隔沟灌溉温室番茄优化水氮耦合模式综合评价

以番茄为试验材料,设置固定隔沟灌和交替隔沟灌两种灌溉方式,每种灌溉方式设置2个灌水水平和2个施氮水平,共8个处理,分别测试每个处理番茄的产量、平均单果重、水分利用效率和品质,最后采用多指标综合评价方法提出优化的水氮耦合模式,结果表明:产量和水分利用效率最优的水氮耦合模式为T8(AFI),推荐灌水量为1 100m3/hm2,施氮量为150kg/hm2;品质最优的水氮耦合模式为T6(AFI),推荐灌水量为1 300m3/hm2,施氮量为150kg/hm2;综合最优的水氮耦合模式为T6(AFI),推荐灌水量为1 300m3/hm2,施氮量为150kg/hm2。     

辽西半干旱区水肥耦合对春玉米产量的影响

采用311-B最优D饱和设计和旱棚微区试验的方法,于2003～2006年在辽西半干旱区开展了滴灌条件下水肥耦合对春玉米产量效应的试验研究。结果表明:氮肥对产量的作用最大,磷肥次之,水分最小;水肥耦合效应大小顺序为:磷水耦合>氮磷耦合>氮水耦合;获得最高产量14298.36kg/hm2的施氮量为285.49kg/hm2,施磷量为128.79kg/hm2,灌水下限为田间持水量的69.29%。     

秸秆还田配施氮肥对土壤性状与水分利用效率的影响

为揭示宁夏扬黄灌区秸秆还田配施氮肥对土壤性状与玉米水分利用效率的影响,在秸秆全量还田(9 000 kg/hm2)条件下,设置4种不同纯氮施用水平:SR+N0(0 kg/hm2)、SR+N1(150 kg/hm2)、SR+N2(300 kg/hm2)和SR+N3(450 kg/hm2),以秸秆不还田施氮量333 kg/hm2为对照(CK),研究秸秆还田配施氮肥对土壤容重、含水率、养分含量、玉米产量及水分利用效率的影响。结果表明,秸秆还田配施氮肥可改善耕层(0～40 cm)土壤容重和孔隙状况,以SR+N2和SR+N3处理效果最优,耕层平均土壤容重分别较CK降低8. 0%和8. 8%,土壤总孔隙度分别较CK提高11. 4%和12. 5%。秸秆还田配施氮肥有利于提高耕层土壤有机碳和全氮含量,随施氮量的增加土壤碳氮比降低,其中以SR+N2和SR+N3处理效果最优。SR+N2处理改善土壤肥力效果最优,其土壤碱解氮、有效磷、速效钾含量分别较CK提高33. 6%、47. 0%、30. 8%。SR+N2处理在玉米生育中后期具有较好的蓄水保墒效应,玉米增产和改善水分利用效率效果最优,两年平均玉米籽粒产量和水分利用效率分别较CK提高33. 9%、26. 2%。通过两年研究发现,在宁夏扬黄灌区,秸秆还田配施氮肥可有效改善土壤物理性质、增加土壤养分含量、调节土壤碳氮比、增强土壤的蓄水保墒能力,从而显著提高玉米籽粒产量和水分利用效率,以秸秆还田配施纯氮300 kg/hm2效果最优。     

全膜双垄沟播条件下施氮量对玉米耗水特性及产量的影响

【目的】探索全膜双垄沟播玉米适宜的施氮量。【方法】以春玉米为研究材料,品种为中地88,设置4个施氮量水平(N0:不施氮;N1:225 kg/hm2;N2:275 kg/hm2;N3:325 kg/hm2),采用田间随机区组试验的方法,测定了玉米在不同生育时期的土壤含水率、株高、叶面积、产量和产量构成因子,计算了玉米的耗水量和水氮利用效率。【结果】玉米全生育期的总耗水量表现为:N3处理N2处理N1处理N0处理,分别为524.7、520.9、496.6、456.7 mm。不同生育时期的玉米株高及玉米叶面积指数,基本上符合随着施氮量的增加而增加的趋势。N1、N2、N3处理的玉米穗长、穗粒数、百粒质量、生物产量、籽粒产量及水分利用效率均显著高于N0、N1处理和N2处理,N1处理和N3处理分别差异显著(p0.05);N2处理和N3处理差异不显著。各施氮处理的氮肥偏生产力表现为:N1处理N2处理N3处理;N2处理的氮肥农学利用效率较N1处理和N3处理分别高52.3%和13.7%,N1、N2、N3处理差异显著(p0.05)。【结论】综合考虑春玉米产量及水氮利用效率等因素,275 kg/hm2为该试验区全膜双垄沟播玉米栽培的最佳施氮量。     

沙漠绿洲地区膜下滴灌棉花产量和氮素利用的水氮耦合效应

研究施肥量和灌水量对膜下滴灌模式棉花氮素利用效率(NUE)的水氮耦合效应的影响。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,进行大田小区膜下滴灌棉花试验。结果表明,1带4行灌水量对棉花产量的影响大于施氮量,2带4行和2带6行施氮量对棉花产量的影响大于灌水量。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行呈显著的正相关,2带4行在施氮量为27.6~69.0 kg/hm2呈负相关,施氮量为69~94.2 kg/hm2呈正相关。2带6行施氮量为27.6~55.2 kg/hm2呈正相关,施氮量为55.2~94.2 kg/hm2呈负相关;灌水量和施肥量对棉花氮素利用效率的影响,3种模式均为施氮量大于灌水量。氮素利用效率与施氮量的关系,1带4行和2带4行在施氮量为27.6~82.2 kg/hm2呈负相关,施氮量为82.2~94.2 kg/hm2呈正相关,2带6行呈负相关。3种滴灌模式氮素利用效率与灌水量呈正相关;根据不同滴灌模式对水氮耦合效应,建立以棉花产量、NUE为目标的不同滴灌模式水氮管理策略。     

基于不同底墒的最优水肥调控方案研究

为了探讨不同底墒条件下的水肥运筹,在大型半自动控制防雨池栽条件下,通过设置不同底墒、生育期补水量及施氮量,研究了各试验因子主效应及互作效应。结果表明,各试验因子对冬小麦产量的影响顺序由大到小依次为底墒、施氮量、补水量,对水分利用效率的影响顺序由大到小依次为底墒、补水量、施氮量;底墒、施氮量、补水量与冬小麦产量、水分利用效率的耦合分别存在显著的负效应和正效应;在底墒充足条件下,施氮量能充分发挥底墒的增产作用,提高水分利用效率。通过优化分析,得出各指标可接受区域（大于等于0.95最大值）的重叠区域所对应的水氮范围分别为：90~100mm和104.5~224.5kg/hm2（底墒450mm）,94.3~100mm和105.8~186.4kg/hm2（底墒350mm）。底墒为650mm时,冬小麦产量最大,水分利用效率较高,所对应的水氮范围分别为71~100mm和141.2~264.8kg/hm2。     

不同水氮管理模式下玉米光合特征和水氮利用效率试验研究

【目的】提高水氮利用效率、玉米产量和经济效益。【方法】设置3个灌水定额水平(W0:0 mm、W1:40 mm、W2:80 mm),4个施氮量水平(N0:0 kg/hm2、N1:180 kg/hm2、N2:230 kg/hm2、N3:280 kg/hm2),分析比较了不同水氮管理模式对拔节期春玉米光合速率、叶片瞬时水分利用效率(WUEi)、成熟期地上部分干物质量、产量、水分利用效率(WUE)、氮素积累量以及对氮素利用的影响。【结果】施氮可以显著提高拔节期光合速率,当施氮量由230 kg/hm2提高到280 kg/hm2,光合速率的增幅减小。施氮对WUEi有促进作用,而灌水定额在40～80 mm之间时,增加灌水定额不利于WUEi提高。N2W1处理的成熟期地上部分干物质累积量和产量较N0W0处理分别提高54.27%和78.36%。玉米水分利用效率在2.31～3.61 kg/m3之间,在各施氮水平下WUE表现为W0水平W1水平W2水平。灌水施氮处理植株和籽粒的氮素累积量明显高于N0W0处理的,施氮对成熟期籽粒和植株的氮素累积均有显著影响(P0.05)。W1水平下植株氮素积累量与W0水平差异显著,但与W2水平差异不大。W1水平下的籽粒氮素积累量最大,与W0水平差异显著。氮肥偏生产力随施氮量的升高而减小,在同一个施氮水平下,氮肥偏生产力表现为W1水平W2水平W0水平。N2W1处理的氮素籽粒生产效率最高,除N3处理外,当灌水定额增加时,氮素籽粒生产效率有所增加,但增幅变小。【结论】增加施氮量可以提高产量和干物质量积累,提升水分利用效率,而氮素利用效率随着施氮量的增加呈先增加后减小的趋势,氮肥偏生产力与施氮量负相关。建议当地采取灌水定额40 mm,施氮量230 kg/hm2的灌水施氮方式。     

拔节期水氮处理对冬小麦耗水特性和水分利用效率的影响

【目的】探索黄淮地区冬小麦适宜水氮管理模式。【方法】通过田间小区试验,研究了不同灌水量(90 mm (W1)、60 mm (W2)、0 mm (W3))和施氮量(300 kg/hm2(N1)、225 kg/hm2(N2)、150 kg/hm2(N3))对冬小麦耗水特性、产量和水分利用效率的影响。【结果】灌水量从0增加到90 mm,冬小麦耗水量增加了67～106 mm,降水和土壤供水量占耗水量的比例降低;随施氮量增加,冬小麦耗水量和土壤供水占耗水量的比例增加,降水所占比例降低。相同灌水条件下,灌水量和降水量占总耗水量比例随施氮量增加而降低;施氮量从150 kg/hm2增加到300 kg/hm2,土壤贮水量消耗占总耗水量的比例从1.6%～4.9%增加到8.3%～9.9%。拔节期灌水、追施氮肥提高了拔节—开花期、开花—成熟期阶段耗水量和平均日耗水强度;与W3N3处理相比,随灌水和施氮量的增加,拔节—成熟期的耗水量增加了7.4%～63.5%;增加灌水量降低了冬小麦水分利用效率、土壤水利用效率和灌溉水利用效率,提高了降水利用效率。在W1条件下,N1、N2处理的水分利用效率、降水利用效率和灌溉水利用效率分别比N3提高了18.18%～22.98%、24.66%～26.32%和24.68%～26.32%;在W2、W3条件下,水分利用效率、降水利用效率、灌溉水利用效率随施氮量的增加逐渐增加,土壤水利用效率随着施氮量增加逐渐减小。【结论】在试验条件下,综合考虑籽粒产量和水分利用效率,拔节期灌水90 mm、施氮225 kg/hm2和拔节期灌水60 mm、施氮300 kg/hm2为产量和水分利用效率兼优的灌溉施肥组合。     

施氮对滴灌复播青贮玉米光合特性的影响

通过田间试验研究了相同灌溉定额(288 mm)条件下,行距(KZ,JY)和施氮水平(CK:14.04 kg/hm~2,F_1:97.56 kg/hm~2,F_2:167.16 kg/hm~2,F_3:236.76 kg/hm~2,F_4:306.36 kg/hm~2,F_5:375.96 kg/hm~2)对复播青贮玉米光合特性的影响.结果表明:施氮量为167.16~236.76 kg/hm~2,KZ的产量比JY增加5.41%~8.71%;光合有效辐射为1 500~2 000μmol/(m~2·s~(-1))时,青贮玉米净光合速率和蒸腾速率较大,水分利用效率随光合有效辐射增加呈递减趋势;施氮量为167.16~236.76 kg/hm~2时,拔节期KZ高于JY;抽雄吐丝期KZ低于JY,KZ叶片水平水分利用效率显著高于JY;施氮量为167.16~236.36 kg/hm~2时,拔节期和抽雄吐丝期KZ光合势显著高于JY.就作物高产、高效而言,滴灌复播青贮玉米适宜的光合有效辐射为1 500~2 000μmol/(m~2·s~(-1)),施氮量为236.76 kg/hm~2时,行距为KZ.     

玉米不同水肥条件的耦合效应分析与水肥配施方案寻优

利用四元二次回归分析建立了氮肥、磷肥、钾肥、灌水量对玉米光合速率的回归模型,分析了各因素对玉米光合速率的单因素效应、边际效应与耦合效应。各因素对玉米光合速率的影响程度由大到小依次为:灌水量、氮肥、钾肥、磷肥,光合速率随各因素的增加均呈现先增加后减小的趋势。水氮、磷钾、水钾耦合效应显著,其余因素耦合效应不显著。水氮、磷钾耦合对玉米光合速率存在负交互作用,水钾耦合存在正交互作用。建立了玉米光合速率、产量与水分利用效率的多目标优化模型,利用遗传算法对该模型进行模拟寻优,得到的最优水肥组合为:氮肥270.00 kg/hm~2、磷肥60.26 kg/hm~2、钾肥60.02 kg/hm~2、灌水量700.00 m~3/hm~2,该组合下得到的最优玉米光合速率为13.54μmol/(m~2·s),产量为24 520.10 kg/hm~2,水分利用效率为5.14 kg/m~3。     

不同水肥处理对马铃薯肥料利用效率的影响

通过大田试验,以补水量X_1、氮肥量X_2、磷肥量X_3、钾肥量X_4为试验因素,选用4因素10水平的均匀设计,研究不同补水量以及氮、磷、钾配施对马铃薯肥料利用率的影响。通过偏最小二乘和逐步回归建立N、P、K肥利用效率与试验因素的回归模型。结果表明:过量施肥会导致肥料利用率降低,各因素对N、P、K肥料利用效率影响差异显著(P0.05);各因素对N肥利用率影响顺序为:X_4X_2X_1X_3,对P肥利用率影响顺序为:X_3X_1,均大于X_2和X_4,对K肥利用率的影响顺序为:X_4X_3X_2X_1。在实验条件下,推荐补水施肥方案为:补水量为1 058.5m~3/hm~2,N、P_2O_5、K_2O分别为241.05、380.6、93.5kg/hm~2。     

水肥耦合对马铃薯干物质生产量的影响

通过大田试验,以灌溉定额X_1、氮肥量X_2、磷肥量X_3、钾肥量X_4为试验因素,选用4因素10水平的均匀设计,研究水肥耦合对马铃薯干物质生产量的影响。通过逐步回归建立干物质生产量与试验因素的回归模型,结果表明:各因素对马铃薯干物质生产量的影响顺序为:X_3X_1X_2X_4;两因素交互作用对马铃薯干物质生产量影响顺序为:X_31X_2X_1X_4X_3X_4X_2X_3X_1X_3;当X_1为1 036.27 m/hm2,X_2为241.05kg/hm~2,X_3为166.18kg/hm~2,X_4为77.60kg/hm~2时马铃薯干物质最优生产量为1.975 488万kg/hm~2。     

水肥耦合对马铃薯叶绿素和光合速率的影响

通过大田膜下滴灌种植马铃薯试验,以补灌量(X_1)、施氮量(X_2)、施磷量(X_3)、施钾量(X_4)为试验因子,采用4因素10水平均匀设计方案,研究水肥耦合对马铃薯叶绿素相对含量(SPAD)和净光合速率(Pn)的影响。结果表明:SPAD值在苗期最高,最高值为56.4;在块茎成熟期最低,最低值为36.9;马铃薯Pn的日变化曲线呈现双峰趋势,中午有"午睡"现象;通过多因子及平方项逐步回归和偏最小二乘法回归建立模型,单因素对SPAD值的影响次序为:X_4X_2X_1X_3,交互项效应对SPAD值的影响次序为:X_3X_4X_1X_3X_1X_4X_2X_3X_2X_4X_1X_2;交互项效应对Pn的影响次序为:X_2X_4X_2X_3X_1X_3X_3X_4X_1X_2X_1X_4;以SPAD值为目标时,最优SPAD值为44.76,相应的X_1、X_2、X_3、X_4分别为666.90m~3/hm~2、142.66、150、85.48kg/hm~2;以SPAD值和Pn为综合目标时,最优SPAD值为43.51,最优Pn为14.57μmol/(m~2·s),相应的X_1、X_2、X_3、X_4为:903.3m~3/hm~2、164.13、145、81.9kg/hm~2。     

水氮磷钾四因素对烤烟烟碱含量的影响研究

通过盆栽试验探讨了水、氮、磷、钾施用量对烤烟不同生育阶段末烤烟烟碱含量影响,为优质烤烟生产提供依据。以"粤烟98"为试验材料,利用多元回归拟合建立不同生育期末烤烟烟碱含量与氮、磷、钾肥及水分用量因子之间的回归模型,分析因素间的交互效应。结果显示:伸根期烟碱含量不受水肥供应量的影响,旺长期烟碱含量与供氮量关系密切;成熟期末烤烟烟碱含量与氮磷钾水供应量显著相关,当其他因子为中间水平时,烤烟烟碱含量随着供氮量的增加而显著增加,随着灌水量的增加而减小,随着施磷量的增加先增加后缓慢减小,随着施钾量的增加先增加后显著减小;水氮和磷钾的交互作用对成熟期末烟碱含量影响显著;在本试验条件下,中等偏下的氮元素(5.52~9.2g/pot)、中等偏上的磷元素(4.6~6.44g/pot)、中等偏下的钾元素(11.04~18.4g/pot)及中等偏上的水分(60%W~70%W)可以使得烤烟的烟碱含量处于适宜范围。     

黑龙江省西部半干旱区不同水肥条件对大豆产量的影响

通过田间试验,以大豆为供试作物.采用二因素二次饱和D-最优设计(206)进行水肥试验,对不同水肥处理的滴灌大豆产量进行了初步研究.试验结果表明,在供试条件下,水、氮对产量有明显的促进作用,而且氯素作用大于灌水作用;两因素交互作用对大豆产量的影响为正效应.     

沙漠绿洲灌区不同水氮水平对甜瓜产量和品质的影响

选用河西地区广泛应用的甜瓜品种,采用裂区设计,研究河西灌区甜瓜生长期不同水氮投入量对甜瓜产量和品质的影响。在试验条件下,增加灌水和施氮均能促使产量和品质提高,且氮素作用大于灌水效应;在一定范围内,甜瓜产量随着灌水量和施氮量的增加而提高;在灌水量达到2 700m3/hm2、施氮量达到240kg/hm2时,甜瓜产量最高,为53 849kg/hm2,水分利用率达到19.94%,氮肥利用率达到22.22%。继续增加灌水、施肥量,产量和品质有下降趋势;综合产量、品质和水氮利用率,灌水量为2 700m3/hm2,施氮量240kg/hm2为较适宜水平。     

黑龙江省半干旱区玉米喷灌水肥耦合效应试验研究

干旱和土壤贫瘠是限制干旱半干旱地区农业发展的主要因素。因此,合理制定不同喷灌水量的玉米施肥方案,对玉米产量效应具有重要意义。在喷灌施肥条件下,采用311-A最优混合设计,开展春玉米水肥耦合大田试验。通过对试验数据的分析研究,发现影响玉米产量的主要因素依次是氮肥用量、灌水量和磷肥用量。各个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×NP×水。春玉米全生育期喷灌水肥耦合最佳组合为:磷肥134.4kg/hm~2、氮肥282.5kg/hm~2、灌水量1 061.0m~3/hm~2,产量为15 853kg/hm~2。     

含盐土壤水肥耦合对向日葵生理生态因子影响

盆栽试验在内蒙古河套灌区沙濠渠试验站进行,采用三因素五水平二次通用旋转组合设计,以土壤含水率、施氮肥量、土壤EC值为因子,对向日葵生理生态影响展开研究.结果表明,含盐土壤EC值0.1～0.45 mS/cm时.幼苗出土在播种后5～7 d;EC值为0.45～0.8 mS/cm时,幼苗出土在播种后8～12 d;盐渍化土壤水肥...     

商丘试验区夏玉米节水高产水肥耦合数学模型与优化方案

在人工控制试验条件下，采用二次通用旋转组合设计，对影响夏玉米产量的Ｎ、Ｐ和水三因素的综合效应进行了研究。结果表明，水肥配合存在阈值反应，这个阈值是：Ｎ为１０５ｋｇ／ｈｍ２，Ｐ２Ｏ５为５２．５ｋｇ／ｈｍ２，灌溉定额１５００ｍ３／ｈｍ２。低于阈值水平，Ｎ、Ｐ无明显增产效应，ＷＵＥ值低；高于阈值，水肥互作增产效应显著。增加Ｎ、Ｐ投入和适宜限量供水是提高ＷＵＥ值的重要途径。通过对所建数学模型的计算机模拟，提出了不同决策目标下的水肥优化方案。     

Field evaluation of fertigation uniformity as affected by injector type and manufacturing variability of emitters

Fertigation with microirrigation systems is increasing in popularity. Uniformity of fertigation is important for many reasons. Field experiments were conducted to evaluate the effects of injector types and emitters on fertigation uniformity by simultaneously measuring the distributions of water application, solution concentration, and fertilizer applied within a subunit of microirrigation system. Three conventionally used injectors, a water-driven piston proportional pump, a venturi device, and a differential pressure tank, were evaluated with three different emitters. The results indicated that both manufacturing variability of emitters and injector types had a very significant effect on the uniformity of fertilizer applied, while the uniformity of water application was mainly dependent on emitter type. The uniformity of solution concentration was dependent on injection methods. Emitters having a higher manufacturer’s variation produced a more nonuniform distribution of water application and fertilizer applied. For a given emitter type, a differential pressure tank produced considerably higher coefficients of variation (Cv) for water application and fertilizer applied than a proportional pump or a venturi injector because a differential pressure tank released fertilizer in a decreasing rate with time. To obtain a uniform fertigation distribution, an injector that can inject fertilizers in a constant rate is recommended. The relationship between water application uniformity and fertigation uniformity for a microirrigation system was established for different injection methods. Cv for fertilizer applied was very close to water application Cv for a microirrigation system using a proportional pump or a venturi injector as an injection device. However, fertilizer Cv for a differential pressure tank was approximately double of the water application Cv. The injection method and injector performance should therefore be considered in the design of microirrigation systems.