辽西半干旱区浅埋滴灌水、氮、磷、锌耦合对春玉米产量的影响

  【目的】  研究辽西半干旱区浅埋滴灌条件下水肥耦合作用对玉米产量的影响,以确定玉米适宜的水肥因素组合。  【方法】  田间试验在辽宁西部半干旱地区 (砂壤土) 进行,供试作物为玉米。选取了灌水量 (W)、施氮量 (N)、施磷量 (P)、施锌量 (Zn) 等因素为自变量,产量 (Y) 为因变量,进行四因子五水平二次回归正交设计 (1/2实施) 试验,灌溉和施氮肥分4次进行,磷肥一次基施,锌肥在拔节期一次性施入。玉米收获后测产,依照二次回归正交试验设计 (1/2实施) 的统计方法建立了产量回归模型,采用频数分析法分析了W、N、P、Zn四因子及其交互作用对产量 (Y) 的影响。  【结果】  5个试验水平中,W、N、P、Zn单因子对产量促进作用均表现为先增加后降低,呈抛物线形趋势变化。单因子影响程度大小为W > N > Zn > P;二因子交互作用对产量影响大小为N × P > W × P > P × Zn > W × N > N × Zn > W × Zn;三因子之间亦存在着一定的相互作用关系。  【结论】  在辽西半干旱地区,水、氮、磷、锌四因子对春玉米产量的贡献大小顺序为W > N > Zn > P,两因子交互作用对产量贡献的大小顺序为N × P > W × P > P × Zn > W × N > N × Zn > W × Zn。依据频数分析结果,采用浅埋滴灌技术,当灌水量46～49 mm、施氮量172～209 kg/hm2、施磷量84～114 kg/hm2、施锌量10～13 kg/hm2时,玉米产量达到10000～12017 kg/hm2的置信区间为95%,该配比为辽西半干旱地区较为适宜的水肥配比方案。     

辽西半干旱区浅埋滴灌对春玉米生长的影响

为探究浅埋滴灌条件下,不同灌溉定额对春玉米生长发育的影响,开展单因素完全随机区组试验,共6个水平,727(T1)、1454(T2)、2181(T3)、2908(T4)、3635(T5)和4362(T6)m3/hm2,并设置无灌溉(T0)和常规沟灌(CK)灌溉定额4154 m3/hm2为对照,共8个处理,分别重复3次,结...     

基于粒子群优化小波神经网络模型的春玉米生育阶段干旱预测

【目的】为更好地开展区域性作物生长季气候干旱预测,指导春玉米高效节水补灌生产。【方法】采用皮尔逊相关系数方法选取了与干旱指数最相关的因子,利用阜新市阜蒙县1965—2019年逐日气象数据,探索建立了粒子群算法优化的小波神经网络模型(PSO-WNN),将春玉米不同生育阶段的水分亏缺指数结果进行对比验证模型精度,并利用模型模拟预测未来5 a干旱发生情况。【结果】通过模型验证,春玉米5个生育阶段(播种—出苗阶段、出苗—拔节阶段、拔节—抽雄阶段、抽雄—乳熟阶段、乳熟—成熟阶段)的均方根误差(RMSE)分别为0.0419、0.0174、0.0481、0.0297、0.0421,决定系数R2分别为0.8402、0.9853、0.8990、0.9575、0.9177,且预测结果与实际干旱等级相符。【结论】文中构建的模型适用于阜新地区春玉米干旱预测,未来5 a该地区春玉米在播种—出苗阶段可能无旱或轻旱,出苗-拔节阶段可能发生中旱甚至特旱,生育后期干旱程度逐渐减弱,拔节—抽雄和抽雄—乳熟两个阶段出现轻旱概率较高,乳熟—成熟阶段出现干旱的概率较低,程度较小,表明未来几年该地区春玉米生产应该更多关注出苗—拔节阶段的旱情。     

不同降水年型地下滴灌追氮对玉米产量的影响

采用完全组合设计,在长期试验基础上探讨了枯、丰2种降水年型滴灌追氮对玉米产量的影响.结果表明:丰水年整体产量高于枯水年,高水高氮和高水低氮处理在丰、枯水年间产量差异不具有统计学意义.枯水年滴灌对产量影响具有统计学意义(P<0.01),水氮互作对产量影响具有统计学意义(P<0.05),追氮对产量影响不具有统计学意义.丰水年滴灌对产量影响具有统计学意义(P<0.05),追氮对产量影响具有统计学意义(P<0.01),水氮互作对产量影响不具有统计学意义.不同降水年型间产量随滴灌量的增大而增大,枯水年滴灌对产量的提高幅度大于丰水年;随追氮量的增加先增大后减小,丰水年增加追氮量对产量的影响均大于枯水年.通过分析,确定了不同降水年型适宜的水肥施用模式:播种期沟施复合肥(N∶P₂O₅∶K₂O=15∶15∶15)450 kg/hm²后,在枯水年滴灌48 mm、追氮120 kg/hm²,丰水年滴灌36 mm、追氮240 kg/hm².     

辽西半干旱区浅埋滴灌水氮耦合对春玉米光合作用的影响

为探究浅埋滴灌水氮耦合对辽西半干旱区春玉米光合作用的影响。采用二次饱和D-最优设计,在移动式遮雨棚内开展了水肥精量控制试验,构建以光合速率(P_n)为因变量,灌溉量(X_1)和施氮量(X_2)为自变量模拟的最优回归模型。结果表明,浅埋滴灌春玉米水分和氮肥投入均能提高春玉米的叶片光合速率,对光合速率的提高作用为水氮耦合水单因子氮单因子;浅埋滴灌水氮耦合主要通过提高蒸腾速率、增大气孔导度和叶面积,对叶片光合速率的提高有一定的促进作用。P_n分别与T_r、G_s和L_a之间均呈现极显著正相关关系,对光合速率的作用大小顺序为:T_r G_s L_a;水、氮单因子对P_n的影响呈开口向下的抛物线趋势,二者均存在最大值。超过最大值持续增大灌水量或施氮量,对提高春玉米叶片的光合速率有抑制作用;水氮耦合作用表现为正交互效应。通过模型寻优,得到浅埋滴灌条件下获得叶片最高光合速率(P_n)的水、氮最优配比模式,即灌溉量为405. 7 mm、施氮量为146. 6 kg/hm～2。     

浅埋滴灌水氮钾互作对春玉米水分利用效率的影响

为揭示浅埋滴灌水肥互作对春玉米水分利用效率（water use efficiency，WUE）的影响，采用二次回归正交设计，以灌水量（W）、施氮量（N）、施钾量（K）为自变量，WUE为因变量，于2017—2020年开展了不同水肥用量组合对浅埋滴灌春玉米WUE影响的田间试验。结果表明：单因子作用下，WUE随水肥用量的提高均呈先升高后降低的变化趋势，影响大小为W>N>K；2个因子互作时，WN、WK、NK对WUE的影响均呈1个凸面趋势变化，且存在最大值，影响大小为WN>NK>WK；W、N、K 3个因子共同作用时，WUE随W、N、K 3个因子编码水平的共同提高呈先升高后降低的趋势变化，中水中肥较低水低肥和高水高肥用量组合可获得较高WUE。通过模型寻优，得出在灌溉量为43.25~58.87 mm、施氮量为229.93~382.97 kg/hm²、施钾量为104.94~148.49 kg/hm²条件下，可获得较高WUE （≥25.00 kg/（hm²·mm））。研究结果可为试验区春玉米浅埋滴灌水肥优化管理、水分高效利用提供科学依据。