基于产量品质和水肥利用效率西瓜滴灌水肥制度优化

实现大棚西瓜量化管理是实现大棚西瓜精准化管理的基础,也是提高产量品质与水肥利用效率的重要途径。以西瓜为试材,在以关中塿土为主的壤土地区采用膜下滴灌的灌溉方式,通过二因子五水平正交旋转组合设计,灌水量依据西瓜蒸腾需水量(Eapotranspiration,ETc)分别设置0.49ETc、0.55ETc、0.70ETc、0.85ETc、0.91ETc 5个水平,施肥量依据目标产量(Fy)分别设置0.50Fy、0.65Fy、1.00Fy、1.35Fy、1.50Fy 5个水平,共16个处理,测定西瓜相关品质、产量、灌溉水分利用效率和肥料偏生产力;采用主观层次分析法、客观熵权法和基于博弈论的组合赋权法计算各指标权重,用近似理想法建立模型,分析水肥滴灌量对综合评价值的影响。结果表明,水肥协同影响西瓜综合评价值,且灌水量对其影响大于施肥量;综合评价值随水肥施入量增加均呈先升后降的趋势,当灌水量为0.73ETc,施肥量为1.03Fy时,西瓜综合评价值最高,达到0.74。因此,推荐在水肥资源相对充足的关中地区按0.73倍西瓜蒸腾需水量和1.03倍目标产量对西瓜灌溉施肥;而在水资源相对亏缺地区,应适当降低...     

基于产量品质及水肥利用效率的三七水肥耦合方案优选

为了实现三七增产、提质和绿色生产,探究适宜的水肥耦合方案,以2年生三七为研究对象进行大田试验,设置3种灌水水平,分别为W1（0.5FC,FC为田间持水量）、W2（0.7FC）、W3（0.9FC）;4种施肥水平,全年施肥总量为1 440 kg/hm2,根据各个生育期设置不同的施肥比例,划分为F1（苗期∶花期∶果期∶根增重期比例为25%∶25%∶25%∶25%）、F2（25%∶30%∶25%∶20%）、F3（30%∶30%∶25%∶15%）和F4（40%∶20%∶30%∶10%）,共12种处理,分析水肥及其耦合效应,对三七产量、品质、水分利用效率（Water Use Efficiency,WUE）和肥料偏生产力（Partial Factor Productivity of fertilizer,PFP）的影响,应用优劣解距离法对三七皂苷含量进行综合品质评价,并运用综合评分法对各处理进行基于产量、品质、水肥利用效率的综合评价,探究三七生长与生产管理的综合最优处理。结果表明：水肥耦合对发病率影响最大,灌水对WUE影响最大,生育期不同比例施肥对产量和PFP影响最大;5种皂苷中,W2F4处理的三七皂苷R1、人参皂苷Rg1、人参皂苷Re和人参皂苷Rd的积累量都显著（P＜0.05）高于其他处理,W2F4处理的三七皂苷R1含量最高,W1F4处理的人参皂苷Rb1含量最高;通过综合评分法求得最优处理为W2F4处理,发病率为12.97%、产量为2 976.42 kg/hm2、WUE为1.65 kg/m3、PFP为1.09 kg/kg;TOPSIS品质分析W2F4处理得分最高,为0.815。该研究结果可为三七合理水肥管理提供科学依据。     

生物炭与化肥配施对辣椒产量、品质及肥料利用率的影响

为探究生物炭与化肥作基肥配施对辣椒的影响效果,以辣椒“明椒9号”为试验材料,研究了不同施用量生物炭与化肥配施对辣椒植株生长、产量及构成因素、干物质积累、加工品质以及肥料利用率的影响。结果表明,与单施化肥处理(CF)相比,生物炭与化肥配施处理更有助于辣椒植株的生长发育和叶绿素的合成;与CF处理相比,生物炭与化肥配施处理均能显著增加辣椒干物质积累量和产量,且随生物炭施用量的增加而增加;生物炭与化肥配施处理对辣椒加工品质影响显著,其中二氢辣椒素含量提高了7.14%～13.39%、辣椒素含量提高了7.43%～16.89%、脂肪含量提高了2.29%～7.79%、色价提高了0.51%～4.49%,但对挥发性物质种类无显著影响;与CF处理相比,生物炭与化肥配施处理均能显著提高氮肥、磷肥、钾肥的农学利用率和肥料利用率,分别提高了53.71～97.24、67.14～121.55、22.38～40.52 kg·kg-1和57.93～113.55、12.87～19.19、60.28～80.79个百分点。试验结果为辣椒生产中选择合理的施肥措施提供理论参考。     

灌水施氮和缩节胺用量对南疆棉花产量品质和水肥利用效率的影响

为研究灌水量、施氮量和缩节胺用量对棉花籽棉产量、纤维品质和水肥利用效率的交互影响,于2020年和2021年在南疆库尔勒地区开展大田试验,设置3个灌水量（W₁：60%ET_c,W₂：80% ET_c,W₃：100% ET_c,ET_c为作物蒸发蒸腾量）,4个施氮量（N₀：0 kg/hm²,N₂₀₀：200 kg/hm²,N₃₀₀：300 kg/hm²,N₄₀₀：400 kg/hm²）和2个缩节胺用量（D₁：120 g/hm²,D₂：240 g/hm²）。结果表明：灌水量、施氮量和缩节胺用量对籽棉产量、水分利用效率、肥料偏生产力和部分纤维品质指标影响显著（P<0.05）。灌水量、施氮量和缩节胺用量三者交互作用对肥料偏生产力和纤维品质影响显著（P<0.05）。株高、叶面积指数和干物质量也受灌水量、施氮量和缩节胺用量三者交互作用影响。W₃N₃₀₀D₂处理籽棉产量最高（2020年为7 578 kg/hm²,2021年为7 173 kg/hm²）,W₁N₄₀₀D₁处理水分利用效率和W₃N₀D₂处理肥料偏生产力最高,W₃N₄₀₀D₁处理的纤维长度、纤维强度和马克隆值均获得较大值,纤维品质最佳。基于TOPSIS综合评价方法对棉花产量品质和水肥利用效率进行综合评价,100%ET_c灌水量、300 kg/hm²施氮量和240 g/hm²缩节胺用量组合最优,可作为南疆棉花适宜的水氮和化控管理模式。研究结果可为南疆棉花水肥高效利用提供理论依据和科学指导。     

水肥耦合对基质栽培番茄产量及品质的影响

为有效提高农业废弃物的利用率,将堆肥、秸秆等农业废弃物和黏土等拌制成一种抗旱促根的基质,研究水肥耦合效应对     

硫包衣尿素对辣椒产量、品质及氮肥利用率的影响研究

采用田间小区试验,比较了两种硫包衣尿素(SCU1,SCU2)在等N量或减N30%的情况下对辣椒产量、品质、N肥利用率的影响及其后效的差异。结果表明:①与普通尿素相比,等N量和减N30%的两种硫包衣尿素增加了辣椒产量(增产幅度为2.8%～16.6%)和Vc含量(增加幅度为3.5%～10.2%),且SCU1增加Vc含量效果明显而SCU2增产效果明显,这可能与二者的包膜厚度有关(SCU1包膜较薄,SCU2包膜较厚);②普通尿素和等N量的两种硫包衣尿素之间N肥利用率和偏生产力没有显著差异,但是等N量的SCU2的农学效率要显著高于普通尿素和等N量的SCU1,而减N30%的SCU1和SCU2的N肥利用率、农学效率和偏生产力显著高于普通尿素和等N量的SCU1和SCU2;③普通尿素、等N量和减N30%的SCU1和SCU2的后茬作物浙江长莆瓠子的产量差异不大,但是这些施肥处理的后茬作物产量均显著高于不施肥处理,表明前茬作物施用的肥料可以被后茬作物加以利用。上述这些结果表明硫包衣尿素能够提高辣椒产量和Vc含量而没有提高N肥利用率,且SCU2增产效果优于SCU1,SCU1增加Vc含量优于SCU2。     

基于番茄产量品质水肥利用效率确定适宜滴灌灌水施肥量

研究滴灌施肥条件下水肥组合对温室番茄根系生长、产量品质和水肥利用效率的影响,并运用多元回归分析和空间分析相结合的方法,寻求满足单目标最大的灌水施肥制度,以及综合评价产量品质和水分利用效率的水肥调控效应,提出同时满足高产优质高效的最接近的灌水施肥制度。通过小区试验,设灌水和施肥（N-P2O5-K2O）2因素,3个滴灌水量（高水：100%ET0、中水：75%ET0、低水：50%ET0,ET0是参考作物蒸发蒸腾量）和3个施肥水平（高肥：240-120-150 kg/hm2、中肥：180-90-112.5 kg/hm2、低肥：120-60-75 kg/hm2）。结果表明,番茄产量、水分利用效率、肥料偏生产力和品质受灌水和施肥影响显著。产量与灌水量和施肥量正相关;减小灌水量和增大施肥量,水分利用效率增大;增大灌水量和降低施肥量,肥料偏生产力增大。维生素C和番茄红素随施肥量的增加先增大后降低（中水除外）,可溶性糖随施肥量增加而降低（中肥除外）,可溶性固形物和糖酸比分别在中水与低水、高水与低水之间差异显著（P<0.05）。根质量、根长、根表面积及根体积与产量有显著的线性正相关关系。通过多元回归分析和空间分析得出,灌水量为159 mm,施肥量为479.4、404.4和382.8 kg/hm2时,水分利用效率、番茄红素和糖酸比最大;灌水量为279 mm,施肥量为510 kg/hm2时,产量最大;灌水量为262 mm,施肥量为225 kg/hm2时,肥料偏生产力最大。产量和品质同时达到大于等于85%最大值的灌水施肥区间大约为210～230 mm和385～453 kg/hm2,产量、水分利用效率和品质同时达到大于等于85%最大值的最接近灌水施肥区间为198～208 mm和442～480 kg/hm2。此研究为当地温室番茄滴灌施肥生产过程中水肥科学管理提供指导依据。     

淮北地区小麦生长期灌溉对产量和水肥利用效率的影响

地处北亚热带向暖温带过渡季风区域的淮北地区，由于降水时空分布不均，土壤水分物理性质不良，造成旱涝频发，一直是该区农业生产的主要障碍因素。长期以来，如何合理调控水肥、提高施肥效率、培育土壤质量、实现高产稳产，一直是该区农业生产实践中面临的重要问题。本文对淮北地区主要旱粮作物小麦生育期间的水肥效应进行了系统研究，在此基础上对小麦生育期干旱缓解、灌溉与施肥效率提高的技术措施进行了初步阐释，为本区小麦高产稳产的水肥管理实践提供科学依据。     

品种与肥料对苦荞麦产量及水肥利用的影响研究

品种和施肥对苦荞麦产量和水肥利用影响的试验表明,“黑丰1号”、“黔威2号”的产量显著高于“寿阳灰苦荞”,且以“黑丰1号”最优。施肥后3品种产量明显增加,且以有机肥和无机肥各半量处理最优。种植优良品种和合理施肥可提高苦荞麦的水肥利用效率。     

水肥耦合对番茄光合、产量及水分利用效率的影响

为研究大棚膜下滴灌灌溉上限与施肥量耦合对番茄光合、产量及水分利用效率的影响,以金鹏1号番茄为试材,按照二元二次正交旋转组合设计原理,建立了光合与产量指标的数学模型,分析了水肥两因子的耦合效应。试验结果表明,所建模型达到显著水平;水对光合的影响大于肥,对产量的影响小于肥,水肥对光合和产量的耦合分别存在显著的负效应和正效应;光合速率随灌溉上限的上升表现出明显的上升趋势,超过一定范围后开始下降;不论灌溉上限高低,光合速率均随施肥量的增加表现出先降低后升高的趋势,变化趋势缓慢;番茄的产量随灌溉上限和施肥定额的增加而显著增加,超过一定范围后产量逐渐降低。得出合理的灌溉施肥指标:灌溉下限为田间持水量的50%,灌溉上限为田间持水量的80%~82%,施肥N 313.75~439.75 kg/hm2、P2O5156.55~219.19 kg/hm2、K2O 313.75~439.75 kg/hm2。此时,番茄的产量达到124 t/hm2、水分利用效率达到43.2 kg/m3。     

水、磷对紫花苜蓿产量及水肥利用效率的影响

【目的】紫花苜蓿作为畜牧业生产中最主要的优质绿色饲料,是发展草食畜牧业的物质基础,同时它也是一种需水需肥较多的作物。如何从技术方面提高单位面积苜蓿产量,实现苜蓿高产栽培是科学研究人员及生产者研究的重点。北京市东南部接壤的蓟县、宝坻及南部接壤的廊坊、武清等地区,是北京市在生态和环境优先发展原则下畜牧养殖业外移的重要承接区域,苜蓿在当地种植缺乏科学指导,年干重产量仅为7500~10000 kg/hm2,盐碱地年产量更低,为4500~6000 kg/hm2。本研究通过苜蓿水肥试验确立紫花苜蓿达到高产的最佳磷肥施用水平和灌水量,为京南地区苜蓿高产及水肥的高效利用提供可借鉴的水肥管理技术。【方法】实验在低磷砂壤土条件下进行,选用紫花苜蓿中苜2号品种,设置全生育期不灌水（W0）、以及返青后及第1、2茬刈割后灌水且每次灌水25 mm （W1）、50 mm （W2）、75 mm （W3）4个灌水处理;每个灌水处理下设置不施磷（F0）、施P2O5 105 kg/hm2（F1）、210 kg/hm2（F2）3个施磷量处理,研究了灌水和施磷对紫花苜蓿产量、水分和磷肥利用效率的影响。【结果】1）灌水对1、2茬苜蓿产量的影响有显著差异,对3、4茬及全年产量的影响无显著差异;施磷肥对第3茬苜蓿产量没有显著影响,但对第1、2、4茬及全年苜蓿产量的影响均存在显著差异。2）灌水和施磷肥对紫花苜蓿的水分和肥料利用效率均有显著影响,随着施磷量的增加,苜蓿的水分利用率逐渐增大,说明施磷可以提高水分利用效率;随着灌水量的增加,苜蓿的磷肥利用效率呈先增加后降低的趋势,说明适当的增加灌水量可以提高苜蓿的磷肥利用效率。【结论】综合考虑紫花苜蓿产量、水分和肥料利用效率等指标,最优试验处理为每次灌水量50 mm,施P2O5 210 kg/hm2,其次为每次灌水量25 mm, 施P2O5 210 kg/hm2。     

氮磷与硅钙肥配施对辣椒产量和品质的影响

【目的】长期高纯度化肥施用导致作物其他养分供应的不平衡,中微量元素已成为越来越多作物产量和品质限制因子。本文旨在通过开展硅钙肥、氮肥和磷肥配施对辣椒产量和品质的影响研究,确定硅钙肥、氮肥和磷肥在干辣椒中最佳配施方案。【方法】借助于DPS软件,采用三因素二次饱和D-最优设计方法分析研究了氮磷与硅钙肥配施对辣椒产量和品质的影响,整个研究过程分为回归建模、模型解析和模型决策三个步骤,首先,根据2013年获得的辣椒产量和品质数据,进行优化多项式回归分析,得出辣椒产量、品质分别与硅钙肥、氮肥、磷肥之间的回归方程。其次,对两个方程进行F检验,对回归系数进行t检验,确定模型可行性,模型分析包括因子主效应分析、单因子效应分析和因子互作效应分析。最后进行模型决策,通过计算机模拟运算,提出辣椒高产与优质的施肥方案。【结果】通过对模型进行检验分析得出:硅钙肥、氮肥、磷肥对辣椒的产量和品质均有显著的影响,并且因素间存在显著的互作效应。以硅钙肥、氮肥交互效应为例,在编码范围内,辣椒的产量较好的互作空间是中等的硅钙肥配较高氮肥水平;辣椒的品质较好的互作空间是较高的硅钙肥水平配中等的氮肥施用水平。三因素对产量的影响顺序为:氮肥磷肥硅钙肥,而对品质影响则相反。在本研究区地力水平下,辣椒的产量和品质会随着硅钙肥、氮肥、磷肥的用量增加而升高;当用量过高,产量和品质反而会下降。通过计算机模拟运算,产量在4500~6000 kg/hm2之间,品质综合得分95分以上时,施肥方案为硅钙肥304.76~398.24 kg/hm2,氮肥220.05~263.26 kg/hm2,磷肥44.80~64.50 kg/hm2。经边际效应分析,在经济效益和产量达到最大,即分别为80548.64元/hm2和5916.23kg/hm2时,硅钙肥、氮肥、磷肥最佳施用量组合为332.66、250.58、57.75 kg/hm2,配施比例为1:0.75:0.17。【结论】硅钙肥、氮肥、磷肥具有提高辣椒产量和品质,调节辣椒营养元素吸收等功能,但应适量施用,过多施用反而会造成产量降低、品质下降等现象的产生。本文构建的模型可以详细地解释三种肥料对辣椒产量和品质的影响,通过模型模拟可以得到三种肥料之间的联系。     

氮素营养对黄土高原旱地玉米产量、品质及水分利用效率的影响

20022003年在陇东旱塬的甘肃省农科院镇原旱农试验基地秋覆膜玉米地上进行了不同施氮量对旱地玉米产量、品质及水分利用效率影响试验。结果表明,不同年份氮肥用量对不同类型玉米品种产量均有极显著差异,但同一年份不同类型玉米品种或不同年份同一类型玉米品种产量无显著性差异。玉米产量随着施氮量的增加而提高,且每公斤氮肥增产量、水分利用效率(WUE)、光合速率(Pn)等均以中氮(N.180.kg/hm2)时最大。在中等氮肥水平以下,玉米子粒粗脂肪、粗蛋白和淀粉含量随施氮量的增加而提高,同时,歉水年份有利于容重、粗蛋白和淀粉的累积。     

根域水分亏缺对涌泉灌苹果幼树产量品质和节水的影响

为了有效提高山地苹果树的水分利用效率（water use efficiency,WUE）以及合理分配灌溉用水,该文以陕北黄土高原地区山地苹果树为研究对象,通过大田试验,研究了涌泉根灌（surge-root irrigation,SRI）条件下水分亏缺对苹果树生长、产量、品质及WUE的影响。试验于2016—2018年分别在萌芽期（I）设置轻度（L）、中度（M）和重度（S）3个水平亏缺处理,在开花坐果期（II）和果实膨大期（III）分别设置L和M 2个水平亏缺处理,另设全生育期充分灌溉（FI）与不灌水（NI）作为对照,共9个处理。结果表明：苹果树各生育期耗水量由大到小依次为III期、II期、I期、果实成熟期（IV）,其中III期耗水量占全生育期耗水总量的59%~71%,远高于其他3个生育阶段。调亏灌溉与FI相比节水效果显著（P<0.05）,且其一定程度上抑制了苹果树新梢生长,苹果树水分调亏程度大的处理在下一个阶段复水后其耗水量越大。水分亏缺可调节苹果的品质,I期进行水分亏缺对果实含水率、可溶性物质含量和可溶性还原糖含量的影响均不显著（P>0.05）,III期进行水分亏缺可增加果实硬度,降低单果质量、优果率和果实含水率,因此不宜在苹果树III期设置水分亏缺;而在苹果树II期进行水分亏缺使果实硬度略有增加,果实含水率略有下降,同时单果质量、优果率、可溶性物质和可溶性还原糖含量提高,使苹果更甜且易存储。其中II-M处理的苹果产量、品质及WUE均达到较高水平,建议最优的水分调亏应是II-M处理。该研究可为陕北山地苹果水分管理、精准灌溉提供理论与技术参考。     

水氮耦合对膜下滴灌马铃薯产量、品质及水分利用的影响

该文通过田间试验,研究在西北旱区对膜下滴灌条件下水氮耦合效应及其对马铃薯产量、品质和水分利用效率的影响,从而确定马铃薯适宜的水氮用量,以求达到节水、节肥和高产优质的目的。试验设置2个土壤湿润比水平:40%(P1)和70%(P2),5个施氮水平:90(N1)、135(N2)、180(N3)、225(N4)、270kg/hm2(N5),共10个处理。试验结果表明:相同水分条件下,马铃薯块茎质量、块茎淀粉含量、块茎维生素C含量、耗水量、产量和水分利用效率都随施氮量的增加而呈抛物线趋势变化,块茎蛋白质含量随施氮量的增加呈增加趋势。相同氮肥条件下,湿润比P2处理的马铃薯块茎质量、块茎淀粉含量、块茎维生素C含量、块茎蛋白质含量均高于湿润比P1,湿润比P2处理的耗水量比湿润比处理P1高11%,湿润比P2处理的产量比湿润比处理P1高5%,但是湿润比P1处理的水分利用效率比湿润比P2处理高5.4%。其中,P2N3处理的马铃薯单株块茎质量、块茎维生素C含量表现最好,P1N5处理的马铃薯块茎蛋白质含量最高,P2N2处理的马铃薯块茎淀粉含量和产量表现最优,产量最高为54187kg/hm2,P1N2处理的水分利用效率最高为12.86kg/m3。P2N3处理的马铃薯高产优质,且水分利用效率较高,是西北旱区膜下滴灌条件下马铃薯生产中适宜的水氮组合。     

不同灌溉措施对黄淮海地区冬小麦水氮利用及产量和品质的影响

通过设置不同灌溉处理来研究灌溉次数和时期对黄淮海地区冬小麦产量、籽粒品质和水氮利用的影响。结果表明:浇足底墒基础上拔节期灌一水不仅可获得较高的产量并提高水氮利用效率,减低硝态氮淋失风险,而且可获得较好的物理品质(硬度指数、容重)和蛋白质品质(粗蛋白、湿面筋和沉淀值)及最优的粉质仪质量指数、拉伸仪参数和降落数值。在此基础上增加冻水、开花水、灌浆水等处理的产量增加不显著,各项品质指标没有明显改善,水分利用效率降低,而且显著增加硝态氮淋失风险;因而黄淮海地区最优的节水灌溉模式是浇足底墒基础上拔节至挑旗期灌溉一水。     

灌溉水含盐量对辣椒产量品质及水分利用效率的影响

为探讨灌溉水含盐量对辣椒耗水、产量、品质和水分利用效率的影响,于2015年4—7月在江苏省农业气象试验站进行盆栽辣椒试验。试验共设置5个灌溉水盐分处理,灌溉水含盐量分别为0.9(CK)、1.6、2.7、4.7和7.0 d S/m。结果表明,耗水量随着灌溉水含盐量和饱和土壤浸提水含盐量(electrical conductivities of saturated soil extracts,ECe)的增加呈显著线性下降趋势。与CK处理相比,灌溉水含盐量高于1.6 d S/m时,辣椒产量显著降低27%~65%(P0.05)。通过相对产量与ECe的线性拟合得出,临界ECe为1.5 d S/m,ECe每增加1 d S/m产量降低5.61%,这也表明辣椒为中等盐分敏感的植物。灌溉水含盐量增加降低了果长、最大果宽、单果质量、果实个数和果实含水率,但增加了果实硬度和可溶性固形物。辣椒的水分利用效率也随着灌溉水含盐量增加而极显著线性下降(P0.001)。灌溉水含盐量为1.6 d S/m时,辣椒耗水、产量、品质和水分利用效率均没有显著降低,在水资源匮乏的地区可采用该电导率下的盐水对辣椒进行灌溉。研究为微咸水灌溉下辣椒生产和水分利用效率的提高提供了科学依据。