极端干旱区滴灌葡萄水肥耦合效应研究

葡萄作为新疆吐哈地区的特色支柱产业,受到干旱少雨、蒸散量大等特殊自然条件的限制,导致在水肥管理上存在着灌溉定额过大和高耗低效等问题。采用滴灌水肥技术,通过对不同水肥条件下葡萄园土壤耗水量和产量的监测,分析水肥耦合效应对葡萄产量的影响。结果表明:水肥耦合效应对葡萄的产量影响较大,在节水不超过56%、节肥25%左右时,滴灌葡萄适宜的灌溉定额在8 250 m~3 hm~(-2)~9 000 m~3 hm~(-2),施肥水平在300 kg hm~(-2)~450 kg hm~(-2),可以获得较高的葡萄产量。以二元二次多项式拟合葡萄产量(Y)与灌水量(W)、施氮量(F)的关系,得到数学模型:Y=-9 197+10.04W-7.713F-0.000 6W~2+0.010 4F~2+0.000 9WF,对数学模型求极值可得到最佳灌水量和施氮量分别为8 736 m~3 hm~(-2)、390 kg hm~(-2),最高产量可达到34 393 kg hm~(-2)。     

水肥耦合对极端干旱区滴灌葡萄耗水规律及作物系数影响

为探讨水肥耦合对极端干旱区滴灌葡萄耗水规律的影响,探明不同水肥组合下滴灌葡萄耗水在各生育期内分布规律,以及在整个生育期的动态变化规律,确定区域内滴灌葡萄作物系数,利用水量平衡法和彭曼—蒙特斯公式,以试验区内成龄无核白葡萄为研究对象开展大田小区试验,设置灌水、施肥2因素,其中设灌水处理4个水平(600,675,750,825 mm,分别标记为W1、W2、W3、W4);施肥处理3水平(450,750,1 050 kg/hm~2,分别标记为F1、F2、F3)。结果表明:全生育期平均土壤含水率随灌溉定额增大而增大,其中W3、W4处理含水率分别为13.35%和14.04%,均高于12.80%(田间持水率的80%),水分供应充足。水肥耦合对产量及品质指标的影响均达极显著水平(P0.01),产量、可溶性固形物在W3F2处理达最高值,可滴定酸和维生素C分别在W4F2和W4F3处理达到最优,但与W3F2处理均无显著性差异(P0.05)。不同水肥处理下,灌水对总耗水量和各生育期内耗水量、耗水强度影响显著(P0.05),施肥对总耗水量和各生育期内耗水量、耗水强度未达显著水平(P0.05),水肥耦合效应对各生育期内耗水强度影响显著(P0.05);不同水肥处理下葡萄全生育期总耗水量维持在665.96～902.90 mm;各处理耗水量、耗水强度随生育期的推进总体呈先增大再减小的趋势,且耗水强度和时间存在显著的二次曲线关系。各处理在浆果生长期和浆果成熟期耗水模数均值为27.01%～27.36%,为葡萄需水高峰期;其中W3F2处理下的耗水规律可视为区域内葡萄需水规律。葡萄作物系数随生育期的推进总体呈先增大再减小的趋势,与时间存在显著的二次曲线关系。研究可为吐哈盆地及类似地区无核白葡萄农田水肥管理与滴灌技术的推广提供科学依据,对区域水资源高效利用及实现区域内社会经济的可持续发展具有重要意义。     

河西冷凉灌区膜下滴灌娃娃菜产量和品质对水肥耦合的响应

为探究不同水肥组合对河西冷凉灌区“一膜两管四行式”膜下滴灌娃娃菜产量和品质的影响,以“耐寒金皇后”为试验材料,研究了膜下滴灌条件下3个灌水水平:W1[60%田间持水量(θf),低水]、W2(70%θf,中水)、W3(80%θf,高水)和3个施肥水平:F1(N 281-P2O5 166-K2O 383 kg/hm²,低肥)、F2(N 330-P2O5195-K2O 450 kg/hm²,中肥)、F3(N 380-P2O5 224-K2O 518 kg/hm²,高肥)组合对娃娃菜产量、品质、水分利用效率及肥料偏生产力的影响。结果表明,适当水肥配比明显提高娃娃菜的产量和品质,W2F2处理产量最高,达163626 kg/hm²,W2F3和W3F3处理与之无显著差异,而W1F3处理较其降低了29.07%;W3F2处理可溶性固形物、可溶性糖和可溶性蛋白质含量最高,W2F3处理维生素C含量最高;相同施肥条件下,中水处理水分利用效率最高;肥料偏生产力在相同的施肥水平下,随灌水量增加呈先上升后下降的变化趋势。相关性分析表明,娃娃菜产量和品质指标间均呈极显著性相关关系。经隶属函数和聚类分析法结合得出,9个水肥处理可分为3个等级。综合考虑娃娃菜品质、产量、灌溉水分利用效率等因素,适宜河西冷凉灌区“一膜两管四行式”膜下滴灌娃娃菜的最优水肥处理为W2F2(70%θf,N 330-P2O5195-K2O 450 kg/hm²)。     

滴灌施肥对红地球葡萄产量、品质及土体氮磷钾分布的影响

【目的】研究滴灌施肥对‘红地球’葡萄产量、品质与土体氮磷钾分布的影响,为科学合理制定河北省葡萄水肥管理策略提供理论及技术依据。【方法】以河北省怀来县15年生‘红地球’葡萄为试材,设置5个不同水肥投入水平,分别为传统灌溉施肥 (CK)、传统施肥 + 滴灌 (FCK + D)、滴灌施肥Ⅰ (F1 + D)、滴灌施肥Ⅱ (F2 + D)、滴灌施肥Ⅲ (F3 + D)。滴灌用水量为传统灌溉用水量的55%,CK与FCK + D施肥总量相同 (N、P₂O₅、K₂O总施入量分别为2708.7、2615.45、1315.2 kg/hm2),与CK相比,F1 + D总N、P₂O₅、K₂O施入量分别降低了68.32%、87.61%、40.47%;F2 + D较F1 + D减少17.31%的磷和12.54%钾肥量,F3 + D又降低了18.53%的氮肥量。对葡萄的产量与品质和氮、磷、钾等养分在0—100 cm土体中的分布进行了分析,并计算了养分利用效率及成本收益。【结果】2012年和2013年CK处理葡萄产量分别为24115 kg/hm2和23020 kg/hm2,F1 + D处理显著高于CK,分别为28830、27272 kg/hm2,平均提高了19.0%,而F2 + D、F3 + D和FCK + D与CK处理间差异不显著。品质方面,F3 + D的千粒重显著高于CK,在2012与2013年分别为11.39、11.47 kg,平均提高了7.2%,而F1 + D、F2 + D和FCK + D与CK处理间差异不显著。2012年和2013年CK处理果实Vc含量分别为14.36、14.42 mg/100 g,F1 + D、F2 + D和F3 + D显著高于CK,分别平均提高了16.7%、15.2%和15.6%。在土体养分分布方面,土体中上层 (0—60 cm) 滴灌施肥处理养分含量与传统水肥处理不存在显著差异,但60—100 cm土层中,F1 + D的硝态氮、速效磷含量最低,分别为21.37、28.56 mg/kg,F1 + D、F2 + D和F3 + D的速效钾含量分别为126.11、117.75、139.00 mg/kg,均显著低于CK,但三者间无显著差异。滴灌施肥各处理的灌溉水利用效率和肥料偏生产力最高可比CK高出209.1%和266.3%;F1 + D、F2 + D、F3 + D在水肥投入及用工成本上较传统管理分别平均节省了17857.5、18547.5、17752.5元/hm2,实现了增产增效。【结论】葡萄生产中采用滴灌施肥技术,并根据葡萄生育期养分需求 (前期补充氮磷,膨大期后适当增施钾肥),能够显著提高葡萄产量,改善果实品质,降低养分淋失,增加农民经济收益。综合比较,以不降低氮磷钾施肥量、以滴灌施肥代替土施的F1 + D在产量、品质及节本增效等方面综合表现最优,氮、磷向60 cm以下的土层淋洗量也大大减少,比CK增收47145～51024元/hm2。     

磷酸脲对膜下滴灌棉花品质和产量的影响

磷酸脲在膜下滴灌棉花的施用表明,磷酸脲具有溶解性好,养分含量高,显酸性的特点。可发挥滴灌技术定量可控优势,提高肥料利用率,促进棉花的生长,提高棉花的品质,皮棉增产7.4%~10.8%,肥效优于其它滴灌肥。     

不同含量腐植酸复合肥对葡萄产量和品质的影响

腐植酸能够显著提高养分利用率,提高作物产量、改善农产品品质。本试验以葡萄为供试作物,采用随机区组设计,研究不同含量腐植酸复合肥对葡萄产量和品质的影响。研究结果表明:施用含15%腐植酸复合肥的葡萄比常规施入化肥增产62%,能明显改善葡萄果实品质。含20%腐植酸的复合肥处理的葡萄叶片叶绿素含量最高的,达50.01 mg kg~(-1);当腐植酸含量为15%时,葡萄果实的可溶性糖含量为15.47%,与对照相比,增加3.7%;腐植酸含量为10%～15%时,葡萄果实中Vc含量最高,达1.35 mg kg~(-1),是对照的1.5倍;以15%含量腐植酸的复合肥处理的葡萄果实的总酸度含量最低,其葡萄果实的总酸度含量为0.8%,总酸度降低22.5%。综上,以腐植酸含量10～15%的复合肥对葡萄产量和品质效果为最佳。     

水肥耦合对加气滴灌加工番茄产量及品质的影响

为探求北疆地区水肥耦合对加气灌溉加工番茄产量、品质及水肥利用效率的影响，该研究设置2个灌溉水平分别为4 950和4 050 m3/hm2、4个施氮梯度分别为280、250、220和190 kg/hm2以及2个加气水平分别为掺气比例15%和0%进行完全组合设计。结果表明，加气灌溉使加工番茄产量显著提高2.32%～10.02%，灌溉水分利用效率与氮肥偏生产力分别提高6.12%和6.19%。加气提高了加工番茄可溶性糖、有机酸、维生素C、可溶性固形物含量，基于主成分分析对各品质指标进行综合评价，得出最优处理为灌水4 050 m3/hm2，施氮250 kg/hm2。研究可为提高新疆加工番茄水肥利用率提供理论依据。     

温室滴灌施肥条件下水肥耦合对番茄产量影响的研究

在滴灌施肥条件下,采用311A—D最优饱和设计,通过温室小区试验,研究了水肥耦合效应对番茄产量的影响。通过主因素、单因素效应分析,定量地评价了灌水下限、氮肥用量和钾肥用量与番茄产量的关系,提出了目标产量的最优水肥组合方案。     

增施钾肥对日光温室葡萄产量和品质的影响

通过日光温室葡萄定位施肥试验,研究了钾肥不同施用水平对葡萄产量与品质的影响。结果表明:适量施用钾肥能增加葡萄果实的还原糖、维生素C含量和果粒硬度,糖酸比为34.2~38.3,产量增幅达13.7%~24.0%。采用秋施基肥结合生长期追施方式,施用300 kg hm-2的K2O,且N∶P2O5∶K2O为1∶0.85∶1时,表现出最佳的作用效果和经济效益。     

膜下滴灌水肥耦合对寒地水稻产量构成因素及产量的影响

[目的]在目前推广的水稻膜下滴灌旱作种植方式基础上,在寒地研究其水肥一体化技术,提出高产高效水肥优化组合方案,为膜下滴灌水稻栽培技术推广应用提供配套的水肥管理技术参考和理论依据。[方法]以龙粳31号和空育131为材料,采用随机区组试验设计,研究膜下滴灌水肥耦合对寒地水稻产量构成因素及产量的影响。[结果]膜下滴灌以体积含水量降至饱和含水量的80%为控水下限的水分管理、分蘖肥与穗肥用量分别为87,15kg/hm2的处理能够增加两品种的穗数/m2;膜下滴灌的两种水分、肥料处理对两品种穗粒数的影响不显著。膜下滴灌处理以体积含水量降至饱和含水量的80%为控水下限的水分管理其生物产量、经济系数和经济产量高于以体积含水量降至饱和含水量的60%为控水下限的水分管理,两品种的表现为一致的。膜下滴灌以体积含水量降至饱和含水量的60%为控水下限的水分管理,同时分蘖肥与穗肥用量分别为70,12kg/hm2的处理两品种的经济产量均为最低。空育131以体积含水量降至饱和含水量的80%为控水下限的水分管理,同时分蘖肥与穗肥用量分别为87,15kg/hm2的处理最适合膜下滴灌旱种;龙粳31号以体积含水量降至饱和含水量的80%为控水下限的水分管理,同时分蘖肥与穗肥用量分别为70,12kg/hm2的处理最适合膜下滴灌旱种。[结论]不同品种对膜下滴灌水肥耦合的反应不同,膜下滴灌旱种处理水肥耦合对寒地水稻产量有重要影响。     

基于15N示踪技术的干旱区滴灌葡萄氮素利用分析

为研究水氮调控对干旱区滴灌葡萄氮素吸收利用的影响,以新疆鲜食葡萄弗雷为试验材料,利用¹⁵N 示踪技术,设置2种灌水处理(灌水量为4 950、5 400 m³·hm^-2,分别记作W1、W2),3种施氮处理(施氮量为177、235、292 kg·hm^-2,分别记作F1、F2、F3)进行大田试验。结果表明,各处理土壤全氮含量和¹⁵N丰度差异极显著(P<0.01),并且在0~20 cm土层出现富集现象。各器官征调氮素能力随水氮投入加大极显著增强(P<0.01)。根系、茎秆、叶片器官的生物量随着吸氮量的增加极显著提高(P<0.01),而较高施氮量(F3)不利于果实器官生物量的积累。果树吸收的肥料氮量随水氮投入的加大逐渐增加,受水氮调控影响极显著(P<0.01),果树吸收的土壤氮量大于肥料氮量。W2F1的¹⁵N标记氮肥利用率和¹⁵N标记氮肥偏生产力最高,分别为38.36%和114.20 kg·kg^-1,W2F2的产量最高,为20 253 kg·hm^-2,但与W2F1差异不显著。表明水氮投入过多会引起茎秆和叶片器官徒长且不利于提高¹⁵N标记氮肥利用率。综上所述,灌水量5 400 m³·hm^-2、施氮量177 kg·hm^-2(W2F1)是兼顾经济效益与生态效应的可行水氮运筹模式。本研究结果为干旱区滴灌葡萄高产高效种植提供了参考。     

再生水滴灌对黄瓜生长及产量的影响研究

再生水的灌溉利用是国内外有效缓解农业用水紧张的重要举措之一。采用大田试验方法,以地下水滴灌为对照,分析研究了不同比例再生水滴灌对黄瓜生长及产量的影响。结果表明,和正常施肥的对照处理相比,在不施肥的情况下,全部采用再生水滴灌处理对黄瓜的生长发育和产量形成均表现出一定的促进作用,而其他也不进行施肥的较小比例的再生水滴灌处理中,黄瓜生长指标和产量表现出和对照相当或者略低的水平。因此,只要配以适当的农艺措施和灌溉制度,可以采取全部再生水滴灌,或者采用一定比例再生水灌溉和适当施肥相结合的方式,进行黄瓜的种植。     

微咸水膜下滴灌对棉花生长发育及其产量的影响研究

微咸水膜下滴灌是缓解全球农业用水短缺的有效途径之一。通过开展不同灌溉水矿化度条件下的农田控制试验,围绕微咸水膜下滴灌对棉花叶面积、地上生物量积累及其分配、棉株叶片含水率、棉花产量及产量构成因素等的影响进行了研究,同时结合Logistic模型,对地上干物质积累规律进行了探讨。结果表明:利用矿化度低于6.0g/L的微咸水膜下滴灌比淡水灌溉更有利于棉花叶面积的生长;微咸水矿化度在2.0g/L时会促进棉花干物质的积累,而当矿化度≥4.0g/L时,干物质积累量随着矿化度的增加而减少,矿化度的增加会使干物质快速积累起始时间推迟且持续时间缩短。当矿化度≤4.0g/L时,棉花生育后期生殖器官所占比重随灌水矿化度的增加而增大,但当矿化度达到6.0g/L时生殖器官所占比重减小;灌溉水矿化度对棉花产量的影响有明显的分段性,民勤绿洲区种植棉花的灌溉水矿化度阈值为3.51g/L,即在矿化度3.51g/L时,微咸水灌溉的棉花产量与淡水灌溉产量差异不明显,高于此阈值时,则会造成减产。     

灌溉定额对浅埋滴灌春玉米生长与产量的影响

[目的]通过不同灌溉定额对浅埋滴灌春玉米生长与产量的影响研究,筛选出适合内蒙古东部地区的最佳灌水定额,为应用和推广浅埋滴灌提供理论和实证依据。[方法]采用大田试验方法,设置400.20m~3/hm~2(CK),1 050.53m~3/hm~2(DG1),1 700.85m~3/hm~2(DG2),2 351.18m~3/hm~2(DG3),3 001.50m~3/hm~2(DG4)浅埋滴灌和常规地面漫灌3 201.60m~3/hm~2(GG)共6个灌溉定额处理,运用统计分析方法开展研究。[结果](1)随灌溉定额的增加,浅埋滴灌春玉米的株高、叶面积指数和叶绿素相对含量呈增加趋势;(2)净光合速率和蒸腾速率表现为DG4最大,DG3次之,叶片水平水分利用效率DG3DG4且GG处理最低;(3)DG3较GG处理的产量提高6.03%,灌溉水利用效率提高44.50%。[结论]浅埋滴灌条件下,全生育期灌溉定额为2 351.18m~3/hm~2的灌溉制度节水、节膜、增产效益最优。     

滴灌条件下玉米的产量和WUE效应研究

通过对滴灌条件下玉米产量和WUE效应的研究,认为在半干旱区玉米上实施滴灌,较畦灌显着节约了水资源,提高了水分利用效率,促进了玉米生长发育,增加了产量.而且在低灌溉量下,较畦灌更稳产,因而对半干旱地区玉米补充灌溉具有十分重要的意义.     

灌溉定额对膜下滴灌玉米生理性状及产量的影响

通过不同灌溉定额对膜下滴灌套播玉米生理性状及产量指标影响的研究,为套播玉米膜下滴灌栽培技术的应用和推广提供科学依据。在田间试验条件下,设置不同灌溉定额处理3 000 m³/hm²（D1）,4 500 m³/hm²（D2）,5 250 m³/hm²（D3）,6 000 m³/hm²（D4）和6 750 m³/hm²（D5）和常规地面灌（CK）处理,采用随机区组试验设计,研究不同灌溉定额对套播玉米生理性状和产量指标的影响。不同灌溉定额下套播玉米茎粗、株高、叶面积和SPAD值随灌溉定额的增加而增大,表现出D5 > D4 > D3 > D2 > D1,玉米整个生育期高灌溉定额（D5）比低灌溉定额（D1）分别平均提高21.74%,17.36%,18.73%,18.50%;产量及产量构成在一定灌溉定额下（3 000~6 000 m³/hm²）随灌溉定额的增加而增大,超过一定的灌溉定额（> 6 000 m³/hm²）对玉米的产量及产量构成无显著提高。膜下滴灌条件下,南疆套播玉米灌溉定额在5 250~6 000 m³/hm²内比较合适。     

基于灰枣产量和品质的水氮耦合效应研究

以滴灌为条件设置不同的水氮处理,通过水氮耦合模型建立与分析,研究了水、氮二因素对灰枣产量与品质的影响。结果表明：在设计水平范围内,增加土壤含水量会降低灰枣果实的单果重,而适量增施氮肥能提高灰枣产量;土壤中水分和氮素含量过高会降低灰枣果实还原糖与Vc含量,蛋白质的含量却随着土壤中氮肥量的增加而增加;水、氮二因素对灰枣产量、糖度、Vc、蛋白质含量的作用顺序均为：施氮量〉灌水量,水氮对产量具有协同效应,对灰枣还原糖、Vc和蛋白质含量交互作用不明显;以产量和品质为目标,推荐灌水量和施氮量分别为：4 500～5 250m3/hm2和225～375kg/hm2。