喷灌条件下冬小麦水肥调控技术田间试验研究

对喷灌条件下冬小麦水肥调控进行田间试验研究,探讨了喷灌不同灌水施肥处理对冬小麦产量、耗水规律的影响,提出了不同生育期的适宜灌水计划湿润层深度。     

喷灌条件下冬小麦水肥调控技术田间试验研究

对喷灌条件下冬小麦水肥调控进行田间试验研究,探讨了喷灌不同灌水施肥处理对冬小麦产量、耗水规律的影响,提出了不同生育期的适宜灌水计划湿润层深度。     

作物吸氮效率的试验研究

考虑灌水施肥两方面的影响因素 ,在试验资料的基础上 ,本文初步探讨了水、肥与作物产量的关系 ,分析了作物吸氮效率的内涵 ,建立了单因素氮素生产函数、双因素水肥生产函数 ,为北方缺水地区制定节水灌溉与科学施肥提供了依据。     

喷灌施肥均匀性对冬小麦产量影响的田间试验评估

喷灌均匀系数是喷灌系统设计的重要参数,而喷灌洒水与施肥的均匀性对作物产量的影响是确定均匀系数设计值的重要依据。在喷灌施肥的试验中测定了冠层以上承雨筒内肥料溶液浓度和水量的分布,在冬小麦收获时测定了植株的全氮量。结果指出,肥料溶液浓度的均匀系数一般高于水量和肥料施入量的均匀系数。通过分析化肥施入量与灌水量的统计分布规律发现,它们都可以用正态分布来表示。田间试验结果还表明,对华北平原种植的冬小麦而言,在试验的喷灌均匀系数变化范围内（62%～82%）,喷灌洒水及施肥的均匀性对产量的影响不明显,现行规范规定的喷灌均匀系数设计值（CU≥75%）是偏于安全的。     

精确灌溉与施肥自动化管理系统的研制与实现

精准灌溉与施肥自动管理系统是利用人工智能技术，在收集气象资料和田间试验的基础上，依据农田水量平衡原理与作物目标产量及土壤养分状况、土壤类型、土壤墒情等资料信息，采用C语言编程而建立的。控制器以单片机为核心，高精度土壤水分探测仪、喷灌、施肥罐与控制器相连接，形成一个完整的土壤水分探头水分传感，控制器采集数据，通过人机对话与菜单选择相结合的方式，自动给出作物各生育期所需灌水量和施肥量，由控制器控制喷灌流量，自动完成灌溉施肥过程。系统可针对不同的作物、不同地域、不同时期的气候与作物生长状况，判断土壤储水量是否下降至作物灌水的下限指标，根据作物需肥量，精确确定灌溉和施肥量；系统在运行时，可以根据地块的宽度自动调节喷灌射程，还可根据地块面积划分为若干个小区，根据肥料的兼溶性，配制肥料，自动调节肥料的喷施浓度，喷施流量，实现自动精确灌溉施肥。系统可提供小麦、玉米、棉花等7种作物精准灌溉与施肥的决策实施方案，并具有良好的扩展性。     

微喷灌水肥一体化下磷钾肥减量分期施用对小麦产量和养分利用的影响

为探究微喷灌水肥一体化条件下小麦氮磷钾肥的合理用量及施用方式,以小麦品种良星99为试验材料,在磷钾肥减量30%和常规施肥量条件下各设置3种施肥方式,以传统大水漫灌撒施肥料的方式及用量为对照(CK),研究磷钾肥减施及施用方式对产量及养分利用的影响。结果表明,常规施肥(CK)相比,微喷灌水肥一体化磷钾肥减施30%(氮肥70%底施+30%拔节期追施、钾肥全部底施、磷肥50%底施+50%拔节期追施)条件下产量提高11.33%,成熟期植株氮、磷、钾积累量分别提高21.86%、10.02%和10.23%。与传统栽培模式及微喷灌常量施肥相比,利用微喷灌水肥一体化技术生育期灌水3次(越冬水+拔节水+灌浆水),灌水量1 500 m³·hm^-2,磷钾肥减施30%条件下,磷肥50%底施+50%拔节期追施能够提高小麦产量、成熟期植株氮磷钾积累量、偏生产力及产投比。本研究结果为山西省南部小麦节水节肥稳产高效栽培技术提供了理论依据。     

滴灌条件下水肥耦合对温室番茄产量效应的研究

以番茄为供试作物,在温室内采用二次D-饱和最优设计进行水肥试验,探讨了滴灌条件下水、肥交互对温室番茄产量的影响。试验结果表明:影响番茄产量的主要因素是灌水量与钾肥用量的交互作用,其次是氮肥用量;仅从产量角度评价,以中等氮肥用量、高钾肥用量和高灌水量为水肥调控的最佳组合。     

水肥减量对日光温室土壤水分状况及番茄产量和品质的影响

【目的】水肥一体化技术为改变我国长期以来设施栽培蔬菜"大水大肥"的传统管理方式,实现资源节约、环境友好发展提供了硬件物质基础和载体,但我国不同地区农业生产条件差异较大,适合当地土壤、气候、作物和栽培季节等特点的水肥一体化灌溉制度和施肥量相对缺乏。本文在陕西关中地区研究了水肥一体化条件下不同水肥处理对土壤水分状况及秋冬茬番茄养分吸收和产量等的影响,旨在制定适宜当地日光温室栽培番茄的科学合理的灌溉施肥制度。【方法】田间试验设常规水肥处理(CK)、植苗后水肥一体化灌水追肥期水肥分别减量20%(S1)及40%(S2)3个处理,其中常规处理灌水量为当季作物冠层水面蒸发量(100%ET),追肥量为当地农户的平均用量;水肥一体化为膜下滴灌+文丘里施肥系统。采用自动连续数采张力计(英国Skye Data Hog2)测定蔬菜生长期间各处理0—20 cm和20—50 cm土层土壤水势,并建立对应的土壤水分特征曲线,将土壤水势动态变化转换为土壤含水率动态变化;用直径20 cm蒸发皿测定当季番茄冠层的水面蒸发量,分析冠层水面蒸发量与土壤有效贮水量损失的关系;测定了不同水肥处理对番茄根、茎、叶、果实生物量及氮、磷、钾吸收量与产量和品质的影响。【结果】1)不同处理番茄生育期内0—50 cm土壤相对含水率均在75%以上,土壤水分供应充足。常规水肥处理灌水后0—20 cm土壤含水率达到或超过田间持水量,20—50 cm土层均超过田间持水量,表明土壤水分可下渗到50 cm以下,进而发生土壤养分的淋溶问题。追施期水肥减量40%处理的土壤水分大部分处在75%~85%的适宜值范围。2)随灌水量的减少,0—50 cm土壤有效贮水量损失降低,平均为番茄冠层水面蒸发量的65.4%,与追肥期水肥减量40%处理的灌水量相近。3)不同水肥处理番茄干物质累积、养分携出量、番茄产量、品质均无显著性差异,而灌水利用率从常规水肥处理的55.1 kg/m3提高到83.2 kg/m3,差异达极显著水平。【结论】从0—50 cm土壤水分状况、土壤有效贮水量损失及番茄冠层水面蒸发关系看,温室全覆膜滴灌条件下,当地适宜灌溉定额为作物冠层水面蒸发量的65%左右。根据番茄生育期内不同水肥处理对土壤水分状况、番茄养分吸收、产量及品质和灌水利用效率的影响,制定出适宜当地秋冬茬番茄的合理灌溉制度为:全生育期总灌溉定额为1057 m3/hm2,8~12月对应的灌水定额分别为168、169、132、105及50 m3/hm2,8~11月灌水周期分别为20~30 d、8~13 d、8~13 d和20~30d,12月份依天气少量补水或不灌水,1月份无需灌水。     

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。     

半干旱区玉米水肥空间耦合效应Ⅰ.氮素的吸收和残留及其环境效应

通过田间试验研究了半干旱地区不同灌水量和水肥空间耦合方式下玉米对N素的吸收及玉米收获后N素在1.0m土体中的残留。结果表明,与常规施肥灌水方式(均匀施肥均匀灌水、全生育期灌水量为2500 m3/hm2)相比,在全生育期灌水量为1125 m3/hm2和600 m3/hm2的水平下,均匀施肥交替灌水、水肥同区交替灌水、水肥异区交替灌水3种不同水肥空间耦合方式在玉米植株吸收N略有下降的情况下,增加了肥料N在60cm以上土壤中的残留量,从而减小了N向下层土壤淋溶的可能;相同灌水量下,60cm以上层次土壤N素残留量大小顺序为:水肥异区交替灌水处理>水肥同区交替灌水处理>均匀施肥交替灌水处理。     

不同生育期水分亏缺耦合施氮量对花生光合特性和品质的影响

为探究不同生育期水分亏缺和施氮量对花生光合特性、产量及品质的影响，于2020和2021年设置测坑裂区试验，研究充分灌溉（IF，灌水下限为田间持水率的70%～75%）和调亏灌溉（IRD，花针期和饱果期控水下限均为田间持水量的55%～60%）下，施氮量（0（N0）、50（N50）、100（N100））kg/hm2）对花生光合速率、蒸腾速率、产量及品质的影响。研究结果表明，与充分灌溉相比，花针期调亏灌溉降低了花生叶片光合速率和蒸腾速率；结荚期复水后，由于补偿效应，调亏灌溉处理的光合速率和蒸腾速率均高于充分灌溉。调亏灌溉耦合100 kg/hm2氮肥处理（IRDN100）显著提高了花针期和结荚期的光合速率和蒸腾速率（P?0.05），且花生产量最高，较传统水氮处理（IFN100）2 a平均提高了13.4%（P?0.05）。与传统水氮处理相比，IRDN100处理生产的花生具有相对较高的蛋白质、油脂、油酸、亚油酸含量及油亚比，即出油量和储存品质均较好。因此，IRDN100处理不仅能节水增产，还能改善花生品质，可为干旱半干旱地区实现花生节水提质增效生产目标提供理论参考。     

水钾耦合对褐土养分及花生养分累积的影响

为明确水钾耦合对土壤养分含量及花生养分吸收累积量的影响,以"花育25"为试验材料,采用水分(35%,50%,65%,80%的田间持水量)和钾肥(0,0.15,0.30,0.45g K_2O/kg)2因素4水平随机区组设计,通过遮雨棚盆栽试验探讨水钾耦合下褐土有机质、全量(全氮、全磷和全钾)和速效养分(碱解氮、有效磷和速效钾)含量的变化,以及花生植株养分累积量的差异。结果表明:钾肥用量增加会促进有效氮的吸收;在土壤水分缺乏时,水分胁迫低钾(W_1K_1)和轻度胁迫低钾(W_2K_1)两个处理在土壤全磷含量下降时有效磷含量不降反增,这表明施入少量钾肥有助于旱地磷的释放。施低钾K_1(135kg/hm~2)促进土壤速效钾的增加及土壤养分的平衡,较初始土壤提高0.43~0.59倍,且随钾肥用量的增加而不断升高。相同钾肥用量下,花生植株氮、磷和钾累积量随灌水量的增加均呈上升趋势;氮吸收量仅在水分胁迫时随着钾肥用量的增多而先增后减;除水分充足(W_4)外,在其他灌水处理下植株磷累积量随钾肥用量的增加均表现为先增后降;而钾累积量在各土壤水分下均随钾肥用量的增加呈现"低-高-低"的变化趋势,最高值均在中钾K_2(270kg/hm~2)处理。花生植株对营养元素的吸收累积与总生物产量和荚果产量相关性均达显著(p0.05)或极显著(p0.01)水平,总生物量与荚果产量呈极显著(p0.01)相关。综合考虑土壤养分的可持续供应、花生养分的累积和产量形成,建议土壤水分保持在65%FC,钾肥(K_2O)用量控制在135~270kg/hm~2为宜。     

农田秸秆覆盖条件下冬小麦增产的水氮条件

通过田间试验建立了冬小麦产量与灌水量及施氮量的关系模型,并作了模拟分析,以期研究旱地农田秸秆覆盖条件下冬小麦增产的水氮条件.结果表明:秸秆覆盖的冬小麦能否增产与水肥供应关系密切.生育期间没有补充灌水时,覆盖增产主要取决于氮肥用量,氮肥投入较少时覆盖冬小麦经济产量能取得显著的增产效果;氮肥用量较高时产量低于未覆盖处理.因此,在雨养农业区,通过配合适量的氮肥完全能够做到秸秆覆盖下增产增收.在不同氮肥用量前提下,覆盖的增产效果除了与生育期总灌水量有关外,还与灌水量在各生育期间的分配有关.因此,在有灌溉条件的地区,根据氮肥投入情况,将有限的水分配在作物最需要的时期才能取得秸秆覆盖下的节水高产.     

麦田生态系统中的水肥时空关系与调控途径

本研究表明，小麦对水分的消耗和养分的吸收不是同表的；拔节--抽穗期是小麦对水分最敏感的时期，该期的水分状况对产量和肥效的影响最大，返青--拔节期是对水分最不敏感的时期。麦田灌水量直接影响肥料氮在土体中的淋洗深度，进而影响到其肥效的发挥与损失量，因而控制灌水量是减少水源浪费与肥料损失、提高肥效的重途径。并提出了以冬施肥为核心的缺水麦田水肥调控途径。     

不同水分条件对东北风沙土花生生长发育及水分利用率的影响

研究不同水分条件对东北风沙土花生各生长期植株形态、生理指标、产量及水分利用率的影响。采用盆栽的方式对花生各生长期的土壤水分进行调控,对上述指标进行测定。结果表明,风沙土栽培花生苗期适当干旱对花生生长发育没有显著影响;花针期对水分要求明显增高,土壤含水量为田间持水量的60%为宜;结荚期必须提供充足的水分,否则严重影响荚果生长,导致减产。在各组处理中全生育期土壤含水量下限控制在田间持水量60%时,水分利用率最高,达到1.53 g/kg,产量92.9 g/盆也达到了较高的水平,该指标可用来指导东北风沙土花生补水灌溉。     

外源钙水平与花生下针期不同土壤水分对植株生理特性的影响

沿海耕作风砂土土壤缺钙与干旱常相伴发生。通过盆栽试验，研究了不同钙肥水平下花生下针期至结荚初期土壤水分管理对植株生理特性及产量的影响。结果表明，下针期(553)%（LW）、 (753)%（MW）和(953)%（HW）三种田间持水量条件下，叶片SPAD值、 净光合速率、 水分利用效率及产量均随着钙肥用量的增加而提高，其中施钙肥的花生荚果产量增幅12.2% ~19.4%，而三种钙肥水平下，MW比LW与HW的荚果产量分别显著提高18.7%与56.5%，说明下针期过高或过低的水分均不利于光合作用及产量形成，尤其高水量条件下，其根系活力显著下降。花生成熟期产量与下针期叶片SPAD值、 净光合速率、 水分利用效率及根系活力呈显著正相关; 不同水分管理与钙肥水平均显著影响花生产量，但水钙间产量交互效应不明显。耕作风砂土上增施钙肥增产潜力大，且一定程度上可缓解旱情，花生下针期调控约75%的田间持水量，其光合速率与产量最高。     

夏玉米交替灌溉施肥的水氮耦合效应研究(简报)

以夏玉米为研究对象进行大田试验,采用二因素四水平完全方案,随机排列,3次重复,根据玉米产量建立回归模型并对其进行解析,确定隔沟交替灌溉施肥条件下的最佳水肥配比.研究结果表明:在供试条件下水、氮对产量有明显的促进作用,而且氮素作用大于灌水作用;两因素交互作用对玉米产量的影响为正效应.供试条件下的最高产量以及相应水、氮最佳配比为:最高产量4076 kg/hm2,生育期灌水量为972m3/hm2,施氮量为230 kg/hm2.与常规灌溉相比,节水施肥模式中的水肥耦合效应对于减少水资源浪费,提高肥料利用率具有重要的理论与实践意义.     

亏缺灌溉与有机肥结合对夏玉米水分及产量影响

为了解减少灌水量和尿素对夏玉米产量和水分的影响。通过田间试验,以夏玉米为研究对象,选取课题组研发的有机质含量高、保水性能强的有机肥,结合2个水平的灌溉(充分灌溉W1和亏缺灌溉W2),采用等氮的原则,对有机肥与无机肥混施(F1:100%无机化肥;F2:24%有机肥+76%无机化肥;F3:48%有机肥+52%无机化肥),研究灌水量与有机无机肥对夏玉米水分利用效率和产量的影响。结果表明:与F1处理相比,在充分灌溉(W1)条件下,F2和F3处理的籽粒产量提高4.8%~6.3%;亏缺灌溉(W2)条件下,有机肥处理的籽粒产量提高1.8%~2.3%。在相同灌溉水平下,有机肥处理显著提高收获时土壤贮水量,为冬小麦发芽和生长提供一定的湿度。施有机肥处理对三叶期和小喇叭口期株高有显著影响,而对其他生育期株高影响不显著。亏缺灌溉(W2)和施有机肥(F2)的处理产量较好,是夏玉米种植管理中的一个有效方案。这种灌溉施肥管理可为关中平原及环境相似地区提供科学依据。     

基于产量品质和水肥利用效率西瓜滴灌水肥制度优化

实现大棚西瓜量化管理是实现大棚西瓜精准化管理的基础,也是提高产量品质与水肥利用效率的重要途径。以西瓜为试材,在以关中塿土为主的壤土地区采用膜下滴灌的灌溉方式,通过二因子五水平正交旋转组合设计,灌水量依据西瓜蒸腾需水量(Eapotranspiration,ETc)分别设置0.49ETc、0.55ETc、0.70ETc、0.85ETc、0.91ETc 5个水平,施肥量依据目标产量(Fy)分别设置0.50Fy、0.65Fy、1.00Fy、1.35Fy、1.50Fy 5个水平,共16个处理,测定西瓜相关品质、产量、灌溉水分利用效率和肥料偏生产力;采用主观层次分析法、客观熵权法和基于博弈论的组合赋权法计算各指标权重,用近似理想法建立模型,分析水肥滴灌量对综合评价值的影响。结果表明,水肥协同影响西瓜综合评价值,且灌水量对其影响大于施肥量;综合评价值随水肥施入量增加均呈先升后降的趋势,当灌水量为0.73ETc,施肥量为1.03Fy时,西瓜综合评价值最高,达到0.74。因此,推荐在水肥资源相对充足的关中地区按0.73倍西瓜蒸腾需水量和1.03倍目标产量对西瓜灌溉施肥;而在水资源相对亏缺地区,应适当降低施肥量来提高西瓜综合评价值。