Effects of Coupling Water with N Fertilizers on Spatio-temporal Distributing of Soil Moisture and Water Using Efficiency in Tobacco Fields

采用两因素裂区试验设计,研究了水氮耦合对烟田土壤水分动态变化的影响。结果表明,在灌水量一定的条件下随氮肥用量增加,烟田土壤含水量、土壤贮水量和水分产值率增大,当氮用量达到67.5kg/hm2时开始下降;灌水与氮用量之间存在显著的互作效应,灌水量在225-450m3/hm2范围内,施氮22.5-45.0kg/hm2既可满足烤烟生长的需要又可增强其对土壤水分的利用。     

yaofuwang@163.com

 采用两因素裂区试验设计，研究了水氮耦合对烟田土壤水分动态变化的影响。结果表明，在灌水量一定的条件下随氮肥用量增加，烟田土壤含水量、土壤贮水量和水分产值率增大，当氮用量达到67.5kg/hm2时开始下降；灌水与氮用量之间存在显著的互作效应，灌水量在225~450m3/hm2范围内，施氮22.5~45.0kg/hm2既可满足烤烟生长的需要又可增强其对土壤水分的利用。     

氮肥用量对设施滴灌栽培番茄产量品质及土壤硝态氮累积的影响

为了明确滴灌条件下设施番茄适宜的氮肥施用量,选择北京市顺义区代表性日光温室进行田间试验,设置0、90、180、270、360、450 kg·hm-2 6个氮肥水平,研究不同氮肥用量对设施滴灌栽培番茄产量、品质及土壤硝态氮累积分布的影响。结果表明：氮肥施用量为0~360 kg·hm-2时,随氮肥施用量的增加番茄产量增高;当施氮量超过360 kg·hm-2时,番茄产量随施氮量增加却呈下降趋势。番茄品质随施氮量的增加而提高,当施氮量为450 kg·hm-2时,番茄果实的糖酸比最高,风味较佳。随着施N量的增加,各层土壤硝态氮含量明显增加,尤其当施氮量大于270 kg·hm-2时,土壤硝态氮含量显著增加。施氮量360 kg·hm-2为0~100 cm土壤硝态氮累积量增加的拐点,土壤硝态氮累积量与0~360 kg·hm-2施氮量呈线性相关。结合北京郊区土壤肥力状况,番茄氮肥推荐施用量为270~360 kg·hm-2,在当前农民习惯施氮量450 kg·hm-2条件下,减少氮肥用量20%~40%,可以达到设施番茄高产、优质,且环境风险较小的目的。     

膜下滴灌棉花水氮耦合对其干物质和水分利用效率的影响

在膜下滴灌条件下,设置不同水、氮用量,测定不同生育期各处理的植物干物质积累和土壤水分含量,结合试验区详细的气象资料,计算棉田各处理水分利用效率。结果表明,随着氮肥用量的增加,棉花干物质积累的快速增长期推迟,最大积累速率增加,棉花干物质的快速增长期在初花-盛铃期,持续45 d左右,棉花总干物质随氮肥用量的增加而增加,灌水量对干物质积累也表现出同样的趋势。干物质水分利用率(WUE)随着灌溉水量、施氮量的增加呈现先增加而后降低的趋势。试验中最优水氮组合为灌水4 800 m3/hm2、施氮肥300 kg/hm2。在这个组合下,棉花干物质积累、水分利用效率和产量均达到最大。     

不同施氮水平下旱作水稻土壤无机氮的动态变化及其吸氮特征

田间条件下用半腐解稻草覆盖后对旱作水稻进行了氮肥不同用量 0 (N0 ) ,90 (N90 ) ,15 0 (N150 ) ,2 10 (N2 10 )和2 70 (N2 70 )kg·hm-2 试验 ,研究了施氮后土壤中无机氮 (NH4 -N、NO3 -N)的动态变化及水稻吸氮特征。结果表明 ,不同施氮水平下旱作水稻土壤速效氮以硝态氮为主 ,水稻的产量以N2 10 处理最高 ,水稻的植株含氮量及氮素的累积主要发生在生长发育的中期 ,氮肥的表观利用率也以N2 10 处理最高 ,随着氮肥用量的增加水稻对土壤氮的依存率逐渐降低     

不同水氮处理对冬小麦生长及土壤水分利用效率的影响

以山东省桓台县为试验地点,分别在0、100、200、300 kg·hm-2氮水平和喷灌、漫灌两种灌溉方式下,对冬小麦的叶面积指数、地上部生物量、籽粒产量及水分利用效率进行了研究。结果表明,两种灌溉方式对冬小麦的叶面积指数、地上部生物量、籽粒产量影响不显著,冬小麦的水分利用率在1.16~1.34 kg·m-3之间,喷灌处理略高于漫灌处理。随着施氮量由0增加到200 kg·hm-2,冬小麦的叶面积指数、地上部生物量、籽粒产量随着施氮量的增加而增加,但是施氮处理（100、200 kg·hm-2）间差异不显著;当施氮量超过200 kg·hm-2时,随着施氮量的增加,冬小麦叶面积指数、地上部生物量、籽粒产量不受施氮量的影响。     

聚丙烯酰胺对旱区烤烟生理特性及烟叶产量和品质的影响

在豫西旱区烟田研究了聚丙烯酰胺(土壤保水剂)用量对烤烟生理特性和水分利用效率的影响.结果表明,烟田施用聚丙烯酰胺可以降低烟叶的蒸腾速率,改善其光合特性,提高水分利用效率,增强烟株抗旱性;使烟叶的叶面积增大,比叶重减小,单叶重增加,从而提高烟叶的产量、产值、均价和上等烟比例,改善烟叶化学成分.其中以聚丙烯酰胺用量22.5kg·hm-2对提高烟叶产量和经济性状的效果较为明显.     

施氮对秸秆还田冬小麦产量和水分利用率的影响

【目的】探讨玉米秸秆还田配施氮肥对关中灌区冬小麦产量和水分利用效率的影响,为该地区实现小麦高产提供理论依据。【方法】以"西农979"作为供试冬小麦品种,研究玉米秸秆还田条件下配施0,87.5,175,262.5,350kg/hm2氮肥以及秸秆不还田条件下施用175kg/hm2氮肥6个处理,对冬小麦产量、土壤贮水量和水分利用率的影响。【结果】在氮肥用量相等(175kg/hm2)的情况下,玉米秸秆还田配施氮肥处理的冬小麦有效穗数、穗粒数、千粒质量和产量较单施氮肥处理分别增加了39万穗/hm2,1.57,2.11g和1 200kg/hm2。6个处理中,玉米秸秆还田配施262.5kg/hm2氮肥处理的冬小麦产量和水分利用率最高,分别达到8 415kg/hm2和20.9kg/(hm2.mm)。各秸秆还田配施氮肥处理的水分利用率明显高于不施氮处理。在氮肥用量相同的情况下,玉米秸秆还田处理耗水量比秸秆不还田处理减少19.00mm。【结论】秸秆还田能提高冬小麦产量和水分利用率,在玉米秸秆还田条件下,关中平原冬小麦氮肥用量应控制在175～262.5kg/hm2。     

马铃薯旱地覆膜免耕种植水氮补施效应研究

对宁夏中部干旱带旱地覆膜免耕种植马铃薯的水氮补施效应进行了研究,结果表明:在仅施用氮肥的情况下,随补灌量的增加植株长势增强,产量、产值增加,水分生产效率和氮肥利用率均提高,但淀粉含量有所下降.在补灌225m3/hm2时,以150 kg/hm2为最佳氮肥施用量,在补灌450m3/hm2时,以氮肥225 kg/hm2为最佳施用量,均可获得最佳经济效益、水分利用效率、氮肥利用效率,并且显著提高马铃薯淀粉含量.     

保水剂和氮肥配施对马铃薯生长和水肥利用的影响

为探讨乌兰察布地区马铃薯生产中节水抗旱和水肥高效利用模式,通过田间试验设置2个保水剂水平(0、45 kg/hm2)、5个氮素水平(0、120、140、160、180 kg/hm2)共10个处理,研究保水剂和氮肥配施对马铃薯生长和水肥利用的影响。结果表明:同一施氮水平下,总体上施用保水剂处理马铃薯冠幅、总生物量、土壤贮水量、马铃薯产量、商品率、水分利用效率、水分产出效率和氮素农学利用率均显著增加;同一保水剂用量水平下,总体上马铃薯冠幅和生物量随着氮肥用量的增加而增加,但马铃薯产量、商品薯产量、商品率、水分利用效率、水分产出效率、氮素农学利用率总体均随着氮肥用量的增加先增加后降低,均以保水剂45 kg/hm2+氮素160 kg/hm2处理最高,分别为19 083 kg/hm2、16 290 kg/hm2、85.4%、24.6 kg/(mm·hm2)、69.0 kg/(mm·hm2)、19.5 kg/kg,分别较对照(不施氮肥和保水剂处理)提高33.8%、102.0%、51.2%、49.1%、38.0%。综合考虑,该处理是乌兰察布地区马铃薯生产中最适宜的保水剂与氮素配施组合。     

水肥（氮）对水稻根构型参数的影响及其基因型差异

采用分根干旱胁迫 (PEG)营养液培养系统 ,研究干旱胁迫和部分根系供应硝态氮对水稻根长、根表面积、分根数等根系构型参数的影响及其基因型差异。结果表明 :水肥 (氮 )对水稻根系发育有明显的影响。全根培养无干旱胁迫下缺氮诱导总根长 (RL )增加 7%～ 13%、分根数 (RT)增加 7%～ 2 0 % ,根系表面积 (RS)无显著变化 ;而干旱胁迫下供氮诱导总根长、根表面积和分根数分别增加 16 %～ 34% ,4 %～ 35 %和 12 %～ 36 %。分根培养无干旱胁迫下 ,供氮诱导 RL ,RS和 RT分别增加 80 %～ 110 % ,6 0 %～ 2 30 %和 70 %～ 2 6 0 % ;干旱胁迫下分别增加5 0 %～ 14 0 % ,6 0 %～ 110 %和 70 %～ 2 6 0 %。水肥对根系形态发育存在明显的基因型差异和水肥交互效应 ,这种作用不仅与根系的水肥营养有关 ,而且还与是否全部根系受到胁迫有关。 IR15 5 2 ,Tesanai和 Azucena基因型 RL ,RS和 RT分根供氮的效应分别是全根的 3.3,14 .0 ,1.3,3.8,15 .0 ,9.8,3.0 ,7.3,2 .4倍。可以认为 ,干旱和部分根系缺氮共同作用下 ,缺氮可明显限制根系的发生发育。全部根系在受到适当干旱胁迫 ,并供应一定氮素的情况下 ,能诱导根系的发生发育     

光、氮及其互作对作物碳氮代谢的影响研究进展

在综述前人研究成果的基础上,讨论了氮素、光照在作物生长中的作用,认为其主要体现在对作物光合作用及氮素利用的影响上,并着重分析了氮素、光照两因素互作对作物碳、氮代谢的影响。     

水氮互作对花生根系生长及产量的影响

【目的】明确不同水分处理下氮肥对不同抗旱性品种根系生长及产量的影响,探讨花生根系对水分和氮肥的反应机理,为花生水肥管理提供理论依据。【方法】防雨棚旱池内进行土柱栽培试验,在中度干旱胁迫（W0,45%-50%田间持水量）和充足灌水（W1,70%-75%田间持水量）两个水分处理下设置N0（不施氮）、N1（中氮,90 kg×hm^-2)、N2（高氮,180 kg×hm^-2) 3个施氮水平,研究抗旱型品种花育22号和干旱敏感型品种花育23号2个不同抗旱性花生品种根系生物量、根长、根系表面积、根系伤流量及产量变化。分别采集0-20 cm、20-40 cm和40 cm以下土层根系样品,采用WinRhizo Pro Vision 5.0a分析程序对扫描根系图像进行分析。【结果】不同抗旱性花生品种根系发育在不同水分条件下对施用氮肥的响应不同。对于抗旱型花生品种花育22号,与不施氮肥相比,干旱胁迫处理下施用氮肥降低其总根长、总根系表面积和0-20 cm土层内根长和根系表面积,增加了40 cm以下土层内根系生物量、根长和根系表面积;正常供水处理下施用氮肥处理降低其0-20 cm土层内根系生物量、根长和根系表面积,但增加40 cm以下土层内根系性状。干旱敏感型品种花育23号的根系对水分和氮肥的响应与抗旱型品种花育22号不同：干旱胁迫处理下,施用氮肥增加其总根系生物量和总根长和40 cm以下土层内根系生物量、根长和根系表面积;正常供水处理下,施用氮肥降低其40 cm以下土层内根长和根系表面积。不同抗旱性花生品种根系伤流强度对水氮互作的响应一致,与正常供水处理相比,两品种干旱胁迫下根系伤流强度均降低,干旱敏感型品种花育23号的降低幅度大于抗旱型品种花育22号。施用氮肥增加两品种干旱胁迫处理下的根系伤流强度,提高其干旱胁迫下产量;正常供水处理下中氮处理增加抗旱型品种花育22号的产量,对干旱敏感型品种花育23号的产量无显著影响。两年试验条件下水分和氮肥处理对产量的互作效应均达显著差异水平。相关性分析表明,干旱胁迫处理下40 cm以下土层内根长、根系表面积与产量间的相关性达显著或极显著水平;正常供水处理下20-40 cm土层内根系表面积与产量达显著相关;两种水分条件下根系伤流量均与产量达显著相关水平。【结论】干旱胁迫处理下增施氮肥能提高花生产量,改善花生根系的生长,增加40 cm以下土层内的根系生物量、根长和根系表面积,提高花生根系伤流强度。     

农田氮素的转化与损失及其对水环境的影响

农业是主要的非点状污染源。施入农田的大部分氮肥经各种途径损失于环境之中，对水环境造成了污染。人为和自然条件下，土壤中各种形态的氮素之间、氮素与周围介质之间的物理、化学和生物化学转化作用对农田氮素的损失与利用和水环境的氮污染均有着重要的影响。     

氮肥和栽植密度对超级稻生长特性和产量的影响

【目的】明确氮肥和栽植密度对水稻生长特性和产量的影响,了解不同品种适宜的栽植密度和氮肥施用量,以期为超级稻高产优质提供理论依据和技术支撑。【方法】以超级稻品种深优 9516 和荣优 225 为试验材料,设置 24×104（D1）、27×104（D2）、30×104 穴 /hm2（D3）3 个栽植密度,以及 0（N0）、120（N1）、150（N2）、180 kg/hm2（N3）4 个施氮量,共 12 个处理。在水稻关键生育期测定株高、叶面积指数、干物质积累量,成熟期测定产量及构成因子。【结果】与 N0 处理相比,株高、叶面积指数（LAI）、干物质积累量随施氮量的增加呈增加趋势,表现为 N3>N2>N1>N0,两个品种在早季、晚季关键生育时期（分蘖期、幼穗分化期、齐穗期）表现一致。与 D1 处理相比,株高、LAI、干物质积累量随密度的增加呈增加趋势,表现为 D3>D2>D1。比较产量发现早稻深优 9516 经 N1D3 处理、荣优 225 经 N3D3 处理,晚稻深优 9516 经 N3D1 处理、荣优 225 经 N2D3 处理产量最高。方差分析结果表明,株高、LAI、干物质积累量、产量及产量构成因子与施氮量、栽植密度呈显著或极显著正相关关系,且氮肥和密度具有互作效应,其中氮密互作对株高、LAI、干物质积累量、有效穗数、产量具有正效应。【结论】结合水稻的生长特性和产量特征,深优 9516 宜采用纯氮施用量 180 kg/hm2 (N3)、密度 27×104 穴 /hm2 (D2)组合,荣优 225 宜采用纯氮施用量 180 kg/hm2 (N3)、密度 30×104 穴 /hm2 (D3) 组合。     

水肥对洋白蜡生物量的耦合效应研究

天津滨海新区因其特殊的自然环境,城市园林植物高度依赖于人工灌水,耗水量很大且生长缓慢.该试验以2龄洋白蜡幼苗为研究对象,采用3因子5水平正交回归设计方法,用盆栽试验,研究探讨了不同水肥条件下,水、N、P3因子对洋白蜡生物量的影响,寻找最佳水肥施用量.结果表明:水、N对洋白蜡生物量作用明显;水、N对洋白蜡生物量存在着耦合交互效应,N肥对生物量的作用在很大程度上受水因子的影响,不同的水肥配合有不同的生物量积累.因此,合理施肥、量水配肥是改善天津滨海地区园林植物长势不良的有效途径.     

膜下滴灌杂交棉花花铃期水氮互作对产量及其构成因子的影响

[目的]2008年在石河子国家农业科技园区,以早熟杂交棉花品系石杂2号为材料,在花铃期进行水氮互作对杂交棉花产量及其构成因素影响的大田试验.[方法]试验设置了7个水分处理,中度干旱(55;FC,灌前滴灌带正下方0～60 cm土层达到55;的田间持水量,下同),轻度干旱(65;FC),对照(75;FC);高频小灌量(3 d 18 mm,每3 d灌水一次,灌水量18 mm,下同),高频大灌量(3 d 30 mm),低频小灌量(5 d 18 mm),低频大灌量(5 d 30 mm);4个氮素处理(随水追施纯氮0 ,150,300,450 kg/hm~2).[结果]在不施氮(N0)情况下,棉花花铃期轻旱和中旱显著降低了产量.在低频小灌量(5 d 18 mm)条件下,施氮对籽棉产量增加差异不显著,在对照(75;FC),3 d 18 mm和 5 d 30 mm三个水分处理中,对照(75;FC)在施N 450 kg/hm~2籽棉产量达到最高,3 d 18 mm,5 d 30 mm处理灌水量超过对照(75;FC),在施N 300 kg/hm~2时籽棉产量达到最高;在3 d 30 mm水分处理中,随着施氮量的增加,籽棉产量显著下降.从水氮综合效应对籽棉产量的影响看,5 d 30 mm-N300处理籽棉产量最高,达7 426 kg/hm~2;其次是3 d 18 mm-N300处理,籽棉产量为7 018 kg/hm~2,二者无显著差异.从产量构成因子角度看,花铃期干旱和水肥过多均显著降低了杂交棉花单株铃数、单铃重和衣分,而水氮互作条件下3 d 18 mm-N300和5 d 30 mm-N300两个处理均能获得较好的单株铃数、单铃重和衣分.[结论]5 d 30 mm-N300和3 d 18 mm-N300两个水氮组合为北疆杂交棉花较适宜的灌溉策略和施氮量.     

不同滴灌毛管布置模式棉花水氮耦合效应

 【目的】研究施肥量和灌水量对不同滴灌模式棉花产量、氮素利用效率（NUE）、水分利用效率（WUE）的水氮耦合效应的影响。【方法】试验设置1带4行、2带4行、2带6行3种滴灌模式,灌水量和施氮量采用二次通用旋转组合设计,进行大田小区棉花膜下滴灌试验。【结果】棉花产量的水氮耦合效应：灌水量和施氮量对棉花产量的影响,1带4行为灌水量＞施氮量,2带4行和2带6行为施氮量＞灌水量。在灌水量65.1～284.9 mm的范围内,3种滴灌模式棉花产量与灌水量呈显著正相关。棉花产量与施肥量,1带4行施氮量16.2～94.2 kg?hm-2呈显著的正相关,2带4行在施氮量为16.2～69.0 kg?hm-2呈负相关,施氮量为69.0～94.2 kg?hm-2呈正相关。2带6行施氮量为16.2～55.2 kg?hm-2呈正相关,施氮量为55.2～94.2 kg?hm-2呈负相关。棉花NUE的水氮耦合效应：灌水量和施氮量对棉花NUE的影响,3种模式均为施氮量＞灌水量。氮素利用效率与施氮量的关系,1带4行施氮量16.2～82.2 kg?hm-2,施氮量与NUE呈显著负相关,当施氮量为82.2～94.2 kg?hm-2呈显著正相关。2带4行施氮量16.2～69.0 kg?hm-2呈显著负相关,当施氮量为69.0～94.2 kg?hm-2呈显著正相关。2带6行在施氮量16.2～94.2 kg?hm-2呈负相关。在灌水量65.1～284.9 mm的范围内,3种滴灌模式氮素利用效率与灌水量呈正相关。棉花WUE的水氮耦合效应：灌水量和施氮量对棉花WUE的影响,1带4行和2带4行灌水量＞施氮量,2带6行为施氮量＞灌水量。施氮量与水分利用效率,1带4行呈正相关,2带4行施氮量为16.2～41.4 kg?hm-2呈负相关,施氮量为44.2～94.2 kg?hm-2呈正相关。2带6行在施氮量为16.2～55.2 kg?hm-2呈正相关,施氮量为55.2～94.2 kg?hm-2呈负相关。在灌水量65.1～284.9 mm范围内,3种滴灌模式棉花水分利用效率与灌水量均呈负相关。【结论】根据不同滴灌模式对水氮耦合效应,建立以棉花产量、NUE、WUE为目标的不同滴灌模式水氮管理策略,得出2带4行棉花滴灌模式为最能够促进水氮耦合效应发挥、有利于膜下滴灌棉花生长的田间水氮管理模式。     

咸水滴灌条件下棉花生长和氮素吸收对水氮的响应

[目的]研究咸水滴灌条件下棉花生长和氮素吸收对水氮的响应.[方法]试验设置了3种灌溉水盐度0.35(S1)、4.61(S2)和8.04(S3)dS/m,2个灌水量405(L1)和540(L2)mm以及2个施氮量240(N1)和360(N2) kg/hm2.[结果]棉花的株高在生长前期主要受灌溉水盐度、灌水量及二者的交互作用和盐度、灌水量和施氮量三者的交互作用影响显著,生长后期主要受灌水量的影响显著.高灌水量L2(540 mm)各处理株高为S2＞S1＞S3,施氮量对株高的生长差异影响不显著.棉花茎和叶的干物质积累量受灌溉水盐度、灌水量和施氮量其中二者的交互作用影响显著,而棉铃和总的干物质积累量受交互作用不显著.[结论]棉花的氮素吸收量受灌溉水盐度、灌水量和施氮量三因素及其两者或三者的影响显著;随着灌溉水盐度的增加,棉花的氮素吸收量呈下降的趋势;而氮素吸收量随着灌水量的增大显著增加,表明增加灌水量可促进氮素吸收.     

基于空间分析法研究温室番茄优质高产的水氮模式

【目的】本文通过设置不同灌水施氮水平处理,研究温室盆栽条件下,不同水氮供应组合对番茄产量品质和水氮利用效率的影响,分别提出单一指标最大和兼顾产量品质最优时的灌水施氮组合。【方法】试验于2013年在西北农林科技大学旱区农业水土工程教育部重点实验室的灌溉试验站日光温室内进行,供试番茄品种为金鹏M6088,在盆栽条件下设置3个灌水上限:低水W1(70%θf)、中水W2(80%θf)和高水W3(90%θf),θf为田间持水率;3个施氮量:低氮N1(N 0.24 g·kg~(-1)土)、中氮N2(N 0.36 g·kg~(-1)土)和高氮N3(N 0.48 g·kg~(-1)土),试验采用完全随机区组设计,共9个处理,每个处理重复15次。运用多元回归分析和空间分析相结合的方法,寻求单一指标最大时的灌水施氮组合,以及综合评价产量品质的水肥调控效应,提出兼顾产量品质最优时的灌水施氮范围。【结果】番茄产量、灌溉水生产率、氮肥偏生产力和品质受灌水量和施氮量的影响显著。番茄单株产量随着灌水量和施氮量的增加而先增加后降低(低氮和低水除外),低氮下增加灌水量可弥补缺氮造成的减产,低水下增施氮肥可缓解干旱对产量的抑制作用。产量与水氮供应量之间呈较好的二元二次关系,当灌水量和施氮量分别为62.3 L/株和0.3864 g·kg~(-1)土时,番茄单株产量有最大值(1 599.4 g/株),但灌水量和施氮量超过其峰值时,产量反而会减少。减小灌水量和增大施氮量时,灌溉水生产率增加;增大灌水量和降低施氮量时,氮肥偏生产力增加。番茄各品质指标受灌水量和施氮量的影响极显著。可溶性固形物和有机酸随着施氮量的增加而增加,维生素C、番茄红素、可溶性糖和糖酸比则先增大后降低。随着灌水量的增加,可溶性固形物和维生素C(中氮除外)呈降低趋势,番茄红素、可溶性糖和糖酸比呈先增加后降低的趋势(低氮除外)。采用熵权法计算得出番茄单一品质指标对不同水氮处理的敏感度排序为:番茄红素可溶性糖糖酸比有机酸维生素C可溶性固形物。【结论】通过多元回归分析和空间分析得出,番茄产量和品质同时达到大于等于95%最大值的灌水上限为田间持水率的80%,施氮区间约为0.34—0.44 g·kg~(-1)土。