滨海盐碱地覆膜和灌溉对玉米盐分离子分布及生物量的影响

以玉米为试材,于2017—2018年在天津市滨海盐碱土进行了膜下滴灌试验,分析了覆膜和灌溉对玉米盐分离子质量分布特征、玉米干物质的变化规律和产量的影响。结果表明:(1)覆膜和灌溉对玉米离子分布的影响显著,显著减小了根部Na⁺吸收质量,成熟期FI20处理比LI10小56%,从而减少了盐分对叶片的伤害;显著增大了茎部K⁺的积累质量,成熟期FI20处理比LI10高24%,提高了植物的耐盐性;显著增加了叶部Ca²⁺质量,苗期FI20处理比LI10高96%,促进作物幼根的生长和根毛的形成,改善了玉米体内的离子平衡,减轻了盐胁迫作用;显著增加了叶部Mg²⁺质量,拔节期FI20处理比LI10高136%,增强了植株叶片的光合作用,提高了植株的耐盐性。(2)玉米地上部和根系干物质重均随着生育期进程而增加,覆膜和灌溉改变了植物体内盐分离子质量,对玉米生物量的积累影响较大,成熟期FI20处理比LI10高1%～46%;对玉米根冠比(R/S)有显著影响,使生物量分配比例显著改变,成熟期根冠比(R/S)FI20处理比LI10小...     

干旱区盐碱地覆膜滴灌条件下土壤基质势对糯玉米生长和灌溉水利用效率的影响

利用埋在滴头正下方0．2m深度的真空表负压计,通过控制土壤基质势下限（-5,-10,-15,-20,-25kPa）,研究盐碱地覆膜滴灌条件下土壤基质势对糯玉米（中糯1号）的生长、产量形成过程和灌溉水利用效率的影响。2005和2006年的试验结果表明：糯玉米的株高、茎粗、叶面积指数、地上部分干物质积累量、叶绿素含量等都随着土壤基质势的升高而增加,土壤基质势越高,糯玉米鲜食果穗产量越高,果穗性状也越好;土壤基质势在-5kPa时,糯玉米产量最高;土壤基质势在-10～-15kPa时,灌溉水利用效率最高。     

不同灌水定额处理下基于有效积温玉米生长状况模拟研究

探究不同灌水定额对春玉米生长状况的影响,为优化克拉玛依地区春玉米灌溉制度提供理论依据。于2021年5月～9月,在克拉玛依农业综合开发区开展春玉米田间试验,研究玉米生育期内不同灌水量对株高、叶绿素、叶面积指数以及地上部生物量的影响,建立归一化Logistic模型,探究有效积温与玉米生长及生物量之间的相关关系。灌水定额由W1处理(225m³/hm²)提高至W5处理(525m³/hm²)时更有利于促进玉米生长;随有效积温增加,株高呈不断增长的趋势,叶绿素呈先增后减的趋势,叶面积指数和地上部干物质积累呈慢-快-慢动态变化,玉米叶面积指数拟合值和实际值拟合指数R²>0.9,玉米干物质积累量拟合方程的标准差小于0.06,表明通过Logistic模型建立的拟合方程可以较好模拟春玉米叶面积指数和干物质的变化及积累情况。W5处理(525m³/hm²)相对叶面积指数理想条件下的最大值高于其他处理,玉米地上部干物质积累时间较长,快增期内增长速率最大。...     

不同灌溉方式下制种玉米叶面积指数、干物质累积与产量研究

通过田间试验,研究了畦灌、常规沟灌、隔沟交替灌3种灌溉方式对制种玉米叶面积指数(LAI)、干物质累积及产量的影响。结果表明:不同灌溉方式下制种玉米苗期LAI与产量呈显著正相关关系,抽穗后期LAI与产量呈显著负相关关系,表明在生殖生长后期,应适当采取控水、控肥措施降低植株的生长冗余。隔沟交替灌方式使作物根区土壤保持湿润和干燥区域交替出现,能诱导作物的补偿生长效应。隔沟交替灌(AFI)方式下制种玉米进入干物质快速累积期的时间早于传统沟灌(CFI)与小畦灌(SBI)。制种玉米抽穗期干物质累积量与产量呈显著正相关关系(R~2=0.77)。隔沟交替灌溉方式下,制种玉米全生育期灌水8次,灌溉定额为2 250 m~3·hm~(-2)的灌溉制度能稳定提高经济产量,具有较好的灌水效果,但在抽穗期~灌浆期应考虑适当增加灌水频率或灌水定额。     

灌水量及可降解膜覆盖对滴灌玉米土壤呼吸及产量的影响

以小区试验,设置3个灌水水平(W1：4 625 m³·hm^-2,W2：5 625 m³hm^-2,W3：6 625 m³·hm^-2),2种可降解膜（M1：诱导期60 d,M2：诱导期：80 d）和普通塑料地膜（M3）,研究不同处理对滴灌玉米土壤呼吸速率及其影响因子、产量等指标的影响。结果表明：各处理土壤呼吸速率日变化呈单峰型曲线,在14∶00出现最高值;土壤呼吸速率自苗期至成熟期呈先升高后降低的变化趋势,抽雄期W2M3取得最大值7.89 μmol·m^-2·s^-1。土壤呼吸速率与土壤温度、气温均呈显著正相关关系,与土壤含水率无相关关系。土壤温度敏感系数（Q₁₀）变化范围1.584～2.034,玉米生育期内土壤呼吸总量变化范围是17.75～23.44 t·hm^-2,籽粒产量变化范围是11.60～12.81 t·hm^-2。W2M3的Q₁₀为2.034、土壤呼吸总量为23.44 t·hm^-2、产量为12.81 t·hm^-2、收益为6 815元·hm^-2,均达到最大值;但其iWUE为2.28 kg·m^-3、经济-环境效益为1.83 kg·kg^-1,均未达到最大值。iWUE在W1M2取得最大值为2.51 kg·m^-3,W2M2经济-环境效益最优为1.42 kg·kg^-1。通过综合分析土壤呼吸总量、籽粒产量、经济—环境效益值、收益、iWUE的关系模型,认为最优灌水量为5 625 m³·hm^-2,诱导期为80 d。     

不同改良措施对卤阳湖盐碱地土壤 性质及玉米产量的影响

利用农艺、生物、化学措施在陕西渭南市卤阳湖进行盐碱地改良田间试验,研究其对盐碱地的改良效果,选出适宜的当地盐碱土改良措施,为采取合理措施治理盐碱地提供依据。试验设9个处理,分别为对照、垄沟覆膜、平地覆膜、覆秸秆、生物有机肥、羊粪、腐殖酸、石膏、过磷酸钙处理。结果表明：所有处理均能提高玉米产量,与对照相比,羊粪、腐殖酸、过磷酸钙处理显著提升玉米产量,增产幅度分别为15.2%、16.3%、14.6%。除了平地覆膜处理,其它处理的百粒重均显著高于对照,增幅在12.7%~19.1%之间。不同改良措施条件下,0~20 cm土层土壤养分均有不同程度增加,其中有机质增幅为0.6%~20.9%、速效氮增幅为30.6%~109.3%,速效磷增幅为4.5%~247.4%、速效钾增幅为23.4%~69.2%;土壤pH、全盐含量、钠离子均有不同程度的降低,其中垄沟覆膜与羊粪处理降低土壤pH、全盐含量、土壤Na⁺效果显著,pH分别降低2.18%、2.45%,脱盐率分别达到20.4%、20.2%。垄沟覆膜、覆秸秆、过磷酸钙处理的经济效益与对照相比分别提高了9.44%、12.88%、4.87%。针对该区域盐碱地现状,从降盐效果考虑,推荐垄沟覆膜、羊粪为最佳的改良措施;综合改良效果与经济效益,垄沟覆膜为最优改良措施。     

灌水方式对轻度盐化土壤玉米生长及土壤水分的影响

以盆栽玉米为研究对象研究了直接浇灌、滴灌、微润灌等3种灌水方式下玉米的生长、叶绿素含量和光合速率、蒸腾速率等生理生态指标及土壤水分垂直分布的特征,结果表明:灌水方式对玉米生理生态指标有较大影响,苗期滴灌玉米生长较快,拔节前期,微润灌条件下玉米生长最为迅速,滴灌次之,直接浇灌生长最慢;滴灌条件下叶绿素含量最高,拔节期需水旺季时微润灌叶绿素含量最低.三种灌水方式对玉米光合速率的影响为:微润灌＜滴灌＜直接浇灌.土壤水分特征表明:微润灌稳定后土壤水分主要分布在10～ 30 cm土层,滴灌主要分布在10～ 40 cm土层;苗期、拔节期灌水后取样测定的土壤含水率表明,作物根系层内微润灌与滴灌均大于直接浇灌时的土壤含水率.     

水分亏缺对玉米植株干物质累积、水分利用效率及生理指标的影响

在玻璃日光温室条件下,利用盆栽人工控水的方法,研究不同程度的水分亏缺对玉米干物质累积、根系活力、水分利用效率(WUE)、脯氨酸(Pro)含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性的影响及复水后的变化.结果表明:水分亏缺显著抑制玉米植株的生长、叶面积的扩展及干物质的累积,抑制程度与亏缺程度有关,复水后的株高和叶面积得到了较大幅度的补偿,随着亏缺程度的加重,根冠比、根系活力除了重度亏缺外均有所提高,WUE依次下降,Pro的累积量显著增加,而SOD活性先增大后减小.复水后各处理的WUE均高于对照,SOD活性除中度略高于对照外,其余均低于对照.     

干旱区膜下滴灌棉田土壤盐分运移及累积特征研究

通过室内和田间结合试验,研究了不同滴头流量、灌溉制度、滴灌年限对土壤盐分运移及累积特征的影响.结果表明:相同灌水量下,滴头流量越小,单点处及交汇区在土壤垂直方向上盐分含量越小;在土壤水平方向,滴头流量越大,土壤盐分随着距离单点或交汇中心越远而逐渐增加.在相同湿润层次上,交汇区的盐分要高于单点处的盐分,单点处土壤脱盐深度...     

灌水与覆膜对春玉米土壤温度、生育期和水分利用的影响

在移动式遮雨棚内,采用子母桶栽土培法,研究充分灌水(F)和调亏灌水(D)2种灌水模式与拔节期揭膜(A)、抽雄期揭膜(B)和全生育期覆膜(C)3种覆膜时长对春玉米整个生育期(苗期、拔节期、抽雄期和灌浆期)地面下5、10 cm和15 cm深度处土壤温度、生育周期、干物质量、蒸散量和水分利用效率的影响。结果表明:各生育期土壤温度的主导影响因子有差异;5 cm深度处土壤温度日变幅最大,覆膜的增温效应主要体现在0~10 cm土层;处理间(DB和FC)生育周期最大相差8 d;整个生育期中,与全生育期覆膜处理相比,拔节期揭膜处理和抽雄期揭膜处理累积降温对收获时春玉米干物质量的效应在2012年分别为16.3 g·℃-1和60.2 g·℃-1,2013年分别为18.4 g·℃-1和61.8 g·℃-1;同一灌水模式下,随覆膜时间的延长,蒸散量减少,与充分灌水处理相比,调亏灌水处理在3种覆膜时长(A、B、C)下蒸散量在2012年依次减少7.1%、6.6%和4.3%,2013年依次减少6.3%、6.2%和5.4%;调亏灌水和抽雄期揭膜均可获得较高的水分利用效率,两年中处理间水分利用效率的极差(DB处理和FA处理)分别为0.12 g·mm-1和0.13 g·mm-1。综合考虑土壤温度、生育周期和水分利用效率,调亏灌水+抽雄期揭膜(DB)组合具有较好的节水增产效果。     

随机降雨对滨海盐碱土壤水分分布的影响

采用矩形脉冲模型随机模拟降雨过程,驱动HYDRUS模型分析土壤水分分布状况,应用析因设计方差分析方法量化降雨总量、降雨次数、极端降雨以及其时程分配特征对土壤含水率的影响。研究聚焦我国滨海平原盐碱地,以黄骅市为典型对象,定量分析3日逐小时降雨过程对不同深度土层（0~150 cm）土壤含水率的影响。结果表明：相较降雨过程的随机性而言,降雨对土壤含水率的影响因素降雨总量（A）>降雨次数（B）>极端降雨（C）,且降雨总量与次数间二阶交互作用对土壤含水率影响显著（P<0.05）;降雨总量一定时,当降雨次数较低（10次）,其平均降雨强度较大,相较于降雨次数较高（15、20次）,活跃层土壤含水率增高2.74%~6.23%,而相对稳定层土壤含水率降低5.66%~15.63%;随机降雨与均匀降雨对浅层土壤含水率影响的差异较小,但随着土层深度的增大,两种降雨方式下土壤含水率的差异不断增大,当降雨总量为250 mm时,均匀降雨条件下的稳定层土壤含水率相较于随机降雨最大增幅达39.52%,且相比于均匀降雨过程,随机降雨在降雨总量较小（160 mm与200 mm）时可入渗至稳定层;相较降雨总量对土壤含水率的影响,HYDRUS模型参数土壤饱和含水率（θ_s）的不确定性对土壤含水率影响更大。     

不同改良方法对盐碱土壤水盐运移效果的影响

以取自山东省东营市的中度盐碱土为研究对象,为探究表层(0～20 cm)掺沙和掺生物炭处理对黄河三角洲地区盐碱土的改良效果,在室内进行了垂直一维积水入渗试验,分别研究两种方法对土壤水分入渗、土壤剖面含水率和含盐量的影响。试验土壤为中度盐碱土(含盐量2.381 g·kg^-1),试验共设置7个处理,分别是:CK(掺沙或生物炭0%)、S1(掺沙5%)、S2(掺沙10%)、S3(掺沙20%)、C1(掺生物炭0.5%)、C2(掺生物炭1%)、C3(掺生物炭2%)。结果表明:在相同入渗情况下,表层(0～20 cm)掺沙、生物炭均能提高盐渍化土壤中水分入渗效果,掺加生物炭显著提高添加层的蓄水能力,掺沙显著提高掺沙层以下土壤含水率,在土层20～40 cm中,掺沙处理平均土壤含水率比掺生物炭处理提高1.37%;不同改良剂处理下,掺沙更有利于盐碱化土壤脱盐,20%掺沙处理平均脱盐率比掺生物炭处理提高5.26%～13.80%,脱盐区深度增加2.35%～3.92%,达标脱盐区深度增加1.70%～3.00%。根据河沙和生物炭在室内一维垂直积水入渗试验结果来看,土壤表层掺沙能有效解决黄河三角洲...     

干旱区不同灌溉模式和播期对玉米干物质积累分配的影响

在武威荒漠生态与农业气象试验站,设滴灌、喷灌、漫灌三种灌溉模式和4月10、20、30日三个播期,共九种处理,分析了不同灌溉模式和播期对干物质积累分配的影响,并从中找出最适宜当地玉米节水、增产的灌溉模式和播期。试验结果表明:滴灌、喷灌、漫灌3种灌溉方式中喷灌最有利于提高玉米干物质总量(较滴灌提高11.2%~26.2%,较漫灌提高13.9%~53.9%),且喷灌模式下的器官干物质转移分配率较高,果穗重最大(较滴灌提高9.0%~25.9%,较漫灌提高19.2%~59.3%)。3个播期中第二播期是试验区最适宜的播种时期,其干物质总量较第一播期提高0.1%~53.5%,较第三播期提高8.8%~22.0%;这一播期下的叶片转移分配率较高,果穗干物质积累较高(较一期提高0.2%~54.7%,较三期提高10.4%~18.8%)。     

干旱区膜下滴灌配合暗管与竖井排水对棉田土壤盐分的影响

为研究干旱区棉田在滴灌淋洗配合协同排水下的土壤盐平衡变化规律及微生物群落丰度特征,在新疆典型干旱盐碱区（141团）进行野外排水试验,试验设置暗管与竖井双因素协同排水,X轴方向五水平（距离竖井0、15、30、45 m和60 m,记为T1、T2、T3、T4和T5）,Y轴方向三水平（距离暗管0、5 m和7.5 m,记为P1、P2和P3）,分析土壤电导率与地下水位、土壤微生物之间的关系。结果表明,进行淋洗试验后,0~700 cm土层土壤电导率整体降低,200~400 cm土层脱盐最明显,最低达到0.9254 dS·m^-1,全生育期平均脱盐率为70%,在距离暗管5 m、距离竖井45 m处的土壤脱盐效果最佳。此外,全生育期地下水埋深呈现先减小后增大的趋势,下降最大幅度达到2 m,且地下水位对土壤盐分的影响具有滞后性,土壤中微生物Chao1指数、多样性指数和丰富度指数均随土壤电导率降低而上升。研究表明,滴灌淋洗配合暗管与竖井排水有利于降低土壤深层盐分、控制地下水位、提升土壤微生物群落多样性,有利于推进干旱区盐渍化农田改良及恢复废弃耕地。     

种稻年限对盐渍化土壤理化性质和细菌群落多样性的影响

为了解盐渍化土壤长期种稻引起土壤微生物和理化性质的变化特征,选取了种植水稻0、1、6、12、21 a的田块,用旱地(种植玉米)土壤作对照,利用Illumina Hiseq高通量测序技术解析不同种稻年限土壤细菌群落结构的特征,并分析了土壤理化因子与细菌群落结构的关系。结果表明:变形菌门、拟杆菌门、放线菌门是所有样点土壤细菌群落的优势种类,其中,变形菌门占总量的36.39%～53.20%,γ-变形菌纲相对丰度在0 a种稻的土壤中显著高于其他样点(P0.05)。变形菌门相对丰度在种稻1 a的土壤中含量较高,达到45.26%;拟杆菌门的相对丰度在种稻12 a和21 a土壤中较高,分别为20.25%和20.44%;放线菌门相对丰度在0 a土壤中显著高于其他样点(P0.05),为17.90%。在属水平,布赫纳氏菌属是所有样点的优势属。α多样性指数结果显示:种稻12 a的土壤细菌群落多样性和丰富度都显著低于其他样点,分别低于对照17.06%、85.73%、82.88%。土壤理化性质测定结果表明:全氮和硝态氮在旱地土壤中含量最高;微生物碳和电导率在种稻12 a的土壤中最低,低于对照101.89%、23.25%;有机碳在21 a种稻土壤中含量最高,高于对照29.03%;pH值在21 a种稻土壤中最低,低于对照组1.05%。Pearson相关性分析表明:微生物量碳和土壤电导率对细菌多样性指数的影响显著。冗余分析结果表明,土壤电导率值、微生物碳和硝态氮是影响盐渍化稻作土壤细菌群落结构的主要因子。研究表明,随着种稻年限的延长土壤细菌群落和理化性质发生显著变化,土壤生境呈明显的改善趋势。     

春玉米干物质积累与转运对种植密度的响应

以西辽河平原主推的玉米品种郑单958、伟科702为试材,设4.5万株·hm-2(D1)、6.0万株·hm-2(D2)、7.5万株·hm-2(D3)、9.0万株·hm-2(D4)和10.5万株·hm-2(D5)5个种植密度,通过2012、2013年两年的田间试验,研究了不同品种春玉米干物质积累与转运对种植密度的响应。结果表明,两品种产量、物质积累与转运随种植密度的变化规律一致。产量随种植密度的增加先升后降,在D4密度下达到最高,郑单958为13.945 t·hm-2(2012年)和13.981 t·hm-2(2013年),伟科702为16.088 t·hm-2(2012年)和14.606 t·hm-2(2013年)。随种植密度增加,吐丝前干物质积累量增加,吐丝后先升后降;积累率总体表现为吐丝前升高,吐丝后降低;对籽粒贡献率随种植密度增加先升后降,吐丝后随密度增加而增加。随种植密度的增加,叶和茎鞘的转运量增加。茎鞘转运率增加而叶转运率降低;叶、茎鞘转运对籽粒贡献率在D4密度下最大。随种植密度增加,完熟期叶和穗部营养体分配比例降低,茎鞘的分配比例总体增加,籽粒分配比例先增后降。穗粒数和千粒重均随种植密度的增加而降低。     

调亏灌溉及施肥对玉米干物质积累和相关生理性状的影响

通过盆栽试验,在2种施肥水平下,研究了拔节期和抽雄期4个水分亏缺水平,即重度亏水(SD,40%~50%θf,θf为土壤田间持水量)、中度亏水(MD,50%~60%θf)、轻度亏水(LD,60%~70%θf)和正常灌水(CK,70%~80%θf)对玉米干物质积累、水分利用和相关生理性状的效应。发现施肥有利于玉米干物质积累,拔节期和抽雄期LD均不会明显降低干物质总量或略有增加,而SD明显降低干物质总量,但水分亏缺和施肥水平对冠层水分利用效率的影响不明显。与CK相比,两个生育时期LD对叶片叶绿素(Chl)、可溶性糖(SS)、脯氨酸(Pro)和丙二醛(MDA)含量以及超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性的影响较小;SD明显降低Chl含量以及SOD、POD和CAT活性,但明显增加SS、Pro和MDA含量。LD复水后各项生理生化指标均能恢复至正常灌水水平,MD复水后能在一定程度上恢复到正常灌水水平,而SD复水后则不能。因此本试验玉米拔节期和抽雄期调亏灌溉以轻度亏水适宜。     

施氮量及追氮时期对滴灌夏玉米干物质积累及氮素利用的影响

选用夏玉米杂交种‘郑单958’为试验材料,以施氮量N1(180 kg·hm^-2)、N2(210 kg·hm^-2)为主因素,追氮时期S1(拔节期+大喇叭口期)、S2(拔节期+开花期)、S3(拔节期+大喇叭口期+开花期)为副因素,以传统畦灌条件下(施氮量240 kg·hm^-2)拔节期一次性追肥处理(CK1)和拔节期+大喇叭口期追肥处理(CK2)作为对照,研究滴灌水肥一体化条件下施氮量和追氮时期对夏玉米干物质积累、产量形成及植株氮素转运与积累的影响。结果表明：与CK1相比N1S3、N2S3处理2020年成熟期地上部干物质积累量分别提高6.91%和8.30%,2021年分别提高2.28%和3.90%;2020年氮肥农学利用效率和氮肥偏生产力分别提高84.59%、61.43%,55.44%、34.60%,2021年分别提高90.82%、64.38%,50.69%、29.40%;2020年0～20 cm土层硝态氮残留量分别提高15.63、16.45 kg·hm^-2,2021年分别提高5.19、5.64 kg·h...