滴头流量对夏玉米根系的影响

滴头流量是滴灌系统设计的重要参数,滴头流量大小将产生不同湿润区范围,确定滴头流量则可以确定湿润区范围,因此只要确定湿润区范围与根系分布的关系,就可以确定滴头流量。以盆栽试验为基础,设置4个滴头流量处理(l、1.5、2、2.5 L/h)观测了玉米4个生育阶段(苗期、拔节期、抽穗期、成熟期)的根系干物质累积量和根系分布。试验结果表明,滴头流量为2 L/h时,干物质累积量较大,滴头流量越小,玉米的最长根越长,根系呈窄深式分布;滴头流量越大,玉米的最长根越短,根系呈宽浅式分布。试验结果为玉米的滴灌设计选定滴头流量提供参考。     

不同施肥量对陕北日光温室番茄生长、产量和土壤硝态氮的影响

【目的】探索适合陕北日光温室番茄的种植技术,并为高效的种植模式提供理论依据和技术支持。【方法】以巨丰美粉863番茄为供试材料,在日光温室中种植秋冬茬番茄,在充分灌溉条件下设置7个施肥水平,具体为对照(CK,不施肥),N1处理N、P、K施量分别为120、48、168 kg/hm2,N2处理的N、P、K施量分别为240、96、336 kg/hm2,N3处理的N、P、K施量分别为360、144、504 kg/hm2,N4处理的N、P、K施量分别为480、192、672 kg/hm2,N5处理的N、P、K施量分别为600、240、840 kg/hm2,N6处理的N、P、K施量分别为720、288、1 008 kg/hm2,研究了不同施肥处理对番茄株高、茎粗、产量和土壤硝态氮质量浓度的影响。【结果】低肥(N1和N2)和高肥(N5和N6)处理的番茄株高和株高生长速率明显低于中肥(N3和N4)处理,N3处理番茄的株高生长优势较为明显;N1、N2、N3、N4、N5和N6处理的番茄茎粗比CK分别提高15%、32%、6%、4%、9%、3%,其中以N2处理番茄茎的生长优势最为明显,茎粗株高比(D/H)与茎粗有类似的变化趋势。番茄产量随施肥量增加呈先上升后下降趋势,其中N3处理番茄产量和地上部分干物质量与其他处理存在显著差异。低肥和高肥处理的土壤硝态氮都有向根层50~70 cm进行聚积的趋势;中肥处理的土壤硝态氮向根层30~40 cm进行累积。【结论】中肥处理番茄株高、茎粗生长最快,增产效果最为明显,变异系数最小,且土壤硝态氮累积层适中,利于番茄吸收利用。因此,该地区在充分灌溉条件下,适宜的N、P、K施量为360~480、144~192、504~672 kg/hm2。     

覆膜和施氮肥对玉米产量和根层土壤硝态氮分布和去向的影响

【目的】采用大田覆膜栽培技术,研究西北黄土塬区覆膜和施肥量对玉米产量、根层土壤硝态氮分布和去向的影响,为西北黄土塬区合理施氮和农业可持续发展提供理论依据。【方法】试验共设置6个处理,分别为:(1)对照组(CK):不施肥、不覆膜;(2)覆膜和不施肥处理(MN0);(3)施基肥(氮肥80 kg·hm~(-2),磷肥80 kg·hm~(-2))和不覆膜处理(BN1);(4)施基肥(氮肥80 kg·hm~(-2),磷肥80 kg·hm~(-2))和覆膜处理(MN1);(5)施基肥(氮肥80kg·hm~(-2),磷肥80 kg·hm~(-2))、追施氮肥(氮肥80 kg·hm~(-2))和不覆膜处理(BN2);(6)施基肥(氮肥80 kg·hm~(-2),磷肥80 kg·hm~(-2))、追施氮肥(氮肥80 kg·hm~(-2))和覆膜处理(MN2),测定玉米产量、土壤水分、土壤硝态氮分布和玉米地上部氮素吸收量的差异。【结果】玉米地上部干物质积累量随着生育期的推进呈持续增加的趋势,干物质积累速率也随之增加,两年的干物质积累量主要表现为MN2BN2MN1BN1CKMN0;玉米产量随着地上部干物质积累量的增加而增加,覆膜和施肥显著提高玉米产量,2012年,BN1和MN1处理的产量比CK处理分别提高了31.41%和38.33%,BN2和MN2处理的产量比CK处理分别提高了49.89%和79.06%;覆膜提高了玉米根层土壤水分含量,在整个生育期的影响程度为先增加、后降低;随生育期推进,不施肥处理根层土壤硝态氮含量持续下降,土壤上层(0—50 cm)硝态氮含量略大于下层(50—100 cm),土壤上、下层间的硝态氮含量差异逐渐减弱;在施基肥和追肥处理下,覆膜有提高土壤硝态氮含量的作用;玉米地上部对根层氮素的吸收率与施肥量正相关,覆膜和施肥对玉米氮素吸收量影响显著,在不施肥条件下,覆膜对氮素吸收量影响不显著;覆膜处理的氮素去向表现为:植株地上部氮素吸收量氮素残留量氮素表观损失量;两年的氮肥回收率表现为MN2BN2MN1BN1,覆膜可以显著提高氮肥回收率。【结论】综合考虑玉米产量、氮素表观损失和氮肥利用率,施基肥(氮肥80 kg·hm~(-2),磷肥80kg·hm~(-2))、追施氮肥(氮肥80 kg·hm~(-2))和覆膜处理(MN2)显著提高玉米产量、表层土壤含水量,以及减缓硝态氮向深层迁移速度、降低氮素表观损失量和提高氮肥利用率,推荐MN2处理为最佳处理。     

基于熵权法和TOPSIS对马铃薯施肥和滴灌量组合的优化

  【目的】  研究滴灌施肥条件下不同马铃薯品种的滴灌量和施肥量优化组合,以建立马铃薯生长、产量、品质、水肥利用效率和经济效益最优的水肥管理组合技术。  【方法】  采用正交试验设计方法布置马铃薯小区试验。试验设3个滴灌水平:W1 (100%ET_c)、W2 (80%ET_c)、W3 (60%ET_c),其中ET_c为作物蒸散量;3个施肥(N–P₂O₅–K₂O)水平:F1 (240–120–300 kg/hm2)、F2 (180–90–225 kg/hm2)、F3 (120–60–150 kg/hm2 );3个马铃薯品种:V1 (费乌瑞它)、V2 (陇薯7号)、V3 (青薯9号),设1个不施肥对照处理(W3F0V1),共10个处理。在主要生育期测定了马铃薯光合指标和耗水量,在成熟期测定马铃薯产量、产量组成和品质,分析水分利用效率(WUE)、肥料偏生产力(PFP)和经济效益。  【结果】  滴灌量、施肥量和品种对马铃薯产量组成、WUE、PFP和净收益有极显著影响(P<0.01)。F2水平下马铃薯产量、干物质累积量、淀粉含量、维生素C含量、粗蛋白含量和净收益比F1水平的下分别提高了19.28%、1.13%、1.62%、3.79%、8.79%和34.64%,比F3水平下提高了21.48%、3.07%、6.27%、6.08%、11.18%和27.94%。随着滴灌量的增加,产量、产量组成、淀粉含量、维生素C含量、粗蛋白含量、PFP和经济效益呈单峰曲线变化趋势,还原糖含量随着灌水量的增加呈先减少后增加趋势。青薯9号的叶片叶绿素含量、淀粉含量、粗蛋白含量、维生素C含量、WUE、PFP均高于其余两个品种。通过熵权法和TOPSIS分析得出排名前三的优化处理依次为:F2W2V3、F1W1V1和F3W2V1。F2W2V3处理的产量、单株块茎重、商品薯重、最大单个块茎重、粗蛋白含量、WUE和净收益最大,分别为49.22 t/hm2、1096.7 g、794.3 g/plant、433.9 g、0.214 mg/g、20.21 kg/m3和44832元/hm2。F1W1V1 和F3W2V1 依次排在第二和第三,其产量分别为41.79和37.67 t/hm2,单株块茎重分别为906.5和836.7 g, 商品薯重分别为711.4和607.3 g/plant,最大单个块茎重分别为395.6和357.1 g, 净收益分别为34584和32023元/hm2。  【结论】  在陕北旱区春季马铃薯生产中,3个马铃薯品种的最优灌溉和施肥组合均为80%ET_C和N–P₂O₅–K₂O 180–90–225 kg/hm2,该组合可同时兼顾高产、优质、高水肥利用效率和高经济效益的多重目标,其中品种青薯9号各指标均优于其他两个品种。     

滴灌施肥水肥耦合对温室番茄产量、品质和水氮利用的影响

【目的】水肥是限制作物增产的两大因子,不合理的灌溉与施氮不仅难于增加产量,还会增加土壤剖面硝态氮累积、降低作物品质及水氮利用效率。针对西北半干旱地区温室蔬菜灌水和施肥存在的问题,通过滴灌施肥水肥耦合对温室番茄产量品质和水氮利用的影响,研究滴灌施肥条件下温室番茄高产优质高效的灌水施肥制度。【方法】通过温室番茄小区试验,设常规沟灌施肥（100%ET₀,N240-P₂O₅120-K₂O150 kg·hm^-2）以及3个滴灌水量（高水W₁：100%ET₀、中水W₂：75%ET₀、低水W₃：50%ET₀）和3个施肥水平（高肥F₁：N240-P₂O₅120-K₂O150 kg·hm^-2、中肥F₂：N180-P₂O₅90-K₂O112.5 kg·hm^-2、低肥F₃：N120-P₂O₅60-K₂O75 kg·hm^-2）,共10个处理,分析番茄生长产量、品质、土壤硝态氮分布以及水氮吸收利用对不同灌水量和施肥量的响应规律。【结果】与常规沟灌施肥相比,滴灌施肥增加番茄产量31.04 t·hm^-2、干物质量3 208 kg·hm^-2和总氮吸收量73.13 kg·hm^-2,增幅分别为46.9%、54.0%和82.4%,同时增加果实中维生素C（Vc）含量61.8%;降低土壤中硝态氮含量;水分利用效率（WUE）和氮肥利用率（NUE）分别增加46.4%和76.5%。滴灌施肥条件下,W₁F₂处理总干物质量最大（9 248 kg·hm^-2）,产量和植株氮素吸收量均与灌水量和施肥量正相关,增加施肥量带来的增产效应大于灌水,且W₁F₂处理产量和氮素吸收量增加幅度最大。增加灌水量,降低施肥量,WUE逐渐下降,NUE逐渐上升,W₃F₁处理WUE最大（47.7 kg·m^-3）,W₁F₃处理NUE最大（65.6%）,且W₃F₂处理的WUE和W₁F₂处理的NUE增加幅度明显大于其他处理。土壤中硝态氮含量受灌水、施肥以及水肥交互效应影响显著,随灌水量的增加呈先增大后降低的趋势,随施肥量的增加逐渐增大,在滴头正下方没有明显累积,在湿润土体的横向边缘产生累积,W₁F₂处理土壤中硝态氮含量较小,分布更均匀。增大灌水量显著降低番茄Vc、番茄红素和可溶性糖含量以及营养累积量;增大施肥量,品质含量以及营养累积量呈先增大后降低的趋势;W₃F₂处理获得最大的Vc和番茄红素含量及营养累积量,最大的可溶性糖含量及较大的营养累积量。【结论】温室番茄滴灌施肥技术能够达到高产优质和高效的目的,当追求产量和氮肥利用率时,高水中肥（W₁F₂：100%ET₀,N180-P₂O₅90-K₂O112.5 kg·hm^-2）处理能获得较高的产量和NUE以及较低的土壤硝态氮含量;当追求品质和水分利用效率时,低水中肥（W₃F₂：50%ET₀,N180-P₂O₅90-K₂O112.5 kg·hm^-2）处理获得最大的维生素C、可溶性糖和番茄红素含量以及较高的水分利用效率。     

西北地区马铃薯品质与土壤养分间的耦合关系北大核心

为探明马铃薯品质与根区土壤养分间的复杂关系,从而为西北干旱地区马铃薯生产精准灌水施肥提供科学依据。以该地区常种植的57个不同品种马铃薯为研究对象,分别测取各块茎品质和根区土壤养分。采用变量重要性投影法(VIP)筛选出影响马铃薯品质的重要土壤养分因子,同时利用偏最小二乘回归(PLSR)建立马铃薯品质与土壤养分因子的回归方程模型。结果表明,影响西北地区马铃薯品质的主要养分因子为土壤电导率、速效钾、硝态氮和含水量。土壤硝态氮是影响马铃薯产量和维生素C的首要土壤养分因子。土壤电导率是影响马铃薯淀粉、粗蛋白和多酚氧化酶活性的首要土壤养分因子。土壤速效钾与马铃薯的还原糖呈极显著负相关关系,与可溶性总糖呈显著负相关关系。因此,通过调控土壤电导率,适量增施钾肥和氮肥是提高西北地区马铃薯品质的有效途径。     

根区深层水氮耦合对玉米生长和生理的影响

旨在探究水氮耦合和灌水施肥深度对玉米生长的作用机理，为合理的水肥管理提供理论依据。以陕北地区普遍种植的玉米品种‘天赐19’为供试材料，设置灌水量（W3：2 650 m·hm^-2；W2：2 180 m·hm^-2；W1：1 715 m·hm^-2）、施氮量（N3：960 kg·hm^-2；N2：600 kg·hm^-2；N1： 240 kg·hm^-2；N0：不施氮）和灌水施肥深度（H3：0 cm；H2：5 cm；H1：10 cm；H0：15 cm）3因素，根据复因素不完全实施方案设计10个处理。结果表明，水氮耦合及灌水深度对玉米的生长和生理指标有显著影响，在N1H1水平下，随着灌水量的增加，盆栽玉米的株高、茎粗、叶面积、干物质量和净光合速率呈现增加的趋势。在W1水平下，随着施氮量的增加，盆栽玉米的株高、叶片数、叶面积、干物质量呈现降低的趋势；茎粗和叶绿素含量呈现先增高后降低的趋势；隶属函数法得出W3N1H1处理隶属值最高。因此，推荐灌水量为2 650 m·hm^-2、施氮量为240 kg·hm^-2、灌水施肥深度10 cm为该地区玉米种植的最佳灌水施肥模式。     

水肥互作效应对陕北温室马铃薯生长及品质的影响

为在陕北地区栽培马铃薯(Solanum tuberosum)过程中选择合理的灌水施肥量,本研究采用随机区块组合的温室试验,滴灌施肥由3个灌水水平(100%ET0, 80%ET0和60%ET0)和3个施肥水平(100%F(N-P2O5-K2O=240-120-300 kg/hm2), 75%F和50%F)完全随机组成为9个处理(T1, 100%ET0×100%F;T2,80%ET0×75%F;T3, 60%ET0×50%F;T4, 100%ET0×75%F;T5, 80%ET0×50%F;T6, 60%ET0×100%F;T7, 100%ET0×50%F;T8, 80%ET0×100%F;T9, 60%ET0×70%F),以常规施肥(施肥量为50%F)和沟灌(灌水量为60%ET0)为对照处理(CK),研究水肥互作对马铃薯不同生育时期的株高、茎粗、叶面积、叶绿素含量、产量和品质的影响。结果显示,T9处理(60%ET0×70%F)条件下的马铃薯株高、茎粗生长优势较为明显,不会产生"徒长"现象,叶绿素含量较高,有利于马铃薯植株的生长,增产量明显且变异系数小,各品质指标含量较高且变异系数较小。因此,该处理可作为陕北地区温室马铃薯种植灌水施肥优选方案。本研究结果可为该地区优质马铃薯生产提供有力的技术支持。     

覆膜和施肥对玉米产量和土壤温度、硝态氮分布的影响

【目的】采用垄沟覆膜栽培技术,研究了西北黄土塬区不同施肥及覆膜处理对玉米(Zea mays L.)产量、土壤温度和土壤硝态氮分布的影响,为粮食安全和农业可持续发展提供依据。【方法】研究采用覆膜和施肥田间试验,小区试验设置了6个处理,1)对照不覆膜,不施肥;2)覆膜不施肥;3)不覆膜基施N 80 kg/hm2、P2O580kg/hm2,无追肥;4)覆膜基施纯N 80 kg/hm2、P2O580 kg/hm2,无追肥;5)不覆膜基施N 80 kg/hm2、P2O580kg/hm2,追施N 80 kg/hm2;6)覆膜基施N 80 kg/hm2、P2O580 kg/hm2,追施N 80 kg/hm2。【结果】1)覆膜对前期土壤温度的影响大于后期,在7月前,覆膜处理0—20 cm土壤温度平均增加2.3℃,对玉米的发芽和早期生长有良好的促进作用,7月后,覆膜处理对土壤温度增加的平均值为1.2℃。在6月中旬以前,施肥处理的土壤温度略高于不施肥处理;6月中旬以后差异减小,施肥处理对土壤温度的影响不明显。2)播种后一个月,施肥处理土壤硝态氮主要聚集在0—30 cm土层,以主根为中心,纵向近似对称分布,在根系下方40 cm处,形成一个孤岛,施肥处理是不施肥处理的1.65倍;播种后两个月,表层土壤硝态氮含量下降至30.77~48.67 mg/kg。覆膜处理在施肥初期有减缓硝态氮向下层迁移速度的作用,影响范围为0—80 cm深。3)水分利用效率(WUE)与施肥量呈正相关,最高为2.09 kg/m3。在相同施肥处理下,覆膜明显提高WUE,施基肥处理,覆膜比不覆膜的WUE提高12.8%~19.5%;施基肥和追肥处理,覆膜比不覆膜的WUE提高20.3%~27.4%。4)百粒重、穗粒重与产量呈正相关关系,产量提高是百粒重和穗粒重增加的直接结果,施肥和覆膜对百粒重和穗粒重的提高效果明显。覆膜在施肥处理下的增产效果显著,连续三年,施基肥处理下,覆膜处理增产10.61%、9.48%和15.36%;施基肥和追肥处理下,覆膜增产16.61%、20.94%和12.24%。【结论】施肥和覆膜处理比不施肥不覆膜处理产量增加23.42%~83.23%。综合考虑覆膜和施肥对土壤温度、土壤硝态氮含量和水分利用效率的影响,本试验推荐采用垄沟覆膜栽培技术,氮肥基肥和追肥各施N 80 kg/hm2。     

膜下滴灌施肥番茄水肥供应量的优化研究

为揭示膜下滴灌施肥番茄对不同灌水量和施肥量的响应,基于2012—2013年田间随机分块试验,采用Tukey HSD方差分析方法研究了不同水肥供应对番茄生长、产量和水分利用效率的影响,进一步采用多元回归分析确定温室番茄田间管理推荐的灌水量和施肥量。结果表明,在2012年,移植后23 d,灌水量和施肥量对番茄株高影响极显著,水肥交互作用对番茄株高影响显著;在整个生育期,番茄茎粗与施肥量差异显著;不同灌水处理之间平均叶片扩展速率无显著性差异,叶片扩展速率对施肥处理的敏感性大于灌水处理;干物质积累量与施肥量和灌水量均正相关,施肥量对番茄干物质积累量影响显著,施肥对番茄干物质积累量的影响大于灌水;灌水和施肥对番茄产量影响显著,水肥交互作用对番茄产量影响极显著,在2012年,W1(100%ET0)处理的番茄平均产量最大,比W2(75%ET0)、W3(50%ET0)处理分别高5.99%和13.54%,番茄果数与产量呈正相关关系,单果质量与番茄产量无相关关系;灌水量对番茄水分利用效率的影响极显著,作物耗水量与灌水量正相关,与施肥量无显著性关系,施肥对作物耗水有促进作用。根据2年田间试验结果,综合考虑番茄产量和水分利用效率,推荐番茄灌水量为151.12~207.76 mm,施肥量为453.58~461.08 kg/hm2,其中,氮肥用量为213.45~216.98 kg/hm2,磷肥用量为106.72~108.49 kg/hm2,钾肥用量为133.41~135.61 kg/hm2。