不同水肥一体化方式和施肥量对烤烟生长、氮磷钾利用及烟叶产质量的影响

【目的】寻找烤烟适宜的水肥一体化方式。【方法】通过田间试验研究了2种水肥一体化方式(滴灌施肥和浇灌施肥)和2种氮肥用量(100%推荐量和80%推荐量)对烤烟生长、氮磷钾利用及烟叶产量的影响。【结果】不同水肥一体化方式对烟株氮素累积量和利用率无显著影响(P>0.05),对磷素累积量和利用率均有显著影响(P<0.05),对烟株钾素累积量和利用率均有极显著影响(P<0.01),对烤烟旺长期最大叶宽和最大叶面积有极显著影响(P<0.01),对烤烟产量和产值有显著影响(P<0.05)。与滴灌施肥相比,浇灌施肥处理磷素累积量和利用率分别提高了21.1%～21.2%和20.9%～43.0%,钾素累积量和利用率分别下降了15.1%～19.6%和47.5%～49.1%,最大叶宽和最大叶面积分别减小了17.4%～22.4%和22.1%～24.4%,烤烟产量和产值分别下降了12.7%～16.2%和7.7%～20.2%;施肥(氮)水平对烟株氮素累积量有显著影响(P<0.05),对磷素和钾素累积量无显著影响(P>0.05),对烤烟农艺性状及产量均无显著影响(P>0.05)。【结论】与滴灌施肥相比,浇灌施肥促进了烤烟对磷素的吸收,但不利于氮素和钾素的累积利用。相对而言,减氮滴灌促进了烤烟对氮磷钾的吸收利用,并有利于烤烟产质量的形成和农田养分投入的减控,是更为科学合理的抗旱水肥一体化方式。     

滴灌水肥耦合技术在西北干旱区作物栽培中的应用

水分和养分是影响作物生长发育的关键因素,明确作物需水需肥规律及其交互作用有助于农作物优质高产栽培。我国西北干旱区水资源极端匮乏,滴灌水肥耦合技术可以准确而均匀地将水肥施用于作物根部。对滴灌水肥耦合技术的优点及其对西北干旱区作物的影响研究进行了综述。滴灌水肥耦合技术通过扩大水分和养分在作物根区的运移范围,有利于作物对水分和养分的汲取和利用,实现节水省肥增产调质的目标。滴灌水肥耦合技术的优点为提高农作物水肥利用效率、促进农作物优质高产栽培、减少田间劳动力和有利于健康绿色可持续农业的发展。      

潇河冬小麦水肥生产函数偏最小二乘回归建模及分析

在最小二乘回归失效的情况下，将偏最小二乘回归应用于山西潇河灌溉试验站冬小麦水肥生产函数建模。该方法可以克服多重相关引起的危害，建立合理的、具有较强的稳定性和预测能力的水、氮、磷生产函数模型。由模型分析可知，水、氯、磷三因素都具有明显的增产效应。水肥耦合效应表现为水肥对产量的协同作用和氮、磷之间的竞争关系。随着作物耗水量的增加，氮、磷的利用效率得到提高；而增加氮、磷投入亦能提高水分利用效率。此外，还提出了氮、磷有效组合区域的概念。     

不同水肥处理对宁夏枸杞产量及水肥利用效率的影响

为提高宁夏中部干旱区枸杞产量、水肥利用效率及经济效益,研究不同水肥处理对枸杞产量、水肥利用效率的影响.以"宁杞7号"枸杞为研究对象,采用"311-B"D饱和最优设计,分析不同水肥处理对枸杞耗水量、水肥利用效率和经济效益的影响.建立以枸杞产量、水肥利用效率、经济效益为因变量,水肥为自变量的回归模型,计算出各因素最大时对应的水肥用量,利用TOPSIS综合评价方法结合回归分析,确定膜下滴灌下枸杞综合效益最优的水肥施用方案.结果表明,枸杞的耗水量与灌水量呈正比关系,水分利用效率则随耗水量的增加呈降低趋势,水分利用效率最高为0.39 kg/m3,较最低值高41％;中水中肥的T11处理的枸杞鲜重和干重产量最高分别为8436 kg/hm2和2250.3 kg/hm2,同时经济效益也达到最高为24.212万元/hm2,较平均水平高24.16％;中水高肥的T3处理的百粒重最大较T11处理高3.0％,粒度最小较T11处理低12.18％;肥料偏生产力与灌水量和水氮交互有极显著影响,与肥料用量呈反比关系.综合考虑灌水量、氮肥、钾肥对枸杞产量、水肥利用效率及经济效益的影响,兼顾节水节肥,膜下滴灌方式下枸杞的最优水肥方案为:灌溉定额为2324.25～2464.05 m3/hm2,肥料施量(N-P2O5-K2O)为419.85-269.25-330 kg/hm2～486-294-330 kg/hm2.     

膜下滴灌水氮协作对烤烟水肥利用效率及土壤养分含量的影响

为研究膜下滴灌条件下水氮协作对烤烟水肥利用、植烟土壤养分含量的影响,设计不同灌水量(300、400、500和600 mm)及施氮量(4、5和6 g/株)处理,并对不同处理下烤烟灌溉水利用效率、氮收获指数、土壤速效养分含量等指标进行观测和分析。结果表明:灌水量与烤烟灌溉水利用效率和氮收获指数呈极显著负相关(P0.01);施氮量与烤烟氮素累积总量呈极显著正相关(P0.01),与氮肥偏生产力呈极显著负相关(P0.01)。在本研究灌水和施氮范围内,提高灌水量有利于提高土壤速效营养元素(N,P,K)含量,而提高施氮量有利于提高土壤碱解氮含量。不同处理以T5节水节肥综合效益最优,灌溉水利用效率为0.68 kg/m3、氮收获指数为0.764 kg/kg、氮素烟叶生产效率为33.50 kg/kg、植烟土壤碱解氮氮含量为137.28 mg/kg。     

膜下滴灌水肥一体化研究进展

水资源短缺和肥料利用效率偏低是制约我国农业可持续发展的重要因素。膜下滴灌水肥一体化技术是将节水灌溉、按需施肥与覆膜农艺措施集成的高效灌水施肥技术,具有节水节肥、减蒸抑盐、提质增效和减少化肥投入等优点。综述了膜下滴灌水肥一体化技术对水肥利用效率、土壤水盐分布运移,氮磷钾养分在土壤?作物系统的吸收、转化、迁移规律和对土壤理化性质的影响,以及水肥耦合模型研究和滴灌水肥一体化发展历程,分析了膜下滴灌技术目前存在的问题并提出了对策建议。      

不同种植模式对冬小麦土壤养分及水肥利用效率的影响

为缓解关中地区水资源短缺与小麦生产高耗水的特征性矛盾,通过田间试验,设置垄沟覆膜还田(FMSR)、垄沟不覆膜还田(FNSR)、垄沟覆膜不还田(FMSN)、垄沟不覆膜不还田(CK)4种不同种植模式,分析了不同处理对小麦土壤养分及水肥利用效率的变化影响.结果表明,较于对照处理,覆膜秸秆还田各指标均显著提高(p<0.05),其中土壤含水率提升了2.73％～29.01％,土壤养分提升了38.41％～40.23％,作物茎干物质量提高了30.6％,水分利用效率提高了24.49％,氮肥偏生产力显著(p<0.05)增加了21.7％.综合土壤养分和水肥利用效率考虑,秸秆还田垄沟覆膜种植方式能够有效促进冬小麦的生长,综合考虑节水、增产的目的,在关中地区推荐垄沟覆膜秸秆还田种植模式为较优的种植模式.     

寒地稻田水肥管理模式及其经济效益分析

针对寒地稻田区域水肥资源利用率低下等问题。以寒地黑土水稻为研究对象,设置不同的水分、氮肥、钾肥、磷肥施入水平,通过田间小区试验,采用二次饱和试验设计,结合二次回归分析建立水稻产量与水、氮肥、钾肥、磷肥之间的回归方程,然后基于农户调研数据对水肥资源的投入及产出进行经济效益分析。结果表明:各因素对水稻增产均具有促进作用,且对水稻产量影响的大小排列顺序为:水>氮>钾>磷,产量随着各因素用量的增加均表现为先增加后减小;两因素的交互作用对产量影响的大小顺序为:氮钾>氮水>钾水>氮磷>磷水>钾磷,氮与钾耦合、氮与磷耦合、氮与水耦合、钾与水耦合、磷与水耦合均有协同作用,即对产量的增加具有促进作用,钾与磷耦合具有相互替代作用,即对产量的增加具有抑制作用;以最大经济效益为目标的最优水肥投入及产出时各因素的值为施氮量128.87 kg/hm²、施钾量85.56 kg/hm²、施磷量41.74 kg/hm²、灌水量5510 m³/hm²,此时得到的最佳产量15524.22 kg/hm²,最大经济效益(目标函数值)为43607.54元/hm²。因此,合理的水、肥配施比例不仅可以提高水肥利用效率,同时可以大幅度提高水稻产量,进而提高水稻种植的经济效益。     

东北半干旱区大豆水肥耦合效应试验研究

通过盆载实验,研究不同土壤含水量情况下氮、磷、钾不同肥量的配比对大豆产量和水分利用效率的影响。结果表明:土壤含水量的增加可以提高大豆产量,提高肥料的利用效率;氮、磷、钾肥相互作用,相互影响,对大豆产量和水分利用效率的影响规律性不强;利用模糊多准则决策对不同肥量处理进行经济效益评价,结果表明,高氮低磷低钾的高水处理为最优的组合,经济效益最大。     

基于多指标协同的草莓水肥耦合综合调控

为探寻草莓最优水肥组合,设置灌水和施肥二因素三水平共9个处理,分析不同水肥耦合对草莓产量、果实品质、水肥利用效率多个指标的影响。引入AHP层次分析法和熵权法对3类因素9个指标进行多层赋权,运用基于博弈论的组合赋权法获得各单一指标最终权重,基于TOPSIS法构建草莓综合生长评价体系,并以高产、高品质、高效为目标建立草莓水肥耦合响应数学模型。结果表明,水肥耦合作用对草莓的单果质量、产量、水分利用效率和肥料利用效率的影响极显著,对品质无显著影响。中水、高肥灌溉下草莓的单果质量最大,中水、中肥灌溉下草莓的产量和可溶性糖含量最优,中水、低肥灌溉下草莓的糖酸比和可溶性蛋白质含量表现最优,低水、中肥灌溉下草莓的可溶性固形物含量、水分利用效率和肥料利用效率最优,低水低肥灌溉下草莓的维生素C含量最大。综合协调各指标,赋权值最高为产量(0. 264 1),最低为可溶性蛋白质含量(0. 059 5);多指标综合评价最优水肥处理为中水中肥(T5)。解析草莓综合生长对水肥耦合的响应模型,灌水量及施肥量的单因素效应均为开口向下的抛物线;当灌水量编码值为-0. 23(2 375. 1 m~3/hm~2)、施肥量编码值为-0. 02(1 825. 88 kg/hm2~)时,草莓综合评分最高。以综合评分最大值的90%划分水肥耦合闭合区域,得到最佳灌水和施肥区间分别为灌水量2 268～2 520 m~3/hm~2、施肥量1 759. 88～1 869. 87 kg/hm~2。     

水、肥综合作用对作物产量的影响及其定额的拟定

通过不同施肥和灌溉水平的试验，建立了多元二次回归的水肥效应方程式，分析水、肥及其交互作用对农作物产量的影响，从而确定在农作物的投入与产出的最佳条件下施肥与灌溉标准的制定。     

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。     

水肥一体化施肥机变量吸肥系统的设计与试验

依据现代农业生产中作物施肥与灌溉融为一体的发展趋势,对水肥一体化施肥机的关键部分—吸肥系统进行结构设计及吸肥通道的变量吸肥展开研究。设计了基于射流器并联的水肥一体化施肥机三通道吸肥系统,通过Solid Works三维软件建立水肥一体化水肥一体化施肥机三通道吸肥系统三维结构,并应用Flo EFD对吸肥系统吸肥性能进行仿真分析。构造了5种边界条件方案进行吸肥性能仿真分析对比,并以进口压力0. 5MPa出口压力0. 1MPa为例进行性能试验,结果表明:吸肥系统各通道吸肥精度最高可达98. 1%。对三吸肥通道的变量吸肥进行了控制器及管道机械部件的设计,并通过试验验证其可行性,旨在为水肥一体化施肥机的深入研究和发展提供参考。     

马铃薯水肥一体化技术规程

针对目前我国马铃薯水肥一体化灌溉系统操作不规范问题,制定了马铃薯水肥一体化技术规程。马铃薯水肥一体化灌溉是目前世界上公认最好的灌溉方式,马铃薯水肥一体化灌溉不仅可以大大减少农业灌水的使用,还能显著减少化肥农药的使用,对保护环境、净化地下水起到了非常重要的作用。结合马铃薯种植农艺要求及水肥一体化操作要求,制定了智能马铃薯水肥一体化系统的使用操作技术规程,在设施要求、硬件系统操作及马铃薯农艺种植方面进行了规范,为广大马铃薯种植用户提供了合理的技术参考,为马铃薯高效滴灌施肥施药推广提供理论依据。      

水肥耦合对苹果幼树产量、品质和水肥利用的效应

为探明半干旱地区苹果幼树水肥精准管理模式,研究了水肥耦合对3 a生苹果幼树生长、产量、品质及水肥利用的效应,试验设置4个灌水水平,其灌水上下限分别为田间持水率的75%~85%(W1)、65%~75%(W2)、55%~65%(W3)、45%~55%(W4);3个施肥水平(N-P2O5-K2O),即高肥:30-30-10 g/株(F1)、中肥:20-20-10 g/株(F2)、低肥:10-10-10 g/株(F3)。结果表明:苹果幼树萌芽开花期至新梢生长期控水控肥可有效调控苹果幼树植株和叶面积的增长;苹果产量最高和最低的处理分别为F1W1和F3W4(F1W1比F3W4增加139.1%),产量与干物质质量间相关关系的决定系数R2为0.908 5,达到了极显著水平;增加灌水量提高了苹果着色指数却降低其果形指数,亏水处理和增加施肥量有利于提高苹果硬度;轻度亏缺(F2)灌溉处理下,增加施肥量有利于提高苹果维生素C含量;灌水量对苹果可溶性固形物和可溶性糖影响不显著,但增加施肥量有利于提高苹果可溶性固形物和可溶性糖的含量;施肥量对苹果可滴定酸和糖酸比影响不显著,但增加灌水量可降低苹果可滴定酸含量,提高苹果糖酸比;高水低肥处理能够产生较高的肥料偏生产力(PFP);水分利用效率(WUE)最大值基本上出现在F2W2处理,与F1W1相比,虽然产量减小7.5%,但耗水量却减小16.7%,WUE增加11.2%,高水高肥的F1W1处理并不能得到最大的WUE,最大的WUE出现在F2W2处理。由此可见,F2W2处理是苹果幼树生长、产量、品质以及水肥利用效率方面的最佳水肥组合,达到了节水、节肥的最佳水肥耦合模式。     

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。     

水动注入式滴灌施肥机水肥均匀性研究

为了探究在灌溉系统中水动注入式滴灌施肥机灌水与施肥的分布特征,在整个灌溉施肥周期进行测试,对各滴头进行连续取样,并采用光度比色法作为检测肥液浓度的方法,从而分析灌水和施肥均匀性。结果表明:施肥机的灌水和施肥均匀性良好,各项统计指标均在98%以上,且各滴头的灌水流量与施肥量受滴头到支管进口与毛管进口的距离影响。     

水肥精量配比灌溉系统设计

精确地控制农业灌溉中的水肥配比,能够很好地促进农作物的生长,大大提高化肥利用率。为此,开发了一套水肥精量配比灌溉系统,采用水路和肥路混合的方法,利用直流调速器控制泵来调节管道中水肥流量,从而实现水肥配比。该系统采用遗传算法优化的模糊PID模型作为控制策略来实现精量配比控制,进一步完善了传统PID的控制性能。实验结果表明:该系统成功实现了水肥精量配比,有效地提高了灌溉精度,具有一定的推广性和应用价值。     

水肥一体化智能调控设备智能液位开关设计

在对设施蔬菜生产中使用的水肥一体化设备进行智能灌溉控制设计中,监测混肥罐和回液桶中液位高低是非常必要的。现有液位检测普遍采用机械开关式液位浮子,工程实践中发现当进出水口与浮子过近,或者水纹波动显著时,浮子上下剧烈抖动会导致水泵随浮子的抖动而经常启停,对于启动电流较大的泵容易造成损伤。本文在软硬件设计中采用了计数器数字滤波电路以及单片机定时器中断,设计了一种替代简单液位浮子的实用智能液位开关。为了检验该设计的性能,在同等条件下,进行了不同液面、不同压力和水流量的对比试验。试验结果表明,计数脉冲发生电路中充电电阻和放电电阻为4.7 kΩ时,滤波后的输出信号比现场实际的数控信号时间迟延了2.11 s,经数字电路滤波后的输出信号已经完全消除了宽度小于2 s的所有干扰信号,并且具有很高的稳定性。迟延时间与计数电路、计数脉冲发生电路有关,通过电路设计调整滤波脉宽可使输出信号有效地滤除干扰成分。同时,利用该方法也可以根据不同工况,如不同功率的水泵设定不同参数滤除干扰信号,提高智能液位开关适用性。     

辣椒水肥一体化效应研究进展

在作物的生长过程中,水和肥是必不可少的两大要素,合理的灌溉和施肥对作物减投增效十分有利。传统的“大水大肥”方式不仅会降低水肥利用率,而且还加剧了农田土壤环境的污染问题。水肥一体化技术作为一项将水分和养分耦合运筹的新技术,可达到精准施肥、改善土壤环境、节水增产等目的,从而有效缓解资源与环境的矛盾问题,推动绿色农业的可持续发展。本文先综述了辣椒的生长发育、干物质积累、水肥利用、产量及品质指标对水肥一体化的响应,并针对该技术在农业生产中的实践应用,提出合理利用智能系统、多要素一体化技术和耦合模型规划建议,以期为水肥一体化在辣椒高产栽培中的应用提供参考。