地膜覆盖对玉米田间土壤含水率和地温变化的影响

2013年5~10月在内蒙古阿荣旗进行大田玉米膜下滴灌试验,测定玉米苗期、拔节期、灌浆期及成熟期不同深度土层土壤含水率和土壤温度,研究覆膜(滴灌)和裸地对玉米田间土壤含水率及土壤地温变化的影响。结果表明,在玉米整个生育期,覆膜条件下0~60 cm层土壤含水率高于常规裸地,玉米蜡熟期两种处理田间土壤含水率变化不明显;玉米生育期内0~20 cm层土壤平均含水率均高于播前土壤含水率,生育后期21~60 cm土壤含水率均低于播前土壤含水率。降雨对土壤温度的影响较为显著,雨后土壤表层温度急剧下降,25 cm以下深层土壤温度下降相对缓慢;地膜覆盖对玉米苗期和拔节期增温效果明显,平均增温2℃左右,对玉米生长发育有积极作用,灌浆期及玉米生育后期覆膜增温作用不明显。     

调亏灌溉与施氮对花生产量及水氮利用的影响

为减缓干旱造成花生减产的现象,探明调亏灌溉在辽西半干旱区的适用性,以及对花生全生育期生长、产量和水氮利用效率影响,以白沙1016为研究对象,进行主区为施氮量,子区为水分亏缺度的田间裂区试验研究。施氮量为0(N0)、40(N1)、60(N2)和80(N3) kg·hm~(-2),4个水平;水分亏缺为花针-结荚期连续控水,设重度亏水(灌水下限为45%,上限为90%)(W1)、中度亏水55%(W2)、轻度亏水65%(W3)(占田间持水量百分比)和雨养(W0) 4个水平。试验结果表明,增施氮肥和调亏灌溉对花生耗水量、花生生长和水氮利用影响显著。调亏灌溉处理较雨养处理,可显著增加花生株高12.73%,增产13.09%,提高NAE 120.68%,但会显著降低WUE,最多降低20.92%。随着施氮量的增加,花生株高、叶面积指数和干物质量以及产量和WUE呈先增后减趋势,产量和WUE最高增加32.03%和34.03%,NAE随施氮量增加而降低,由最高的33.23 kg·kg-1(N1)降至9.57 kg·kg-1(N3),降幅达247%。调亏灌溉下,水氮具交互效应显著,因此在辽西半干旱地区推荐施氮60 kg·hm~(-2),花针-结荚期采取中度亏水处理(N2W2)为适宜本地区的水氮调控模式。产量为6 485.03 kg·hm~(-2),而且还能维持较高的WUE和NAE,分别达到2.02 kg·m-3和38.82 kg·kg-1。     

斜发沸石对干湿交替稻田土壤速效钾和产量的影响

为了进一步探究斜发沸石在干湿交替稻田中的应用潜力,设置不同灌溉模式(淹灌和干湿交替灌溉)和不同斜发沸石用量(0、5、10t/hm2)的大田裂区试验,对2017-2018年稻田土壤速效钾动态变化和产量进行了研究。结果表明:稻田增施斜发沸石显著提高了水稻产量,在10t/hm2水平下产量最高,增产率达8.7%～22.3%。斜发沸石对稻田表层土壤速效钾含量和植株地上部钾素积累的提高有显著正效应,干湿交替灌溉显著提高了各生育期植株地上部钾素积累量,提高幅度分别为11.81%～21.42%(2017年)、9.69%～23.79%(2018年)。通径分析表明,斜发沸石增产是因为其显著增加了分蘖肥期和穂肥期土壤速效钾含量,提高了抽穗开花期和黄熟期地上部钾素积累。研究可为揭示干湿交替灌溉下提高钾肥利用效率的应用潜力,并一定程度上缓解稻田缺钾的局面提供依据。     

水稻节水高产灌溉模式及土壤水分能量调控标准研究

198 9～ 1998年在沈阳农业大学灌溉试验场通过盆载、蒸渗仪、小区及大田进行试验研究 ,分析了水稻的需水规律及稻田土壤水分能量的变化特点 ,论述了土壤水分状况与水稻腾发强度之间的关系、不同灌溉模式对水稻腾发量的调控作用以及水分胁迫对水稻产量的影响 ,提出了水稻节水高产灌溉模式和土壤水分能量调控标准。     

水稻根系吸水模型的初步研究

以沈农9660号水稻品种为试材,随机选取一个蒸渗仪(面积为2.5m×2m)进行根系生长观测试验。采用水洗法,测定水稻根系重量根密度。运用非称重式钢筋混凝土蒸渗仪的蒸腾量观测结果,在总结国内外作物根系吸水模型研究的基础上,运用有限差分法对有根系吸水条件下的稻田土壤水分运动进行了模拟,导出了水稻根系吸水模型。     

‘寒富’苹果树茎流特征及其对环境因子的响应

【目的】果树蒸腾规律集中体现在其茎流特征上,研究东北地区‘寒富’苹果Malus pumila Mill（‘Hanfu’）树蒸腾耗水规律,为制定适宜的灌溉制度提供理论依据。【方法】采用热扩散式茎流计（TDP）于2017年5—10月连续监测‘寒富’苹果树幼果期至落叶期的茎流速率,用果园内自动气象站获取气象数据;分析‘寒富’苹果树茎流特征及其与环境因子间的关系,建立树干茎流速率与环境因子的关系模型。【结果】‘寒富’苹果树单日茎流速率呈现昼高夜低的单峰“几”字型变化,夜间茎流速率变化稳定,零点到日出的时间段内茎流速率变化平缓且接近于0,日落后到次日零点的时间段内仍然保持较高的茎流速率水平。果树生长周期中,茎流启动时间和下降时间较集中,到达峰值的时间较分散。夜间茎流量占比为10月>9月>5月>6月>8月>7月,10月夜间茎流量占比达到33.69%,7月夜间茎流量占比仅为4.57%。瞬时尺度下环境因子与‘寒富’果树茎流相关性程度大小为：太阳辐射>大气温度>风速>水汽压差>相对湿度>30 cm土层温度;‘寒富’苹果树茎流速率和各环境因子的多元回归方程为：V=6.441+0.012Rn+1.874T–0.577Ts,_5cm+1.915Ws–9.766VPD–0.362RH,方程的相关系数R ²为0.842。茎流与10 cm土层含水率在日尺度下显著正相关,相关性系数为0.521,与其他土层含水率相关性不显著。 【结论】东北冷凉地区‘寒富’苹果树在6—9月蒸腾量较大,蒸腾受太阳辐射、风速等环境因子影响程度高,应注意在果实膨大期,尤其7、8月及时补充灌水,灌水时间宜避开太阳辐射最强的时间段,选在日出前或在日落后,以减少蒸发造成的水分损耗。     

生物炭基肥和水分胁迫对花生产量、耗水和养分吸收的影响

为了探究不同生物炭基肥施用量下水分胁迫对花生栽培的应用潜力,运用自动遮雨棚花生盆栽试验,对不同生物炭基肥施用量(0,750,1 500kg/hm2)和不同水分胁迫程度(常规控水,70%~75%田间持水量;中度水分胁迫,60%~65%田间持水量;重度水分胁迫,50%~55%田间持水量)对花生产量、耗水和其养分吸收特征的影响进行研究。结果表明:施入750,1 500kg/hm2生物炭基肥可提高0—15cm土层土壤铵态氮和速效钾含量、植株地上部分氮钾养分吸收和水分生产率;除重度水分胁迫外,其他两种控水水平均能提高土壤速效钾含量,促进植株营养吸收,进而提高产量;中度水分胁迫下,施入750,1 500kg/hm2生物炭基肥,较无生物炭基肥可显著提高植株地上部分氮钾吸收,增产40.48%和37.71%,提高水分生产率53.8%和9.9%。研究结果可为生物炭基肥在干旱地区花生生产的应用方面提供理论依据。     

氮负载生物炭对干湿交替稻田水土生态环境的调控效应

农田面源污染已成为引起水体富营养化的主要原因之一。为了减少稻田氮素流失、改善稻田局部水体养分负载过重的问题，采用盆栽试验，通过生物炭吸附富营养水中的养分后再利用于盆栽水稻，设置主区为持续淹水灌溉（I_F）与干湿交替灌溉（I_A），副区为1个对照（常规施氮，N1C0）与4种不同用量的氮肥与氮负载生物炭处理（N3/4C1、N3/4C2、N1/2C1、N1/2C2），其中N3/4、N1/2表示氮肥施入量为当地传统施氮量（N1）的3/4，1/2倍；C1、C2分别为10 t/hm²和20 t/hm²氮负载生物炭。结果表明：（1）减少氮肥施入配施氮负载生物炭显著提高了常规施氮处理田面水的pH；（2）常规施氮肥处理下，干湿交替灌溉（I_A）田面水NH₄⁺—N平均浓度较持续淹水灌溉（I_F）高8.0%，但是添加20 t/hm²氮负载生物炭后，干湿交替灌溉田面水NH₄⁺—N平均浓度低于持续淹水灌溉处理；（3）水稻生育后期，氮负载生物炭对NH₄⁺—N具有明显的缓释作用，而在干湿交替灌溉中，减施氮肥配合添加氮负载生物炭处理较N1C0处理降低了田面水NO₃^-—N浓度；（4）减施氮肥配合添加氮负载生物炭可提高水稻分蘖率，而添加20 t/hm²氮负载生物炭在氮肥施用量较少时，有利于提高水稻的有效分蘖率。综上，氮负载生物炭不仅可以降低富营养水中30.8%含氮量，还能显著降低施肥初期水稻田面水中NH₄⁺—N浓度，降低流失风险，延长NH₄⁺—N的释放时间而减少1/4的施氮量和保证水稻生育末期的氮素需求，从而有利于水稻生长。     

生物炭基肥和调亏灌溉互作对花生根冠比及水分利用效率的影响

为了明确生物炭基肥与调亏灌溉两者组合在花生生产中的应用潜力,通过盆栽试验,研究了生物炭基肥不同用量(0,750,1500,2250 kg·hm~(-2))和不同调亏灌溉程度(重度调亏,45%~50%田间持水量;适度调亏,55%~60%田间持水量;不亏水,70%田间持水量)及两者间的交互作用对花生根冠比和水分利用效率的影响。结果表明:生物炭基肥和调亏灌溉的主效应及两者间的交互作用对根冠比的影响显著;在忽略调亏灌溉条件下,花生的根冠比随着生物炭基肥用量的增加而显著增加,在B0(0kg·hm~(-2))水平下,花生根冠比达到最大为0.0652,最小根冠比B3(2250kg·hm~(-2))较B0降低32.36%;花生产量呈现单峰曲线变化趋势,B2(1500kg·hm~(-2))处理时花生产量达到最大,较最低产B0(0kg·hm~(-2)),产量提高21.11%。生物炭基肥和调亏灌溉两者间的交互作用对水分利用效率的影响显著,B2W1(生物炭基肥,1500kg·hm~(-2);重度调亏,45%~50%田间持水量)处理花生的水分利用效率最大,较最低处理B0W1(生物炭基肥,0kg·hm~(-2);重度调亏,45%~50%田间持水量)提高28.30%。花生的根冠比与水分利用效率呈负相关,根冠比大导致地上部分生物量相对较少,进而影响作物产量的形成,最终水分利用效率降低。因此,综合考虑产量和水分利用效率,B_2W_1(生物炭基肥,1500kg·hm~(-2);重度调亏,45%~50%田间持水量)处理为最优处理,花生产量为96.28g·盆~(-1),此时的水分利用效率为2.04kg·m~(-3)。     

坐水播种时土壤临界含水率的确定

提出了坐水播种土壤临界含水率的概念和计算思路 ,根据已有的土壤水动力学理论 ,建立了计算这个临界含水率的二维数学模型 ,应用迭代法进行了求解。针对于朝阳县试验土壤 ,计算结果显示 ,播种玉米时土壤临界含水率为 17.34 %,为田间持水率的 5 8.1%。若春播时 ,土壤含水率小于 17.34 %则需要采用坐水等措施进行抗旱播种。