地表滴灌水氮耦合对毛白杨幼林生长及土壤水氮分布的影响

为探究地表滴灌水氮耦合对毛白杨生长及土壤水氮分布的影响,以2年生三倍体毛白杨人工林为研究对象,研究2种灌水处理（W20、W45）和3种施氮水平（80、150、220 kg/(hm2·a)）下滴头正下方0～80 cm土层土壤含水率（soil water content,SWC）和无机氮（Nmin）的动态变化规律,结合林木生长情况,明确2年生三倍体毛白杨最佳水氮耦合策略。结果表明：W20处理能显著促进4－7月林木胸径生长（P<0.05）,水氮因子尚未表现出交互作用（P>0.05）。灌溉能显著影响SWC,旱季（4月底至6月中旬）W20处理平均SWC达到11.3%,较空白对照（CK）提高37.5%;雨季（6月下旬至8月初）SWC受降雨影响整体提升,处理间差异不显著（P>0.05）。旱季Nmin在0～80 cm土层逐渐积累,集中分布在0～20 cm表土层,且随施氮量增加而增加;雨季Nmin向深土层移动,W20处理Nmin出现深层淋溶,W45处理各土层Nmin分布均匀,其中W45N150处理0～80 cm土层Nmin平均质量分数达到44.27 mg/kg,显著高于其他处理（P<0.05）。生长季末各处理Nmin均增加,在土层中产生积累。综上,N150处理能保证整个生长季内0～80 cm土层充足的氮素含量,结合林木生长情况判断,4－7月W20处理能显著促进毛白杨幼林生长（P<0.05）,8月份开始W45处理即可满足林木生长对水分的需求。     

水氮耦合对日光温室黄瓜根系生长的影响

为揭示不同水氮耦合的促根机理,该文以日光温室冬春茬和秋冬茬黄瓜根系为主要研究对象,应用主成分分析法对根系生长情况进行综合评价,探索有效根直径范围内根系根长密度在土壤中的分布与不同土层间NO3--N含量之间的关系。结果表明:该文得到的综合主成分可以代表97.27%的根系信息,综合评价最高的处理为优化灌溉定额为300 m3/hm2时,冬春茬共灌溉8次,优化施氮量240 kg/hm2、秋冬茬共灌溉5次,施氮量50 kg/hm2,该水肥管理条件能够更好地促进黄瓜根系的生长,提高了日光温室黄瓜的产量,降低了氮肥及水资源的浪费,是日光温室黄瓜的优质高效施肥灌溉模式。     

水氮耦合对枣树生长与产量的影响

以滴灌为条件设置不同水肥处理,研究水氮耦合对枣树生长与产量的影响。结果表明:在年生长周期内枣树枝干生理生长在夏季最快,叶片生理生长在春季最快;在设计水平范围内,土壤中增施氮肥和增加灌水量均能促进枣树基径、树高和梢条的生长发育,提高叶面积指数,但会一定程度上降低叶片厚度和叶绿素含量;另外,增加土壤含水量还会降低枣树果实的单果重和果形指数;通过模型建立与分析,二因素对枣树产量的作用顺序为:施氮量>灌水量,水氮对产量具有协同效应,以枣树产量为目标,推荐灌水量和施氮量分别为:5 250～6 000m3/hm2和300～375kg/hm2。     

水氮耦合对河西绿洲娃娃菜生长与生理生化指标影响

以娃娃菜的品种"春宝黃"为材料,采用双因素随机区组设计,研究了不同水氮用量处理(水分处理:充分灌溉A1,轻度亏水A2,中度亏水A3;氮肥处理:经验施氮量N1,优化施氮量N2,零施氮量N3)对娃娃菜生长与生理生化指标的影响。结果表明:处理A1N2的娃娃菜植株,在外叶数、球叶数、横茎、纵径、生物学产量和经济产量等形态性状指标上表现最优,其值分别为7.37片、39.73片、15.48 cm、28.92 cm、208.99 t/hm~2和64.12 t/hm~2;同时,叶片丙二醛(MDA)含量最低为1.15μmol/g;其根系活力最强,过氧化物酶(POD)和超氧化物歧化酶(SOD)的活性最高,分别为269.8μg/(g·h)、515 U/(g·min)和418 U/g。各处理对娃娃菜生物学产量、经济产量、根系活力、POD和SOD高低影响的大小顺序均为:A1N2A2N2A3N2A1N1A2N1A3N1A1N3A2N3A3N3。     

棉花膜下滴灌水氮耦合效应研究

在南疆气候条件下,研究了膜下滴灌棉花水氮耦合效应。结果表明,在膜下滴灌条件下,水氮存在明显的互作效应,水分胁迫极大地抑制肥效发挥,而水分适宜时,不同氮肥处理棉花产量差异显著;氮肥也促进了水分效应的发挥,但是水分是棉花产量的主效应因子。试验中最优水氮组合为每公顷灌水505.mm、氮肥225.kg。高产棉花冠层指标分别为:株高66.9.cm、叶龄15.6个、果枝13.1台、成铃数8.9个。水氮胁迫缩短了棉花生育期,这可能是不同水氮处理棉花产量差异的主要原因。     

云南蔗区播期与水氮耦合对甘蔗产量和糖分影响

播期调控和水氮优化管理是提高作物产量和品质的有效措施。德宏是云南甘蔗主产区之一,属于典型的湿润蔗区,然而播期和水氮管理对该区甘蔗生产的耦合效应尚不明确。该文基于云南德宏蔗区瑞丽甘蔗试验站的大田分期播种试验数据评估了APSIM-Sugar(Agricultural Production Systems sIMulator-Sugar)模型的适应性,并应用验证后的模型进行了播期和水氮耦合对甘蔗大田生产影响的情景模拟,通过比较不同耦合方式下的蔗茎产量、蔗茎含糖量、水分和氮肥利用效率等指标差异,分析了云南德宏蔗区雨养和灌溉条件下的最优播期和水氮管理耦合方案。结果表明:APSIM-Sugar模型能够较准确的模拟云南德宏蔗区甘蔗代表品种(ROC22和YZ0551)在典型播期下的蔗茎产量和含糖量变化趋势,模拟相对均方根误差在10%以内,决定系数R~2大于0.9。播期调控和水氮优化能够为德宏蔗区的甘蔗生产提供积极影响,雨养条件下采用春植或冬植有利于甘蔗稳产和水氮高效利用,灌溉条件下采用秋植或春植有利于甘蔗高产和水氮高效利用。云南德宏等湿润蔗区旱地甘蔗推荐种植模式为,春植蔗2月下旬播种,冬植蔗12月下旬播种,施用纯氮60 kg/hm~2,可获得95～100t/hm~2的蔗茎产量(含糖量大于19%)。水浇地甘蔗推荐种植模式为,春植蔗2月下旬播种,施用纯氮120 kg/hm~2,配合伸长期灌水360 mm,可获得近120 t/hm~2的蔗茎产量(含糖量大于17%);秋植蔗10月下旬播种,施用纯氮180 kg/hm~2,配合分蘖期和伸长期灌水720 mm,可获得近170 t/hm~2的蔗茎产量(含糖量大于18%)。研究结果可为在云南湿润蔗区进行甘蔗生产的播期调控和水氮优化提供依据,为甘蔗高产高效种植管理决策提供参考。     

不同水氮耦合管理下耕层土壤的氮动态

以中国科学院封丘农业生态试验站水氮耦合长期试验地为研究平台,采集了不同水氮耦合管理下耕层0～10 cm、10 ～ 20 cm和0～20 cm土壤,测定了六种形态的氮(无机氮、有机氮、酸解有机氮、酸解铵态氮、溶解性有机氮和微生物生物量氮)和三种与氮周转密切相关的生物性指标(脲酶活性、蛋白酶活性和硝化势).三因素方差分析结果表明,施氮和耕层深度对六种形态氮均有显著作用,而灌水对这六种形态氮无显著作用.单因素方差分析结果显示施氮明显提高了耕层0 ～ 20 cm土壤无机氮、有机氮、脲酶活性及硝化势,而对土壤酸解有机氮和酸解铵态氮无显著影响;六种形态的氮、蛋白酶活性及硝化势均不受灌水量的影响.不同水氮耦合管理下耕层0 ～ 10 cm土壤六种形态氮、脲酶活性、蛋白酶活性及硝化势几乎均明显地高于10～20 cm土壤.通过对不同水氮耦合管理下耕层土壤氮动态的研究,本研究得出最佳的水氮耦合管理模式是灌水至20 cm土层的田间持水量和每季施氮190 kg hm-2.     

不同灌水技术下水氮耦合对山地苹果产量和品质及水氮利用的影响

为探究不同灌水技术下水氮耦合对山地苹果产量、品质及水氮利用的影响,采用三因素三水平正交试验,共设3种灌水技术(涌泉根灌(S)、陶瓷渗灌(P)和地表滴灌(D))、3个灌水量(高水(H₁)、中水(H₂)和低水(H₃))、3个施氮量(高氮(N₁)、中氮(N₂)和低氮(N₃)),共9处理,每个处理重复3次。分析山地苹果产量及水氮利用效率对不同灌水技术下水氮调控的响应规律。结果表明：灌水技术对单果重、维生素C和果实色泽有显著影响(p<0.05),灌水量和施氮量对苹果的产量、单果重、硬度、色泽、可溶性固形物、可滴定酸、可溶性糖、维生素C、糖酸比、氮肥偏生产力和灌溉水利用效率影响显著(p<0.05)。T₂处理(SH₂N₂)山地苹果产量(30 490.02 kg/hm²)最大,T₅处理(PH₂N₃)氮肥偏生产...     

不同水氮管理对菠菜生长和水氮利用的影响

针对传统水肥方式中存在的投入过量问题 ,采用控制耕层土壤湿度以及应用KNS氮素推荐系统对菠菜的产量及水氮利用进行了研究。结果表明 ,推荐施氮处理与传统施氮处理对菠菜的生长没有明显的差异 ,而控制耕层土壤水分含量为植物有效的土壤含水量的 50%～80%及 60%～90%时的处理产量比传统灌水处理有显著性增加。推荐灌水施氮模式同传统灌水施氮模式相比 ,菠菜产量没有明显的差异 ,但是氮素以及水分供应量分别减少了 73.6 %和 39.2% ,相应地水分利用效率提高 64% ,氮素利用效率也有显著提高。推荐的水氮处理在菠菜收获后土壤无机氮残留量比传统处理明显降低。因此在合理灌溉的基础上进行氮素推荐 ,可有效地解决蔬菜生产中产量与环境之间的矛盾     

水氮耦合对红小豆根系生理生态及产量的影响

采用盆栽称重全生育期控水法研究了不同水分(干旱胁迫与正常灌水)和施氮(纯氮用量分别为0 g·kg?1、0.1 g·kg?1、0.3 g·kg?1)组合处理对红小豆根系生理生态指标及产量的影响,为红小豆在黄土高原高产优质栽培提供理论依据。结果表明:1)在干旱胁迫条件下,红小豆苗期株高、茎粗、地上部干重、总根长、根表面积、根系体积、根系平均直径、最大根长、根系干重、壮苗指数、根系可溶性蛋白质含量,开花结荚期净光合速率、蒸腾速率、气孔导度以及成熟期豆荚横径、单荚重、单荚粒数、百粒重均随施氮量的增加呈先升高后降低的趋势,除根表面积和荚横径外,0.1 g·kg?1施氮处理各指标均显著高于其他处理;根系SOD和POD活性随施氮量的增加而增加,0.3 g·kg?1施氮处理与其他处理间差异显著;根系可溶性糖含量随施氮量的增加呈先降低后升高的趋势,0.1 g·kg?1施氮处理显著低于其他处理;但根系MDA含量、豆荚荚长和单株荚数对氮素并不敏感。在正常灌水条件下,最大根长随施氮量的增加而降低;根系SOD、POD活性和气孔导度随施氮量的增加而增加,且0.3 g·kg?1施氮处理显著高于其他处理;根系MDA含量和可溶性糖含量随施氮量的增加呈先降低后升高的趋势,0.1 g·kg?1施氮处理显著低于其他施氮处理;单株荚数对氮素不敏感外,其余各豆荚性状和产量指标均随施氮量的增加呈先升高后降低的趋势,且除荚横径外,0.1 g·kg?1施氮处理各豆荚性状和产量指标显著高于其他处理。2)在相同施氮条件下,随着灌水量的增加,除根系SOD和POD活性、根系可溶性糖和可溶性蛋白质含量降低,根系MDA含量、荚横径和单株荚数对水分不敏感,其余各指标均呈增加趋势,且除茎粗、地上部干重、根系平均直径、根系可溶性蛋白质含量、荚长和单荚粒数外,不同水分处理间差异均达显著水平。3)无论水分条件如何,0.1 g·kg?1的施氮处理下红小豆产量最高,与其他施氮处理相比,在干旱胁迫和正常灌水条件下的增产幅度分别为95.2%~118.3%和63.8%~137.1%;在施氮量一定的情况下,正常灌水处理比干旱胁迫处理增产84.5%~198.7%。研究表明,合理的水氮管理有利于红小豆植株的生长发育和产量形成,红小豆在旱薄胁迫并存的山西黄土高原丘陵区更适合在低水中肥条件(土壤含水量保持在田间持水量的35%~45%,施纯氮量为0.1 g·kg?1)下种植。     

Ri质粒T-DNA对6年生转基因三倍体毛白杨生长和生理性状的影响

为探索外源基因在成年树木中的表达及稳定性,以转Ri质粒6年生三倍体毛白杨成年树木为材料,以同时种植的未转基因三倍体毛白杨为对照植株,对21个转基因株系和对照植株进行外源基因检测和生长、生理特性测定。PCR检测结果证明,Ri质粒T-DNA上的tms、rolC基因在各转基因株系基因组中稳定存在。转基因株系生长受到不同程度影响,各转基因株系的叶柄长、叶片长、叶片宽度和叶面积均小于对照植株,叶片长宽比大于对照植株;71%的转基因株系树高低于对照植株;81%的转基因株系胸径低于对照植株。转基因株系叶绿素a和叶绿素a+b含量、Fv/Fm值、PI值均低于对照植株。81%的转基因株系叶片内源GA3含量及所有株系叶片的内源IAA含量和IAA/ABA比值均高于对照植株,而86%转基因株系叶片的内源ABA含量低于对照植株。T-DNA能够在三倍体毛白杨成年树木中稳定表达,使植物体内内源IAA和GA3含量提高,生长受到抑制,但不同株系存在较大差异。本研究结果为进一步研究外源基因在植物体内的表达调控机制提供了参考依据。     

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。     

水肥耦合效应对辣椒产量影响初探

本文采用二次回归正交旋转组合设计,建立了灌水定额、氮肥和磷肥对辣椒产量的数学模型。研究表明:水、氮、磷三个因素对辣椒产量的影响大小基本相近。灌水量和氮肥、氮肥和磷肥对辣椒产量的耦合作用为负效应,灌水量和磷肥对产量的耦合作用为正效应;筛选出了辣椒稳产、高产的水肥管理措施。     

鲁西平原毛白杨造林地土壤全氮空间变异性研究

以位于鲁西平原冠县毛白杨6.0hm2造林地为研究区,将土壤在水平方向按50m×50m分为24块样地,每块样地分为0～20cm,20～40cm,40～60cm三层取样,进行三维空间采样和室内土壤全氮含量测定,对土壤全氮空间分异规律进行研究。结果表明:研究区土壤全氮在林地尺度存在一定的空间变异;从研究区土壤总体分异状况看,土壤全氮含量范围是0.02～0.46gkg-1,总体均值为0.17gkg-1,三个层次土壤全氮含量分别为0.33±0.06gkg-1,0.14±0.04gkg-1,0.05±0.02gkg-1,全氮含量属于最低水平。三个层次土壤全氮含量变异系数分别为19%、32%、39%,变异程度属于中等变异水平,土壤全氮随着土层加深分异程度明显增大。土壤全氮含量在不同土壤层次水平变化复杂,0～20cm层西北高,东南部低,20～40cm和40～60cm两层变化恰好与之相反。研究结果可为毛白杨造林试验地布设、养分精准管理、确定合理采样数提供依据。     

控释氮肥全量基施对旱地玉米产量形成和水肥利用效率的影响

探讨控释氮肥全量基施对旱地玉米干物质积累与转运、产量和水肥利用效率的影响,为建立高效旱地玉米一次性氮肥全量施用和轻简化栽培技术提供支撑.2016—2019年在甘肃省东部黄土旱塬区连续4年设置大田定位试验,研究不同用量控释氮肥全量基施对旱地玉米产量、水肥利用效率及干物质积累与转运规律的影响.结果表明:与普通氮肥相比,相同...     

喷灌条件下花生水肥耦合效应的田间试验研究

水肥是影响作物产量的两个重要因子,合理的灌溉与施肥是作物增产的主要途径。通过采用喷灌灌水技术,对花生水肥耦合效应进行田间试验研究,探讨了不同灌水施肥处理对花生产量、耗水规律、氮素运移等的影响,建立了反映花生产量与施肥量、灌水量关系的数学表达式,提出了喷灌条件下花生不同生育期适宜的灌水计划湿润层深度。     

基于缓释肥的侧条施肥技术对水稻产量和氮素流失的影响

研究了侧条施肥技术条件下不同缓释肥用量对水稻产量和氮索流失特征的影响。与不施肥处理（cK）和农民常规施肥处理（FP）比较,利用侧条施肥技术高缓释肥处理（HF）水稻氮素投入比农民常规施肥处理（FP）降低约40％,水稻产量没有降低,穗粒数和千粒重分别比农民常规施肥处理增加17．0％和16．6％。缓释肥各处理氮素回收率在54．5％-63．5％之间,高于常规施肥处理的36．9％。常规施肥处理田面水NH;和TN在施肥后3d内即可达到最大值,随时间推移下降较快,而高缓释肥处理田面水N0i含量在施肥30d后才降到最低;以尿素为氮源,施肥后的前9d是防止氮素流失的关键时期,以缓释肥为氮源,则前30d是防止氮素流失的重要时期。氮素渗漏淋失主要发生在生育前期,以NOi-N形态为主,占全氮流失量的64．8％-70．3％之间,高缓释肥处理的全氮渗漏损失量（14．86kg·hm。）比当地农民常规施肥处理（23．43kg·hm。）减少8．57kg·hm。。综合考虑水稻产量和环境效益,侧条施肥技术可作为一种资源节约和环境友好的施肥技术在水稻种植上应用。     

水氮耦合对葡萄叶片快速荧光诱导动力学特性的影响

以葡萄品种“红提”为试材进行土壤水分和氮素水平双因素控制实验,土壤水分设置为田间持水量的70%～80%（W1）、60%～70%（W2）、50%～60%（W3）和30%～40%（W4）共4个水平,氮素设计1.5N（25.5g·m-2,N1）、1N（17g·m-2,N2）、0.5N（8.5g·m-2,N3）和0N（0g·m-2,N4）4个水平。其中以W1、N2为对照（CK）,分别在葡萄苗期的前、中、后期测定叶片快速荧光诱导动力学特性,以了解设施葡萄水肥需求规律。结果表明：（1）葡萄叶片苗期不同观测阶段快速荧光诱导动力学变化曲线在不同水分、氮素、水氮耦合处理下基本相似,但是随着土壤水分和氮素水平的降低,不同特征点位置（OJIP）存在明显差异,水分和氮素水平越高,葡萄叶片最大荧光值越大。（2）随着土壤含水量的降低,葡萄苗期叶片在不同时期PSⅡ反应中心能量配比存在明显的不同,与对照组CK相比,吸收的光能被反应中心捕获的量子产额（ΦPo）、激子被反应中心捕获后,用于推动电子传递链中超过QA的其它电子受体的激子占用于推动QA还原激子的比率（ψo）、反应中心吸收的光能用于电子传递的量子产额（ΦEo）均受到抑制,用于热耗散的量子比率（ΦDo）得到促进;随着施氮量的降低,ΦPo、ψo、ΦEo出现不同程度的升高,ΦDo则呈下降趋势;在各水氮耦合处理中,W1N3处理下ΦPo最大,W2N4处理下ψo和ΦEo得到显著提升,CK处理下ΦDo值最高。（3）单位活性反应中心吸收的光能（ABS/RC）、捕获的用于还原QA的能量（TRo/RC）、耗散的能量（DIo/RC）随着土壤含水量的减少而升高,而土壤含水量越低,单位反应中心捕获的用于电子传递的能量（ETo/RC）值越小;与CK相比,N1、N3、N4处理的PSⅡ反应中心活性参数均得到促进;W1N3处理下ABS/RC和DIo/RC最高,W3N2处理下TRo/RC最大,ETo/RC在W2N4处理下得到显著促进。（4）PSⅡ最大光化学效率（Fv/Fm）随着土壤水分的减少而逐渐降低。土壤含水量越少,PSⅡ潜在光化学活性（Fv/Fo）越低;W2N3处理下可变荧光值最高,W1N3处理下Fv/Fm和Fv/Fo最大。     

局部根区灌溉水氮耦合对设施黄瓜生长及土壤中硝态氮分布的影响

通过对设施黄瓜进行灌水量、灌溉方式、水氮根区位置的不同耦合,研究了局部根区灌溉下不同水氮耦合措施对设施黄瓜生长、土壤中硝态氮分布及累积的影响.结果表明,灌水量、灌溉方式、水氮根区供应位置对黄瓜地上部生物量及产量存在着不同的交互作用.亏缺灌溉量处理的地上部生物量及产量均低于相应灌溉方式下的正常水量处理.相同灌溉量处理条件下,交替根区灌溉的黄瓜生物量与产量显著高于两侧均水均氮处理,以正常交替水氮异区处理黄瓜地上部生物量及果实产量最大,分别达到1 143kg/hm2(干重)和1.75×105 kg/hm2(鲜重);而固定根区灌溉下,尤其在水氮异区条件下,生物量与产量则下降.在亏缺灌溉量下,交替根区灌溉处理的黄瓜生物量以及产量与常规充足灌溉处理没有显著差异.在正常灌溉量条件下,通过对局部根区灌溉下不同水氮耦合对土壤中硝态氮分布的分析表明,施氮是造成土壤中硝态氮积累的原因,土壤水分的垂向运动是影响硝态氮向下淋洗的一个主要因子.固定水氮同区、交替水氮同区处理硝态氮向下淋洗较强,水氮异区处理硝态氮向下淋洗相对较弱.交替水氮异区处理氮素主要累积在0-110 cm土层,深层累积量显著低于其他水氮耦合处理.综合黄瓜生长、土壤硝态氮淋洗等因素考虑,交替水氮异区处理是最佳的水氮耦合处理方式.