免耕对冬小麦农田土壤水分及 可溶性碳和硝态氮动态变化的影响

采用2年试验数据分析了免耕对冬小麦不同生育时期土壤剖面水分、可溶性碳和硝态氮变化动态的影响。结果表明,免耕较传统耕作均不同程度地增加了冬小麦拔节期、扬花期、灌浆期和成熟期0～100 cm土层土壤平均含水量,且冬小麦关键生育时期土壤水分均随土壤深度增加而呈现先减少后增加的趋势。与传统耕作相比,免耕分别提高冬小麦拔节期和扬花期0～40 cm土层平均含水量14.0%和10.3%;在冬小麦拔节期和灌浆期,免耕较传统耕作分别提高了土壤剖面0～100 cm平均硝态氮含量43.1%和5.7%。与传统耕作相比,免耕不仅降低了冬小麦全生育期土壤剖面0～100 cm平均可溶性碳含量2.0%,而且降低了冬小麦拔节期、灌浆期和成熟期土层0～40 cm可溶性碳含量。     

钢渣硅肥硅素释放规律及其影响因素研究

【目的】钢渣是缓释硅钙肥原料,钢渣中硅素释放受钢渣自身性能和外界环境条件等因素影响,本文设置了钢渣冷却方式、钢渣粒径、培养介质和培养温度四种因子,研究钢渣中硅素释放规律及其影响因素,为钢渣硅钙肥合理施用提供理论依据。【方法】选用粉末状水淬渣(S1)、粒状水淬渣(S2)和空气冷却粒状钢渣(S3)为研究对象,分别设置在土壤水溶液以及纯蒸馏水中培养97天,并设置35℃和25℃两个培养温度。定期离心取上清液,取样后补充水分继续培养,直至培养结束。【结果】钢渣在土壤溶液中培养,第一天的硅素释放主要由钢渣冷却方式决定,而在以后的培养过程中主要受温度的影响,其次为钢渣粒径;硅素累积释放量与时间的关系可以用幂函数方程y=kxm来拟合;35℃培养97天后,S1、S2与S3钢渣硅的溶出率(累积硅释放量与有效硅的比例)分别为37.3%、30.3%与27.3%;在25℃培养下,S1、S2与S3钢渣硅的溶出率分别为14.3%、7.9%与10.2%。钢渣在纯蒸馏水的培养中,第一天钢渣硅释放主要受温度的影响,而在以后的培养过程中主要受钢渣粒径的影响,温度和钢渣冷却方式对其影响甚微;硅素累积释放量与时间的关系可以用线性方程y=ax+b来拟合;在35℃,S1、S2与S3钢渣硅的溶出率分别为0.22%、0.16%与0.16%。在25℃培养下,S1、S2与S3钢渣硅的溶出率分别为0.17%、0.13%与0.14%。钢渣在土壤溶液培养,25℃培养67天,加入钢渣提高了土壤浸提液的p H值,但之后与CK基本相同;在35℃培养下,加入钢渣的土壤浸提液p H值总体都要显著高于CK处理。纯水培养介质中,两种温度培养下,在同一阶段S1浸提液的p H和EC值都要显著高于S2和S3,温度对p H和EC的影响不显著。【结论】钢渣硅素释放规律主要受培养介质和温度的影响,粒径有一定的影响。在土壤溶液中钢渣硅素释放显著高于在蒸馏水中,35℃比25℃更有利于硅素的释放,粉末状比粒状更有利于硅素的释放。由此认为,钢渣作为硅钙肥在大田施用时,将钢渣磨细做成粉末状产品,施用时随翻耕埋入土壤,初春采用保温措施等都有利于提高钢渣中硅的利用效率。     

小麦花后淹水胁迫对根区土温及籽粒灌浆的影响

为了探讨淹水对花后冬小麦根区土温及籽粒灌浆的影响,在淮北平原涝渍易发地河南商丘市,对处于花后灌浆阶段的冬小麦进行淹水试验。结果表明,淹水使小麦百粒重降低,花后灌浆阶段淹水1 d、3 d和5 d使乳熟期的小麦百粒重比非淹水处理分别降低6.93%、10.35%和10.31%;淹水使小麦灌浆速率受到抑制,淹水5 d、3 d、1 d和CK的平均单粒灌浆速率分别为1.36、1.39、1.52和1.61 mg·d^-1,淹水超过5 d使小麦的乳熟时间推后。淹水使10~40 cm土层间温差变小,淹水时间越长,10~40 cm土温降低越多,淹水结束后土温回升也越快。花后淹水使小麦干物质量及籽粒产量降低,淹水5 d以上使小麦地上、地下部分干物质量显著降低。因此,小麦花后灌浆阶段淹水会影响根区环境和地上部干物质的形成,并最终影响籽粒灌浆及产量。     

不同亏缺灌溉方式对冬小麦产量及水分利用效率的影响

【目的】优选适宜的小麦节水灌溉模式。【方法】采用田间小区试验,以生育期内灌越冬水、拔节水和开花水为对照(CK),设置了3种不同的亏缺灌溉模式:浇拔节水和开花水(T1)、拔节水+开花水隔畦交替灌溉(T2)、返青水+孕穗水+开花水隔畦交替灌溉(T3)。在拔节期和开花期,测定了小麦光合速率、蒸腾速率、棵间蒸发量、干物质量,并测定了小麦的产量和水分利用效率。【结果】T1处理小麦的光合速率与CK无显著差异,但蒸腾速率显著低于CK。在T2、T3处理中,干区、湿区的光合速率与CK也无显著差异,但干区小麦的蒸腾速率显著低于CK和湿区。各处理棵间蒸发量均显著低于CK。T2、T3处理中干区小麦的棵间蒸发量均显著低于湿区。T1处理提高了小麦花后干物质积累量,但花前干物质转移量减少。T2、T3处理湿区小麦花后干物质积累量高于CK,但花前干物质转移量显著低于CK。T2、T3处理干区小麦花后干物质积累量均显著低于湿区,但花前干物质转移均高于湿区小麦。T1、T2和T3处理对小麦产量没有显著影响,但均显著减少灌溉水量和作物的耗水量。【结论】3种时空亏缺灌溉模式均显著提高了小麦灌溉水利用效率和水分利用效率。     

起垄沟播和常规平播下滴灌棉田土壤水盐的运移

为明确滴灌条件下植棉方式对土壤水盐运移的影响，采用田间调查与室内分析相结合的方法，在滨海重度盐碱地开展了起垄沟播和常规平播植棉方式下的水盐运移试验，调查了滴灌前后两种植棉方式不同点位及不同土壤深度的土壤水分、盐分和土壤溶液电导率等指标，分析不同植棉方式土壤水分、盐分和土壤溶液电导率的时空分布特征。结果表明：滴灌条件下起垄沟播的水分入渗深度和盐分淋洗深度均明显大于常规平播植棉方式，起垄沟播植棉膜下(0~20 cm)土壤溶液电导率明显低于常规平播植棉；滴灌对两种种植方式膜外土壤水分和盐分运移未产生明显影响。起垄沟播联合滴灌技术更有利于为棉花生长的水盐环境。研究结果可为盐碱地植棉提供理论参考和实践依据。     

不同沟灌方式下土壤水、热分布研究

为了阐明不同沟灌方式对土壤水、热分布的影响,开展大田分区试验,研究了玉米生长期间交替隔沟(AFI)和常规沟灌(CFI)方式下不同位置处（沟位、坡位、垄位）土壤水热变化。结果表明,在一个灌水周期内,AFI的根区土壤水分以向下和侧向入渗为主,土壤水分有利于被作物根系吸收利用,而CFI的根区土壤水分始终保持较高的水平,促进土壤水分向根区以下移动,容易发生渗漏损失;沟灌方式引起剖面土壤温度的变化,高水分区域引起低土温,1个灌水周期内AFI根区平均土温比CFI高0.56~1.78℃,但不同点位之间根区平均土温差异较CFI小。在玉米生长期间,AFI根区平均土温比CFI高0.05~2.16℃,根区平均土壤含水量比CFI低3.31%左右。土温与土壤含水量存在良好的二次曲线关系,当土壤含水量X=37.30%时,土壤温度出现最低值。因此,与常规沟灌相比,交替隔沟灌溉具有控墒调温的作用,有利于根区土壤水分的高效利用,促进根区土温的均匀分布。     

施肥和水分调亏对冬小麦生长和产量的影响

通过盆栽试验对不同施肥处理条件下冬小麦水分调亏效应进行了研究。设置3个施肥处理:不施肥(F0)、施复合肥(F1)和复合肥+有机肥配施(F2);2个水分处理:充分供水(W:75%FC)和水分调亏(D:50%FC～55%FC)。研究表明,在孕穗期,相同施肥条件下,调亏处理冬小麦的叶面积、株高和叶绿素均显著小于未调亏处理。到花期时,各水分调亏处理的叶绿素量与未调亏没有显著差别。F2处理的水分调亏小麦的叶面积和株高与未调亏小麦没有显著差别;F0和F1处理的水分调亏小麦的叶面积和株高均显著小于相应未调亏处理小麦。在拔节期,F0处理的水分调亏小麦的光合速率显著低于未调亏处理;F1和F2处理的水分调亏小麦的光合速率与未调亏处理没有显著差异。但复水后,到抽穗期,F2处理的水分调亏小麦的光合速率显著高于未调亏处理,表现超补偿效应。但F0和F1处理的水分调亏小麦的光合速率和未调亏小麦相比没有显著区别。抽穗后在充分供水条件下,F0和F1处理的小麦,返青-拔节期水分调亏对产量有显著负效应。F2的调亏处理小麦的产量没有受到影响;在干旱条件下,F0和F1处理的小麦,返青-拔节期水分调亏对产量没有影响,但F2处理的水分调亏小麦的产量显著高于未调亏处理的小麦。在相同施肥条件下,水分调亏处理小麦的稳产性均高于未调亏处理小麦。在各调亏处理中,F2处理小麦的稳产性最高,F1处理小麦次之,F0处理小麦的稳产性最低。     

麦前深松对夏玉米土壤物理性状和生长特性的影响

为探明华北地区深松耕作方式对夏玉米生育期土壤物理性状和水分利用效率的影响,在河南省新乡采用冬小麦播前深松耕作(PS)、传统旋耕(CK)2种耕作方式,对夏玉米各生育期间的土壤粒径组成、容重、土壤紧实度、夏玉米生长发育指标及水分利用效率等进行了研究。结果表明:PS处理下土壤粒径组成无明显变化,全生育期PS较CK处理0—40cm土层土壤容重降低0.63%~3.85%,孔隙度提高0.27%~3.67%;拔节期PS较CK处理20—30,30—40cm土层土壤紧实度显著降低37.76%,22.26%;全生育期PS处理的土壤含水率、夏玉米株高、叶面积指数、干物质积累量均高于CK,产量提高了9.50%,穗长和穗粒重提高了4.18%和6.50%(p0.05),水分利用效率提高5.08%,节水增产效果显著。     

不同灌水方式下基于水面蒸发量的夏玉米灌溉试验研究

为了探索依据水面蒸发量确定灌溉定额的可行性,在防雨棚下测坑中进行了夏玉米灌溉试验。结果表明,从总耗水量看,畦灌略高于沟灌,而沟灌又略高于滴灌,但差别不是很大。畦灌条件下植株发育快,滴灌次之,沟灌最慢。畦灌和滴灌下产量均以中等灌溉定额处理最高,而沟灌下产量以最大灌溉定额处理最高。总体上,滴灌条件下水分利用效率高于其他2种灌溉方式。干旱条件下,畦灌下以E601蒸发皿蒸发量(PE)作为夏玉米灌溉定额,每次灌水60mm;滴灌下以2/3PE作为灌溉定额为宜,灌水定额为20mm。     

咸水造墒条件下蕾期淹水对棉花生长的影响

为了探索棉花蕾期涝盐胁迫下的响应特征,采用筒栽试验,研究了不同矿化度咸水造墒条件下蕾期淹水对棉花生长过程的影响。结果表明:当造墒水矿化度大于2g/L后,棉花的出苗率、株高、茎粗、叶面积和干物质质量显著降低;与正常处理相比,蕾期淹水处理的棉花叶片叶绿素相对含量、株高、干物质质量和成铃数降低,茎粗增加;蕾期淹水进一步加重了盐分胁迫下棉花株高和叶面积的生长,但造墒水矿化度大于2g/L的淹水处理在排出淹水后40d出现了2次生长。综上所述,涝盐胁迫对蕾期棉花生长的抑制表现出叠加效应,盐分胁迫程度相对较高的处理在排出淹水后棉花表现出生长补偿效应。