养殖废水灌溉对大蒜生长、产量及水氮利用效率的影响

【目的】利用田间小区试验,研究养殖废水灌溉对大蒜生长、产量、水氮利用效率及土壤总氮的影响,以期促进养殖废水的回收利用,减少大蒜水资源和氮肥用量,为养殖废水灌溉节水减排提供科学依据。【方法】在国家农业环境大理观测实验站开展了大蒜养殖废水灌溉试验研究。试验根据不同灌溉水源和施氮水平设5个处理(CK：清水灌溉+不施氮肥,C1：清水灌溉+全量氮肥390 kg/hm²,C2：清水灌溉+减量氮肥312 kg/hm²,R1：养殖废水灌溉+不施氮肥,R2：养殖废水灌溉+施用氮肥150kg/hm²),分析比较不同处理下大蒜各生育期生长指标、产量、水氮利用效率和土壤总氮的变化规律。【结果】R2处理下大蒜生长发育状况最佳,R1处理在较低施氮水平下达到C1处理水平的生长指标;R2的大蒜产量最佳,C1、C2、R1、R2处理鳞茎产量分别比CK提高111.30%、81.23%、98.19%、142.01%;相比C1处理,养殖废水灌溉(R1和R2处理)下氮肥吸收利用率分别提高154.71%和92.25%,氮肥偏生产力分别提高110.75%和47.63%...     

灌水方式和水平与施肥方式对糯玉米产量和水肥利用的影响

根区局部灌溉是通过人为控制作物部分根区湿润和干燥,刺激根系吸水功能和调节气孔开度,减少蒸发蒸腾耗水的节水灌溉技术。为揭示玉米根区局部灌溉水肥利用及其最佳供应模式,通过盆栽试验,研究了在不同灌水水平和施肥方式下玉米苗期-拔节期根区局部灌溉对糯玉米产量、水分利用和NK含量和吸收量的影响。试验设3种灌水方式,即常规灌溉CI、分根区交替灌溉AI和部分根区固定灌溉FI,3种灌水水平,即充分灌水W1、轻度亏水W2和中度亏水W3,和2种施肥方式,即1/2土壤50%施肥量+1/2土壤50%施肥量F1和1/2土壤70%施肥量+1/2土壤30%施肥量F2。F1W1时,与CI相比,AI耗水量减少12.9%,而鲜穗产量、水分利用效率和地上部K含量分别增加15.7%、32.9%和16.6%,但是地上部N含量和总N、K吸收量增加不明显。与F1相比,AIW1时,F2鲜穗产量、水分利用效率、地上部K含量和总K吸收量均有所降低。因此,苗期-拔节期分根区交替灌溉AI在充分灌水W1且均匀施肥F1情况下表现最佳。     

温室滴灌施肥条件下土壤硝态氮的运移及分布特征

为了揭示不同滴灌施肥方式对日光温室土壤硝态氮运移及分布的影响,以番茄为供试作物,选择漫灌为对照(CK),研究在3种施肥处理和4种灌水量条件下硝态氮的运移及在各土层的分布情况。结果表明,土壤硝态氮量随灌水量和施肥量的增加而增加,随土层深度的增加而逐渐减少。土壤硝态氮主要分布在0~40 cm土层,占试验土层总量的82%~92%。与大水高肥(W_1F_3)处理相比,节水节肥(W_4F_1)处理下土壤剖面硝态氮累积量减少了36.65%。与CK相比,节水节肥(W_4F_1)处理下40~60 cm土层硝态氮累积量减少了53.42%;与大水高肥(W_1F_3)处理相比,W_4F_1处理下40~60 cm土层硝态氮累积量减少了62.18%。在本试验条件下,较习惯施肥量减30%、灌水量减50%的处理是可行的,能够有效地提高氮肥利用率和产投比、降低土壤硝态氮的深层累积。     

温室滴灌施肥条件下土壤硝态氮的运移及分布特征

为了揭示不同滴灌施肥方式对日光温室土壤硝态氮运移及分布的影响,以番茄为供试作物,选择漫灌为对照（CK）,研究在3种施肥处理和4种灌水量条件下硝态氮的运移及在各土层的分布情况。结果表明,土壤硝态氮量随灌水量和施肥量的增加而增加,随土层深度的增加而逐渐减少。土壤硝态氮主要分布在0～40 cm土层,占试验土层总量的 82%～92%。与大水高肥（W1F3）处理相比,节水节肥（W4F1）处理下土壤剖面硝态氮累积量减少了36.65%。与 CK 相比,节水节肥（W4F1）处理下40～60 cm土层硝态氮累积量减少了53.42%;与大水高肥（W1F3）处理相比,W4F1处理下40～60 cm土层硝态氮累积量减少了62.18%。在本试验条件下,较习惯施肥量减30%、灌水量减50%的处理是可行的,能够有效地提高氮肥利用率和产投比、降低土壤硝态氮的深层累积。     

规模化牛场废水灌溉对冬小麦土壤速效氮迁移的影响

研究了牛场废水灌溉冬小麦土壤速效氮迁移特征。结果表明,冬小麦全生育期灌溉2次或3次牛场废水是较优灌溉模式,小麦收获后不会造成土壤硝态氮过量积累。在小麦生育期内,1m土壤剖面上含硝态氮量整体呈"哑铃"形,含铵态氮量随土壤深度增加逐渐降低;牛场废水灌溉下部土层含硝态氮量比正常施肥处理低,说明牛场废水灌溉土壤硝态氮淋溶下渗强度小;但因牛场废水中铵态氮质量浓度较高,牛场废水灌溉处理土壤含铵态氮量在1m土壤剖面高于正常施肥处理。     

滴灌施肥条件下减量施肥对马铃薯田土壤养分积累及产量的影响

为了进一步确定合理施肥量并有效指导滴灌条件下的肥料管理,以马铃薯"夏波蒂"为试材,基于推荐施肥量(N、P2O5、K2O施用量分别为420、105、495 kg/hm2),布置了5个施肥量比例的滴灌施肥灌溉处理,分别为推荐施肥量的10%(F1)、30%(F2)、50%(F3)、70%(F4)和90%(F5),研究了其对收获时农田土壤养分积累与产量的影响。结果表明,经过整个生育期的滴灌施肥灌溉后,随着施肥量的增加,0～60 cm土层的硝态氮浓度增加,且向土壤下层的移动增加; 0～40 cm土层的铵态氮浓度和0～30 cm土层的速效磷浓度呈先增加后下降的趋势; 0～60 cm土层的速效钾浓度在垂直分布减弱,而水平分布增加。当施肥量比例在70%左右(F4)时,土壤养分主要在积累0～40 cm土层,且向下层土壤淋失较少。马铃薯产量随着施肥量的增加呈先增加后下降的趋势,以F3处理最高,为25.3 t/hm2,除显著高于F1处理外,与其他处理间差异不显著。因此,滴灌施肥灌溉时,当施肥量比例为推荐施肥量的70%左右时,马铃薯田的土壤养分主要积累在0～40 cm土层,并降低了施肥量、减少了养分从根区的淋失,且产量较高。     

痕量灌溉不同施肥量对茄子产量及品质的影响

以常规滴灌为对照,研究痕量灌溉条件下不同施肥量对茄子生长、产量和品质的影响。结果表明,相同灌水量,肥量下降20%处理产量最高,与常规滴灌处理相比,产量增加了12.25%;Vc含量提高了23.08%,含物质含量提高了6.4%。施肥量下降60%的处理茄子的Vc含量较滴灌处理增加了35.22%。减少施肥量,有利于提高果实品质。认为常规施肥量下降20%,即单次施肥180 kg/hm2是日光温室茄子适宜的施肥量。     

滴灌减量施肥对香蕉产量、养分吸收利用及效益的影响

【目的】针对当前香蕉施肥过量问题,分析氮磷钾滴灌减量施肥对香蕉果实产量、养分吸收利用及经济效益的影响。【方法】采用田间试验方法,以巴西蕉为试验材料,设置氮磷钾常规施肥(纯N量1 112 kg/hm~2, P_2O_5量690kg/hm~2,K_2O量2 135 kg/hm~2)和滴灌减量施肥(纯N量588 kg/hm~2, P_2O_5量432 kg/hm~2, K_2O量742 kg/hm~2)2个处理。【结果】滴灌施肥条件下,香蕉产量为56 503 kg/hm~2,较常规施肥(CK)增产13.0%。氮、磷、钾肥利用率较CK分别提高17.30%、16.19%、20.34%;氮、磷、钾肥吸收效率分别提高86.36%、50.00%、172.00%;氮、磷、钾肥偏生产力分别提高113.75%、80.52%、225.29%。纯收益较CK增加20 930元/hm~2,产出投入比由1.26:1上升到1.45:1。【结论】与当前常规的氮磷钾施肥量比较,滴灌减量施肥(纯N减量47.1%, P_2O_5减量37.4%,K_2O减量65.3%)不会导致香蕉减产。     

水氮互作对水稻产量及品质的影响

为了探索水稻优质高效水氮供应模式,以郑稻18和信粳18为材料,设置常规灌溉(CI)、湿润灌溉(SI)和控制灌溉(KI)3种灌溉方式;中肥(MN,225kg/hm2)和高肥(HN,300kg/hm2)2种施氮水平,以不施肥(CK)为对照,通过大田试验重点研究了水氮互作对水稻产量及品质的影响。结果表明:与CK相比,施氮显著增加了产量,但随着施氮量的增加,不同灌溉方式下2品种对氮肥的响应有所差异。稻米品质各指标的氮肥效应大于灌溉水平的影响,水氮互作对郑稻18米质的影响大于信粳18。MN较CK和HN更有利于提高稻米品质,在KI和SI下,稻米加工、外观和营养品质略优于CI。因此,在中等施肥量(MN)条件下,采用控制灌溉(KI)模式进行水、肥管理,可在一定程度上使2品种的产量和品质得到协调。     

水氮耦合下黑土稻作碳氮磷累积分配和化学计量特征

为阐明黑土稻作碳氮磷吸收累积分配对水氮耦合模式的响应机制并解析氮磷养分限制状况,设置常规淹灌（F）、浅湿灌溉（S）和控制灌溉（C）3种灌溉模式,0、85、110、135kg/hm2（N0、N1、N2、N3）4个施氮量水平,共计12个处理,研究不同水氮耦合模式对水稻各生育期植株碳氮磷含量、累积量、分配比例、化学计量比以及氮磷养分限制状况的影响。结果表明：不同水氮耦合处理下,生育期内茎鞘碳氮磷含量分别为35.87%~39.43%、0.44%~2.19%、0.14%~0.32%,叶碳氮磷含量分别为36.34%~40.83%、0.76%~3.70%、0.14%~0.36%,穗碳氮磷含量分别为37.05%~41.72%、0.82%~1.63%、0.24%~0.39%。控制灌溉可提高拔节孕穗期至成熟期碳氮累积量,常规淹灌生育期内磷累积量始终高于浅湿灌溉和控制灌溉。3种灌溉模式下,成熟期N1、N2、N3处理较N0处理碳累积量分别提高31.46%、52.55%、57.37%,氮累积量分别提高52.98%、117.63%、144.88%,磷累积量分别提高50.28%、79.85%、93.89%。水稻茎鞘碳氮磷分配比例先增后减,叶碳氮磷分配比例持续减小,穗碳氮磷比例持续增加。与常规淹灌和浅湿灌溉相比,控制灌溉模式对水稻植株碳含量影响较小,但能提升水稻植株生长中后期氮含量,并降低植株磷含量,从而降低水稻植株C/N,提高水稻植株C/P和N/P。施氮处理显著提高水稻植株氮含量,小幅提升水稻植株磷含量,对水稻植株碳含量影响相对较小,进而降低水稻植株C/N、C/P,提高水稻植株N/P。常规淹灌和浅湿灌溉模式下,水稻地上部植株从磷限制过渡到氮磷共同限制再到氮限制状态,控制灌溉模式下,水稻地上部植株仅从磷限制过渡到氮磷共同限制状态。总体上,控制灌溉可促进氮素吸收并提升水稻产量,综合考虑CN2为最佳水氮耦合模式。     

牛场废水与化肥配施对冬小麦-夏玉米产量和土壤氮素的影响

为寻求农田最佳废水利用模式,以当地习惯施氮量(冬小麦季施氮228 kg/hm2,夏玉米季施氮150 kg/hm2)为对照(CK),研究牛场废水灌溉与化肥配施对冬小麦和夏玉米轮作体系作物产量、吸氮量以及0~100 cm土层氮素分布的影响。结果表明,冬小麦越冬期废水灌溉与拔节期追施化肥处理冬小麦产量达到与CK同一水平,且冬小麦植株吸氮量超过了CK;冬小麦季土壤表层(0~20 cm)NO3--N量最高,20~100 cm土层NO3--N量随深度变化不明显,夏玉米收获后0~100 cm土层NO3--N量随深度增加先降低后升高,80~100 cm土层与0~20 cm土层NO3--N量达到同一水平。冬小麦越冬期灌溉废水与拔节期追施氮肥是养殖废水安全农田利用的最佳模式。     

河西走廊辣椒滴灌水盐调控施肥灌溉制度研究

【目的】研究河西走廊地区辣椒滴灌农业生产水盐调控与施肥灌溉制度。【方法】在甘肃省金昌市八一农场,通过控制滴头正下方20 cm深度处的土壤水基质势下限不低于-20 kPa进行滴灌水盐调控灌溉,设计了5个施肥比例的施肥灌溉处理,分别为农场滴灌条件下基于测土配方施肥的辣椒施肥量的20%、40%、60%、80%与100%,研究了滴灌水盐调控施肥灌溉对辣椒生长、产量和土壤盐分养分垂直剖面分布特征的影响。【结果】经过2 a试验研究得到:(1)0～100 cm整个土体的盐分基本维持平衡,土壤盐分不增加。(2)在辣椒生育期内硝态氮主要分布在0～40 cm深的根系分布层,70 cm深度以下硝态氮浓度低且稳定,基本不存在硝态氮的深层渗漏淋失。(3)辣椒的株高、地上部分鲜质量均随着施肥比例的增加而增加,当施肥比例为100%时辣椒的产量达到最大值,2 a辣椒的平均产量达到26 595.8 kg/hm2。(4)滴灌高频施肥灌溉有利于提高辣椒的灌溉水利用效率和肥料偏生产力,2 a平均灌溉水利用效率为5.1 kg/m3,肥料偏生产力为30.1 kg/kg,均高于农场管理方法下滴灌辣椒的值。【结论】在河西走廊辣椒滴灌生产中,推荐滴头正下方20 cm深度土壤水基质势阈值控制在-20 kPa以上指导水盐调控灌溉,总施肥量设定为100%测土配方施肥(全生育期N 360 kg/hm2,P2O5195 kg/hm2,K2O 375 kg/hm2)进行施肥灌溉水肥一体化管理。     

施肥深度对冬油菜产量、根系分布和养分吸收的影响

为了确定冬油菜较优的施肥深度,通过2 a桶栽试验,设置5个施肥深度:地表施肥和地下5、10、15、20 cm施肥,分别记为CK、D_5、D_(10)、D_(15)和D_(20),并另设不施肥处理(F0),研究不同施肥深度处理对冬油菜地上部干物质量、不同土层的主根干质量和侧根干质量、侧根长、侧根体积和侧根表面积及冬油菜地上部植株的养分吸收情况和籽粒产量的影响。结果表明,D_(15)处理在冬油菜花期能显著增加5~20 cm和20 cm以下土层的主根干质量以及主根总干质量,而0~5 cm土层的主根干质量与CK和D_5处理相比降低幅度不大;D_(15)处理在冬油菜苗期和花期10~20 cm土层的侧根干质量、侧根长、侧根体积和侧根表面积均为最大,且均显著大于CK和D_5处理。在冬油菜花期和收获时D_(15)处理的地上部干物质量及地上部植株的氮、磷、钾吸收量最大,且D_(15)处理的油菜籽粒产量及籽粒中的氮、磷、钾吸收量最大,并显著大于CK、D_5和D_(10)处理;收获时,2 a D_(15)处理地上部植株中的氮、磷、钾的平均吸收量与CK相比分别增加48.07%、52.18%和62.96%,与D_5相比分别增加25.75%、30.19%和33.41%,与D_(10)相比分别增加10.59%、15.33%和17.06%。D_(15)处理2 a的平均产量与CK、D_5和D_(10)处理相比,分别提高85.10%、45.47%和31.26%;与D_(20)处理相比提高了3.89%。综合考虑不同施肥处理冬油菜的根系分布、养分吸收量和籽粒产量,地表下15 cm(D_(15)处理)为冬油菜较优的施肥深度。     

旱区覆膜滴灌棉田N 2 O排放对化肥减量有机替代的响应

覆膜滴灌条件下,采用静态箱-气相色谱法研究了不同施肥策略:CK(不施肥)、CF(N 300 kg/hm~2;P2O590 kg/hm~2;K2O 60 kg/hm~2)、60%CF+OF(普通有机肥6 000 kg/hm~2)、60%CF+BF(生物有机肥6 000 kg/hm~2)对棉田土壤N_2O排放的影响,旨在明确滴灌棉田连续不同施肥策略下土壤N_2O的排放特征。结果表明,棉花生育期N_2O排放通量表现为施肥处理大于不施肥处理,滴灌施肥后第3/4天N_2O排放通量顺序为CF60%CF+OF60%CF+BFCK,而滴灌后第7/8天N_2O排放通量则表现为有机肥处理高于化肥处理,滴灌施肥结束后表现与之相同;生育期的N_2O排放总量以100%化肥处理(CF)最高,与其相比,60%CF+OF和60%CF+BF处理分别降低3.75%和8.37%,N_2O排放系数则分别降低1.39%和73.8%;相关及通径分析均表明,与土壤NH+4-N相比,NO-3-N与N_2O排放的关系更密切。     

引黄灌区不同肥料类型和施肥技术对稻田氮磷流失的影响

为减少引黄灌区稻田退水导致的农业面源污染,寻找水稻稳产和环境友好的最佳结合点,研究了大田示范条件下不同肥料类型和施肥技术对稻田田面水和排水沟退水氮磷变化特征的影响。结果表明,与常规施肥处理比较,优化施肥和侧条施肥均可以显著降低稻田田面水和排水沟中TN质量浓度,其中以侧条施肥处理效果最好,田面水和排水沟中TN质量浓度仅为常规施肥的47.4%和34.3%,各施肥处理间田面水和排水沟中TP质量浓度变化差异不显著。优化施肥和侧条施肥处理在肥料减量的条件下水稻产量并没有降低,其中有机种植处理产量最低,相对产量仅为常规处理的73.5%。综合考虑水稻产量和环境因素,优化施肥和侧条施肥技术可以作为环境友好型施肥技术在引黄灌区进行推广。     

痕量灌溉下不同水肥处理对温室黄瓜生长的影响

为保证温室蔬菜品质和产量,进一步提高节水灌溉效率,以黄瓜品种"中农26"为试材,研究了痕量灌溉下不同水肥处理对黄瓜产量和品质的影响。结果表明,1痕量灌溉条件下施肥量和施肥频率对黄瓜的生长、产量和品质均有不同的影响,施肥量的提高对黄瓜干物质累积量的影响较小,但1次追肥处理较有利于黄瓜干物质累积量的增加;2施肥量对黄瓜产量的影响较大,当施肥量从施肥水平的60%提高到80%时产量平均提高了20.65%,且1次追肥处理产量最高;黄瓜品质受施肥量的影响不大,但1次追肥处理较有利于果实中还原型VC和可溶性糖的累积。按1次追肥,施肥量为当地施肥水平80%能兼顾产量和品质,是比较适宜的施肥模式,并且施肥方式简单,易于操作,可以推广应用。     

再生水和养殖废水灌溉下土壤-植物系统养分和重金属迁移特征

再生水和养殖废水作为农业替代水源对土壤-植物系统养分和重金属迁移规律影响的研究已有很多,但在同等试验条件下对比二者优劣的研究相对较少。【目的】研究再生水和养殖废水灌溉对土壤-植物系统重金属迁移特征。【方法】利用根箱试验比较了再生水和养殖废水灌溉下土壤-植物系统养分和重金属迁移规律的差异。【结果】养殖废水灌溉处理植物生长状况优于再生水灌溉处理;再生水和养殖废水灌溉都可以增加土壤养分和植株养分,养殖废水灌溉增加幅度更大。与对照相比,土壤全N、全P、全K、全Mg、有效Fe、有效Mn、碱解氮、有效磷、速效钾和有机质量分别增加了4.78%、8.76%、4.33%、7.62%、19.04%、8.99%、3.55%、29.40%、14.14%、21.63%,植株根的N、P、K、Ca、Mg量分别增加了49.83%、23.90%、15.44%、4.09%、8.65%;同时,养殖废水比再生水向土壤和植物体中带入了更多的重金属,尤其是Cu和Zn,其中养殖废水处理植株根和茎Zn量显著增加了102.35%和244.49%;但再生水灌溉相比于养殖废水提高了土壤电导率。【结论】养殖废水灌溉增加土壤养分和植株养分量的幅度大于再生水灌溉,但再生水灌溉会增加土壤发生次生盐渍化的风险,而养殖废水灌溉会增加土壤和植物累积重金属的风险。     

花铃期减量施肥对棉田径流养分流失的影响

为更好制定雨季棉田养分管理措施,以当地常规施肥量为对照(CK),设置80%常规施肥量(T1)和60%常规施肥量(T2)2个处理,探讨减量施肥对棉田地表径流养分流失的影响。结果表明,与CK相比,T1和T2处理下随强降雨产生的棉田地表径流中,TN、NH4+-N、NO3--N、TP、DP、DRP平均质量浓度均显著降低,其中T1处理的TN、TP平均质量浓度减少了2.50 mg/L和0.183 mg/L,T2处理分别减少了3.41 mg/L和0.234 mg/L。CK、T1和T2处理的棉花产量分别为3 500、3 364、3 242 kg/hm~2,其中T1处理的棉花产量与CK无显著性差异,而T2处理的棉花产量与CK相比显著降低。故建议棉花花铃期施肥量应为常规追肥量的80%,即505 kg/hm~2,以减轻由养分流失所造成的农业面源污染。     

节水灌溉下秸秆还田形式对黑土区稻田N2O排放与产量的影响

为探寻不同灌溉模式下秸秆还田形式对黑土区稻田N2O排放与产量的影响,于2023年进行大田试验,设置常规灌溉（F）与控制灌溉（C）两种灌溉模式,同时设置秸秆还田（S）、秸秆炭化为生物炭还田（B）、秸秆过牛腹为有机肥还田（O）3种还田形式,以及秸秆不还田（N）作为对照组,共计8个处理。分析不同灌溉模式下秸秆还田形式对稻田N2O排放通量与水稻产量的影响,测定了水稻各生育期稻田土壤铵态氮含量、硝态氮含量、微生物氮含量、pH值,并分析了N2O排放总量和水稻产量与土壤环境因子之间的关系。结果表明：除返青期外,与秸秆不还田处理相比,秸秆还田与有机肥还田处理土壤铵态氮含量、硝态氮含量、微生物氮含量均表现为增加。相同秸秆还田形式下,控制灌溉模式下各处理生育期内土壤平均铵态氮含量、硝态氮含量较常规灌溉模式高36.23%~60.82%、14.16%~19.61%。同时,秸秆还田与生物炭还田能提高稻田土壤pH值。相同灌溉模式下,与秸秆不还田处理相比较,秸秆还田与有机肥还田处理N2O排放总量分别增加14.44%~24.09%、8.22%~14.44%,生物炭还田处理N2O排放总量降低14.31%~23.90%。生物炭还田与有机肥还田各处理水稻产量提高3.28%~13.07%,其中控制灌溉模式下生物炭还田处理产量最高。综上所述,控制灌溉下生物炭还田可以实现节水、增产、减排的目的。     

微生物菌剂对水稻产量及土壤养分的影响

为了验证微生物菌剂(微藻营养液)在提高水稻产量和培肥地力方面的作用,本试验设置常规施肥(T1)和常规施肥增施微生物菌剂(T2)两个处理,比较了不同处理下水稻收获时期土壤理化性质、水稻农艺性状、产量及产量构成因子间的差异。结果显示,增施微生物菌剂能显著提高土壤有机质、碱解氮、有效磷含量,显著增加水稻每株分蘖数、有效穗、千粒重和产量(P<0.05),显著提高水稻叶面积(P<0.01)。本试验结果说明,该微生物菌剂在提升土壤肥力、提高水稻产量方面有明显的效果,可为下一步该微生物菌剂在水稻上的推广应用、实现化肥减量提供依据。