水氮运筹对小麦、玉米周年产量及水分利用的影响

在田间试验条件下,采用喷灌带进行灌水,研究不同氮肥基追比(A1:70%基施、30%追施;A2:60%基施、40%追施;小麦季施纯氮240 kg/hm~2,玉米季施纯氮270 kg/hm~2)和不同灌水量(B1:0次;B2:2次;B3:3次;小麦季和玉米季每次的灌水量均为450 m~3/hm~2)对小麦、玉米生长过程中土壤储水量、光合生理特性、产量和水分利用等的影响,以期明确小麦、玉米合理的氮肥追施比例和灌水量。结果表明,随灌水量增加,小麦抽穗期、灌浆期及玉米灌浆期、收获期土壤储水量总体呈增加趋势,小麦收获期土壤储水量呈降低趋势。小麦前期氮肥供应较多更有利于光合速率的提高,而适度干旱更有利于叶片水分利用效率的提高。随着灌水量的增加,小麦产量和水分利用效率均先增加后降低,而生物量和千粒质量均增加。不同处理中,小麦产量、水分利用效率和灌水利用率均以A1B2处理最高,分别为8 207.8 kg/hm~2、26.7 kg/(mm·hm~2)和1.42 kg/m~3。对玉米而言,A2B2处理产量最高,A1B3处理水分利用效率和灌水利用率最高。小麦、玉米的周年耗水量表现为A1A2;A2B2处理小麦、玉米周年产量最高,A1B3处理周年水分利用效率和灌水利用率最高。     

不同灌溉方式下养分配置对小麦、玉米产量和水分利用的影响

为了寻求小麦、玉米生产的最佳水肥配置模式,在不同灌溉方式(喷灌、移动喷灌、小白龙)下设置8个不同养分配置[底施N_(34)P_6K_8750 kg/hm~2(T1)、底施N_(34)P_6K_8 750 kg/hm~2+追施纯N 75 kg/hm~2(T2)、底施N_(28)P_(15)K_5750 kg/hm~2(T3)、底施N_(28)P_(15)K_5 750 kg/hm~2+追施纯N 75 kg/hm~2(T4)、底施控释肥600 kg/hm~2(T5)、底施控释肥600 kg/hm~2+追施纯N 75 kg/hm~2(T6)、底施N_(28)P_(15)K_5 375 kg/hm~2+底施控释肥300 kg/hm~2(T7)、底施N_(28)P_(15)K_5 375 kg/hm~2+底施控释肥300 kg/hm~2+追施纯N 75 kg/hm~2(T8)],研究不同灌溉方式下养分配置对小麦、玉米产量及水分利用的影响。结果表明,与小白龙灌溉处理相比,移动喷灌和喷灌处理均可提高小麦株高、穗长、小穗数、穗粒数、千粒质量;喷灌处理小麦、玉米、小麦—玉米周年产量分别增加1.64%～14.04%、1.40%～6.89%、3.94%～10.07%,移动喷灌处理分别增加1.37%～12.88%、6.81%～16.47%、6.71%～11.21%;喷灌处理小麦、玉米、小麦—玉米周年灌水利用率分别提高0.26～2.03、0.19～0.90、0.57～1.27 kg/m~3,移动喷灌处理分别提高0.21～1.96、0.82～2.08、0.91～1.63 kg/m~3。喷灌和移动喷灌条件下,T8处理小麦产量高于其他处理;3种灌溉方式下,玉米及小麦—玉米周年产量均是T8处理高于其他处理。综合考虑,以移动喷灌结合底施N_(28)P_(15)K_5 375 kg/hm~2+底施控释肥300 kg/hm~2+追施纯N 75 kg/hm~2处理节水增产效果最佳。     

长期免耕对不同土层土壤结构与有机碳分布的影响

为探明长期翻耕与免耕条件下不同土层深度土壤结构稳定性及其有机碳分布特征,在长期定位试验中分层(0~10 cm、10~20 cm、…、90~100 cm)采集免耕和常规耕作处理下混合土样和原状土样进行土壤结构与有机碳的测定,结果表明:(1)随着土层的加深,0.5~2.0 mm和大于2.0 mm粒级团聚体含量表现为逐渐降低的趋势,而其他粒级团聚体含量呈增加趋势。免耕更利于提高大粒级团聚体(0.5 mm)的含量,且土壤结构的稳定性显著提高,其作用深度在50 cm以上。(2)随着土层的加深,土壤总有机碳和活性有机碳均表现为先增加后降低再趋于稳定的趋势。免耕处理在0~80 cm土层的土壤总有机碳和活性有机碳均高于常规耕作处理。(3)随着土层的加深,不同粒级团聚体总有机碳含量呈降低趋势,大粒级团聚体中含有较高的有机碳。免耕更利于0~40 cm土层不同粒级团聚体总有机碳含量的提高。随着土壤团聚体粒级的降低,土壤活性有机碳含量呈降低趋势。与常规耕作相比,除0.053~0.250 mm粒级团聚体外,免耕提高了0~20 cm土层各粒级团聚体中活性有机碳含量。(4)随着土层的加深,各粒级团聚体中有机碳对土壤总有机碳的贡献率表现为先降低后增加再降低的趋势。不同粒级团聚体中,大于2.0 mm和小于0.053 mm粒级团聚体有机碳贡献率在0~100 cm土层均低于其他粒级团聚体。在0~20 cm、30~40 cm和90~100 cm土层,免耕处理各粒级团聚体有机碳累积贡献率均高于常规耕作。     

小麦-玉米周年水肥一体化增产效应

为探明小麦-玉米周年水肥利用效应,在农业部作物高效用水原阳科学实验站进行小麦-玉米周年水肥一体化研究。试验肥料设置底施、1次追施和2次追施,水分设置1水、2水和3水,每次灌水450 m3/hm2。结果表明:补充灌溉与追肥相结合对小麦、玉米的生长发育具有积极效果,其中小麦穗长增加0.2~0.8 cm,穗粒数增加2~10粒,千粒质量增加2~9 g,成穗数增加9万~57万穗/hm2;玉米穗长增加0.48~1.82 cm,行粒数增加2.0~8.4粒,5穗穗粒质量增加15~374 g,百粒质量增加2.0~13.0 g。同时,补充灌溉和追肥处理较对照小麦增产9.85%~37.93%,与一次性底施肥处理相比,相应补充灌溉+追肥处理增产9.92%~25.66%,以3水2肥效果最好;与1次追肥处理相比,相应2次追肥增产3.95%~6.11%,以2水2肥效果最好。与对照、相应1次性底施肥和1次追肥处理相比,玉米产量分别增加11.05%~46.62%、18.71%~32.03%和2.8%~5.42%;小麦玉米综合产量分别增加10.46%~42.36%、14.37%~28.87%和3.34%~5.75%,与小麦增产趋势一致。小麦玉米综合灌水利用效率较对照增加0.95~5.41 kg/m3,较一次性底施肥0.56~3.81 kg/m3,较1次追肥提高0.35~0.67 kg/m3,均以1水2肥处理最好。因此,节水增产的最佳配置为2水2肥和1水2肥。     

不同保墒与土壤结构改良措施对土壤结构及小麦、玉米水分利用的影响

为探明不同保墒与土壤结构改良措施对小麦、玉米水分利用等的作用机理,采用大田试验,研究了秸秆覆盖、地膜覆盖、保水剂及有机肥对小麦—玉米生长、光合生理特征、产量、水分利用效率及土壤结构等。结果表明:地面覆盖和土壤结构改良措施均改善了土壤团粒结构,且促进了土壤有机碳含量的提高。同时,不同措施改善了小麦、玉米不同生育期的光合生理特征,提高了小麦、玉米不同生育期的株高、叶面积及生物量,且成产要素也显著提高,地膜覆盖较其他措施更利于小麦产量的提高,其较普通耕作增产14.7%。对玉米而言,以秸秆覆盖和地膜覆盖处理增产效果较佳,分别较普通耕作增产10.4%和10.3%。对小麦—玉米周年而言,地膜覆盖的总产量和总水分生产效率均最高,分别较普通耕作提高了12.5%和17.1%。相关分析表明,小麦、玉米周年总产量和总水分生产效率与小麦不同生育期的土壤水分、灌浆期叶面积、小麦单产、玉米大喇叭口期的叶面积以及土壤有机碳含量密切相关。     

生物炭基土壤调理剂对酸性菜田土壤的改良效果

为研究不同配比生物炭基土壤调理剂对酸性菜田土的改良效果,以生石灰、粉煤灰、钢渣和生物炭为原料,通过盆栽试验研究4种原料不同配比生物炭基土壤调理剂对酸性菜田土壤的改良效果及对油麦菜养分吸收、产量的影响。试验采用4因素3水平正交试验。生石灰、粉煤灰、钢渣用量水平为0、2.5、5.0g·kg^-1,生物炭用量水平为0、25.0、50.0g·kg^-1,共9个处理,每个处理设4次重复。结果表明：施用不同配比生物炭基土壤调理剂后,土壤pH显著提高0.82~1.75个单位,土壤交换性钙、阳离子交换量（CEC）分别显著增加38.52%~122.63%、41.10%~78.65%（P<0.05）;土壤微生物丰富度提高,其中溶杆菌属（Lysobacter）、马赛菌属（Massilia）等微生物增加最为明显;油麦菜对N、P、K的吸收量增加7.94%~64.79%,产量增幅达8.03%~16.68%;土壤碱解氮含量显著降低,土壤脲酶和过氧化氢酶活性变化不显著;施用适宜配比的生物炭基土壤调理剂后,土壤有机质、全氮、有效磷、速效钾、交换性镁含量以及土壤磷酸酶和蔗糖酶活性均有不同程度的提高。研究表明,生物炭基土壤调理剂对酸性菜田土壤具有良好的改良效果,当生石灰、粉煤灰、钢渣和生物炭的施用量分别为5.0、2.5、5.0g·kg^-1和50.0g·kg^-1时效果最佳。     

氮、磷、钾配施对不同土壤类型小麦-玉米产量及灌水利用率的影响

采用田间试验,研究了等量灌溉条件下,不同氮(N1、N2、N3、N4小麦生长季节分别为120、180、240、360 kg/hm~2,玉米生长季节分别为180、270、360、450 kg/hm~2)、磷(P1、P2分别为90、135 kg/hm~2)、钾(K1、K2分别为75、150 kg/hm~2)配施对通许、西平和安阳3个不同土壤类型地区小麦、玉米产量及灌水利用率的影响,以期为指导当地农民合理施肥提供科学依据。结果表明,与不施肥(CK)处理相比,不同氮、磷、钾配施均能够显著提高小麦、玉米及小麦-玉米周年产量和灌水利用率。在小麦季,通许、西平和安阳3个地区分别以N3P2K2、N3P2K1和N2P2K1处理产量和灌水利用率最高,产量分别为8 606 kg/hm~2、9 977 kg/hm~2和10 305 kg/hm~2,分别较CK增产28.95%、52.48%和32.71%,灌水利用率分别为9.56 kg/m~3、11.09 kg/m~3和11.45 kg/m~3。在玉米季,通许、西平和安阳3个地区则分别以N4P2K2、N4P2K1和N2P2K2处理产量和灌水利用率最高,产量分别为10 998 kg/hm~2、8 828 kg/hm~2和11 715 kg/hm~2,分别较CK增产32.44%、55.29%和28.21%,灌水利用率分别为12.22 kg/m~3、9.81 kg/m~3和13.02 kg/m~3。通许、西平和安阳3个地区分别以N3P2K2、N4P2K1和N1P2K2处理小麦-玉米周年产量和灌水利用率最高,周年产量分别为19 515 kg/hm~2、18 576 kg/hm~2和21 080 kg/hm~2,分别较CK增产30.29%、51.92%和24.70%,灌水利用率分别为10.84 kg/m~3、10.32 kg/m~3和11.71 kg/m~3。     

新型落叶造纸机

传统造纸工业在生产过程中会产生大量的废水、废气、废渣、有毒物及噪声等,这些都会严重污染环境。其中以水污染最为严重,不仅用水、排水量大,废水中有机物含量高,生化需氧量高,悬浮物多,并含有毒物,危害水生生物的正常生长,影响工农畜牧业和居民用水与环境景观。长年积累,悬浮物会淤塞河床港口,并产生硫化氢等有毒臭气,危害深远。     

富里酸对红壤酸度的改良及酸化阻控效果

用采自安徽由第四纪红色黏土发育的红壤(红黏土)和采自江西由第三纪红砂岩发育的红壤(红砂土)进行室内培养试验,研究了添加富里酸对红壤酸度的改良效果和红壤酸化的阻控效果。结果表明,添加富里酸显著提高了两种土壤的pH,并且随着富里酸添加量的增加对土壤pH的提升效果逐渐增加,添加50g/kg富里酸处理红黏土和红砂土的土壤pH分别由对照的4.31和4.69提高至5.91和5.97。添加富里酸也提高了两种土壤的pH缓冲容量(pHBC),因而提高了土壤的抗酸化能力。与土壤pH的变化趋势相似,富里酸对土壤pHBC的提升效果也随其加入量的增加而增加。添加50 g/kg富里酸时,红黏土和红砂土的pHBC分别由对照的20.73和7.78 mmol/(kg×pH)提高至35.31和23.30 mmol/(kg×pH),分别比对照提高了0.70倍和1.99倍。添加富里酸不仅可以有效改良红壤酸度,还可以提高红壤的抗酸化能力。富里酸对红砂土酸化的阻控效果明显优于对红黏土。     

不同生育时期追施氮肥与补灌结合对小麦生长发育及产量的影响

以矮抗58和周麦18为材料,研究了不同生育时期追施氮肥与补灌结合对小麦生长发育和产量的影响。氮肥追施设置不追肥、1次追肥(返青—拔节、扬花—灌浆)和2次追肥(返青+灌浆、拔节+灌浆、返青—拔节+扬花)6种方式,水分设置重度胁迫(田间持水量的50%~55%)、轻度胁迫(田间持水量的65%~75%)和充分灌溉(田间持水量的75%~85%)。结果表明,氮肥追施和补灌对小麦株高、穗长、小穗数、穗粒数有显著的正效应,轻度胁迫和充分灌溉(矮抗58)、重度胁迫(周麦18)使不孕穗数明显减少,千粒质量明显增加。周麦18和矮抗58产量均表现为轻度胁迫充分灌溉重度胁迫。其中重度胁迫时,与不追肥相比,周麦18增产0.78%~9.39%,矮抗58增产7.06%~11.15%;充分灌水时,周麦18较不追肥增产1.76%~6.25%,矮抗58增产1.01%~13.44%;轻度胁迫时,周麦18较不追肥增产0.53%~4.14%,矮抗58增产6.01%~12.94%。周麦18充分灌溉和轻度胁迫较重度胁迫分别增产6.83%~13.33%、12.24%~19.74%,轻度胁迫较充分灌溉增产4.13%~9.41%。矮抗58充分灌溉和轻度胁迫较重度胁迫分别增产5.54%~14.18%和11.29%~15.56%,轻度胁迫较充分灌溉增产-0.75%~6.70%。周麦18以返青—拔节+扬花2次追肥和返青—拔节1次追肥增产效果较好;矮抗58则以扬花—灌浆1次追肥和拔节+灌浆2次追肥增产效果较好。说明不同小麦品种间控水时间和施肥时间有一定的差异。