滴灌施肥条件下砂田设施甜瓜的水肥耦合效应

【目的】传统水肥管理是限制砂田设施甜瓜产业发展的主要因素。研究滴灌施肥条件下砂田设施甜瓜的水肥耦合效应,为该产业的可持续发展提供技术支撑。【方法】在滴灌施肥条件下,采用“311-B”D饱和最优设计,建立甜瓜产量、品质与水肥的回归模型,分析各因素的单因素效应、交互效应和边际效应,确定砂田设施甜瓜滴灌高产优质栽培的适宜施用量。【结果】建立了甜瓜产量、品质与灌水、氮肥、钾肥的回归模型;因素效应分析结果表明,影响甜瓜产量的主要因素是氮肥用量,其次是灌水量和钾肥用量;影响甜瓜品质的主要因素是钾肥用量,再其次是灌水量和氮肥用量;甜瓜产量、品质均随着水、肥用量的增加而先增加后降低。水、氮、钾相对于甜瓜产量与品质的交互效应也存在差异,在产量影响方面,对水而言,氮的交互效应大于钾;对氮而言,水的交互效应大于钾;对钾而言,氮的交互效应大于水。而在品质方面,对水而言,钾的交互效应大于氮,对氮而言,钾的交互效应大于水,对钾而言,氮的交互效应大于水。某一单一因子投入量偏高或偏低均不利于甜瓜产量和品质的形成,而由于水肥间的交互作用,两者配施则对产量和品质的提高具有较强的促进作用。【结论】综合考虑水、氮、钾对甜瓜产量、品质的影响,滴灌条件下,砂田设施甜瓜高产优质的水肥方案为：灌溉定额为786-796 m³·hm^-2、施肥量N为170-227kg·hm^-2、K₂O为227-246 kg·hm^-2,可作为砂田设施滴灌条件下的灌溉施肥优化方案。     

水肥互作对玉米生长发育及产量的影响

在人工模拟条件下,采用“311-B”D饱和最优设计,探讨了水肥交互作用对玉米株高、茎基宽和产量的影响。结果表明：玉米植株的株高与氮肥、灌水量、磷肥用量都呈正相关,其中氮肥用量影响最大,灌水量次之,磷肥用量影响最小;但氮肥用量与灌水量的交互、氮肥和磷肥的交互与株高呈负相关。与氮肥用量和灌水量的平方项呈负相关,说明过量的氮肥或灌水量都对植株的株高呈负效应。同样,玉米的茎基宽与氮肥用量、灌水量、磷肥用量呈正相关。其中氮肥对茎基宽的影响最为明显,灌水量次之,磷肥用量的影响最小。在本试验中,氮肥用量与灌水量的交互、磷肥和灌水量的交互与茎基宽呈正相关。氮肥、磷肥和灌水量对玉米产量均具有正效应,且符合报酬递减定律,过量施肥、灌水会引起明显的负效应,造成玉米减产。     

东北半干旱区大豆水肥耦合效应试验研究

采用四因素五水平二次回归正交设计方案,在盆栽控制条件下,对大豆水肥耦合作用进行了初步研究。在建立了水肥耦合数学模型基础上,分析了各因子的主因素和单因素效应,两因素间交互耦合效应。结果表明,各因素对大豆产量均有影响,其作用大小顺序是:水分>钾肥>氮肥>磷肥,且钾肥是负效应。     

水肥耦合效应对平原区夏玉米产量的影响

为了研究不同水肥条件对夏玉米产量的影响,在防雨棚条件下进行盆栽试验,采用3因素5水平2次通用旋转回归组合设计,建立了灌水量、氮肥和钾肥施用量对夏玉米产量影响的数学模型。因素效应分析结果表明,影响夏玉米产量的主要因素是灌水量,其次是氮肥和钾肥的施用量。各因素交互作用对玉米产量的贡献为氮、水>钾、水>氮、钾;从产量角度评价灌水量、氮肥和钾肥施用量的最佳水肥调控组合。当灌水量、氮肥和钾肥施用量分别为450 mm、180 kg/hm2、120 kg/hm2时,玉米达到高产生产指标84.63 g/盆,为水肥调控的最佳组合。     

冀西北高寒半干旱区西芹水肥耦合产量效应研究

为了探讨西芹水肥耦合作用.采用三因素五水平二次通用旋转组合设计,于冀西北高寒半干旱区开展了水肥耦合对西芹产量效应的旱棚试验研究.结果表明:在试验条件下水分对产量的作用最大,磷肥次之,氮肥最小;水肥耦合的产量效应是:中水中肥效应最高,高水高肥次之,低水低肥最低;水肥交互耦合效应大小顺序是:氮磷耦合>磷水耦合>氮水耦合.产量150 000～180 000 kg/hm2的水肥管理方案为:施氮量0～540kg/hm2,施磷量36～180 kg/hm2,灌水量1 311～6 500 m3/hm2.获得最高产量171 646 kg/hm2的施氮量为243kg/hm2、施磷量97 kg/hm2、灌水量4 630 m3/hm2.     

滴灌施肥条件下玉米水肥耦合效应的研究

 【目的】"一旱二薄"是限制干旱和半干旱地区农业发展的最主要因子。因此，研究滴灌施肥下不同水肥因子对玉米产量的效应具有重要的现实意义。【方法】在滴灌施肥条件下，采用"311-B"D饱和最优设计，通过旱棚防雨条件下进行田间微区试验。【结果】通过对玉米产量结果进行二次回归拟合，建立了水肥回归数学模型。因素效应分析结果表明，影响玉米产量的主要因素是氮肥用量，其次是灌水量和磷肥用量。各因素交互作用对玉米产量的影响都表现为正效应，其效应顺序为：N水＞P水＞NP；从产量角度评价，以较高氮肥用量、高磷肥用量和丰富灌水量为水肥调控的最佳组合。【结论】水肥调控的最佳组合为：较高氮肥用量243.27 kg·ha-1、高磷肥用量137.431 kg·ha-1、灌水下限为田间持水量的65.6%。     

水肥耦合对小麦/玉米带田产量及构成因素的影响

采用"3414"最优回归设计方案,于2007-2008年在甘肃省农业科学院张掖节水试验站,开展不同水肥耦合处理小麦/玉米带田产量效应研究。结果表明,不同水肥耦合模式对小麦/玉米带田产量的影响较大,其差异达极显著水平。其中,氮肥对产量的贡献最大,水分次之,磷肥最小,氮肥对带田混合产量的绝对贡献率达79.4%,而水分对带田混合产量的绝对贡献率达为52.9%;水肥耦合效应为:水氮耦合水磷耦合氮磷耦合;获得高产量12 952.5~13 880.0kg/hm2的施氮量为420~630kg/hm2、灌水量为5 550~6 750m3/hm2、施磷量为120kg/hm2。相关分析表明,施氮量和灌水量与间作玉米的穗粒数、千粒质量、穗粒质量、株高均呈极显著正相关,施氮量与间作小麦的穗粒质量、穗粒数呈极显著正相关。     

有机肥及氮磷钾肥施用量与茶叶产量的关系模型及其解析

为了研究有机肥及氮肥、磷肥、钾肥施用量对茶叶产量的影响,以茶叶品种龙井43为试验材料,通过4因子(1/2实施)二次回归通用旋转组合设计田间试验,建立有机肥及氮肥、磷肥、钾肥施用量与茶叶产量的回归效应模型,并对各因子及交互作用进行分析。结果表明:有机肥和氮肥、磷肥、钾肥施用量对茶叶产量均有显著影响,其影响顺序为氮肥钾肥有机肥磷肥;有机肥与氮肥、磷肥、钾肥施用量存在协同作用,氮肥和磷肥、氮肥和钾肥、磷肥和钾肥施用量在一定范围内表现出协同促进作用,但是过高的施肥量则表现出拮抗作用。通过综合分析施肥模型得出茶叶高产的优化施肥方案为:有机肥11 991.0~13921.5 kg/hm2,纯氮肥229.5~253.8 kg/hm2,纯磷肥225.0~257.1 kg/hm2,纯钾肥170.7~203.7 kg/hm2。     

河西走廊花椰菜水肥量化管理指标研究

采用3因素二次回归通用旋转组合设计,研究灌水量、氮肥和钾肥的耦合效应对花椰菜的影响,得到花椰菜产量对3因素的回归数学模型.结果表明,3因素影响花椰菜产量的顺序为氮肥＞灌水量＞钾肥.各因素间存在交互作用,水与氮肥、水与钾肥、氮肥和钾肥在低于0.489和0.683、0.489和0.169、0.683和0.169水平时对产量存在正相关关系,在分别高于以上水平时呈负相关关系.经过计算机模拟,得到花椰菜最高产量达36.82 t·hm-2时,相对应的灌水量、氮肥量、钾肥量分别为1 124.00ms·hm-2、187.96 kg·hm-2、157.3 kg·hm-2.对试验结果进行验证表明,构建的模型准确可靠.     

春小麦水氮磷耦合产量效应研究

[目的]重点研究水肥耦合效应对春小麦产量的影响,旨在为新疆春小麦合理水肥运筹提供技术支撑.[方法]运用312-D最优饱和设计方法,采用氮磷水三因素五水平试验设计进行水肥试验.[结果]氮肥对产量的作用最大,磷肥次之,水分最小;氮与磷对产量的提高有促进作用.水肥交互耦合效应大小顺序为:水磷耦合＞氮磷耦合＞水氮耦合;其中水磷耦合对产量的提高有促进作用,水氮耦合和氮磷耦合对产量的提高有相互替代作用.[结论]获得到了春小麦水肥管理优化方案,即:灌溉量5 380.5～5 992.2 m3/hm2、施氮量400.1～487.2 kg/hm2、施磷量195.6～249.2 kg/hm2,产量达到7 000～8 000 kg/hm2.     

冬小麦喷灌水量与产量关系研究

[目的]研究喷灌模式下冬小麦耗水规律及喷灌水量与产量的关系。[方法]在冬小麦不同时期喷灌,探讨喷灌条件下冬小麦的分蘖动态及日耗水量、水分生产率的变化。[结果]各处理返青期到收割期的土壤水分变化最大,各处理拔节期后的土壤水分差异较大。各处理冬小麦的日耗水量在拔节期到灌浆期达到最大值,为4.25mm。各处理的冬小麦分蘖大体上都呈"几"字形变化,并验证了小麦分蘖动态与产量的关系。拔节-抽穗和抽穗-扬花期为冬小麦的需水关键期,此时多灌10mm水可提高产量400kg/hm2。产量最高处理的水分生产率为1.98kg/m3,不是最高但最经济。[结论]喷灌条件下需水关键期灌水和灌水量是影响冬小麦产量的主要原因。灌水量相同时拔节-抽穗期灌水更能提高小麦产量和水分利用效率。     

滴灌条件下水肥耦合对北疆冬小麦生理生长和产量的影响

[目的]研究滴灌下水肥耦合对北疆冬小麦生理生长与产量的影响,确定北疆滴灌冬小麦最佳水肥施用量.[方法]供试作物为当地主栽小麦品种新冬8号.采用2因素3水平设计,2因素为灌水量和施氮量,灌水量3个水平分别为2 700、3 600、4 500 m3/hm2,施氮量3个水平分别为150、450、750 kg/hm2;对照为常规畦灌处理,灌水4次,灌水量为3 600 m3/hm2,施肥量为450 kg/hm2.[结果]滴灌和畦灌条件下冬小麦株高变化趋势为返青分蘖期至抽穗期急剧增长,抽穗后株高增长相对缓慢;拔节期水分增加对小麦株高的影响较大;在相同灌水量的情况下,冬小麦株高随着施氮量的增加而增大;在相同施氮量的情况下,滴灌冬小麦株高随着灌水量的增加而增大.滴灌和畦灌条件下,冬小麦叶面积指数（LAI）在生育期内呈正态曲线变化,随着小麦生育期推进LAI呈先升后降的变化趋势,孕穗期LAI最高;在相同灌水量的情况下,随着施氮量的增加,LAI也增大;在相同施氮量的情况下,随着灌水量的增加,LAI随着增大;水肥耦合对小麦产量、穗数、千粒重和质量影响较大,但对穗粒数的影响不显著.[结论]该研究可为大面积推广冬小麦滴灌技术和制定合理的灌溉施肥管理措施提供科学依据.     

作物水肥耦合类型量化方法在华北冬小麦水氮配置中的应用

【目的】研究一种作物水肥耦合类型量化方法及基于这种方法的华北冬小麦水氮优化配置,丰富作物水肥耦合分析方法,为促进冬小麦水肥协同高效生产提供理论基础和实践依据。【方法】根据作物相对产量的真实值与理论值的差异显著性来判定某一具体水肥组合的耦合类型。2006—2016连续10年在黄淮北部进行了冬小麦季不同水氮处理的大田定位试验。裂区设计,灌水量为主区,设春灌1水（拔节期75 mm,W₁）和2水（拔节期和开花期各75 mm,W₂）两个处理;施氮量为副区,设5个水平,分别为0 （N₀）、60（N₆₀）、120（N₁₂₀）、180（N₁₈₀）、240 kg·hm ^-2（N₂₄₀）,共10对水氮组合。研究冬小麦不同水氮组合的耦合类型及其年际转换特征,确选适宜的水氮配置。【结果】某一水肥组合相对产量真实值经统计检验显著高于其理论值,此水肥组合的水肥耦合类型即为“协同”（水肥互相促进）;真实值显著小于理论值,水肥耦合类型即为“拮抗”（水肥互相限制）;真实值与理论值没有显著差异,水肥耦合类型即为“加和”（水肥互不影响）。冬小麦W₂与不同施氮水平（N_x）组成的水氮组合的耦合类型及其年际变化特征受施氮水平的影响显著。W₂N₆₀水氮耦合类型10年平均为“拮抗”,定位第1—2年灌水限制施氮的增产作用,施氮限制了灌水的增产作用,水氮“拮抗”;定位第3 ^-25年耦合类型转变成“增水促氮,增氮促水”的“协同”;定位第6—10年又转为“拮抗”。W₂N₁₂₀的耦合类型在定位第1—4年为“加和”,第5年起就转为“协同”,10年平均为“协同”。施氮超过120 kg·hm ^-2的两水氮组合W₂N₁₈₀与W₂N₂₄₀的耦合类型各年度均为水氮互不影响的“加和”。【结论】基于作物相对产量真实值与理论值差异的显著性来定量判定某一特定水肥组合的耦合类型具有较强的可行性。黄淮北部冬小麦生产中, W₂N₁₂₀组合水氮协同增产效果显著,耦合类型长期为“协同”,因此,在一定年限内可作为该区冬小麦季适宜的水氮配置,年均产量水平维持在8.5 t·hm ^-2左右。     

陕北沙区滴灌条件下不同水肥组合对马铃薯产量的影响

陕北沙区马铃薯生产中水肥利用效率较低,滴灌水肥一体化技术对该地区马铃薯产量的影响少见报道。研究采用饱和D-416-A最优设计,在滴灌条件下设置16种水肥组合（T1~T16）,分析不同水肥组合处理对马铃薯植株光合速率、水分利用效率及马铃薯产量的影响。结果表明,在整个生育期,T10处理（灌水量为5 268.249 m·hm^-2,氮、磷、钾施用量分别为 290.119、290.119、167.449 kg·hm^-2）和T5处理（灌水量为3 131.751 m·hm^-2,氮、磷、钾用量分别为290.119、129.881、167.449 kg·hm^-2）的叶片净光合速率高于其他处理2.95%~192.47%。在块茎形成期,T10处理的叶片水分利用效率最大,T5处理次之。T10处理的马铃薯产量略高于T5处理2.55%,且显著高于其他处理5.30%~99.84%（P＜0.05）。T5处理的马铃薯商品薯率和水分生产率分别较其他处理高4.15%~111.55%和22.44%~152.91%。研究表明,与高水高肥组合相比,T5处理的水肥耦合模式明显节约灌溉用水和磷肥用量,有利于提高马铃薯的产量和商品薯率。     

冬小麦夏玉米农田土壤呼吸与碳平衡的研究

为探讨不同农作措施下的农田碳平衡规律,研究农田对大气CO2的“源”、“汇”特征,2000年至2003年连续测定了不同秸秆管理、灌溉和氮肥施用等种植措施下华北冬小麦、夏玉米生长季的土壤呼吸。结果表明,农田CO2释放主要受气温、土壤水分状况和有机物投入量等因素的影响。秸秆还田与优化灌溉增加了土壤呼吸的强度,不同农作措施间土壤呼吸的差异主要发生在冬小麦生长季。对农田碳平衡研究的计算结果显示,农田系统在常规种植措施下表现为大气CO2的“汇”。在传统农作措施下,华北冬小麦、夏玉米生长季植物碳净固定量(NPP)与土壤碳排放量(Rm)的比值分别为1.16、1.21。     

喷灌冬小麦耗水与棵间蒸发试验

 【目的】研究喷灌条件下冬小麦的耗水规律,指导田间灌溉实践。【方法】在北京地区2005－2008年3个冬小麦生长季节,开展不同喷灌水量条件下土壤水分分布、冬小麦耗水和棵间蒸发特性的试验研究,并分析影响棵间蒸发的主要因素。【结果】喷灌条件下,0～40 cm土层土壤的含水量受灌溉水量影响较明显,耗水量随着灌水量增加而增加。返青至收获期,冬小麦棵间蒸发为耗水量的25%左右,棵间蒸发随着灌水量的增大而增大,但棵间累积蒸发与作物耗水量之比随之而下降。【结论】适当加大灌水定额,减少灌溉次数,可在一定程度上抑制土壤的无效蒸发,提高灌溉水的利用率。     

测墒补灌和施氮对冬小麦产量及水分、氮素利用效率的影响

【目的】测墒补灌是近年来研究的一种小麦节水灌溉新技术。论文旨在探索测墒补灌与施氮对冬小麦生长的影响,为该区节水、节氮提供依据。【方法】采用漫灌的方式设置测墒补灌和施氮两因素田间试验,补灌设置4个处理,于冬小麦拔节期、开花期依据0-40 cm土层土壤质量含水量进行测墒补灌,补灌至土壤田间持水量的50%（W₁）、60%（W₂）、70%（W₃）、80%（W₄）。施氮设置4个处理,不施氮（N₀）、施纯氮180 kg·hm^-2（N₁₈₀）、240 kg·hm^-2（N₂₄₀）和300 kg·hm^-2（N₃₀₀）。在此处理下研究了测墒补灌和施氮对冬小麦产量及水分、氮素利用效率的影响。【结果】(1)各施氮处理下,补灌量的增加可增加冬小麦籽粒产量,当补灌量至土壤田间持水量的60%-80%范围内时,冬小麦籽粒的增产效应差异不显著。各补灌处理下,当施氮量超过240 kg·hm^-2时籽粒产量无显著性变化。本试验条件下当补灌至土壤田间持水量的60%,施氮量为240 kg·hm^-2时冬小麦籽粒产量达到最高,为8 104.6 kg·hm^-2。(2)增加施氮量和补灌量均可显著增加麦田总耗水量,但当施氮量超过240 kg·hm^-2时,施氮的提高效果不显著。补灌量的增加会显著增加麦田总耗水量,但当补灌至土壤田间持水量60%（W₂）、70%（W₃）时较补灌至80%（W₄）处理显著降低耗水量,说明有利于节约灌水而获得较高产量。(3)相同施氮处理下,补灌量的增加可显著提高冬小麦水分利用效率,当补灌量增至土壤田间持水量的60%时,冬小麦水分利用效率达到最大值,为14.7 kg·hm^-2·mm^-1。相同补灌处理下,增施氮肥可显著提高冬小麦水分利用效率,但施氮量不宜超过240 kg·hm^-2,否则将导致水分利用效率降低。(4)相同施氮处理下,应控制补灌量至土壤田间持水量的60%时冬小麦氮素干物质生产效率及氮素利用效率最高,为60.1 kg·kg^-1、22.4 kg·kg^-1。相同补灌处理下,施氮量应控制在240 kg·hm^-2时可获得较高的氮素干物质利用效率及冬小麦氮素利用效率最高,为63.9 kg·kg^-1、23.5 kg·kg^-1。【结论】本试验条件下当施氮量为240 kg·hm^-2、冬小麦拔节期、开花期补灌至土壤田间持水量的60%时冬小麦籽粒产量、水分利用效率、氮素干物质利用效率、氮素利用效率均最高,为最优的节水、节氮、高产组合,推荐其作为该区域适宜水、氮用量。     

水氮耦合对冬小麦根系分布和根冠比及产量的影响

【目的】研究膜下沟灌水氮耦合对冬小麦根系分布、根冠比及产量的影响,为冬小麦生产提供理论依据。【方法】以冬小麦为试材进行田间试验,设1500、3000m3/ha两个灌水水平和75、150和300kg/ha3个施氮水平,测定不同处理组合冬小麦根部特征及产量。【结果】冬小麦根系随着土层深度增加,根长密度呈指数下降;灌水量相同时,适当增加施氮量能促进冬小麦根系生长,但施氮量过高时又会抑制冬小麦根系生长。施氮量相同时,增加灌水量会显著抑制冬小麦根系生长。冬小麦产量随灌水量的增加而增加,而冬小麦根冠比随灌水量的增加而减少。冬小麦产量与根冠比之间呈一元二次显著性相关。【结论】冬小麦产量与根冠比呈一元二次显著相关,3000m3/ha灌水量和150kg/ha施氮量为较优的灌溉施氮方式。     

水氮耦合对冬小麦根系分布和根冠比及产量的影响

【目的】研究膜下沟灌水氮耦合对冬小麦根系分布、根冠比及产量的影响,为冬小麦生产提供理论依据。【方法】以冬小麦为试材进行田间试验,设1500、3000 m3/ha两个灌水水平和75、150和300 kg/ha 3个施氮水平,测定不同处理组合冬小麦根部特征及产量。【结果】冬小麦根系随着土层深度增加,根长密度呈指数下降;灌水量相同时,适当增加施氮量能促进冬小麦根系生长,但施氮量过高时又会抑制冬小麦根系生长。施氮量相同时,增加灌水量会显著抑制冬小麦根系生长。冬小麦产量随灌水量的增加而增加,而冬小麦根冠比随灌水量的增加而减少。冬小麦产量与根冠比之间呈一元二次显著性相关。【结论】冬小麦产量与根冠比呈一元二次显著相关,3000 m3/ha灌水量和150 kg/ha施氮量为较优的灌溉施氮方式。     

施氮和拔节期测墒补灌对冬小麦产量和氮素吸收的影响(英文)

[目的]研究施氮量和拔节期不同测墒补灌量对冬小麦的产量及构成因子、植株氮素吸收的影响。[方法]采用土壤目标相对含水量和施氮量3×3完全均衡方案和裂区设计,土壤目标相对含水量设3个水平,分别为拔节期60%(W1)、70%(W2)和80%(W3),施氮量设3个水平,分别为施纯氮0 kg/hm2(N0)、195 kg/hm2(N195)和255 kg/hm2(N255),以周麦18为供试材料。[结果]拔节期测墒补灌和施氮对小麦产量及其构成因子、植株氮素积累量均有显著或极显著影响。补灌量和施氮量对穗数、穗粒数、千粒重、产量和植株氮积累量的交互效应均达显著或极显著水平,在不同水氮处理组合中,以W2N195产量最高,而以W1N255产量最低。[结论]随着补灌量的增加,相应地降低氮肥用量有利于增加穗数、穗粒数、产量和植株氮素积累量,降低施氮对千粒重的负效应。