干旱沙区春小麦水肥优化管理试验研究

在春小麦大田种植裂区分布正交试验中,通过调控农田耕作层土壤水分,矿质营养元素氮、磷、钾和有机肥的施用量及施配方式,确定适合于干旱沙漠环境的最佳农田水肥管理模式。结果表明,干旱沙区淤灌沙壤土春小麦农田的最佳水肥施配方案是：春小麦全生育期灌水量为5397m^3／hm^2,底肥施用无机肥总量(N P2O5 K2O)为272kg／hm^2,配施比例为N：P2O5：K2O-99：173：0(kg／hm^2),有机肥14993kg／hm^2(其中,有机质;K2O-4708kg／hm^2;35kg／hm^2),2次追施氮肥70kg/hm^2。在试验条件下获得最高籽粒产量为3250kg/hm^2,收获指数达到40％,作物水分利用效率为1．5g／kg,单位水收获量为0．6kg／m^3。     

水肥调控对滴灌马铃薯生长、品质及水肥利用的影响

研究生育期土壤水分下限调控和施肥对陕北榆林地区滴灌马铃薯生长、品质和水肥利用的影响,以期探寻马铃薯优质高产的水肥调控模式。以马铃薯紫花白为材料,分别在苗期、块茎形成期、块茎膨大期、淀粉积累期、成熟期设置3个土壤水分调控下限水平:W1(55%、60%、65%、55%、55%)、W2(65%、70%、75%、65%、65%)、W3(75%、80%、85%、75%、75%),4个施肥水平N-P_2O_5-K_2O (kg·hm~(-2))分别为F1(100-40-150 kg·hm~(-2))、F2(150-60-225 kg·hm~(-2))、F3(200-80-300 kg·hm~(-2))、F4(250-100-375 kg·hm~(-2)),共12个处理,在生育期内对马铃薯生长、产量及品质等指标进行观测,分析马铃薯各指标对水肥的响应机制。结果表明:(1)在同一施肥水平下,W2灌水处理的马铃薯生长、产量、品质、水肥利用效率(WUE)均显著高于W1和W3处理。W2处理的平均产量为43 187.15 kg·hm~(-2),比W1和W3分别增加了24.59%和5.26%,淀粉和维生素C含量分别增加了15.32%和6.37%,8.04%和4.66%,WUE分别增加了15.53%和7.54%,肥料偏生产力(PFP)分别增加了21.65%和4.41%。(2)在同一灌水水平下,F3施肥处理的马铃薯生长、产量、WUE均显著高于F1、F2和F4处理,淀粉含量和维生素C含量在F2处理最高。F3处理的平均产量为44 691.32 kg·hm~(-2),比F1、F2和F4处理分别增加了41.79%、10.98%和6.34%。WUE随施肥量的增加均呈抛物线变化趋势,PFP随施肥量增加呈减小趋势,F1处理的PFP平均为108.69 kg·kg~(-1),比F2、F3和F4处理分别显著增加了17.41%、41.06%和87.50%。(3)运用主成分分析法评价马铃薯品质表明,F3W2处理排名第一,是榆林地区马铃薯优质高产的最优水肥组合。     

基于产量品质及水肥利用率的核桃水肥耦合方案优化

针对干旱区核桃水肥利用效率低及高效水肥制度不明晰的问题,以新疆阿克苏地区核桃树为研究对象,以核桃提质增效为目标,研究水肥耦合条件下对滴灌核桃的生理生长指标、果实品质、产量的影响。为了更精准地预测水肥制度,以灌水量（225 m³·hm^-2,W1;300 m³·hm^-2,W2;375 m³·hm^-2,W3）、施肥量（常规施肥量0.5倍（236.93 kg·hm^-2）,F1;常规施肥量（473.85 kg·hm^-2）,F2;常规施肥量2倍（947.7 kg·hm^-2）,F3）为试验因素,通过建立关于核桃的果实品质、产量、水分利用效率和肥料偏生产率的二元二次回归模型,并采用二代非支配排序遗传算法（NSGA-II）对该回归模型进行验证求解,从而模拟出最优水肥制度。结果表明：灌水量和施肥量两因子及其耦合效应对核桃的生长指标均有显著影响,核桃的果实品质、产量和水肥利用率随着灌水量和施肥量的增加呈现先增加后减小的趋势,在各处理情况下,W2F2处理为最优的灌溉施肥处理。通过NSGA-II模拟出的最优水肥制度为灌水量和施肥量分别是336.93 m³·hm^-2和715.21 kg·hm^-2。最终对应的蛋白质含量、产量、水分利用效率和肥料偏生产率分别是21.36%、2 971.66 kg·hm^-2、8.76 kg·mm^-1·hm^-2和1.02。     

新疆干旱区长绒棉水肥耦合产量效应研究

为了探讨南疆棉花水肥耦合作用,试验实行3因素5水平311-B拟饱和最优回归设计,通过对灌水量(W)、施氮量(N)、施磷量(P)与棉花产量关系的分析,拟合出回归模型:Y=4685.48+78.95X1+61.66X2-14.58X3-84.51X12-101.94X22-120.75X32-79.56X1X2-38.73X1X3-14.61X2X3(Y为产量,X1为灌水量,X2为施氮量,X3为施磷量)。结果表明:在试验条件下各因素对产量影响的顺序为W(X1)N(X2)P(X3),说明在本试验条件下,灌水量的作用居于首位,其次是氮肥和磷肥;各因素交互作用效应顺序为WNWPNP;由方程拟合的组合方案是灌溉量(Z1)为5 765.24 m3/hm2,施氮量(Z2)为281.76 kg/hm2,施磷量(Z3)为104.73 kg/hm2时,棉花籽棉最高产量(Y)达到4 707.94 kg/hm2。     

水肥耦合对糜子干物质运转和产量的影响

以晋黍7号为材料,研究了不同水肥条件下糜子叶面积、净光合速率、干物质转运及产量构成因素变化。结果表明,糜子叶面积和净光合速率基本呈现出先上升后下降的变化趋势,叶面积在抽穗期达到最大值,净光合速率在开花期达到最大值;各处理均以叶片干物质的移动率高于茎,茎干物质的转运率均高于叶片,茎和叶的移动率以施氮量150 kg·hm^-2、施磷量120 kg·hm^-2和保水剂60 kg·hm^-2处理最大,分别为 41.82%和43.28%;与不施肥无保水剂（CK）相比,施氮量150 kg·hm^-2、施磷量120 kg·hm^-2和保水剂60 kg·hm^-2处理的产量最高,为5 389.36 kg·hm^-2,增产36.47%;产量与有效穗数、单株穗重和主穗长呈极显著正相关,相关系数分别为0.88、0.80和0.71。一定范围内,随着施肥量的增大,产量增加,保水剂处理比无保水剂处理产量高;施氮量150 kg·hm^-2、施磷量120 kg·hm ^-2和保水剂60 kg·hm^-2处理组的糜子产量最高,茎和叶的干物质移动率最高,对籽粒的贡献率最大,为理想的水肥组合。     

膜下滴灌水肥调控对玉米生长和水肥利用的影响

针对汾河灌区农业生产中施肥量大,水肥利用效率低的问题,通过研究滴灌条件下不同水肥供应对春玉米生长、干物质累积、分配、转运和产量及水肥利用的影响,为合理的水肥调控措施提供参考。在山西省水利水电科学研究院节水高效示范基地进行大田滴灌试验,设置3个灌水水平,即W_1:60%ETc、W_2:80%ETc、W_3:100%ETc(ETc为作物蒸发蒸腾量); 3个施肥水平(N-P_2O_5-K_2O),即F_1:100-50-50 kg·hm~(-2)、F2:170-75-75 kg·hm~(-2)、F_3:240-100-100 kg·hm~(-2)。结果表明:除产量构成要素外,施肥单因素对其它各指标影响有统计学意义,株高、叶面积指数、干物质累积和产量均随灌水和施肥量的增加而增加,水肥交互作用对产量和灌溉水利用效率影响不显著;高水(W3)处理比低水(W1)处理籽粒分配比例高4%,高肥(F_3)处理比低肥(F1)处理籽粒分配比例高4.64%; W_3F_3处理产量最大为12 474.34 kg·hm~(-2),比W_1F_1处理增产38.36%,W_2F_2处理比W_3F_3处理减产5.2%,但节水528 m~3·hm~(-2),节肥120 kg·hm~(-2)。灌溉水利用效率随灌水量增加而降低,随施肥量增加而升高,肥料偏生产力随灌水量增加而增加,随施肥量增加而降低; W_2F_2处理产量灌溉水利用效率为5.61 kg·m~(-3),比W_3F_3处理高18.9%,产量偏肥料生产力为37.05 kg·kg~(-1),比W_3F_3处理高30.7%。综合高产、高效和节水、节肥等因素,灌水量为80%ETc,施肥量NP_2O_5-K_2O 170-75-75 kg·hm~(-2)为最优灌溉施肥模式。     

旱作农田水肥耦合研究进展

在查阅1970～2004年国内外大量旱作农田水肥耦合研究资料的基础上,重点对其中30篇进行了分析总结。综合评述了旱作农田水肥效应关系、水肥对作物生长和产量的影响、不同水肥条件对作物水分利用效率(WUE)的影响、施肥对农田生态环境的影响以及水肥耦合模型和研究方法等研究进展情况。指出今后水肥耦合研究应该加强施肥对农产品品质和生态环境的影响的研究,同时依据不同试验目的选用田间试验或模拟试验,注重构建通用性的水肥耦合模型。     

不同水肥条件下春小麦耗水量和水分利用率

通过温室盆栽试验,研究了不同土壤水分和施氮量条件下春小麦的耗水量和水分利用率等相关参数的变化情况。结果表明:春小麦耗水量、生物产量及经济产量均因土壤水分和施氮量的不同而变化。水分充足,春小麦耗水量、生物产量及经济产量均随施氮量的增加而显著增加;中度水分胁迫下,低氮处理的耗水量、生物产量及经济产量均最高,最适氮处理与CK处理接近;干旱条件,低氮与CK处理耗水量和产量接近,而最适氮处理则极显著降低。各生育时期的耗水量和日耗水量在不同生育时期存在差异,其中以灌浆期春小麦日均耗水量为最高。在不同土壤水分条件下,春小麦地上部分干重和籽粒的水分利用效率随施氮量的增加而增加,尤以水分充足条件下水分利用率随施氮量的增加最为显著。     

地面灌溉条件下高产棉田水肥耦合的产量效应

以中棉43号为材料,采用"3414"方案,在新疆沙雅新垦农场,通过田间小区试验,研究了地面灌溉条件下不同水肥耦合水平对棉花产量的影响,并建立了棉花产量的水肥回归数学模型.结果表明:不同水肥耦合水平对棉花产量都有显著影响;各因素对棉花产量的效应顺序为:施磷量＞灌溉量＞施氮量;各因素间耦合效应顺序为:氮、磷＞氮、水＞磷、水;水肥调控的最佳组合为:氮肥用量为545.55 kg/hm2,磷肥用量为199.8 kg/hm2,灌溉量为6 429.3 m3/hm2.     

压砂地西瓜水肥耦合模型及优化组合方案

采用三因素五水平二次回归通用旋转组合设计方法,在宁夏中部干旱带进行了压砂地西瓜水肥耦合试验,结果表明:在该试验条件下,灌水定额对产量的影响极显著,株距对产量影响较显著,施氮量对产量无显著影响。水氮交互对产量有一定的影响效果,低氮配以高水、中氮配以高水能够达到高产。并且经过水肥耦合模型模拟,得到了实现不同产量目标的最佳水肥组合指标,压砂地西瓜不同产量水平下的因素最优组合方案为:(1)压砂地西瓜产量12000~15000 kg/hm2,补水定额48~61.5 m3/hm2,施氮量24~31.5 kg/hm2,株距1.7~1.9 m;(2)压砂地西瓜产量15000~18000 kg/hm2,补水定额55.5~69 m3/hm2,施氮量24~30 kg/hm2,株距1.4~1.6 m;(3)压砂地西瓜产量18 000~21 000 kg/hm2,补水定额58.5~72 m3/hm2,施氮量24~30 kg/hm2,株距1.2~1.3 m。     

水热耦合下的水汽蒸发动力学

应用培养箱试验方法,研究了4种温度5种湿度下黄绵土的水汽蒸发状况。结果表明:温度和湿度升高,水汽蒸发量均随之增高。在水汽蒸发时,温度与湿度存在正的交互效应。水汽蒸发量(W)与土壤初始含水量(θ)、温度(T)、时间(t)的关系为:W=11.028-0.491θ-0.078T 0.042θT (-0.668 0.204θ-0.797T 0.023θT)lnt     

不同水肥配合对马铃薯产量的影响

通过马铃薯膜下滴灌水肥耦合盆栽试验,以补水时期（X₁）、补灌定额(X₂）、施氮量（X₃）、施磷量（X₄）、施钾量（X₅）为试验因素,采用5因素5水平（1/2实施）的二次旋转回归正交组合试验设计。研究了不同氮、磷、钾配施对马铃薯产量的影响,创建了马铃薯产量与补水时期、氮、磷、钾施用量和灌水量关系方程。结果表明：各因素的作用顺序为：X₅＞X₄＞X₃＞X₂＞X ₁,各因子的交互项对马铃薯产量的影响顺序为X₄X₅＞X₃X₅＞X₂X₄＞X₂X₅＞X₂X₃;在以产量为目标函数时,最高产量为33.785 t·hm^-2时,补水时期为苗期灌水总量为灌溉定额的25%、现蕾期灌水总量为灌溉定额25%、初花期灌水总量为灌溉定额的50%;水肥耦合关系为灌溉定额为822 m³·hm^-2,施氮量、施磷量、施钾量分别为73.5 kg·hm^-2、224.4 kg·hm^-2、223.8 kg·hm^-2。     

水分胁迫下水肥耦合对矮砧富士幼树生长及保护酶活性的影响

为了探究滴灌条件下20%θ_f、40%θ_f水分胁迫与N、P、K营养元素耦合对矮砧富士幼树生长生理的影响及各种保护酶活性的抗旱响应,于2019—2020年以3 a矮砧富士幼树为试材,采用"3414"不完全正交设计方案开展盆栽试验,对处理后的矮砧富士幼树形态指标、渗透调节物质、保护酶活性及丙二醛（MDA）含量等变化进行分析。结果发现:在轻度（40%θ_f）水分胁迫下施用N 150 mg·kg^-1时,矮砧富士幼树的新梢生长量降幅最小,为9.95%;施用P 70 mg·kg^-1时叶面积降幅最小;施用K 250 mg·kg^-1相对叶绿素含量不降反增,升高了41.8%;MDA含量在施用P 35 mg·kg^-1时降幅最小,为45.76%;相对电导率在施用P 70 mg·kg^-1时降幅最小,为15.66%。在重度（20%θ_f）水分胁迫下施用N 150 mg·kg^-1新梢生长量降幅最小,为1...     

水肥耦合对大豆光合特性及产量品质的影响

通过不同灌水和施肥处理,研究水肥耦合对大豆光合特性及产量品质的影响,结果表明:大豆光合速率变化趋势很大程度上依赖于水分供应的多少,在水分充足时增施无机肥可以提高大豆的光合速率,产量随着水分和施肥量的增加而增加,在充足水分和无机肥 有机肥耦合情况下,产量最高(2124.5kg/hm2),比无肥干旱增产83.2%。干旱条件下,无机和有机肥配合有利于蛋白质的积累,而充足水条件下,无机和有机肥配合不利于蛋白质的积累,有利于脂肪的积累。     

水氮耦合条件下打瓜产量及耗水性的 模糊综合评判

研究水氮耦合对打瓜产量和水分利用效率的影响,以选择适宜的灌溉定额。设置3个不同灌水定额（300 、450、600 m³·hm^-2）和3个不同施氮量（0、138、276 kg·hm^-2）共9个组合,研究水氮耦合对打瓜产量和水分利用效率影响的同时,利用基于层次分析法（AHP）的模糊综合评价,对各指标进行综合分析。结果表明：当灌水定额增加300 m³·hm^-2、施氮量增加276 kg·hm^-2,打瓜产量和水分利用效率分别增加1 416.7 kg·hm^-2和5.24 kg·hm^-2·mm^-1,即打瓜产量和水分利用效率随着灌水定额和施氮量的增大而增加;当灌水定额从450 m³·hm^-2增加到600 m³·hm^-2、施氮量从138 kg·hm^-2增加到276 kg·hm^-2, 打瓜产量减少178.9 kg·hm^-2,即水肥量继续增加则产量下降;灌水定额450 m³·hm^-2(W2)和施氮量138 kg·hm^-2（N2）时,组合产量和WUE分别为2 582.9 kg·hm^-2和10.91 kg·hm^-2·mm^-1,节水增产效果最佳;该组合的模糊综合评价亦为最优,与大田试验分析结果一致。     

破解“一方水土养不起一方人”的发展困境?——易地扶贫搬迁农户的“福祉-生态”耦合模式分析

文中通过构造微观视角下表征居民"福祉水平与生态依赖"的耦合模式,对比分析不同模式下农户生计策略、收入构成和生态系统服务依赖度的差异,并进一步探究易地扶贫搬迁政策下不同耦合模式的影响因素。结果发现:"高福祉-低依赖"为最优耦合模式,该类家庭主要收入来源为外出务工汇款,其生计多样化水平较高,生态依赖度显著低于其他三类家庭;"低福祉-高依赖"为最差耦合模式,该类家庭收入来源以低效农林种植为主,其非农化程度和生计多样化水平均显著低于其他三类家庭,生态依赖度显著高于其他三类家庭。此外,不同耦合模式的家庭在不同的搬迁特征上也表现出显著的差异性,相较于非搬迁户、分散安置户、工程类移民和早期移民,搬迁户、集中安置户、自愿型移民和新阶段移民更容易实现最优耦合模式。因此,从微观角度来看,易地扶贫搬迁能有效促进搬迁家庭生计向非农转变,在提高家庭收入的同时降低对生态系统服务的依赖程度,在一定程度上对破解"一方水土养不起一方人"的发展困境起到了积极作用。文中的研究对后续移民搬迁工作的推进提供启示。     

安塞县农业资源-产业耦合系统对水土保持的响应分析

农业资源、产业发展及其耦合态势是水土保持政策措施实施效果最直接的反映,本文以安塞县为对象,运用耦合协调度模型就农业资源-产业系统对水土保持措施的响应过程和机制进行了时序性分析。结果表明：农业资源-产业系统对水土保持作出了积极响应,但其对不同水土保持措施的响应效果和机理不同,总体上遵循了衰退过度到勉强协调→初级协调发展→良好协调发展的路径,但耦合作用的强度与耦合协调程度并不一一对应,存在着交错分布的特点;同时,农业资源与产业及两者的耦合协调度演化趋势都预示着系统演变过程中潜伏着较大危机。为此,在完善产业链网结构的同时可通过建设农村土地市场和明晰林业产权等手段减少资源的闲置和浪费,保证资源与产业协调可持续发展。