生物质炭施用对马铃薯产量和品质的影响

通过田间试验,观测分析不同生物质炭用量(0、20和40 t/hm~2)下马铃薯产量、品质和土壤肥力的变化及其年际效应,为生物质炭在马铃薯生产过程中的应用提供理论依据。结果表明,低剂量生物质炭施用(20 t/hm~2)显著提高了马铃薯总产量和商品率,生物质炭施用后第一年马铃薯总产量比对照提高了41.08%。当生物质炭用量为40 t/hm~2时,马铃薯产量与对照没有显著差异但降低了一些品质指标,其中2016年干物质和淀粉含量比对照降低了18.47%和24.03%。生物质炭施用显著提高了土壤有机碳、有效磷和速效钾含量,并增加了土壤C/N和电导率;而对土壤p H和全氮含量的影响与生物质炭施用年限有关。生物质炭施用量和施用年限显著影响马铃薯产量和品质。低剂量生物质炭施用能显著提高马铃薯产量,但第二年无增产效果;随着生物质炭用量增加马铃薯增产效果消失,还可能会降低马铃薯品质。生物质炭施用后马铃薯产量变化与土壤紧实度改善无必然联系。     

生物质炭对延安烤烟生长及经济性状的影响

采用大田试验,在当地习惯施肥基础上,添加不同比例的生物质炭,探讨生物质炭对烤烟生长的影响。试验设4个处理,包括不施生物炭对照(CK)、生物炭300 kg hm-2(T1)、生物炭600 kg hm-2(T2)和生物炭900 kg hm-2(T3),每个处理重复3次,随机区组排列。结果表明,施用生物质炭均增加了烤烟株高、叶片数和叶宽,但是,处理间没有达到显著差异水平,施用生物炭对叶长的影响较小。施用生物质炭处理均提高了土壤pH值。在本试验条件下,与不施生物炭相比,生物质炭在中等用量(600 kg hm-2)下可以提高产量,生物炭用量过低和过高均降低产量和产值。施用生物炭会降低上等烟比例,施用生物炭能提高中等烟比例。综合考虑,生物质炭用量控制在600 kg hm-2是比较适宜的。     

雨热条件与武冈山地丘陵雨养旱作生产

利用试验、考察及统计资料,分析武冈山地丘陵低耕作水平雨养旱作(甘薯、辣椒)之生育期、雨热条件、土壤水分与产量间关系,探讨高产栽培途径.     

制炭温度对玉米和小麦生物质炭理化性质的影响

通过缓慢高温裂解方式生产不同温度的小麦和玉米生物质炭,并对其性质进行分析.结果显示,生物质炭性质受裂解温度和生物质种类的影响而表现出差异.当裂解温度从300℃升高到500℃时,小麦生物质炭产率从44.3％降低到38.4％,其生物质炭碳含量从617.9 g/kg升高到674.0 g/kg;玉米生物质炭产率从42.8％(300℃)降低到29.7％(500℃),其生物质炭碳含量从574.8 g/kg(300℃)升高到651.1 g/kg(500℃).生物质炭pH、灰分含量、全磷含量等也随制炭温度升高而升高,小麦生物质炭pH从7.59(300℃)上升到10.51(500℃),灰分含量从186.1 g/kg(300℃)升高到268.2 g/kg(500℃),全磷含量从0.70 g/kg(300℃)升高到1.10 g/kg(500℃);玉米生物质炭pH从9.35(300℃)升高到10.12(500℃),全磷含量从2.34 g/kg(300℃)升高到4.37 g/kg(500℃).说明制炭温度和生物质种类对生物质炭理化性质具有决定性作用.     

水肥耦合对春小麦水分利用效率的影响

采用312-D最优饱和设计,在辽西半干旱区开展了连续4年的春小麦田间水肥耦合试验,研究春小麦水分利用效率.结果表明水肥单因子对水分利用效率有显著影响,影响顺序为水＞磷＞氮.其中,氮、磷施用量对水分利用效率的提高是正效应,而灌水量对水分利用效率是负效应.水肥多因子对水分利用效率有交互效应,氮与磷之间、氮与水之间的交互效应极显著,对水分利用效率表现为正效应.磷与水之间表现为负效应,但不显著.水分利用效率超过10 kg/(hm2·mm)的水肥优化管理方案为,施氮量102.6～239.3 kg/hm2,施磷量84.3～139.0kg/hm2,灌水量41.0～170.9 mm.获得最大水分利用效率的施氮量220.6 kg/hm2,施磷量76.0 kg/hm2,灌水量117.4 mm.     

施用生物质炭对葡萄生长及土壤肥力的影响

酿酒葡萄的品质对酿造高品质的葡萄酒具有举足轻重的作用。以酿酒葡萄"赤霞珠"为试材,研究了小麦秸秆生物质炭及竹炭有机肥的施用对土壤性质、酿酒葡萄植株生长及果实品质的影响。结果表明:(1)无论小麦秸秆生物质炭还是竹炭有机肥均显著增加土壤有机碳及土壤养分含量,而施用小麦秸秆生物质炭还可显著降低土壤表层容重、提高土壤p H;(2)小麦秸秆生物质炭与竹炭有机肥可不同程度促进葡萄植株的叶片生长,但两者对"赤霞珠"酿酒葡萄的品质影响不同,竹炭有机肥施用可显著促进葡萄的糖分积累并提高糖酸比,而小麦秸秆生物质炭施用短期内对酿酒葡萄品质无显著作用。因此,本研究表明短期内可通过施用竹炭有机肥改善酿酒葡萄"赤霞珠"的品质,但小麦秸秆生物质炭对其品质的长期效应还有待于进一步研究。     

生物质炭对冬小麦产量、水分利用效率及根系形态的影响

为了探讨生物质炭对冬小麦产量、水分利用效率及根系形态的影响,该文利用田间小区试验研究了生物质炭不同施用水平对冬小麦产量、水分利用效率、根形态的影响及差异性。结果表明:生物质炭显著增加了冬小麦茎蘖数、有效穗数和产量(P0.05),与对照相比,其增加比例范围分别为1.6%~4.9%、0.7%~1.5%、1.0%~5.9%。冬小麦耗水量随着生物质炭施用量的增加而逐渐减小,水分利用效率由对照的17.06 kg/(hm2·mm)提高到17.69~19.57 kg/(hm2·mm)。生物质炭显著增加了冬小麦根系总根长和总表面积(P0.05),在0~20和≥20~40 cm范围内,总根长的增加比例范围分别为2.8%~14.6%、8.4%~21.2%;总表面积增加比例范围分别为5.6%~19.5%、1.9%~13.6%。冬小麦根系形态特征与冬小麦产量呈极显著正相关(P0.001)。各处理中以生物质炭施用量为40 t/hm2的处理对冬小麦产量、水分利用效率及根系生长的促进作用最为显著。该研究可为科学施用生物质炭提供参考。     

生物质炭对盆栽黑麦草生长的影响及机理

通过盆栽试验,采用实时定量PCR和微孔板荧光法,分别研究了生物质炭添加对太湖地区农田土壤黑麦草生长、微生物群落丰度和酶活性的影响。结果表明:生物质炭添加量为4%(炭/土质量比)处理显著提高了土壤p H、有机碳、全氮、碳氮比、速效钾含量及黑麦草生物量;提高了土壤细菌、古菌和固氮菌nif H基因拷贝数,而对真菌无影响;提高了β-葡萄糖苷酶、纤维二糖水解酶、木糖苷酶、β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶和酸性磷酸酶的活性。微生物丰度(除真菌外)与多数土壤酶活性(除亮氨酸氨基肽酶)均成显著正相关。因此,生物质炭可增加土壤矿质养分,提高主要微生物类群和功能菌的丰度及土壤碳、氮和磷转化酶活性,这可能是施用生物质炭提升农田土壤养分转化功能和生产力的主要原因。     

水肥配合对玉米产量及其利用效率的影响

试验表明，在淮北地区，水、氮配合提高了玉米产量和效益，结果表现为灌溉比不灌溉增产10．9％，效益提高11．7％；施氮比不施氮增产77％～90％，效益提高82．8％～84．1％。同时，水、肥利用效率也明显提高，结果表现为水分利用率施氮比不施氮处理提高70％左右，灌溉比不灌溉处理提高5．8％；氮素当季相对利用率灌溉比不灌溉处理提高7．9％。通过数学模拟，给出灌溉与不灌溉两种水分条件下的氮肥效应方程。     

滴灌水肥一体化对温室葡萄生理特性及水肥利用效率的影响

为探究中国东北地区日光温室种植条件下滴灌水肥一体化对葡萄生长、产量和水肥利用效率的影响,以3年生的醉金香葡萄为供试材料,2017-2019年在日光节能温室中开展了水肥一体化试验.试验设置3个灌水水平(W1～W3):W1～W3灌水控制下限分别为田间持水率的50％、60％、70％,灌水上限统一为田间持水率的90％,设置...     

生物炭配施有机肥对阴山北麓旱作燕麦生长及水分利用的影响

为提高内蒙古阴山北麓旱作农区水分利用效率,对比分析了生物炭和有机肥配施(BM)、生物炭(B)、有机肥(M)、不施生物炭和有机肥(CK)4种不同耕种方式对燕麦、全生育阶段土壤水分时空变化、土壤耗水特征及燕麦关键生育期农艺性状、产量构成和水分利用效率的影响。结果表明,生物炭和有机肥及两者配施均可促进燕麦生长发育,以灌浆期为例,与CK相比,B、M和BM处理下燕麦株高分别提高17.73%、22.29%和26.03%,单株叶面积分别提高13.32%、17.05%和23.67%,地上部干物质积累量分别提高6.48%、7.39%和20.30%,燕麦生育前中期生物炭效果优于有机肥,生育后期有机肥施用效果优于生物炭,两者耦合效果最好;BM处理可提高0～40 cm土壤含水量1.65%～19.12%,显著降低燕麦土壤贮水消耗11.34%～20.09%,总耗水量降低0.38%～0.88%,施用生物炭保水减耗效果强于有机肥,随着生育期推进和降水增加,两者效果差异逐渐减小;在产量方面,BM处理可同时显著提高收获穗数、穗粒数和单穗粒重,促进燕麦籽粒产量形成和水分利用,籽粒产量提高7.63%～14.80%,水分利用效率提高8.62%～16.64%。生物炭和有机肥配施可显著促进旱作燕麦生长,有效保持土壤水分,提高燕麦水分利用效率和产量,是适宜内蒙古阴山北麓地区旱作燕麦种植的抗旱保墒技术措施。     

不同覆盖方式对旱作水稻氮肥肥效的影响

通过田间小区和微区框15N示踪试验,研究了水稻旱作秸秆覆盖、旱作薄膜覆盖、旱作秸秆和薄膜双覆盖、旱作无覆盖与常规灌溉栽培方式的氮素吸收利用特性。结果表明,水稻常规灌溉栽培的氮肥利用率(15.30%)显著低于旱作无覆盖(23.56%)和旱作薄膜覆盖(23.10%);旱作秸秆薄膜双覆盖(19.07%)和旱作秸秆覆盖(18.41%)显著低于旱作溥膜覆盖。旱作水稻根、茎叶、子粒各器官的NDFF值(即各器官N含量来自化肥N所占的百分率)是覆盖栽培小于无覆盖栽培;而旱作栽培普遍高于常规灌溉栽培。旱作条件下,水稻产量覆盖栽培高于无覆盖栽培;无覆盖条件下,常规灌溉栽培显著高于旱作栽培。     

水肥耦合对温室盆栽黄瓜产量与水分利用效率的影响

采用一种负水头供水控水盆栽装置进行水分精确控制,通过设定装置的不同供水吸力控制不同的土壤含水量,研究不同水肥供应对温室黄瓜生长发育的影响及水肥间的耦合效应。试验分别设3种供水吸力:3 kPa(W1)、5kPa(W2)和7 kPa(W3);3种施肥水平:N 600、P 300、K 300 kg/hm2(F1),N 900、P 450、K 450 kg/hm2(F2)和N 1200、P600、K 600 kg/hm2(F3)。试验结果表明,W1、W2、W3处理控制的土壤含水量分别为26.25%、20.81%、15.35%。在F1、F2和F3的处理下,黄瓜的生长速率和产量随着土壤水分的增加而增加,表现为W1W2W3;在W1与W2处理下,施肥水平越高,黄瓜生长速率、叶片光合速率、干物质积累量以及产量与水分利用效率越高,表现为F3F2F1;且增加施肥对提高水分利用效率并不以增加植株耗水量为代价。而在W3处理下,植株干物质积累量、叶片光合速率和产量的高低顺序为F2F1F3,F3过高的施肥量抑制了植株的生长。试验结果还表明,水肥互作效应对黄瓜产量与水分利用效率有显著的影响。     

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。     

Exploring optimal soil mulching to enhance maize yield and water use efficiency in dryland areas in China

Water and nutrient availability significantly limits global crop production, especially for dryland agriculture in arid and semi-arid regions. To explore the optimal soil mulching options for the Loess Plateau in China, a 3-year field study was conducted to investigate the effects of various soil mulching practices on soil temperature and the water use and grain yield of spring maize. The treatments included traditional flat farming (CK), narrow plastic film mulch (NM), wide plastic film mulch (WM) and narrow plastic film mulch?+?maize straw mulch between rows (MS). The results showed that MS treatment increased consistently soil temperature during the initial stages of maize growth, and more importantly, it reduced diurnal temperature variation. MS also increased in soil water storage by 10.1%, leading to the highest water use efficiency (WUE?=?30.9?kg?ha^?1?mm^?1) over CK on 3 year average. MS significantly increased maize yield and net income of farmers by up to 20%, compared to CK. In conclusion, optimisation of soil mulching strategies significantly enhanced crop yield and water productivity in dryland agriculture in China. Our study provides important guidance for exploring better soil management practice for dryland agriculture in the other regions of the world.     

灌溉与有机肥处理对冬小麦水分利用效率的影响

探究不同灌溉量和有机无机肥配施的组合处理对冬小麦生长及水分利用效率的影响,为冬小麦的科学施肥管理提供参考。以关中地区冬小麦‘小偃22’为研究对象,通过田间试验,采用等氮原则对有机肥与无机肥进行不同比例配施(F1,100%无机肥;F2,24%有机肥+76%无机肥;F3,48%有机肥+52%无机肥),结合2个水平的灌溉(充分灌溉W1和亏缺灌溉W2),共设计6个灌溉施肥组合处理(W1F1、W1F2、W1F3、W2F1、W2F2和W2F3)。通过测定冬小麦的生长指标(植株株高和叶面积指数)、0～200cm土层土壤体积含水率(以20cm为深度间隔)和小麦的产量及构成要素(干物质量、穗长、有效穗数、千粒质量和籽粒产量),分析灌水量与有机无机肥配施对冬小麦生长及水分利用效率(WUE)的影响。结果表明:(1)充分灌溉(W1)条件下,F2、F3处理株高较F1处理分别提高3.4%～21.2%和0.8%～15.9%,叶面积指数提高5.7%～18.5%和16.8%～47.4%,干物质量提高12.1%～26.1%和21.1%～36.0%,穗长提高12.5%和14.5%,有效穗数提高6.6%和9.3%,千粒质量提高18.3%和24.4%,籽粒产量提高14.8%和28.6%,WUE提高14.6%和27.5%;亏缺灌溉(W2)条件下,与F1处理相比,F2、F3处理株高分别提高8.5%～16.2%和0.5%～10.6%,叶面积指数提高4.9%～20.7%和17.0%～50.0%,干物质量提高7.7%～25.7%和15.0%～34.6%,穗长提高12.3%和18.5%,有效穗数提高7.4%和18.0%,千粒质量提高15.3%和25.1%,籽粒产量提高13.1%和31.8%,WUE提高21.4%和35.2%。在相同灌溉水平下,有机无机肥配施处理可以提高土壤体积含水率。(2)W2F2处理对冬小麦株高增长最有效,灌浆期达最大值,较W1F1处理增长10.4%;W2F3处理对冬小麦叶面积指数、干物质量、穗长、有效穗数、千粒质量影响最大,成熟期较W1F1处理分别提高23.6%、39.0%、20.3%、18.4%和33.1%。(3)W2F3处理对冬小麦籽粒产量和WUE的影响最为显著,W1F1、W1F2、W1F3、W2F1和W2F2处理籽粒产量分别提高了35.5%、18.0%、5.3%、31.8%和16.6%;W1F1、W1F2、W1F3、W2F1和W2F2处理WUE分别提高了52.6%、33.2%、19.7%、35.2%和21.4%。亏缺灌溉与48%有机肥+52%无机肥组合处理的冬小麦籽粒产量和WUE最高,该灌溉施肥管理方案为关中平原及环境相似地区冬小麦的科学施肥管理提供了科学依据。     

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。     

耕作与施肥对旱地玉米田土壤耗水量和水分利用效率的影响

为探究保护性耕作与施肥对渭北旱地春玉米田土壤耗水量和水分利用效率的影响,达到高效生产的目的。于2013—2015年在渭北旱塬实施了春玉米耕作与施肥田间试验,共设置6种耕作与施肥处理:翻耕+低肥(A1)、免耕+高肥(A2)、深松+平衡施肥(A3)、翻耕+无肥(B1)、免耕+无肥(B2)和深松+无肥(B3),测定了春玉米休闲期与生育时期0~200 cm土层土壤蓄水量和收获时籽粒产量。结果表明:1)保护性耕作能显著提高旱地玉米田土壤蓄水保墒能力。与传统翻耕处理B1相比,休闲期,B2和B3播前土壤蓄水量分别提高23.39 mm和27.73 mm(P0.05);耕作处理区,B2和B3全生育期土壤蓄水量平均提高13.41 mm和15.70 mm;耕作施肥处理区,A2、A3土壤蓄水量较A1分别提高13.15 mm、19.54 mm。2)平衡施肥能有效提高玉米全生育期平均土壤蓄水量,与不施肥处理相比,全生育期土壤蓄水量平均提高6.79 mm(P0.05)。3)保护性耕作与施肥能提高玉米籽粒产量与水分利用效率。耕作无肥处理区,与B1比较,B3处理产量提高212~576 kg×hm~(-2),水分利用效率提高0.83~2.21 kg×hm~(-2)×mm~(-1);耕作施肥处理区,A3产量与水分利用效率提高最为显著,产量较A1提高659~1 495 kg×hm~(-2),水分利用效率提高0.65~3.82 kg×hm~(-2)×mm~(-1)(P0.05)。3种施肥方式下以氮、磷、钾平衡施肥产量与水分利用效率提高幅度最大。4)对耗水量与产量进行相关性分析发现,抽雄—灌浆生育阶段土壤耗水量与产量呈显著正相关,保护性耕作提高玉米生长初期土壤蓄水保墒能力,提高春玉米抽雄—灌浆期土壤水分,增加作物生长关键时期对水分的利用效率,利于玉米籽粒产量的提高。因此在渭北旱地春玉米田,深松与平衡施肥组合能提高春玉米产量与水分利用效率,是该地区玉米高效生产较为适宜的种植模式。     

灌溉模式和供氮水平对水稻氮素利用效率的影响

以Ⅱ优838为材料,湖北潮土为供试土壤,通过2年稻麦轮作柱栽试验研究了2种灌溉模式（FW: 土表淹水3 cm; CW: 保持土壤湿润但土表不积水）和4个供氮水平(N 0、126.0、157.5、 210.0 kg/hm2）对水稻地上部干物重、 氮素积累量、 氮素利用效率的影响。结果表明,灌溉模式和供氮水平对水稻产量、 地上部氮素积累量和氮素利用效率均有显著（P0.05）或极显著影响（P0.01）。其中,淹水处理下水稻产量、 地上部氮素积累量、 水稻氮素农学利用率、 氮肥吸收利用率、 氮肥偏生产力和氮素生理利用率显著高于控水处理;地上部生物量及氮素积累量随供氮水平的提高而增加趋势明显; 氮肥农学利用率、 氮肥偏生产力和氮素生理学利用率均表现为随施氮量提高而下降的趋势,但减氮25%处理（N 157.5 kg/hm2）与常规施氮量处理（N 210.0 kg/hm2）间的差异并不显著。综合分析水稻产量与氮素吸收利用效率的各项指标,在8个供试处理中,淹水灌溉模式并减氮25%的处理为值得推荐的稳产高效水氮运筹模式。