水氮耦合下小粒咖啡幼树生理特性与水氮利用效率

为探明经济热作小粒咖啡幼树的水氮精准管理模式,研究了4个灌水水平(WS,75%~85%田间持水量;WH,65%~75%田间持水量;WM,55%~65%田间持水量;WL,45%~55%田间持水量)和4个施氮水平(NH,0.60 g/kg;NM,0.40 g/kg;NL,0.20 g/kg;NZ,0 g/kg)对小粒咖啡幼树生理特性及水氮吸收利用的影响。结果表明:与WL相比,增加灌水使叶绿素、类胡萝卜素、丙二醛、脯氨酸和可溶性糖含量分别降低5.8%~15.5%、6.0%~14.4%、14.2%~30.3%、27.6%~60.0%和22.6%~57.5%,使根系活力和水分利用效率分别提高15.8%~63.8%和21.6%~29.6%,降低土壤硝态氮均值21.5%~36.2%。与NZ相比,增加施氮使丙二醛降低23.8%~49.8%,叶绿素、类胡萝卜素、脯氨酸、可溶性糖、根系活力和水分利用效率分别提高49.0%~88.4%、21.9%~60.9%、509%~703%、20.7%~52.3%、23.5%~41.8%和21.6%~53.9%,同时土壤硝态氮均值增加2.73~14.44倍。NZ和NL时氮素吸收总量与灌水量显著正相关;NM和NH时水分利用效率和氮素吸收总量均随灌水量先增后减。不同灌水条件下,水分利用效率、氮素吸收总量均与施氮量呈显著二次曲线关系。NMWH组合的水分利用效率最大,同时NM和NH处理的氮素表观利用效率和氮素吸收效率最大,因此NMWH为水氮高效利用组合。     

水氮耦合对膜下滴灌玉米产量和水氮利用的影响

【目的】提高黑龙江西部地区玉米水肥利用率及产量,探索不同水肥配比下玉米氮素吸收、利用与分配规律。【方法】设置3个灌溉定额水平(200、400、600 m3/hm~2)以及5个施氮水平(0、150、200、250、300 kg/hm~2),研究分析了不同水肥处理下玉米干物质积累、氮素分配、氮素吸收效率、氮收获指数、氮肥偏生产力以及氮肥农学生产效率等指标。【结果】增加施氮量可以显著提高玉米产量、干物质和氮素积累量,水分不足会抑制产量、干物质和氮素的累积,但灌水定额过高会降低氮收获指数。W400N250处理产量、干物质量、氮素积累量、氮肥利用率、氮收获指数、氮肥农学效率、水分利用效率均为最高,分别较其他处理高了0.71%～45.28%、1.07%～48.87%、9.54%～70.61%、2.63%～37.65%、3.19%～10.38%、0.84%～32.80%、1.27%～43.24%。【结论】在膜下滴灌方式下,黑龙江西部地区玉米最佳灌水量为400 m3/hm~2,最佳施氮量为250 kg/hm~2。     

水氮耦合对黑土稻作产量与氮素吸收利用的影响

为探明不同水氮耦合模式下黑土区水稻产量形成和氮素吸收利用的规律,设置常规淹灌（F）、浅湿灌溉（W）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12个处理,研究不同水氮耦合模式对水稻干物质、产量、氮素吸收转运、水氮利用效率的影响。结果表明：常规淹灌和浅湿灌溉模式下,水稻地上部各器官干物质累积量随施氮量的增加而增大,而控制灌溉模式随施氮量的增加先增大后减小;水稻地上部不同器官氮素累积量随施氮量的增加而增大,相同施氮水平,控制灌溉模式的叶、茎鞘和穗氮素累积量较常规淹灌提高了27.80%~43.42%、18.32%~24.97%、13.85%~24.25%,较浅湿灌溉提高了0.96%~13.18%、10.73%~12.86%、10.53%~12.61%;3种灌溉模式下,水稻地上部干物质、氮素累积速率均随施氮量的增加而增大,且控制灌溉模式高于浅湿灌溉和常规淹灌模式,干物质、氮素累积始盛期随施氮量增加而提前;水稻植株平均氮素累积速率达到峰值时间比平均干物质累积速率达到峰值时间提前11.39d;相较于常规淹灌和浅湿灌溉模式,控制灌溉模式更有利于提高水稻产量,其中CN2处理产量最大,为10272.57kg/hm2;控制灌溉模式显著提升氮肥农学利用效率和氮肥偏生产力;相同灌溉模式下,叶、茎鞘氮素转运率以及穗部氮素转运贡献率随施氮量增加而减小。水稻产量与灌溉水分利用效率、水分生产效率、氮肥农学利用效率、百千克籽粒吸氮量之间呈极显著正相关（P<0.01）,与氮素籽粒生产效率之间呈极显著负相关（P<0.01）。适宜水氮耦合模式可提高水稻产量和氮素吸收利用,综合考虑CN2处理为最佳水氮耦合模式。     

基于空间分析的宁夏沙土春玉米滴灌水氮管理模式研究

基于滴灌水肥一体化条件下研究水氮组合对宁夏沙土地区春玉米地上部干物质量、产量、氮素累积量和水氮利用效率的影响,并运用多元回归分析方法,寻求高产高效的水氮配施制度。设计灌水和施氮2因素、3个灌水量水平（W0.6：0.6KcET0、W0.8：0.8KcET0和W10：10KcET0,其中Kc为作物系数,ET0为潜在作物蒸发蒸腾量）和4个施氮量水平（N150：150kg/hm2;N225：225kg/hm2;N300：300kg/hm2;N375：375kg/hm2）进行大田试验。结果表明：Logistic函数对春玉米地上部干物质累积量具有较高的拟合度,W1.0灌水处理延后了地上部干物质快速积累期的起点;灌水量和施氮量对产量、植株氮素累积量、水分利用效率（WUE）均有显著或极显著影响,灌水量对氮肥偏生产力（PFPN）有极显著影响,水氮耦合作用对氮收获指数有显著性影响;相同灌水条件下,地上部干物质累积量、产量、植株氮素累积量（W0.8处理除外）和WUE随施氮量的增加先增加、后减小。考虑试验区年降雨量分配不均,基于产量、WUE、PFPN和籽粒氮素累积量,对水氮管理方案进行优化,多元回归分析结果表明,当灌水量与有效降雨量之和为506～576.mm、施氮量为230～335kg/hm2时,产量、WUE和籽粒氮素累积量均能同时达到最大值的95%以上,优化区间所得的PFPN约为最大值的80%,为适宜的水氮滴灌管理区间。研究成果可为当地沙土地区春玉米滴灌施肥过程中水氮科学管理提供指导依据。     

灌溉施氮模式对麻风树水氮利用的影响

为了研究不同灌溉施氮模式对麻风树水氮利用的影响,采用4种供水水平[T1:100%ET(ET为蒸散量);T2:80%ET;T3:60%ET;T4:40%ET]和3种施氮水平(N1:0 g/kg;N2:0.4 g/kg;N3:0.8 g/kg)。结果表明:根区土壤硝态氮质量分数差值表现为T2T3T1T4。与高水高氮的T1N3相比,T2N2处理节水20%,节约氮肥用量50%,其灌溉水利用效率提高了26%,氮素吸收表观利用率及氮素吸收效率分别提高149%、26%。水分利用效率和氮素吸收效率均与施氮量呈显著二次曲线关系,均在低氮水平下达到最大值。因此,有利于麻风树生长和水氮高效利用的最优灌溉施氮模式是灌水周期为7 d,每次灌水量为80%ET,每千克风干土施氮0.4 g的处理。     

管渠自动控水灌溉施氮量对夏玉米产量、氮素吸收利用的影响

【目的】寻找管渠自动控水灌溉夏玉米的最佳施氮量。【方法】设置畦灌(B)和管渠自动控水灌溉(W)2种灌水模式①畦灌采用传统施氮量(300 kg/hm~2,N1);②管渠自动控水灌溉设置;(农民传统施氮(300 kg/hm~2,N1)、减氮25%(225 kg/hm~2,N2)、减氮50%(150 kg/hm~2,N3)和不施氮(N0)处理。测定不同处理夏玉米抽雄期和完熟期的营养器官干物质积累量和氮素积累量,并对花后干物质积累量、氮素转运量及转运效率、氮肥的利用效率进行分析比较。【结果】施氮量为300kg/hm~2时,W灌水模式相较于B灌水模式籽粒产量和完熟期干物质积累量分别提高5.46%和3.23%,氮素总积累量和氮肥利用率分别提高7.79%和26.69%。W灌水模式下,减氮25%处理籽粒产量、籽粒氮素积累量和植株氮素积累量与畦灌传统施氮处理无显著差异,且氮素利用率显著提高25.54%,减氮50%处理氮肥偏生产力显著高于其他处理。【结论】在管渠自动控水灌溉情况下可以考虑适当减少氮肥的施用量,将氮肥施用量控制在225～300 kg/hm~2之间。     

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。     

调亏灌溉对冬小麦氮、磷、钾养分吸收与利用的影响

为研究调亏灌溉(Regulated deficit irrigation,RDI)对冬小麦氮、磷、钾养分吸收与利用的影响,采用防雨棚下盆栽方法,于2012—2013年和2013—2014年在黄淮海平原河南新乡连续进行了2 a试验研究。冬小麦设置5个水分调亏阶段:三叶—越冬(I)、越冬—返青(II)、返青—拔节(III)、拔节—抽穗(IV)、抽穗—成熟(V);每个生育阶段设置3个水分调亏度:轻度调亏(L)、中度调亏(M)和重度调亏(S),相对含水率(占田间持水量的百分数)分别为60%~65%FC(田间持水量)、50%~55%FC和40%~45%FC;对照(CK)相对含水率为75%~85%FC。结果表明,越冬—返青的轻度(60%~65%FC)或中度(50%~55%FC)水分调亏复水后有利于氮、磷养分向籽粒运转与分配,而水分过多或过度亏水则导致养分过多分配至茎、叶等营养器官;抽穗—成熟期的适度调亏(50%~55%FC)有利于提高籽粒中氮、磷的含量,因而提高籽粒产量,改善籽粒品质;返青—拔节及其以前阶段的轻度(60%~65%FC)、中度(50%~55%FC)水分调亏有利于提高氮、磷养分利用效率,但水分调亏不利于钾素利用效率的提高。水分调亏,尤其是越冬期的轻度调亏(60%~65%FC)或拔节期的中度水分调亏(50%~55%FC)可显著增强作物对土壤氮素的吸收利用能力,从而减少肥料氮在土壤中的残留量。说明RDI可有效调控作物养分吸收与分配,实现节水、节肥、高产、优质和高效目标。     

周期性亏缺复水灌溉与氮肥耦合对小粒咖啡生长及光合特性的影响

为了探明小粒咖啡水氮管理模式,试验通过4个灌水处理(充分灌水W1、轻度亏缺+充分复水W2、中度亏缺+充分复水W3和重度亏缺+充分复水W4)和3个施氮处理(高氮N1、中氮N2和低氮N3),研究了周期性亏缺灌溉及复水下不同水氮组合对温室小粒咖啡生长形态、光合特性及干物质累积的影响.结果表明,相同施氮处理下,与W4相比,增加灌水量,株高增长7.06%~20.07%,地上部分各器官干物质累积量增加53.71%~85.97%,亏缺灌水时净光合速率和蒸腾速率分别增加6.60%~27.16%和6.06%~20.31%.相同灌水处理下,与N3相比,增加施氮量,株高增长6.49%~20.78%,地上部分各器官干物质累积量增加10.89%~19.62%.与处理W4N3相比,提高水氮用量的同时能显著提高小粒咖啡株高、茎粗、冠幅、叶片数、新梢长度及新枝个数的增长量,可使地上部分各器官干物质累积量增加17.82%~195.36%,其中处理W1N1的干物质累积增加量最大,其次是处理W2N2的.亏缺灌水时,随着水氮的增加,净光合速率增大7.15%~41.07%;亏缺灌溉后复水,小粒咖啡的各项光合指标之间无明显差异,其中轻度亏缺+复水(W2)与充分灌水(W1)差异最小.因此,从高效节水、增加干物质累积量角度考虑,小粒咖啡的最佳水氮组合模式为W2N2.     

水肥与保水剂处理对小桐子生长与水分利用的影响

为了探明保水剂与水肥处理对小桐子幼树生长与水分利用的影响,通过盆栽试验,研究了2种供水模式（重度水分亏缺W1,40%ET;轻度水分亏缺W2,80%ET）、2种施氮水平（N1：0.25g/kg风干土;N2：0.5 g/kg风干土）和2种保水剂水平（S1：0;S2：2 g/kg风干土）对小桐子幼树生长和水分利用率的影响.结果表明：1在N2S2条件下,与W2相比,模式W1的小桐子总干物质质量减少7.2%,而总水分利用率显著增高43.2%;W2S2条件下,与N1相比,水平N2的小桐子总干物质质量和总水分利用率分别显著增加14.4%和10.5%.有利于小桐子幼树生长的保水剂与水肥的最优组合为S2W2N2.2采用施加保水剂处理的小桐子具有显著提高根系、冠层和整株的干物质质量的作用.在水平N2下,与处理S1W2相比,处理S2W1在节水达35.1%情况下,株高增长29.0%、蒸散量减少了45.3%,而根系、冠层和总干物质的质量分别显著增多14.5%,21.8%和20.3%,因此水分利用率显著提高98.6%.     

保水剂和灌水对小粒咖啡苗木的节水调控效应

为探讨热带特色作物小粒咖啡的高效节水模式,研究3个保水剂水平(高保、低保和无保)和3个灌水水平(高水、中水和低水)对小粒咖啡苗木生理、生长、干物质及水分利用的影响。结果表明:与无保相比,低保分别提高叶绿素、类胡萝卜素和根系活力11.8%、13.4%和52.2%,而分别降低可溶性糖、丙二醛和脯氨酸24.9%、24.3%和55.8%,同时提高总干物质和水分利用效率31.0%和35.9%;而高保分别降低叶绿素、类胡萝卜素、丙二醛和根系活力3.1%、2.4%、13.5%和6.3%,提高叶片可溶性糖和脯氨酸3.7%和75.1%,降低总干物质21.3%,提高水分利用效率8.6%。与低水相比,中水分别提高总干物质、耗水量和水分利用效率89.8%、44.5%和33.2%,高水分别提高总干物质、耗水量和水分利用效率172.8%、104.8%和34.0%。和无保低水相比,低保中水的水分利用效率增幅最大为112.7%,同时提高总干物质158.9%,分别提高叶片相对含水率、叶绿素、类胡萝卜素和根系活力24.4%、19.5%、25.8%和149.9%,分别降低可溶性糖、丙二醛和脯氨酸38.3%、36.4%和68.7%。从高效节水的角度考虑,低保中水为最适宜的搭配方式。     

滴灌模式和保水剂对小粒咖啡生长调控及节水效应

为了探讨热带特色经济作物云南小粒咖啡的节水高效生产模式,通过3种滴灌模式(常规滴灌、交替滴灌和固定滴灌)和2个保水剂水平(有保和无保)的完全组合试验,研究灌水方式和保水剂对小粒咖啡生理生态、生物量积累及水分利用效率的影响.结果表明:与常规滴灌相比,交替滴灌和固定滴灌的叶绿素、脯氨酸、丙二醛、可溶性糖含量均大幅提高;交替滴灌的根系活力显著提高,而固定滴灌的根系活力减小.交替滴灌能使小粒咖啡减少耗水量32.07%,提高水分利用效率29.87%.施用保水剂的叶片脯氨酸、丙二醛、可溶性糖含量减小,而生物量积累和水分利用效率分别增大24.81%和33.03%.与常规滴灌不加保水剂相比,交替滴灌配施保水剂能显著提高小粒咖啡叶绿素、根系活力和可溶性糖含量,而减少丙二醛和脯氨酸累积,同时增加总生物量13.80%,提高水分利用效率73.41%.因此,交替灌溉配施保水剂是一种小粒咖啡适宜的节水综合调控措施.     

灌水周期和保水剂用法对小桐子水分利用的影响

为探明小桐子幼树水分高效利用管理模式,通过盆栽试验,研究了3种灌水周期(5,10,15 d)和3种保水剂用法(环施、半环施、穴施)对小桐子幼树生长和水分利用效率的影响.结果表明:灌水周期相同时,保水剂环施的水分利用效率最大,半环施的次之,穴施的最小;保水剂用法相同时,灌水周期为10 d的水分利用效率最大,5 d的次之,15 d的最小.保水剂环施时,与灌溉周期为5 d和15 d相比,灌溉周期为10 d能明显降低蒸散量,增加根区土壤含水量,同时显著促进植株生长,增加总干物质累积量分别为12.89%和51.83%,同时提高总水分利用效率分别为51.81%和58.28%.因此,在本试验条件下保水剂环施和灌水周期为10 d组合具有促进小桐子幼树生长和提高水分利用的作用.     

覆盖种植方式和施氮对甘肃庆阳冬小麦产量和水分利用的影响

通过连续2 a田间试验,研究了覆盖种植方式和施氮对庆阳地区冬小麦土壤水分动态变化和产量及水分生产效率的影响。结果表明,不同栽培模式下各土层含水率在不同生育期变化趋势基本一致。垄沟、覆膜和覆草在小麦生育前期具有很好的保墒集水作用,水分主要集中在0~60 cm土层,并且在小麦生育前期效果显著。2 a间不同种植模式对小麦产量的影响不同,2 a中覆膜种植冬小麦籽粒产量均最高,而不同年度间覆草、垄沟种植模式表现出不同效果;与常规模式相比,2009年覆草和垄沟种植模式均减产,其中覆草模式减产幅度最大,较常规栽培减产10.4%;而2010年这几种种植模式的冬小麦籽粒产量较常规模式均有所增加,增产幅度平均在4.5%~6.9%之间。合理的氮肥施用量能显著提高水分生产效率,施氮120和240 kg/hm~2的水分生产效率分别比不施氮肥高1.1和2.0 kg/(hm~2·mm)。不同种植模式的水分利用效率差异显著,覆膜处理和垄沟处理具有较高的水分生产效率。     

基于ORYZA＿V3模型的水稻水肥综合调控模式研究

[目的]探索赣抚平原灌区不同水文年型适宜的水稻水肥综合调控模式,为灌区水稻水肥管理提供决策依据。[方法]基于江西省灌溉试验中心站2012 2013年晚稻试验资料对ORYZA_V3模型进行了率定与验证,并以率定后的模型模拟分析了不同水文年组及水肥模式下晚稻灌溉定额、产量、氮肥利用率等指标。[结果]降低灌前水分下限能降低腾发量与灌溉定额。耕作层灌前土壤含水率大于饱和含水率的70%~75%时,降低灌前水分下限均能提高晚稻的产量与氮肥利用率。耕作层灌前土壤含水率低于饱和含水率的60%~65%时,晚稻产量、氮肥利用率均有所下降。施氮肥量增加会降低氮肥利用率,施氮肥次数增加能提高氮肥利用率,二者增加均能增加晚稻产量,但会导致晚稻耐旱能力降低。从节水、增产、增效的角度,推荐试验区采用的水肥综合调控模式:氮肥量135 kg/hm2,分3次施用(基肥∶分蘖肥∶穗肥为5∶3∶2),丰水年采用重旱节水灌溉模式(耕作层灌前土壤含水率下限占饱和含水率的60%~65%),平、枯水年采用中旱节水灌溉模式(耕作层灌前土壤含水率下限占饱和含水率的70%~75%)。[结论]与传统水肥模式相比,所推荐水肥模式在丰、平、枯水年能分别节水41.4%、30.0%、21.9%,增产7.5%、5.4%、3.4%,提高氮肥利用率57.3%、51.2%、44.9%,节省氮肥25%。     

不同水肥措施下的冬小麦水氮利用和生物效应研究

【目的】寻找合适的冬小麦水肥方案。【方法】采用田间试验方法,在传统畦灌和水肥一体化微喷灌下分别设置不同施氮肥处理,研究了小麦干物质积累、产量、水氮利用和土壤贮水量。【结果】与传统畦灌比,微喷灌各处理灌水量减少50%,干物质积累量、产量、氮肥生产效率、水分利用效率分别增加28.2%～41.1%、0.2%～27.3%、0.8%～76.6%和23.3%～61.7%。其中传统畦灌下,推荐施氮肥与不施氮肥、农民习惯施氮肥和推荐施氮肥减氮20%处理比较,小麦干物质积累量、产量、氮肥生产效率、水分利用效率分别增加4.0%～11.4%、1.8%～26.9%、32.1%～75.3%、0.8%～28.2%。微喷灌下,与推荐施氮肥比,推荐施氮肥减氮20%的小麦干物质积累量、产量、氮肥生产效率、水分利用效率分别提高6.4%、4.5%、0.8%、2.3%。【结论】综合比较,水肥一体化微喷灌下推荐施氮肥减氮20%表现最优,提高冬小麦水氮利用效率,稳定产量,是节水减肥可推荐的有效途径。     

加氧灌溉对菠萝根区土壤呼吸和生理特性的影响

通过大田试验,研究了加氧灌溉对菠萝根区土壤呼吸作用、生理特性、生物量积累、果实产量、品质和水分利用效率的影响.采用Mazeei（空气注射器）给地下灌溉系统加入空气,设计了加氧和不加氧灌溉2种处理方式,7次重复.设计滴头埋深10 cm.研究表明,与对照相比,菠萝根区30 cm以内土壤水分质量分数和CO2质量分数没有明显差异,但是加氧灌溉使得土壤呼吸增加了100%;菠萝的果实鲜重、生物量鲜重、干物质重和收获指数明显增大,差异有统计学意义（p≤0.05）;加氧灌溉提高了菠萝的水分生产率,与对照相比增加了17.2%;同时,加氧灌溉明显改善了菠萝单果尺寸和重量,使得单果重量增加了17.3%,田间产量增加了4.3%,增加了果实的糖质量分数,减少了果实的透明物.研究结果为加氧灌溉技术的推广应用提供了理论依据.