炭肥混施下土壤养分缓释特征与芥菜镉富集响应模拟

土壤养分有效性是影响重金属富集植物的重要因素,为研究炭肥混施下土壤养分缓释特征及芥菜镉富集趋势,试验设置施肥比例(分别为基准施肥量的0、20%、40%、70%、100%,基准施肥量为N 350 kg/hm^2、P_2O5180 kg/hm^2、K_2O 180 kg/hm^2)以及施炭比例(炭肥质量比0、3%、9%)完全组合设计。结果表明:基于Logistic曲线模型模拟炭肥混施下土壤养分缓释特征及镉富集趋势效果较好,均方根误差占实测平均值的3. 29%～8. 37%且R2不小于0. 957 0。炭肥混施下土壤养分高效缓释的施肥比例区间为0. 99%～55. 18%,相比未施炭的有效氮、有效磷最大缓释效率值分别提升49. 17%～90. 00%、13. 25%～37. 35%,高效缓释下土壤养分含量提高17. 38%～40. 93%。镉富集下芥菜生物量通过土壤养分高效缓释增长119. 65%～263. 36%,且地上部相比根部的生物量高效累积最大效率值提高166. 67%～300. 00%,有效氮、有效磷响应区间分别扩大150. 00%、12. 51%,为镉由根部向地上部的转运提供动力基础;芥菜镉含量、富集系数在土壤养分高效缓释区间增长97. 79%～201. 96%。为满足芥菜镉高效富集并兼顾肥料节约,通过模型反算得炭肥混施策略优化为:9%施炭下有效氮、有效磷和有效钾肥的比例分别为60. 58%、61. 32%、21. 48%。     

交替隔沟灌溉条件下玉米群体水氮利用研究

为探索交替隔沟灌溉条件下玉米优化水氮供给模式,通过遮雨棚内微区试验,研究了沟灌方式、灌水量和施氮量对玉米群体水氮利用的影响.结果表明:交替隔沟灌溉中水低氮处理的籽粒产量最高,是交替隔沟灌溉高水高氮处理的1.06倍.在相同水分和氮肥条件下,交替隔沟灌溉的籽粒产量分别是常规沟灌和固定隔沟灌溉的1.05、1.16倍.各因素对全氮累积总量的影响从大到小依次为:沟灌方式、施氮量、灌水量;灌水量对全氮累积总量影响显著.     

不同灌溉方式下丛枝菌根对玉米产量及籽粒氮素含量的影响

以常规灌溉（CFI）为对照,利用田间小区试验研究了交替隔沟灌溉（AFI）条件下不同种类丛枝菌根（Glomus mossea,简称BEG167;Glomus diuphauam,简称GD; Glomus versiforme,简称GV）对玉米生长、产量、籽粒氮含量的影响及其差异性。结果表明,AFI显著增加茎干基部直径、次生根数量、根干重和籽粒氮含量,分别增加了6.8%、10.9%、11.5%、11.5%。接种菌根对玉米株高没有影响,但在AFI处理下GV显著增加玉米单株叶面积,且茎干基部直径和次生根数量也分别显著增加了10.3%、15.2%。3种菌根处理均显著增加了根干重,但只有GV对穗干重和籽粒千粒重的增加作用较为明显,尤其是在AFI处理下,穗干重和籽粒千粒重分别显著增加了8.4%和2.5%。3种菌根处理均显著增加了籽粒氮含量,其中BEG增加效果最为明显。AFI条件下不同种类丛枝菌根对玉米生长、产量及籽粒氮含量的影响存在显著的品种差异。     

土壤重金属污染下芥菜与苋菜间作修复特性对水肥一体隔沟灌溉响应

以芥菜与苋菜间作修复土壤镉锌复合重金属污染为例,创新设计水肥一体隔沟灌溉模式,设置肥水溶液浓度水平(N1、N2、N3、N4、N5),以及隔沟固定灌溉C1、隔沟交替灌溉C2和常规灌溉C3模式对比,探索植物修复特性的隔沟水肥调控机制。结果表明:1单因子影响下,相比C3模式下植物修复特性,C2模式下地上部生物量略有下降而根部生物量差异不显著,植物重金属含量则显著提升,重金属富集系数中仅芥菜地上部略有降低,植物重金属转移系数下降幅度在9.3%以内。C1模式下生物量,重金属富集系数及转移系数均显著下降。肥液浓度影响下芥菜地上部、根部及苋菜地上部、根部等生物量的敏感度逐渐下降,芥菜重金属含量受肥液浓度影响明显大于苋菜,重金属转移系数则无显著影响。2组合处理下C2、C3与肥液浓度互作对芥菜重金属含量,芥菜与苋菜的生物量、重金属富集系数及转移系数影响均趋于一致,较高肥液浓度下各指标均显著提升,而各指标在C1与肥液浓度互作下效应不显著,综合植物修复特性及水肥利用结果对比得出C2N4组合处理最理想。     

含镉水灌溉对水稻产量和品质的影响

通过土培桶栽水稻试验,以辽宁中部灌区多年来水质状况为背景,研究了不同质量浓度镉水(0、0.002、0.004、0.005、0.006、0.01、0.012mg/L)灌溉对水稻产量和品质的影响。结果表明,重金属镉对水稻籽粒的长度有一定的抑制作用,但能降低稻米的垩白粒率,当灌溉水中镉质量浓度为0.002mg/L时,稻米的垩白粒率最小,仅为0.15,达到了国家二级优质米的标准;当质量浓度在0.012mg/L以下时,对水稻结实率、千粒质量、每桶产量的影响不显著,对水稻的碾米品质和营养品质无不利影响。土壤中的含镉量则与水中镉的质量浓度成正比,当质量浓度达到9.5×10-3 mg/L时,土壤中的含镉量达到国家环保局制定的限量标准(0.3mg/kg)。灌溉水中的镉仅有较少一部分进入到稻米中,6个不同质量浓度处理下,稻米中的含镉量占全生育期灌溉水镉总量的比例约为0.012%～0.067%。     

滴灌条件下水肥耦合对苹果幼树生长与生理特性的影响

为探明半干旱区苹果树科学合理的灌溉和施肥制度,进行了滴灌条件下北方半干旱地区水肥耦合效应对苹果幼树生长与生理特性影响的试验,灌水设4个水平,施肥设3个水平,其中灌水处理为田间持水率的75%~90%（W1）、65%~80%（W2）、55%~70%（W3）和45%~60%（W4）,施肥处理为N、P2O5、K2O与风干土质量比分别为0.9、0.3、0.3g/kg（F1）,0.6、0.3、0.3g/kg（F2）,0.3、0.3、0.3g/kg（F3）。结果表明：不同水肥耦合处理下苹果幼树各生育期植株生长量、叶面积和干物质量最大值均出现在F1W2处理,最小值均出现在F3W4处理,植株生长量和叶面积在萌芽开花期、新梢生长期、坐果膨大期和成熟期较F1W1处理分别增加了6.9%、6.2%、11.0%、2.7%和9.3%、5.8%、5.0%、3.3%,生长指标一定程度上可以反映作物的生理特性。随着苹果幼树的生长,不同水肥耦合处理对苹果幼树叶片SPAD的影响越来越大,苹果幼树全生育期耗水量随灌水量和施肥量的增加呈递增的趋势,在F1W2处理下水分生产率均达到最大值（2.43kg/m3）,且与F1W1处理相比增加了14.6%,耗水量却减少了12.2%。苹果幼树净光合速率、蒸腾速率和气孔导度的最大值均出现在F1W1处理,F1W2处理与其相比分别降低了4.2%、9.7%和4.2%,但水分利用效率提高了5.9%,最大值也出现在F1W2处理。综上,F1W2水肥处理为最佳的水肥耦合模式,是最佳的灌溉和施肥制度。     

水肥耦合效应对设施豇豆生理特性的影响

为了探究设施豇豆对不同水肥耦合效应的响应,在滴灌施肥条件下试验研究了水肥耦合对温室豇豆生长、生理、产量和品质的影响,从而制定出高产、优质、高效的滴灌施肥制度.试验采用二因素三水平完全组合设计3个灌水水平、3个施肥水平,共9个处理,分析了水肥耦合对豇豆光合特性、品质及水分利用效率的影响.结果表明:滴灌施肥对豇豆株高和茎粗的影响具有统计学意义,适宜水肥配比有利于植株生长,高水高肥则引起“徒长”,进而影响后期产量与品质的形成;随着生育期的推进,净光合速率、气孔导度及蒸腾速率都呈双峰曲线型变化趋势:苗期温度低,光合作用较弱,增加水肥有利于光合指标的提高,伸蔓期光合强度增强,中水高肥处理效果最佳但与中水中肥之间的差异不具有统计学意义;结荚期豇豆光合能力达到最大,并随着水肥梯度增大而先增后减,趋势变化平缓,水肥需求量最大;豇豆产量与水分利用率均随着灌水施肥定额增加而先增后减,中水中肥处理的产量最高,临界值为28 598 kg/hm²,水分利用率高达95.33 kg/m³,并且水分利用率对水分的敏感度高于肥料,水肥交互作用对其影响不具有统计学意义;综合品质指标分析,中水中肥处理各指标效果表现最好,并且能够控制硝酸盐含量增加,维生素C、可溶性糖及可溶性蛋白的质量比分别达到285.3 mg/kg,90.48 g/kg,52.82 mg/g.     

灌溉施肥模式对海南辣椒产量和水肥利用的影响

【目的】探究与海南地区辣椒生产相适宜的高产高效灌溉施肥模式。【方法】采用田间小区试验,设置了沟灌不施肥CK、沟灌常规用肥F1处理(N 470.70 kg/hm²+P₂O₅ 511.22 kg/hm²+K₂O 526.39 kg/hm²)、沟灌减肥F2处理(N 376.55 kg/hm²+P₂O₅ 314.83 kg/hm²+K₂O 526.39 kg/hm²)、膜下微喷灌减肥F3处理(N 376.55 kg/hm²+P₂O₅ 314.83kg/hm²+K₂O 526.39 kg/hm²)共4个处理,对比分析了不同灌溉与施肥模式的辣椒产量、叶片光合作用、根系生长、养分积累、土壤养分分布特征以及辣椒水...     

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。     

滴灌条件下水肥耦合对青花菜生理特性及产量和品质的影响

设置灌水、施肥二因素,研究了滴灌条件下水肥耦合效应对青花菜产量、水分利用效率、品质、生理特性及土壤全氮的影响。结果表明,灌水量相同条件下,叶绿素和水势均值的基本趋势为F2水平F1水平F3水平F4水平;施肥量相同,叶绿素、水势均值表现为W1水平W2水平W3水平。产量、水分利用效率和品质以W2F2处理较高,且水肥互作对产量和水分利用效率有显著影响。不同水肥耦合处理下,随土层加深,全氮逐渐减小;且在相同施肥水平下,随灌水量减少而减少;在相同水分条件下,土壤全氮随施肥量的减小呈先增加后降低趋势。综合评价,在滴灌条件下,W2F2处理为最优组合。     

交替灌溉下不同水氮模式对大豆生长及水分利用效率的影响

为优化交替灌溉下大豆水氮供给模式,通过田间防雨棚试验,研究了灌水量和施氮量对大豆生长及水分利用效率的影响。结果表明,水氮耦合对大豆株高、叶面积指数的影响是水分效应大于氮肥效应,而对干物质量和叶水势的影响则是氮肥效应大于水分效应,高水中氮处理下产量最高,是高水高氮、高水低氮处理的1.11、1.17倍,是该区域最佳的水肥组合。高水中氮下,水分利用效率达最高(1.75kg/m3),硝态氮对环境污染最小。     

灌溉水质对土壤结构和畦灌入渗的试验研究

灌溉水质对土壤结构特性和入渗以及灌溉用水效率都有很大的影响。选择河南省开封惠北实验场,在不同土壤条件下,针对3种不同的钠含量灌溉水质(SAR=0.9,10,30)进行了研究。灌溉定额从中到高(2370~2610m3/hm2)。实验结果发现,灌溉水质和土壤电解浓度(EC)对土壤结构、土壤表层胶结以及入渗量都有很大的影响。实验结果证明由于高SAR灌水量减少了入渗量,从而降低了灌水效率,使灌水效率从40%减少到21%。     

春棚西瓜利用微咸水滴灌与畦灌的应用研究

通过对春棚西瓜利用浅层地下微咸水膜下滴灌及覆膜畦灌的对比试验 ,结果表明 :3g/ L微咸水膜下滴灌比覆膜畦灌节水 6 7.7% ,增产 30 .7% ,每立方米水产量提高了 18.2 7kg,棚内温度升高 1.1℃左右 ,早上市 16 d左右 ,西瓜含糖量增加了 9.73% ,增收 12 0 15元 / hm2 。试验期间 0～ 6 0 cm土层盐分含量低于 0 .2 % ,不会对西瓜生长构成威胁。     

隔沟调亏灌溉对冬小麦旗叶生理特性与产量形成的影响

为了解垄栽模式下隔沟调亏灌溉对冬小麦生理生化特性以及产量形成过程的影响及其机理,在移动式防雨棚测坑内进行了试验。试验设置5个处理,即T1(常规畦灌):全生育期计划湿润层土壤含水率控制在65%～75%田间持水率(FC); T2(隔沟交替灌溉,AFI):全生育期1/2交替灌,当土壤含水率下降至(55%～65%) FC区间内,即灌水至95%FC; T3、T4、T5为隔沟调亏灌溉处理:分别在返青-拔节期、拔节-抽穗期、抽穗-灌浆期将土壤含水率控制在(55%～65%) FC,其余生育阶段按T2处理控制土壤含水率。测定冬小麦花后旗叶光合特性指标、脯氨酸含量、可溶性糖含量和产量构成等指标。试验结果表明,常规畦灌方式下冬小麦旗叶具有最高的净光合速率、蒸腾速率,但隔沟交替灌溉处理和隔沟调亏灌溉方式下的各个处理表现出较高的叶片水分利用效率,其中T3在开花期和灌浆期的日均叶片水分利用效率均为各处理中的最大值。各处理的籽粒产量由大到小依次为:T1、T2、T3、T4、T5,与T1相比,T2与T3分别减产1. 98%(P 0. 05)和5. 68%(P 0. 05),但分别节水10. 01%(P 0. 01)和16. 91%(P 0. 01),产量水分利用效率分别提高9. 04%(P 0. 05)和15. 82%(P 0. 01)。本试验条件下,隔沟调亏灌溉方式在返青-拔节期施加适当的水分调亏((55%～65%) FC)是兼顾节水、稳产的最佳处理。     

秸秆覆盖对沟灌水盐迁移与玉米水分利用效率的影响

为研究河套灌区盐渍化土壤垄背地膜和秸秆覆盖下的沟灌土壤水盐迁移特征,明晰沟灌作物产量及水分利用效率的变化规律,设置垄背秸秆覆盖量分别为0.3（P0.3）、0.6（P0.6）、0.9（P0.9）、1.2kg/m 2 （P1.2）和常规覆膜（DM）、裸地不覆盖（CK）6种处理,于2019年进行沟灌灌水试验,对比分析了不同秸秆覆盖量下玉米生育期前后沟断面土壤水盐分布、作物产量及水分利用效率的变化情况。结果表明：玉米苗期,覆膜和秸秆覆盖处理能显著降低作物无效耗水,保证生育后期对水分的需求;抽雄灌浆期,覆膜增温效应促进了作物生长,DM处理玉米耗水强烈,土壤储水量最低;玉米成熟期,垂直方向土壤水分运动较前期减弱。整体来看,P1.2、P0.9处理蓄水保墒效果较好（P<0.05）。沟灌灌水定额较小、盐分淋洗效果较差,且受土壤蒸发及地下水补给作用,因此造成根系层盐分累积。覆膜和秸秆覆盖处理均能有效抑制盐分聚集,P1.2和P0.9处理生育末期的土壤含盐量较初始含盐量增幅较小,分别为14.10%和24.74%。P0.9和DM处理产量和水分利用效率较CK分别提高20.01%、25.46%和11.32%、15.29%,增幅较大;过量秸秆覆盖造成播期土壤温度偏低,会影响玉米出苗,P1.2处理玉米产量和水分利用效率较DM处理略有降低,但差异不显著（P>0.05）。采用主成分分析法对沟灌秸秆覆盖下土壤保墒抑盐效果、玉米出苗、产量以及水分利用效率等因素进行综合评价,初步确定适宜的沟灌秸秆覆盖模式,建议采用0.9~1.2kg/m 2 的垄背秸秆覆盖量代替常规地膜覆盖,以减小地膜残留带来的环境污染。本研究可为灌区农业栽培提供一定借鉴。     

微咸水膜孔沟灌土壤水盐分布与灌水质量分析

通过田间试验,研究了微咸水膜孔沟灌下流量和开孔率对土壤水盐分布和灌水质量的影响。结果表明,田面水流推进时间和距离符合幂函数分布,流量和开孔率对水流推进速度影响较大;膜孔沟灌通过降低水分蒸发,抑制盐分表聚,有效调节了土壤水盐分布,总体上,对0~40cm土层盐分具有明显淋洗作用;灌水效率Ea随开孔率的增大而增大,随流量的变化不明显;灌水均匀度Ed随流量的增大而减小,随开孔率的增大而减小;脱盐效率Es随开孔率的增大先增大后减小,随流量的变化不明显;通过方差分析对灌水质量影响因素进行排序,初步得出试验区适宜的膜孔沟灌优化灌水技术组合。     

宽垄沟灌覆膜条件下土壤水分运移初探

宽垄沟灌作为一种大田作物栽培灌水方式已逐步受到关注.为研究灌水前后水分在垄沟间的运移及再分布,本试验在大棚内模拟宽垄沟灌垄上覆膜栽培条件以及灌水方案,采用中子仪进行水分观测.试验数据显示,在本试验条件下,垄背剖面的两个观测点表层,灌水前其含水量仅为田间持水量的65%和66%,灌水后垄沟水分的侧向入渗,144 h(6 d)分别达到田间持水量的73%和80%,408 h(17 d)达到田间持水量的78%和79%.试验结果表明,在宽垄沟灌覆膜条件下,水平向及垄背垂直向含水量梯度的存在导致水分侧向及向垄背的补给明显,且在覆膜条件下,垄背蒸散发损失少,起到减少土壤水分无效损耗、高效利用之效果.     

膜下滴灌水肥一体化研究进展

水资源短缺和肥料利用效率偏低是制约我国农业可持续发展的重要因素。膜下滴灌水肥一体化技术是将节水灌溉、按需施肥与覆膜农艺措施集成的高效灌水施肥技术,具有节水节肥、减蒸抑盐、提质增效和减少化肥投入等优点。综述了膜下滴灌水肥一体化技术对水肥利用效率、土壤水盐分布运移,氮磷钾养分在土壤-作物系统的吸收、转化、迁移规律和对土壤理化性质的影响,以及水肥耦合模型研究和滴灌水肥一体化发展历程,分析了膜下滴灌技术目前存在的问题并提出了对策建议。