水肥一体化滴灌条件下氮素在土壤中的时空分布特征

水肥一体化灌溉是提高水肥利用效率的主要途径之一。试验采取单点源滴水施肥模拟滴灌条件下水肥一体化灌溉施肥过程,研究滴灌条件下氮素中的NO~-_3-N和NH~+_4-N在土壤湿润体中的时空分布特征。结果表明,在灌水施肥结束后的1周时间内,土壤湿润体中NO~-_3-N和NH~+_4-N在靠近灌水施肥点处的含量较高,由灌水点向外,随着距离的增大,其含量逐渐减小,在土壤湿润体的边缘,即湿润锋处,氮素的含量最低。随着时间的推移,NO~-_3-N和NH~+_4-N的分布变化表现为:NO~-_3-N的含量先增大后减小,在第5d达到最大值,此后含量有所降低。而NH~+_4-N的含量相对较低,其含量始终低于NO~-_3-N的含量,且一直在减小,特别是在第3d以后迅速减小,到第5d时湿润体内NH~+_4-N的含量甚至低于灌水前风干土的含量。     

稻田总磷迁移规律与最佳灌排模式研究

以超级稻为试验对象,采用随机试验设计,利用测桶试验,研究浅水勤灌、控制灌溉、浅湿调控、覆秸秆旱作灌排模式下地下排水及不同深度土壤渗漏液的总磷迁移规律。结果表明,与浅水勤灌和浅湿调控相比,控制灌溉和覆秸秆旱作显著降低了灌水量、灌水次数、地下排水量、总磷浓度和总磷流失负荷,有明显的节水省工减排效果。不同灌排模式地下排水总磷质量浓度波动下降,最大为0. 450 mg/L;不同灌排模式、不同深度土壤渗漏液中,总磷浓度表现不同,除分蘖后期外均为表层最高,且随土壤剖面深度的增加而降低。浅湿调控和覆秸秆旱作的土壤渗漏液总磷浓度高于浅水勤灌和控制灌溉。控制灌溉、覆秸秆旱作两年灌溉水分生产率均显著高于浅湿调控、浅水勤灌。与浅水勤灌相比,控制灌溉显著增产10. 45%,覆秸秆旱作显著减产14. 69%。综合灌排水量、灌水次数、磷素流失负荷、产量和灌溉水分生产率,控制灌溉是节水、省工、减排、高产的最佳灌排模式。     

再生水灌溉调控对氮素渗漏流失影响及增产效应

再生水利用被认为是解决21世纪水资源短缺问题的有效途径之一.本文通过大田试验,研究了再生水连续灌溉下水稻各个生育期渗漏水中NH4+-N、NO3--N的动态淋失变化.结果表明:氮素淋失主要集中在分蘖期和拔节孕穗期,其中两个时期的NH4+-N负荷占总负荷的49.1％ ～69.9％,NO3--N占总负荷的42.3％ ～73....     

水稻旱作覆膜土壤水分控制指标的试验研究

通过对水稻旱作覆膜条件下不同生长阶段的不同土壤水分控制指标对水稻生育性状及产量影响的试验研究 ,分析得出水稻旱作覆膜条件下的水分敏感期为拔节孕穗期。试验结果表明 :分蘖期、拔节孕穗期、抽穗开花期、乳熟期的适宜灌水下限分别为 70 %、85 %、80 %和 70 %。这为合理灌溉提供了可靠依据     

适雨灌溉下不同施肥模式对机插稻稻田水环境及产量的影响

【目的】探讨江汉平原地区适雨灌溉条件下不同施肥模式对机插稻稻田水环境及水稻生长的影响,为当地机插稻水肥管理措施的改善提供理论和数据支撑。【方法】采用田间小区试验,研究了适雨灌溉条件下,农民习惯施肥(FFP)、70%控释掺混肥+30%尿素(70%CRF+30%N)和有机无机复混肥(OIF)对稻田降雨利用率、田面水氮磷质量浓度的动态变化与径流流失量、干物质积累及水稻产量的影响。【结果】适雨灌溉下,返青期、分蘖期、拔节孕穗期和灌浆成熟期的降雨利用率分别为17.5%、100%、100%和84.2%;基肥和分蘖肥施用过后,FFP、70%CRF+30%N和OIF处理田面水TN、NH4+-N和TP质量浓度迅速提高,在第1天达到峰值,水稻移栽后30 d内70%CRF+30%N处理田面水TN、NH4+-N和TP的平均质量浓度较FFP处理分别降低40.4%、47.4%和0.5%;稻田氮磷径流流失量的90%左右在返青期,10%左右在灌浆成熟期,70%CRF+30%N处理TN、NH4+-N和TP径流损失量较FFP处理分别降低31.4%、30.9%、1.9%;70%CRF+30%N处理在返青期干物质积累量显著低于FFP和OIF处理,移栽-返青期阶段干物质积累量占总积累量比例表现为FFP处理>OIF处理>70%CRF+30%N处理,成熟期OIF处理干物质积累量显著高于70%CRF+30%N和FFP处理,实际产量表现为OIF处理>70%CRF+30%N处理>FFP处理。【结论】适雨灌溉条件下,70%CRF+30%N处理有助于减少稻田氮素流失,OIF处理有助于机插稻干物质积累与产量的增加。     

暗管控制排水对棉田排水的影响

对几次较大规模降雨产生排水后排水量、排水氮素含量、地下水位等进行观测,结果发现暗管排水使得地表、地下排水量被重新分配,控制水位排水使地表排水量所占比例提高、而总排水量比常规排水减少36.4%～82.7%、地下排水峰值量较常规排水减少7.2%～85.4%。地表、地下排水硝氮质量浓度较低,一般低于4 mg/L;地表排水总氮质量浓度在2.3～11.5 mg/L之间,地下排水总氮质量浓度在0.6～9.1 mg/L之间。要减少氮素流失总量,减少排水量是关键。     

湔江冲洪积扇地下水氮分布特征及灌溉用水适宜性评价

湔江冲洪积扇是成都平原龙门山前冲洪积扇群之一,为研究其地下水"三氮"(NO~-_3-N、NO~-_2-N与NH~+_4-N)空间分布特征与地下水环境质量。利用描述性统计分析"三氮"的含量特征,用ArcGIS空间分析功能分别绘制NO~-_3-N、NO~-_2-N与NH~+_4-N的空间分布特征图,并应用单因子、贝叶斯水质综合评价方法进行饮用水水质评价和钠吸附比、钠百分比、镁危害、渗透率系数等进行灌溉水适宜性评价。研究表明,研究区地下水"三氮"检出率较高,以NO~-_3-N污染最为突出,且均具有明显的空间变异性。水质评价结果显示,地下水均符合饮用水及农业灌溉水水质标准,但部分水样存在总大肠杆菌群与硝酸盐超标的问题。湔江冲洪积扇地下水已经受到"三氮"的污染,人类活动对地下水质量影响较大,应引起关注。     

加气对水稻泡田期田面水质的影响

为解决秸秆还田技术实施后南方稻田泡田期出现的水体恶化问题,模拟秸秆还田后的淹水稻田,采用加气0.5 h和不加气对田面表层水体进行处理,对田面水体中的铵态氮(NH~+_4-N)、硝态氮(NO~-_3-N)以及总磷(TP)的含量进行研究。结果表明:加气处理能使淹水条件下的田面表层水NH~+_4-N和TP浓度峰值分别降低77.4%和29.84%,且使得NO~-_3-N和TP浓度较快的上升、并提早出现峰值,同时使淹水初期和后期田面表层水体溶解氧含量保持较高的状态,使水体处于好气环境的时间变长,使淹水稻田面临氮磷污染的风险有所降低,从而利于作物根系生长。研究表明:对秸秆还田后泡田期的稻田进行加气处理能有效提高田面水溶解氧含量,缩短高浓度氮磷的持续时间,从而减轻水质污染的风险。     

水稻再生水灌溉下的节水减排效果

为探明水稻再生水灌溉下的节水减排效果,在国家农业环境大理观测实验站开展了水稻再生水灌溉试验研究.试验设淹水灌溉(Flooding Irrigation,FI)及间歇灌溉(Alternate Wetting and Drying,AWD)两种灌溉模式,F1(全生育期清水灌溉+施全部化肥)、F2(分蘖期、拔节孕穗期再生水灌溉+施部分化肥)及F3(返青期、分蘖期、拔节孕穗期再生水灌溉+施部分化肥)3种施肥模式.分析了再生水灌溉下稻田田面水、不同深度地下水氮磷及化学需氧量(Chemical Oxygen Demand,COD)浓度变化及其流失负荷量,并研究了稻田的氮磷消纳能力及再生水对清水、肥料替代率.结果表明,再生水灌溉下田面水氮素浓度峰值出现次数多但峰值均较小,氮、磷径流损失负荷量平均值分别为2.65及0.62 kg/hm2,比清水灌溉增加了26％及28.6％.地下水氮、磷浓度整体上呈随深度的增加而减小趋势,再生水灌溉下氮素淋溶损失比清水灌溉少11％.AWD下氮、磷径流、淋溶负荷较FI均减少,返青期灌再生水在淋溶损失方面与其他再生水灌溉处理相比没有明显差异.稻田对所灌的再生水中氮、磷的消纳能力分别为92％及81％;灌再生水后4～5 d,COD的去除率可达78.2％.采用再生水灌溉几乎不会对环境造成负面影响.再生水灌溉替代清水效率可达75％左右,FI模式下再生水带入肥量较AWD大,75％水平年氮素替代化肥效率达35.8％,而磷素的带入量和替代率均较小.     

控制排水下减量施氮对土壤无机氮含量变化和棉花产量的影响

以旱地棉田为研究对象,2018年在湖北荆州大田条件下对控制排水和减量施氮下土壤无机氮含量变化和棉花产量进行了研究。试验采用2种控制排水模式(非控制排水和地表控制排水,分别记作FKS和KS)与4个施氮量水平(农民习惯施氮量280 kg/hm~2、习惯施氮量的90%、80%和70%,分别记作N1、N0.9、N0.8和N0.7)完全随机组合设计。测定棉花生育期内0～20、20～40、40～60和60～80 cm土层的NO~-_3-N和NH~+_4-N含量。结果表明,与FKS相比,整体上KS下0～40 cm土层的NO~-_3-N含量和0～20 cm土层的NH~+_4-N含量增加。与N1相比,FKS下N0.9、N0.8和N0.7的籽棉产量分别减少9.23%、13.16%和18.60%(P0.05);而KS下N0.9、N0.8和N0.7的籽棉产量分别减少4.96%、7.02%(P0.05)和12.98%(P0.05)。综上,采用地表控制排水,减氮10%～20%有利于提高0～20 cm土层的无机氮含量,从而维持棉花产量。     

灌排模式对超级稻南粳5055抗倒伏能力的影响研究

【目的】研究不同灌排模式对超级稻南粳5055抗倒伏能力的影响。【方法】于2017年5—10月在南方地区高效灌排与农业水土环境教育部重点实验室进行不同灌排模式的桶栽试验。共设浅水勤灌(FSI)、浅湿调控(WSI)、控制灌溉(CI)和秸秆覆盖旱作(DPS)4个处理。【结果】相较FSI处理,WSI处理减少了灌水量,提高了花后期光合速率和叶面积,但茎秆形态和力学特性改善不显著;CI处理相较WSI处理进一步改善茎秆形态和力学特性,显著提高抗倒伏能力,增加产量的同时节约灌水量;DPS处理较FSI处理降低了茎鞘物质输出率和转化率,但干旱严重,茎鞘干物质累积量小于FSI处理,茎秆形态性状未能优化,抗倒伏能力下降。【结论】综合产量、抗倒伏能力及灌水量,最佳灌排模式为控制灌溉,其次为浅湿调控。     

施磷量和灌溉方式对水稻磷素吸收利用的影响

[目的]探明施磷量和灌溉方式对水稻分蘖期、拔节孕穗期磷素吸收利用的影响.[方法]以杂交稻C两优608为材料进行盆栽试验,分别设置P1(0 g/kg)、P2(0.18 g/kg)、P3(0.36 g/kg)、P4(0.54 g/kg)4个施磷水平,及干湿交替灌溉(AI)、增氧+干湿交替灌溉(AO)2种灌溉方式,系统研究了...     

地下水位调控对冬小麦排水中氮磷浓度的影响

为了寻找减少氮磷流失的最优控水方式,采用田间试验研究不同地下水位控制对冬小麦地氮磷流失的影响.研究结果表明,不同控水方式对冬小麦地排水中氮磷浓度影响明显.经地下水位控制,冬小麦各生育期地下排水中的氨态氮(NH⁺₄-N)质量浓度降低,而硝态氮(NO^-₃-N)质量浓度则有所增加;拔节孕穗期保持水位100 mm处理排水总磷(TP)质量浓度增加,抽穗开花期排水TP质量浓度降低;拔节孕穗期保持水位-200 mm处理TP质量浓度降低,抽穗开花期则有所增加.冬小麦地土壤速效氮质量比在拔节孕穗期有所减少,抽穗开花期保持高水位有利于速效氮质量比降低,拔节孕穗期土壤中的速效磷质量比都有一定幅度的降低,抽穗开花期保持高水位有利于速效磷质量比降低,在水位较低的情况下,控水时间越长,速效磷质量比越大.     

不同灌溉量与施氮量下稻田裸地氮素运移规律

为了优化水稻田的灌溉与氮肥管理,基于不同灌溉水量与氮肥处理条件,在5块农田中开展了野外裸地氮素运移试验,分析了不同田块地表水与土壤水中三氮浓度随时间的变化规律.结果表明铵态氮(NH4+-N)在每次施氮肥后浓度会迅速增高,随后降低;硝态氮(NO3--N)在施氮肥及减少灌溉量后浓度会有明显的增高,在每次施氮肥后3 d内各田块地表水NO3--N浓度均低于NH4+-N浓度,地表水NO3--N浓度峰值产生时间也滞后于NH4+-N;晒田前,土壤水总氮(TN)与土壤水NH4+-N浓度随时间的变化规律相似,NH4+-N是TN的主要成分;晒田后,地表水与土壤水TN与NO3--N浓度随时间的变化规律相似,NO3--N是TN的主要成分.在田1～田5中,田4的水肥模式(施氮量429.3 kg/hm2,灌溉量8587.5 m3/hm2,追肥比6:4)比较适合当地水稻的生长,不仅节约了资源还降低了对环境的污染.此研究结果可为当地节水灌溉与农业面源污染防治提供参考价值.     

稻田不同灌溉模式的节水减污效应分析——以浙江平湖为例

【目的】研究不同灌溉模式下水稻的节水及减污效应,探寻适合平原河网区的水稻节水灌溉模式。【方法】在浙江平湖灌溉试验站设定常规灌溉、薄露灌溉和适雨灌溉3种模式,测定了灌溉量以及排水和渗漏水样中的TN、TP、NH_4~+-N、NO_3~--N和COD等。【结果】适雨灌溉灌水量相较于常规灌溉和薄露灌溉分别减少了67.4%和43.4%,节水效果最好;适雨灌溉排水量最少,相较于常规灌溉和薄露灌溉,适雨灌溉TN排放量分别减少了86.9%和90.7%,NH_4~+-N排放量减少了96.7%和98.3%,COD排放量减少了61.5%和62.5%,TP和NO_3~--N的减排效果不明显。【结论】在本研究条件下,适雨灌溉的节水减污效果更好。     

基于试验的稻田作物生产水足迹计算方法研究

传统的作物生产水足迹计算通常采用估算的方法,计算精度无法得到保证。基于桶栽试验提出了一种稻田作物生产水足迹计算方法,即利用实测稻田水量平衡要素推算稻田作物蓝绿水足迹,再通过记录每次排水量及测定每次排水水样中氮磷浓度来计算稻田作物生产灰水足迹。试验设置浅水勤灌(Frequent and Shallow Irrigation,FSI)、浅湿灌溉(Wet and Shallow Irrigation,WSI)、控制灌溉(Controlled Irrigation,CI)和蓄水-控灌(Rain-catching and Controlled Irrigation,RC-CI)4种灌溉模式,计算各灌溉模式下的稻田作物生产水足迹。结果表明,稻田生产蓝绿水足迹随生育期呈"增—降—增—降"的趋势,以拔节孕穗期较大;灰水足迹集中在返青期和分蘖前期,这主要与施肥和降雨有关;总水足迹随生育期呈"增-降-增-降"的趋势,以分蘖前期较大,返青期和拔节孕穗期次之。返青期和分蘖前期稻田作物生产水足迹组成以灰水足迹为主,其余生育期以蓝绿水足迹为主。稻田作物生产水足迹计算结果说明灌溉模式对稻田生产水足迹影响显著(P0.05)。基于试验的作物生产水足迹计算方法能够准确计算出各生育阶段作物生产蓝绿水和灰水足迹。     

农田排水策略对氮素流失影响试验研究

通过测筒试验模拟了排水间隔时间、强度和地下水位对农田地下排水中氮素流失的影响规律。结果表明,相同模拟条件下,排水间隔时间的延长可减少排水量和降低总氮流失率,以间隔3～5d减少最为明显;间隔3、5和7d排水总氮流失量分别较间隔1d减少了45.5%、81.1%和100%;排水强度的降低可以减少氮素的流失,出流中氨氮质量浓度递减并趋于稳定,硝态氮质量浓度先上升后减少,相对于2mm/d的排水强度,4、6和8mm/d排水强度下总氮流失量分别增加了126.8%、264.8%和401%。地下水位的升高可明显减少总排水量和总氮流失量,40cm和60cm地下控制水位比80cm水位排水总氮量分别减少63.2%和40.9%。     

不同灌溉模式对水稻抽穗后叶绿素荧光特征及产量的影响

以"南粳44"为试验品种,设置浅水勤灌(FSI)、湿润灌溉(WI)、控制灌溉(CI)和蓄水-控灌(RC-CI)4种灌溉模式,通过小区试验,研究不同灌溉模式下水稻抽穗后叶绿素荧光特征的差异及其与产量之间的相关关系。结果表明,抽穗开花期不同灌溉模式下水稻叶片叶绿素量(SPAD值)及荧光参数(最大光化学量子产量Fv/Fm、实际量子产量ΦPSⅡ、光化学淬变qP和非光化学淬变qN)无明显差异。随着生育期推进,SPAD值、Fv/Fm、ΦPSⅡ和q P不断下降,不同灌溉模式降幅表现为FSI处理WI处理CI处理RC-CI处理,同时qN不断上升,不同灌溉模式增幅表现为RC-CI处理CI处理WI处理FSI处理;与FSI处理相比,WI、CI和RC-CI处理水稻结实率分别增加4.45%、5.95%和6.77%,千粒质量分别增加1.86%、3.49%和6.08%,每穴产量分别增加8.81%、13.78%和16.44%。相关分析表明,乳熟期和黄熟期叶片SPAD值、荧光参数(Fv/Fm、Φ_(PSⅡ)、qP和qN)与结实率、千粒质量、每穴产量呈显著(P0.05)或极显著(P0.01)正相关关系。合理水分调控能延缓水稻生育后期叶绿素分解,提高叶片PSⅡ反应中心的光能转换效率、开放比例、潜在活性和稳定性,有利于提高结实率和千粒质量,可使水稻增产。     

水稻拔节孕穗期淹水对产量要素的影响

采用测桶移位受淹试验,研究了淹水条件下水稻拔节孕穗期生理性状与产量要素响应特征。结果表明,淹水深度占株高的2/4时,历时3、6d的处理略有增产,淹水深度占株高的3/4和没顶淹水是随淹水历时增加水稻减产程度加剧。拔节孕穗期淹水导致水稻结实率降低、穗长变短、秕粒数和植株干质量增加。根据淹水试验资料,建立水稻分蘖期淹水胁迫条件产量损失预测模型,综合指标模型:Ry=-0.000 8SSW+1.122 1(r2=0.937,P0.05),最为适用。水稻在拔节孕穗期的蓄滞雨洪深度上限为40~50cm,高于水稻常规灌溉的蓄水上限。     

水稻浅湿间歇灌溉适宜间歇天数的试验研究

通过对水稻浅湿间歇灌溉适宜间歇天数的试验研究 ,得出水稻分蘖期、拔节孕穗期、抽穗开花期和成熟期的适宜间歇天数分别为 6～ 8d、2～ 4 d、3～ 6 d和 3～ 6 d,综合节水率为 1 8.2 % ,增产率为 1 0 .1 %。这一成果对水稻浅湿间歇灌溉节水技术的推广应用具有重要价值。