黑龙江半干旱区玉米膜下滴灌水肥耦合效应试验研究

以玉米为研究对象,在黑龙江省大庆市杜蒙县进行了玉米膜下滴灌水肥耦合效应试验研究,目的在于寻求膜下滴灌最优水肥配施方案。本实验采用二因素二次饱和D-最优设计(206),建立了水氮回归数学模型。结果表明:该地区灌水量、施氮量对玉米产量的影响都为正效应,玉米产量的主要影响因素是氮肥用量。从产量角度评价,以高氮和中水为水肥调控的最佳组合,水肥调控的最佳组合获得最高产量为12 333.33 kg/hm2。所需施氮量为375 kg/hm2,全生育期补充灌溉量为538.7 m3/hm2。     

水肥热耦合对滴灌青贮玉米生长、光合及产量的影响

针对宁夏玉米水肥热利用率低的问题,开展了滴灌土壤水肥热耦合对青贮玉米生长、光合及产量的影响研究.采用三因素三水平正交试验,利用极差分析和方差分析,得出了水肥热耦合影响青贮玉米各项指标的主次顺序、显著性及最优组合方案.结果表明:三因素影响鲜生物产量、籽粒产量的顺序均为灌溉定额>追肥量>根区温度;灌溉定额和追肥量对鲜生物产量影响显著,灌溉定额和追肥量对籽粒产量影响极显著,根区温度对鲜生物产量和籽粒产量影响不显著.青贮玉米的株高、茎粗、叶面积指数、净光合速率、蒸腾速率、鲜生物产量及籽粒产量随着灌溉定额、追肥量和根区温度的增大而增大.在生育期内降雨量为148 mm、地下水埋深1.66 m条件下,综合考虑水肥热耦合对滴灌青贮玉米生长、光合及产量的影响,确定三因素最优水平组合为A3B3C2,即灌溉定额为2520 m3/hm2、追肥量为594 kg/hm2(纯N为273.24 kg/hm2)、覆普通地膜,鲜生物产量和籽粒产量均最高,鲜生物产量为96638 kg/hm2,比CK增产14.96％;籽粒产量为14927 kg/hm2,比CK增产13.25％.可为引黄灌区青贮玉米高效节水灌溉土壤水肥热调控制度推广提供理论依据.     

日光温室水肥调配对滴灌李子生长

以日光温室滴灌条件下李子晚熟品种为材料进行水肥调配试验,探讨了水肥施用水平对李子叶面积、新梢生长量和产量的影响。采用SPSS统计软件对实测数据进行分析,结果表明水分、肥料和水肥交互作用对李子的生长和产量都有显著影响,其中肥料因素对李子生长影响较大,水分因素对李子产量影响较大;并且筛选出了李子在本试验方案处理中高产、节水的水肥管理措施。     

地下滴灌条件下不同水肥处理对苜蓿生长和产量的影响

【目的】优化滴灌条件下苜蓿的水肥供应制度,提出节约、高效的水肥技术方案。【方法】以地下滴灌苜蓿为研究对象,进行水肥二因素完全随机试验,试验设置4个灌水水平(1 950、2 400、2 850、3 300 m3/hm~2)和3个施肥水平(225、285、345 kg/hm~2),探索了水肥交互作用对不同茬次苜蓿株高、茎叶比及干草产量的影响。【结果】对于同一茬次苜蓿,株高随灌水量和施肥量增加而增高且逐渐趋于稳定,其中灌水水平为主要影响因素。茎叶比随灌水量及施肥量增加均呈现先减小后增加趋势,其中灌水水平为主要影响因素,其次为水肥交互作用因素,最后为施肥水平因素。不同水肥处理下的干草产量总体上随灌水量及施肥量增加呈先上升后下降趋势,其中在灌水水平2 850 m3/hm~2、施肥水平285 kg/hm~2时产量最高,为20 989.75 kg/hm~2。水肥互作对干草产量影响显著,在低水、低肥处理下,增加施肥量(灌水量)的增产效应较小,而适度的水肥增产效应显著。【结论】本试验中,灌水水平2 850 m3/hm~2、施肥水平285 kg/hm~2组合为最优水肥供应方案。     

黑龙江省半干旱区玉米喷灌水肥耦合效应试验研究

干旱和土壤贫瘠是限制干旱半干旱地区农业发展的主要因素。因此,合理制定不同喷灌水量的玉米施肥方案,对玉米产量效应具有重要意义。在喷灌施肥条件下,采用311-A最优混合设计,开展春玉米水肥耦合大田试验。通过对试验数据的分析研究,发现影响玉米产量的主要因素依次是氮肥用量、灌水量和磷肥用量。各个因素交互作用对玉米产量的影响都表现为正效应,其效应顺序为:N×水P×NP×水。春玉米全生育期喷灌水肥耦合最佳组合为:磷肥134.4kg/hm~2、氮肥282.5kg/hm~2、灌水量1 061.0m~3/hm~2,产量为15 853kg/hm~2。     

水肥气热耦合对枸杞光合作用和产量的影响

为了探讨水肥气热耦合对枸杞光合指标和产量的影响规律,采用四因素三水平正交设计方法,运用极差分析和方差分析展开了研究.土壤水肥气热耦合对枸杞产量、水分利用效率和光合作用均有一定程度的影响.土壤水肥气热综合调节措施对枸杞产量和光合作用具有正效应.在枸杞生育期降雨量为135.1 mm、土壤为沙壤土和实施滴灌条件下,确定的适合当地枸杞的土壤水肥气热最优组合为A₁B₁C₁D₁,即土壤深耕调节通气量,灌溉定额为4 815 m³/hm²,追肥量为高肥(纯氮量1 395 kg/hm²,纯磷量3 60 kg/hm²,纯钾量270 kg/hm²),覆PP无纺布增温抑草.该最优组合下,产量可以达到9 281.55 kg/hm²,比对照增产25.37%,同时,枸杞植株光合作用较强,果实品质较好.该结论为枸杞土壤水肥气热高效利用和提质增效提供了理论依据.     

水氮钾耦合对花生产量的影响

在遮雨控水条件下,采用三因素五水平二次正交旋转组合设计,通过盆栽试验,研究了不同土壤水分、氮、钾肥耦合效应对花生产量的影响,以期为东北半干旱地区花生水肥调控提供科学的依据。建立了水、氮、钾三因素回归模型,并进行了各因素主效应、交互效应分析及产量模拟寻优。结果表明,影响花生产量单因子主效应大小顺序为水钾氮效应;交互作用大小顺序为钾-水氮-水氮-钾;交互效应模型均为非典型效应函数,表现为高钾高水、高氮高水和低氮高钾组合产量最高。通过确定目标产量,频率优选模拟寻优得到最优氮肥、钾肥用量范围(田间用量)分别为60.284~66.567kg/hm2(纯N)和194.033~212.714kg/hm2(纯K2O),最适土壤水分指标为田间持水量的73.48%~74.29%。     

黄瓜水肥耦合试验研究

采用二次回归通用旋转组合设计,研究日光温室滴灌施肥条件下黄瓜的水肥耦合效应,建立产量目标函数数学模型,分析其主因素、单因素以及各因素间的交互效应,提出目标产量的最优组合方案,定量给出了该试验条件下的适宜灌水和施肥量.     

水肥耦合对压砂地膜下滴灌甜瓜的产量效应研究

以甜瓜为供试材料,采用三因素五水平二次回归通用旋转组合设计方法,在宁夏中部干旱带进行了压砂地膜下滴灌水肥耦合效应试验,研究了不同水肥耦合水平对甜瓜产量的影响,并建立了非充分水肥耦合回归模型。结果表明：各因素对产量的影响顺序为灌水量〉施磷量〉施氮量,灌水量与施磷量的交互作用较显著;经模型寻优,得出不同目标产量下的水、氮、磷最佳组合方案,可为压砂地甜瓜节水节肥和高效栽培提供科学依据。     

膜下滴灌水肥耦合效应对青椒产量的影响

温室膜下滴灌条件下,研究水肥耦合对青椒产量的影响,探讨温室青椒生产水肥最优配比。以青椒为试验材料,设置氮、磷、钾、灌水量4个因素,每个因素设置5个水平,采用4因素二次回归通用旋转组合设计,得到不同因素水平的试验处理,分别测定各处理的青椒产量。利用SPSS软件对试验结果进行数理统计分析,建立回归模型。结果表明,对于温室青椒产量的影响,氮是主要因素,灌水量次之;在一定范围内,任意两因素之间具有协同促进作用;综合考虑,氮肥45kg/hm2,磷肥29.25kg/hm2,钾肥15kg/hm2,灌水量260mm,为青椒产量达到最优的理想水肥组合。     

再生水滴灌夏玉米配施不同氮肥对CO2和N2O排放的影响

夏玉米种植期间,设置淡水和再生水2种滴灌灌水水质,无肥、尿素、硫酸铵和缓释肥4种施肥处理。研究不同水质、不同氮肥对农田土壤CO2、N2O排放和夏玉米产量的影响。结果表明：与淡水灌溉相比,再生水灌溉土壤CO2日平均排放通量平均降低12.44％,N2O日平均排放通量平均增加17.31％,但灌水水质对CO2、N2O日平均排放通量没有显著影响（p＞0.05）;与不施肥处理相比,尿素、硫酸铵和缓释肥处理CO2日平均排放通量分别平均增加18.67％、10.20％和2.76％,N2O日平均排放通量分别平均增加117.73％、220.21％和108.70％,施肥种类对CO2日平均排放通量没有显著性影响（p＞0.05）,但对N2O日平均排放通量影响显著（p＜0.05）;与国家夏玉米生产试验产量相比,各施肥处理产量平均增加19.83％,而不施肥处理平均降低0.83％,但不同水质、施肥处理对产量没有显著影响（p＞0.05）。     

咸水淡水轮灌模式及施肥量对玉米生长和土壤盐分的影响

试验设置6种不同的灌溉模式,分别为淡-淡-淡-淡、咸-淡-淡-淡、淡-淡-咸-淡、淡-咸-咸-淡、咸-淡-咸-淡和咸-咸-淡-淡,并以淡水灌溉作为对照(CK),咸水灌溉采用矿化度为3 g/L的微咸水,结合灌溉模式设置2个施肥水平,研究了不同咸淡轮灌模式及施肥量对玉米生长及土壤盐分累积的影响。结果表明,不同咸淡轮灌模式及施肥量对玉米生育指标和籽粒的品质指标影响显著,增加施肥量可促进玉米生长发育,提高产量;微咸水灌溉可提高玉米籽粒品质,但影响玉米生长发育、降低玉米产量,特别是灌溉2轮咸水的处理,株高和叶面积受到的影响较大,产量降低较明显;咸水灌溉次数越多、施肥量越大,土壤盐分累积程度越明显。因此,采用咸-淡-淡-淡的组合灌溉顺序配合560 kg/hm~2的施肥方式为该试验的最优方案。     

微咸水灌溉下土壤水盐动态及对作物产量的影响

华北平原农业灌溉用水非常紧缺,水资源日益缺乏与粮食需求日益增多之间的矛盾尖锐。充分利用微咸水资源是缓解这一矛盾的重要途径之一。该文以中国农业大学曲周试验站1997－2005年冬小麦和夏玉米微咸水灌溉田间长期定位试验为基础,研究了充分淡水、充分淡咸水、关键期淡水、关键期淡咸水和不灌溉等5个处理下土壤饱和电导率和含盐量的动态变化,探讨了微咸水灌溉对冬小麦和夏玉米产量的影响。结果表明：土壤水盐动态呈受灌溉和降雨影响的短期波动和受季节更替影响的长期波动;在正常降雨年份,使用微咸水进行灌溉是可行的,不会导致土壤的次生盐渍化;微咸水灌溉虽然导致冬小麦和夏玉米产量降低10%～15%,但节约淡水资源60%～75%。如果降雨量达到多年平均水平以及微咸水灌溉制度制订合理,微咸水用于冬小麦/玉米田间灌溉前景广阔。     

干旱区玉米滴灌需水规律的田间试验研究

在内蒙古干旱区的一种砂土及砂质壤土上 ,对玉米滴灌需水规律进行了田间试验研究。试验设置高灌水定额 ( 3 0～ 40 mm)、中灌水定额 ( 2 0～ 3 0 mm)和低灌水定额 ( 1 5～ 2 5 mm ) 3个处理 ,灌水周期相同 ,在需水高峰期为 3 d,其它时间为 4～ 7d。试验结果表明 ,中灌水定额处理的株高、叶面积和产量均明显高于低灌水定额处理 ,而高灌水定额与低灌水定额处理之间差异很小。因此对所研究土壤来说 ,建议采用灌水定额 2 0～3 0 mm,灌水周期 3～ 5 d的灌溉制度。这种情况下 ,玉米生育期需水量为 466mm (生育期有效降雨 1 0 1 .1mm)。对滴灌玉米作物系数的计算方法进行比较后发现 ,双作物系数法可以较好地描述灌水或降雨后地表蒸发对作物腾发的影响 ;在作物生育中期 ,分段单值平均法、双作物系数法的计算结果与实测值吻合良好。     

水肥调控模式对滨海盐碱地水肥盐迁移及春玉米水肥利用率的影响

为了探明滨海盐碱地不同灌溉方式及氮肥施用量对水肥盐迁移过程及作物生长的影响,基于大田试验,研究不同灌溉方式及灌水量(F:漫灌,360 mm;D1:滴灌,360 mm;D2:滴灌,288 mm;D3:滴灌,216 mm)、氮肥处理(N1:280 kg/hm²;N2:196 kg/hm²;N3:112 kg/hm²)对盐碱地土壤水肥盐分布含量及对春玉米各生长指标的影响.结果表明,在滴灌模式下,同一灌水量,N1的剖面平均含水量最低,D1,D2出现洗盐点,存在适合作物生长的浅盐区;灌水后D1N1的硝态氮含量增加最显著且含量最高,滴灌处理对应的低氮处理无明显硝态氮积累点,相同灌水量下,漫灌的有效氮含量均高于滴灌,但其有效氮利用率低于滴灌处理;不同施氮对春玉米干物质的差异随灌水量增加而增加.各处理水分利用效率与肥料偏生产力之间产生明显差异,高水低氮肥料偏生产力明显提高,但其水分利用效率低下,D1N1产量最高;在考虑作物产量及水肥利用效率时,采用滴灌方式,则灌水量288~360 mm、施氮量196 kg/hm²为推荐水肥措施.     

不同施氮量下覆膜滴灌玉米相对根长密度模型研究

为探明施氮量对宁夏引黄灌区覆膜滴灌玉米根长密度(RLD)的影响,设置5个施氮水平和1个对照(CK,不施氮与不覆膜)进行试验,测定玉米RLD,建立不同施氮量下相对根长密度(NRLD)模型,并加以检验。结果表明:不同施氮处理的玉米RLD分布区域均随土层深度的增加而减小,且大部分集中在0～20 cm土层;随着施氮量的增加,RLD分布区域明显扩大; NRLD分布满足三阶多项式函数模型,模拟曲线的决定系数R2为0.951,模型检验结果R2为0.845,均方根误差(RMSE)为0.248,拟合效果好,但该多项式模型不能保证NRLD在相对取样深度Zr为1时达到0,故对玉米NRLD分布多项式模型进行优化。优化模型验证结果显示,各施氮处理RMSE不大于0.308,CK、N0、N1、N2、N3和N4处理的标准化均方根误差分别为0.242、0.193、0.184、0.226、0.208和0.273,R2分别为0.903、0.953、0.920、0.944、0.962和0.898,具有较高的拟合度,解决了NRLD在Zr=1时达到0的问题。本研究可为宁夏引黄灌区膜下滴灌玉米NRLD分布拟合、根系养分吸收和施肥管理提供理论参考。     

灌水模式对油葵耗水量产量及经济效益的影响

通过5种灌水处理模式和对照旱地油葵田间试验,探讨了灌水模式对油葵耗水量、产量、水分利用效率以及经济收入的影响。结果表明,油葵出盘前和灌浆后耗水量比其他时段多50％以上。在油葵不同生育阶段耗水量随着灌水量增加而增加;灌水定额120mm,灌两次水的灌水模式的产量最高,为2268kg／hm^2,而水分利用效率最大值出现在灌水定额66mm的灌水模式,灌水量增加反而使水分利用效率下降。经济分析结果表明,纯收入最高值出现在灌水模式93mm灌二水的处理,为2871元／hm^2,灌水定额增加或减少均导致经济收入下降。统计分析结果表明,干旱年份（全生育期有效降水量123mm）灌二水时,为了兼顾产量、水分利用效率以及经济收入,油葵最佳总灌水量以208-218mm为宜。全生育期有效降水量超过350mm的丰水年份不应该再灌水。     

Interaction of water and nitrogen on maize grown for silage

Water scarcity and environmental pollution due to excessive nitrogen (N) applications are important environmental concerns. The Varamin region, which is located in the central part of Iran, is one of the locations where farmers apply 250-350 kg N ha⁻¹ for silage maize without any concerns with respect to the available water for irrigation. The objective of this study was to quantify the response of the silage maize (Zea mays L.) to variable irrigation and N fertilizer applications under arid and semi-arid conditions and to determine the optimum amount of N fertilizer as a function of irrigation. The maize Hybrid 704 single-cross was planted on 3 August 2003 and on 25 June 2004. The experimental treatments consisted of three N rates (0, 150, and 200 kg N ha⁻¹) and four levels of irrigation, including two deficit irrigation levels 0.70 SWD (soil water depletion) and 0.85 SWD, a full-irrigation level (1.0 SWD) and an over-irrigation level (1.13 SWD). Twelve treatments were arranged in a strip-plot design in a randomized complete block with three replicates. Gravimetric soil samples were collected in 2003 and a neutron probe was used in 2004 to measure soil water content. Leaf area index, total aboveground biomass (TB), plant height, stem diameter, and leaf, stem, and ear dry weight were measured during the growing seasons and at final harvest. Total aboveground biomass was affected by irrigation (P < 0.0001) during both years and was also affected by N fertilizer in 2003 (P = 0.0001) and 2004 (P < 0.0001). However, there was no irrigation and N fertilizer interaction for both years (P > 0.5). Total aboveground biomass and biomass of the crop components increased as a function of the amount of water and N applied. For each of the irrigation levels, there was an associated optimum amount of N, which increased as the amount of irrigation water that was applied increased. Among the four irrigation levels that were studied, 0.85 SWD was the optimum level of irrigation for the conditions at the experimental site. The results also indicated that an increase in N applications is not a good strategy to compensate for a decrease of TB under drought stress conditions. We concluded that the effect of N fertilizer on TB depends on the availability of water in the soil, and that the amount of N fertilizer applied should be decreased under drought stress conditions. Further research will combine these results with a crop simulation model to help optimize nitrogen and water management for silage maize.     

再生水灌溉农田氮素监测及水肥耦合研究展望

再生水灌溉,是缓解水资源紧缺状况的一个重要措施,在缓解农田土壤旱情的同时,为农田注入了一定量的N、P营养物质,可明显地提高作物产量(可达到10%以上)。但是,在大量使用再生水灌溉的同时,也必须加强对农田氮素动态变化过程的监测,并据此适量调整减小施肥数量,以避免农田氮素过量而导致农田生态环境的恶化和水体的污染。提出了农田氮素监测和据此分析确定灌溉施肥数量的研究设想,包括研究内容、方法、拟解决的关键技术问题,以及预期成果和应用前景等。