不同节水灌溉模式对水稻生理生长和产量形成的影响

为研究水稻生理生长和产量形成对不同节水灌溉模式的响应规律,设计4种不同节水灌溉模式(浅水勤灌、湿润灌溉、控制灌溉和蓄水控灌),观测不同节水灌溉模式下水稻株高、叶绿素含量的动态变化,分析水稻总产量及其组成(每穴有效穗数、每穗粒数、结实率、千粒质量和每穴产量)。结果表明:不同节水灌溉模式下水稻株高变化规律的差异并不明显,水稻收获时的株高以蓄水控灌最高(103.4 cm),控制灌溉处理次之;线性模型和指数模型均能较好地模拟不同节水灌溉模式下水稻株高随移栽后时间的动态变化,相关系数分别为0.978 1～0.982 4和0.975 6～0.982 7;水稻叶绿素含量于移栽后76 d达到峰值,移栽76 d后进入衰退期,叶绿素含量逐渐下降,蓄水控灌处理水稻生长中后期叶绿素含量总体高于其他模式;不同节水灌溉模式对水稻每穴有效穗数、每穗粒数、结实率、千粒质量和每穴产量均存在影响,蓄水控灌模式下水稻产量最高,达到10 172 kg/hm~2,而浅水勤灌处理水稻产量处于最低水平(8 735 kg/hm~2)。     

稻田总磷迁移规律与最佳灌排模式研究

以超级稻为试验对象,采用随机试验设计,利用测桶试验,研究浅水勤灌、控制灌溉、浅湿调控、覆秸秆旱作灌排模式下地下排水及不同深度土壤渗漏液的总磷迁移规律。结果表明,与浅水勤灌和浅湿调控相比,控制灌溉和覆秸秆旱作显著降低了灌水量、灌水次数、地下排水量、总磷浓度和总磷流失负荷,有明显的节水省工减排效果。不同灌排模式地下排水总磷质量浓度波动下降,最大为0. 450 mg/L;不同灌排模式、不同深度土壤渗漏液中,总磷浓度表现不同,除分蘖后期外均为表层最高,且随土壤剖面深度的增加而降低。浅湿调控和覆秸秆旱作的土壤渗漏液总磷浓度高于浅水勤灌和控制灌溉。控制灌溉、覆秸秆旱作两年灌溉水分生产率均显著高于浅湿调控、浅水勤灌。与浅水勤灌相比,控制灌溉显著增产10. 45%,覆秸秆旱作显著减产14. 69%。综合灌排水量、灌水次数、磷素流失负荷、产量和灌溉水分生产率,控制灌溉是节水、省工、减排、高产的最佳灌排模式。     

控水控肥对微喷灌三七土壤磷素的影响

通过3个控水水平和4个控肥水平正交试验,对2017—2019年泸西县大栗树村三七典型种植区控水控肥条件下微喷灌三七土壤全磷和速效磷运移分布及其储量特性进行试验研究.结果表明:不同灌水量全磷以三七植株为中心沿水平方向和土壤深度增大均逐渐减小,水平方向最大值出现范围在0~10 cm,土壤深度最大值出现范围在0~20 cm.速效磷沿水平方向和土壤深度增大均先减小后增大,沿水平方向和土壤深度方向最大值出现范围均在0~20 cm.不同施肥量全磷和速效磷以三七植株为中心沿水平方向和土壤深度增大均先减小后增大,处理W3F2全磷和速效磷水平方向和土壤深度方向最大值出现范围在0~10 cm.不同灌水量全磷和速效磷分布均匀系数均随灌水量增加先减小后增大,处理W3F2全磷和速效磷分布均匀系数最小,分别为46.77%和62.70%,处理CK全磷偏态系数为负值,其余处理全磷和速效磷偏态系数均为正值.不同施肥量全磷和速效磷分布均匀系数均随施肥量增加先减小后增大,处理W2F3全磷分布均匀系数最小,为46.83%;处理W2F4速效磷分布均匀系数最小,为68.68%;处理W2F1速效磷偏态系数为负值,其余处理全磷和速效磷偏态系数均为正值.不同灌水量全磷和速效磷储量在土壤表层0~20 cm最大,全磷和速效磷储量均随土壤深度增加而减少,随灌水量增加而增加.不同施肥量全磷和速效磷储量均随施肥量增加先增大后减小,处理W2F3全磷和速效磷储量平均值最大.该研究对三七土壤水肥高效利用和调控提供技术支持,对三七高产优质种植具有指导意义.     

蓄水坑灌果园土-树系统中重金属Cd富集特征与风险评价

植物对Cd的吸收和运转能力较强,为了探明蓄水坑灌果园土壤和果实中重金属Cd的含量及其污染风险,以10年生红富士丹霞果树为供试材料,于2019年开展苹果树蓄水坑施灌试验。利用BCR法测定了果园土壤和果树各器官中重金属Cd的含量,并采用单因子法对土壤和果实中重金属Cd含量进行风险评价。结果表明:蓄水坑灌模式促进了果园土壤重金属Cd在土壤表层的累积和向土壤深层的迁移和转化,蓄水坑灌果园0～40 cm土层土壤重金属Cd含量在整个生长季的下降幅度较常规灌溉处理低7.59%～15.72%,而40～160 cm土层土壤重金属Cd含量下降幅度较常规灌溉处理高0.96%～20.95%;生育期末蓄水坑灌果园20～40 cm土壤Cd和传统灌溉果园在60～160 cm的土层范围内表现为不同程度的警戒级尚清洁状态;不同灌溉模式果树各器官对土壤Cd的富集量依次为根系枝梢叶片果实,蓄水坑灌果树各器官Cd含量与吸收富集系数均大于传统灌溉处理,但不同灌溉模式果实中重金属Cd含量均低于我国可安全食用标准。研究结果旨在丰富果园蓄水坑灌理论,亦可为果园土壤环境修复提供科学依据。     

地下水位调控对冬小麦排水中氮磷浓度的影响

为了寻找减少氮磷流失的最优控水方式,采用田间试验研究不同地下水位控制对冬小麦地氮磷流失的影响.研究结果表明,不同控水方式对冬小麦地排水中氮磷浓度影响明显.经地下水位控制,冬小麦各生育期地下排水中的氨态氮(NH⁺₄-N)质量浓度降低,而硝态氮(NO^-₃-N)质量浓度则有所增加;拔节孕穗期保持水位100 mm处理排水总磷(TP)质量浓度增加,抽穗开花期排水TP质量浓度降低;拔节孕穗期保持水位-200 mm处理TP质量浓度降低,抽穗开花期则有所增加.冬小麦地土壤速效氮质量比在拔节孕穗期有所减少,抽穗开花期保持高水位有利于速效氮质量比降低,拔节孕穗期土壤中的速效磷质量比都有一定幅度的降低,抽穗开花期保持高水位有利于速效磷质量比降低,在水位较低的情况下,控水时间越长,速效磷质量比越大.     

不同模式对盐碱地土壤环境改良效应的研究

研究陕西卤泊滩盐碱地在传统排水和生态蓄水处理下土壤容重、孔隙度、水分、全盐量和养分特征,分析说明不同治理模式下土壤理化特征的差异性,从而为治理盐碱地提供科学依据及论证治理模式的可行性和准确性。在陕西富平设置盐碱地模型试验,分别设置传统排水和生态蓄水2种处理,测定分析0~30 cm土层土壤容重、孔隙度、电导率、全盐量、有机质、全氮、速效钾、速效磷及分形维数;分析0~160 cm土层土壤含水率及贮水量,并综合分析在0~30 cm土层,土壤分形维数平均值与土壤养分平均值相关关系。结果表明:在0~30 cm土层,2种模式下,土壤容重与孔隙度呈现趋势一致,生态蓄水模式较传统排水可有效降低土壤容重,增加土壤孔隙度;同等水量下,在0~160 cm土层,生态蓄水处理下土壤平均湿度和平均贮水量较传统排水处理分别高4.47%和2.57%;在0~30 cm土层,传统排水和生态蓄水处理较试验前显著降低土壤pH值、电导率和全盐含量,且生态蓄水处理减少显著;在0~30 cm土层,各处理下各养分含量表现趋势一致即随着土层的增加而减小,且生态蓄水处理下有机质、全氮、速效钾和有效磷平均含量较传统排水处理分别高18.96%、4.76%、10.67%和9.35%,处理间差异显著(P0.05);在0~30 cm土层,不同处理下土壤团聚体干筛和湿筛的分形维数呈现相反趋势,且与土壤平均容重、有机质、全氮、速效钾和速效磷存在良好的线性关系(R~2=0. 800 6~0.949 9),差异性显著(P0.05)。综上所述,生态蓄水处理较传统排水处理可有效改善土壤理化性质,提高土壤稳定性及土壤质量,可良好地实现盐碱地治理。     

基于熵权系数评价模型的白茶节水灌溉模式研究

为研究不同节水灌溉模式对白茶生长发育和产量形成的影响,设计2种灌溉方式(喷灌和滴灌)及3种相对含水率控制下限水平(65%、75%和85%),观测白茶鲜/干重、叶面积指数、百芽重和芽叶颜色等指标,同时,构建熵权系数评价模型,综合考虑产量、产值、工程建设经济可行性及灌溉水利用效率等指标,优选节水灌溉方案。结果表明:喷灌下85%控水下限处理白茶百芽重、叶面积指数和干重处于最高水平;相同灌溉方式下,提升控水下限使滴灌条件下白茶产量提升2.4%～17.7%,使喷灌条件下产量提升16.7%～30.2%;熵权系数评价模型计算结果表明,喷灌条件下75%控水下限综合效益最优,熵权系数评价值达到0.96。在该灌溉模式下,白茶产量、产值、节水灌溉工程建设的国民经济内部收益率和灌溉水利用效率分别为468.6 kg/hm~2、252.4万元/hm~2、22.3%和0.387 kg/m~3。实际生产中,推荐将喷灌75%控水下限作为白茶节水灌溉模式。     

蓄水控灌模式对水稻产量和水分生产效率的影响

蓄水控灌模式主要是基于水稻对旱、涝的双重适应性,通过降低灌溉控制下限,同时抬高稻田的雨后拦蓄深度和延长降雨在稻田的滞蓄时间来提高雨水资源利用效率的一种灌溉模式。以杂交水稻"K优818"为试验材料,采用小区试验进行了3年试验观测,研究了水稻蓄水控灌模式对降雨利用效率、灌排水量、灌排次数、籽粒产量和水分生产效率的影响,并与常规淹水灌溉和控制灌溉试验进行了分析比较。结果表明,蓄水控灌模式可减少灌排次数和灌排水量,雨水利用效率和水分生产效率明显提高,而产量并未降低。但蓄水深度过大,水稻有小幅减产。上述结果表明水稻蓄水控灌是一种节水、高效、省工的灌溉模式,适于南方多雨地区使用。     

不同水肥调控模式对稻田土壤氮磷肥力的影响试验

选取湖北省漳河灌区,开展了不同水肥调控模式下稻田土壤氮磷肥力影响试验,分析了2种灌溉方式、3种施氮方式互作条件下稻田土壤氮、磷含量的变化及其显著性测验（a=0.05）。结果表明,间歇灌溉能较好维持稻田耕作上层（0～20cm）土壤全氮、全磷含量,对耕作下层（20～40cm）土壤全氮、全磷的维持和促进较差;淹灌对稻田下层（...     

灌排模式对稻田作物水足迹的影响

设置浅水勤灌(FSI)、浅湿灌溉(WSI)、控制灌溉(CI)和蓄水控灌(RC-CI)4种灌排模式,于2017—2018年进行了桶栽观测试验,利用作物水足迹计算方法量化蓝、绿、灰水足迹,分析灌排模式对水稻水足迹及其组成的影响。结果表明:在不同灌排模式下,水稻作物水足迹、组成及其效率均存在差异。所有处理水足迹的范围为846.3~1132.3 mm,RC-CI处理水足迹最小,而FSI最大。FSI、WSI、CI、RC-CI作物生产水足迹年均值分别为1.26、1.18、1.06、1.08 m^3/kg。在水足迹组成方面,蓝、绿、灰水足迹比例分别为10.9%~22.3%、28.8%~44.1%和39.4%~55.0%。FSI处理蓝水比例最大,RC-CI处理绿水比例占有优势。蓄水控灌降低了水稻作物水足迹,其用水结构更为合理,减小了机会成本,能够较好地实现节水减排。本研究可为选择水稻高效灌排模式和农业节水策略制定提供参考。     

水稻三种灌排模式的节水增产和改善土壤肥力效果比较分析

水稻生态灌排模式对改善农田生态环境和保障水稻生产可持续发展具有重要的作用。在南京淳东灌区采用田间小区试验对水稻"控灌中蓄"灌排新模式进行试验研究,观测淹灌、浅湿灌和控灌中蓄三种不同的灌水模式结合晒田程度(轻晒和重晒)条件下降雨的利用率、土壤含水量和水稻产量、土壤速效N和速效P等指标。初步的试验结果表明,控灌中蓄灌溉模式较淹灌处理节水幅度平均达47.2%,控灌中蓄处理的降雨利用率和水分生产效率为最大,分别达到47.8%和1.30kg·m-3,同时控灌中蓄灌溉模式下土壤氧化还原电位和速效性养分较为适宜,水稻实际产量比淹灌增产19.9%~46.6%。水稻控灌中蓄灌排模式在节水、增产和改善农田生态环境中有着显著作用。     

基于最优综合效益的节水灌溉方案熵权系数评价

为比较不同节水灌溉方案综合效益优劣、合理选择灌溉方案,设计不同灌溉模式(喷灌、滴灌和浇灌)和不同灌溉量(140、180和220 m~3/hm~2)处理,以番茄为植物材料,观测不同处理下番茄可售产量、糖酸比和土壤盐分、孔隙度等指标。同时引入熵权系数评价模型,对不同节水灌溉方案进行评价和优选。结果表明,改进熵权系数评价模型可将主观和客观权重有机结合,充分遵循主观经验和客观规律,所得结果科学、可靠,具有较好的推广和应用前景。模型计算结果表明,D2处理(滴灌模式+180 m~3/hm~2灌溉定额)熵权系数评价值最高,达到0.93,表明D2节水灌溉方案具备最优综合效益。在该节水灌溉方案下,番茄可售产量、糖酸比、氮肥利用效率、盐分降低效率和土壤孔隙度分别为132.3 t/hm~2,10.73,62.1%,33.9%和52.2%。     

水氮耦合下黑土稻作碳氮磷累积分配和化学计量特征

为阐明黑土稻作碳氮磷吸收累积分配对水氮耦合模式的响应机制并解析氮磷养分限制状况,设置常规淹灌（F）、浅湿灌溉（S）和控制灌溉（C）3种灌溉模式,0、85、110、135kg/hm2（N0、N1、N2、N3）4个施氮量水平,共计12个处理,研究不同水氮耦合模式对水稻各生育期植株碳氮磷含量、累积量、分配比例、化学计量比以及氮磷养分限制状况的影响。结果表明：不同水氮耦合处理下,生育期内茎鞘碳氮磷含量分别为35.87%~39.43%、0.44%~2.19%、0.14%~0.32%,叶碳氮磷含量分别为36.34%~40.83%、0.76%~3.70%、0.14%~0.36%,穗碳氮磷含量分别为37.05%~41.72%、0.82%~1.63%、0.24%~0.39%。控制灌溉可提高拔节孕穗期至成熟期碳氮累积量,常规淹灌生育期内磷累积量始终高于浅湿灌溉和控制灌溉。3种灌溉模式下,成熟期N1、N2、N3处理较N0处理碳累积量分别提高31.46%、52.55%、57.37%,氮累积量分别提高52.98%、117.63%、144.88%,磷累积量分别提高50.28%、79.85%、93.89%。水稻茎鞘碳氮磷分配比例先增后减,叶碳氮磷分配比例持续减小,穗碳氮磷比例持续增加。与常规淹灌和浅湿灌溉相比,控制灌溉模式对水稻植株碳含量影响较小,但能提升水稻植株生长中后期氮含量,并降低植株磷含量,从而降低水稻植株C/N,提高水稻植株C/P和N/P。施氮处理显著提高水稻植株氮含量,小幅提升水稻植株磷含量,对水稻植株碳含量影响相对较小,进而降低水稻植株C/N、C/P,提高水稻植株N/P。常规淹灌和浅湿灌溉模式下,水稻地上部植株从磷限制过渡到氮磷共同限制再到氮限制状态,控制灌溉模式下,水稻地上部植株仅从磷限制过渡到氮磷共同限制状态。总体上,控制灌溉可促进氮素吸收并提升水稻产量,综合考虑CN2为最佳水氮耦合模式。     

蓄水控灌模式下水稻耗水量及灌排定额初探

提出了水稻"蓄水控灌"的概念。以杂交水稻"K优818"为试验材料,采用小区试验,研究了蓄水控灌模式下水稻耗水量、灌排定额、产量和水分生产效率的变化规律。结果表明,蓄水控灌模式下耗水量较淹水灌溉减少5%~14%;灌溉和排水分别减少21%~37%和25%~54%。籽粒产量略有增或降低,而灌溉水生产效率大幅度提高。表明水稻蓄水控灌是一种节水、高效、环保的灌溉模式,适于多雨地区应用。     

池塘养殖废水灌溉与减量施肥对水稻产量及土壤氮磷迁移的影响

采用大田试验,以常规施肥量下普通水源灌溉为对照(CK),研究了减量施肥条件下,池塘养殖废水灌溉后对水稻产量、养分吸收和0~60 cm土壤剖面中氮磷分布的影响。结果表明,池塘养殖废水灌溉条件下,水稻产量以常规施肥量下处理最高,较CK处理增产2.3%,氮磷吸收量分别增加了4.4和2.0 kg/hm~2,80%常规施肥时其产量和氮磷吸收量与CK处理相似,而60%常规施肥量下产量和氮吸收量较CK处理显著降低;在水稻生长期内,100%常规施肥(100%CF)、80%CF和60%CF处理耕层土壤全氮含量分别平均增加3.8%、-2.3%和-10.1%,全磷含量分别平均增加3.3%、-4.2%和-10.7%;土壤全氮、碱解氮、全磷和速效磷含量在0~60 cm土层深度随着土壤深度的增加而呈现降低的趋势,在同一土层深度下,会随着施肥量的减少而减少,因此,减量施肥下池塘养殖废水灌溉不会导致土壤剖面中氮磷量的增加。综合考虑作物的产量效应和土壤氮磷素累积的环境风险,水稻全生育期池塘养殖废水灌溉,可节约化肥20%和清水灌溉量5 700 m3/hm2。     

不同施肥处理红壤水肥耦合效应的研究

对湖南红壤地区不同施肥处理氮磷钾(NPK)、氮磷(NP)、氮(N)、空白(CK)和有机肥氮磷钾配施(NPKOM)小区中硝态氮、铵态氮、速效磷3种速效养分与土壤水分的耦合作用进行了研究,结果表明,未施有机肥的氮磷钾(NPK)、氮磷(NP)、氮(N)、空白(CK)4个处理土壤中硝态氮、铵态氮和速效磷与土壤含水率均呈极显著负相关关系(n=112;P0.01);有机肥与氮磷钾配施处理(NPKOM)土壤中硝态氮、铵态氮和速效磷3种速效养分与土壤含水率也呈极显著的负相关性(n=40;P0.01)。研究区土壤水分和速效养分存在着较好的耦合作用;而增施有机肥可以改善土壤的团粒结构和理化性质,更有利于水肥的耦合作用。     

不同水氮调控模式对稻田土壤氮素分布与有效性的影响

为了进一步阐明寒地黑土区不同水氮调控模式对铵态氮、硝态氮在不同土层累积及土壤氮素有效性的影响,以田间小区试验为基础,结合~(15)N示踪微区试验,研究了不同水氮调控模式下土壤剖面的无机氮以及肥料氮素的NH_4~+-~(15)N和NO_3~--~(15)N累积情况,并根据同位素测定结果分别计算了土壤氮素有效性“A”值,从不同角度分析了不同水氮调控模式对土壤氮素有效性的影响。研究结果表明:控制灌溉和常规灌溉两种灌溉模式下土壤无机氮和以无机氮形态残留的肥料氮素在土壤剖面的累积量均随施氮量的增加而增大,并随土层深度的增加而减少。不同施氮量下稻作控制灌溉模式表层土壤(0～20cm)中无机氮和以无机氮形态残留的肥料氮素的累积量均高于常规灌溉,20～40cm和40～60cm土层的无机氮和NO_3~--~(15)N总累积量均低于常规灌溉,不同灌溉模式间20～60cm土层中NH_4~+-~(15)N的累积量差异不显著(P0.05)。相同施氮量下常规灌溉模式20～40cm土层的NO_3~--~(15)N累积量较控制灌溉模式增长了10～11倍;40～60cm土层的NO_3~--~(15)N累积量较控制灌溉模式增长了近3倍。不同施氮量下稻作控制灌溉模式水稻成熟期氮素积累量中77.77%～84.51%来自于土壤氮素,较常规灌溉提高了12.91%～23.12%,且相同施氮量下稻作控制灌溉模式土壤氮素有效性“A”值较常规灌溉模式分别提高了9.41%、5.65%和3.69%。不同施氮量下与常规灌溉相比,稻作控制灌溉模式可以有效提高稻田土壤氮素有效性,减少肥料氮素的淋溶损失,起到了节水减排的作用,研究结果可为制定黑土区稻田合理的水氮调控措施提供参考。     

节灌控排条件下稻田氮平衡模拟及利用效率分析

运用DNDC模型模拟分析不同节灌、施肥、控排条件下稻田氮素平衡状况及氮肥利用效率。结果表明,节水灌溉控制排水条件下,施氮量不大于180kg/hm2时,稻田土壤氮库均呈现亏损,亏损量为54.7～127.6kg/hm2,亏损量随着施氮量的增加而逐渐减小;除浅灌深蓄中氮和浅灌深蓄高氮处理外,控制排水处理土壤氮素亏损量均大于常规排水;浅灌深蓄、施中氮和控制排水的组合是最佳的水肥处理模式。     

不同灌溉方式对枣树根区土壤速效养分赋存及空间异质性的影响

土壤速效养分赋存状况直接影响到枣树的生长和水肥的合理利用,研究了滴灌和地面灌下枣树根区土壤速效养分田间尺度的空间分布和变异特性。对滴灌和地面灌应用年限5年不同深度的枣树根区土壤进行了采样分析。结果表明:枣树根区土壤硝态氮含量随土壤深度的增加呈减少趋势,随水平距离的增加而逐渐升高。生育期初期土壤硝态氮含量较低,新梢期土壤硝态氮逐渐增加,滴灌和地面灌土壤硝态氮变异系数均随着土壤深度和水平距离的增加而减少,减少幅度滴灌大于地面灌;生育期初始阶段两种灌溉方式下土壤碱解氮随深度的增加均呈现减少的趋势,水平方向上碱解氮含量差异不明显,新梢期土壤碱解氮呈现增加的趋势,灌溉方式对土壤碱解氮的空间异质性影响较小;枣树生育初期,滴灌和地面灌枣树根区各层土壤速效钾含量较高,进入新梢期后其含量迅速下降。滴灌和地面灌下土壤速效钾含量的变异系数均随着土壤深度的增加而减小,随着水平距离的增加呈现先减小后增大的趋势;土壤有效磷枣树生育期开始阶段含量较高,新梢期迅速降低。滴灌和地面灌在水平方向的变异系数均随着距离的增加而减小,滴灌处理变异性大于地面灌。综上,灌溉方式对土壤硝态氮的空间分布和变异性的影响最大,对碱解氮的影响最小。     

不同灌溉方式对猕猴桃园土壤质量的影响

为探明不同灌溉方式对猕猴桃园土壤质量的影响,2016-2017年在陕西眉县和杨凌猕猴桃园布设微喷灌、地面灌溉和滴灌处理,对0～50 cm土层的土壤容重、田间持水量、土壤孔隙度、有机质、速效钾、速效磷和碱解氮进行了统计分析,并利用土壤质量综合指数对不同灌溉处理土壤质量进行了评价。结果表明:(1)微喷灌和滴灌处理土壤容重、土壤孔隙度和田间持水量在0～50 cm各土层内无差异,在0～30 cm各土层均显著优于地面灌溉处理(P0.05);(2)与猕猴桃施肥标准相比,3种处理在0～50 cm土层内有机质和碱解氮均亏缺,微喷灌和地面灌溉处理在该土层内速效钾和磷均处于盈余状态;(3)土壤容重和有机质是反映猕猴桃园土壤质量的综合指标;(4)滴灌处理土壤质量综合指数在10～50 cm各土层显著高于微喷灌和地面灌溉处理(P0.05),是二者的1.21～1.81倍。因此,猕猴桃园采用滴灌是土地可持续性利用的有效措施。研究成果为猕猴桃园灌溉措施筛选及土地可持续性利用提供参考。