不同水氮条件下生物炭对夏玉米水氮耦合效应的影响

【目的】提高水氮亏缺下夏玉米籽粒产量并促进水氮耦合效应,实现夏玉米节水增产。【方法】采用田间小区试验,设定4个生物炭施用水平(0、5、10、15t/hm²,分别记为C0、C1、C2、C3)、2种灌溉方式(正常灌溉I1、亏缺灌溉I2)和2个施氮水平(常规施氮N1、亏缺施氮N2),正常、亏缺灌溉灌水量分别为100%和50%作物需水量,常规、亏缺施氮量分别为200 kg/hm²和100 kg/hm²,探究了不同水氮条件下生物炭对砂壤土持水保肥效果以及夏玉米水氮耦合效应的影响。【结果】添加5 t/hm²和10 t/hm²生物炭处理明显提高了土壤总孔隙度和持水能力,并减少了土壤铵态氮和硝态氮的淋洗,10 t/hm²下效果最佳。同时,5 t/hm²和10 t/hm²生物炭可促进夏玉米根系生长,提高籽粒产量及水氮利用效率,在10 t/hm²下产量,水分利用效率和氮素偏生产力显著增加(P<0.05),较未施炭组分别增加了6.74%~13.12%、9.84%~19.48%和6.74%~13.12%。然而,生物炭添加至15t/hm²时增益效果有所下降。在10 t/hm²生物炭下,I1N2处理的产量和水分利用效率显著提高(P<0.05),相比C0,I1N1处理产量增加了13.12%,水分利用效率提高了16.93%,I2N2处理产量和氮素偏生产力与C0下I1N2处理间差异不显著,且I2N2处理产量显著提高(P<0.05),较C0处理增产12.84%,相比C0,I1N1处理仅减产5.60%。【结论】10 t/hm²生物炭能够在水氮亏缺下有效地提高水氮利用效率,进而达到保产增效目的,且10t/hm²生物炭与水分充足减氮50%处理的增产效果最好,可作为夏玉米生产中节水节肥的有效途径。     

水盐胁迫下老化生物炭对温室气体与玉米生长的影响

为揭示不同灌水量和灌水盐分下老化生物炭对温室气体排放与玉米生长的影响，设置2个生物炭水平：0 t/hm²(B0)、60 t/hm²(B1),2个灌溉水含盐量：0.71 g/L(S0)和4.0 g/L(S1),2个灌溉水平：充分灌溉(W1)和亏缺灌溉(W2,1/2 W1),于2022年4—9月在甘肃武威绿洲农业高效用水国家野外科学观测研究站进行了春玉米田间试验。结果表明，亏缺灌溉相较于充分灌溉CO₂累积排放量减少24.13%～52.68%,但二者的N₂O排放没有显著差异。微咸水灌溉导致CO₂和N₂O累积排放量分别增加9.06%～24.79%、9.95%～18.03%。在4种灌溉处理下，老化生物炭使CO₂和N₂O累积排放量分别减小7.33%～18.78%和21.14%～29.76%。不同处理间的CH₄排放无显著影响。亏缺和微咸水灌溉抑制了作物的生长；老化生物炭显著提高了春玉米生物量，总体增加7....     

微咸水灌溉对冬小麦光合特征及产量的影响

【目的】寻求合理的微咸水利用方式以及揭示微咸水灌溉下作物生理生长响应机理。【方法】在黄河三角洲地区的典型引黄灌区开展了冬小麦微咸水灌溉试验,研究了微咸水灌溉对冬小麦光合特性、干物质及产量的影响。【结果】与淡水灌溉相比,采用矿化度3 g/L微咸水灌溉时,拔节期、灌浆期灌2水和拔节期灌1水均会导致气孔导度和蒸腾速率的下降,但是对净光合速率的影响却不显著,微咸水灌溉在降低蒸腾速率的同时维持着较高的净光合速率,叶片水分利用效率提高了2.8%~43.2%;微咸水灌溉抑制了冬小麦的株高和干物质积累,淡水-微咸水组合灌溉虽然导致产量降低3%~13%,但节约淡水资源50%~67%;相同灌溉水质下,与灌浆期不灌水相比,灌水有利于籽粒的灌浆,提高了千粒质量,实现冬小麦增产11.2%~11.4%。【结论】因此,淡水-微咸水-微咸水的灌溉模式用于该地区冬小麦田间灌溉是可行的。     

改良材料对微咸水滴灌农田土壤盐分分布与离子组成的影响

【目的】探究微咸水滴灌及改良材料配施对节水灌溉农田土壤盐分的影响规律。【方法】以内蒙古河套灌区典型重度盐碱地为对象,分别开展了常规黄溉、微咸水滴灌、微咸水滴灌配施生物炭和微咸水滴灌配施石膏4个处理的田间小区试验,对比分析不同处理对于土壤盐分及其离子组成的效应?【结果】微咸水滴灌的平均脱盐率(13.46%)大于常规黄河水灌溉(7.14%),不会造成显著的盐分积累,但土壤盐分中Na~+、Cl~-量分别增加了91.12%和47.21%,全盐占比也随之增加,从而引起土壤钠质化,并导致土壤盐分在20～40 cm土层积累;微咸水滴灌配施生物炭或石膏可提高土壤脱盐率并消减土壤钠质化危害,且以微咸水滴灌配施石膏处理脱盐率最高,可达到46.30%;相比其他处理,微咸水滴灌配施生物炭表现出更为强烈的生育期土壤返盐现象,且土壤K~+、Mg~(2+)?SO_4~(2-)的全盐占比有所提高,而微咸水滴灌配施石膏处理则会降低Na~+、Cl~-、Mg~(2+)的全盐占比,提高Ca~(2+)和SO_4~(2-)的全盐占比?【结论】微咸水滴灌配施生物炭或石膏具有调控盐分运动与离子组成的双重效应,这为河套灌区盐碱地节水改良利用提供了一定理论基础?     

膜下咸水滴灌水肥盐调控对棉花盐离子、养分吸收及干物质分配的影响

【目的】探索南疆地区膜下咸水滴灌条件下水肥盐调控管理模式。【方法】设置不同淡咸水混合比例(1∶0、4∶1和2∶3)和不同施氮量(400、300 kg/hm²和200 kg/hm²)组合方案,其中淡咸水混合比例1∶0、施氮量300 kg/hm²为对照,研究了膜下咸水滴灌水肥盐调控对棉花盐离子、养分吸收及干物质分配的影响。【结果】随着灌溉水矿化度的增大,棉株体内盐离子(Na⁺、Cl^-与Ca²⁺)量呈增加趋势,其中Na⁺与Cl^-量显著增加;吸收的盐离子主要积累在茎和叶,在叶中积累量最高。灌溉水矿化度的增大对棉株N、P和K量及积累量均呈降低趋势。增施氮肥可以有效促进根系干物质的积累和植株对养分与盐离子的吸收,植株体内N和K量显著性增加,有效促进了棉花的生长;同时,增施氮肥也促进了棉株对Na⁺与Cl^-的吸收,淡咸比例4∶1混合灌溉(微咸水)茎和叶中适量的Na⁺与Cl^-积累量有利于抑制高施氮量(400 kg/hm²)营养器官(茎和叶)“徒长”,将高施氮量吸收的更多养分向生殖器官(蕾铃)分配,有利于产量的形成;而淡咸比例2∶3混合灌溉(咸水)Na⁺与Cl^-在棉株体内积累量显著增加,抑制了营养生长及养分向生殖器官的分配,不利于产量的形成。C_4:1N_H处理棉花干物质积累量蕾铃占比较对照提高1.5%,产量(6829.80 kg/hm²)达到了接近对照的水平;而C_2:3N_H处理棉花干物质积累量蕾铃占比较对照提升了0.8%,但由于盐离子在棉株体内的大量积累,单株棉花干物质积累量下降较多,因此产量增加不显著。【结论】淡咸比例4∶1混合灌溉(微咸水)适当的盐分胁迫以及合理的增施氮肥能有效地促进棉花的生长及各器官干物质的分配,在减少20%淡水使用的情况下保障了棉花产量。     

微咸水连续灌溉对冬小麦产量和土壤理化性质的影响

为了合理开发和利用黄淮海平原浅层地下微咸水,2003～2005年在中科院河北南皮生态实验站连续以3 g/L的微咸水对冬小麦进行田间灌溉试验,分析了微咸水灌溉对土壤含盐量、土壤溶液盐分含量、电导率以及冬小麦产量的长期影响,为建立华北地区冬小麦微咸水灌溉的合理灌溉制度和微咸水的合理利用提供理论依据.结果表明,连续利用3 g/L的微成水灌溉,会造成土壤表层盐分的累积,尤其在降水量偏少的年度会使作物受到盐分胁迫.微咸水灌溉比旱作增产,灌溉三次比灌溉两次产量高,降水量偏少的年份应尽量避免连续用微咸水进行灌溉.     

微咸水连续灌溉对冬小麦产量和土壤理化性质的影响

为了合理开发和利用黄淮海平原浅层地下微咸水，2003~2005年在中科院河北南皮生态实验站连续以3g/L的微咸水对冬小麦进行田间灌溉试验，分析了微咸水灌溉对土壤含盐量、土壤溶液盐分含量、电导率以及冬小麦产量的长期影响，为建立华北地区冬小麦微咸水灌溉的合理灌溉制度和微咸水的合理利用提供理论依据。结果表明，连续利用3g/L的微咸水灌溉，会造成土壤表层盐分的累积，尤其在降水量偏少的年度会使作物受到盐分胁迫。微咸水灌溉比旱作增产，灌溉三次比灌溉两次产量高，降水量偏少的年份应尽量避免连续用微咸水进行灌溉。     

微咸水灌溉对冬小麦产量及农艺性状的影响

为了研究天津地区微咸水灌溉对冬小麦农艺性状及产量的影响,布置了5个不同矿化度微咸水(1、2、3、4、5 g/L)及淡水(CK)的田间灌溉试验,试验通过冬小麦耗水规律进行微咸水灌溉调控。研究结果表明:不同盐浓度微咸水对冬小麦农艺性状均有影响,总体上呈现出,小麦株高、叶面积随微咸水矿化度的增高而减小的趋势,其中4与5 g/L的微咸水灌溉下影响显著,小麦株高减少17.68%、23.84%,叶面积减小29.12%、36.31%。;微咸水矿化度的增高,使耗水强度呈现出变弱趋势,但在1与2 g/L盐水胁迫下,使得土壤渗透势提高,促进作物根系对土壤水分的吸收,并且在一定的盐胁迫下,使得干物质向小麦籽粒中转移,从而提高了小麦产量。用矿化度3 g/L以上的微咸水在灌溉冬小麦过程中,主要根层出现土壤盐分积累现象,但配合种植夏玉米,淡水压盐,土壤中含盐量明显下降,对冬小麦种植影响较小。     

咸淡轮灌和生物炭对滨海盐渍土水盐运移特征的影响

为利用滨海地区微咸水改良盐渍土,进行了不同咸淡水轮灌(淡淡、淡咸、咸淡、咸咸)和施用生物炭(0、15、30 t/hm^2)的室内入渗试验,探讨了咸淡轮灌和生物炭施用下滨海盐渍土水盐运移过程。结果表明:滨海盐渍土水分运动主要受初始入渗水质的影响,先咸后淡的轮灌方式更有利于土壤水分入渗,入渗速率增加了8.2%~46.9%,并小幅提高了土壤含水率;生物炭可促进咸淡轮灌下的水分运移,增加了相同时间内的湿润锋距离、累计入渗量、入渗速率及入渗后的土壤含水率,添加量为15 t/hm^2时入渗增益最佳,入渗速率提高了3.5%~22.0%;淡咸和咸淡处理的土壤含盐量均低于咸咸处理,脱盐率和脱盐区深度系数更高,咸淡处理可增加脱盐率,而淡咸处理可提高脱盐区深度系数;生物炭有利于咸淡轮灌下的土壤盐分淋洗,脱盐率和脱盐区深度系数分别提高了9.1%~15.0%和1.1%~7.5%,并增加了Ca^2+和Mg^2+含量,促进Na+淋洗,进而降低了微咸水利用风险,但在30 t/hm^2时盐分淋洗效果有所减弱。研究表明,添加15 t/hm^2生物炭配合微咸水-淡水轮灌能够改善滨海盐渍土的入渗特性、持水能力和盐分分布,可为该区盐渍土和微咸水开发利用提供参考。     

生物炭改良棉花-甜菜间作土壤理化性质与盐分效果分析

土壤盐渍化问题已成为制约新疆地区农业发展的主要因素,近年来生物炭在改良土壤方面发挥了极大优势。为研究不同生物炭施用量对土壤理化性质以及盐分分布的影响,于2018—2020年在新疆地区开展生物炭改良盐碱土试验,种植作物为棉花-甜菜间作,模式为当地传统“一膜两管四行”栽培模式。2018年试验设置4个生物炭水平,分别为0、10、50、100 t/hm²。2019年增加设置25 t/hm²。综合分析2018年和2019年的试验结果,2020年生物炭施用量调整为0、10、25、30 t/hm²。生物炭混合深度为30 cm。在作物的不同生育期对各个处理不同剖面深度取土测定电导率、pH值和有机质含量,分析不同生物炭施用量对土壤pH值、有机质和盐分的影响。结果表明,添加生物炭显著降低生育初期和生育末期0～30 cm土层的pH值,且降低幅度与生物炭施用量成正比。生物炭对30～40 cm土层的pH值有降低作用,但效果不显著。因生物炭自身有机质丰富,生物炭施用10～100 t/hm²可增加土壤有机质含量31.8%～135...     

灌溉方式与生物炭对花生根系、磷素利用及产量的影响

为确定花生最佳灌溉方式和生物炭用量,于2018-2019年连续2年在辽西北阜新蒙古族自治县实验站开展大田试验.以小白沙1016花生为材料,采用2因素裂区设计,主区设置沟灌(F)、滴灌(D)和膜下滴灌(M)3种灌溉方式,副区设置0 t/hm2(B0)、10 t/hm2 (B10)、20 t/hm2(B20)、40 t/h...     

添加生物质炭对猪场废水灌溉土壤养分状况及铅有效性的影响

【目的】为养猪废水安全灌溉提供科学依据。【方法】试验选取新乡郊区农田0~20cm表层土壤,采用PVC根箱法种植小麦,试验设置4种水平的生物质炭添加量0%、0.5%、2%、5%(W0、W0.5、W2、W5)和对照CK(无作物和生物质炭)。测定了各处理根际和非根际土壤养分状况与含铅量,探讨了处理间土壤养分状况和铅迁移规律的差异特征。【结果】与CK相比,施加生物质炭改善了土壤理化性状,W2和W5处理显著增加了土壤有机质量、碱解氮量、速效磷量与速效钾量,尤其是非根际土壤的增幅更大。同时,施加生物质炭处理能够降低土壤有效铅量,W2和W5处理土壤有效铅量降幅较大,达20.7%~33.3%,且非根际土壤有效铅量显著低于根际土壤。【结论】对于北方碱性土壤,灌溉养猪废水时添加适量的生物质炭(W2),能够改善土壤理化性质,降低铅的生物有效性,减少向植物体内的迁移。     

引黄泥沙对黏质盐土的改良效果及其对冬小麦产量的影响

[目的]探究引黄泥沙对黏质盐土的改良效果及对冬小麦产量的影响,找出适宜的引黄泥沙用量.[方法]在黄河三角洲地区进行大田试验,研究不同引黄泥沙用量(0、5、10、15、20、25、30、35 kg/m2)对黏质盐土的体积质量、饱和导水率、含水率变化、含盐量以及冬小麦产量的影响.[结果]引黄泥沙降低了土壤体积质量,且土壤体...     

不同粉垄深度和春灌灌水量对土壤水盐运移规律影响研究

为了解决南疆干旱区盐碱地改良问题,探讨不同粉垄深度和灌水量在春灌期间对土壤的水盐运移规律.基于新疆图木舒克市盐碱地试验田,以传统翻耕CK(20 cm)为对照,设置3个粉垄深度S1(40 cm)、S2(60 cm)、S3(80 cm)和3个灌水量W1(2400 m3/hm2)、W2(3000 m3/hm2),W3(360...     

生物炭配施沼液对土壤团聚体及其有机碳分布的影响

[目的]探究生物炭与沼液配施的最优组合,为农田合理施肥提供科学依据.[方法]基于3 a (2017-2019年)田间定位试验,设置CK、单施生物炭(12 t/hm2)、3个水平沼液(沼液∶水分别为1∶6、1∶4和1∶2)和生物炭分别与3个水平沼液配施,共计8个处理,利用湿筛法测定了土壤团聚体分布和有机碳质量分数.[结果...     

水氮盐调控对膜下滴灌棉花产量的影响及耦合模型

为探讨水、盐、氮三因素对棉花生长的耦合效应及最优水肥制度,分别设置了4种灌溉定额(1 575,2 100,2 625,3 150 m³/hm²)、4种施氮量(0,150,300,450 kg/hm²)和4种土壤盐分(非盐化土、轻度、中度和重度盐化土),通过盆栽试验,研究了水、氮、盐对膜下滴灌棉花产量的影响.结果表明:灌溉定额、施氮量和土壤盐分与棉花产量之间符合回归模型,模型对水氮盐的耦合效果较好;单因素对棉花产量影响按因素排序由大到小为灌水量,土壤含盐量,施氮量;耦合作用的影响按因素排序由大到小为盐氮,水氮,水盐;水氮施加量对棉花产量的影响均存在阈值,低于此阈值,棉花增产效果较为明显;中、重度土壤盐分含量明显抑制棉花生长;通过回归模型进行耦合分析,最适合研究区的水肥盐耦合方式为轻盐土壤、灌溉定额2 677 m³/hm²和施氮量202 kg/hm².本研究将为盐碱区棉田水肥高效利用提供科学依据.     

添加生物炭对降低冬小麦幼苗盐害并促进其生长的效果研究

黄河三角洲盐碱农田具有"盐、板、瘦"的特点,以NaCl为主要成分的盐渍危害直接影响着滨海土壤质量。生物炭添加可改善土壤性质,促进作物生长。【目的】明晰炭添加对盐渍土盐分离子和冬小麦幼苗生长的影响。【方法】研究依托田间试验探究了低剂量(0～4 g/kg)的芦苇炭添加对盐渍土盐离子、麦苗体内钾钠比、钾素利用率及幼苗生物量的影响。【结果】施用生物炭可降低土壤溶液中的盐离子、增加冬小麦幼苗体内钾钠比和麦苗钾素利用率,有助于提升幼苗生物量;以4 g/kg炭添加量下的降盐、增量效果最为明显。土壤溶液中的Na+较CK降低了9.43%,幼苗K/Na和钾素利用率分别提升了56.80%和25.48%,麦苗生物量增加了15.72%。【结论】炭添加可通过固持土壤溶液中的Na+、提升麦苗K/Na和钾素利用率来促进其生物量的增加。研究可为生物炭用于盐渍土改良的降盐培肥和增效增产的过程机理提供理论依据,为生物炭用于盐渍化土壤改良的可行性提供初步指导。