喷灌灌水与施肥对春小麦水分动态及产量的影响

为了探索河西走廊春小麦适宜的喷灌灌溉施肥制度,以当地畦灌模式为对照对比分析了不同灌水方式、灌溉施肥水平下土壤水分动态分布及产量效应并对春小麦产量进行了回归分析.研究了喷灌条件下灌水前后土壤水分分布动态、不同生育期内土壤含水率变化特征及不同灌水量水平下土壤水分下渗状况,分析了不同灌水、施肥水平对产量及产量构成要素的影响.结果表明,喷灌灌水定额为75 mm时,有部分水分下渗至春小麦主要根系活动层以下,但较畦灌量小;喷灌灌水定额在45~60 mm时,灌水后大部分水分储存在0~40 cm土层;春小麦整个生育期内,中等灌溉水平40~80 cm土层土壤水分变化不明显;春小麦产量及其构成要素对灌溉量响应大于施肥量,灌溉量过大时,产量有下降趋势;喷灌条件下,中等灌溉、追肥水平下产量较畦灌高1105%,节水增产效果显著.另外,根据产量拟合方程并结合水分利用效率,喷灌中等灌水、施肥水平为该地区适宜发展的灌溉施肥制度.     

内镶贴片式滴灌带局部水头损失试验研究

通过试验研究了标准管径16 mm的5种内镶贴片式滴灌带的局部水头损失,分析了滴灌带局部水头损失占沿程水头损失的比值hjt/hf和局部水头损失系数α的变化规律.结果表明:相同工作压力下,滴灌带当量直径随壁厚的增大而减小,造成沿程水头损失和局部水头损失的增大,局部水头损失与壁厚、滴头断面面积和雷诺数有关.随着雷诺数的增大,滴灌带局部水头损失占沿程水头损失的比值hjt/hf减小,最小值可达到0. 67,但仍超过中国制定的微灌工程技术规范设计标准(0. 1~0. 2).通过对试验数据进行多元回归分析,提出了滴灌带局部水头损失系数与过水断面收缩比和雷诺数的关系式,相关系数为0. 96.     

氮素用量对膜下滴灌甜瓜产量以及氮素平衡、硝态氮累积的影响

【目的】针对灌区膜下滴灌甜瓜栽培施氮不合理的问题,通过系统分析膜下滴灌条件下不同施氮量对甜瓜产量、土壤硝态氮累积及氮素吸收和平衡的影响,为河西灌区膜下滴灌甜瓜合理施用氮肥提供理论依据。【方法】试验采用膜下滴灌施肥模式,设置5个施氮水平：0（N₀）、60（N₆₀）、120（N₁₂₀）、180（N₁₈₀）、240 kg·hm ^-2（N₂₄₀）,在苗期、伸蔓期、膨大期和成熟期测定土壤剖面硝态氮含量,并结合成熟期产量和氮素吸收量,分析不同氮素用量对甜瓜产量、品质以及氮素平衡和土壤中硝态氮分布、累积的影响。 【结果】在施氮量为180 kg·hm ^-2时甜瓜商品瓜产量达到较高值,果实吸氮量和氮收获指数达到最大,甜瓜氮素吸收利用效率、氮素农学效率和氮素生理利用率变幅分别为39.59%—40.22%、56.61—61.44 kg·kg ^-1和142.98 —152.76 kg·kg ^-1;不同深度土壤NO₃ ^--N随施氮量的增加而增加,但同一处理中土层越深NO₃ ^--N含量越低;收获后NO₃ ^--N主要累积在0—40 cm土层,占试验监测土壤范围（0—100 cm）的46.74%—51.84%;施氮量与甜瓜吸氮量、硝态氮残留量和氮素表观损失量呈显著正相关,甜瓜吸收量占氮输出量的41.27%—41.36%,氮素残留量占42.62%—43.41%,表观损失占15.32%—16.02%。 【结论】在河西沙漠绿洲灌区甜瓜膜下滴灌种植中,氮素施入量以180 kg·hm ^-2为宜,有利于甜瓜氮素吸收利用能力保持在较高水平,降低氮素损失,达到氮素收支动态平衡以及高产优质高效的生产目的。     

河套灌区不同秋浇年限对土壤细菌群落的影响

【目的】 针对内蒙古河套灌区农民自愿放弃秋浇造成干地面积逐渐增多的现象,通过调查研究不同秋浇年限对盐碱土壤细菌群落组成差异的影响,为灌区盐碱地改良与秋浇制度改革提供科学依据。【方法】 选取盐荒地（CK）、一直秋浇（AUI1）、隔2—3年秋浇（AUI2）、3—4年不秋浇（AUI3）以及6—7年不秋浇（AUI4）5种类型的典型地块,采用高通量测序（Illumina HiSeq）技术,分析不同秋浇年限处理下土壤细菌群落的变化特征,并对土壤化学性质与细菌群落进行了冗余分析以及与群落组成的相关性分析。【结果】 AUI1和AUI2处理对降低0—30 cm土层盐分含量最显著,分别比CK、AUI3、AUI4降低了128.82%和29.04%、108.76%和17.72%、108.44%和17.55%,在30—40 cm土层AUI1处理的盐分含量显著低于其他处理;各个土层的pH值均以AUI2处理最低,其0—40 cm土层pH平均值较CK、AUI1、AUI3、AUI4处理分别显著降低了0.28、0.32、0.16、0.88个单位（P＜0.05）。另外,AUI2处理0—40 cm土层微生物量碳平均含量分别较CK、AUI1、AUI3、AUI4提高了252.89%、148.59%、58.10%和60.10%,可溶性有机碳平均含量分别提高了48.41%、29.42%、6.01%和14.27%（P＜0.05）。AUI1与AUI2处理间的丰富度指数（ACE和Chao1）显著高于CK、AUI3和AUI4处理（P＜0.05）。变形菌门（Proteobacteria）、酸杆菌门（Acidobacteria）和拟杆菌门（Bacteroidetes）为不同秋浇年限处理的3大优势菌门,占所有菌门的53.93%,而AUI2、AUI3处理分别有利于增加拟杆菌门、酸杆菌门的丰度（P＜0.05）。相关性分析结果表明,变形菌门（Proteobacteria）和绿弯菌门（Chloroflexi）与土壤微生物量碳和可溶性有机碳均具有很强的负相关性,其中与微生物量碳的相关系数分别为（r=-0.559**和-0.522*）,与可溶性有机碳的相关系数分别为（r=-0.795**和-0.820**）;而放线菌门（Actinobacteria）、奇古菌门（Thaumarchaeota）、厚壁菌门（Firmicutes）和疣微菌门（Verrucomicrobia）均与土壤盐分呈显著负相关,与土壤微生物量碳和可溶性有机碳呈显著正相关。因子分析显示,土壤盐分、pH、微生物量和可溶性有机碳总共解释了97%的群落变化,成为土壤细菌群落组成变化的主控因子,贡献率依次为：土壤盐分＞pH＞微生物量碳＞可溶性有机碳。【结论】 隔2—3年秋浇（AUI2）处理不仅可以有效降低耕层土壤盐分并能使0—40 cm土层微生物量碳和可溶性有机碳含量显著增加,而且还可提高土壤优势菌群中拟杆菌门的相对丰度。综上所述,隔2—3年秋浇（AUI2）是河套地区兼顾盐碱土壤改良与节水的优化措施。     

膜下滴灌栽培粳稻品种产量构成与穗部特征研究

为探讨膜下滴灌栽培模式下的粳稻产量构成及其穗部特征,以12个水稻品种(A1~A12)为材料,比较分析了其产量及其构成因素、茎蘖组成及其成穗率、穗部构成特征.结果表明:在膜下滴灌栽培条件下,不同品种的产量及其构成因素平均值以A6最高,膜下滴灌水稻主要依靠主茎和一级分蘖成穗,且主茎和一级分蘖的贡献率占97%以上,群体数量的上升较平稳,成穗率中等;膜下滴灌水稻可以依靠二次枝梗数来增加穗粒数,二次枝梗对穗粒数的贡献率在57%以上.膜下滴灌水稻栽培应选用着粒密度较大、紧实的大穗型品种.     

薯-豆套作模式下作物对种间竞争与补偿作用的响应

以马铃薯-大豆套作模式为研究对象,通过2年的大田试验,分析不同熟期大豆品种与马铃薯组合后系统内作物干物质和养分积累的特性与种间竞争补偿的相互关系,阐明间套作系统种间竞争力弱化和恢复补偿能力提高的作用机理,为实现间套作可持续发展提供科学依据。结果表明:套作马铃薯干物质及养分积累无显著变化,而套作大豆变化显著。出苗60 d内套作大豆干物质积累量是同期单作的43.74%,出苗后80～100 d,晚熟品种干物质积累量相对于中熟和早熟提高的幅度分别为35.54%～59.22%和65.56%～70.81%,大豆收获时,晚熟品种干物质积累接近单作,两者间差异不显著。共生期,套作大豆N、P、K积累量较同期单作降低的幅度分别为31.43%～41.44%、21.17%～25.36%和23.23%～35.6%,晚熟品种与中熟、早熟品种间差异达到显著水平。共生期结束后,套作大豆养分吸收量较单作显著增加,收获时,晚熟品种N、P、K养分积累量接近单作,两者间差异不显著。综上,在该群体中,马铃薯是核心作物,共生期处于竞争优势(A_PS>0、CR_PS>0),而大豆处于竞争弱势(A_PS<0、CR_PS<0),选择晚熟大豆品种与马铃薯组合可弱化种间竞争力和营养竞争比率,还有利于马铃薯收获后恢复补偿能力的发挥。     

减量施氮对滴灌春小麦籽粒灌浆特性和氮代谢酶活性的影响

为探明减量施氮对滴灌春小麦籽粒灌浆特性和氮代谢酶活性的影响,选用春小麦株高不同的两个品种(2017年,新春6号和新春31号)和籽粒蛋白质含量不同的两个品种(2018年,新春38号和新春49号)为材料,采用裂区试验设计,比较分析在300kg·hm^-2(N1)、275kg·hm^-2(N2)、250kg·hm^-2(N3)、225kg·hm^-2(N4)和不施氮肥(N5)5个氮素水平下四个品种籽粒灌浆速率等参数及硝酸还原酶(NR)、谷氨酸合成酶(GOGAT)、谷氨酰胺合成酶(GS)活性的差异。结果表明,在减量施氮条件下,新春6号和新春38号的籽粒最大灌浆速率(Vm)、三种酶活性及产量分别在N3处理下表现最优;新春31号与新春49号的籽粒最大灌浆速率(Vm)、三种酶活性及产量分别在N2处理下表现最优。随着施氮量的降低,小麦籽粒达到最大灌浆速率的时间(tm)相对提前,同时Vm和粒重积累持续时间(△t)均增加,所以减量施氮条件下小麦粒重仍然比较高。随施氮量的增加,两年的小麦产量及其构成因素均呈先增后降的趋势。因此,适当减量施氮可提高滴灌春小麦籽粒灌浆特性以及氮代谢酶活性,进而实现节肥和高产。     

控释氮肥全量基施对宁夏引黄灌区水稻氮素利用效率和淋失的影响

利用田间小区试验研究了控释氮肥全量基施对宁夏水稻产量、氮素利用效率和淋洗损失的影响,为控释氮肥全量基施技术在宁夏引黄灌区应用提供技术依据。以"宁粳50号"水稻品种为研究对象,以不施氮肥(CK)为对照,参考农民常规施肥(FP)施氮量,设置了4个控释氮肥减量施用处理:控释氮肥135 kg/hm~2(C-135)、控释氮肥180 kg/hm~2(C-180)、控释氮肥225 kghm~2(C-225)和控释氮肥270 kg/hm~2(C-270)。对水稻产量、氮素吸收和利用效率、水稻生育期不同深度淋溶水浓度和淋失量进行测定和分析。结果表明:C-180处理和C-225处理在氮肥用量分别降低了25%和40%的条件下,水稻籽粒产量没有降低,原因在于提高了水稻的有效穗数和穗粒数。与FP比较,控释氮肥施氮量控制在270 kg/hm~2以下时,控释氮肥全量施用各处理氮肥利用率显著提高,C-135、C-180、C-225处理氮肥利用率分别比FP处理提高了10.22,11.10,12.75个百分点。控释氮肥各处理水稻生育期内田面水和不同土体深度淋溶水中的TN浓度均低于FP处理,且延迟了田面水中TN浓度峰值出现的时间,减少了因稻田排水和径流导致的氮素损失。FP处理全生育期氮素淋洗损失总量为24.57 kg/hm~2,控释氮肥各处理素淋洗损失总量在11.54～17.35 kg/hm~2,其中C-180,C-225处理总氮淋失量分别比常规施肥降低了46.17%和49.40%。综合考虑水稻产量和氮素损失因素,宁夏水稻控释氮肥全量基施适宜施氮量在180～225 kg/hm~2。     

海水养殖废水浇灌下不同盐生经济植物生理特征及其比较

采用大田试验,研究了无施肥条件下海水浇灌(对照)、1∶1海水养殖废水(1∶1养殖废水处理)、全海水养殖废水(全养殖废水处理)处理以及施肥条件下海水浇灌(施肥处理)对海蓬子和碱蓬植株生长与生理特性的影响。结果表明:1∶1养殖废水处理的植株地上部干重(DW)显著高于对照,但全养殖废水处理植株地上部DW低于对照;施肥处理植株地上部DW明显高于所有对照和其他处理,随着生育期的延长,上述效应愈加明显,尤其体现在碱蓬植株上。与施肥处理相比,两配比养殖废水灌溉抑制了2种植物生长,降低了植株地上部氮磷(NP)含量、叶绿素含量(CHL)含量和可溶性蛋白(SP)含量,并随养殖废水配比上升而降低越显著;相反,2种植物细胞相对电导率(REC)、丙二醛(MDA)含量却随着养殖废水配比的上升而升高,碱蓬的上升比海蓬子更为明显。与对照相比,1∶1养殖废水不同程度提高了2种植物DW、CHL含量、植株地上部NP含量、内肽酶、羧肽酶、超氧化物歧化酶(SOD)及过氧化物酶(POD)活性以及SP和游离氨基酸(FAA)含量;并且,随着养殖废水配比的上升,2种植物以上各指标却不同程度地下降。综上所述,1∶1养殖废水处理可有效促进2种植物叶绿素合成,提高SOD、POD活性,降低MDA积累量,减少细胞膜受损,进而加快植株生长,增加NP吸收。2种植物相比,碱蓬对海水养殖废水浓度的生理响应较海蓬子敏感。1∶1养殖废水处理可很大程度上替代肥料的施用,从而降低环境污染。     

调亏灌溉对冬小麦产量和品质及其关系的调控效应

在大型启闭式防雨棚条件下,采用筒栽土培法,以专用型冬小麦(Triticum aestivum L.)为试验材料,就调亏灌溉(regulated deficit irrigation,RDI)对冬小麦籽粒产量和品质性状及其关系的影响进行了试验研究,旨在寻求适宜的水分调亏阶段(时期)和调节亏水度,为建立节水高产优质冬小麦RDI模式与指标提供技术参数。筒栽试验采用二因素(水分调亏阶段和调节亏水度)随机区组设计,冬小麦设置3个水分调亏阶段:返青-拔节(I)、拔节-抽穗(II)、抽穗-成熟(III);每个调亏阶段设置3个水分调亏程度:轻度调亏(L)、中度调亏(M)和重度调亏(S),土壤相对含水率(绝对含水率占田间最大持水率的百分数)分别为60%~65%,50%~55%,40%~45%。结果表明:小麦籽粒蛋白质含量与土壤含水量并非总是呈负相关关系,不同生育阶段控水对蛋白质含量的影响存在明显差异性,小麦蛋白质含量仅与拔节-抽穗期土壤相对含水量呈负相关关系。在小麦拔节以前施加轻度(60%~65%)或中度(50%~55%)水分调亏,籽粒产量、蛋白质产量和氨基酸产量等不会显著降低,甚或略有增产,重度(40%~45%)调亏会导致显著减产;拔节-抽穗期,即使是轻度调亏也会导致显著减产;灌浆期轻度调亏不会导致籽粒和蛋白质产量显著减少,而氨基酸产量略有增加,并且节水效果显著。小麦籽粒产量与蛋白质含量并非总是存在显著的负相关性,在一定条件下可以减弱或改变这种关系;小麦籽粒产量与品质性状间的关系在不同阶段RDI条件下存在显著差异性。据此认为,高产与优质的矛盾并非不可协调,初步证实了RDI提高小麦籽粒品质效应的真实存在和在小麦生产中"以水调质"的可行性。