黑龙港地区夏玉米生长期综合ET试验研究

为了研究人类活动影响下流域二元水循环中农作物耗水通量特征,在华北平原黑龙港地区夏玉米生长期内,使用FDR与中子仪对土壤表层和剖面含水率分别进行了田间测量,对玉米的不同生长阶段特性、生长期内降雨以及土壤含水率的变化进行了分析.并以此为基础,对玉米苗期,拔节,抽雄,灌浆等各生长阶段利用水量平衡法进行了蒸散发量(ET)计算和...     

猪场废水灌溉对土壤-夏玉米系统氮素分布的影响

通过田间小区试验,研究了猪场废水处理工艺中3个阶段出水(原水、厌氧水和仿生态塘水)与地下水1∶5混水和厌氧水不同灌溉量对土壤中矿质氮含量、夏玉米产量以及植株吸氮量的影响。结果表明:厌氧水不同灌溉量对各土层硝态氮和铵态氮含量影响差异较显著,而不同阶段出水混水灌溉对各土层硝态氮和铵态氮含量影响差异不显著;厌氧水不同灌溉量处理下玉米产量呈现中量厌氧水高量厌氧水低量厌氧水的趋势,不同处理阶段出水混水灌溉时,原水与地下水1∶5混水灌溉产量较其他处理高;仿生态塘混水灌溉玉米籽粒粗蛋白含量最高。建议适宜的猪场养殖废水厌氧出水灌水定额为500 m3/hm2,适宜的混水灌溉处理为仿生态塘水与地下水1∶5的配水比例。     

施氮期对夏玉米土壤无机氮变化及净矿化量的影响

在夏播郑单958(9株／m^2)生长季,研究了不施氮、基施氮 10叶展氮、基施氮 吐丝氮和基施氮 乳熟氮共4个处理下2m土体的无机氮变化和净矿化量。结果表明：夏玉米生长季土壤NO3^- -N在含量、时空交化和受氮肥影响方面均与NH4^ -N不同,20cm以上土层NO3^--N以大口期为界、20cm以下以吐丝期为界前降后升;2m土层NH4^ -N在吐丝前均下降、吐丝后除20cm以上土层乳熟前上升而乳熟后略下降外其它土层无明显规律;NO3^--N的波幅明显大于NH4^ -N,NO3^--N在全生育期垂直分布明显,施氮后20cm以上和80cm以下土层其含量显著增加且受施氮期影响明显,如,推迟施氮能显著增加乳熟一成熟80cm以下NO3^- -N含量;NH4^ -N在吐丝前垂直分布近均匀、吐丝后明显,施氮仅增加0～20cm NH4^ -N含量、对20cm以下无明显影响。另外,土壤氮素净矿化发生在吐丝前且主要在大口期前,吐丝后发生净固定且乳熟前后各近一半,施氮后土壤氮变化平缓且施氮期影响明显。     

荒漠绿洲带膜下滴灌土壤硝化-反硝化和呼吸作用的研究

采用气压过程分离(BaPS)方法研究了覆膜和裸地(CK)土壤在常规施肥和不施肥条件下的硝化-反硝化速率和呼吸速率,目的是探讨膜下滴灌土壤硝化-反硝化作用及呼吸作用的规律.结果表明:覆膜与裸地土壤在两种施肥水平下的硝化-反硝化速率及呼吸速率都有明显的季节变化;覆膜与裸地两种不同栽培措施的硝化-反硝化速率、呼吸速率差异极显著,在相同栽培措施下,不同施肥处理间的硝化-反硝化、呼吸速率也达极显著水平;硝化-反硝化速率、呼吸速率在不同栽培措施和不同施肥水平下大小排列为:覆膜＞裸地,常规施肥＞不施肥.可见,农业栽培措施和不同施肥水平对土壤硝化-反硝化及呼吸作用都有一定的影响.     

缓释尿素对土壤和玉米植株氮素及干物质和产量的影响

试验在等量普通尿素、磷、钾肥(纯N 60、P_2O_5120、K_2O 90 kg·hm~(-2))作种肥一次性施入玉米种下8 cm基础上,在拔节期前施入不同类型缓释尿素(纯N记160 kg·hm~(-2)),采用随机区组设4个施氮处理:树脂包膜尿素(A);硫包膜尿素(B);植物油包膜尿素(C);普通尿素(CK)。测定玉米整个生育期0～20 cm土层中硝态氮、铵态氮和全氮含量,测定植株不同器官干物质量和氮含量。结果表明缓释尿素可以提高玉米生育后期土壤硝态氮和铵态氮含量,与普通尿素相比处理A、B、C灌浆期分别提高硝态氮20.37、29.76、5.18 mg·kg~(-1)和铵态氮8.19、2.31、1.85 mg·kg~(-1),成熟期分别提高硝态氮5.50、5.93、2.04 mg·kg~(-1)和铵态氮7.12、3.39、1.02 mg·kg~(-1);土壤全氮含量灌浆期提高0.22、0.11、0.05 mg·kg~(-1),成熟期提高0.20、0.20、0.01 mg·kg~(-1);与对照相比树脂包膜尿素(A)、硫包膜尿素(B)、植物油包膜尿素(C)干物质积累量和氮素积累量分别提高89.41、60.92、48.97 g·株-1和73.12、51.60、34.84 kg·hm~(-2),成熟期籽粒氮素吸收量提高56.98、43.58、29.36 kg·hm~(-2);缓释尿素处理较普通尿素处理增产2.22%～18.82%。三种缓释尿素处理相比较,树脂包膜尿素施用有效提高了生育后期土壤氮素含量、植株干物质积累、氮素积累和产量,施用效果最佳。     

红壤区夏玉米生长对土壤穿透阻力的响应

为寻求有效措施改善土壤穿透阻力,缓解季节性干旱对南方红壤地区农业生产的影响,通过室内3个土壤容重处理(1.1、1.3 g·cm~(-3)和1.5 g·cm~(-3))模拟初始土壤阻力,及大田4种耕作措施(深耕D、常规耕作C、免耕N和压实P)调控土壤阻力,通过盆栽与大田小区试验研究了红壤穿透阻力对玉米根系、植株生长及产量的影响。结果显示,轻旱至中旱情况下,玉米生长对红壤穿透阻力胁迫响应强烈。根长、表面积及根系体积表现为D1.1D1.3D1.5,根径则与之相反;地上部指标和产量为DCNP;除根径以外的根系形态指标、地上部生长指标和产量均与土壤穿透阻力呈显著负相关,且深耕的玉米生长情况和产量均显著高于免耕和压实。红壤穿透阻力改变了玉米根系生长状况,限制植株生长从而影响产量形成;红壤阻力每增加1.0 MPa,籽粒产量将减少1 787.1 kg·hm~(-2)。对于红粘土红壤,深耕能够明显降低土壤穿透阻力减轻干旱影响;而免耕的土壤阻力高,既直接胁迫作物生长,亦不利于缓解季节性干旱。     

不同施肥条件下北方夏玉米农田土壤氨挥发研究

通过用间歇密闭室抽气法对不同施肥方式下的夏玉米田间土壤氨挥发进行了研究.结果表明:基肥与追肥氨挥发一共持续了15d与11d,基肥时期氨挥发累积量在2.970 ～4.123kg· hm-2之间,占施肥量的0.81～ 1.65％;追肥时期累积量在6.240～8.347kg·hm-2之间,占施肥量的3.1 ～4.6％.不同施肥处理氨挥发的总量范围在2.914 ～3.920kg·hm1之间,占施肥量的2.3～3.0％;垄作覆膜是降低氨挥发损失的有效施肥方式;而追肥条件下,有机物料还田、施用复合肥和添加尿酶抑制剂会增加氨挥发强度.本次试验结果表明,即使在碱性土壤上,在严格的控制条件和良好的施肥管理条件下,氨挥发损失量仅占总施肥量的约1～2％.     

旱地夏闲期间土壤氮素矿化特性的变化

采用间歇淋洗好气培养法测定了黄土区旱地不同土壤及施氮量下夏季休闲前后土壤氮素矿化累积量,分析了旱地夏休闲期间土壤氮素矿化特性的变化。结果表明:与休闲前相比,休闲后土壤氮素矿化累积量显著降低,长武及杨凌试点土壤分别降低了29.52%及7.15%;长期不施氮肥处理休闲后土壤累积矿化氮量显著降低,而长期施用氮肥处理休闲前后土壤累积矿化氮量间的差异未达显著水平。相关分析表明,休闲前土壤氮素矿化累积量与土壤有机质、全氮含量间有显著正相关关系。采用双组分一级动力学方程拟合的土壤易矿化氮矿化势休闲前后长武及杨凌试点土壤分别降低了85%及66%,可见夏季休闲显著促进了旱地土壤易矿化氮的矿化。     

不同施肥条件下甘肃夏玉米农田灌淤土土壤氨挥发研究

通过间歇密闭室抽气法对不同施肥方式下甘肃农田灌淤土土壤氨挥发,以及不同施肥方式对玉米生长发育与氮素平衡的影响进行了研究。结果表明,基肥与追肥氨挥发分别持续了15 d与11 d,基肥时期氨挥发累积量在2.970~4.123 kg·hm~(-2)之间,占施肥量的0.81%~1.65%;追肥时期累积量在6.240~8.347 kg·hm~(-2)之间,占施肥量的3.1%~4.6%;覆膜+尿素施肥条件下农田氨挥发损失较小,氮肥利用率高,千粒重比常规施肥高出3.6%~11.9%;产量比常规施肥高出24.98%~36.73%;降低氮盈余量40.46~68.67 kg·hm~(-2)。综上所述,覆膜施肥(尿素深施/表施灌水)能降低土壤氨挥发损失,促进夏玉米生长发育及产量,增加生产效益,农业面源污染小。因此,可以在甘肃灌淤土玉米种植区进行大面积推广使用。     

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...     

夏玉米茎流速率变化规律及其影响因子研究

采用FLOW32-1K包裹式茎流计测量茎流速率,分析2018年夏玉米(郑单958)蒸腾量(本研究采用茎流)与气象因子,包括净辐射、温度、饱和水汽压差(VPD)、风速的相关性,并以Pearson相关性系数进行评价。结果显示:试验期间土壤含水率保持在田间持水率的70%～80%,得出在玉米不受水分胁迫条件下,茎流速率与净辐射、温度、VPD、风速均呈线性相关,相关系数分别为0.754、0.622、0.674、0.443,表明太阳辐射与茎流速率关系最密切,与风速关系最小。在夏玉米生长吐丝期、灌浆期和成熟期,晴天时茎流速率日变化为单峰曲线,早上5∶00茎流开始启动,随后茎流速率逐渐上升,在11∶00茎流速率达到峰值74.5 g·h~(-1),随后又降低,一般在21∶00降低为0.0。雨天时由于大气辐射不稳定,表现为多峰曲线,且茎流速率波动较大(0～37.7 g·h~(-1))。经计算夏玉米在灌浆生长期叶面积指数稳定在4.4,这时基础作物系数K_(cb)为1.0,9月10日后显著下降,至收获时(10月1日)降低至0.55。     

施氮对不同基因型夏玉米生理特性的影响

在黄土高原南部的红油土上,以陕单16(SD16)、陕单9号(SD9)、户单4号(HD4)、陕资1号(SZ1)、掖单19号(YD19)、中单2号(ZD2)、豫玉22号(YY22)、陕单902号(SD902)、农大108号(ND108)和户单2000(HD2000)等10个当地农业生产中常用的夏玉米品种为供试材料进行了大田试验,研究了不同氮肥水平对不同基因型夏玉米生理特性的影响。结果显示,与不施氮处理相比,灌浆期施氮处理的叶片硝酸还原酶活性、穗位叶叶绿素含量和光合速率分别提高2.63倍、27.7%和25%;且不同基因型生理特性对氮肥反应不一致,叶绿素含量变异系数为21%,ZD2施肥后光合速率稍有降低,而ND108则提高56%,SD16则提高46%;不论氮肥水平如何,气孔导度、蒸腾速率和光合速率三者之间两两显著相关。     

不同秸秆与氮肥管理措施对夏玉米产量及氮素利用的影响

为探讨不同秸秆还田模式下,氮肥管理对夏玉米产量和氮素利用的影响,试验设置施氮措施和秸秆还田模式2个因素。施氮措施设稳定性氮肥施氮量F1（180 kg·hm^-2）、尿素减量施氮量F2（180 kg·hm^-2）和尿素农户传统施氮量F3（270 kg·hm^-2）3个水平;秸秆还田模式设秸秆不还田（N）和秸秆还田（S）2个水平,共6个处理。结果表明：在不同秸秆还田模式下,各施氮措施的玉米产量在8 708.16~9 626.71 kg·hm^-2之间,处理间无显著性差异（P>0.05）。在不同施氮措施下,秸秆还田（S）的产量均高于秸秆不还田（N）,增幅为4.96%~8.94%（P>0.05）。施氮措施对土壤N₂O排放量有显著影响（P<0.05）,在不同秸秆还田模式下,稳定性氮肥措施F1和尿素减量措施F2的土壤N₂O排放量显著低于F3尿素农户施氮措施,降幅为29.26%~68.52%,且F1和F2之间存在显著差异（P<0.05）。在不同施氮措施下,除了SF2和NF2处理之间的N₂O排放量有显著性差异(1.53 kg·hm^-2和1.91 kg·hm^-2),其他秸秆还田模式处理之间均无显著性差异（P>0.05）。不同秸秆还田模式下,各施氮措施的氨挥发累积量在1.61~15.40 kg·hm^-2之间,表现为：F3氨挥发累积量最高（14.37 kg·hm^-2和15.40 kg·hm^-2）,F2氨挥发累积量次之（11.80 kg·hm^-2和12.49 kg·hm^-2）,F1氨挥发累积量最低（1.61 kg·hm^-2和1.79 kg·hm^-2）,各施氮措施间达到显著水平（P<0.05）。在不同施氮措施下,秸秆还田（S）的氨挥发累积量较秸秆不还田（N）提高5.85%~11.18%,但除了SF3和NF3的氨排放量有显著性差异,其他处理间均无显著性差异。不同秸秆还田模式下,各施氮措施0~100 cm土层硝态氮含量均表现出F3>F2>F1;秸秆还田处理（SF1、SF2和SF3）的土壤硝态氮含量显著低于无秸秆还田（NF1、NF2和NF3）,分别显著降低了65.65%、144.79%和128.48%。因此,综合考虑作物产量和农田氮素损失,秸秆还田+稳定性氮肥处理（SF1）是本研究地区夏玉米稳产减排的最优试验处理组合。     

华北平原夏玉米各生育阶段农业气候要素变化特征

基于华北平原6个农业气象试验站1981—2009年夏玉米生育期资料,以及同期48个气象站平均、最高和最低温度,降水、日照时数等逐日气象资料,采用线性倾向估计的方法,分析了华北平原近30年夏玉米各生育阶段农业气候要素的变化趋势。结果表明:(1)夏玉米出苗~拔节期的温度升高,其中平均温度、平均最高温度、平均最低温度的增幅分别为0.42℃·10a-1、0.36℃·10a-1和0.58℃·10a-1(P0.05),平均最低温度显著增加的站点多于平均最高温度显著增加的站点,温度日较差降幅为0.22℃·10a-1(P0.05);夏玉米拔节~抽雄期的温度变化不明显,温度日较差降幅为0.22℃·10a-1(P0.05);夏玉米抽雄~成熟期的平均温度、平均最高温度、平均最低温度均下降,降幅分别为0.16℃·10a-1(P0.05),0.15℃·10a-1(P0.05)和0.06℃·10a-1,其中下降显著的站点位于山东省。(2)各生育阶段降水量变化不明显,全区仅山东南部和河南中部出苗~拔节期的降水量增加显著。(3)除播种~出苗期外,各生育阶段的总辐射量均显著下降,其中出苗~拔节、拔节~抽雄、抽雄~成熟和全生育期的日均总辐射降幅分别0.83、1.10、0.87 MJ·m-2·10a-1和0.89 MJ·m-2·10a-1(P0.05),且大部分站点下降显著。     

土壤含水量对夏玉米蒸发蒸腾量和光合性能的影响

采用盆栽控水试验,研究了5种土壤水分条件（分别为土壤田间持水量的50%、60%、70%、80%、90%,记为T1~T5）对夏玉米蒸发蒸腾量（ET）及抽雄期光合性能的影响。结果表明：土壤含水量对夏玉米生长过程中的ET、株高、叶面积和光合性能均有显著影响。与T1处理相比较,T2~T5水分处理下的夏玉米主要生育期内ET依次增加了23.66%、39.17%、43.33%和49.84%,呈线性增大的趋势;在夏玉米耗水强度最旺盛的抽雄期,与T1处理相比较,T2~T5处理下的蒸腾速率（T_r）分别增长了63.74%、75.65%、78.83%和81.77%,气孔导度（G_s）分别增长了71.97%、82.63%、83.91%和84.87%,二者均随着土壤含水量的增大呈指数函数变化,但土壤含水量超过田间持水量的70%后增幅显著减小;光合速率（P_n）分别增长了47.51%、60.65%、57.51%和55.87%,P_n、株高、叶面积随着土壤含水量的增大呈现抛物线形变化趋势,即先增加后减小的规律,在T3和T4处理水平下达到最大值,依次为28.14 μmol·m^-2·s^-1（T3）、256.5 cm（T4）、628.6 cm²（T3）。从提高夏玉米光合效率和水分生产效率、减少无效蒸发蒸腾耗水的角度考虑, 夏玉米抽雄期的土壤含水量控制在田间持水率的80%左右为宜。     

不同土壤水分处理对夏玉米叶片光合等生理特性的影响

通过对防雨棚下测坑中种植的夏玉米设置不同的土壤水分控制下限指标试验,研究了土壤水分状况对夏玉米生理特性及水分利用效率的影响。结果表明,各生理指标有着明显的日变化特征,不同处理气孔导度(G s)峰值出现的时间早于光合速率(P n)和蒸腾速率(T r),在高水分条件下(T-80,土壤水分控制下限占田间持水量的80%,下同)T r峰值出现的时间滞后于P n,而T-60处理、T-50处理的T r峰值出现的时间早于P n,随着土壤水分胁迫程度的增加,G s、T r、P n的峰值有提前出现的趋势;不同处理细胞液浓度(CSC)的峰值及叶水势(LW P)的低谷均在14∶00左右出现。P n、T r、G s和LW P随土壤含水量的增加而增加,而CSC则下降。叶片水分利用效率LWUE(P n/T r)随光合有效辐射(PAR)的增加而增大,其峰值在10∶00左右出现,T-70处理的LWUE最高,T-50处理的最低。此外,通过对各处理的产量和产量水平水分利用效率(WUE)的分析得出,夏玉米节水高产的适宜土壤水分控制下限指标为田间持水量的70%。