中国三大自然区域紫花苜蓿土壤速效钾丰缺指标和推荐施钾量

为给内蒙古高原区、黄土高原区和西北荒漠绿洲区紫花苜蓿测土施肥奠定科学基础,采用零散实验数据整合法以及养分平衡-地力差减法,开展了三大自然区域紫花苜蓿土壤速效钾丰缺指标和推荐施钾量研究。结果表明,内蒙古高原区紫花苜蓿土壤速效钾第1~4级指标依次为≥342mg/kg、89~342mg/kg、24~89mg/kg和<24mg/kg,黄土高原区第1~6级指标依次为≥171mg/kg、96~171mg/kg、54~96mg/kg、30~54mg/kg、17~30mg/kg和<17mg/kg,西北荒漠绿洲区第1~4级指标依次为≥303mg/kg、140~303mg/kg、65~140mg/kg和<65mg/kg;当目标产量9~27t/hm²、钾肥利用率50%时,第1~6级土壤的推荐施钾量分别为0、54~162kg/hm²、108~324kg/hm²、162~486kg/hm²、216~648kg/hm²和270~810kg/hm²。     

不同水肥条件下夏玉米/冬小麦农田生态系统碳平衡研究

农田生态系统碳平衡取决于农作物固定碳量和土壤异养呼吸排放碳量。为揭示水肥用量对农田生态系统碳平衡的综合影响，设置3个灌水水平：高水、中水和低水（W1、W0.85、W0.7夏玉米季分别为90、76.5、63mm，冬小麦季分别为140、119、98mm），4个施氮水平：高氮、中氮、低氮和不施氮（N1、N0.85、N0.7、N0夏玉米季分别为300、255、210、0kg/hm2，冬小麦季分别为210、178.5、147、0kg/hm2），4个施磷水平：高磷、中磷、低磷和不施磷（P1、P0.85、P0.7和P0夏玉米季分别为90、76.5、63、0kg/hm2，冬小麦季分别为150、127.5、105、0kg/hm2）进行了田间试验。结果表明：不同水肥处理下夏玉米/冬小麦农田生态系统表现为碳汇，夏玉米季净生态系统生产力固碳量（CNEP）为6805~7233kg/hm2，冬小麦季CNEP为5842~6434kg/hm2，夏玉米CNEP高于冬小麦。在高、中、低肥水平下，增加灌水量，夏玉米/冬小麦周年净初级生产力固碳量（CNPP）提高2.48%~5.96%，土壤微生物异养呼吸碳释放量（CRm）增加2.15%~15.20%，净生态系统生产力固碳量（CNEP）增加1.16%~6.47%。在高、中、低供水水平下，增加施肥量，夏玉米/冬小麦周年CNPP增加2.95%~3.43%，土壤CRm增加5.23%~18.67%，CNEP增加0.93%~2.79%，CNEP增加比例与供水水平呈负相关。在低水条件下，氮磷肥配施处理夏玉米/冬小麦农田周年CNEP较单施氮、磷肥分别增加4.86%、7.34%，且氮磷肥交互作用显著（P<0.05），水肥供应水平相差15%时对冬小麦农田CNEP有显著的正交互作用。氮磷肥配施、水肥协调供应均有助于促进夏玉米/冬小麦农田生态系统的净碳输入，在节水节肥原则下，夏玉米和冬小麦分别在W0.85N0.85P0.85和W0.7N0.85P0.85水肥供应条件下有利于增加农田CNEP。     

考虑水头损失的管道灌溉分水口轮灌分组优化模型

【目的】优化灌溉系统中分水口轮灌分组的灌溉制度,在满足流量要求的条件下节约电能。【方法】提出了在考虑水头损失时不同分水口状态与管道进口压力的关系模型,该模型利用分水口开关0,1状态作为自变量,从管道末端起利用推导的递推公式求出管道进水口的等效水头损失系数。依据该模型,在定流量分组轮灌优化中得到为使分组轮灌功率最小的目标函数。利用遗传算法对上述问题进行了优化求解,并给出了编码方案。【结果】在分水口等间隔布置时,轮灌分组按轮灌分组数等间隔安排所需功率最小,优化后的水头损失系数可以减小到没有优化前的0.772倍。【结论】本研究模型不仅适用于恒定流量的组合优化,也可应用于不同分水口的所需水量不同的随机灌溉以及恒压供水的优化中。     

不同比例缓释肥、烟草专用复合肥配施对植烟土壤肥力及烤烟产质量的影响

为探究不同比例缓释肥、烟草专用复合肥配施对植烟土壤肥力及烤烟产质量的影响,在宣威市热水镇植烟区设置了5种不同肥料配比组合和对照,对植烟土壤及烤后烟叶进行取样分析。结果表明：不同比例缓释肥配施烟草专用复合肥使土壤综合肥力指数(IFI)相较于CK（单施烟草专用复合肥）提高了12.50%~23.21%,以60%~100%缓释肥等比替代复合肥(T3、T4、T5)表现最优。从烤烟综合品质来看,不同比例缓释肥替代烟草专用复合肥使烤烟综合品质平均得分相较于CK提高了0.19%~6.64%,其中以80%缓释肥替代复合肥处理(T4)表现最优。烤后烟叶经济效益也以T4最优,公顷产值达到59995.80元,高于对照和其他处理。综上所述,缓释肥和复合肥比例为80%:20%,能较好的提高烟叶综合品质,烤后烟叶能获得较好的经济效益,并在一定程度上改善土壤养分结构。     

增施有机肥改善黑土物理特性与促进玉米根系生长的效果

为改善东北黑土区粘重耕层的土壤物理特性,通过玉米秸秆还田基础上增施有机肥试验,拟明确增施有机肥对黑土物理特性和根系生长的提升效果。利用2015～2018年吉林省公主岭市和黑龙江省克山县黑土区的定位试验,测定了玉米抽雄期3种秸秆还田处理及其增施有机肥(旋耕秸秆还田+有机肥RSM、深翻秸秆还田+有机肥DSM、深松秸秆还田+有机肥SSM)处理的土壤物理指标;并采用微根管法原位测定了根系生长指标,计算出增施有机肥后各土壤物理特性与根系生长指标的变化量。结果表明,相比秸秆还田处理,增施有机肥降低了土壤容重、土壤紧实度,提升了土壤含水量,同时根长密度、根尖数密度和根平均直径均显著增加,其中根长密度和根尖数密度各土层平均增加了0.18 cm/cm~2和34.9×10~(-3)个/cm~2。不同秸秆还田方式增施有机肥后对黑土物理特性和根系生长的改善效果不同,其中0～15 cm土层RSM处理改善效果最明显,15～45 cm土层SSM和DSM处理改善效果最明显。有机肥和秸秆还田方式互作对黑土物理特性和促进根系生长指标具有显著的正向互作效应。上述结果表明,深松秸秆还田和深翻秸秆还田基础上增施有机肥模式更有利于改善黑土物理特性和促进根系生长,是改善东北黑土区粘重耕层的技术选择。     

氮肥减施对油菜产量、氮素吸收与利用的影响

控释尿素的应用是氮肥减施的关键技术之一。明确普通尿素与控释尿素减量施用对油菜产量、氮素吸收与利用的影响,为油菜产业绿色发展中的氮肥管理策略提供参考。本研究从2007～2013年度连续6年在长江中游油菜主产区,开展普通尿素和控释尿素不同用量的田间定位试验,共设置7个处理:不施氮(CK)、普通尿素减氮50%(U-50%)、普通尿素减氮30%(U-30%)、普通尿素全量施用(U)、控释尿素减氮50%(CRU-50%)、控释尿素减氮30%(CRU-30%)和控释尿素全量施用(CRU),研究油菜生长、产量与构成、氮素吸收量与利用对普通尿素和控释尿素减量施用的响应与差异。氮肥施用明显改善了油菜的生长状况,全量施用时,普通尿素和控释尿素之间主要以分枝数存在显著差异;当氮肥减施达到50%时,各生长指标降幅达到显著水平。氮肥全量施用时,控释尿素处理平均产量达到2 513 kg/hm~2,与普通尿素之间的相对产量差为6.9%,且随着氮肥的减量施用,两种氮肥之间的产量差逐渐增大。氮肥施用对油菜单株角果数的改变是引起产量差异的主要原因,而每角粒数和千粒重均保持在较为稳定的水平。随着氮肥用量的降低,油菜氮素吸收量呈现显著下降的趋势,最低为不施氮处理(38.2 kg/hm~2);而在同一氮素供应条件下,控释尿素比普通尿素表现出更强的氮素吸收能力。导致控释尿素不同用量间氮素回收效率差异较小(平均变幅为58.2%～66.0%),且高于普通尿素处理。在目前油菜推荐氮肥用量(180 kg/hm~2)的基础上,对于中低土壤供氮田块,普通尿素减量施用可能会引起植株氮素吸收不足和减产的风险,而控释尿素减量30%可维持油菜籽产量和氮肥效率在较高的水平。     

基于有效积温的玉米冠层图像特征参数分析

为揭示滴灌水肥一体化玉米冠层图像颜色特征参数随有效积温的动态变化规律,明确有效积温对玉米冠层图像三基色RGB的动态变化影响机理,比较图像特征参数的拟合精度。以宁夏主栽品种天赐19为试验材料,于2018年在宁夏平吉堡农场开展6个不同氮素处理的小区试验,利用防抖手持云台搭载手机相机遥控获取玉米冠层垂直地面图像,提取图像色彩特征参数,以有效积温为自变量,对玉米冠层数字图像特征参数进行拟合分析并比较,并分析图像参数与叶片氮浓度的相关性。结果表明:有效积温与红光值(R)符合有理函数关系,与绿光值(G)和蓝光值(B)符合对数函数关系,通过比较可以看出,各图像特征参数中R拟合效果最好,B和G次之,均达到显著水平,图像参数与叶片氮浓度十叶期的相关系数高于六叶期。因此,数字图像参数R的拟合效果最好,可作为宁夏滴灌玉米图像监测指标和群体结构分析的参考依据,十叶期可作为该地区滴灌玉米氮素营养诊断的关键生育时期。     

不同品种粳稻的锌强化方法研究

通过比较不同锌肥施用方式对不同粳稻品种产量以及稻米锌含量的影响,筛选高效锌水稻品种和最佳锌施用方式。在田间试验条件下,分析9个粳稻品种的稻米产量和锌含量对S(锌肥土施)、SB(锌肥土施结合孕穗期喷施)、SF(锌肥土施结合扬花期喷施)和SBF(锌肥土施结合孕穗期和扬花期喷施)4种锌肥施用方式的响应,结果表明,各水稻品种稻米的锌含量在18.1～29.3 mg·kg~(-1)之间,吉洋1号、吉农大809、吉粳302、吉宏6号、长粳717和稻花香2号为高锌品种,吉农大899为中锌品种,平粳8号和吉粳515为低锌品种。锌肥土施对大多数水稻品种无显著增产作用,不同品种的稻米锌含量在施用锌肥后平均增幅为18.0%;S、SB、SF和SBF处理的稻米锌含量分别较不施锌处理提高了8.3%、17.4%、19.5%和27.0%,但3个喷施处理间的平均锌含量无显著差异。锌肥土施结合叶面喷施能显著提高稻米中的锌含量,不同施用方式的施锌效果因品种而异。选择富锌高产品种,锌肥土施结合适当生育期叶面喷施,可实现增产和稻米锌强化,实现水稻高产优质种植。     

微润灌溉对玉米耗水特性及产量的影响研究

为研究微润灌溉对大田玉米耗水特性和产量的影响,以大田玉米为研究对象,通过玉米微润灌溉与膜下滴灌田间对比试验,对微润灌溉和膜下滴灌不同处理条件下灌水量、耗水量、作物的产量及水分生产效率等进行试验研究及分析。结果表明:微润管进口压力为2.0、2.5和3.0 m的微润灌溉分别较滴灌少耗水29.8%、17.9%和11.7%。微润管进口压力为3.0 m的玉米籽粒产量为10 507 kg/hm~2,比膜下滴灌对照高11.5%,WUE达到4.33 kg/m~3。说明微润灌溉通过优化全生育期水分配置,进而达到节水、增产、增效的效果,在干旱区可适当推广应用。     

蓄水坑灌不同灌水上下限 对苹果树叶片蒸腾日变化的影响

在田间试验条件下,以10 a生矮化型红富士长富二号苹果树为材料,对不同灌水上下限条件(蓄水坑灌处理T1:田间持水量的80%与60%、T2:田间持水量的90%与70%、T3:田间持水量的100%与80%;地面灌溉对照处理CK:田间持水量的80%与60%)叶片蒸腾及其影响因素的日变化进行研究,并分析叶片水分利用效率对不同灌水上下限的响应。结果表明:不同处理苹果树叶片蒸腾速率日变化特征基本一致,均为单峰曲线且峰值都出现在13∶00,日平均叶片蒸腾速率大小排序为T3T2CKT1;叶片蒸腾速率主要受土壤含水率、气孔导度、胞间CO2浓度、大气温度、叶面温度的影响。叶片水分利用效率日变化呈先降低后升高的趋势,日平均叶片水分利用效率大小排序为T1T2T3CK,且T1与T2、T3、CK都有显著性差异。综合对比知,T1的节水效果最显著。