水氮供应对滴灌施肥条件下黄瓜生长及水分利用的影响

【目的】针对西北半干旱地区温室蔬菜灌水施肥不合理等问题,通过研究不同水氮供应对温室黄瓜生长、产量、产量构成因素、灌溉水利用效率及水分利用效率的影响,以期科学地对水肥进行调控,为实际生产提供参考依据。【方法】利用温室小区试验,以‘博耐9-1’黄瓜为试材,设置3个灌水水平：低水W₁（60%ET₀）、中水W₂（80% ET₀）和高水W₃（100% ET₀）,全生育期灌水量分别为126、152和177 mm;4个施氮水平：无氮N₀（0）、低氮N₁（180 kg·hm^-2）、中氮N₂（360 kg·hm^-2）和高氮N₃（540 kg·hm^-2）,共12个处理。在生育期内对黄瓜的各生长指标进行观测,并统计产量及产量构成因素。【结果】除茎粗外,灌水量与施氮量对黄瓜株高、叶面积指数、干物质量、产量、产量构成因素、灌溉水利用效率（irrigation water use efficiency,IWUE）及水分利用效率（Water use efficiency,WUE）都有显著影响。灌水量与黄瓜株高、叶面积指数、瓜条数、单果重及产量有显著正相关作用,而施氮量对黄瓜生长及产量的影响则因施氮量的不同表现出不同变化趋势。其株高、叶面积指数随施氮量的增加表现为先增大后降低,并在N₂处理中获得最大值。干物质量变化趋势略有不同,表现为在W₁水平下,干物质量在N₂处理中获得最大值,而在N₃水平下略有下降,且N₂与N₃之间差异不显著,其余灌水水平下则随着施氮量的增加表现为不同程度的增加。黄瓜产量随施氮量的增加而增加,当施氮量增加到N₂水平时,继续增加施氮量,其增产效果在不同灌水水平下表现为不同趋势,即在W₁、W₂水平下,施氮量增加至N₂水平后继续增加时,产量之间无显著性差异;而在W₃处理下,N₃比N₂水平增产8.4%,差异显著。灌水量对IWUE有显著负相关作用,在W₁水平下获得最大值,为41.33 kg·m^-2,而灌水量对WUE的影响则表现为先增加后减少的趋势,在W₂水平下获得最大值,为55.82 kg·m^-2。施氮量对IWUE表现为正相关作用,而对于WUE则因施氮量不同表现出不同的变化趋势,在W₁和W₂水平下,WUE随施氮量增加表现为先增加后降低的趋势,并在N₂水平获得最大值,分别为52.34 kg·m^-2、55.82 kg·m^-2;W₃水平下,WUE则随施氮量的增加显著增加。其中,在W₃N₃处理下获得最大产量,但其水分利用效率和灌溉水利用效率明显低于W₂水平,且W₂N₂相比于W₃N₃灌水量减少16.7%,施氮量减少33%,而产量仅减少11.3%,且IWUE提高6.5%,WUE提高11.1%。通过产量与生长指标（株高、茎粗、叶面积指数、干物质量）间的通径分析可知,干物质量和叶面积指数对黄瓜产量的增加具有重要作用,可分别作为黄瓜高产的第一指标和第二指标。【结论】合理的减少灌水量与施氮量不仅能维持黄瓜较好的生长特性,而且能获得较大的经济效益。综合产量与节水节肥因素,W₂N₂处理（80% ET₀,360 kg N·hm^-2）可作为较适宜的水氮组合。     

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。     

不同水肥处理对小麦冠层结构、产量和籽粒品质的影响

为探究不同水肥处理对小麦冠层结构、产量和籽粒品质的影响,采用抗旱品种石农086为试验材料,设置5个施氮量(0、150、225、300、375 kg·hm^-2,分别简记为N₀、N₁₅₀、N₂₂₅、N₃₀₀、N₃₇₅)和3种灌水方式(不灌水,拔节期灌1次水,拔节期和开花期各灌1次水,每次灌水量600 m³·hm^-2,分别简记为W₀、W₁、W₂),相互组合形成9个处理(W₀N₀、W₁N₁₅₀、W₁N₂₂₅、W₁N₃₀₀、W₁N₃₇₅、W₂N₁₅₀、W₂N₂₂₅、W₂N₃₀₀、W₂N₃₇₅)。结果表明:随着开花后天数的推移,叶面积指数呈现先增后减的趋势,且随施氮量或灌水次数的增加而增加。相同灌水次数下,灌浆速率随施氮量增加先增后减,在225 kg·hm^-2施氮量下最大;相同施氮量下,灌水2次的灌浆速率大于灌水1次。小麦籽粒全氮和蛋白质含量随施氮量的增加而增加,但整体来看不同灌水次数下无显著差异。籽粒淀粉含量除W₂N₃₀₀、W₂N₃₇₅较W₀N₀显著(P<0.05)降低外,其他处理与W₀N₀无显著差异。W₂N₂₂₅处理的小麦产量和产量构成因素均最高。在本试验条件下,施氮225 kg·hm^-2,灌水2次,每次600 m³·hm^-2能够使小麦获得高产,且可兼顾水肥高效利用。     

不同滴灌水肥处理对温室甜瓜养分吸收、产量和品质的影响

水氮是影响作物生长的两个重要因素,在设施农业中,广大农户为了追求高产而进行盲目地灌水和施肥,导致产量减少、品质下降、土壤盐碱化、地力破坏等问题。本文针对杭嘉湖地区温室甜瓜灌水和施肥不合理的问题,采用膜下滴灌施肥技术,研究不同水氮输入量对温室甜瓜干物质累积量与养分吸收分配、产量及品质的影响,为温室甜瓜优质高产及水肥高效利用提供理论依据。根据温室内小型气象站数据,采用彭曼-蒙特斯(Penman-Monteith)修正公式计算作物需水量(ET_c),设置ET_c的60%(W₁)、ET_c的80%(W₂)、ET_c的100%(W₃)3个水分水平和70(N₁)、105(N₂)、140 kg·hm^-2(N₃)3个氮素水平,另设传统沟灌施肥CK(ET_c,140 kg·hm^-2)为对照,共10个处理,应用完全随机区组试验设计。与传统沟灌施肥(CK)相比,滴灌施肥下W₃N₃处理的甜瓜叶片净光合速率和叶绿素含量分别增加了52.3%和39.0%。成熟期干物质增加了40.96 g,增幅为39%。整株氮、磷、钾累积量分别增加了75.40%、88.20%、67.08%;产量增加了6.78 t·hm^-2,增幅为35.27%。滴灌条件下,提高灌水和施氮均能够显著提高光合作用效率,增加干物质累积量和养分吸收量,进而提高产量。采用主成分分析法对甜瓜品质指标进行综合评价,其中综合主成分能够反映出全部品质指标的91.27%,综合评价最高的处理为中水中氮(W₂N₂)。温室甜瓜滴灌水肥一体化技术能够达到提质增产和水肥高效利用的目的,滴灌施肥条件下,施氮量为N₃(140 kg·hm^-2),灌水量为W₃(1.0 ET_c)时,甜瓜干物质累积量、养分吸收量和产量均为最高。当同时追求产量和肥料利用效率时,高水中氮(W₃N₂)处理能获得较高的产量和氮肥偏生产力;当追求甜瓜品质和水分利用率时,中水中氮(W₂N₂)处理能获得最大的V_C、可溶性糖、可溶性固形物和较高的水分利用率。     

滴灌施肥水肥耦合对温室番茄产量、品质和水氮利用的影响

【目的】水肥是限制作物增产的两大因子,不合理的灌溉与施氮不仅难于增加产量,还会增加土壤剖面硝态氮累积、降低作物品质及水氮利用效率。针对西北半干旱地区温室蔬菜灌水和施肥存在的问题,通过滴灌施肥水肥耦合对温室番茄产量品质和水氮利用的影响,研究滴灌施肥条件下温室番茄高产优质高效的灌水施肥制度。【方法】通过温室番茄小区试验,设常规沟灌施肥（100%ET₀,N240-P₂O₅120-K₂O150 kg·hm^-2）以及3个滴灌水量（高水W₁：100%ET₀、中水W₂：75%ET₀、低水W₃：50%ET₀）和3个施肥水平（高肥F₁：N240-P₂O₅120-K₂O150 kg·hm^-2、中肥F₂：N180-P₂O₅90-K₂O112.5 kg·hm^-2、低肥F₃：N120-P₂O₅60-K₂O75 kg·hm^-2）,共10个处理,分析番茄生长产量、品质、土壤硝态氮分布以及水氮吸收利用对不同灌水量和施肥量的响应规律。【结果】与常规沟灌施肥相比,滴灌施肥增加番茄产量31.04 t·hm^-2、干物质量3 208 kg·hm^-2和总氮吸收量73.13 kg·hm^-2,增幅分别为46.9%、54.0%和82.4%,同时增加果实中维生素C（Vc）含量61.8%;降低土壤中硝态氮含量;水分利用效率（WUE）和氮肥利用率（NUE）分别增加46.4%和76.5%。滴灌施肥条件下,W₁F₂处理总干物质量最大（9 248 kg·hm^-2）,产量和植株氮素吸收量均与灌水量和施肥量正相关,增加施肥量带来的增产效应大于灌水,且W₁F₂处理产量和氮素吸收量增加幅度最大。增加灌水量,降低施肥量,WUE逐渐下降,NUE逐渐上升,W₃F₁处理WUE最大（47.7 kg·m^-3）,W₁F₃处理NUE最大（65.6%）,且W₃F₂处理的WUE和W₁F₂处理的NUE增加幅度明显大于其他处理。土壤中硝态氮含量受灌水、施肥以及水肥交互效应影响显著,随灌水量的增加呈先增大后降低的趋势,随施肥量的增加逐渐增大,在滴头正下方没有明显累积,在湿润土体的横向边缘产生累积,W₁F₂处理土壤中硝态氮含量较小,分布更均匀。增大灌水量显著降低番茄Vc、番茄红素和可溶性糖含量以及营养累积量;增大施肥量,品质含量以及营养累积量呈先增大后降低的趋势;W₃F₂处理获得最大的Vc和番茄红素含量及营养累积量,最大的可溶性糖含量及较大的营养累积量。【结论】温室番茄滴灌施肥技术能够达到高产优质和高效的目的,当追求产量和氮肥利用率时,高水中肥（W₁F₂：100%ET₀,N180-P₂O₅90-K₂O112.5 kg·hm^-2）处理能获得较高的产量和NUE以及较低的土壤硝态氮含量;当追求品质和水分利用效率时,低水中肥（W₃F₂：50%ET₀,N180-P₂O₅90-K₂O112.5 kg·hm^-2）处理获得最大的维生素C、可溶性糖和番茄红素含量以及较高的水分利用效率。     

氮水协同对玉米干物质和氮素累积与氮素运移及利用效率的影响

【目的】 研究氮水协同供应对驻玉216品种干物质和氮素累积与分配、氮素运移及利用效率的影响。【方法】 采用裂区试验设计,设置施氮和灌水2个因素,3个灌溉水平W₀(0 m³/hm²)、W₁(750 m³/hm²)、W₂(1 500 m³/hm²);3个施氮水平N₀(0 kg/hm²)、N₁(150 kg/hm²)、N₂(300 kg/hm²)。【结果】 W₂灌水量(1 500 m³/hm²)和N₁施氮量(150 kg/hm²)氮水协同供应下成熟期地上部干物质和氮素积累量、氮素吸收效率最高,W₁灌水量(750 m³/hm²)和N₁施氮量(150 kg/hm²)氮水协同供应有利于干物质和氮素累积向籽粒内运移,提高营养器官氮素运移量,增加籽粒内的分配比重,提高氮素利用效率、氮素运移效率、氮素运移贡献率、氮肥农学效率和氮肥偏生产力。【结论】 综合籽粒产量与节肥节水因素,灌水量750 m³/hm²、施氮量150 kg/hm²是驻玉216品种灌水施肥最优组合。     

节水减氮对温室土壤硝态氮与氮素平衡的影响

【目的】针对日光温室蔬菜生产中肥水超量施用问题,以提高氮肥利用率和实现温室菜田可持续利用为目标,研究节水减氮在温室蔬菜生产中的增效潜力,推荐适宜水氮用量。【方法】采用当地典型种植茬口冬春茬黄瓜-秋冬茬番茄,在沟灌方式下设计农民习惯灌溉（W₁,＞100%田间持水量）和减量灌溉（W₂,75%-95%田间持水量）2个灌水水平;农民习惯施氮（N₁）、较农民习惯减氮25%（N₂）、减氮50%（N₃）和无氮（N₀）4个氮肥水平,对应黄瓜季施氮1 200、900、600和0 kg·hm^-2,番茄季施氮 900、675、450和0 kg·hm^-2,共W₁N₁、W₂N₂、W₂N₃、W₁N₀和W₂N₀ 5个水氮用量组合处理,3年6季定位研究蔬菜关键生育期0-100 cm土体硝态氮动态变化,分析氮素平衡和经济效益,推荐合理水氮用量。【结果】农民习惯水氮管理W₁N₁处理土壤硝态氮积累明显,并向土壤深层迁移。节水减氮W₂N₃处理3年0-60 cm土层硝态氮供应保持在相对适宜水平,平均硝态氮含量为53.3-80.9 mg·kg^-1;0-100 cm土体硝态氮未出现明显积累,平均含量较W₁N₁处理下降13.9%-31.1%;氮素表观损失下降56%,氮肥利用率提高2.4-3.3个百分点,并保持较高的经济效益。依据0-20 cm土层硝态氮含量与产量之间的显著回归关系,获得最佳产量土壤硝态氮含量黄瓜为37.4-72.9 mg·kg^-1,番茄应低于90 mg·kg^-1。根据蔬菜氮素需求量和关键生长期适宜的土壤硝态氮含量,结合根区土壤水分监测,推荐与供试条件相近的温室,沟灌冬春茬黄瓜产量160-180 t·hm^-2下灌水450-550 mm配合施氮600 kg·hm^-2较适宜,秋冬茬番茄产量70-80 t·hm^-2时灌水170-200 mm配合施氮250 kg·hm^-2较适宜。分析水氮减施增效原因为：节水20%-30%使土壤硝态氮趋近根区分布,节氮50%降低土壤剖面硝态氮积累,节水20%-30%配合减氮50%将根区硝态氮供应维持在适宜水平的同时,降低进入损失途径的氮素,从而实现增效。【结论】华北平原沟灌温室黄瓜-番茄农民生产现状节水减氮潜力较大。优化水分管理是实现氮肥减施增效的关键,在合理灌水量下,推荐适宜的施氮量是水氮减施增效的有效措施。较农民习惯管理节水20%-30%配合减氮50%,能有效降低氮素损失,提高氮肥利用率,保持较高经济效益。     

水氮调配对等行距机采棉土壤、叶片水分及棉铃分布的影响

【目的】研究适合等行距机采棉生长的最优水氮投入。【方法】以新陆中88号为供试材料,总滴灌量3 800 m³/hm²,总施氮量320 kg/hm²,设置3种灌水方式W₁、W₂、W₃,3种施肥方式N₁、N₂、N₃,分析土壤含水率、叶片含水率、棉铃时空分布、农艺性状、产量性状。【结果】W₂、N₂灌水施肥方式下,土壤含水率相对稳定,更好地给植株提供所需的营养物质。且棉花叶片保持功能的时间较长;W₂,N₂灌水施肥方式下,棉株成铃数较多,且呈筒状分布,更适宜机械采收;W₂,N₂灌水施肥方式下,植株获得的单铃重和单株结铃数均达到最高,最高产量为7 070.84 kg/hm²。【结论】W₂、N₂灌水施肥方式为最优水氮投入。     

水氮耦合对滴灌小麦生理生长及产量的影响

【目的】研究新疆南疆地区水肥耦合对滴灌冬小麦生理生长及产量的影响。【方法】以新冬52号为供试材料,两因素裂区试验设计,设置灌水处理3个水平:W₁(2 241m³/hm²)、W₂(3 486m³/hm²)、W₃(4 731m³/hm²);设置施肥处理(氮素)4个水平:N₀(0 kg/hm²)、N₁(135 kg/hm²)、N₂(195 kg/hm²)、N₃(255 kg/hm²),分析不同水氮组合对滴灌冬小麦株高、叶面积、光合特性(净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、细胞间隙CO₂浓度(Ci)、产量及水氮利用效率的变化。【结果】(1)随着灌水量的增加或施N_量的增加, 新冬52号冬小麦的株高、叶面积、光合特性和产量呈现同步增加趋势;(2)但灌水量过少时(W₁处理),增加N_肥并不明显提高产量和光合性能;当灌水量提高到W₂和W₃水平后,株高、叶面积、光合特性和产量随着施N_量的增加呈现明显的增加趋势,表现出以水带肥的良好效果。 (3)在各处理中, W₃N₂(灌水4 731m³/hm²、施氮N₁95kg/hm²)的产量最大(8 570 kg/hm²),相对应的各项光合特性值也达到最大值; (4)W₂N₂处理(灌水3 486m³/hm²、施N₁95kg/hm²)的产量则处于次大值(8 465 kg/hm²),W₂N₂的光合特性值并非最大,但其N_肥农学利用率达到最大值(16.69 kg/kg ),灌溉水生产效率也达到最大值(1.66 kg/m³ );(5)W₂N₂与W₃N₂相比,虽然产量减少了105 kg/hm²(减少1.2%),但灌水量减少了1 245 m³/h²(减少26.3%)、施肥量减少60 kg/hm²(减少23.53%)。【结论】灌水3 486 m³/hm²和氮肥195kg/hm² 的技术组合可作为新冬52号冬小麦的节本增效生产方案。     

水氮互作对冬油菜氮素吸收和土壤硝态氮分布的影响

【目的】针对西北地区冬油菜蕾薹期干旱频发,农民大量灌溉和施氮导致的环境问题,探究西北地区冬油菜蕾薹期适宜的灌溉量和施氮量。【方法】通过2年田间试验,研究分析蕾薹期不同灌溉量（不灌溉（I₀）、灌60 mm（I₁）和灌120 mm（I₂））和施氮量（不施氮（N₀）、施氮80 kg·hm^-2（N₁）和施氮160 kg·hm^-2（N₂））下,地上部干物质量、籽粒产量、氮素吸收与分配、土壤硝态氮分布和氮素利用效率的差异,其中全生育期不施氮（不基施、不追施）和不灌溉为对照处理（CK）。【结果】蕾薹期灌溉或施氮能显著提高冬油菜的地上部干物质量、籽粒产量、产油量和氮素吸收量。土壤硝态氮峰值所在的土层深度随灌水量的增加而明显下移,且峰值随施氮量的增加而明显增加,表现出明显的淋洗趋势。I₁N₁处理的土壤硝态氮累积量与I₀N₀处理间不存在显著差异,但与I₂N₂相比,却显著降低41.9 kg·hm^-2。I₀、I₁和I₂处理土壤硝态氮主要分布在0-40、40-80和80-160 cm。2个冬油菜生长季,I₂N₁处理的籽粒产量和产油量均最大,平均为3 385和1 429 kg·hm^-2;CK最小,平均为1 391和585 kg·hm^-2。与I₂N₁相比,2012-2013年（干旱年）I₁N₁处理的籽粒产量显著降低,但产油量无显著差异;2013-2014年（平水年）二者的籽粒产量和产油量均不存在显著差异。2年I₁N₁处理平均籽粒产量和产油量分别为3 264和1 358 kg·hm^-2,仅比I₂N₁降低3.6%和4.7%。I₁N₁处理的平均氮肥农学利用率比I₂N₁降低7.2%。【结论】为提高冬油菜籽粒产量和氮素利用效率,减轻土壤硝态氮的下移趋势和下移量,I₁N₁处理（灌溉60 mm,施氮80 kg·hm^-2）为较优的灌溉施氮策略。     

水氮供应与番茄产量和生长性状的关联性分析

【目的】优化温室栽培水肥管理模式,协调作物生长与产量之间的均衡发展,对于高效节水和作物优质高产种植具有重要意义。通过不同灌水施氮试验处理,探讨西北日光温室膜下滴灌番茄水氮供应对产量的影响,揭示影响番茄产量的生长群组指标,并获得较优的灌水施氮模式。【方法】本试验研究膜下滴灌不同水氮供应对温室番茄产量的影响,并采用典型相关分析和灰色关联度分析方法对番茄产量和生长性状进行关联性分析。以温室田间试验为基础,设置3个施氮量水平：高氮（N3,常规施氮,350 kg·hm^-2）、中氮（N2,常规施氮减28.5%,250 kg·hm^-2）、低氮（N1,常规施氮减57%,150 kg·hm^-2）;灌水量设置3个水平：高水（I3,充分灌水,1.0Ep）、中水（I2,轻度亏水,0.75Ep）、低水（I1,重度亏水,0.5Ep）,其中,Ep为Ф20 cm标准蒸发皿累积蒸发量,采用完全随机区组设计,共9个处理,3次重复。试验于温室内进行膜下滴灌,灌水周期设为7-10 d,各处理灌水量通过水表控制;供试磷肥和钾肥各处理用量相同,定植前将全部腐熟有机肥、磷肥80%、钾肥50%与部分各氮肥处理（50、150、250 kg·hm^-2）作为基肥施入耕作层,其余磷、钾肥和剩余氮肥（100 kg·hm^-2）在番茄第一穗果实膨大期、第三穗果实膨大期2次等量均匀随灌溉水追施。【结果】灌水量相同时,番茄产量均随施氮量增加先升高后降低;施氮量相同时,中水和高水处理番茄产量要显著高于低水处理,而两者处理间差异不显著;作物产量随施氮量和灌水量的增加呈二次抛物线变化趋势;通过典型相关分析可知,株高和叶面积的增加可能引起单果重的增加和产量的降低,而根长和干物质的升高可能引起产量的提高和单果重的降低;由灰色关联度分析方法进一步可得,生长性状对产量的关联程度大小表现为：根长＞干物质＞株高＞叶面积＞茎粗。【结论】中水中氮处理（灌水量为222.8 mm,施氮量为250 kg·hm^-2）是番茄产量较优的水氮供应模式;根长和干物质是影响产量的重要生长指标。     

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。     

水磷耦合对藜麦根系生长、生物量积累及产量的影响

【目的】水肥是旱地农业作物高产的主要限制因素,研究水磷耦合对藜麦根系生长、生物量积累以及产量的影响,探明适合藜麦高产的水磷耦合配比,从而为旱地农业藜麦高产提供理论依据。【方法】以藜麦为研究对象,采用盆栽试验,对藜麦整个生长期进行不同灌水(W1、W2、W3分别按照土壤含水量为田间持水量的35%—45%、55%—65%、75%—85%),不同施磷(P0、P1、P2、P3分别为0、0.1、0.2、0.4 g P_2O_5·kg~(-1))耦合处理,测定藜麦根系形态和生理指标、生物量积累以及成熟期产量。【结果】(1)在相同灌水处理下,不同根系参数(根系表面积、根系总长度、最大根长、根系直径、根体积)均在P2(0.2 g P_2O_5·kg~(-1))水平下达到最大;在相同施磷水平下,根系最大根长与根系总长均在W2(土壤含水量为田间持水量的55%—65%)下达到最大,根系表面积在低磷水平(P0、P1)下,均表现为W2P0W3P0,W2P1W3P1,高磷水平(P2、P3)下,均表现为W2P2W3P2,W2P3W3P3,根系直径与根系体积均随着灌水量的增加逐渐增加;在重度干旱胁迫(W1)下,根系活力在P1(0.1 g P_2O_5·kg~(-1))水平下达到最大,其他灌水处理下,根系活力均在P2(0.2 g P_2O_5·kg~(-1))水平下达到最大。在3种灌水处理下,根系POD、SOD活性均在P2(0.2 g P_2O_5·kg~(-1))水平下达到最高,而根系MDA含量、可溶性糖与脯氨酸含量降到最低。(2)适宜的水磷耦合配比(W3P1、W3P2)有利于藜麦各营养器官生物量(茎重、叶重)的积累以及后期产量的形成,而根重、序重在W2P3组合最优。高水处理更有利于植株对茎、叶生物量的分配,低水处理有利于植株对根、序生物量的分配,在重度干旱胁迫(W1)下,高的施磷量(P2与P3)均显著提高了植株对根重与序重的生物量分配。(3)在3种灌水处理下,施磷量均在P2(0.2 g P_2O_5·kg~(-1))水平下有利于植株顶穗的形成。分枝数、穗数、单株粒重与千粒重均表现出低磷促进,高磷抑制的单峰曲线,均在P2(0.2 g P_2O_5·kg~(-1))水平达到峰值;各施磷水平下,单株粒重与千粒重均在正常灌水(W3)达到最大。【结论】适宜的施磷量P2(0.2 g P_2O_5·kg~(-1))可以促进藜麦根系生长,增大根系与土壤的接触面积,提高根系活力,增强根系抗氧化能力,从而提高藜麦的抗旱能力;适宜的水磷耦合配比(W3P2)有利于藜麦各营养器官生物量的积累以及后期产量的形成。     

温室网纹甜瓜干物质分配、产量形成与采收期模拟研究

 【目的】建立一个可以预测温室网纹甜瓜产量与采收期的模拟模型，为温室网纹甜瓜生产管理和环境调控的优化提供决策支持。【方法】本研究据温室网纹甜瓜器官生长与温度和辐射的关系，建立了基于分配指数的温室网纹甜瓜干物质分配、产量形成与采收期模拟模型，并利用不同基质的试验资料对模型进行了检验。【结果】模型对地上部分干重、根干重、茎干重、叶干重、果实干重的模拟结果与1∶1直线之间的R2分别为0.99、0.65、0.97、0.98和0.98；预测相对误差分别为0.88%、70.21%、7.44%、9.33%和5.28%。模型对网纹甜瓜果实鲜重的模拟结果与1∶1直线之间的R2为0.94，预测相对误差为8.13%，对网纹甜瓜直径的模拟结果与1∶1直线之间的R2为0.95，预测相对误差为9.23%，对网纹甜瓜采收期的预测误差在 1 d内。【结论】与已有的温室作物生长模型相比，本研究建立的模型不仅预测精度较高和功能全面，而且模型参数易获取，具有较强实用性。     

不同氮、钾肥施用量对甜瓜养分吸收、分配及产量的影响

【目的】通过研究中等肥力土壤条件下不同氮、钾肥施用量对大棚甜瓜养分吸收、分配及产量的影响,为连栋棚加地膜覆盖高产栽培条件下合理施用氮、钾肥提供理论依据。【方法】采用连栋棚加地膜覆盖栽培,试验设重氮重钾（N2K2）、重氮轻钾（N2K1）、轻氮重钾（N1K2）、轻氮轻钾（N1K1）、中氮中钾（NK）5个处理。以早熟厚皮甜瓜品种‘RX8’（TC620-8-56×TA11-1）为试验材料,在孕穗期、坐果期及成熟期测定不同器官干物质积累量及氮、磷、钾养分累积吸收量,并结合成熟期产量,分析不同氮、钾肥施用量对甜瓜养分吸收、分配及产量的影响。【结果】不同氮、钾肥施用量对甜瓜干物质积累量及氮、磷、钾养分累积吸收量的变化趋势相似,均表现为随生育期的推进而呈上升趋势,不同氮、钾肥施用量只改变不同生育时期干物质积累量及氮、磷、钾累积吸收量,并不改变其累积趋势。从干物质积累及分配特性看,伸蔓期,甜瓜以营养生长为主,NK处理根、茎、叶干物质积累量一直呈较高水平,且茎、叶干物质积累量显著高于其他处理（P＜0.05）,平均分别增加17.8%、16.0%。随着果实发育,干物质积累逐渐转向果实,不同氮钾处理下果实干物质积累分配系数增加,至成熟期果实干物质积累分配系数高达0.62-0.66,NK处理果实干物质积累量及分配系数均显著高于其他处理（P＜0.05）,平均分别增加31.9%、4.27%。从养分积累及分配特性看,甜瓜对钾需求量最大,氮次之,磷最少,成熟期甜瓜氮、磷、钾累积吸收量分别高达4 160.4、1 394.8、7 874.2 mg/株。NK处理氮、磷、钾累积吸收量在伸蔓期、坐果期、成熟期一直呈较高水平,与其他处理相比,NK处理氮、磷、钾累积吸收量均显著增加（P＜0.05）。NK处理坐果期、成熟期果实氮、磷、钾分配系数也一直呈较高水平,且成熟期果实氮、钾分配系数显著高于其他处理（P＜0.05）,分别平均增加9.10%、9.81%。从产量及产量构成因素看,同一供氮水平下,高钾、低钾处理间甜瓜纵径、横径、果形指数、单瓜重及产量差异均未达5%显著水平;同一供钾水平下,高氮处理甜瓜纵径、横径、单瓜重及产量均高于低氮处理,平均分别增加4.81%、6.04%、19.8%及20.5%,且除纵径外,上述指标差异均达5%显著水平;从整体看,NK处理甜瓜纵径、横径、单瓜重、产量均最高,且单瓜重和产量显著高于其他处理（P＜0.05）,平均分别增加21.6%和22.1%。【结论】土壤中等肥力水平及连栋棚加地膜覆盖高产栽培条件下,氮、钾施肥量分别以200 kg·hm^-2、300 kg·hm^-2较为适宜,有利于甜瓜最大限度的提高养分的吸收利用能力,促进养分吸收及营养物质向果实的分配转移,从而得到高产。     

不同水氮供应对小南瓜根系生长、产量和水氮利用效率的影响

【目的】针对西北半干旱区温室蔬菜灌水施氮不合理等问题,通过不同灌水施氮水平处理,探讨作物根系生长与分布、产量和水氮高效利用与水氮供应的关系,揭示根系生长分布对灌水施氮模式的响应机制,为提高蔬菜作物产量和水氮利用效率提供科学依据。【方法】采用不同施氮灌水处理的田间试验,以“金童”小南瓜为供试作物,设置3个总灌水量水平：常规灌水（高水W3、1 500 m3•hm-2）、常规灌水减27%（中水W2、1 100 m3•hm-2）、常规灌水减54%（低水W1、700 m3•hm-2）和3个施氮量水平：常规施氮（高氮N3,350 kg•hm-2）、常规施氮减28.5%（中氮N2,250 kg•hm-2）、常规施氮减57%（低氮N1,150 kg•hm-2）,试验采用完全随机区组设计,共9个处理,研究膜下滴灌不同水氮供应对温室小南瓜根系生长分布、产量和水氮利用效率的影响。【结果】小南瓜90%根系主要集中在0-40 cm土层,且随土层深度的增加,根系密度呈指数下降;当灌水量相同时,低水（W1）和中水（W2）处理根系长度、产量、水分利用效率（WUE）均随施氮量的增加先增加后减少,而高水（W3）处理根系长度随施氮量的增加而增加,不同施氮量处理小南瓜产量差异不显著;与高氮（N3）处理相比,低氮（N1）和中氮（N2）处理小南瓜根系长度、产量随灌水量增加而增加,当灌水量超过1 100 m3•hm-2时,小南瓜根系长度和产量均有所下降;随着灌水量增多,水分利用效率亦显著下降,低水中氮（W1N2）处理水分利用效率最高,为35.59 kg•m-3;灌水量较高（W2和W3）时,氮素利用率（NUE）均随施氮量增加而显著降低,灌水量较低（W1）时,低氮和中氮处理氮素利用率显著高于高氮处理;灌水和施氮对小南瓜总根长作用表现为：氮素作用＞水分作用＞水氮交互作用;细根（直径小于2 mm根系）根长随灌水量和施氮量增加呈抛物线型变化;小南瓜产量与细根根长和根表面积之间均有显著的线性关系。【结论】灌水和施氮过高或过低均可以导致小南瓜产量、水氮利用效率以及根系各项特征参数显著降低,中水中氮（W2N2）处理小南瓜产量和根系各项特征参数均达到最大值;不同水氮处理主要通过对细根根长的影响进而影响小南瓜的产量。综合考虑产量、水氮利用效率以及根系生长分布,灌水量为1 100 m3•hm-2、施氮量为250 kg•hm-2为小南瓜较优的灌水施氮组合。     

节水灌溉、树脂包膜尿素和脲酶/硝化抑制剂对双季稻温室气体减排的协同作用

【目的】研究薄浅湿晒节水灌溉技术的减排增产效果及其与新型氮肥和添加剂的协同作用,提出增产与减排双赢的水氮管理措施。【方法】以江汉平原双季稻为研究对象,设置4种不同水氮管理措施:1普通尿素+常规灌溉(U+CI),作为对照(CK);2普通尿素+薄浅湿晒节水灌溉(U+SI);3树脂包膜控释尿素+薄浅湿晒节水灌溉(CRU+SI);4碧晶尿素(含0.5%硝化抑制剂2-氯-6-三氯甲基吡啶)+氢醌+薄浅湿晒节水灌溉(NU+HQ+SI)。采用静态箱-气象色谱法进行稻田温室气体连续监测,分析不同水氮管理措施的CH_4和N_2O排放量、基于CH_4和N_2O的综合温室效应。水稻收获后统计产量,计算各处理单位产量的排放量(GHGI)。【结果】薄浅湿晒节水灌溉有效抑制了特别是水稻生育后期的CH_4排放峰,导致早稻和晚稻U+SI处理的CH_4排放量极显著地小于U+CI处理(P0.01),且晚稻的减排幅度更大。节水灌溉条件下,施用树脂包膜控释尿素、碧晶尿素混施氢醌比普通尿素进一步减少CH_4排放量,CRU+SI和NU+HQ+SI处理的两季水稻CH_4排放总量分别是U+SI处理的60%和73%。薄浅湿晒节水灌溉促进了稻田N_2O的排放,早稻和晚稻U+SI处理的N_2O排放量分别比U+CI处理显著增加了34%和39%(P0.05)。节水灌溉条件下,相比普通尿素,碧晶尿素混施氢醌、树脂包膜控释尿素处理的N_2O排放量呈现减少的趋势,尤其以碧晶尿素混施氢醌处理的控制效果更好。综合早稻和晚稻2个季节,薄浅湿晒节水灌溉下CH_4和N_2O排放此消彼长,但CH_4减排量大于N_2O增排量。总体而言,薄浅湿晒节水灌溉具有减少稻田综合温室效应的作用,减排效果视不同氮肥种类而不同,以树脂包膜控释尿素的减排效果最高为49%,其次为碧晶尿素混施氢醌,减排幅度达46%,普通尿素最低为28%。同时,施用树脂包膜控释尿素、碧晶尿素混施氢醌更有利于增加水稻产量,降低排放强度。【结论】薄浅湿晒节水灌溉具有减排稳产的良好效果,薄浅湿晒节水灌溉结合施用树脂包膜控释尿素和添加脲酶/硝化抑制剂能进一步增加水稻产量和减少稻田温室气体排放,可作为水稻生产减排增效的推广技术。