膜下滴灌微咸水棉花临界氮稀释曲线模型与氮肥用量推荐

为了优化膜下滴灌微咸水条件下棉花生产氮素管理。于2017–2019年在新疆库尔勒市开展3 a定位施氮试验,以新陆中棉花为试验材料,设置施氮水平0（NF0）、150（NF1）、250（NF2）、300（NF3）、350（NF4）、450（NF5）kg/hm²,各试验处理灌水量均为487.5 mm,分析施氮量对棉花地上部干物质量、氮素累积吸收量、产量和氮肥利用效率的影响,构建了膜下滴灌微咸水棉花临界氮浓度稀释曲线模型。结果表明：棉花氮素累积吸收量随生育期进程的推进而增大,棉花临界氮浓度与最大地上部干物质量符合幂函数关系。氮肥农学利用率和表观利用率均与施氮量呈二次多项式变化关系,氮肥生理利用率和偏生产力均与施氮量呈线性关系。氮浓度稀释曲线模型参数a和b分别为3.967和-0.227。NF1、NF2和NF3处理的氮素营养指数均小于1,表明氮素营养供应不足,棉花生长受到氮素限制。NF4和NF5处理的氮素营养指数接近于1,说明棉花氮素营养状况较好,但NF5产量和氮素利用效率较低,NF4获得最高产量和较高的氮素利用效率。因此,350 kg/hm²为南疆膜下滴灌微咸水棉花生育期推荐施氮量,该研究构建的临界氮浓度稀释曲线模型对田间施氮管理具有重要意义。     

土壤水力参数对点源入渗湿润体形状的影响

为探究点源积水入渗的运移机理,以达西定律和质量守恒原理为基础,利用HYDRUS软件对点源积水入渗过程进行数值模拟分析与验证,分析点源积水入渗条件下土壤水平湿润锋与垂直湿润锋的比值(湿润锋比)和土壤水力参数(进气吸力、形状系数以及饱和导水率)之间的关系,并基于土壤饱和扩散率建立水平湿润锋运移模型。结果表明:细质土壤(进气吸力大于11 cm)的湿润体形状近似为以积水中心为椭圆心、以垂直湿润锋和水平湿润锋为长半轴和短半轴的椭圆体,而粗质土壤(进气吸力小于8.7 cm)湿润体的椭圆心位于积水中心下方,从而导致短半轴大于水平湿润锋、长半轴小于垂直湿润锋;细质土壤的湿润锋比随时间变化较小,可近似为常数,土壤湿润锋比与形状系数和饱和导水率之间无显著的函数关系,但与进气吸力呈线性递增关系,决定系数R^2为0.999;湿润锋运移过程可以采用入渗时间的幂函数进行拟合,且幂函数系数和指数可以分别用土壤饱和扩散率的一次多项式和二次多项式进行估计,经验证得到的模型在误差允许范围内具有较好的效果。本研究可为分析点源积水水盐运移等问题提供机理性依据,也为我国北方干旱半干旱地区合理规划设计滴灌系统、提高农业灌溉用水效率提供科学依据。     

马铃薯主要生长指标对有效积温响应的定量分析

为探究马铃薯生长指标与有效积温间关系,以叶面积指数、全株干物质积累量和块茎干物质积累量为生长指标,系统研究了不同地区马铃薯生长特征,建立了以有效积温为自变量的普适生长模型。研究表明:当有效积温达到600℃(块茎形成期)、900℃(块茎膨大前期)、1 100℃(块茎膨大后期)左右时,相应的叶面积指数、全株干物质积累量以及块茎干物质积累量的增长速率分别达到最大值。在马铃薯苗期和块茎形成期(有效积温小于900℃)叶面积指数的增长率大于块茎干物质积累量的增长率,在块茎膨大期(有效积温大于等于900℃)块茎干物质积累量的增长率则大于叶面积指数的增长率。叶面积指数、全株干物质积累量和块茎干物质积累量的增长过程均为S形变化曲线,即马铃薯各指标生长曲线呈现慢-快-慢的特征,符合Logistic生长模型。运用Logistic生长模型对马铃薯叶面积指数、全株干物质积累量和块茎干物质积累量过程进行定量分析,结果表明,该模型可较好描述马铃薯主要生长指标的变化过程。研究结果可为合理选择马铃薯适宜的播期和生长期管理提供科学依据,也为有效利用当地的自然气候条件、实现增产高效提供参考。