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。     

基于水肥耦合的滴灌西兰花光合-产量-品质试验及综合评价

研究膜下滴灌条件下，不同水肥组合对西兰花光合、产量、水肥利用效率及品质的影响，并建立西兰花产量—品质与水肥因素的回归模型及主成分综合评价体系，寻求西兰花最优的灌水量和施肥量组合，为西兰花高效节水灌溉提质增效提供技术依据。以西兰花为试验作物，采取膜下滴灌的灌溉方式，采用二因素三水平随机区组试验设计。灌水量设置3个水平，分别为1 740，2 175，2 610 m³/hm²，施肥量设置3个水平，分别为1 200，1 500，1 800 kg/hm²，共9个处理。结果表明：在生育期降水量为20.8 mm，灌水量为2 610 m³/hm²，施肥量为1 800 kg/hm²，西兰花的产量及品质最好，综合评价得分也最高，说明高水高肥处理下最有利于西兰花的生长，是适宜本地滴灌西兰花的灌溉施肥制度。     

灌溉对大麦/玉米带田土壤硝态氮累积和淋失的影响

以甘肃省河西走廊灌区为试验地点，分别在0、150、300 kg/hm²氮水平和816、1632 m³/hm²灌水量下，对3次灌水前、后大麦/玉米带田0～200 cm土壤NO^-₃-N含量变化和灌水后135 cm处渗漏液NO^-₃-N浓度进行了测定。结果表明：灌水明显影响土壤硝态氮累积量，随灌水次数增加，土壤硝态氮累积量降低，而且在高灌水条件下土壤硝态氮累积量变化比低灌水量时大。从渗漏液硝态氮浓度来看，大麦带和玉米带都是以第1次灌水最高，浓度分别为8.04～17.21和3.30～14.57 mg/L。3次灌水土壤硝态氮淋失量，玉米带以N 150 kg/hm²和灌水量1632 m³/hm²最高，平均为4.31 kg/hm²；大麦带以N 150 kg/hm²及灌水量1632 m³/hm²和N 150 kg/hm²及灌水量816 m³/hm²比较高，平均为6.82 kg/hm²。     

间歇灌与农艺措施结合节水高产机理研究

针对阻碍农田水利用效率的关键因素及提高水利用效率的途径,采取把间歇灌灌溉技术、覆盖秸秆技术、化控、密植等农水措施溶于一体,取得了显著的节水增产效益和具有较强的可操作性。小麦、夏玉米产量分别为5250kg/hm²和8250kg/hm²,水分利用效率达1.61kg/m³和2.42kg/m³,平均为2.01kg/m³的较高水平。并对其节水高产机理作了探讨。     

太行山前平原冬小麦综合节水技术效应分析

在河北省鹿泉市南铜冶村试区实施了工程、农艺等综合节水技术,冬小麦全生育期浇2次水,使小麦产量达7500kg／hm²,水分利用效率达18kg／hm².mm。若种植节水品种、实施秸秆覆盖节水措施,冬小麦水分利用效率可达24．3kg／hm²·mm,为太行山前平原实施节水农业提供了科学依据。     

基于农户视角的农户灌溉区域差异及原因分析——以三工河流域为例

基于问卷调查, 运用数量统计和最小二乘估计, 分析新疆三工河流域不同区域农户灌溉差异, 并探讨差异性的原因。研究结果显示: (1)三工河流域从上游到下游节水滴灌面积比例和水价依次递增, 上、中、下游滴灌比例分别为3%、10%、28%, 水价为<0.075元·m^-3、0.069~0.075元·m^-3、0.13~0.35元·m^-3; 灌水量和农户水费负担依次减少, 灌水量为18 510 m³·hm^-2、12 810 m³·hm^-2、9 075 m³·hm^-2, 水费负担为18%、14%、12%; 种植结构由传统作物主导向经济作物主导发展, 种植结构趋于合理。(2)自然因素是导致农户灌溉差异的根源, 不同区域水资源多寡、土壤保水性、地块大小与破碎度的差异, 导致农户节水意识、节水设施选择意愿及政府调控措施的不同。(3)政府一方面通过调整水价增加农户灌溉压力, 减少农户用水量; 一方面通过提高渠系质量和激励农户采用节水设施提高水资源利用效益, 提升作物的灌水需求曲线。实证结果显示: 水价每上涨0.01元·m^-3, 灌水量就会减少484 m³·hm^-2; 采用滴灌技术, 灌水量减少1 617 m³·hm^-2; 改善渠系质量使土渠向水泥渠、板板渠发展, 灌水量减少736 m³·hm^-2。     

灌溉和施磷对紫花苜蓿土壤水分动态及根重的影响

采用完全随机裂区设计,常规灌溉量(330mm),节水20%灌溉量(264mm)和节水40%灌溉量(198mm)作为主处理,施磷量(0,60,120和180kg/hm²)作为副处理,研究了不同灌溉量和施磷量对紫花苜蓿土壤贮水量、耗水强度、水分利用效率和根重的影响。结果表明,土壤贮水量、紫花苜蓿耗水强度和根重随灌溉量增加而增加,水分利用效率随灌溉量增加而降低。施磷对紫花苜蓿土壤贮水量和耗水强度影响不明显。紫花苜蓿水分利用效率和深度0-40cm根重随施磷量的增加表现为先增加后降低,当施磷量达到120kg/hm²时,紫花苜蓿水分利用效率﹝26.50kg/(mm·hm²)﹞和全生育期平均根重(1 320.78g/m²)达到最大值。     

秸秆还田与施氮对冬小麦生长发育及水肥利用率的影响

田间试验研究了小麦-玉米一年两熟耕作区玉米秸秆还田与氮肥配施和化肥单施对冬小麦生长发育、籽粒产量及氮肥表观利用率和水分利用效率的影响。结果表明, 施氮量相同时, 秸秆与氮肥配施越冬前和拔节期冬小麦总茎数和单株分蘖数低于化肥单施, 施氮量在75~225 kg·hm^-2 时, 植株干重高于化肥单施; 孕穗期到成熟期植株干重、成穗率和产量构成因素秸秆与氮肥配施处理高于化肥单施处理, 籽粒产量增加58.9~339.6kg·hm^-2, 水分生产率提高0.026~0.083 kg·m^-3。施氮量在75 kg·hm^-2 时, 秸秆与氮肥配施的氮肥表观利用率低于化肥单施; 在150~300 kg·hm^-2 时高于化肥单施。因此, 针对目前黄淮海麦区小麦-玉米一年两熟种植制度下, 秸秆还田前期生物争氮、后期供肥能力增强的特点, 秸秆连续还田后配施纯氮225 kg·hm^-2, 可有效提高灌水和氮肥利用率, 实现冬小麦高产高效栽培。     

不同灌溉模式下水分养分的运移及其利用

以玉米为试验材料通过人工控制水分的微区试验,比较了水肥异区交替灌溉与传统均匀灌溉条件下,水分与养分在200cm剖面上的动态迁移规律,并分析了不同灌水模式下的灌溉效率和肥料利用效率。结果表明,在低灌水量(450m3/hm2)水平下水肥异区交替灌溉,施肥区和灌水区之间存在水势梯度差异,NO3-N含量也有差异;灌溉效率和肥料利用效率均高于均匀灌溉。在高灌水量(900m3/hm2)水平下,水肥异区交替灌水与常规均匀灌水差异不显著,但养分离子发生了强烈的淋洗。收获后,交替灌溉的NO3-N残留量比传统灌溉要高,而水分残留量则相反。研究结果发现,交替灌溉在450m3/hm2时的产量与均匀灌溉在900m3/hm2时的产量相差并不大,即交替灌溉可节水一半。秸秆覆盖能影响060cm土壤水分运动,可减少土壤水分蒸发,但对玉米产量影响不大。     

灌水和氮肥基追比对旱区马铃薯产量、水肥利用效率和酶活性影响评价

为探明水氮基追施用对马铃薯产量、灌溉水肥利用效率和土壤酶活性等方面的综合影响,以获取最优水氮基追施用方案。大田试验设置3个灌水水平W1(900 m3/hm²)、W2(1350 m3/hm²)和W3(1800 m3/hm²)以及3个氮肥基追比水平F1(N2∶1)、F2(N1∶1)和F3(N1∶2),共9个处理,利用熵权TOPSIS法构建宁夏中部旱区马铃薯综合生长评价体系,并以高产、节水节肥为目标建立马铃薯水氮基追施交互响应数学模型。结果表明,灌水量和氮肥基追施对马铃薯单株产量、产量、iWUE(灌溉水利用效率)、PFP(肥料偏生产力)、土壤碱性磷酸酶、土壤蔗糖酶均影响显著;利用熵权TOPSIS法建立马铃薯综合评价体系,得到最优综合响应评分0.1761,即为A7处理(1800 m3/hm²,N2∶1);由马铃薯综合生长对水氮基追施交互响应模型得出,水氮基追施单因素对马铃薯综合生长影响均呈开口向下的二次抛物线,水氮基追施交互影响显著。当施肥编码为-0.7723(基肥∶追肥=1.6553∶1)、灌水编码为0.6553(1697.535 m3/hm²)时,综合评分最高。以综合评分0.16划分闭合区域得出马铃薯生产上最佳的灌水区间和氮肥的基追施比例分别为1440～1935 m3/hm²、1∶1～2.3∶1,此区间最有利于实现马铃薯水氮协同效应最优。     

磁化水灌溉对土壤水盐分布和春玉米产量的影响

以春玉米为研究对象,通过磁化水灌溉试验,研究磁化水灌溉条件下不同灌水量(4 200,4 800,5 400 m~3/hm~2)对土壤水盐分布、玉米干物质量积累、产量及生长特性的影响,以探寻3 500 Gs磁化强度磁化水灌溉条件下适宜的灌水量,为促进塔里木盆地农业资源高效利用提供相关数据支持。结果表明:不同灌水量下磁化水灌溉均能提高土壤含水量,40—60 cm土层土壤盐分淋洗效果优于0—20 cm土层;磁化水灌溉可促进玉米植株生长及产量增加,各处理磁化水灌溉玉米产量较非磁化处理增加了2.11%～19.31%;磁化水3 500 Gs磁化强度灌溉4 800 m~3/hm~2处理产量均最佳,水分利用效率及灌溉水利用效率均达到最大,分别为2.64,2.86 kg/m~3。因此,与非磁化灌溉相比,适宜的磁化水灌溉量可改善玉米穗部干物质积累,有利于提高玉米的产量及水分利用效率。     

塔里木河干流中游灌区退耕封育效益分析

"塔里木河干流中游灌区9.00×103hm2退耕封育项目"是塔里木河流域近期综合治理工程的子项目,退耕封育的规模为9.00×103hm2,其中,库灌区退耕1.42×103hm2,河灌区退耕3.60×103hm2,泵灌区退耕4.00×103hm2。退耕封育后,农田灌溉用水改为生态灌溉用水,减少了用水量。人工种植的农作物被天然野生植被所替代,同时可提高对保留耕地的利用率,扩大耕地的播种面积,增加地表植被的覆盖度。退耕封育后,可节约水量9.70×107m3,除满足封育生态用水外,还可增加塔里木河下泄水量3.10×107m3。因此,退耕封育,从环境保护的角度来看,环境效益比较显著,不但可以改善项目区的生态环境,而且还可节约一定的水量用于塔里木河下游的生态环境建设,对维护塔里木河下游生态环境建设至关重要。     

局部根区灌溉水氮耦合对设施黄瓜生长及土壤中硝态氮分布的影响

通过对设施黄瓜进行灌水量、灌溉方式、水氮根区位置的不同耦合,研究了局部根区灌溉下不同水氮耦合措施对设施黄瓜生长、土壤中硝态氮分布及累积的影响.结果表明,灌水量、灌溉方式、水氮根区供应位置对黄瓜地上部生物量及产量存在着不同的交互作用.亏缺灌溉量处理的地上部生物量及产量均低于相应灌溉方式下的正常水量处理.相同灌溉量处理条件下,交替根区灌溉的黄瓜生物量与产量显著高于两侧均水均氮处理,以正常交替水氮异区处理黄瓜地上部生物量及果实产量最大,分别达到1 143kg/hm2(干重)和1.75×105 kg/hm2(鲜重);而固定根区灌溉下,尤其在水氮异区条件下,生物量与产量则下降.在亏缺灌溉量下,交替根区灌溉处理的黄瓜生物量以及产量与常规充足灌溉处理没有显著差异.在正常灌溉量条件下,通过对局部根区灌溉下不同水氮耦合对土壤中硝态氮分布的分析表明,施氮是造成土壤中硝态氮积累的原因,土壤水分的垂向运动是影响硝态氮向下淋洗的一个主要因子.固定水氮同区、交替水氮同区处理硝态氮向下淋洗较强,水氮异区处理硝态氮向下淋洗相对较弱.交替水氮异区处理氮素主要累积在0-110 cm土层,深层累积量显著低于其他水氮耦合处理.综合黄瓜生长、土壤硝态氮淋洗等因素考虑,交替水氮异区处理是最佳的水氮耦合处理方式.     

榆林地区农田灌溉的现状、开发潜力与途径

该文系统地对榆林地区农田灌溉和水利资源进行分析,指出该区水地的重点开发区在北六县,灌溉农田可发展到15万hm²,1 hm²产量到6 000 kg,粮田面积为10万hm²,即可产粮达6亿kg。南部丘陵区发展集水补灌农业,修水窖150万孔,可对15万hm²梯田进行补灌,其中10万hm²种粮食,使粮食产量提高到3 750 kg/hm²,可产粮3.75亿kg,全区共产粮9.75亿kg     

Influences of nitrogen treatments and irrigation methods on soil chemical properties

Abstract

Changes in soil chemical properties were investigated in conjunction with an ongoing study of fertility and irrigation relationships of cotton. Four irrigation methods and five nitrogen fertilization rates were the primary focus of the study. The four irrigation regimes studied were: high frequency center pivot, low frequency center pivot, furrow irrigated, and unirrigated. Nitrogen rates were 0, 30, 60, 90, and 120 lb N/A. Soil samples were collected from each plot in 6‐in‐ increments to a depth of 24 in. in 1982 and again in 1986 after four years of continuous cotton production. The soil samples were analyzed for pH, organic matter (OM), P, K, electrical conductivity (EC), and NO₃ ^‐‐N. All background soil characteristics were found to vary with depth with the exception of NO₃ ^‐‐N. The follow‐up sampling and testing in 1986 showed significant differences in soil properties as a function of irrigation, N‐fertilization, depth, and their interactions. Nitrates were accumulated in the 18 to 24‐in. depth under high (120 lb N/A) fertilization, and in the 0 to 6‐in. depth under the four lower treatments (0, 30, 60, and 90 lb N/A). Soil pH was highest in the furrow and high frequency center pivot irrigated regimes and lowest in the unirrigated regime. Soil pH also decreased with depth. Electrical conductivity of the soil was highest in the high frequency regime and not significantly different among the other three irrigation methods. The 0M content of the soil was greatest in the high frequency regime but not significantly different in the low frequency, furrow, or unirrigated blocks. Soil 0M was found to decrease with depth through 18 in. in all cases. The P and K status of the soil was not changed as a result of the N fertilization or irrigation treatments.     

水氮处理对玉米根区水氮迁移和利用的影响

为研究灌水和施氮位置对玉米根区水氮迁移和利用的影响,通过春玉米水氮同区、异区隔沟灌溉试验,研究了不同水氮处理根区土壤水氮迁移和水氮利用规律。结果表明同区低水处理和异区高水处理收获时根区土壤硝态氮残留量较大,同区高水处理更容易导致硝态氮的淋失。异区高氮低水处理的籽粒产量最大为9953kg/hm2,并且水分利用效率也最高,为6.70kg/m3,比同区高氮高水处理的水分利用效率提高72.68%。高水处理的水分利用效率小于低水处理的水分利用效率;高氮处理玉米的氮素累积总量大于低氮处理的氮素累积总量,作物的氮素累积总量和施氮量呈正相关;其中异区高氮低水的氮素累积总量最大,同区低氮高水处理的最小。最佳的水氮耦合处理是异区高氮低水。     

水氮互作对温室黄瓜光合特征与产量的影响

在日光温室内研究了水氮互作对黄瓜叶片不同生育期光合特征与产量的影响,分析了各生育期黄瓜光合速率与产量的关系。结果表明:光合速率、蒸腾速率在盛瓜期最高,而水分利用效率则在初瓜期达最高。习惯灌水条件下,施氮量的增加有助于光合速率和蒸腾速率的提高,其中以灌水7470m3·hm-2、施氮1200kg·hm-2时(W1N1200)最高,但与灌水5190m3·hm-2、施氮600kg·hm-2时(W2N600)无显著差异;叶片水分利用效率以减量灌水、减施氮50%处理(W2N600)为最高,是习惯水氮处理(W1N1200)的1.08倍,对照(W1N0)的1.24倍。水氮互作对黄瓜产量及产量构成因素具有显著影响,其中以减量灌水30%左右、减施氮50%的处理组合(W2N600)最优,黄瓜产量最高可达17.06×104kg·hm-2。黄瓜的光合速率与产量、瓜条数、单果重之间呈二次曲线关系,其中盛瓜期的拟合方程最好。     

地膜玉米免耕轮作小麦的减水减氮效应

针对长期连作作物生产力低下等突出问题,研究前茬地膜覆盖作物免耕留膜,轮作后茬作物的生产效应,对于优化栽培模式,建立甘肃河西绿洲灌区作物生产的节本增效技术具有重要意义。2016—2017年,通过田间定位试验,研究了前茬地膜覆盖玉米茬口两种耕作方式(免耕留膜,NT;传统耕作,CT)、两种灌水水平(传统灌水,2400 m~3·hm~(-2),I2;传统灌水减量20%,1920 m~3·hm~(-2),I1)和3个施氮水平(传统施氮,225 kg·hm~(-2),N3;传统施氮减量20%,180 kg·hm~(-2),N2;传统施氮减量40%,135 kg·hm~(-2),N1)对轮作小麦产量、光能与灌溉水利用及经济效益的影响,以期为优化试区小麦的栽培技术提供理论依据。研究结果表明,前茬玉米免耕留膜较传统耕作小麦全生育期总叶日积提高21.6%～26.1%(P0.05),特别是小麦灌浆至成熟期提高41.3%～45.2%(P0.05),具有延缓衰老的作用。小麦灌浆至成熟期,免耕留膜集成减量20%水氮供应(NTI1N2)处理比传统耕作和水氮供应(CTI2N3)提高叶日积34.8%～50.7%。免耕留膜较传统耕作提高籽粒产量、光能利用率和灌溉水利用效率分别为10.1%～10.4%、5.6%～12.3%和10.1%～10.3%(P0.05);NTI1N2较CTI2N3处理小麦增产15.2%～22.0%、光能利用率提高8.1%～18.5%、灌溉水利用效率提高44.0%～52.5%(P0.05)。免耕留膜结合减量水氮供应可降低生产成本,提高纯收益和产投比,NTI1N2较CTI2N3处理纯收益和产投比分别提高22.9%～23.9%和34.8%～35.1%,单方水效益提高53.6%～68.9%(P0.05)。因此,前茬地膜覆盖玉米免耕留膜配套减量20%灌水(1920 m~3·hm~(-2))与施氮(180 kg·hm~(-2))可作为甘肃河西绿洲灌区发展节本增效小麦生产的关键技术。     

灌溉定额对浅埋滴灌春玉米生长与产量的影响

[目的]通过不同灌溉定额对浅埋滴灌春玉米生长与产量的影响研究,筛选出适合内蒙古东部地区的最佳灌水定额,为应用和推广浅埋滴灌提供理论和实证依据。[方法]采用大田试验方法,设置400.20m~3/hm~2(CK),1 050.53m~3/hm~2(DG1),1 700.85m~3/hm~2(DG2),2 351.18m~3/hm~2(DG3),3 001.50m~3/hm~2(DG4)浅埋滴灌和常规地面漫灌3 201.60m~3/hm~2(GG)共6个灌溉定额处理,运用统计分析方法开展研究。[结果](1)随灌溉定额的增加,浅埋滴灌春玉米的株高、叶面积指数和叶绿素相对含量呈增加趋势;(2)净光合速率和蒸腾速率表现为DG4最大,DG3次之,叶片水平水分利用效率DG3DG4且GG处理最低;(3)DG3较GG处理的产量提高6.03%,灌溉水利用效率提高44.50%。[结论]浅埋滴灌条件下,全生育期灌溉定额为2 351.18m~3/hm~2的灌溉制度节水、节膜、增产效益最优。