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。     

棉花不同水氮组合NDVI的差异性及产量效应研究

为建立最优水氮组合提供参考,设置4个氮肥处理、3个水分处理的大田试验,随机分组,分析了棉花不同水氮组合NDVI和棉花生长状况的差异性,建立以产量为因变量的水肥模型。结果表明,不同水氮组合的棉花冠层NDVI变化都呈"低-高-低"趋势。施氮量对棉花冠层NDVI的影响大于灌水;依据建立水氮效应的产量模型确定的最高施氮量和灌水量分别为298.47 kg/hm2和3 698.75 m3/hm2,理论棉花产量为6 597.02 kg/hm2。因此,合理的水氮组合既能减少水肥浪费,又能提高棉花产量。棉花冠层NDVI能够很好地反映棉花生长状况,可替代传统方法获取棉花生长指标。     

水肥耦合对设施葡萄产量、品质和水肥利用的影响

为探究水肥耦合对设施葡萄产量、品质、水肥利用效率的影响,以便得到符合当地葡萄生长的最优的水肥组合,以扎娜葡萄为研究对象,设置不同的灌水施肥水平。灌水水平设置为3个水平(低水W_1、中水W_2、高水W_3,灌溉量分别为0.5ET_0、0.75ET_0、ET_0),施肥水平设置为3个水平(低肥F_1、中肥F_2、高肥F_3,总施肥量分别为450、675、900kg/hm~2),共9个水肥组合处理,每个处理设3个重复,探索适合设施葡萄生长水肥一体化管理模式。试验结果表明:水肥耦合效应对产量及品质产生了显著性影响(P0.01),且灌水量对产量、品质的影响大于施肥量的影响;在一定范围内,增加灌水量和施肥量,有利于果实产量和品质的提高。通过计算机建模寻优,考虑葡萄产量、品质、灌溉水利用效率和肥料偏生产力等指标因素,得到适合本地区温室葡萄最优水肥用量即灌水量为2844～3355m~3/hm~2,施肥量为588～830kg/hm~2。     

隔沟灌溉温室番茄优化水氮耦合模式综合评价

以番茄为试验材料,设置固定隔沟灌和交替隔沟灌两种灌溉方式,每种灌溉方式设置2个灌水水平和2个施氮水平,共8个处理,分别测试每个处理番茄的产量、平均单果重、水分利用效率和品质,最后采用多指标综合评价方法提出优化的水氮耦合模式,结果表明:产量和水分利用效率最优的水氮耦合模式为T8(AFI),推荐灌水量为1 100m3/hm2,施氮量为150kg/hm2;品质最优的水氮耦合模式为T6(AFI),推荐灌水量为1 300m3/hm2,施氮量为150kg/hm2;综合最优的水氮耦合模式为T6(AFI),推荐灌水量为1 300m3/hm2,施氮量为150kg/hm2。     

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。     

不同水肥处理对马铃薯氮素利用率的影响

针对目前马领薯种植中氮肥利用率较低等问题,采用5因素5水平(1/2实施)的二次回归正交旋转组合试验设计方法,在宁夏中部干旱地区开展了马铃薯室外盆栽试验,分析了不同水肥配合对马铃薯的氮素利用率的影响规律。研究得出,试验条件下氮素利用率达到最大值时的各因素(灌水时期、灌溉定额、施氮量,磷肥和钾肥用量)最佳组合。即,试验条件下氮素利用率最大值时各因素最佳组合为:灌水时期为苗期,现蕾期,花期和成熟期四个生育期灌水,分别灌灌溉定额的25%;灌溉定额为900m3/hm2,施氮量为225kg/hm2;磷肥为225kg/hm2;钾肥为375kg/hm2。     

控制灌溉条件下水肥耦合对水稻产量及其构成因子的影响

运用最优饱和设计方法进行控制灌溉条件下的水肥耦合研究。结果表明,氮、磷、钾营养元素及灌水量对水稻产量及其构成因子的影响各不相同,四因素影响水稻产量的顺序由大到小依次为:施氮量、灌水量、施钾量、施磷量。水稻最高产量达18 918.55 kg/hm2时,相对应的施氮量206.63 kg/hm2,施钾量50.30 kg/hm2,施磷量35.85 kg/hm2,灌水量为饱和含水率的61.37%~79.78%。     

盐渍化土壤向日葵水-肥耦合试验研究

以内蒙古河套灌区主要作物油料向日葵为研究对象,进行了田间试验,采用312-D最优饱和试验设计方案,随机排列,2次重复,以产量为目标函数建立了不同盐分水平下的回归模型,并进行分析。研究结果表明,在盐渍化地区土壤中水肥因子的影响效应轻度盐渍化土壤依次为水分、磷、氮,中度盐渍化土壤依次为水分、氮、磷。最佳水肥配比范围轻度灌水量为1 581～2 116 m3/hm2,中度灌水量为1 088～1 549 m3/hm2,氮为225 kg/hm2,磷为150 kg/hm2。     

水肥耦合对温室葡萄产量和水肥利用的影响

为研究滴灌条件下水肥耦合对温室葡萄产量、水分利用效率以及肥料偏生产力的影响,以早熟葡萄品种"6-12"为研究对象,在陕北风沙区开展了不同水肥处理田间试验。灌水设置高水W1(3 810 m3/hm2)、中水W2(3 045m3/hm2)、低水W3(2 280 m3/hm2) 3个水平,施肥设置高肥F1(930 kg/hm2)、中肥F2(840 kg/hm2)、低肥F3(750 kg/hm2)3个水平,完全组合共9个处理,每个处理3个重复。结果表明:灌水量对葡萄产量、水分利用效率和肥料偏生产力的影响均大于施肥量的影响,施肥对肥料偏生产力的影响显著;葡萄产量、水分利用效率和肥料偏生产力均受到水肥交互作用的影响,在一定范围内增加水肥用量有利于产量和水肥利用率的提高,但过高的水肥供给会带来明显的负效应。建立了灌水量和施肥量与葡萄产量、水分利用效率以及肥料偏生产力之间的函数模型,均达到了显著水平,能够较好地反映水肥用量与葡萄产量、水分利用效率以及肥料偏生产力之间的关系。通过计算机模拟寻优,综合考虑葡萄产量、水分利用效率和肥料偏生产力的大小,得出适宜本地区温室葡萄栽培的水肥用量为:灌水量2 784～3 462 m3/hm2,施肥量784～893 kg/hm2。     

引黄灌区水稻节水节肥最优组合方案研究

采用正交试验法,在砂性土壤上对控灌条件下的水稻水平畦田规格、灌水下限和施氮量三因素最优组合方案进行了试验研究。结果表明,三因素对水稻生长发育及产量影响的主次顺序为施氮量(主)-灌水下限-水平畦田规格(次)。在一定范围内,水稻产量随着水平畦田规格的增大产量逐渐减小;随着灌水下限和施氮量的增加产量逐渐增加。由三因素对水稻生理性状及产量的影响分析结果,得出水平畦田规格为0.134hm2、灌水下限为饱和含水率的80%~90%,施氮量为464.25kg/hm2为试验最优组合方案,为水稻节水节肥增产提供了技术依据。     

滴灌施肥下水肥用量对温室土壤硝态氮残留的影响

【目的】通过水肥管理达到减少温室土壤硝态氮残留、维持土壤质量的目的,探求温室土壤硝态氮残留与水肥用量的关系。【方法】在滴灌施肥条件下,以灌水量和氮、磷、钾及有机肥用量为试验因素,根据当地日光温室番茄长季节栽培实际中的水肥用量,设计各试验因子的水肥水平,采用五元二次通用旋转组合设计进行试验。拉秧后测定耕层土壤硝态氮量,建立土壤硝态氮量与水肥因子间的数学模型,据此分析了各单因子效应及二因素的耦合效应。【结果】施氮量对土壤硝态氮残留量影响最大,施磷量、灌水量和施钾量次之,有机肥用量最小。当其他因子为0水平时,土壤硝态氮残留量随氮肥用量的增多而增加,随施磷量呈开口向上的抛物线变化,随灌水量、施钾量以及有机肥用量呈开口向下的抛物线变化。灌水量及氮、磷、钾和有机肥用量对土壤硝态氮残留产生的影响程度随其他因子的水平而变,存在明显交互作用。模型寻优显示:灌水量455.1～471.5 mm,施氮量532.3～586.5 kg/hm2,施磷量420.8～466.4 kg/hm2,施钾量646.1～723.5 kg/hm2,有机肥用量25.6～27.9 t/hm2,耕层土壤硝态氮量可维持在100～150 mg/kg的较低水平。【结论】温室菜地土壤硝态氮残留量相对较大,可以通过优化水肥用量来减少土壤硝态氮的残留,故在滴灌施肥条件下仍需严格控制水肥用量。     

黑龙江省西部半干旱区玉米膜下滴灌水、氮、磷耦合效应分析

水分和养分是半干旱区粮食生产的两大重要因子。因此,研究膜下滴灌条件下水肥耦合效应对玉米产量的影响具有重大的生产指导意义。采用311-D最优饱和设计,在膜下滴灌条件下,开展了玉米产量效应的田间试验研究。通过对玉米产量进行二次回归拟合,建立了各因素的回归数学模型。结果分析表明,施氮量、施磷量、灌水量对玉米产量的影响均为正效应,其中施氮量为主要影响因素,灌水量和施磷量次之。各因素交互效应顺序:氮水磷水氮磷,其中氮磷、氮水交互表现为正效应,磷水交互表现为相互替代作用。从产量角度,通过频数分析对模型寻优,在实际大面积生产中要获得大于14 000kg/hm2的产量,在固定钾肥用量为250kg/hm2时,氮肥量范围290.73~315.81kg/hm2、磷肥量范围125.50~147.40kg/hm2、灌水量范围505.60~587.95m3/hm2。     

不同氮肥条件下补充灌溉对冬小麦生长、产量和WUE的影响

【目的】促进农业用水施肥增效,初步探索出适宜于陕西关中地区干旱年冬小麦高产的合理水肥区间。【方法】设置灌水次数和施氮量2个因素,灌水次数分别为全生育期不灌水(I0)、拔节期灌1次(I1)、抽穗期灌1次(I2)、拔节期和抽穗期各灌1次(I3),拔节期、抽穗期和成熟期各灌1次(I4),施氮量设置为75 kg/hm2(F1)、150 kg/hm2(F2)、300 kg/hm2(F3),研究了冬小麦生长指标、产量和水分利用效率。【结果】①随着灌水量的增加而增加,旱作雨养种植增加了作物对土壤储水量的吸收利用,在收获后腾出了相应的土壤水分库容。土壤水分的消耗量随施氮量的增加而略有增加。②在同一水分处理下,冬小麦地上部干物质量各生育期均呈高肥中肥低肥,增施氮肥能够显著增加地上部干物质量,同一氮肥水平处理下,各生育期的干物质量均随灌水量的增加而增加,且补灌拔节水对增加干物质量有着显著正效应。③灌水对产量有着极显著影响,对水分利用效率无显著性影响;施肥对产量无显著影响,与水分利用效率有着极显著的正相关关系。F1I0处理产量最低3728.00kg/hm2,F3I4处理产量最大5 905.90 kg/hm2,高出F1I0处理58.42%。F2I1处理WUE为1.88 kg/m3,产量为5 377.1kg/hm2,比F1I0处理WUE高出48.77%,比F1I0处理产量高出44.24%。【结论】在干旱年条件下,施氮量150 kg/hm2和在拔节期补灌1次(F2I1)为陕西关中地区较为适宜的高效水肥管理措施。     

基于灰色关联与TOPSIS耦合模型的甜瓜水肥灌溉决策

为对设施甜瓜高效集约化生产实施准确有效的水肥管理,以“千玉六号”甜瓜为对象,于2020年4—7月在陕西省杨凌区的双层大跨度温室内进行试验,设水肥两因素,依据蒸腾蒸发量（ETc）和目标产量法设计3个灌水量（W1：低水,75%ETc;W2：中水,100%ETc;W3：高水,125%ETc）及3个施肥量（F1：低肥,施肥量758.44kg/hm2;F2：中肥,施肥量948.05kg/hm2;F3：高肥,施肥量1137.66kg/hm2）,研究不同水肥条件对甜瓜生长、产量、品质及水肥利用效率的影响,运用综合评价方法确定最优灌水施肥制度。结果表明,水肥耦合对甜瓜各指标的影响不同,基于博弈论的组合赋权法对甜瓜生长、产量、品质及水肥利用效率4类因素12个指标进行综合赋权,其中总产量权重最大,为0.343,游离氨基酸含量最小,为0.007。基于灰色关联与TOPSIS耦合模型进行综合评价,中水中肥处理下复合贴近度最佳。水肥配施对甜瓜综合生长的交互作用显著,灌水量及施肥量对甜瓜综合生长的调控均呈先增加再降低的趋势,与实际生产相符。当灌水量为810.52~990.64m3/hm2、施肥量为853.25~1042.85kg/hm2时甜瓜综合生长得分最高,为最优的水肥配施方案。本研究可为当地设施甜瓜生产中水肥科学管理提供依据。     

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。     

覆膜滴灌条件下滴灌湿润比和施氮量对甘薯生长的影响

为提高甘薯产量、品质以及水氮利用效率,设置3个灌水水平：不灌水（P1）、滴灌湿润比30%（P2）、滴灌湿润比60%（P3）,3个施氮水平：90kg/hm2（N1）、180kg/hm2（N2）、270kg/hm2（N3）,共9个处理进行田间试验,探索不同水氮组合下甘薯生长指标、产量以及营养成分对水肥的响应。研究分析不同水肥处理下甘薯蔓长、茎粗、干物质积累量、块茎分级、产量、块茎可溶性糖含量、块茎淀粉含量、块茎总类胡萝卜素含量以及块茎粗蛋白含量等指标的变化。结果表明：在相同滴灌湿润比处理下,N3处理地上干物质量大于N2、N1处理（N1P2除外）。在定植后157d,N1、N3施氮量处理下的P3处理地上干物质量最高,N2施氮量处理下则是P2处理地上干物质量最高。在生育期后期、不灌水（P1）条件下,N3处理地下干物质量最高;在P2、P3处理下,则N2处理最高。在相同滴灌湿润比处理下,随着施氮量的增加,甘薯产量、单株结薯数、大薯块个数（质量）以及可溶性糖含量均先增加、后减小,甘薯块茎粗蛋白含量先略有减小、而后增加,总类胡萝卜素含量减少。而在相同施氮量、不同滴灌湿润比处理间各指标均无显著性差异。N2P3（中氮高水）处理甘薯产量、可溶性糖含量表现最优,N3P2（高氮中水）处理甘薯块茎粗蛋白含量最高,N1P1（低氮不灌水）处理甘薯块茎总类胡萝卜素含量最高。综合考虑甘薯的产量、氮肥偏生产力与品质,经回归分析表明,在本试验条件下甘薯较为适宜的滴灌湿润比为60%,氮肥用量为180.25kg/hm2。     

水氮对滴灌夏棉生长特性和产量的影响

为揭示水氮供应对新乡地区夏棉生长特性和产量的调控效应,在滴灌条件下,采用裂区设计设置5个氮素施用水平和3个灌溉供水水平,通过田间试验,分析了不同水氮处理对夏棉生长特性和产量的影响。结果表明,增加灌水量和氮肥用量对株高、叶面积指数、地上部干物质以及蕾铃花干质量的增加都有促进作用,低水、低氮条件下作物生长会受到明显抑制,而高氮则在高水和低水情况下对作物生长有抑制作用。氮素和水分之间存在相互补偿效应。水分、氮素及其交互作用对籽棉产量都有显著影响;3种不同灌水量条件下,在施纯氮180kg/hm2时籽棉产量最高;5种不同施氮量条件下,灌水定额30mm时籽棉产量最高;在灌水定额30mm和施纯氮180kg/hm2时,产量最高,达4 016kg/hm2。因此,夏季棉花最优水氮管理方案是灌水定额30mm条件下施纯氮180kg/hm2。     

不同水肥处理对宁夏枸杞产量及水肥利用效率的影响

为提高宁夏中部干旱区枸杞产量、水肥利用效率及经济效益,研究不同水肥处理对枸杞产量、水肥利用效率的影响.以"宁杞7号"枸杞为研究对象,采用"311-B"D饱和最优设计,分析不同水肥处理对枸杞耗水量、水肥利用效率和经济效益的影响.建立以枸杞产量、水肥利用效率、经济效益为因变量,水肥为自变量的回归模型,计算出各因素最大时对应的水肥用量,利用TOPSIS综合评价方法结合回归分析,确定膜下滴灌下枸杞综合效益最优的水肥施用方案.结果表明,枸杞的耗水量与灌水量呈正比关系,水分利用效率则随耗水量的增加呈降低趋势,水分利用效率最高为0.39 kg/m3,较最低值高41％;中水中肥的T11处理的枸杞鲜重和干重产量最高分别为8436 kg/hm2和2250.3 kg/hm2,同时经济效益也达到最高为24.212万元/hm2,较平均水平高24.16％;中水高肥的T3处理的百粒重最大较T11处理高3.0％,粒度最小较T11处理低12.18％;肥料偏生产力与灌水量和水氮交互有极显著影响,与肥料用量呈反比关系.综合考虑灌水量、氮肥、钾肥对枸杞产量、水肥利用效率及经济效益的影响,兼顾节水节肥,膜下滴灌方式下枸杞的最优水肥方案为:灌溉定额为2324.25～2464.05 m3/hm2,肥料施量(N-P2O5-K2O)为419.85-269.25-330 kg/hm2～486-294-330 kg/hm2.     

沙地水肥耦合对玉米生长及产量的影响

本试验针对沙地玉米生长设计灌溉定额及施氮量两个因素。灌溉定额分为3个水平,分别为2 925、2 250、1 590 m3/hm2;施氮量分为4个水平,分别为对照处理不施氮0、125、225和325 kg/hm2。低水平的四个施氮量:W3N0、W3N1、W3N2、W3N3,中水的四个施氮量W2N0、W2N1、W2N2、W2N3和高水的四个施氮量W1N0、W1N1、W1N2、W1N3。试验结论:土壤为沙地时,全生育期灌溉水量为2 925 m3/hm2,施氮量225~325 kg/hm2之间的水氮配合比对玉米的株高、茎粗、叶面积的生长最为有利。同一施肥水平下,增加灌水量有利于作物对氮肥的吸收,但灌水量太大,导致土壤养分向下迁移。合适的水肥配合比会使产量最优化,在W2N2处理下,即全生育期玉米灌水量为2250 m3/hm2施氮量为225 kg/hm2时产量最高,水分利用率最大,为本地沙地区节水灌溉适宜的水肥耦合的阈值区域。     

宁夏干旱带油用向日葵水肥耦合效应研究

在滴灌条件下,采用"3414"最优最有混合设计的部分实施方案,增加农家肥处理以作比较,并结合不同灌水定额,在宁夏中部干旱带开展了油用向日葵水肥耦合田间试验。揭示了不同灌溉定额条件下油用向日葵氮磷钾肥与农家肥肥料效应及其水肥耦合效应。结果表明:相同灌水量条件下,增施氮磷钾肥和农家肥均可提高产量,以氮磷钾处理最优,比无肥对照增产31%~38%;相同施肥条件下,实施灌水可提高产量,并灌水量为600m3/hm2的增幅总是比灌水量为1200 m3/hm2显著。适合当地的最优水肥耦合组合为:灌水量为600 m3/hm2,纯N用量为210kg/hm2,P2O5用量为90kg/hm2,K2O用量为60kg/hm2。产量达到4 074kg/hm2,比不灌水无肥对照增产63.8%,较灌水600m3/hm2的农家肥对照处理增产11.5%。