局部灌水条件下玉米根系的时空分布研究

【目的】研究局部灌溉方式对玉米根系时空分布的影响。【方法】以"金穗四号"春玉米为供试材料,在大田条件下对玉米进行垄植沟灌,采用交替隔沟灌溉(灌水在沟南北两侧交替进行)、固定隔沟灌溉(灌水始终在沟南侧进行)和常规灌溉(沟两侧同时灌水且各占1/2)3种灌水方式,灌水量均为2 250m3/hm2,于抽雄期、灌浆期、成熟期对0～100cm土层分层(每20cm为1层)监测根部及根部南北两侧根系的生长状况,分析根系的空间分布规律。【结果】灌水方式对根系空间分布的影响在玉米生长的不同生育期表现不同。总体而言,0～100cm土层中各生育期玉米的根长密度平均值均以交替隔沟灌溉较大。玉米生育中后期,60～100cm土层中固定隔沟灌溉非灌水侧根长密度较常规灌溉增大。【结论】交替隔沟灌溉有利于根系的生长,交替隔沟灌溉和固定隔沟灌溉均可促进根系的下扎及延伸。     

水肥供应对番茄果实硝酸盐含量的影响

【目的】研究灌水量和氮、磷、钾肥用量对番茄果实硝酸盐含量的影响,为番茄的优质生产提供依据。【方法】以"金鹏1号"番茄为试验材料,采用四元二次正交旋转组合设计和盆栽试验,通过回归拟合,建立番茄果实硝酸盐含量与灌水量及氮、磷、钾肥用量因子间的回归模型,并对各单一因素及两因素的耦合效应进行分析。【结果】当其他因子为中间水平时,番茄果实硝酸盐含量随灌水量、施钾量的增加呈先增后降的趋势,与施氮量和施磷量均呈正相关关系,且施氮量的增幅大于施磷量。灌水量与施钾量、施氮量与施磷量间的交互作用为正效应,灌水量与施磷量、施氮量与施钾量间的交互作用为负效应。【结论】灌水量较低时,少施磷肥或合理配施钾肥能抑制硝酸盐累积;少施氮肥,增施磷肥或合理配施钾肥也是降低番茄果实中硝酸盐含量的有效措施。     

水肥供应对番茄中番茄红素含量的影响

 采用五元二次正交旋转组合设计,通过番茄盆栽试验,研究灌水量和氮、磷、钾肥及有机肥用量对番茄红素含量的影响。通过回归分析,建立了番茄红素含量与水肥因子间的数学模型,并对各单一因素及两两因素的耦合效应进行了分析。结果表明,在试验条件下,当其他因子为中间水平时,番茄中番茄红素含量随灌水量、施磷量以及有机肥用量呈开口向下的抛物线型变化,随氮、钾肥用量呈开口向上的抛物线型变化;交互效应表现为,磷与钾、磷与有机肥以及钾与有机肥用量间存在极显著的交互作用,氮与钾、氮与有机肥用量间存在显著的交互效应,水分与其他因素间的交互效应不显著。表明灌水量、磷和有机肥用量过高不利于番茄红素的累积,合理增施氮肥和钾肥可有效提高番茄红素含量。     

蒙脱石对不同施肥处理土壤胡敏酸及其级分的吸附特征Ⅰ.蒙脱石对胡敏酸的吸附特征

以17年不同施肥处理土壤胡敏酸为材料,研究了不同性质胡敏酸与钙饱和蒙脱石的 吸附特征。结果表明,钙饱和蒙脱石对土不同施肥处理胡敏酸的吸附曲线可用单表面Langmuir方程、双表面Langmuir方程以及Freundlich方程来描述。由单表面Langmuir方程计算的有机肥处理（厩肥、秸秆）胡敏酸的吸附量和吸附强度大于无肥、化肥处理。温度升高各处理胡敏酸吸附量增加,但吸附强度下降。双表面Langmuir揭示,蒙脱石对胡敏酸的吸附呈现高低两种能位的吸附。高能点位的吸附以化学吸附为主,是吸热反应,低能点位的吸附以物理吸附为主,是放热反应。有机肥处理和无肥、化肥处理相比,高能点位吸附相对减弱,低能点位吸附相对增强。     

有机肥料的磷素组成及供磷能力评价

选用 3类 8种有机肥料 ,在研究其磷素构成的基础上 ,采用盆栽生物试验 ,对不同有机肥料的供磷能力进行了研究。结果表明 ,粪肥和秸秆类中以无机磷为主 ,绿肥中以有机磷为主。有机肥中的有机磷 ,其组成主体为中稳性和中等活性有机磷 ,活性有机磷占有机磷总量一般都在 1 0 %以下 ;高稳性有机磷在秸秆和绿肥中含量甚少 ,未超过 4% ,在粪肥中相对较高 ,有的可达 2 0 %。高 C/P比的秸秆类 ,在施用当季供磷能力最差 ,导致小麦生物学产量比对照低 ,其供磷效果在第 2季表现明显 ;而 C/P比小的粪肥和鲜嫩绿肥 ,其供磷效果在第 1季表现最明显 ,第 2、3季供磷能力下降。秸秆类处理 ,磷累计利用率明显低于化学磷肥 ,而粪肥和绿肥处理 ,磷累计利用率与化学磷肥相当 ,有些还略高于化学磷肥。     

局部供应水氮条件下玉米不同根区的耗水特点

利用分根装置，采用传统均匀灌水、根系分区交替灌水2种方式和作物根区均匀施氮、固定部分根区施氮和根系分区交替施氮3种方式，对零、低、中、高4个施氮水平下玉米根系不同区域的耗水特点进行了研究。结果表明：交替灌水与均匀灌水均表现为，在均匀施氮时玉米两个根区的耗水量随施氮水平的增大一致减小；固定施氮时，随施氮水平的增大，施氮区的耗水量呈明显的减小趋势，从而使两个根区耗水量间的差距增大；交替施氮时的耗水量变化与之相同。而且，两种局部施氮方式下，低氮水平时，玉米两根区间耗水量无显著差异；高氮水平时，未(后)施氮区的耗水量较之先施氮区显著增大，其中尤以固定施氮的增幅更大。与均匀灌水所不同的是，交替灌水缩小了局部施氮条件下不同根区耗水量间的差距。     

基于模糊Borda组合模型评价番茄产量及品质对水肥供应响应

为构建番茄产量-品质组合评价模型,分析综合评价值对水肥供应的响应,该文采用温室番茄五元二次通用旋转组合设计的水肥试验数据,选取番茄可溶性糖、可溶性固形物、可滴定酸、番茄红素、维生素C、糖酸比6个品质指标及产量数据作为评价指标。研究表明:主成分分析法、隶属函数法、基于组合赋权的TOPSIS模型和灰色关联度法4种单一评价方法的评价值排名存在明显的不一致性;在Kendall-W协和系数事前检验的基础上,运用Broda法、Copeland法、模糊Borda法和基于整体差异的组合评价方法,构建番茄产量-品质组合评价模型。事后检验表明,针对32个处理,4种组合评价模型与各单一评价方法的排序值具有很好的相关性,以模糊Borda组合评价模型表现最优。进一步,根据模糊Broda组合评价模型的番茄产量-品质综合评价指标与水肥用量间的回归模型,各因子的主效应表现为:施氮量≥灌水量有机肥用量施磷量施钾量。其他因素为中间水平时,番茄产量-品质评价值随灌水量、施氮量、施磷量或有机肥用量的增加呈开口向下的抛物线变化,随施钾量无显著变化。而且,灌水量和有机肥用量存在负交互作用,施氮量和施磷量为正交互作用,表明灌水量过高不利于番茄产量-品质的提高,合理增施有机肥及氮、磷肥可有效提高番茄的产量和品质。该试验条件下,将灌水量、有机肥及氮、磷、钾肥用量依次控制为488.3～508.7 mm、19.3～21.8 t/hm2、498.4～565.6 kg/hm2、399.7～447.1 kg/hm2、698.1～777.9 kg/hm2,可望获得较高的番茄产量,同时兼具较高的品质。     

局部施氮对玉米生理生化特性和产量的影响

采用大田试验,研究固定部分根区施氮、根系分区交替施氮及传统均匀施氮3种方式和高、中、低3个施氮水平对玉米叶片过氧化物酶(POD)活性、丙二醛(MDA)含量及百粒重和产量的影响。结果表明,与均匀施肥相比,固定施肥下玉米叶片的MDA含量显著增大,交替施肥明显减小。POD活性则表现为,交替施肥较之均匀施肥显著增大;固定施肥在高肥水平下明显增加,中、低肥水平下无显著差异。3种施氮方式下,MDA含量均随施氮量的增大而减小,POD活性随施氮量的增加显著增强。玉米百粒重表现为,与均匀施肥相比,交替施肥显著增大,固定施肥仅高肥水平下明显增加。两种局部施肥方式均明显提高了玉米的籽粒产量,其中,尤以交替施肥的增幅大。     

番茄产量对各生育阶段土壤水分的响应分析

为了解不同生育阶段土壤水分状况对番茄产量的影响,根据番茄第一穗果的发育情况,将番茄全生育期划分为苗期、始花结果期、果实生长初期、快速膨大期和品质形成期五个生育阶段,采用五元二次通用旋转组合设计进行盆栽试验,建立产量与土壤含水率间回归模型,对各单一因素效应及两两因素的耦合效应进行分析,并基于Jensen和Blank模型,分析产量对各阶段耗水的敏感性。结果表明,在其它生育阶段土壤含水率为中间水平时,番茄产量随果实生长初期、快速膨大期、品质形成期土壤含水率的增加呈上升趋势,随始花结果期增加呈开口向下的抛物线变化,不随苗期而变化。始花结果期与果实生长初期和品质形成期、果实生长初期与快速膨大期土壤含水率间的交互作用均表现为促进番茄产量的提高。番茄产量对各生育阶段水分亏缺的敏感性依次为品质形成期、果实生长初期、始花结果期、快速膨大期、苗期,相应的Jensen模型水分敏感指数为0.1658、0.1275、0.0941、0.0448、-0.1813。当苗期、始花结果期、果实生长初期、快速膨大期与品质形成期土壤相对含水率分别为50%~60%、90%~100%、90%~100%、90%~100%、90%~100%时,番茄可达最高单株产量1 406.04 g。综合分析表明,保证果实生长初期、品质形成期和快速膨大期灌水,减少苗期灌水,适当控制始花结果期灌水可有效提高番茄产量。     

局部恢复水氮供应对玉米根系氮素吸收与分配的影响

【目的】水分或养分胁迫后恢复供应能显著提高根系吸收能力,且局部水分或氮素供应可以有效刺激供应区根系吸收的补偿效应,进一步揭示水氮双重胁迫后局部恢复供应条件下影响根系氮素吸收能力的因素以及玉米各器官氮素分配状况有重要意义。【方法】采用分根技术,水培模拟局部根区水氮同时恢复供应,其中以聚乙二醇6000（PEG 6000）模拟营养液的渗透势,并用相应的供氮水平模拟氮素胁迫。试验设置4个水氮双重胁迫（也即4个局部恢复供应）处理：正常供应水氮、轻度水氮胁迫、中度水氮胁迫和重度水氮胁迫。双重胁迫6 d后一半根区恢复正常供应,于处理后0、1、3、5、7、9 d连续动态监测各根区根系氮素吸收速率、含氮量以及氮素累积量。【结果】水氮双重胁迫后局部恢复供应,持续胁迫区根系吸收速率、含氮量以及氮素累积量均显著小于恢复供应区（P＜0.05）。1-3 d时,轻度和中度胁迫处理持续胁迫区根系氮素吸收速率比恢复供应区分别减小38.2%和48.7%;7-9 d时分别减小84.9%和86.4%。对于恢复供应区,局部水氮同时恢复供应1 d内,根系氮素吸收速率较前期胁迫明显增大,且在0-1 d和7-9 d时,经中度及其以下胁迫程度时,根系氮素吸收速率显著大于对照（P＜0.05）,产生根系氮素吸收能力的补偿效应,但3-7 d 时消失。而且,恢复供应区根系含氮量和氮素累积量分别于1 d和5 d后恢复到对照水平,导致植株氮素生产效率最终与对照无显著差异。另外,各处理地上部氮素来自¹⁵N肥料的分配比例显著小于对照（P＜0.05）,且随胁迫程度而逐渐减小,恢复供应区根系则有相反的规律,持续胁迫区根系表现为,轻度胁迫与对照无明显差异（P＞0.05）,中度和重度胁迫显著大于对照和轻度胁迫（P＜0.05）,且3-9 d时,中度和重度胁迫间无明显差异（P＞0.05）。【结论】前期中度以下程度（水分−0.4 MPa+氮素1 mmol·L^-1）的水氮双重胁迫后局部恢复供应,恢复供应区根系氮素吸收速率在时间和空间上均可得到恢复,产生根系氮素吸收的部分补偿效应,但这种补偿效应与恢复供应的时间有关（轻度胁迫为1 d,中度胁迫为7 d）;玉米各器官氮素分配比例与胁迫程度和局部恢复供应时间有关。该研究可为调节植物与土壤环境的相互作用,充分挖掘植物自身对环境变化的适应潜力提供理论依据。