灌溉水温与施氮量对滴灌棉田土壤水热及棉花生长和产量的影响

【目的】探究膜下滴灌棉田土壤水热环境和棉花生长对灌溉水温与施氮量的响应机理,旨在确定北疆滴灌棉花合理的灌溉水温和施氮量。【方法】以新陆早42号棉花为试验材料,设置4个灌溉水温：15℃(T0)、20℃(T1)、25℃(T2)和30℃(T3);3个施氮水平：250 kg·hm^-2(F1)、300 kg·hm^-2(F2)和350 kg·hm^-2(F3),采用双因素完全随机试验设计。分析不同灌溉水温条件下施氮量对棉田土壤水热环境、棉花生长、产量和水氮利用效率的影响。【结果】常规灌溉水温与低氮处理降低土壤温度,抑制棉花生长,单株铃数降低并导致籽棉产量下降。适宜的灌溉水温和施氮量可以改善土壤水热环境,促进棉花生长发育,提高籽棉产量和水氮利用效率。与15℃常规灌溉水温相比,增温灌溉显著提高了土壤温度0.58—3.30℃,土壤储水量降低1.2%—7.2%,土壤呼吸速率显著提高5.7%—28.0%;随灌溉水温升高,棉花株高、叶面积指数及地上部干物质积累量先增高后降低,在灌溉水温为25℃时达最大。随施氮量增加,土壤储水量降低3.3%—6.7...     

水气互作对滴灌加工番茄生长及品质的影响

为探明不同加气方式和灌水量互作对北疆滴灌加工番茄生长及产量品质的影响,以及适宜北疆加工番茄滴灌的最佳水气组合模式,设置3种加气方式[物理加气(O1)、不加气(O2)、化学加气(O3)]、4个灌水量水平[5400 m3/hm2(W1)、4950 m3/hm2(W2)、4500 m3/hm2(W3)、4050 m3/hm2...     

极端干旱区降解膜对滴灌棉花土壤水热及产量的影响

为了探明降解膜在哈密盆地滴灌棉花种植的应用效果,选取降解膜M1,M2,M3,M4及普通塑料地膜PE(CK)开展对照试验,研究降解膜的降解性能及其对滴灌棉花土壤水热变化与产量的影响.结果表明:M2在覆膜80 d左右最早出现降解、180 d左右进入残存期,生育期末仍有小块地膜残片存在;而降解膜M1与M3于生育期末才进入崩解期,降解相对缓慢;普通塑料地膜始终没有降解.苗期和蕾期各种降解膜尚未开始降解,保温保墒性能与CK相似;花期以后各种降解膜出现了不同程度的降解,花期降解膜与普通塑料地膜覆盖的土壤平均温度差异最大,降解膜M1,M2,M3及M4的土壤平均温度分别比CK低11.62%,10.02%,7.67%及10.45%,而铃期和吐絮期土壤温度差异较小,降解膜土壤平均温度比CK仅低2.05%~5.52%;花期到吐絮期降解膜M1,M2,M3及M4处理的土壤平均质量含水率分别比CK低5.92%,8.09%,7.14%及12.41%,保墒性能差异较大;降解膜处理的籽棉产量较CK减产2.05%~13.72%,其中降解膜M2产量仅次于CK,且与CK之间无统计学意义.因此,无色透明氧化-生物双降解膜M2替代普通塑料地膜用于哈密盆地等极端干旱区棉花生产实践具有可行性.     

加气灌溉及水氮耦合滴灌对加工番茄产量及品质的影响

为研究水、氮、气对加工番茄产量和品质的影响,设置2个灌溉水平（4 950和4 050 m³·hm^-2）,4个施氮水平（280、250、220、190 kg·hm^-2）,2个加气水平（掺气比例15%和掺气比例0%）,共16个处理,分析了不同水、肥、气处理下新疆加工番茄产量和品质的变化,并利用主成分分析和隶属函数法对番茄产量和品质进行综合评价。结果表明,相同灌水量下,加工番茄单株产量、单果重、维生素C、可溶性固形物随施氮量增加呈抛物线趋势变化,有机酸含量随施氮量增加呈增加趋势,单株果数随施氮量增加呈减小趋势。相同施氮量条件下,高灌水量处理的单株产量、单果重、果实横径和纵径均高于低灌水量处理,但低灌水量显著提高了加工番茄单株果数、可溶性糖、有机酸、维生素C和可溶性固形物含量。加气灌溉下单株产量、单株果数和单果重分别显著提高6.14%、3.67%和2.35%（P<0.01）,果实横径、纵径和可溶性糖、有机酸、维生素C、可溶性固形物含量分别增大了1.91%、1.85%、1.17%、2.37%、2.42%和4.68%。通过综合隶属函数值评定,灌溉定额为4 050 m³·hm^-2,施氮量为250 kg·hm-2的加气灌溉可以满足加工番茄高产、品质优的要求。     

雷达信号对膜下滴灌棉田土壤水盐的响应研究

雷达信号是反映介质信息的重要依据,为探究雷达信号对长期膜下滴灌棉田土壤水盐的响应特征.试验采用中心频率为250 MHz的pulse EKKO PRO探地雷达,以未采用过滴灌技术的荒地为对照,探测滴灌应用年限年分别为11年和21年的两个地块,取实测剖面对比探地雷达波谱图像上的分层结果,结合电磁波时域和频域的方法,剖析电磁波信号对土壤水盐的响应特征.结果表明:①通过250 MHz中心频率探地雷达波谱图像上的反射层面与实际开挖剖面相结合,能够快速识别膜下滴灌棉田0～140 cm范围不同土层的上下边界.同时,结合取样数据时,能够有效的辨别大范围的土层结构信息.但当水盐含量较高时,探地雷达将无法有效识别土壤的反射层面,从而很难分辨土壤的层次结构.②长期膜下滴灌棉田盐渍化土壤对电磁波的影响十分显著,水分含量和盐分含量是引起电磁波衰减的主要因素.振幅能值是雷达信号对水盐响应的标志参数,水盐含量与振幅能值成反比.③中心频率为250 MHz的天线在不同滴灌年限的地块中,主频发生偏移,滴灌棉田出现在160 GHz左右,而荒地出现在190 GHz左右.荒地中出现多峰现象,次主频分别处于371 MHz和688 MHz.且荒地的振幅能值小于滴灌棉田.利用探地雷达快速无损的优势,大面积获取膜下滴灌棉田土壤水盐的变化信息,有利于盐碱化土壤的及时处理.     

生物炭施加对微咸水滴灌棉田土壤水热盐及棉花生长的影响

为解决北疆淡水缺乏和土壤质量下降的问题,通过大田试验探明不同灌水矿化度及生物炭施加量对棉田土壤水热盐环境及棉花生长的影响。设置4个生物炭施加水平(B0:0 t·hm^-2、B1:20 t·hm^-2、B2:40 t·hm^-2、B3:60 t·hm^-2)和3个灌水矿化度水平(S1:1 g·L^-1、S2:3 g·L^-1、S3:5 g·L^-1),采用双因素完全随机组合试验,研究不同处理对土壤水盐温分布、棉花生长指标、干物质积累量、产量及水分利用率的影响。结果表明：施加生物炭与灌水矿化度的增加均使得土壤含水率和含盐量升高。生物炭施加量的增加使得平均土壤温度升高,升高幅度介于5.9%～15.1%,灌水矿化度对平均土壤温度存在显著影响,但各处理间差异不显著。生物炭施加提高棉花株高、叶面积指数和地上部干物质量。棉花籽棉产量和水分利用率最大值均出现在B2S2处理,为6526.4 kg·hm^-2和2.01 kg·hm^-2     

北疆地区一年两作种植模式效果及适宜性分析

通过2 a重复对比试验，设置了4种不同种植模式春小麦—复播油葵、春小麦—复播青贮玉米、单作棉花和单作春播玉米（分别记为模式1、模式2、模式3和模式4），对各模式下资源环境利用率、水肥资源消耗利用及经济效益进行研究。结果表明：一年两作种植模式是适合北疆地区发展的一种优化高效种植模式，北疆生态区内有效积温大于4 260℃就可推行该种植模式，其中石河子地区≥0℃活动积温达到了4 300℃～4 500℃，可以满足麦后复播需求。相对于单作种植模式，一年两作种植模式在干物质生产效率及分配、周年能量生产方面具有明显优势，其中模式1周年干物质生产效率比模式3、模式4分别提高了111.04%和29.53%，模式2的周年干物质生产效率比模式3、模式4分别提高了123.56%和37.21%；模式1周年能量生产分别比模式3、模式4提高了102.68%和28.02%，模式2周年能量生产分别比模式3、模式4提高了114.10%和35.24%，其中模式2种植模式年总辐射利用率、总辐射生产效率、有效积温分配率及温度生产效率均达到最大值，其生育期达179～184 d，为4种种植模式中跨越时间最长的模式，且包含了光热资源最为丰富的5—9月，使光热资源得到了更加高效的利用。在水肥资源利用消耗与经济效益方面，由于棉花较好的市场价值以及单作春播玉米的高效生产能力，使得一年两作模式在水肥资源利用与经济效益方面优势不明显。     

极端干旱区降解膜对棉田耗水、籽棉产量及水分利用的影响

为探明降解膜在极端干旱区滴灌棉花的应用效果,设置4种不同类型的降解膜(黑色氧化—生物双降解膜M1、白色氧化—生物双降解膜M2、黑色全生物降解膜M3及白色全生物降解膜M4),以普通塑料地膜为对照(CK)开展试验,分析降解膜的降解情况、棉田耗水规律、株高、茎粗、叶面积指数、单株干物质累积量,籽棉产量及水分利用效率。结果表明:M2降解效果最好,覆膜80 d时开始降解,180 d时与M4存在的地膜残片均≤16 cm~2,M1与M3降解缓慢,生育期末出现≥20 cm的自然裂缝,而普通塑料地膜始终没有降解。生育期内棉田耗水先升后降,花铃期达到最高,苗期各种地膜处理的棉田耗水没有显著差异,花铃期与吐絮期差异显著;降解膜M2处理的棉田耗水量在花铃期比降解膜M1、M3及CK分别高出1.93%、1.95%及5.59%(P0.05),在吐絮期比降解膜M1、M3及CK分别高出4.79%、4.50%及6.22%(P0.05);M4仅次于M2,且没有显著差异。苗期各种地膜处理的棉花生长差异较小,蕾期和花铃期差异较大,蕾期各种降解膜处理的棉花株高较CK低2.30%～15.63%、叶面积指数低11.59%～31.31%,单株干物质积累量低1.84%～11.48%;花铃期降解膜M2处理棉花生长最好,茎粗比其他降解膜及CK大0.83%～15.19%,叶面积指数大1.09%～16.09%,单株干物质积累量大0.20%～13.99%;降解膜M2的籽棉产量比降解膜M1、M3及M4分别高7.33%、13.53%及9.50%,比CK低2.05%;降解膜M1、M2、M3及M4的棉田水分利用效率分别比CK低11.08%、7.28%、16.82%及14.56%,M2的产量及水分利用效率仅次于CK,差异不显著。因此降解膜M2替代普通塑料地膜用于极端干旱区棉花种植实践是可行的。     

极端干旱区滴灌葡萄耗水特征及水肥制度寻优

【目的】探寻极端干旱区无核白葡萄的适宜水肥制度。【方法】在萌芽期充分供水条件下,以全生育期充分灌溉为对照(CK),设置新梢生长期(W1)、开花期(W2)、果实膨大期(W3)、着色成熟期(W4)4个亏水处理(θ_f=65%~90%),同时设置3个施肥配比,分别为:N施量、P₂O₅施量、K₂O施量为275.0、275.0、275.0kg/hm²(F1),235.7、235.7、353.6 kg/hm²(F2),330.0、165.0、330.0 kg/hm²(F3),共15个处理,研究了不同水肥配比对滴灌葡萄产量、品质和耗水特征的影响。【结果】灌水是影响土壤含水率的主要因素,果实膨大期调亏灌溉土壤含水率波动最明显;在果实膨大期进行调亏灌溉,会造成大幅减产和品质降低,而在着色成熟期进行调亏灌溉对产量影响不显著,且可以显著提高还原性糖量和可溶性固形物量,F2施肥处理产量、还原性糖量和可溶性固形物量均达到最大值。CKF2处理产量最大,为28003kg/hm²,W4F2处理产量与最大处理无显著差异,但还原性糖量和可溶性固形物量取得最大值,分别为23.00%和23.50%,W3F3处理产量和还原性糖量最低,较CKF2处理和W4F2处理降低34.29%和28.70%。果实膨大期是无核白葡萄的需水关键期,调亏灌溉会大幅降低生育期耗水强度和耗水量,耗水强度和耗水量随氮肥施用增加而逐渐增大。【结论】W4F2处理,即在着色成熟期进行调亏灌溉,且N施量、P2O5施量、K2O施量分别为235.7、235.7kg/hm²和353.6kg/hm²(F2),可作为极端干旱区无核白葡萄的适宜水肥制度。     

磁氮耦合对膜下滴灌加工番茄产量及水肥利用效率的影响

为探究适合膜下滴灌加工番茄的磁化水施肥制度,本研究以产量和水肥利用效率为目标,设置4个磁化水强度0 Gs(M0)、2000 Gs(M1)、3000 Gs(M2)、4000 Gs(M3)和3个施氮量水平200 kg N·hm^-2(N1)、250 kg N·hm^-2(N2)和300 kg N·hm^-2(N3),采用裂区试验设计,进行田间试验。通过监测加工番茄生育期内的土壤含水率、株高、茎粗及地上部生物量,并结合最终产量指标,探究各磁氮组合对加工番茄水肥利用效率的影响。结果表明：磁化水滴灌显著提高了加工番茄的土壤含水率,增加了土壤储水量,磁氮耦合显著提升了20～40 cm土层土壤含水率。磁化水强度在2270～3678 Gs,施氮量220～230 kg·hm^-2时,可促进加工番茄生长,磁化强度大于4000 Gs且施氮量超过250 kg·hm^-2时,不能进一步提高加工番茄的生长。随磁化强度的增加,加工番茄产量及水肥利用效率呈先增后减的变化,施氮量的增加,会提高产量和水分利用效率,但会降低...