根系分区交替灌溉条件下水肥供应对番茄有机酸含量的影响

采用分根法,通过盆栽试验,以四元二次回归正交旋转组合设计,研究了根系分区交替灌溉条件下灌水量和氮、磷、钾肥用量对番茄果实中有机酸含量的影响。通过回归分析,建立了番茄有机酸含量与水肥因子的数学模型。结果表明,在其他因子为中间水平时,番茄果实中的有机酸含量,随灌水量增加呈线性减小趋势;随施氮量增加表现为线性增长;随施磷量、施钾量增加呈开口向下抛物线型变化。交互效应表现为,灌水量与施钾量、施氮量与施磷量对番茄有机酸积累有显著的正交互作用。认为增施氮磷肥会增大番茄果实有机酸含量,合理施用钾肥、减小灌水量也促使番茄中有机酸的积累。     

施肥对春玉米养分吸收和产量形成的影响

研究了施肥对春玉米叶面积系数,氮、磷钾吸收状况及干物质积累分配和经济产量的影响,并探讨了上述诸生长因素与经济产量之间的关系。结果表明,施肥使春玉米吸钾主要集中前期的特性更加明显,全生育期的氮、磷吸收出现２个高峰（不施肥处理仅前期有１个氮、磷吸收高峰）,灌浆期叶面积系数保持较高数值,后期干物质积累量大幅度提高,同时也使经济系数明显增大。相关分析指出,灌浆期叶面积系数,前、中期吸钾量,后期吸收氮、磷量     

基于叶面积指数的夏玉米叶片临界氮浓度稀释曲线研究

为构建基于叶面积指数（LAI）的夏玉米叶片临界氮浓度稀释曲线，于2018、2019年在关中地区进行了不同水氮供应的田间试验，试验设置了3个水分水平：雨养（RF）、亏缺灌溉（DI）和充分灌溉（FI），4个氮肥水平：0、90、150、210kg/hm2，研究基于LAI的夏玉米叶片临界氮浓度稀释曲线对不同水分供应的响应，分析氮营养指数（NNI）与相对产量的定量关系。结果表明：夏玉米LAI与叶片氮浓度之间符合幂函数关系。基于LAI的叶片临界氮浓度稀释曲线在RF处理下年际差异显著（P<0.05），但在DI和FI处理下年际差异不显著（P>0.05）。在RF处理下基于LAI的叶片临界氮浓度稀释曲线的稀释速率显著高于DI和FI处理（P<0.05），但DI和FI处理间无显著差异（P>0.05）。将DI和FI处理的临界氮稀释曲线并置拟合，得到灌溉处理下基于LAI统一的叶片临界氮浓度稀释曲线（R2=0.90，P<0.01）。在试验施氮量区间，氮营养指数NNI随施氮量的增加而增加，变化范围为0.62~1.16。当NNI大于等于0.97时，夏玉米产量不再随NNI的增加而增加，此时RF处理的产量为最大产量的85%，DI和FI处理的产量均高于最大产量的99%。因此，该地区推荐的水肥一体化水氮用量为灌水75% ETc（ETc为夏玉米需水量）和施氮150kg/hm2。     

不同滴头流量和灌水量下农田土壤湿润体特征及其估算模型

为了准确估算滴灌条件下农田土壤湿润体，利用亮蓝染色剂示踪技术分别在陕西杨凌(粘壤土)、甘肃武威(沙壤土)和宁夏盐池(沙土)3个试验站点开展了农田滴灌试验。试验设不同灌水量和滴头流量，研究不同土壤质地条件下灌水量和滴头流量组合对农田土壤湿润体的影响，进而探求不同土壤质地的土壤湿润体估算模型。结果表明：在相同的土壤条件下灌水后农田土壤形成的湿润体随灌水量的增加而增大，在相同灌水量下增加滴头流量能够显著增加水平方向的湿润距离，相较于小滴头流量(1.38 L·h^-1)而言，大滴头流量(3.0 L·h^-1)形成宽浅形湿润体。在相同的灌水量和滴头流量下，农田土壤湿润体的垂向湿润距离随土壤饱和导水率(K_s)的增加而增加，随灌水前土壤有效持水能力(Δθ)的增加而减小，而水平方向的湿润距离随土壤饱和导水率(K_s)和有效持水能力(Δθ)的增加而减小。在试验的基础上，利用土壤饱和导水率(K_s)、灌水前土壤有效持水能力(Δθ)、灌水量(v)和滴头流量(q)建立了湿润体垂直和水平方向湿润距离的估算模型(幂函数连乘模型)，并结合湿润体形状利用椭圆方程描述湿润体的轮廓形状(湿润体估算模型)。经试验数据验证，农田土壤湿润体估算模型能够很好估算湿润体轮廓，模拟值和试验实测值的决定系数(R²)在0.93~0.99之间，均方根误差(RMSE)在1.3~4.1 cm之间。     

局部灌水方式下玉米根系对干旱及复水的生理生化响应

采用分根装置,在均匀灌溉、固定灌溉和交替灌溉3种方式下,分区测定轻、中、重度3种胁迫条件下以及复水后玉米根系的丙二醛MDA含量、过氧化物酶POD和超氧化物歧化酶SOD活性。不同于以往的分根交替灌溉研究的内容,重点研究在局部灌水条件下玉米根系对干旱及复水的生理生化响应。研究结果表明,无论干旱还是复水后,固定灌水条件下,作物根系受活性氧伤害较之均匀灌水增大,而交替灌水使作物受活性氧的危害减小,这对交替灌溉的节水效应的进一步研究具有重要的意义。     

局部水分胁迫对玉米根系生长的影响

采用分根法进行玉米水培试验, 研究局部水分胁迫对玉米根系生长的影响。设4个水分胁迫水平: CK, 0.2 MPa, 0.4 MPa, 0.6 MPa, 在整个根系经受一定的水分胁迫之后对部分根系复水处理, 测定局部供应后 0 h、6 h、12 h、1 d、3 d、5 d、7 d、9 d等不同时期各部分根系的面积、长度及干重。结果表明, 各胁迫程度均表现为, 与对照相比, 复水侧根区的根系面积、根长与根干重出现了明显增长, 且始终显著大于持续胁迫侧根区, 且随处理时间延长更加明显。不同胁迫程度下复水侧玉米根系的增长幅度不同。水分胁迫预处理后, 0.2 MPa水平下, 复水侧根区根系的面积、长度与干重以及整个根区总根长、总面积均可以达到甚至高于对照水平, 其他处理均显著低于对照。轻度胁迫后复水的根区根系产生明显的补偿效应。适度胁迫后复水有利于作物根系总面积增长, 但对总根长、根干重无显著影响。根系补偿效应与胁迫强度及复水的时间有关。     

适度局部水分胁迫提高玉米根系吸水能力

局部根区灌溉可以刺激灌水区根系吸水的补偿效应。为了揭示局部灌溉条件下玉米根系补偿效应的动态变化及其影响因素,以聚乙二醇6000(polyethylene glycol 6000,PEG-6000)营养液的渗透势模拟水分胁迫,采用分根技术,通过水培试验模拟局部根区水分胁迫,设置3个水分胁迫程度处理(-0.2、-0.4、-0.6 MPa)和1个对照处理(无营养液),于处理后0、0.25、0.5、1、3、5、7、9 d连续动态监测各根区根系的生长及导水率。结果表明,局部根区受中度及其以下(≥-0.6 MPa)经水分胁迫0.25 d内,所有处理胁迫区根系总导水率和单位根长导水率均与非胁迫区和对照无显著差异(P0.05)。胁迫持续时间超过0.25 d,胁迫区根系总导水率和单位根长导水率均显著小于非胁迫区(P0.05),降低程度随水分胁迫程度而增大,各处理间胁迫区根系总导水率的差异随胁迫持续时间延长也逐渐增大。对于非胁迫区,轻度胁迫(-0.2 MPa)持续0.5 d,单位根长导水率较对照高10.11%(P0.05),1~9 d与对照持平;-0.4 MPa胁迫持续9 d,单位根长导水率为25.08×10-11 m2/(MPa·s),显著高于对照(P0.05);中度胁迫(-0.6 MPa)持续0.5~3 d单位根长导水率显著小于对照(P0.05),较对照低19.05%~40.11%,5 d后与对照持平。说明局部根区水分胁迫能有效刺激非胁迫区根系吸水的补偿效应,这种补偿作用在局部水分胁迫0.5 d时就已发生,受到局部水分胁迫程度和持续时间的影响,且根系吸水补偿效应的临界胁迫程度为≥-0.4 MPa。该研究可为更好的发挥局部灌溉在农业节水中的作用提供理论依据。     

聚丙烯酰胺对磷素在土壤中吸附-解吸的影响

聚丙烯酰胺（PAM）在农业上作为扰侵蚀剂、保水剂被广泛应用，但施用后对土壤养分保持和释放的影响研究较少。本文采用向土壤（塿土）中添加不同比例（0．1％，0．2％，0．4％占土壤的比例）的PAM溶液，通过磷素等温吸附解吸试验，探讨了PAM对磷素在土壤中吸附和解吸的影响。结果表明。和原土样相比．土壤经PAM处理后抑制了土壤对磷的物理吸附，导致吸附量减小．最大吸附量（Xm）降低，而对磷素在土壤中的化学吸附影响较小．被吸附磷尤其是物理吸附磷的解吸率升高。     

局部灌水方式对玉米不同根区土-根系统水分传导的影响

以管栽玉米进行分根实验，在均匀灌水、固定部分根区灌水和根系分区交替灌水3种方式下，分期测定两个1/2根区及整个根区的土-根系统总水分传导(简称水导)、单位根面积和单位根长水导，研究局部灌水方式对玉米不同根区土-根系统水分传导的影响。结果表明：各阶段处理5 d和10 d时，总水导、单位根面积和单位根长水导一致表现为固定灌水和交替灌水的灌水区较之均匀灌水1/2根区均显著增大，说明局部灌水可以显著增强灌水区土-根系统水分传输的补偿效应。固定灌水时，灌水区水导始终显著大于非灌水区；交替灌水时，两个根区呈交替变化趋势。与固定灌水相比，交替灌水非灌水区的水分传导明显增大。因此，交替灌水能更好利用各部分根系资源以满足作物需水要求。     

不同灌水量下尿素添加适宜氮肥增效剂促进夏玉米灌浆增产

为揭示不同灌水水平和氮肥增效剂类型对夏玉米籽粒灌浆过程的影响规律，以郑单958品种为研究对象，采用裂区设计，主区设置2个灌水水平：40 mm（W1）、60 mm（W2）；副区在单施尿素（U）的基础上添加不同类型氮肥增效剂：脲酶抑制剂（NBPT）、硝化抑制剂（DCD）、双效抑制剂（NBPT+DCD），采用Richards方程模拟夏玉米籽粒灌浆过程，研究不同灌水水平和氮肥增效剂类型对夏玉米各灌浆特征参数的调控效应，同时分析不同处理对夏玉米干物质转运和产量形成的影响。结果表明，3种氮肥增效剂下夏玉米的籽粒产量均显著高于U，DCD和NBPT+DCD的效果优于NBPT；增加灌水量至60 mm，可使氮肥增效剂的增产效果增强，NBPT、DCD和NBPT+DCD的产量分别提高了6.55%、5.36%和10.53%。NBPT、DCD和NBPT+DCD的转运率分别比U增大23.42%、19.58%和45.33%；两个灌水水平下的转运率无显著差异。Richards模型能较好地模拟夏玉米籽粒灌浆动态过程，拟合方程决定系数均在0.99以上。W2较W1水平显著延长了夏玉米总灌浆期持续时间，且延长了灌浆快增期和缓增期的灌浆时间，显著提高了缓增期的灌浆速率。3种氮肥增效剂均可提高夏玉米平均灌浆速率，且NBPT+DCD和DCD提高了灌浆快增期的灌浆速率。不同氮肥增效剂在不同灌水水平下效果不同。W2水平下，DCD能提高籽粒灌浆起始生长势，其总灌浆期持续时间延长至47.10 d，且优化了3个灌浆阶段的时长比例，平均灌浆速率较高，达0.828 g/d，是该研究中灌水水平和氮肥增效剂类型的最佳组合，研究可为关中地区氮肥增效剂的合理施用提供理论依据。