冬小麦生长及根系吸氮的动态模拟研究

建立了冬小麦生长、根系吸氮耦合模拟模型。冬小麦生长动态受到气象、土壤水分、氮肥等外界因素和作物吸氮能力等内在因素的影响 ,而作物吸氮量与干物质增长量和土壤水分、氮肥条件也有着密切的关系。模拟结果表明 :该模型能够较好的反映冬小麦生长动态、叶面积指数变化及作物吸氮过程     

冬小麦生长及根系吸氮的动态模拟研究

建立了冬小麦生长、根系吸氮耦合模拟模型。冬小麦生长动态受到气象、土壤水分、氮肥等外界因素和作物吸氮能力等内在因素的影响，而作物吸氮量与干物质增长量和土壤水分、氮肥条件也有着密切的关系。模拟结果表明：该模型能够较好的反映冬小麦生长动态、叶面积指数变化及作物吸氮过程。     

不同灌溉处理条件下苗期冬小麦土柱中的硝态氮运移模拟

应用反求方法通过迭代求解硝态氮运移方程(CDE方程)来估算其源汇项的平均分布,并进一步优化获得源汇项中难以直接测定的参数——根系吸氮因子,从而建立了室内砂培土柱实验中冬小麦的根系吸氮模型。应用该模型模拟冬小麦砂培土柱实验中不同灌溉处理条件下土壤硝态氮动态的变化过程,结果表明,冬小麦各生长阶段土壤硝态氮浓度剖面的模拟值与实测值吻合较好,冬小麦根系吸氮总量模拟值与实测值之间的相对误差均在10%以内。     

基于光合特性的作物生长模型在盐渍农田的适用性分析与评价

为探索盐分和施氮量对作物光合特性及干物质累积的定量影响,以向日葵为研究对象,开展了不同盐分和施氮量处理的大田实验,分别使用高斯积分和群体光合积分公式量化了冠层每日总光合同化量,建立向日葵光合作用干物质累积模型,并对其模型精度进行了分析和评价。结果表明:(1)土壤盐分抑制了向日葵的净光合速率(Pn)和气孔导度(Gs),但增施氮肥能够在一定程度上缓解盐分对Pn和Gs的胁迫;(2)向日葵干物质累积量随土壤盐分的增加而减少,随施氮量的增加而增加,增施氮肥使轻、中、重度盐渍土壤的向日葵干物质累积量分别增长4.7%、12.6%和20.1%;(3)土壤盐分水平是作物生长的重要胁迫因素,基于光合作用的干物质模型模拟精度均随着土壤盐分的升高而降低;(4)群体光合积分模型(GIM)对盐渍农田向日葵干物质累积量的模拟精度高于高斯积分模型(PPIM)(RRMSEGIMRRMSEPPIM)。本研究所建立的光合作用干物质累积模型在一定条件下能够准确的预测盐渍农田向日葵干物质累积量,其中所建立的PPIM模型以及针对盐渍土壤提出的改进措施能够为盐渍土地区的作物生长模拟和水肥管理提供技术支持,有助于促进粮食增产和农业的可持续发展。     

微润管布置方式对夏玉米苗期生长的影响

为了探明微润灌溉对大田夏玉米生长的影响,以夏玉米为研究对象,采用完全随机试验设计,研究不同微润管布置方式对夏玉米苗期生长的影响。研究表明,微润管布置密度对夏玉米苗期生长具有显著的影响,随微润管布置密集程度的增加,株高、茎粗与地上鲜物质质量呈增加趋势,地下鲜物质质量与干物质质量、群体生长率、根系体积均呈先增加后减小趋势。3管2行微润灌为最佳布置方式,该处理的总干物质质量和群体生长率比地下滴灌分别提高了0.44%和2.5%,比无灌溉处理分别提高了41.31%和41.37%。     

农作物对氮肥吸收速率的研究现状

农作物对氮素吸收量的确定是衡量农田氮肥利用率、拟定最优施肥措施的重要依据，也是农田氮素转化运移模拟模型中的重要参数。就国内外有关农作物对氮素吸收量的几种主要计算方法，即根据根系吸水率和土壤溶液含Ｎ浓度估算根系吸氮量的方法、根据作物根系的吸氮能力而估算根系吸氮速率法和根据作物潜在氮素需求函数确定根系吸氮量的方法进行了总结评述。     

温室番茄光合热辐射积与干物质累积模型分析

番茄生长通过光合作用实现有机物累积,而光合作用和温室温度、光照强度和土壤供水量相关。为此,设计了番茄光合作用模型系统,探究了光合作用与干物质累积之间的关系。引入辐射热积Q_z表征番茄生长周期中阳光辐射和温度的累积效应,分析结果表明:当Q_z62时,干物质累积和辐射热积呈线性关系;当Q_z62时,呈M=alnQ_z-b对数形式关系。探究干物质累积去向,分析结果表明:①地表植株和根系分配干物质累积量、根系分配系数呈指数关系,且随着辐射热积的增加而降低。②叶片、茎和果实等重要部分干物质累积分配方式如下:茎分配系数呈逐步降低趋势;叶片分配系数在苗期显著增长,但到开花期后开始下降;果实分配系数在开花期开始出现,到成熟期时趋于主导地位。     

农作物对氮肥吸收速率的研究现状

农作物对氮素吸收量的确定是衡量农田氮肥利用率，拟定最优施肥措施的重要依据，也是农田氮素转化运移模拟模型中的重要参数，就国内外有关农作物对氮素量的几种主要计算方法，即根据根系吸水率和土壤溶液含Ｎ浓度估算根系吸氮量的方法，根据作物根系的吸氮能力而估算根系吸氮速率法和根据作物潜在氮素需求函数确定根系吸氮量的方法进行了总结评述。     

不同灌溉方式下黄淮海地区夏玉米水氮耦合效应研究

2015年在焦作广利灌区灌溉试验站开展了不同灌溉方式下夏玉米水氮耦合田间试验,定量分析了不同灌溉模式下水氮耦合对夏玉米生长特性和产量的影响。结果表明,滴灌条件下的夏玉米产量要高于微喷带灌溉条件下的夏玉米产量,秃尖长短和百粒重大是滴灌条件下夏玉米产量较高的主要原因。不同灌溉方式下夏玉米生物量随着生育期的推移一直在逐渐增加,而叶面积指数则呈现先上升后下降的变化过程。在相同水氮供应条件下,滴灌处理的夏玉米生长状况要优于微喷带灌溉处理下的夏玉米生长。通过对比不同灌溉方式下的夏玉米全生育期内耗水量和水分生产效率,发现滴灌是比较适合夏玉米生产的灌溉方式。     

水肥施用量对夏玉米生长及产量的影响

为探明水肥施用量对夏玉米生长的影响,在山东省灌溉试验中心站开展田间小区试验,对比研究不同水(70.5 mm、125.5 mm,记为I1、I2)、不同供氮(145、195、245kg/hm~2,记为N1、N2、N3)与供磷(60、95、120kg/hm~2,记为P1、P2、P3)条件下的夏玉米生物学特性和产量。结果表明:水肥管理对夏玉米株高、叶面积指数(LAI)、产量的影响较大,其差异达到了显著水平(P0.05),灌水较施肥对其影响更为显著;在灌水量一定的条件下,夏玉米株高、叶面积指数与产量都随着氮磷施用量的增加先增加后减少,I2N2P2处理更有利于夏玉米的生长。相同的灌溉量与相同施氮(磷)量下,干物质最大增长速度随着增施磷(氮)肥量先增大后减小,最大增长速度出现的时间随着增施磷(氮)肥量先提前后推迟;通过线性拟合得出在一定范围内株高、叶面积指数和干物质积累量对夏玉米产量的增加具有正相关性。I2N2P2处理下的氮磷肥偏生产力较其他处理较高。综上分析得在I2N2P2处理下夏玉米各生长要素和产量得到最优值。     

水氮供应对温室黄瓜氮素吸收及土壤硝态氮分布的影响

采用温室小区试验,研究了不同水氮供应条件对温室黄瓜氮素吸收及土壤硝态氮分布的影响。结果表明,氮素在植株体各器官中的累积量随生育期的推进不断增大,在盛果期累积量达到最大,且总体增长趋势呈"S"型;在不同生育期,黄瓜各器官中氮累积量均表现为叶茎根,而在盛果期,果实中的氮累积量达到最大,且随灌水量和施肥量的增加而增加;灌水量、施氮量及水氮交互作用对黄瓜氮累积量、UPE及PFP均有显著性影响,在同一灌水条件下,NUE、UPE及PFP均随着施氮量的增加而减少,而对于同一施氮水平,UPE、PFP均随着灌水量的增加显著提高,NUE在不同灌水量条件下变化趋势则有所不同。灌水量及施氮量对土壤硝态氮分布有重要影响,且施氮量是影响土壤硝态氮累积的关键因素,随灌水量的增加表层土壤中硝态氮累积量呈逐渐降低的趋势,而随施氮量的增加则逐渐增大,且施氮量越高,淋洗现象越明显。     

稻作水炭运筹下氮肥吸收转运与分配的15N示踪分析

为揭示水炭运筹管理模式下水稻对不同阶段施用氮肥的吸收利用情况,采用田间小区试验与微区结合的方法,应用15N示踪技术分别标记施用的基肥、蘖肥和穗肥,以常规淹灌作为对比,研究两种灌溉模式不同水炭运筹下水稻对基肥、蘖肥、穗肥的吸收利用、积累和转运,以及水稻成熟期不同阶段施用的氮肥在植株各器官的分配情况。试验结果表明：合理的水炭运筹能够显著提高水稻成熟期地上部的氮素总积累量、氮肥吸收利用率和产量;不同水炭运筹下肥料对氮素总积累量的贡献率为17.81%~20.60%,两种灌溉模式之间的差异不显著(P＞0.05);水稻对基肥、蘖肥和穗肥的吸收利用率分别为15.55%~23.31%、31.68%~44.91%、48.82%~71.18%,施加适量的生物炭能够显著提高基肥、蘖肥和穗肥的吸收利用率,浅湿干灌溉模式下水稻植株除对基肥的吸收利用率较低外,对蘖肥和穗肥的吸收利用率均优于常规淹灌;水稻蘖肥和穗肥吸收利用率与肥料总氮素吸收利用率呈极显著正相关(P＜0.01),基肥、蘖肥和穗肥氮素转运对籽粒的贡献率与相应的吸收利用率呈极显著正相关(P＜0.01)。合理的水炭运筹能够提高肥料氮素转运对籽粒的贡献率和氮肥吸收利用率,降低氮肥在土壤中的残留。     

玉米优化施氮高产高效生理机制

缺氮降低玉米产量;过量施氮并不能进一步提高玉米产量,反而降低氮素利用效率,并造成严重的环境问题。合理施氮能够保证玉米不同生育期充足的氮素吸收,有利于最大产量的获得。分析近年来国内外学者对不同供氮水平影响玉米形态和生理过程的研究,从根系发育、叶片形态和光合作用以及穗发育的角度探讨缺氮减产、过量供氮不能增产的原因,以期为合理的玉米氮肥管理以及氮高效玉米品种的选育提供理论依据。      

水氮耦合对膜下滴灌玉米产量和水氮利用的影响

【目的】提高黑龙江西部地区玉米水肥利用率及产量,探索不同水肥配比下玉米氮素吸收、利用与分配规律。【方法】设置3个灌溉定额水平(200、400、600 m3/hm~2)以及5个施氮水平(0、150、200、250、300 kg/hm~2),研究分析了不同水肥处理下玉米干物质积累、氮素分配、氮素吸收效率、氮收获指数、氮肥偏生产力以及氮肥农学生产效率等指标。【结果】增加施氮量可以显著提高玉米产量、干物质和氮素积累量,水分不足会抑制产量、干物质和氮素的累积,但灌水定额过高会降低氮收获指数。W400N250处理产量、干物质量、氮素积累量、氮肥利用率、氮收获指数、氮肥农学效率、水分利用效率均为最高,分别较其他处理高了0.71%～45.28%、1.07%～48.87%、9.54%～70.61%、2.63%～37.65%、3.19%～10.38%、0.84%～32.80%、1.27%～43.24%。【结论】在膜下滴灌方式下,黑龙江西部地区玉米最佳灌水量为400 m3/hm~2,最佳施氮量为250 kg/hm~2。     

水氮耦合对甜瓜氮素吸收与土壤硝态氮累积的影响

在西北干旱半干旱地区,设置3个水分水平和3个氮素水平,共9个处理,应用完全随机区组试验设计,研究不同水氮处理组合对温室甜瓜氮素吸收分配、产量及土壤硝态氮分布和累积的影响。试验结果表明:甜瓜成熟期地上部干物质量以及氮素累积量以中水中氮(W2N2)处理为最大,甜瓜采收后各处理硝态氮含量在0~15 cm土层内最高,随土层的加深硝态氮含量逐渐减小。0~60 cm土层内硝态氮累积量随施氮量的增加而增大,随灌水量的增加而减小。甜瓜产量随灌水量和施氮量的增加而提高,但是在高水和高氮条件下略有下降。滴灌施肥的施氮量和灌水量控制在N2(130 kg/hm2)和W2(1.0ETc)时,有利于提高甜瓜产量,是试验地区膜下滴灌条件下温室甜瓜生产中适宜的水氮组合。     

河套灌区膜下滴灌促进玉米生长及氮素吸收

试验选取河套灌区地下水滴灌(D)、地下水畦灌(J)、黄河水畦灌(H)三种灌溉模式,对不同灌溉模式下的玉米生长、产量、氮素利用进行比较分析,以期为河套灌区大面积推广膜下滴灌水肥一体化技术提供依据。试验结果表明:对于不同灌水模式,整个生育期内玉米生长指标(株高、叶面积指数、干物质量)均表现为:DJH;膜下滴灌较地下水畦灌、黄河水畦灌显著提高玉米产量11.68%,15.60%,氮肥利用率提高41.03%、77.19%;对干物质积累的Richards方程解析表明,采用地下水滴灌可以较快达到干物质积累的最大速率,能显著延长玉米干物质累积时间,从而提高玉米干物质量。研究表明,滴灌"少量多次"的灌水施肥方式能够提高了氮肥利用率,增加肥料氮所能生产的作物籽粒产量,促进玉米对氮肥的吸收利用及向籽粒的分配,有效协调玉米籽粒产量和氮肥利用率的关系。     

温室黄瓜无土栽培营养液氮素管理模型的研究

通过温室无土栽培黄瓜不同定植期不同施氮水平试验,分析了不同定植期黄瓜叶片含氮量随生育期的变化规律,以及叶片含氮量与叶片净光合作用速率和产量的定量关系,确定了不同光温条件下黄瓜叶片适宜含氮量的求算方法,以及盛果期黄瓜叶片含氮量与营养液氮素浓度的关系。在此基础上,建立了温室黄瓜无土栽培营养液氮素管理模型。结果表明,叶片适宜含氮量在开花前随生育期推进而增加,到开花期达到最大,开花后叶片适宜含氮量随生育期推进而逐渐降低,到盛果期达到较为稳定的状态。因此,盛果期的叶片含氮量可以作为温室黄瓜氮素管理指标。黄瓜叶片净光合作用速率和产量随盛果期叶片含氮量升高按负指数规律增加,在相同氮浓度的营养液灌溉条件下,春夏茬黄瓜盛果期的叶片适宜含氮量低于秋冬茬,春夏茬和秋冬茬黄瓜盛果期适宜的叶片含氮量分别为3.3%和3.6%,春夏茬和秋冬茬黄瓜无土栽培营养液适宜的氮素浓度分别为124 mg/L和96 mg/L。     

秸秆还田与氮肥运筹对水稻产量及氮素利用的影响

【目的】明确秸秆还田条件下水稻生产合理的氮肥运筹模式,为实现水稻可持续生产提供技术支撑。【方法】以水稻品种吉粳88为试验材料,采用裂区试验设计,主区为秸秆还田(S)和秸秆不还田(S0);副区为氮肥运筹处理,在总施纯氮量为200 kg/hm~2下,设置基肥、分蘖肥、穗肥质量比分别为7∶2∶1(N1)、6∶3∶1(N2)、5∶3∶2(N3)、4∶3∶3(N4)4种氮肥运筹比例,以不施氮肥为对照(CK),研究了秸秆还田与氮肥运筹对群体干物质积累量、水稻产量及产量构成因素及氮素利用效率的影响。【结果】秸秆还田结合适宜的氮肥运筹能够有效增加水稻产量。在秸秆还田条件下,随着基肥占总施氮量比例的降低,水稻产量呈现逐渐降低趋势,N1处理下水稻每穗粒数显著提高,增加有效穗数和结实率,提高水稻产量,且其产量最高比秸秆不还田条件下产量最高的N3处理高7.50%。在同一氮肥运筹模式下,秸秆还田处理水稻分蘖至拔节阶段的群体干物质积累量均低于不还田处理,拔节至抽穗阶段的群体干物质积累量均高于不还田处理,而在抽穗至成熟阶段,只有高基肥处理(N1、N2)的阶段干物质积累量高于不还田处理。在秸秆还田条件下,不同氮肥运筹间表现为随基肥占总施氮质量比例的降低,拔节至抽穗、抽穗至成熟阶段的群体干物质积累量呈逐渐降低趋势,N1处理水稻群体干物质积累量最高。秸秆还田处理的平均氮素积累总量高于秸秆不还田处理。在秸秆还田条件下,不同氮肥运筹间表现为随着基肥所占总施氮量比例的降低,氮肥利用效率呈逐渐降低趋势,N1处理氮肥表观利用率、农学利用率和偏生产力最高。【结论】在秸秆还田为8.0 t/hm~2条件下,氮肥运筹以基肥、蘖肥、穗肥质量比为7∶2∶1时能够有效增加各时期的干物质积累量,提高氮肥利用率及水稻产量,为最佳氮肥运筹比例。     

水氮耦合对梨枣树光合特性的影响

通过常规灌水量(W1)和在梨枣树萌芽展叶期亏水量(W2)2个灌水水平与常规施氮量(N1)、2/3施氮量(N2)、1/2施氮量(N3)3个氮素水平的耦合试验,研究了不同水氮耦合对梨枣树光合特性的影响。结果表明,在常规水处理下,梨枣树的光合速率、蒸腾速率、气孔导度、净光合速率均随着施氮量的增加先增加后降低,而胞间CO2摩尔分数先减少后增加;在亏水处理下,除了胞间CO2摩尔分数处理N2高于处理N3外,其他光合特性指标均小于处理N3,但净光合速率基本相同。净光合速率最大值出现在常规水中氮处理(W1N2)。     

拔节期淹水条件下施氮量对玉米干物质积累和氮素吸收利用的影响

[目的]揭示拔节期淹水胁迫下施氮量对玉米干物质积累分配及氮素吸收利用的影响.[方法]以春玉米"宜单629"为供试作物,采用2因素裂区田间试验,主处理为土壤水分状况,包括全生育期适宜水分(CS处理)和拔节期淹水6d(YS处理);副处理为施氮量,包括0、90、180、270 kg/hm2和360 kg/hm2,分别记为N0...