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。     

不同灌溉量对土壤理化性质及水稻生长发育的影响

水分是水稻正常生长发育的关键因素之一,【目的】研究不同灌溉量对黄河滩重构土体理化性质及水稻生长发育的影响。【方法】2017年以"吉宏6号"为试验材料,设计4个灌溉量处理,即:高水W1(120%ET0)、适水W2(100%ET0)、节水W3(80%ET0),低水W4处理(60%ET0),分析了不同灌溉量对土壤理化性质,水稻生长发育、产量的影响。【结果】土壤理化性质,水稻生长发育及产量受不同灌溉量影响显著,随着灌溉量的增加,水稻收获后土壤pH值、电导率以及土壤养分残留量也逐渐减降低。当灌溉量降低到80%ET0,水稻单株株高、分蘖数及产量都有明显降低,水稻生长发育受到一定影响,另外从高水W1处理(120%ET0)到低水W4处理(60%ET0)的水稻产量看出,随着灌溉量的增大,水稻产量呈现出先升高后降低的趋势。【结论】韩城下峪口土地整治项目区水稻种植适宜参考试验W2处理的灌溉量。     

宁夏回族自治区扬黄灌区密植高产玉米磷素吸收利用特征及适宜用量分析

利用田间试验的方法,研究磷肥(P_2O_5)施用量对宁夏扬黄灌区密植高产玉米产量、磷素吸收积累特征,明确宁夏扬黄灌区玉米生产适宜磷肥用量,以指导当地玉米生产。以正大12为供试材料,采用单因素随机区组设计,在玉米密度为9.75万株/hm~2条件下设置5个磷肥(P_2O_5)用量0、45、90、135和180 kg/hm~2,N 300.0 kg/hm~2和K_2O 75.0 kg/hm~2均一致。从磷肥(P_2O_5)对密植玉米产量、经济效益、土壤磷素平衡和磷肥利用效率的影响进行分析。结果表明:施用磷肥(P_2O_5)增加了玉米穗粒数和百粒重,增产率为3.1%～7.8%,通过产量获得磷肥(P_2O_5)效应方程为Y=-0.053 7x~2+15.803x+15 450(R~2=0.981 9~*),通过模拟计算最高产量P_2O_5用量为147.1 kg/hm~2,从实际最佳经济产量P_2O_5用量为112.2 kg/hm~2。经济效益角度分析P_2O_5用量在135 kg/hm~2时利润最高,比对照增收5.7%。施用磷肥(P_2O_5)促进了玉米磷素的吸收累积,籽粒、秸秆和地上部磷素累积量,100 kg籽粒需P_2O_5量均随磷肥(P_2O_5)用量的增加呈先升高后降低的趋势,均以施P_2O_5 135 kg/hm~2最高,较对照分别提高24.0%、19.3%、22.1%和15.7%。P_2O_5用量为135 kg/hm~2时磷肥利用效率最高为36.2%(P0.05),磷肥偏生产力、磷肥农学效率和生理利用效率均随着磷肥用量增加呈下降趋势。施P_2O_5量为45～135 kg/hm~2时耕层土壤速效磷均为当季匮缺。从玉米产量、经济效益、土壤磷素平衡和磷肥利用效率多个角度综合分析认为研究区域密植高产玉米磷肥(P_2O_5)用量适宜的范围为135～147 kg/hm~2。     

玉米秸秆基纤维素保水剂对土壤持水性能及冬小麦根系生长的影响

为探讨自制的玉米秸秆基纤维素保水剂(SAP)在农业生产上的应用潜力,利用扫描电镜表征了SAP吸水前后形貌变化,探究了SAP施用量对土壤持水性能和不同程度水分胁迫下冬小麦根系生长的影响。结果表明：SAP在土壤中吸水膨胀后降低了土壤容重,土壤最大水分含量较不施SAP显著提高19.1%~67.6%,同时降低了前3天土壤水分蒸发速率。轻度（60%~70%田间持水量）和中度（40%~50%田间持水量）水分胁迫下,施用0.4% w/w SAP处理冬小麦总根长提高15.9%和24.7%,根系活力提高29.6%和43.5%,但充足供水（75%~90%田间持水量）时施用SAP对冬小麦根系活力无显著影响。因此,玉米秸秆基纤维素保水剂施入土壤后能够改善土壤持水性能,从而缓解水分胁迫对冬小麦根系生长的抑制效应。     

河套灌区盐渍化土壤玉米水氮耦合效应

为了探求适用于盐渍化地区的节水、施肥优化模式，采用大田试验，以玉米为研究对象，选取了轻度和中度两种盐分土壤，设置了10种不同水、氮处理，建立不同盐分土壤玉米产量与灌水量及施氮量之间的回归模型并对其进行了分析，研究不同盐分土壤水、氮用量对玉米产量的影响。结果表明：在轻度和中度盐分土壤条件下，灌水和施氮对玉米均有增产效应，水、氮交互作用为正效应，水分的作用大于施氮的作用。通过边际效应分析可知，轻度和中度盐分土壤施氮肥的增产速率没有明显差异，轻度盐分土壤灌水的增产效率明显高于中度盐分土壤。轻度和中度盐分土壤玉米最高产量分别为13 581 kg·hm^-2和11 115 kg·hm^-2，对应的水、氮配比均为灌水编码为0.77（全生育期灌水量2 250 m³·hm^-2），施氮编码为0.69（总施氮量225 kg·hm^-2）。通过模型寻优，得到轻度和中度盐分土壤种植玉米的最佳水、氮配比方案均为全生育期灌水量为1 900.95~2 389.08m³·hm^-2，总施氮量为174.04~240.7 kg·hm^-2。优化方案的水、氮用量分别比当地灌水量（2 925 m³·hm^-2）节水18.2%~35%, 施氮量（325 kg·hm^-2）节肥26.0%~46.4%。优化范围包含了轻度和中度盐分的最高产量水、氮用量，产量与当地产量基本一致，符合当地灌水施肥要求。但从维持目前玉米产量和长期盐碱地改良的角度看，建议中度盐化土壤应选取水、氮优化范围中中等偏上灌水量和中等偏下的施肥量，以便于从根本上降低土壤盐分背景值，便于长期产量的提高；轻度盐分土壤选取优化范围适中的水、氮用量。     

边界线分析法评价小麦/西瓜/玉米间作体系产量的限制因子

本研究旨在分析小麦/西瓜/玉米间作体系限制作物产量的关键因子,为该体系的优化提供科学依据。采用农户调研的方式,对河北省曲周县的小麦/西瓜/玉米间作模式展开调查,主要调研内容是小麦和玉米的播种量、养分投入量和产量以及西瓜的养分投入量和产量,应用边界线分析方法评价小麦/西瓜/玉米间作高产体系的限制因子。结果表明,限制小麦产量的关键因子为小麦播种量,贡献率达17.8%,而养分投入量的贡献率分别为:P₂O₅ 12.5%、K₂O 11.7%、N 8.0%。限制西瓜产量的关键因子为钾肥投入量,贡献率达15.8%,N、P₂O₅的贡献率分别为14.2%和11.8%。限制玉米产量的关键因子为氮肥投入量,贡献率达20.6%,其他因子的贡献率分别为:K₂O 14.2%,P₂O₅ 11.5%,播种密度9.2%。因此,在小麦/西瓜/玉米间作体系中,应适当调控小麦播量,优化西瓜的钾肥和玉米的氮肥投入量,促进该间作模式的产量优势。     

播期播量对小麦中麦895产量和品质的影响

为给小麦新品种中麦895的推广提供技术支撑，2013-2015在关中中部灌区，采用二次D饱和最优设计方法研究了播期与播量对中麦895产量及品质的效应。结果表明，播期和播量显著影响中麦895的产量，其高产适宜的播期为10月12日-19日，适宜的播量为170.2 kg·hm^-2～206.5 kg·hm^-2。不同处理之间成穗数、千粒重和产量差异极显著，穗粒数差异显著。播量为185.5 kg·hm^-2时，达到最高产量的适宜播期为10月14日-22日；播期为10月14日时，达到最高产量适宜的播量为130.5 kg·hm^-2～207.3 kg·hm^-2。播期和播量可显著影响中麦895的蛋白质含量和容重，对加工品质和拉伸品质没有显著影响；适期偏晚播种有利于提高中麦895的成穗数和千粒重以获得高产。     

四要素变量施肥机肥箱施肥量控制算法设计与试验

针对黑龙江农垦地区垄作玉米施肥过程中遇到的肥料分层问题，设计了一种四要素变量施肥控制系统。系统采用电液比例控制技术，主要由液晶显示终端、变量施肥控制器、4路液压马达和编码器、4路排肥机构（排肥轴和外槽轮）和GNSS模块组成。为了实现氮肥、磷肥、钾肥和微肥的一次性及时、准确施用，提出了一种基于复合交叉原则的各路施肥量确定策略，基于PID技术设计了液压马达控制算法。根据用户在变量施肥控制软件中设置的目标施肥量，系统自动确定各肥箱精确施肥量，基于PID液压马达控制算法，实时计算4路液压马达的目标转速，同步向控制器发送4路转速指令，一次性完成氮肥、磷肥、钾肥和微肥4种肥料的同步变量施用。为了验证各路施肥量控制算法的效果，分别进行了PID算法响应时间和精度试验、变量施肥系统单质肥排肥性能验证试验和作业条件下各肥箱施肥量控制算法验证试验。试验结果表明，基于PID技术的排肥轴转速控制算法响应时间不大于0.5s；变量施肥系统单质肥排肥性能误差绝对值不大于3%；作业条件下各路施肥量控制算法显著减少了氮素的施用量，实现了氮肥、磷肥、钾肥的精确投入。四要素变量施肥机各路施肥量控制算法完全满足了垦区玉米施肥精确、均匀施用的要求。     

中心干不同分枝数量对Y-1矮砧富士生理特性的影响研究

为给‘Y-1’矮砧‘富士’高纺锤形树体最佳留枝量提供理论依据，以‘Y-1’矮化中间砧嫁接‘长富2号’为试材，通过中心干3 种留枝数量(30、35、40)处理，探讨其对树体生长和果实产量品质的影响。结果表明，随着留枝量增加，‘Y-1’矮砧‘富士’树体树高、干径相应增大，但不同处理对树高、干径、冠径、新梢长度和粗度的影响差异不显著。留枝量35 和40 的树体光合有效辐射显著高于留枝量30 的处理，3 种处理的叶面积指数差异极显著，留枝量35 的冠下、株间的叶面积指数分别为3.78、3.43，属于苹果栽培的最佳叶面积指数区间。果实产量随留枝量增加而提高，但这种影响在盛果期差异不明显，留枝量35 的树体优质果率明显高于其他2 个处理，同时，其果实单果重、可溶性固形物含量、硬度均极显著高于其他2个处理，可滴定酸含量最低，果实风味浓郁、品质最佳。综合考虑树体生长势、光能利用率、果实产量和品质、实际操作等因素，生产上‘Y-1’矮砧‘富士’高纺锤形树体的适宜留枝数量为35。     

不同种植行距和灌水量对中国西北地区日光温室短季节栽培番茄品质的交互影响

【目的】研究中国西北地区日光温室膜下滴灌番茄不同种植行距与灌水量对番茄各品质指标的影响,提出番茄综合品质最优时的种植行距与灌水量组合,为本地区日光温室番茄的栽培管理和灌溉提供科学依据和技术指导。【方法】试验在陕西省杨凌农业高新技术产业示范区绿百合果蔬专业合作社的日光温室内进行,供试番茄品种为‘HL2109’。通过日光温室试验,在大小行沟垄覆膜种植形式的基础上设置3种种植行距分别为L1(60 cm)、L2(45 cm)和L3(30 cm);以两次灌水间隔期间Φ20 cm标准蒸发皿的累积蒸发量E为基数,设置0.6E、0.8E、1.0E、1.2E四个灌水量,每当蒸发皿的累积蒸发量达到(20±3)mm时即进行灌水处理;试验采用完全随机区组设计,共12个处理,每个处理3次重复。分别运用改进模糊灰色关联度法和CRITIC法对番茄综合品质进行评价分析,综合两种评价结果,运用多元回归分析寻求综合品质最优时的种植行距与灌水量的组合。【结果】种植行距与灌水量均对番茄品质产生影响,且在可溶性固形物、维生素C和番茄红素上呈现极显著的交互作用,而番茄果实的外观品质指标并不存在灌水量和种植行距间的交互作用。过高的灌水量会降低番茄果实的外观品质,且过高或过低的灌水量均会降低可溶性固形物、VC和番茄红素的含量。改进模糊灰色关联度法和CRITIC法对番茄综合品质评价的结果具有较好的一致性,综合品质最优处理均为L2-0.8E,最差处理均为L1-1.2E;番茄综合品质随灌水量和种植行距的增大呈凸型抛物线变化趋势。番茄各单一品质指标的权重比例虽然在两茬试验中略有变化,但番茄红素、VC、糖酸比3个指标的权重始终为前3名。【结论】当操作行行距为80 cm,株距为35 cm时,种植行距取37-47 cm,灌水量0.8E-1.0E为中国西北地区温室番茄综合品质最优的种植行距和灌水量组合。