg/hm2+P2O5 66.85 kg/hm2+K2O202.18 kg/hm2(F2),N 244.58 kg/hm2+P2O5 100.28 kg/hm2+K2O 303.27 kg/hm2(F3),共9个处理。结果表明:在相同肥料处理条件下,提高灌水量有利于西瓜株高生长,但茎粗减小,发生徒长。F2W2处理能使西瓜叶片叶绿素含量在各个生育期保持较高水平。在西瓜苗期,增加水肥用量的F3W3处理提高了西瓜叶片净光合速率和蒸腾速率,但与F2W2处理差异不显著。坐果期后,F2W2处理的西瓜光合能力较强,获得了较高的产量和水分利用效率,较提高灌水量和施肥量的F3W3处理增产3.6%,灌溉水分利用效率(irrigation water use efficency,iWUE)提高35.73%。在果实品质方面,F2W2处理的西瓜中、边可溶性固形物、可溶性蛋白质和番茄红素等质量分数表现最好,F2W1处理的西瓜可溶性总糖质量分数最高,F3W2处理的西瓜总维生素C质量分数最高,但与F2W2处理差异不显著,且F2W2处理西瓜产生最佳的糖酸比,口感极佳。综合分析表明,F2W2处理的西瓜生长健壮,光合作用强,优质高产,且水分利用效率较高,是利于西北旱作膜下滴灌条件下西瓜生产中适宜的水肥组合。     

滴灌水肥管理对温室冬春茬辣椒产量与风味的影响

  【目的】  探究滴灌水肥管理措施对温室辣椒产量与风味品质的影响,明确不同生育阶段适宜土壤含水量控制值,提出高产与增香提味的滴灌水肥管理方案。  【方法】  采用研发的全水溶滴灌专用肥,2019和2020年开展了温室冬春茬羊角型辣椒滴灌水肥协同试验。滴灌水量(W)和专用肥量(F)分别设计3个水平,共9个水肥组合处理。2019年总灌水量分别为1703.3 m3/hm2 (W1)、2423.3 m3/hm2 (W2)、3143.3 m3/hm2 (W3),总专用肥量分别为712.5 kg/hm2 (F1)、1087.5 kg/hm2 (F2)、1462.5 kg/hm2 (F3);2020年总灌水量分别为1913.3 m3/hm2 (W1)、2753.3 m3/hm2 (W2)、3593.3 m3/hm2 (W3),总专用肥量分别为412.5 kg/hm2 (F1)、825.0 kg/hm2 (F2)、1237.5 kg/hm2 (F3)。调查了辣椒阶段商品果产量、总商品果产量及构成、脐腐病果形成量,分析了鲜果辣味和挥发性香气成分,并监测了生育期间根区土壤含水量。  【结果】  灌水量对辣椒商品果总产量、总果实数、第4～10次滴灌施肥阶段采收的商品果产量和脐腐病果量的影响极显著(P<0.01),施肥量及其与灌水量的交互作用影响不显著。两年商品果总产量和2019年总果实数均表现为:W3>W2>W1,处理间差异显著;从第4次滴灌施肥开始,W2和W3处理采收的果实商品产量显著高于W1处理,在第6、7、9次施肥阶段,W3处理果实商品产量显著高于W2处理;W3处理显著降低了非商品果产量和脐腐病果量,氮磷钾总吸收量也显著高于W1处理。灌水量对鲜果中碳氢化合物、醛类、吡嗪类、呋喃类等主要香气组分含量,二氢辣椒素含量以及2-甲氧基-3-异丁基吡嗪(主体香气物质)、(E,E)-2,4-壬二烯醛等主要香气物质活度的影响极显著(P<0.01),施肥量对吡嗪类组分含量影响显著(P<0.05),水肥交互作用不明显。W1处理碳氢化合物、吡嗪类、呋喃类香气组分含量显著高于W2和W3处理,二氢辣椒素含量也最高,W1和W2处理醛类组分含量显著高于W3处理,W1处理2-甲氧基-3-异丁基吡嗪、(E,E)-2,4-壬二烯醛的活度显著高于W2,W2处理显著高于W3处理。F2和F3处理2-甲氧基-3-异丁基吡嗪的活度显著高于F1处理。W1、W2和W3处理全生育期根区土壤相对含水量平均分别为51%、77%和88%;从第2次滴灌施肥开始,W2、W3处理土壤含水量显著高于W1处理。  【结论】  适量降低滴灌水量可浓缩鲜果汁液,增加多种香气成分的积累,但是病果和畸形果较多;适量增加滴灌肥量有利于辣椒主体香气成分累积。增香提味兼顾产量较适宜的水肥组合(W2F2)灌水量为2423 m3/hm2和专用肥量为825 kg/hm2。     

膜下滴灌水肥耦合促进番茄养分吸收及生长

研究膜下滴灌不同水肥调控措施对日光温室番茄生长、产量、养分吸收利用的影响,为温室番茄水肥科学管理提供依据。设灌水(W)和施肥(F:N-P2O5-K2O)2因素,以常规沟灌施肥(W1:100%ET0,F1:240-120-150kg/hm2,ET0为参考作物蒸发蒸腾量)为对照(Control,CK),3个滴灌水量(W1:100%ET0、W2:75%ET0、W3:50%ET0)和3个施肥水平(F1:240-120-150 kg/hm2、F2:180-90-112.5 kg/hm2、F3:120-60-75 kg/hm2)。结果表明,滴灌施肥(W1F1)比CK处理的干物质量、产量和肥料偏生产力(PFP,partial factor productivity of fertilizer)分别增加60.0%、46.9%和47.0%,氮、磷和钾吸收量是CK的1.82~2.41、1.56~2.03和1.36~1.90倍。滴灌施肥下,W1F2干物质量最大(9 258.3 kg/hm2),W1和W2较W3增产19.0%和6.5%,F1和F2较F3增产18.3%和12.9%。生育期内,植株氮、磷和钾吸收量均随灌水量和施肥量的增加而增大(第二果膨大期,F2处理磷和钾吸收量最大除外),灌水量越大,养分利用效率(NUE,nutrient use efficiency)越小,吸收效率(UPE,nutrient uptake efficiency)和PFP越大,施肥量越大,NUE、UPE及PFP均减小。综合分析,滴灌施肥增产效果明显,W1F2(100%ET0,N-P2O5-K2O为180-90-112.5 kg/hm2)处理干物质量最大,有较大的增产潜力,UPE和PFP较高,是适宜的灌水施肥组合。     

基于熵权法和TOPSIS对马铃薯施肥和滴灌量组合的优化

  【目的】  研究滴灌施肥条件下不同马铃薯品种的滴灌量和施肥量优化组合,以建立马铃薯生长、产量、品质、水肥利用效率和经济效益最优的水肥管理组合技术。  【方法】  采用正交试验设计方法布置马铃薯小区试验。试验设3个滴灌水平:W1 (100%ET_c)、W2 (80%ET_c)、W3 (60%ET_c),其中ET_c为作物蒸散量;3个施肥(N–P₂O₅–K₂O)水平:F1 (240–120–300 kg/hm2)、F2 (180–90–225 kg/hm2)、F3 (120–60–150 kg/hm2 );3个马铃薯品种:V1 (费乌瑞它)、V2 (陇薯7号)、V3 (青薯9号),设1个不施肥对照处理(W3F0V1),共10个处理。在主要生育期测定了马铃薯光合指标和耗水量,在成熟期测定马铃薯产量、产量组成和品质,分析水分利用效率(WUE)、肥料偏生产力(PFP)和经济效益。  【结果】  滴灌量、施肥量和品种对马铃薯产量组成、WUE、PFP和净收益有极显著影响(P<0.01)。F2水平下马铃薯产量、干物质累积量、淀粉含量、维生素C含量、粗蛋白含量和净收益比F1水平的下分别提高了19.28%、1.13%、1.62%、3.79%、8.79%和34.64%,比F3水平下提高了21.48%、3.07%、6.27%、6.08%、11.18%和27.94%。随着滴灌量的增加,产量、产量组成、淀粉含量、维生素C含量、粗蛋白含量、PFP和经济效益呈单峰曲线变化趋势,还原糖含量随着灌水量的增加呈先减少后增加趋势。青薯9号的叶片叶绿素含量、淀粉含量、粗蛋白含量、维生素C含量、WUE、PFP均高于其余两个品种。通过熵权法和TOPSIS分析得出排名前三的优化处理依次为:F2W2V3、F1W1V1和F3W2V1。F2W2V3处理的产量、单株块茎重、商品薯重、最大单个块茎重、粗蛋白含量、WUE和净收益最大,分别为49.22 t/hm2、1096.7 g、794.3 g/plant、433.9 g、0.214 mg/g、20.21 kg/m3和44832元/hm2。F1W1V1 和F3W2V1 依次排在第二和第三,其产量分别为41.79和37.67 t/hm2,单株块茎重分别为906.5和836.7 g, 商品薯重分别为711.4和607.3 g/plant,最大单个块茎重分别为395.6和357.1 g, 净收益分别为34584和32023元/hm2。  【结论】  在陕北旱区春季马铃薯生产中,3个马铃薯品种的最优灌溉和施肥组合均为80%ET_C和N–P₂O₅–K₂O 180–90–225 kg/hm2,该组合可同时兼顾高产、优质、高水肥利用效率和高经济效益的多重目标,其中品种青薯9号各指标均优于其他两个品种。     

灌水频率和施肥量对滴灌马铃薯生长、产量和养分吸收的影响

【目的】针对陕北榆林风沙土马铃薯灌水施肥不合理及水肥利用效率低的问题,通过研究滴灌施肥条件下不同的灌水频率和施肥量对马铃薯生长、产量及养分吸收利用的影响,以期科学地对马铃薯进行水肥调控,为实际生产提供参考依据。【方法】试验于2016年5—10月在陕西省榆林市农业科技示范园区内进行,试验设置了3个灌水频率D1 (4 d)、D2 (8 d)、D3 (10 d)和3个施肥量(N、P_2O_5、K_2O)水平,即F1 (100、40、150kg/hm^2)、F2 (150、60、225 kg/hm^2)、F3 (200、80、300 kg/hm^2)组合,共9个处理。在生育期对马铃薯生长指标进行观测,收获时统计产量及产量构成因素。【结果】1)同一灌水频率下,F3处理的株高、茎粗、叶面积和产量显著高于F1和F2处理,肥料偏生产力在F1处理下最高,而水分利用效率受施肥量的影响不显著,养分利用效率随着施肥量的增加而减小。F3处理的产量达41518 kg/hm^2,比F1和F2处理分别提高11.75%和8.52%,F1处理下肥料偏生产力为128.12 kg/kg,比F2和F3处理的高出45.67%和78.99%。2)在同一施肥量下,马铃薯的生长指标、产量和肥料偏生产力均在D2处理达到最大值,D2处理下的产量和肥料偏生产力分别为42932kg/hm^2和105.88 kg/kg,而D1处理下水肥利用效率最高,但D1和D2之间水分利用效率差异不显著。从水肥交互作用来看,D2F3的产量和水分利用效率最高,分别为44870 kg/hm^2,107.39 kg/(mm·hm^2),D2F1的肥料偏生产力最高,为142.02 kg/kg。【结论】合理的灌水频率与施肥量不仅能维持马铃薯较好的生长特性,而且能获得较大的经济效益。综合产量与节水节肥因素,D2F3处理(8 d,N 200 kg/hm^2、P_2O_5 80 kg/hm^2、K_2O 300kg/hm^2)可作为基于本试验条件下较适宜的灌水施肥组合。     

水肥耦合对大棚西瓜产量、品质及养分吸收的影响

为了探明滴灌施肥条件下不同水肥组合对大棚西瓜产量、品质及养分吸收的影响，试验选用品种“双抗8号”，研究滴灌条件下3个施肥水平(F) (低-1、中-2、高-3)和3个灌水水平(W)(低-1、中-2、高-3)组合对西瓜产量、灌溉水分利用效率、品质及养分吸收量的影响。结果表明:西瓜产量和品质随施肥量、灌水量的增加而呈抛物线趋势。单瓜重以F2W3处理6.09 kg最高，其次是F2W2处理5.99 kg，两处理间差异不显著，分别较F1W1处理显著提高40.4%和38.1%；产量以F3W3处理44039 kg/hm²最高，F2W2处理产量43566 kg/hm²较高，两处理差异未达到显著水平，分别较F1W1处理显著提高18.0%和16.7%。相同灌水条件下，水分利用效率随施肥量的增加而提高，在较高单瓜重和产量下，F2W2处理具有较高水分利用效率(36.3 kg/m3)；在果实形态与品质方面，横径、维生素C含量以F3W2处理最大，纵径、皮厚和中心可溶性固形物含量以F3W3处理最大，边际可溶性固形物含量以F2W3处理含量最高，但各处理与F2W2处理相比差异均不显著。果实中氮磷养分含量以F2W3处理最高，钾含量和地上部养分积累量以F3W3处理最高，除果实中钾含量外，均与F2W2处理差异不显著。综合分析表明:F2W2处理是较优的西瓜水肥组合，适宜的水肥投入实现了西瓜增产、提质增效的目的，为山西晋中地区滴灌条件下大棚西瓜水肥管理提供了依据和参考。     

适宜施氮量提高温室砂田滴灌甜瓜产量品质及水氮利用率

为解决设施砂田甜瓜生产中的水肥瓶颈问题,该文通过大田试验,研究西北旱区设施砂田甜瓜传统水肥管理与滴灌施肥处理对不同生育时期甜瓜生长、产量、品质及水氮利用率的影响,从而确定甜瓜高效的灌溉方式及适宜的氮肥用量。试验设置了2个对照处理:大水漫灌不施氮肥(CK0)和大水漫灌传统施氮(CK),并在灌水量减少40%的滴灌条件下设置了4个氮肥水平:不施氮(T1)、传统施氮量N 180 kg/hm2(T2)、减氮40%即N 108 kg/hm2(T3)、增氮40%即N 252 kg/hm2(T4),共6个处理。结果表明:滴灌施肥处理较对照在甜瓜生长后期光合、植株干物质及氮素积累量等生理、生长指标均显著提高,甜瓜增产7.40%~14.35%,水、氮利用率分别提高28.81%~40.65%和22.78%~77.22%,果实品质中可溶性固形物及Vc含量也显著提高,硝酸盐含量显著降低,且滴灌可减少砂层含土量,从而延长砂田的使用年限。相同滴灌条件不同氮水平处理间,甜瓜植株干物质及氮素积累量随施氮量的增加而增加,而光合指标、产量、品质及水氮利用率则表现出先增加后降低的趋势,其中以T2和T3处理的甜瓜产量、品质和水氮利用率最高。综合分析表明,滴灌施肥是西北旱区设施砂田甜瓜栽培优质高产、高效和节水节肥的水肥管理模式,适宜的氮肥施用量为108~180 kg/hm2。     

北京设施菜地N2O和NO排放特征及滴灌优化施肥的减排效果

【目的】量化设施菜地N₂O、NO排放特征,分析其影响因素,以期为科学评估农田生态系统N₂O、NO排放提供关键参数。【方法】以黄瓜品种‘金胚98’为供试材料,在北京房山区窦店乡的温室大棚内进行了田间试验,供试土壤类型为石灰性褐土,质地为壤土。试验共设4个处理:漫灌,不施氮肥 (CK);漫灌,农民习惯施肥 (FP);滴灌,农民习惯施肥 (FPD);滴灌,优化施氮 (OPTD)。常规氮肥施用量为N 1200 kg/hm2,优化后氮肥施用量为N 920 kg/hm2。70%的化肥氮和钾肥,分6次随灌溉追施。采用自动静态箱–氮氧化物分析仪法,对黄瓜生长季的N₂O、NO排放量进行了田间原位观测,同时监测了5 cm深土壤温度、0—15 cm土层土壤孔隙水分含量,分析了N₂O、NO季节排放与土壤温度和湿度的相关性,比较了不同处理措施的减排效果。【结果】施肥和灌溉后1～2天,N₂O会出现明显的排放高峰,NO排放峰出现在施肥和灌溉后2～4天,对照无明显N₂O、NO排放峰值。CK、FP、FPD和OPTD处理N₂O季节排放量分别为N 7.32、28.69、18.62、12.16 kg/hm2;NO季节排放量分别N 0.32、0.86、0.77和0.70 kg/hm2; NO排放量分别占 (N₂O + NO) 总量的4.2%、2.9%、4.0%、5.4%。相同氮肥施用量条件下,滴灌施肥处理 (FPD) 相比漫灌施肥 (FP),不仅能保持作物产量,而且能减少N₂O、NO排放总量34.4%、9.0%;滴灌施肥条件下,减少40%氮肥投入 (OPTD) 比FPD分别减少N₂O和NO排放34.7%和9.1%。FP、FPD和OPTD处理的N₂O排放系数依次为1.78%、0.94%、0.53%,NO排放系数依次为0.08%、0.06%和0.09%。【结论】京郊设施菜地夏季N₂O排放强,NO排放弱。在不改变施肥量前提下,采用滴灌施肥可在保持作物产量的同时,显著减少N₂O和NO排放。采用滴灌的同时,优化肥料施用量可以进一步减少N₂O、NO排放。     

基于DNDC模型的冬小麦?夏玉米农田滴灌施肥优化措施研究

【目的】滴灌施肥是一种具有节水、节肥等优点的水肥一体化田间管理措施,然而其对N₂O排放和经济效益的影响仍存在不确定性。针对我国重要的粮食生产方式—冬小麦?夏玉米轮作,优化设计适宜的滴灌施肥管理制度,对于提高水肥资源利用效率,减少环境污染,提高经济效益具有重大的实际意义。 【方法】在山东桓台冬小麦?夏玉米典型农田上设置试验,进行不同灌溉系数和不同施氮量处理对农田土壤N₂O排放和作物产量影响的研究。根据田间实测数据对DNDC模型进行校正和验证,利用验证后的模型定量评估滴灌施肥对N₂O排放的影响,综合考虑作物产量和N₂O减排效果和经济效益,最终提出华北平原冬小麦?夏玉米体系的优化滴灌施肥措施。 【结果】DNDC模型具备模拟滴灌施肥一体化管理措施下冬小麦、夏玉米生长情况和产量的能力,模型校正后能较好地模拟滴灌施肥条件下冬小麦/夏玉米农田土壤N₂O排放特征。在田间试验筛选出的最佳滴灌量和施氮量的基础上设置不同的滴灌量、施氮量以及玉米季施氮次数、施氮时间模拟情景,经过模型情景模拟最终筛选出的最优滴灌施肥措施是冬小麦季分4次滴灌施肥,滴灌量130 mm,随水施N 189 kg/hm2,夏玉米避开雨季分4次滴灌施肥,滴灌量19 mm,随水施N 231 kg/hm2。该模型模拟出的最优措施能够在不影响作物产量的基础上比田间试验筛选出的最佳滴灌和施氮量处理减少16%的N₂O排放。 【结论】与当地习惯漫灌撒肥措施相比,优化后的滴灌施肥管理全年共节水58.6%、减氮30.0%、减少50% N₂O排放,同时净收益增加了1336.41元/hm2,增加投资部分的收益率为230.34%,远大于部分预算法中100%的新技术采用标准。研究结果可为滴灌施肥技术在华北农田推广应用提供实际参考。     

控释氮肥与水溶肥配施减少设施土壤N2O排放的机理

【目的】控制N₂O排放是提高氮肥利用和环境效益的一个重要任务。在滴灌条件下,研究以控释氮肥替代尿素基施减少设施土壤N₂O排放的机制,并探讨减少氮肥投入的可能性。【方法】在大棚内布设小区试验,供试番茄品种为‘盛世辉煌’,氮肥40%基施,60%分3次随水滴灌追施。试验以不施氮肥为对照 (CK),设:常规化肥用量 (基施尿素,总N量440 kg/hm2,U);常规化肥用量减氮20% (基施尿素,总N量376 kg/hm2,–20%U);控释氮肥常规用量 (基施控释氮肥,总N量440 kg/hm2,CRU);控释氮肥常规用量减氮20% (基施控释氮肥,总N量376 kg/hm2,–20%CRU) 4个处理。施底肥后15天内每天取气体样1次;追肥后每2天取气体样1次,连续取样3次;其余时间间隔5～7天取气体样1次。静态箱–色谱法测定土壤N₂O排放通量;在定植后40、80和120天取土样测定土壤理化性质;用实时荧光定量PCR检测相关功能基因数量变化;收获后测产。【结果】控释氮肥与水溶肥配施导致基肥N₂O排放峰值出现时间从第8～13天延迟到第28～32天,并且显著降低了其N₂O排放峰值,所有处理追水溶肥后均在3～5天出现N₂O排放峰值,而控释氮肥与水溶肥配施降低了此阶段N₂O排放峰值。相同氮肥施用量条件下,控释氮肥与水溶肥配施显著降低了基肥期土壤N₂O排放通量和累积排放量,降低了追肥期土壤N₂O排放通量和累积排放量,显著降低了番茄生长季土壤NH₄+-N和NO₃?-N含量与微生物功能基因AOA amoA、AOB amoA和nirK数量,降低了nirS数量。与U处理相比,CRU处理增加番茄产量和经济效益,生长季土壤N₂O累积排放量减少了24.8%,差异显著,同时显著降低了N₂O排放强度;与–20%U处理相比,–20%CRU处理增加番茄产量和经济效益,N₂O累积排放量减少了22.1%,亦显著降低了N₂O排放强度 (P < 0.05)。【结论】在常规用氮量和减氮20%用量下,以缓释氮肥代替尿素基施,不仅可显著增加番茄的产量和效益,还显著推迟了番茄生长初期N₂O释放高峰的出现,减少了整个生育期N₂O的排放强度和累积排放量。其主要原因在于缓释氮肥有效控制了土壤中NH₄+-N和NO₃?-N含量的变化,进而减少了与硝化和反硝化相关的微生物数量。在使用缓释肥做基肥时,适当减少氮肥投入不会降低番茄的产量。     

膜下滴灌花生适宜追肥时期和次数研究

[目的]为建立节水省肥高效花生栽培技术体系,本文研究了膜下滴灌追肥时期和次数对花生生长发育和产量的影响,明确膜下滴灌条件下花生高产栽培适宜的追肥时期和次数,探究出适用于花生生产的高效水肥一体化管理方式。[方法]于2017年在青岛农业大学胶州现代科技示范园,以花生品种青花7号为试材,进行了一垄双行膜下滴灌施肥田间试验。以不灌水不追肥为对照(CK),在花生生育期间施肥总量相同的前提下,设置7种追肥方式,分别为:花针期追施1次肥(N),结荚期追施1次肥(P),饱果期追施1次肥(F),花针期和结荚期分别追施1次肥(NP),花针期和饱果期分别追施1次肥(NF),结荚期和饱果期分别追施1次肥(PF),花针期、结荚期和饱果期分别追施1次肥(NPF),共8个处理。分别于花针期施肥前1天和施肥后12天、结荚期施肥前1天和施肥后12天、饱果期施肥前1天和施肥后12天、收获期取样,调查入土果针数和未入土果针数、单株荚果数。在收获期测定荚果产量、百果重、百仁重、荚果数、籽仁重、出仁率。[结果]就追肥时期而言,追肥效果为花针期>结荚期>饱果期;就追肥次数而言,2~3次追肥效果优于1次追肥。花生生育期间只追肥1次的情况下,以花针期追肥增产幅度最高,结荚期追肥次之,饱果期追肥最低,分别较对照增产18%、15%和8%;花生生育期间追肥2次,则以花针期和结荚期追肥增产幅度最高,花针期和饱果期追肥次之,结荚期和饱果期追肥最低,分别较对照增产38%、24%和20%;花生生育期间追肥3次(花针期、结荚期和饱果期),较对照增产27%。各处理比对照花生百果重分别增加5%、6%、7%、15%、11%、11%、15%;百仁重分别增加1%、3%、2%、5%、5%、6%和7%;荚果数分别提高23%、21%、17%、51%、30%、36%和49%;籽仁重分别提高14%、21%、18%、43%、23%、27%和30%;出仁率分别提高5%、2%、2%、5%、3%、3%和5%。[结论]在本试验条件下,追肥时期越早、前期追肥量越大越有利于促进花生果针的形成、入土和结果。综合考虑滴灌追肥成本及效益,花生生育期内追肥2次,即在花针期和结荚期追肥对花生生长和产量表现最优,可作为花生水肥一体高效施肥管理措施。     

有机肥施用对红地球葡萄产量、品质及土壤环境的影响

【目的】明确有机肥施用对河北葡萄主产区高产优质红地球葡萄产量、品质及土壤环境的影响,为葡萄种植合理施用有机肥提供理论依据。【方法】以河北张家口市怀来县葡萄试验示范基地13年生红地球葡萄为试验材料,进行为期4年的田间试验。设置6个处理,分别为农民传统施肥(CK)、单施化肥(NPK)、单施有机肥9 t/hm^2 (M)、有机肥7.5 t/hm^2+化肥(M1NPK)、有机肥15 t/hm^2+化肥(M2NPK)、有机肥45 t/hm^2+化肥(M3NPK),采用常规方法测定葡萄产量、品质、重金属含量及果园土壤中硝态氮、微生物量碳和氮、重金属含量,并对葡萄园土壤重金属累积达到限量所需年限进行推算。【结果】施用有机肥处理葡萄产量均显著高于单施化肥(NPK),其中以中量有机肥+化肥处理(M2NPK)的产量最高,4年(2010-2013)平均产量为21503kg/hm^2,较农民传统施肥(CK)提高了14%;施用有机肥处理葡萄Vc含量比对照显著增加。各处理间葡萄百粒重、pH、可溶性固形物、可滴定酸和固酸比差异不显著。收获后M2NPK处理0-20 cm和20-40 cm土壤硝态氮累积量下降,土壤微生物生物量碳、氮含量显著高于CK。连续4年施用有机肥后,葡萄果实及果园土壤的重金属含量(Cr、Cd、As、Pb、Hg、Cu、Zn)均未超标,但随着有机肥施用量的增加,葡萄及土壤中的重金属分别呈现线性和二次函数累积趋势。M3NPK处理土壤重金属含量较其他施用有机肥处理提前累积到限量水平。【结论】中量有机肥+化肥(M2NPK)处理葡萄的产量最高,品质最佳,而且降低了土壤硝态氮在各土层的累积,增加了土壤微生物生物量碳、氮含量,且葡萄果实和果园土壤重金属含量未超标。高量有机肥处理不会进一步提高红地球葡萄的产量和品质,但快速增加果园土壤重金属累积。     

水、氮、钾互作对砂田嫁接西瓜产量和品质的影响

  【目的】  西北砂田嫁接西瓜生产中水肥管理不当常造成品质下降。研究采用膜下滴灌栽培模式,水、氮、钾三因素组合对西瓜产量和品质的影响,为西北砂田嫁接西瓜高产、优质生产提供理论依据。  【方法】  以中晚熟西瓜品种‘金城5号’为供试材料进行微区试验。以水(W)、氮(N)、钾(K)为3个主因素,采用二次饱和D-最优设计确立了3因素5水平试验,共11个处理。测定西瓜产量和品质,分别建立产量、平均含糖量与水肥用量二次回归拟合数学模型,并计算产量和品质目标下的水肥用量。  【结果】  主因子效应分析表明,对西瓜产量的影响顺序为W>N>K,水对产量的正效应和氮对产量的负效应均极显著,钾对西瓜产量影响不显著。对西瓜品质的影响顺序为N>K>W,氮、钾对西瓜品质的正效应和水对西瓜品质的负效应均达到显著水平。对西瓜产量的耦合效应分析表明,交互效应表现为N×W>N×K>W×K,W×K的交互效应大于氮的单因素效应。对西瓜品质的耦合效应结果为W×K>W×N>N×K。产量与水肥回归模型计算得出,西瓜产量超过60 t/hm2的W、N、K组合方案为灌水量808～1017 m3/hm2、N 231～293 kg/hm2、K₂O 177～258 kg/hm2;西瓜平均糖含量在11%以上的水肥方案为灌水量555～876 m3/hm2、N 226～279 kg/hm2、K₂O 217～271 kg/hm2。  【结论】  综合产量与品质,砂田嫁接西瓜水肥一体化条件下产量超过60 t/hm2,平均糖含量在11%以上的适宜灌水量为808～876 m3/hm2、N 231～279 kg/hm2、K₂O 217～258 kg/hm2。     

棉花高产和磷高效的磷肥基施追施配合技术研究

【目的】 本文比较了不同磷肥基施、追施比例对棉花生物量、产量及养分吸收的影响，以优化新疆膜下滴灌棉花的磷肥施用技术。 【方法】 2009—2011年连续三年进行了田间试验。试验共设3个处理:不施磷肥，磷肥全部基施，磷肥滴灌追施 (2009、2010年为磷肥50%基施和50%滴灌追施，2011年为磷肥65%基施和35%滴灌追施)，追施的磷肥分2次在棉花蕾期和初花期随水施入。各处理的氮、钾肥用量相同，氮肥全部滴灌追施，钾肥全部基施。棉花成熟期测定了棉株生物量、籽棉产量和磷肥的利用率。 【结果】 施用磷肥显著提高了棉花地上部生物量，与不施磷肥相比，磷肥基施显著增加了棉花的叶、茎、籽和纤维的生物量，分别增加15%、9%、9%和11%，磷肥滴灌追施显著增加了叶、茎、壳、籽和纤维的生物量，分别增加21%、23%、21%、12%和13%。施用磷肥能够显著提高棉花产量，与不施磷肥相比，磷肥全部基施籽棉平均增产8%，磷肥滴灌追施籽棉平均增产13%，而磷肥滴灌追施的产量比磷肥全部基施提高5%。施用磷肥显著增加了棉花的磷素吸收量，磷肥全部基施的磷肥平均利用率为18%，而磷肥滴灌追施的磷肥平均利用率为23%。磷肥35%滴灌追施的增产率和磷肥利用率分别为18%和24%，50%滴灌追施处理两者分别为11%和22%。 【结论】 与不施磷肥相比，磷肥全部基施与部分磷肥滴灌追施都能显著提高棉花生物量和产量，增加磷素吸收量，而磷肥部分滴灌追施的效果优于磷肥全部基施，磷肥65%基施和35%滴灌追施的增产效果好于50%基施和50%滴灌追施。      

滴灌施肥对冬小麦农田土壤NO_3~--N分布、累积及氮素平衡的影响

【目的】黄淮海平原高产麦田水肥资源的大量投入带来了水肥利用率低、氮素损失量大等一系列问题,本文研究了滴灌施肥对黄淮海平原冬小麦大田氮素利用和损失的影响,以期为小麦高产高效施肥提供新的技术手段。【方法】以尿素、NH4H2PO4和KCl混合的水溶性肥料为材料,在山东桓台进行冬小麦主要生育期测墒补灌并随水施肥的田间试验,设置4个施氮量处理,即N0(不施肥)、N1(94.5 kg/hm2)、N2(189 kg/hm2)和N3(270 kg/hm2),分析了大田土壤NO-3-N空间分布、剖面累积及氮素的平衡。【结果】1)滴灌施肥24 h后,随施氮量的增加,在滴头周围水平方向上土壤NO-3-N从在湿润土体边缘聚集逐渐变化为在滴头下方聚集,当施氮量为189 kg/hm2时,滴灌施肥后滴头下方和湿润土体边缘的NO-3-N含量差异不显著,在滴头周围水平方向上均匀性最好;NO-3-N在滴头下方土壤内随水运移深度主要在60 cm以上,滴灌施肥后滴头下方垂直方向上NO-3-N没有在湿润体边缘聚集。2)冬小麦收获后,0—100 cm土壤剖面NO-3-N累积量随施氮量的增加而逐渐增加,且施氮量超过N 189kg/hm2后,土壤剖面NO-3-N累积量的增加幅度加大,0—40 cm土层的NO-3-N增加量显著高于其他土层,N0、N1、N2和N3处理0—40 cm土层NO-3-N累积量所占比例分别为66%、72%、72%和71%。3)随着施氮量的增加,冬小麦吸氮量和籽粒产量先增加后下降,而0—100 cm土层氮素残留量、表观损失量不断增加,滴灌施肥条件下氮素表观损失量较低,N1、N2和N3的表观损失率分别为20%、17%和16%。【结论】滴灌施肥措施下,合理的灌溉量可以调节滴灌施肥后硝态氮主要向下运移至作物根区范围,集中在作物根系最密集的0—40 cm范围内,肥液浓度对硝态氮运移深度影响不大。施入适宜量氮肥有利于提高滴头下方湿润体内水平方向上NO-3-N分布的均匀度,从而促进作物对氮素的吸收。施氮量为189 kg/hm2的N2处理获得了最高的籽粒产量和氮肥利用效率,播前和收获后根区土壤NO-3-N累积量基本达到平衡,是试验筛选出的最佳滴灌施氮模式。