根区孔下滴灌施肥对新疆红枣产量品质和氮磷钾利用影响

选择合理的滴灌施肥方式是实现果园节水减肥的技术关键。该研究分析比较了地表滴灌和根区孔下滴灌施肥对新疆南疆地区红枣生长和氮磷钾吸收的影响,以期为提高果园水肥利用效率提供理论依据。试验设置常规地表滴灌和根区孔下滴灌施肥2种灌溉方式,比较其对红枣营养状况、根系生长、产量及品质的影响。结果表明,与常规地表滴灌施肥相比,在相同水肥供给条件下,根区孔下滴灌施肥处理红枣2 a平均产量比地表滴灌施肥处理显著提高(P0.05),增产幅度为6.9%,单果干质量达5.04 g。2 a红枣果实品质结果显示,根区孔下滴肥处理总糖、还原糖和粗脂肪含量显著高于地表滴灌处理(P0.05)。该根区孔下滴灌施肥方式显著增加红枣树体各器官对养分的吸收(P0.05),其中2011年根区孔下滴灌施肥处理红枣叶片中N、P和K含量分别比地表滴灌施肥处理增加6.7%、33.6%和7.3%,2012年红枣叶片中N和P含量差异显著(P0.05),比地表滴灌分别高3.4%和26.8%。根区孔下滴灌施肥处理红枣果实中P、K含量显著高于地表滴灌施肥处理(P0.05),2011年和2012年分别比地表滴灌高41.0%、13.6%和46.2%、12.9%;2012年根区孔下滴灌施肥处理叶片、新梢、细根和果实中P累积量显著高于地表滴灌相应器官P累积量(P0.05),相比于地表滴灌分别提高38.2%、70.7%、159.8%和55.3%,根区孔下滴肥处理的吸收根干物质质量比地表滴灌增加46.7%。根区孔下滴肥的水肥管理方式可以显著增加根系生物量、提高枣树器官养分含量、增加红枣产量和提高肥料的利用效率,研究结果可为今后果园的节水减肥田间管理提供参考。     

设施土壤有机氮组分及番茄产量对水氮调控的响应

【目的】酸解铵态氮和酸解氨基酸氮是土壤有机氮的主要组分,可表征土壤的供氮能力,并在氮素矿化、固定、迁移以及为植物生长供氮过程中起到至关重要的作用。研究水、氮调控下设施土壤有机氮组分和番茄产量的相互关系,为评价设施土壤肥力变化和制定科学合理的水、氮管理措施提供科学依据。【方法】田间定位试验在沈阳农业大学的温室内进行了5年,供试作物为番茄,栽培垄上覆盖薄膜,打孔移栽番茄幼苗,膜下滴灌。定位试验三个氮肥处理为施N75、300、525kg/hm^2,记为N1、N2和N3;三个灌水量为25、35和45kPa灌水下限(灌水始点土壤水吸力),记为W1、W2和W3,共9个肥水处理组合。在试验第五年番茄生长期(2016年4—8月)调查了番茄产量及其构成,在休闲期(2016年9月)测定0—10、10—20和20—30cm土层土壤有机氮组分、有机碳和全氮含量。【结果】9个处理中,土壤全氮、有机碳和除酸解氨基糖氮外的有机氮组分含量均随土层深度的增加而降低,且0—10、10—20和20—30cm土层间含量差异显著(P<0.05)。三个土层中酸解总氮占土壤全氮的66.0%、64.6%和55.2%,是土壤有机氮的主要存在形态。土壤酸解总氮中各组分含量及其所占比例的大小顺序为酸解氨基酸氮、酸解铵态氮>酸解未知态氮>酸解氨基糖氮。灌水下限和施氮量对番茄产量及单果重的影响均达极显著水平(P<0.01),水氮交互效应也达显著水平(P<0.05)。休闲期土壤酸解铵态氮与番茄产量间显著负相关(P<0.05)。番茄产量W1N2(25kPa+N300kg/hm^2)、W2N1(35kPa+N75kg/hm^2)和W1N1(25kPa+75kg/hm^2)处理间差异不显著。【结论】灌水和施氮量及其交互效应对各土层土壤全氮、酸解总氮、酸解铵态氮和酸解氨基酸氮的影响均达到极显著水平(P<0.01),而对土壤有机碳的影响不显著(P>0.05)。相同施氮量下,0—30cm土层酸解铵态氮和0—20cm土层酸解氨基酸氮含量均在土壤水吸力维持在35~6kPa范围内达最高值,此土壤水分含量下的0—20cm土层酸解氨基酸氮含量在施N75kg/hm^2时达到最大值。从节水减氮和番茄产量的角度考虑,控制土壤水吸力不低于35kPa、每季随水施N75kg/hm^2为供试番茄生产条件下最佳的水、氮组合量。     

滴灌施钙时间对盐碱土水盐运移特征研究

通过室内试验测定新疆昌吉地区盐碱土在不同滴灌施钙时间的入渗运动过程,研究不同施钙时间(前期施用Ca-W、后期施用W-Ca、中间施用W-Ca-W、前后期施用Ca-W-Ca)的盐碱土土壤盐分运移和水分运动.结果表明不同施钙方式对滴灌盐碱土土壤水分分布具有影响,对盐碱土盐分运移影响明显,随着湿润锋水平、垂直运移距离的增加,不同滴灌施钙方式的土壤含盐量、钠离子含量和钠吸附比均在不断增加,Ca-W-Ca方式的达标脱盐区评价系数和脱钠区深度系数均大于其他方式,钠吸附比均小于其他方式,脱盐效果均优于其他方式,说明Ca-W-Ca方式更有利于作物根系生长,改良盐碱土效果最明显.     

地下滴灌系统施肥灌溉均匀性的田间试验评估

该文对影响地下滴灌系统性能的两个重要因素施肥装置类型和滴灌带埋深进行了田间评估.施肥装置包括国内外常用的压差式施肥罐、文丘里施肥器和比例施肥泵三种类型,滴灌带埋深包括0、15和30 cm 3个水平.结果表明,滴灌带埋深与施肥装置类型对滴头流量和灌水量均匀性的影响均未达到显著性水平(a=0.05),而施肥装置类型对施肥量均匀性的影响达到极显著水平(a=0.01).对给定的毛管埋深而言,压差式施肥罐的施肥量变差系数高于比例施肥泵和文丘里施肥器.对不同施肥装置的施肥量变差系数与灌水量变差系数之间关系的回归分析结果指出,比例施肥泵和文丘里施肥器的施肥量变差系数与灌水量的变差系数相当,但压差式施肥罐的施肥量变差系数比灌水量变差系数大40%左右.因此在进行微灌系统设计时应将施肥装置类型和性能作为一个因素加以考虑,并宜优先选用输出肥液浓度恒定的施肥装置.     

再生水滴灌系统滴头抗堵塞性能试验研究

为了得到再生水灌溉对滴灌流量的影响规律及滴头抗堵塞性能,该文通过试验对再生水灌溉条件下11种不同滴头流道的流量变化进行了研究.结果表明:再生水灌溉条件下滴头流量的降幅与流道长度、流道截面积呈现正相关关系,具有反冲洗功能的滴头可以有效防止堵塞.田间试验表明,再生水处理滴头流量与地下水处理相比明显下降,流道沉积物富集是导致滴头流量衰减的主要原因.建议再生水滴灌系统选择具有反冲洗功能的滴头或者滴头流道较短、流道截面积较小的滴头,可有效降低堵塞的发生,为再生水灌溉系统科学选型与配套提供依据.     

地下滴灌灌水器水力要素试验研究

为了研究灌水器流量变化规律,该文以灌水器工作压力、土壤容重和土壤初始含水率为试验因素,用混合水平均匀设计安排试验方案。应用研制的地下滴灌灌水器流量测试系统,用称重法来获得不同试验方案灌水器流量。根据试验数据,建立了地下滴灌灌水器流量计算经验公式。分析表明:在工作压力不变时,灌水器流量在灌水初期略大,而后减小并趋于恒定,这个变化过程仅1～2 min左右,可认为灌水器流量是不变的;在同一压力下,地下滴灌灌水器流量比地表滴灌减小5%～20%,压力越大,二者值越接近;影响地下滴灌灌水器流量的主要因素是灌水器工作压力,而土壤容重和土壤初始含水率对灌水器流量影响较小。     

基于文献计量分析作物水肥一体化研究特征、热点和趋势

为了解作物水肥一体化领域研究特征、热点问题和发展趋势,基于Web of Science数据库,利用CiteSpace和VOSviewer等可视化软件对作物水肥一体化领域相关文献(2003—2022年)进行文献计量分析。结果表明:1)该领域文章发表数量呈波动上升趋势,研究涉及农艺学、水资源学和植物科学等学科,最具影响力和权威性的期刊是Agricultural Water Management。2)国际合作方面,中国学者与美国、加拿大等国合作密切,其中与美国相关机构的学者合作最为密切;作物水肥一体化研究机构和学者较为分散,中国农业大学、佛罗里达大学、中国科学院和西北农林科技大学等机构和张富仓、康跃虎、林杉和Morgan Kelly T.等人开展了大量水肥一体化研究工作。3)作物水肥一体化研究主要采用田间试验和模型模拟方法,研究内容由早期的果树和甜椒等栽培作物产量和果实品质研究,过渡到作物水分、养分运移和硝酸盐淋溶再到注重提高作物的养分吸收和水肥利用效率并兼顾环境效益。综上,作物水肥一体化的研究热点主要集中在土壤水分、养分运移和硝酸盐淋溶动态的模拟研究、水肥耦合对作物产量影响研究、水肥利用效率提升与水肥精准调控、水肥一体化过程中温室气体排放与减排农艺管理措施等方面。随着物联网和人工智能等新兴技术的发展,未来作物水肥一体化研究将朝着数字化、智能化和精准化的方向发展。     

滴灌水温对土壤和骏枣树体养分含量的影响

【目的】研究滴灌水温对骏枣林土壤和树体养分吸收的影响,为新疆南疆地区红枣栽培提供技术支持。【方法】在新疆南疆地区,以5年生骏枣为研究对象,以自然水温为对照（CK）,探讨不同滴灌水温（10,20,30,40 ℃）对骏枣林下0～10,10～20和20～40 cm土层土壤速效N、速效P和速效K及枣树各器官（果实、枣吊、二次枝和叶片）全N、全P、全K含量的影响。【结果】（1）20 ℃水温处理可以提高0～10,10~20 cm土层的速效P含量,较CK处理增加32.29%,16.92%;与CK处理相比,10 ℃水温处理可以提高20～40 cm土层的速效N含量和0～20 cm土层的速效K含量,30 ℃水温处理可以提高0～10 cm 土层的速效N含量和20～40 cm土层的速效P含量,40 ℃水温处理可以提高10～20 cm土层的速效N含量,但差异均未达到显著水平。（2）CK处理可以提高骏枣叶片的全N、P、K含量和二次枝的全N、全K含量。与CK处理相比,20 ℃水温处理可以提高骏枣果实中的全N、P、K含量及枣吊全N含量和二次枝的全P含量,其中果实中全K含量较CK显著增加了1.13 g/kg,其他差异均未达到显著水平。40 ℃水温处理可以提高枣吊的全P、全K含量,但差异均未达到显著水平。【结论】增温水可以提高土壤和树体的养分含量。     

Estimation of irrigation requirements for drip-irrigated maize in a sub-humid climate

Drip-irrigation is increasingly applied in maize (Zea mays L.) production in sub-humid region. It is critical to quantify irrigation requirements during different growth stages under diverse climatic conditions. In this study, the Hybrid-Maize model was calibrated and applied in a sub-humid Heilongjiang Province in Northeast China to estimate irrigation requirements for drip-irrigated maize during different crop physiological development stages and under diverse agro-climatic conditions. Using dimensionless scales, the whole growing season of maize was divided into diverse development stages from planting to maturity. Drip-irrigation dates and irrigation amounts in each irrigation event were simulated and summarized in 30-year simulation from 1981 to 2010. The maize harvest area of Heilongjiang Province was divided into 10 agro-climatic zones based on growing degree days, arid index, and temperature seasonality. The simulated results indicated that seasonal irrigation requirements and water stress during different growth stages were highly related to initial soil water content and distribution of seasonal precipitation. In the experimental site, the average irrigation amounts and times ranged from 48 to 150 mm with initial soil water content decreasing from 100 to 20% of the maximum soil available water. Additionally, the earliest drip-irrigation event might occur during 3- to 8-leaf stage. The water stress could occur at any growth stages of maize, even in wet years with abundant total seasonal rainfall but poor distribution. And over 50% of grain yield loss could be caused by extended water stress during the kernel setting window and grain filling period. It is estimated that more than 94% of the maize harvested area in Heilongjiang Province needs to be irrigated although the yield increase varied (0 to 109%) in diverse agro-climatic zones. Consequently, at least 14% of more maize production could be achieved through drip-irrigation systems in Heilongjiang Province compared to rainfed conditions.     

减氮配施有机肥对滴灌春小麦花后同化物转运和籽粒灌浆特性的影响

【目的】研究减氮条件下新疆滴灌小麦高产高效的调控途径,分析滴灌春小麦花后同化物转运和籽粒灌浆特性的调控效应,为新疆滴灌春小麦的高产优质栽培提供科学依据。【方法】设置不同减氮配施有机肥处理,采用裂区设计,氮素为主区,品种为副区;于2019年在田间滴灌条件下设置7种减氮配施有机肥水平(N_CK、N₅、N₁₀、N₁₅、N₂₀、N₂₅、N₀),比较分析不同减氮配施有机肥处理条件下,强筋小麦新春38号和中筋小麦新春49号的花后同化物转运及籽粒灌浆特性的变化。【结果】在灌浆期内,花后干物质(茎、叶)随灌浆期推进呈先升后降趋势,峰值出现在花后14 d,而穗干物质则呈逐渐增大的变化。随减氮配施有机肥程度增加,2个品种的花后干物质积累、花后干物质转移率、花后贡献率、粒重及灌浆各参数均呈现先增后减的趋势,在N₁₅处理下各指标均达到最优值,N₁₅>N₂₀>N₂₅>N₁₀>N₅>N_CK>N₀。2个品种的快速累积持续时间(t₂~t₁)、平均灌浆速率(V_mean)、最大灌浆速率(V_max)与粒重间均存在显著关系,且平均灌浆速率与粒重间的直接效应最大,2个品种的直接通径系数为1.034 7和0.957 3。在N₁₅处理下, V_mean相比其它处理分别增长了1.92%～30.58%(新春38号),1.02%～27.93%(新春49号)。【结论】在减氮配施有机肥处理下,以N₁₅处理(85%N+15%有机肥)的花后干物质积累量、花后转运率及贡献率最高,籽粒粒重最高,与之相关的灌浆各参数表现最优,即N₁₅处理为最优配比组合。