滴灌棉田根区水分对棉花干物质生产及水分利用效率的影响

[目的]研究滴灌条件下根区水分对棉花干物质生产、分配及水分利用效率的影响,为制定滴灌棉花水分精确管理制度提供依据.[方法]选用对水分敏感性不同的棉花品种为试材,分别设置常规滴灌和充分滴灌处理,在灌水前后监测土壤水分变化,同时测定棉花根系生长与分布、株高、叶面积指数及生物量等生理指标.[结果]常规滴灌量条件下土壤水分活动层集中在0～60 cm的土层中,且滴水前耕层土壤相对含水率均低于55;、滴水后可保持70;～80;的水分状况,有利于诱导根系纵向生长,维持生育后期较高的叶面积指数,并促进光合产物向产量器官蕾铃分配,从而提高了经济产量水分利用效率.不同品种对根区水分的反应差异较大,新陆早6号常规滴灌条件下皮棉产量低于新陆早8号,经济产量水分利用效率与新陆早8号无明显差异;充分滴灌条件下总生物学产量水分利用效率高于新陆早8号,经济产量水分利用效率显著低于新陆早8号.[结论]滴水总量在4 050～4 275 m3/hm2,依据品种对水分响应的差异,通过协调相关栽培技术,调控干物质生产及其在器官中的分配,可实现滴灌棉花产量与水分利用效率协同提高.     

水氮耦合对膜下滴灌棉花生长及产量的影响

【目的】研究水氮耦合对新疆北疆石河子地区膜下滴灌棉花生长和产量的影响。【方法】通过桶栽试验,结合当地棉花品种农丰133号为试验材料,在滴灌条件下进行水氮两因素三水平完全处理。灌溉设置三个水平:4 350、5 250、6 150 m~3/hm~2(分别标记为W1、W2、W3);设置三个施氮水平:300、500、700 kg/hm~2(分别标记为F0.6、F1.0、F1.4),研究棉花生育期内不同水肥处理对株高、叶面积指数(LAI)、干物质积累以及产量的影响。【结果】棉花在膜下滴灌施氮条件下,株高和叶面积指数随灌水量的增加而增加。在相同灌水处理下,棉花各项生理指标随施肥量的增加呈现先增大后降低的趋势,在施肥水平F1.0处达到最大,同时施肥过高一定程度上抑制了棉花的生长。【结论】在新疆北疆石河子棉花种植区,灌水量5 250 m3/hm~2、施氮量500 kg/hm~2为最佳膜下滴灌施肥策略。     

水分氮素及环境因子对南疆膜下滴灌棉花水分利用效率影响研究

试验研究了不同灌水量(2 850、3 900和4 950 m3/hm2)与施氮量(0、180、270和360 N kg/hm2)条件下南疆膜下滴灌棉花蕾期、花铃期与盛铃期功能叶水分利用效率(WUE).结果表明,在蕾期、花铃期水分与氮素对棉花叶片水分利用效率WUE无显著影响;在盛铃期,WUE显著地受到水分的影响,施氮、施氮与水分的交互作用对WUE无显著影响.在盛铃期时,灌水量为4 950 m3/hm2时的WUE显著高于灌水量为3 900和2 850 m3/hm2,后两者之间的WUE无显著差异.南疆膜下滴灌棉花水分利用效率的大小与棉田冠层环境因子密切相关,其中,温度是最主要的影响因子.WUE与叶片温度、空气温度、空气饱和差、胞间CO2与空气CO2浓度比呈现出极显著的负相关关系、WUE与光合有效辐射PAR呈显著负相关关系,WUE与空气相对湿度、空气CO2浓度呈现出极显著的正相关关系.     

水分与氮素对南疆膜下滴灌棉花水分利用效率与蒸腾速率的影响

研究了不同滴水量(2 850、3 900、4 950 m3/hm2)与施氮量(0、180、270、360 N kg/hm2)条件下南疆膜下滴灌棉花蕾期、花铃期与盛铃期功能叶水分利用效率WUE与蒸腾速率E。结果表明,在蕾期、花铃期水分与氮素对棉花叶片水分利用效率WUE无显著影响;在盛铃期,WUE显著地受到水分的影响,施氮、施氮与水分的交互作用对WUE无显著影响。在盛铃期时,滴水量为4 950 m3/hm2时WUE显著高于滴水量为3900、2 850 m3/hm2时的WUE,后两者之间的WUE无显著差异。不同处理棉花叶片蒸腾速率E在蕾期均高于花铃期和盛铃期。在蕾期,水分与氮素对蒸腾速率无显著影响;在花铃期,水分对蒸腾速率E的影响达到了显著水平,最高滴水量处理的蒸腾速率也最高,而施氮、水分与施氮的交互作用对蒸腾速率E无显著影响。在盛铃期,最高滴水量4 950 m3/hm2条件下,蒸腾速率E显著地受到施氮的影响,施氮量最高时,其蒸腾速率也最高。南疆膜下滴灌棉花水分利用效率、蒸腾速率的大小与棉田冠层环境因子密切相关,其中,温度是最主要的影响因子。WUE与叶片温度、空气温度、空气饱和差、胞间CO2与空气CO2浓度比呈现出极显著的负相关关系,WUE与光合有效辐射PAR呈显著负相关关系,WUE与空气相对湿度、空气CO2浓度呈现出极显著的正相关关系。蒸腾速率与空气温度、叶片温度、光合有效辐射PAR呈现出极显著的正相关关系。蒸腾速率与空气CO2浓度、胞间CO2与空气CO2浓度比呈现出极显著的负相关关系。     

水氮耦合对冬小麦不同生育期干物质积累量及水分利用效率的影响

采用完全随机区组设计,利用当地主栽品种潍麦8号通过大田小区试验,研究水氮耦合对冬小麦不同生育期干物质积累量及水分利用效率的影响。结果表明,在返青-拔节期,灌水、施肥可提高冬小麦的干物质量及水分利用效率;拔节-扬花期,灌水对干物质积累影响不大,在高水处理下反而降低,从而水分利用效率降低;扬花-灌浆期,高水高氮(W2N2)处理的干物质量最大,而作物水分利利用效率(WUE)在低水水平下较高。综合来看,本试验条件下,中水高氮处理(W1N2)是提高冬小麦生育期干物质量和水分利用效率的最佳方案。     

膜下沟灌水氮耦合对温室番茄根系分布和水分利用效率的影响

【目的】研究膜下沟灌水氮耦合对温室番茄根系分布和水分利用效率的影响,以获得较优的灌溉施氮模式。【方法】2011-09-2012-02在甘肃石羊河流域,以番茄品种"保罗塔"为供试材料,采用田间试验,设置1 485,2 080m3/hm2 2个灌水水平和225,410和630kg/hm2 3个施氮水平,进行完全随机区组设计,共6个处理,研究膜下沟灌水氮耦合对番茄根系分布和水分利用效率的影响。【结果】温室番茄根系主要集中在60cm以上的土层,随着土层深度的增加,根长密度呈指数下降;施氮过低或过高均可以导致番茄根系长度、产量和水分利用效率显著减小。在施氮量较低(225～410kg/hm2)时,随着灌水量的增加,番茄根系长度显著增加;当施氮量较高(630kg/hm2)时,番茄根系长度显著减小。当施氮量相同时,随着灌水量的增加,番茄产量显著增加,而水分利用效率显著降低。番茄产量与根系表面积呈显著正相关关系。【结论】在西北干旱地区,低水中氮(灌水量为1 485 m3/hm2、施氮量为410kg/hm2)处理为较理想的水氮耦合模式。     

南疆膜下滴灌不同品种棉花干物质积累规律的研究

研究了南疆10个品种棉花干物质积累的过程,结果表明其干物质积累过程均可用Logistic曲线方程表达,且均达到a=0.01极显著水平;根据干物质积累规律,不同品种棉花干物质积累的关键时期为7月上旬-9月中旬,此时棉花生长正处于花铃期。     

水氮耦合对玉米水分利用效率的影响

在甘肃河西绿洲灌区通过田间试验,研究了水氮耦合两因素共同作用下对春玉米水分利用率的影响.研究结果表明:全生育期施氮量为360 kg/hm2、灌水量为5700 m3/hm2条件下,玉米水分利用效率最高,为30.4 kg/(hm2·mm),比玉米水分利用效率最低的全生育期不施氮、灌水量为7200 m3/hm2处理的24.1 kg/(hm2·mm)高26.0%.全生育期施氮量为540 kg/hm2、灌水量为6450 m3/hm2条件下,玉米经济产量最高,为15060 kg/hm2,比玉米经济产量最低的全生育期不施氮、灌水量为5700 m3/hm2处理的12204 kg/hm2高23.4%.在全生育期施氮540 kg/hm2、灌水6450 m3/hm2条件下,既可获得高产又可获得较高的水分利用效率.     

水氮耦合对棉花干物质积累及产量的影响

[目的]研究水氮耦合对棉花干物质积累及产量影响.[方法]大田试验采用裂区试验设计,设置灌溉量与施肥量2个调控因子,其中灌溉量为主区,施肥量为副区,均设置3个梯度,灌溉量依次为2250(低灌量)、3450(中灌量,传统经验灌溉量CK)、4650 m3/hm2,(高灌溉量)分别以W1、W2和W3表示;施肥量(折合纯氮)依次...     

不同滴灌毛管布置模式棉花水氮耦合效应

 【目的】研究施肥量和灌水量对不同滴灌模式棉花产量、氮素利用效率（NUE）、水分利用效率（WUE）的水氮耦合效应的影响。【方法】试验设置1带4行、2带4行、2带6行3种滴灌模式,灌水量和施氮量采用二次通用旋转组合设计,进行大田小区棉花膜下滴灌试验。【结果】棉花产量的水氮耦合效应：灌水量和施氮量对棉花产量的影响,1带4行为灌水量＞施氮量,2带4行和2带6行为施氮量＞灌水量。在灌水量65.1～284.9 mm的范围内,3种滴灌模式棉花产量与灌水量呈显著正相关。棉花产量与施肥量,1带4行施氮量16.2～94.2 kg?hm-2呈显著的正相关,2带4行在施氮量为16.2～69.0 kg?hm-2呈负相关,施氮量为69.0～94.2 kg?hm-2呈正相关。2带6行施氮量为16.2～55.2 kg?hm-2呈正相关,施氮量为55.2～94.2 kg?hm-2呈负相关。棉花NUE的水氮耦合效应：灌水量和施氮量对棉花NUE的影响,3种模式均为施氮量＞灌水量。氮素利用效率与施氮量的关系,1带4行施氮量16.2～82.2 kg?hm-2,施氮量与NUE呈显著负相关,当施氮量为82.2～94.2 kg?hm-2呈显著正相关。2带4行施氮量16.2～69.0 kg?hm-2呈显著负相关,当施氮量为69.0～94.2 kg?hm-2呈显著正相关。2带6行在施氮量16.2～94.2 kg?hm-2呈负相关。在灌水量65.1～284.9 mm的范围内,3种滴灌模式氮素利用效率与灌水量呈正相关。棉花WUE的水氮耦合效应：灌水量和施氮量对棉花WUE的影响,1带4行和2带4行灌水量＞施氮量,2带6行为施氮量＞灌水量。施氮量与水分利用效率,1带4行呈正相关,2带4行施氮量为16.2～41.4 kg?hm-2呈负相关,施氮量为44.2～94.2 kg?hm-2呈正相关。2带6行在施氮量为16.2～55.2 kg?hm-2呈正相关,施氮量为55.2～94.2 kg?hm-2呈负相关。在灌水量65.1～284.9 mm范围内,3种滴灌模式棉花水分利用效率与灌水量均呈负相关。【结论】根据不同滴灌模式对水氮耦合效应,建立以棉花产量、NUE、WUE为目标的不同滴灌模式水氮管理策略,得出2带4行棉花滴灌模式为最能够促进水氮耦合效应发挥、有利于膜下滴灌棉花生长的田间水氮管理模式。     

水氮耦合对滴灌春小麦干物质积累分配与运转规律的影响

[目的]明确滴灌春小麦干物质积累与分配特征的水氮效应。[方法]以新春6号为供试材料,设置不同的灌水、施氮处理,对小麦植株各器官干物质积累及分配进行研究。[结果]春小麦地上部分干物质积累量呈"S"形变化,积累速率最大时期在拔节期—灌浆期。总干质量积累较大的处理为W_3N_2、W_2N_2、W_2N_3和W_3N_1,分别达15.16、14.63、13.25和13.19 t/hm~2。生育期内,N2处理的总干物质量、茎秆和穗器官干物质平均转移率分别为14.06 t/hm~2、45.34%和30.83%,而成熟期内W2处理的相应值分别为13.47 t/hm~2、31.14%和60.80%,均明显高于其他处理。各因素的总干物质积累影响效应从大到小依次为水氮耦合、水分、氮素,对穗部干物质影响效应从大到小依次为水氮耦合、氮素、水分。[结论]水氮耦合调控效应是调节滴灌春小麦生长的主要因素,生产中,采用中氮适水策略,保证生育前期的充足水分、中后期的适当氮素水平是促进春小麦健壮生长、提高产量的关键。     

土壤深层水和施肥深度对棉花生长发育及水分利用效率的影响

采用土柱栽培试验,设有土壤深层水(W_(80))和无土壤深层水(W_0)2种水分处理,每个水分处理下设基肥浅施(F_(10))和深施(F_(30))处理,研究水肥供应对棉花生育进程、生育期、生长参数和生物量积累及水分利用效率的影响。结果表明,与W_0处理相比,W_(80)处理使果枝数、蕾数、花数、铃数分别增加33.7%、6.5%、12.0%和24.3%,延长棉花蕾期(2~7d)和铃期(4~8d),蕾、铃脱落率分别降低9.58%和241.43%,水分消耗量增加2.3%~5.2%;茎叶、蕾铃以及总水分利用效率分别比W0处理高30.7%~40.7%、34.6%~52.6%和16.4%~27.2%。无论W_0还是W_(80)条件下,F_(10)处理使蕾、花铃期延长2~3d,茎叶、蕾铃以及地上部总生物量分别提高11.2%~21.0%、24.6%~32.8%和13.9%~16.1%。在W_(80)条件下,与F_(30)处理相比,F_(10)处理延长蕾期3d、铃期1d,使叶面积增加4.3%~24.9%,果枝数、蕾数、铃数分别增加19.0%、13.1%、9.1%,最终总干物质量和水分利用效率分别提高2.0%~13.9%和11.3%~15.2%。因此,充足土壤深层水配合基肥浅施可作为促进棉花高产节水的调控技术。     

根系分区交替滴灌对棉花产量和水分利用效率的影响

 为了探讨旱区农业节水新途径，在甘肃省石羊河流域下游荒漠绿洲区采用常规滴灌和分根区交替滴灌方式研究不同灌溉方式对大田棉花生长发育、产量、水分利用效率以及土壤水分分布的影响。结果表明，交替滴灌处理棉花叶片气孔开度减小，减少了奢侈的蒸腾损失，灌溉定额较小时根系分区交替滴灌对棉花的株高抑制作用较明显，灌水定额较大时限制作用不显著。根系分区交替滴灌技术在大田条件下可使籽棉产量比常规滴灌处理提高21.1%，总水分利用效率和灌溉水利用效率分别提高17.9%和20.9%。同等产量水平下与常规滴灌相比，交替滴灌可节省30.8%的灌水量。本研究表明根系分区交替滴灌是一种切实可行的节水灌溉技术，可在干旱缺水的棉花生产地区进一步研究和推广应用。     

灌溉频率对棉花干物质积累及水分利用效率的影响

【目的】研究滴灌条件下不同灌溉频率对棉花生长及产量的影响。【方法】在大田灌溉定额(4 650 m³/hm²)下,设置5个灌水频率(3、6、9、12和15 d/次,其中6 d/次为CK),分析灌溉频率对棉花生长发育过程中干物质积累及分配、产量的影响。【结果】高灌溉频率(3 d/次)干物质积累量较大,同化物向生殖器官的分配率较高,开花结铃数也较高,有利于提高籽棉产量和水分利用效率。【结论】在4 650 m³/hm²常规灌溉定额下,3 d/次的高频灌溉能够提高棉花的干物质积累量,有利于籽棉产量和水分利用效率的提高。     

水氮耦合对烤烟外观长势及烟叶干物质积累的影响

采用完全随机试验设计,研究水氮耦合对烤烟不同生育期外观长势及烟叶干物质积累的影响。结果表明,在灌水量60~80 L/株,施氮量3~7 g/株条件下,既可显著增加烤烟株高和茎围,促进叶片伸展,又可满足不同部位烟叶干物质积累的需要。     

新型氮肥对膜下滴灌玉米产量、氮素吸收及利用率的影响

【目的】比较不同新型尿素在膜下滴灌玉米上的肥效差异,筛选最佳的新型尿素类型。【方法】设置7个处理:不施氮肥、常规尿素、聚能网尿素、腐殖酸尿素、含锌尿素、控失尿素和常规尿素加锌。各处理施用等量氮磷钾,控失尿素全部基施,其他处理尿素30%作基肥,70%后期随水滴施,磷钾肥全部基施。在成熟期测定其生物量、产量和氮肥吸收利用率和土壤中铵态氮、硝态氮含量。【结果】与普通尿素相比,新型尿素处理后玉米产量增加6.32%~9.62%,地上部干物质量增加5.62%~13.43%,差异显著。其中控失尿素增产效果最为明显,比普通尿素增加13.43%;与普通尿素相比,新型尿素处理后氮肥利用提高3.26%~8.28%,控失尿素氮肥利用率最高;新型肥料均有利于提高0~40 cm土壤铵态氮和硝态氮累积,其中控失尿素处理后效果最好。【结论】施用控失尿素,棉花产量提高9.62%,地上干物质量提高13.43%,氮肥利用率提高8.28%,应用效果最好。     

减施氮肥对北疆滴灌棉花干物质积累及产量的影响

【目的】 减氮栽培条件下,北疆滴灌棉花干物质分配动态及产量形成的规律,寻求最佳施氮量。【方法】 供试棉花品种为鲁棉研24,设置4个不同施氮水平,分别为506(N1),402.5(N2),299(N3)和195.5 kg/hm²(N4),分析减施氮肥对北疆滴灌棉花干物质积累及产量的影响。【结果】 在N3处理下,干物质快速积累期时间持续最长,为42 d,分别比N1、N2和 N4处理多15、19和15 d。N3处理下,干物质积累最大速率Vm最小,分别比N1、N2和N4处理低13.3%、24.2%和10.74%;N3处理营养器官干物质积累最大速率Vm和生殖器官干物质积累速率Vm均达到最大,其中N3处理营养器官干物质积累最大积累速率Vm分别比N1、N2和N4处理高35.92%、3.48%和0.67%。N3处理生殖器官干物质最大积累速率Vm分别比N1、N2和N4高52%、22%和19%。N2处理下籽棉产量最高,达到5 938.34 kg/hm²,显著高于N1和N4处理,但与N3处理间差异不显著。【结论】 高氮促使干物质向营养器官分配,适量减氮则有利于干物质向生殖器官分配;高氮(N1)会造成棉花中后期营养生长旺盛,适量降低氮肥(N3)使用量不会显著降低棉花产量。北疆棉区滴灌棉花最适施纯氮量299～402.5 kg/hm²。     

氮水协同对玉米干物质和氮素累积与氮素运移及利用效率的影响

【目的】 研究氮水协同供应对驻玉216品种干物质和氮素累积与分配、氮素运移及利用效率的影响。【方法】 采用裂区试验设计,设置施氮和灌水2个因素,3个灌溉水平W₀(0 m³/hm²)、W₁(750 m³/hm²)、W₂(1 500 m³/hm²);3个施氮水平N₀(0 kg/hm²)、N₁(150 kg/hm²)、N₂(300 kg/hm²)。【结果】 W₂灌水量(1 500 m³/hm²)和N₁施氮量(150 kg/hm²)氮水协同供应下成熟期地上部干物质和氮素积累量、氮素吸收效率最高,W₁灌水量(750 m³/hm²)和N₁施氮量(150 kg/hm²)氮水协同供应有利于干物质和氮素累积向籽粒内运移,提高营养器官氮素运移量,增加籽粒内的分配比重,提高氮素利用效率、氮素运移效率、氮素运移贡献率、氮肥农学效率和氮肥偏生产力。【结论】 综合籽粒产量与节肥节水因素,灌水量750 m³/hm²、施氮量150 kg/hm²是驻玉216品种灌水施肥最优组合。