半干旱地区玉米的水肥空间耦合效应研究

在半干旱地区的杨凌,通过对大田夏玉米在拔节期和抽雄期进行灌溉水和氮肥的不同数量和空间耦合处理,研究了不同耦合方式对玉米生理特性和产量的影响及其节水效果,结果表明:在全生育期灌水量为1125m³/hm²和600m³/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种水肥空间耦合方式的产量之间不存在显著差异(P<0.05);玉米全生育期灌水量从2250m³/hm²下降到600m³/hm²,玉米产量下降幅度小于15.26%;在相同灌水量下,水肥异区交替灌水和水肥同区交替灌水的根系活力、光合速率、产量和灌溉水利用效率较高;在试验范围内,灌水量越高,水分利用效率越低。以上结果表明,在杨凌地区夏玉米生产中仍有较大的节水潜力;在试验条件下,每次灌水562.5m³/hm²,水肥异区交替灌水和水肥同区交替灌水处理是较好的水肥空间耦合方式     

半干旱区玉米水肥空间耦合效应Ⅱ.土壤水分和速效氮的动态分布

在灌水量为300m3/hm2、施N肥量为248.1kg/hm2的条件下,模拟大田条件研究了两种水肥空间耦合方式下的土壤水分、速效N的动态运移规律。试验表明,在半干旱地区隔沟灌溉水肥异区、隔沟灌溉水肥同区两种处理方式的灌溉水在剖面上均以垂直运动为主,同时存在水平运动。隔沟灌溉水肥同区处理的速效N在剖面上垂直运动明显,处理后15天速效N基本均匀地分布于0~100cm土层内,速效N含量在施肥区和未施肥区之间差异较小;而隔沟灌溉水肥异区处理的速效N垂直运动程度小,速效N主要分布在60cm以上土层,速效N水平运动不明显,施肥区速效N含量远高于未施肥区。水肥异区养分的淋溶深度较小,淋失的可能性小,有利于养分长期在剖面较浅层次中分布,为作物吸收创造了条件。     

交替灌溉施肥对夏玉米土壤氨挥发的影响

为了解交替灌溉施肥条件下土壤氮素平衡过程,提高氮肥利用率,采用密闭法研究了夏玉米农田土壤氨挥发速率和挥发量。结果表明：夏玉米拔节期追肥灌水后,不同处理的氨挥发速率峰值（1.68～3.97 kg/hm2×d）出现在第2天,而后迅速下降并进入低挥发阶段;抽雄期追肥灌水后,水肥异区交替灌溉施肥处理的氨挥发速率呈现上下波动变化;玉米拔节期追肥灌水的氨挥发量和损失率远远小于抽雄期。在灌水量350 m3/hm2、施肥量256.08 kg/hm2时的氨挥发量最低。与常规灌水施肥处理相比,水肥异区交替灌溉施肥处理可明显减少氨挥发损失。     

半干旱区玉米水服空间耦合效应 Ⅱ．土壤水分和速效氮的动态分布

在灌水量为300m^3/hm^2、施N肥量为248．1kg/hm^2的条件下，模拟大田条件研究了两种水肥空间耦合方式下的土壤水分、速效N的动态运移规律。试验表明，在半干旱地区隔沟灌溉水肥异区、隔沟灌溉水肥同区两种处理方式的灌溉水在剖面上均以垂直运动为主，同时存在水平运动。隔沟灌溉水肥同区处理的速效N在剖面上垂直运动明显，处理后15天速效N基本均匀地分布于0—100cm土层内，速效N含量在施肥区和未施肥区之间差异较小；而隔沟灌溉水肥异区处理的速效N垂直运动程度小，速效N主要分布在60cm以上土层，速效N水平运动不明显，施肥区速效N含量远高于未施肥区。水肥异区养分的淋溶深度较小，淋失的可能性小，有利于养分长期在剖面较浅层次中分布，为作物吸收创造了条件。     

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。     

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.     

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。     

碳酸氢根与水肥同层对玉米幼苗生长和吸收养分的影响

把水分(NaHCO3溶液或纯水)供应于底施了铵态或硝态N肥的土层内,以研究HCO3-及水肥供应方式对石灰性土壤上玉米生长及养分吸收的影响。结果表明,在限制灌水量的条件下,在土壤上层供应HCO3-显著抑制根系生长,但在下层供应对生长无明显影响;当施用不同形态N素时,HCO3-对N素吸收并无明显影响;此外,供应HCO3-溶液能明显提高灌水土层的土壤pH。总体来看,在供试条件下,HCO3-对玉米幼苗生长量、根系分布及养分吸收量的影响均较为有限,而后三者主要受施肥灌水层次的影响,即:在土壤上层施肥灌水,幼苗生长量显著降低;而在下层施肥灌水是一种节水节肥的水肥供应方式。但下层施肥灌水不利于植株的直立性。因为下层施肥灌水时根系主要分布在下层,在上层分布数量极少;而上层施肥灌水根系在上下两层中的分布无明显差异;下层施肥灌水的玉米植株,其N、P、K吸收量远高于上层施肥灌水的植株。     

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.     

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。     

灌溉定额和绿肥交互作用对小麦/玉米带田产量和养分利用的影响

【目的】研究灌溉定额、绿肥及其交互作用对河西绿洲灌区带田小麦、玉米产量和养分利用的影响，探寻适合灌区带田的水肥管理模式。 【方法】试验采用裂?裂区设计，主区处理为灌溉定额，设三个水平为4500、6000和7500 m3/hm2；裂区处理为绿肥，设两个水平为不种绿肥和种植绿肥；裂?裂区处理为化肥，设两个水平，为不施化肥和施用化肥，化肥处理氮、磷、钾肥料用量分别为N 525 kg/hm2、P₂O₅ 150 kg/hm2、K₂O 90 kg/hm2。 【结果】与4500 m3/hm2的灌溉定额相比，6000 m3/hm2和7500 m3/hm2的灌溉定额极显著增加了小麦和玉米的籽粒产量及其收获指数，增加了小麦和玉米籽粒的氮磷钾吸收量及其养分收获指数，小麦籽粒产量形成的氮生理效率和玉米籽粒产量形成的氮磷钾生理效率；极显著降低了小麦百公斤籽粒氮需求量和玉米百公斤籽粒氮磷钾需求量。绿肥种植与否对小麦、玉米籽粒产量均没有显著影响。种植绿肥极显著降低了玉米籽粒的收获指数和钾收获指数。灌溉定额4500 m3/hm2与种植绿肥交互作用下，玉米磷收获指数最低；灌溉定额6000 m3/hm2与种植绿肥交互作用下玉米磷收获指数最高。种植绿肥处理显著增加了玉米百公斤籽粒氮磷钾需求量，显著降低了玉米百公斤籽粒磷钾生理效率。4500 m3/hm2灌溉定额下种植绿肥进一步加剧了干旱的胁迫程度，导致玉米百公斤籽粒氮、磷需求量显著增加，对钾的需求量极显著增加，磷生理效率显著下降，钾生理效率极显著下降。 【结论】灌溉定额是河西绿洲灌区带田小麦玉米籽粒产量和收获指数、籽粒氮磷钾吸收量和氮磷钾收获指数、百公斤籽粒氮磷钾需求量和氮磷钾生理效率的决定因素。亏缺灌溉定额（4500 m3/hm2）下，种植绿肥会降低小麦/玉米带田籽粒产量及肥料利用效率。在6000 m3/hm2的灌溉定额下，建议河西绿洲灌区小麦/玉米带田应配合种植绿肥，提高产量和肥料效益。      

冬小麦节水灌溉制度下不同施氮量的氮素平衡

用15N示踪技术研究了节水灌溉条件下冬小麦对不同施氮量的氮素吸收和氮素平衡 ,并比较了两种灌溉制度下小麦对节肥施氮量的吸收动态。结果表明 ,与常规施氮量处理相比 ,节水灌溉条件下节肥施氮量处理的氮肥损失率降低 ,氮肥当季利用率和土壤残留率提高 ;基施氮肥的利用率高于追施氮肥 ;土壤肥料氮的残留率在 2 9%～ 41 %之间 ,分布于 1m土层中 ,其中60 %以上集中在 0～ 2 0cm土层 ;在整个小麦生长季内 ,肥料氮并没有淋洗到 1 30m以下。节肥施氮量在常规灌溉下的当季利用率比在节水灌溉下降低 1 6 6%。     

吉林西部半干旱区玉米高产氮磷钾肥适宜用量研究

在地膜覆盖和灌水条件下,以郑单958为供试品种,进行氮、磷、钾肥量级田间试验,研究吉林西部半干旱区玉米高产氮、磷、钾肥适宜用量.结果表明,吉林西部半干旱区玉米高产氮、磷、钾肥施用量分别为190～210 kg/hm~2、75～150 kg/hm~2、180～240 kg/hm~2.在该土壤条件下,玉米高产氮肥适宜用量为N 190.0 kg/hm~2、磷肥(P_2O_5)适宜用量为124.4 kg/hm~2、钾肥(K_2O)适宜用量为178.5 kg/hm~2.     

滴灌水氮对土壤残留有效氮及玉米产量的影响

通过大田试验研究膜下滴灌施用不同水氮对玉米产量及收获后土壤残留有效氮的影响,寻求适宜的水氮耦合量,为达到高产、高效与低土壤氮损失量、残留量相协调的目标提供初步理论。结果表明:1 351~1 465 m~3/hm~2的低灌水量不能有效发挥氮对产量的贡献。灌水1 400~1 800 m~3/hm~2、施氮280~290 kg/hm~2时水对产量提升速度最快而与氮无协同增产效应。灌水1 800~2 100 m~3/hm~2、施氮250~280 kg/hm~2能获得比较高的产量和水氮协同增产效应。收获后1 m土层有效氮分布为由浅向深逐层减少,不同水氮施用量主要影响40~100 cm的残留量。施氮量增加,有效氮残留量增大,用量240 kg/hm~2以内残留量增长缓慢,继续施氮增长迅速。1 351~1 465 m~3/hm~2的低灌水量下肥料氮转化为土壤氮少,残留有效氮少。1 802~2 071 m~3/hm~2的灌水量促进肥料氮向土壤氮转化,随水迁移增大了40~100 cm土壤有效氮。灌水量达2 197~2 315 m~3/hm~2后,1 m土层有效氮残留量减少、深层损失量增大。优选水氮耦合量包含于近似椭圆的区域,交集区灌水2 016~2 100 m3/hm~2,施氮228~250 kg/hm~2可作为松辽平原到内蒙古高原过渡地带膜下滴灌种植玉米的适宜水氮耦合量。     

不同残膜量和灌溉定额对棉花养分和水分利用的影响

【目的】 水资源短缺背景下，残膜污染制约棉花生长和水肥利用问题日益突出，探究不同残膜量及灌溉定额对棉花养分及水分利用的影响，可为残膜污染风险阈值评价及棉田可持续发展提供理论支撑。 【方法】 本研究以新疆典型覆膜滴灌棉田种植体系为研究对象，设置残膜量和灌溉定额2个调节因子，3个残膜量梯度为0、225和450 kg/hm2，分别用T1、T2和T3表示；3个灌溉定额为3450 m3/hm2、4650 m3/hm2和5850 m3/hm2，分别用W1、W2和W3表示。分析了不同残膜量和灌溉定额对棉花生物量、养分吸收利用及水分利用效率的影响。 【结果】 1) 棉田蒸散量受残膜量、灌溉定额及二者交互作用的影响显著，而生物量、水分利用效率和养分吸收量仅受残膜和灌溉定额单因子的影响显著。2) 增加残膜量降低了籽棉产量和水分利用效率，不利于生物量及养分吸收量的提高，器官及单株养分吸收量明显减少，氮、磷利用效率均呈逐渐增大趋势。3) W1～W2范围内，随着灌溉定额的增加，棉田蒸散量显著增加，生物量、籽棉产量、养分吸收量呈增加趋势，当灌溉定额增至W3时，上述指标又逐渐降低。4) 不同灌溉定额下，残膜量在0～450 kg/hm2范围内，减产9.6%～13.1%，增加灌溉定额产量增加10.1%～13.4%，但耗水量增幅却高达6.8%～29.2%。表明残膜污染情况下，在一定范围内增加灌溉定额，可以减轻残膜对棉花生物量、产量及水肥利用效率的降幅，但显著增大了棉田耗水量。 【结论】 适当增加灌溉定额会减轻残膜带来的负面效应，但灌水对残膜的响应是建立在增加棉田耗水量的基础上。因此，残膜量增加会增大棉田耗水量，采取措施减轻地膜残留量，有助于促进棉花产量的提高和水肥的高效利用。      

水肥耦合对加气滴灌加工番茄产量及品质的影响

为探求北疆地区水肥耦合对加气灌溉加工番茄产量、品质及水肥利用效率的影响，该研究设置2个灌溉水平分别为4 950和4 050 m3/hm2、4个施氮梯度分别为280、250、220和190 kg/hm2以及2个加气水平分别为掺气比例15%和0%进行完全组合设计。结果表明，加气灌溉使加工番茄产量显著提高2.32%～10.02%，灌溉水分利用效率与氮肥偏生产力分别提高6.12%和6.19%。加气提高了加工番茄可溶性糖、有机酸、维生素C、可溶性固形物含量，基于主成分分析对各品质指标进行综合评价，得出最优处理为灌水4 050 m3/hm2，施氮250 kg/hm2。研究可为提高新疆加工番茄水肥利用率提供理论依据。     

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。     

氮肥水平对鲁梅克斯K-1杂交酸模氮素利用和氮素平衡的影响

鲁梅克斯K 1杂交酸模对氮素的吸收与施氮量的关系可用线性加平台模型描述。植株氮素来自肥料氮的比例Ndff随施氮线性增加 ,但利用率随施氮量先上升后下降 ,变化范围从 32 1 1 %～ 42 78% ,在推荐施氮N3(6 0 0Nkg·hm- 2 )水平下为42 78%。根对肥料氮的截留率与植株利用率的趋势相似 ,在 1 9 87%～ 2 4 37%范围变化 ,植株吸收率在 51 97%～ 6 7 1 5%范围变化。肥料氮的土壤残留率基本不变 ,平均为 2 1 89%。氮肥回收率开始时随施氮无显著变化 ,N3处理后迅速下降 ,损失率趋势与之相同 ,但方向相反 ,在 9 40 %～ 2 5 93%范围变化。在分茬施肥的模式下 ,不同施氮下的土壤全氮不随茬次显著变化 ,但施氮对土壤全氮水平有显著影响 ,土壤全氮的全年周转率随施氮在范围 4 6 7%～ 9 39%变化     

水肥耦合对番茄光合、产量及水分利用效率的影响

为研究大棚膜下滴灌灌溉上限与施肥量耦合对番茄光合、产量及水分利用效率的影响,以金鹏1号番茄为试材,按照二元二次正交旋转组合设计原理,建立了光合与产量指标的数学模型,分析了水肥两因子的耦合效应。试验结果表明,所建模型达到显著水平;水对光合的影响大于肥,对产量的影响小于肥,水肥对光合和产量的耦合分别存在显著的负效应和正效应;光合速率随灌溉上限的上升表现出明显的上升趋势,超过一定范围后开始下降;不论灌溉上限高低,光合速率均随施肥量的增加表现出先降低后升高的趋势,变化趋势缓慢;番茄的产量随灌溉上限和施肥定额的增加而显著增加,超过一定范围后产量逐渐降低。得出合理的灌溉施肥指标:灌溉下限为田间持水量的50%,灌溉上限为田间持水量的80%~82%,施肥N 313.75~439.75 kg/hm2、P2O5156.55~219.19 kg/hm2、K2O 313.75~439.75 kg/hm2。此时,番茄的产量达到124 t/hm2、水分利用效率达到43.2 kg/m3。