滴灌施肥下不同栽培模式对马铃薯生长和水肥利用的影响

为了研究滴灌施肥灌溉条件下马铃薯配套的栽培模式,参考大型喷灌机灌溉条件下马铃薯的栽培模式,布置了"窄垄种植单行马铃薯"和"宽垄种植双行马铃薯"两种栽培模式,研究了滴灌施肥灌溉条件下两种栽培模式对马铃薯生长、产量和水肥利用效率等的影响。结果表明,在滴灌施肥灌溉下,通过负压计指导施肥灌溉,当滴头正下方20cm深度处的土壤水基质势低于-25kPa时进行施肥灌溉时,与"窄垄种植单行马铃薯"栽培模式相比,"宽垄种植双行马铃薯"的栽培模式能有效地改善根区土壤水分状况,促进马铃薯的生长,马铃薯不仅增产9.0%~18.0%,并且灌溉水利用效率提高了15.6%~46.0%,偏肥料生产力提高了17.5%~38.0%。     

微咸水滴灌施肥灌溉对马铃薯生长和水肥利用的影响

针对柴达木盆地马铃薯农业生产对水-肥-盐综合管理的需求,布置了5个滴灌施肥灌溉比例(施肥量分别为当地马铃薯施肥量的10%、30%、50%、70%、90%)的田间试验,试验通过控制滴头正下方20 cm处的土壤基质势下限高于-20 k Pa进行滴灌水盐调控和施肥灌溉。结果表明:在柴达木盆地、微咸水灌溉条件下,当滴头正下方20 cm深度土壤基质势控制在-20 k Pa以上,滴灌施肥灌溉阶段0~40 cm内土壤水分和盐分状况良好,但灌溉停止后土体中的盐分有增加的趋势;随着施肥比例的增加,马铃薯的株高、叶面积、地上生物量干质量及产量先增加再降低,当施肥比例为70%时达到最大。滴灌高频施肥灌溉且当施肥比例为当地马铃薯推荐施肥量的70%左右时,马铃薯既能获得高产,又可保证较高的水肥利用效率。     

沙地喷灌土壤基质势调控对土壤水分分布和马铃薯产量的影响

[目的]制定砂质土壤马铃薯的喷灌灌溉制度。[方法]选择“夏波蒂”(抗旱性弱)和“费乌瑞它”(抗旱性强)2种不同抗旱能力的马铃薯品种,通过2a的田间试验,研究了不同土壤基质势阈值对土壤水分状况、马铃薯产量与灌溉水利用效率等的影响,以确定马铃薯适宜的土壤基质势阈值来指导灌溉。2012年布置了3个处理,在马铃薯定苗后分别控制垄中心20cm深度处土壤基质势阈值为-20、-30和-40kPa,2013年增加了1个-10kPa处理。[结果]大型喷灌机灌溉条件下监控垄中心20cm深度处土壤基质势可较好地调控马铃薯农田的土壤水分状况;①指导灌溉的土壤基质势阈值越高,马铃薯生育期内0~30cm深度平均土壤基质势越高,并且变化幅度越平缓;土壤基质势阈值越低,0~30cm深度平均土壤基质势越低,且变化越剧烈;40cm深度以下土壤水分状况与土壤基质势阈值的关系不明显。②不同抗旱能力马铃薯品种的产量都随着土壤基质势阈值的降低而线性降低,当阈值低于-15.8 kPa时,土壤基质势每降低1kPa,产量降低1.8%,且主要表现在大薯(W≥250g)和中薯(150g≤ W<250g)质量的降低,单株结薯个数基本不受影响。③灌溉水利用效率随着土壤基质势的降低而线性增加,表现为土壤基质势每降低1 kPa,灌溉水利用效率升高1.3%。[结论]砂质土壤大型喷灌机灌溉或类似农业生产条件下,推荐监控垄中心20cm深度处土壤基质势来指导施肥灌溉,并且土壤基质势阈值建议为-15.8 kPa左右,在淀粉积累期之后可考虑适当地降低土壤基质势阈值,以获得高产和较高的灌溉水利用效率。     

圆形喷灌机施肥灌溉均匀性及蒸发漂移损失

为了评估圆形喷灌机施肥灌溉均匀性和蒸发漂移损失量,通过测试圆形喷灌机入机压力为0.15 MPa时,与喷灌机连接的计量隔膜泵吸肥流量与工作比例间的关系.分析了计量隔膜泵吸肥性能,并通过田间试验测试圆形喷灌机水力性能,评估了不同肥料类型和肥液浓度的施肥灌溉均匀系数及蒸发漂移损失量.结果表明:计量隔膜泵吸肥流量实测值和理论值的标准均方根误差为8.9%,且流量控制精度在工作比例为60%~100%时(相对误差|RE|≤5.6%)远高于工作比例为20%~40%时(|RE|≥13.3%).圆形喷灌机行走速度百分数为100%时,径向肥液水深与施肥量的修正赫尔曼-海因均匀系数基本相等,其变化分别为80%~85%和78%~86%,均小于径向肥液浓度的均匀系数96%~99%.不同肥料类型和肥液浓度处理间灌水、肥液浓度均匀系数差异不具有统计学意义.当风速小于2 m/s时,利用圆形喷灌机进行施肥灌溉产生的蒸发漂移损失量占灌水量的比例为1.5%~10.1%.     

节水灌溉稻田水肥调控技术试验研究

水和肥是制约水稻生长的重要因素,合理的灌溉和施肥有利于提高水肥利用效率和减轻农田面源污染。根据田间试验资料,分析了不同灌溉和施肥方式对水稻产量和水肥利用效率的影响。结果表明,与淹水灌溉相比,控制灌溉水稻节水45.9%,减产7.8%,水分利用效率提高了6.3%~79.8%,群体水平和产量水平下达到显著差异,氮肥利用率增加5.2%~38.4%。与农民习惯施肥相比,实地氮肥管理和控释肥水稻施氮量减少59.8%和55.4%,减产2.4%和13.7%,氮肥利用率增加40.8%~70.8%,叶片水平和群体水平下水分利用效率提高了4.8%~22.8%。水肥综合调控表明,控制灌溉和实地氮肥管理可以作为节水、控污、高效的稻田水肥管理措施。     

圆形喷灌机泵注式施肥装置设计与田间试验

圆形喷灌机水肥一体化作业时对喷洒肥液均匀性有较高要求,需要采用比例施肥装置,确保注入喷灌机的肥液流量保持恒定。为此设计了基于柱塞式注肥泵的泵注式施肥装置,并以注射喷嘴的孔口直径、安装位置以及注肥泵的电源频率为变量,进行了圆形喷灌机应用泵注式施肥装置的喷灌施肥均匀性试验。结果表明,圆形喷灌机停止状态下,注肥泵电源频率50 Hz运行时,3种注射喷嘴孔口直径和3种安装位置的组合工况下喷灌施肥的均匀系数CU为99.00%~99.65%,变异系数CV为0.46%~1.37%,其中当注射喷嘴孔口直径为2.5 mm、安装在进水管水平段位置的工况时获得的喷灌施肥均匀性最佳。圆形喷灌机行走状态下,测得单列雨量筒喷灌施肥均匀系数C*UH为88.77%~90.66%,表明圆形喷灌机采用泵注式施肥装置能够获得较高的喷灌施肥均匀性。此外,通过对比注肥泵电源频率在50 Hz和46 Hz时的喷灌施肥均匀性,发现喷头喷洒肥液的电导率总平均值与电源频率之间具有显著的正相关性,表明改变注肥泵的电源频率是圆形喷灌机实现高均匀度变量喷灌施肥的一种有效途径。     

控失肥作为基肥对滴灌施肥马铃薯生长和品质的影响

【目的】研究控失肥作为基肥在滴灌施肥马铃薯上的应用效果。【方法】通过田间试验,选用"克新1号"(薯块早膨大型)和"夏波蒂"(薯块晚膨大型)2个不同薯块膨大型品种,以复合肥作为基肥为对照,于2012—2013年研究了控失肥作为基肥对滴灌施肥马铃薯生长、产量和品质等的影响。【结果】滴灌施肥条件下,当滴头正下方20cm深度处的土壤水基质势低于-25 k Pa时进行施肥灌溉,与复合肥作为基肥相比,控失肥作为基肥时改善了根区土壤水分状况,促进了块茎膨大初期马铃薯地上部的生长,"克新1号"的株高和鲜生物量分别提高了4.9%~5.1%和2.3%~9.9%,"夏波蒂"的叶面积指数和鲜生物量分别提高了32.7%和45.1%。同时,控失肥作为基肥时有利于"克新1号"块茎膨大后期的块茎膨大,单薯质量提高了2.8%~6.4%,大薯率提高了3.4%~4.5%,增产6.8%~13.1%,并且商品薯率提高了0.7%~2.5%。然而,控失肥作为基肥时却不利于"夏波蒂"块茎膨大后期块茎的快速膨大,单薯质量下降了9.5%~15.1%,最终总产量和商品薯产量分别降低了7.5%~14.1%和5.7%~8.6%。【结论】滴灌施肥时,对于薯块早膨大型马铃薯品种,如"克新1号",建议采用控失肥作为基肥,而对于薯块晚膨大型马铃薯品种,如"夏波蒂",不建议将控失肥作为基肥。     

滴灌水盐调控施肥灌溉对青海油菜产量及水肥利用的影响

针对青海油菜农业生产对滴灌水肥管理及次生盐渍化防治的需求,布置了5个滴灌施肥灌溉比例(施肥量分别为当地油菜施肥量的10%、30%、50%,70%、90%)对油菜产量及水肥利用影响的田间试验,试验通过控制滴头正下方0.2m处的土壤基质势下限高于-20kPa进行滴灌水盐调控和施肥灌溉。试验结果表明:在青海高寒干旱地区、微咸水灌溉条件下,在滴灌高频灌溉阶段,0~0.4m油菜根系分布层土壤水分、盐分和养分状况良好,但当停止施肥灌溉后,土壤养分含量降低,表层土壤盐分升高,但0.3~1.2m土体盐分基本维持平衡。滴灌高频施肥灌溉有利于提高油菜的产量、肥料利用效率和灌溉水利用效率,并且当施肥比例为当地油菜施肥量的50%左右时,油菜产量高、肥料偏生产力较高。     

蓝莓温室智能水肥一体化系统构建

蓝莓基地传统的灌溉施肥方式,不仅水肥利用率低,造成大量浪费,带来环境污染,还导致农产品品质的降低,制约我国现代农业的健康发展。针对上述问题,利用无线传感器物联网监控技术和自动控制技术相结合,基于蓝莓生长环境和水肥需求的规律,构建包括环境信息采集系统、智能化服务平台、灌溉施肥系统以及环境调节设备,可实时监测蓝莓生长环境与生长发育状况,并根据蓝莓生长模型与精准算法及时按需足量实现对蓝莓的灌溉施肥与生长发育智能化控制的蓝莓温室智能水肥一体化系统。试验结果表明设计的智能水肥一体化系统用于蓝莓种植可节水35%~45%,节肥25%~35%,蓝莓增产10%~15%,减少60%以上劳动力,降低农业污染。     

河北华雨农业科技有限公司

<正>河北华雨农业科技有限公司旨在研发、生产、销售和推广先进节水灌溉装备,是我国最早生产大型喷灌机的龙头企业。近年来先后完成国家"九五"攻关项目DPP平移式喷灌机、DYP电动圆形喷灌机等多项重大科技攻关项目,被国家认定为"高新技术企业"。水肥一体化技术是将灌溉与施肥融为一体的农业新技术。水肥一体化是借助压力灌溉系统,将可熔性固体肥料或液体肥料配兑而成的肥液与灌溉水一起     

水肥一体化模式对马铃薯干物质积累及水分利用效率的影响

【目的】探寻适宜于内蒙古阴山北麓地区马铃薯节水高效种植的水肥一体化模式。【方法】采用大田裂区试验,研究了3种灌水量(1 200、2 100、3000 m~3/hm~2)和3种施肥模式(味丹腐殖酸肥、中化大量元素水溶肥、常规NPK肥)组成的9种水肥一体化模式对马铃薯干物质积累及水分利用效率的影响。【结果】较基于腐殖酸肥和大量元素水溶肥施肥模式的水肥一体化模式相比,基于常规NPK配施施肥模式的水肥一体化模式马铃薯全株和块茎干物质快速积累持续时间长、干物质快速积累期间积累速率快,茎、叶、块茎各器官干物质积累量多,茎叶和块茎干重平衡期适期出现,茎叶生长和块茎生长关系协调,产量分别显著增加38.95%～46.93%和35.40%～39.63%,水分利用效率显著提高39.37%～42.96%和33.83%～44.25%。1 200 m~3/hm~2灌水量较2 100、3000 m~3/hm~2灌水量下水分利用效率显著增加27.63%～37.56%、49.62%～57.62%,灌水量对产量影响不显著。【结论】在内蒙古阴山北麓地区相似于本试验条件的马铃薯生产中,推荐使用1 200 m~3/hm~2与常规NPK肥结合的水肥一体化施用模式,既可提高产量,也能节约用水。     

秋耕覆盖对马铃薯生长及水分利用效率的影响

在宁南旱区,采用免耕、深松、翻耕结合秸秆、地膜等覆盖耕作措施,以翻耕不覆盖为对照,研究覆盖耕作模式下休闲期土壤的蓄水保墒效果、马铃薯生育期土壤水分的变化特征及对作物生长、产量及水分利用效率的影响.结果表明:在休闲末期,不同覆盖耕作处理下0~200 cm土层土壤蓄水量均比休闲初期明显提高.与翻耕不覆盖处理相比,免耕覆盖地膜、深松覆盖地膜和翻耕覆盖地膜处理0~200 cm土层土壤蓄水量分别比对照处理提高7.6%,9.3%和8.0%.马铃薯生育前期,覆盖地膜结合不同耕作措施下0~200 cm土层土壤蓄水量最高,生育中后期覆盖秸秆结合不同耕作处理对0~200 cm土层土壤保水效果最佳.覆盖地膜结合不同耕作处理能促进马铃薯生育前期的生长,生育中后期以覆盖秸秆结合不同耕作处理促进作用最为显著.不同覆盖耕作处理均能提高马铃薯的产量和水分利用效率,增产效果以免耕覆盖秸秆、深松覆盖秸秆和翻耕覆盖秸秆处理最为显著,分别较对照组增产51.2%,42.8%和35.3%,水分利用效率分别比对照组提高50.0%,42.3%和32.3%.可见,覆盖秸秆结合不同耕作处理的增产效果和提高水分利用效率最高.     

蓄水坑灌条件下土壤水氮运移的研究进展

为了提高蓄水坑灌条件下土壤水氮的利用率,减少由于灌施不当造成的资源浪费和环境污染,综述了蓄水坑灌土壤水分入渗过程中的变水头入渗、土壤水分分布特性、土壤水分蒸发特性、影响因素以及肥液入渗过程中氮素的分布特性和数值模拟等方面的研究进展和存在问题,提出了蓄水坑灌法今后应亟需加强的研究方向,为蓄水坑灌理论与技术的进一步研究奠定基础。     

秸秆还田配施稳定性氮肥对麦玉轮作水氮利用的影响

为探究秸秆还田配施稳定性氮肥对关中地区麦玉轮作体系作物生长及水氮利用的综合影响,并确定合理的高产高效施肥管理措施,设置两种秸秆还田模式(秸秆不还田、秸秆全量还田)和两种施氮措施(常规尿素和减量施用稳定性氮肥),以无秸秆还田且不施肥作为对照,共5个处理,研究分析作物产量、地上部生物量、土壤氨挥发累积量、土壤含水率、土壤硝态氮残留量及水氮利用效率。结果表明：秸秆还田配施氮肥会分别显著提高夏玉米和冬小麦产量28.03%～39.63%和90.10%～112.52%、地上部生物量27.88%～34.00%和78.96%～107.64%;施用稳定性氮肥较施用常规尿素分别降低夏玉米季和冬小麦季全生育期土壤氨挥发累积量50.18%～59.32%和68.21%～73.43%;秸秆还田会显著提高夏玉米季0～10 cm土壤含水率6.29%～21.38%,显著提高冬小麦季0～10 cm土壤含水率6.80%～25.06%;相同施肥措施下,秸秆还田会显著降低夏玉米与冬小麦收获期0～100 cm土壤NO^-₃-N残留量7.34%～10.78%和6.57%～11.24%,在相...     

水肥供应对榆林沙土马铃薯生长和水肥利用效率的影响

通过大田滴灌施肥试验,研究不同水肥供应对滴灌施肥马铃薯生长、产量及水肥利用效率的影响。大田试验设置3个灌水水平W1(60%ETc)、W2(80%ETc)和W3(100%ETc)以及3个施肥水平(以氮、磷、钾施肥量计)F1(100-40-150 kg/hm~2)、F2(175-60-225 kg/hm~2)和F3(250-80-300 kg/hm~2),共9个处理,分析马铃薯的生长和产量等指标对不同灌水量和不同氮、磷、钾施用量的响应规律。结果表明,灌水量和施肥量均对马铃薯的株高、叶面积指数、干物质量、产量、水分利用效率(WUE)、肥料偏生产力(PFP)、不同块茎质量和经济效益有显著影响。马铃薯生长量、产量和肥料偏生产力均随着灌水量的增加而增加,高水(W3)处理更有利于马铃薯的生长,但W3处理水分利用效率明显低于W1和W2处理,W1处理的平均水分利用效率比W2和W3处理高5.83%和13.05%;生长量和产量随着施肥量的增加先增大后减小,最大产量在高水中肥(W3F2)处理获得,为59 394.98 kg/hm~2,且F2水分利用效率明显大于F1和F3处理。通过线性拟合得出在一定范围内株高、叶面积指数和干物质量对马铃薯产量的增加具有正相关性。综合分析可知,适宜的灌水量和氮、磷、钾施用量不仅能维持马铃薯较好的生长特性,还能获得较大的产量和经济效益。从产量和节水节肥的角度考虑,W3F2处理(100%ETc,175-60-225 kg/hm~2)可作为基于本试验条件下较适宜的水肥组合。     

肥沙混施对盐碱地冬小麦耗水特性与生长的影响

为解析春限一水条件下盐碱地改良措施对小麦耗水和产量调控作用,于2015—2018年连续3个冬小麦生长季,设置耕层掺黄河泥沙(SS)、配施生物有机肥(FF)和掺黄河泥沙配施生物有机肥(SF) 3个处理,以不作处理为对照(CK),研究不同处理下农田土壤水分变化和冬小麦干物质积累规律。结果表明:连续3年产量水平为3 317. 77～5 449. 52 kg/hm~2,各处理间以SF处理的籽粒产量最高,该处理与CK相比,籽粒产量提高35%～51%;总耗水量变幅为352. 85～394. 89 mm,不同处理间总耗水量均以CK最低,以SF处理最高(361. 81～394. 89 mm);农田水分利用效率变幅为9. 01～13. 96 kg/(hm~2·mm),以SF处理最高(12. 02～13. 96 kg/(hm~2·mm)),比CK高33%～48%,其次为FF处理和SS处理,分别比CK高9%～32%、9%～18%。SS或FF处理可增加冬小麦拔节前0～200 cm土层贮水量,增大拔节至成熟阶段的耗水量及其占总耗水量的比例,促进冬小麦对土壤贮水和深层土壤水分的利用,最终提高冬小麦的生物量和籽粒产量。冬小麦籽粒产量与干物质积累量、总穗粒数呈显著正相关;水分利用效率与冬小麦耗水量、产量呈二次曲线关系。在本研究条件下,随着籽粒产量提高,水分利用效率快速增加;而随耗水量增加,各处理间水分利用效率增减表现不同。综合考虑产量、收获指数和水分利用效率,确定掺黄河泥沙配施生物有机肥处理(SF)是本研究条件下的最佳处理。     

磷肥施入方式对土壤速效磷含量及玉米生长的影响

2016年和2017年分别进行了玉米盆栽和大田试验.盆栽试验中,磷肥施入方式设置磷肥基施和磷肥分3次随水施入2种,滴灌带埋深设置0,15,30 cm 3个水平.大田试验中增加了地表滴灌不施磷肥处理作为对照.结果表明磷肥以随水施入方式分次施入土壤时,能提高土壤剖面中速效磷含量,土壤剖面中速效磷呈随距滴头距离增加而减小的趋势.磷肥随水施入措施可以有效促进作物生长及产量形成,对玉米产量的影响在α=0.1水平上达到显著.滴灌带埋深为15 cm时,作物生长及产量优于地表滴灌处理.当滴灌带埋深为30 cm时,在一定程度上降低了施入磷肥对作物生长的促进作用.建议采用地下滴灌磷肥随水施入方式,但也应该避免使用过深的滴灌带埋深.     

水肥气耦合滴灌提高温室番茄土壤通气性和水氮利用

【目的】探索温室作物水肥气耦合滴灌下掺气量、灌水量和施氮量适宜组合方案,为提高水氮利用效率提供理论依据。【方法】设置施氮量(低氮和常氮)、掺气量(常规滴灌和曝气滴灌)和灌水量(低水量和高水量)3因素2水平随机区组试验,以地下滴灌为供水方式,通过系统监测土壤水分饱和度、氧气扩散速率(ODR)、氧化还原电位(Eh)、矿质氮量及作物水氮利用等指标,研究了水肥气耦合滴灌对温室番茄土壤通气性及水氮利用的影响。【结果】与常规滴灌相比,高水量条件下曝气处理的土壤水分饱和度有所降低,ODR和Eh显著提高。灌水量、施氮量和掺气量影响土壤矿质氮量,曝气滴灌下土壤硝态氮和铵态氮量较常规滴灌平均降低21.4%和15.5%(P<0.05),高水量处理土壤硝态氮和铵态氮量较低水量处理平均降低22.7%和14.7%(P<0.05),常氮处理土壤硝态氮和铵态氮量较低氮处理平均增加29.0%和17.8%(P<0.05)。高水量和常氮条件下番茄灌溉水利用效率较低水量、低氮处理平均降低6.7%和增加40.9%(P<0.05),高水量和常氮条件下番茄氮素吸收利用效率较低水量、低氮处理平均增加13.6%和12.7%(P<0.05),曝气滴灌下番茄灌溉水利用效率和氮素吸收利用效率较常规滴灌平均增加22.9%和12.4%(P<0.05)。【结论】水肥气耦合滴灌可有效改善土壤通气性,提高水氮利用效率,促进番茄生长,实现作物增产。本试验中,常氮曝气高水量处理是温室番茄适宜的水肥气组合方案。     

根层水肥调控对盆栽玉米生长效果的研究

采用盆栽试验,研究了不同水肥调控措施对玉米生长、根系分布及植株氮、磷、钾养分的影响。结果表明,与常规灌溉施肥处理相比,滴灌深施处理能显著提高10cm以下土层的总根长和根表面积;在试验条件下,不同处理对玉米地上、地下部含磷量影响差异不显著,在玉米生长后期对地上部氮及地上、地下部含钾量的影响差异显著,表现为常规灌溉施肥处理要显著低于土壤表层滴灌施肥、土壤深层滴灌施肥处理。玉米在3个取样时期的生物量均表现为土壤表层滴灌施肥、土壤深层滴灌施肥处理显著高于常规灌溉施肥处理,其增长率达59.0%～75.3%、30.0%～32.5%和13.6%～16.5%。