基于APSIM模型分析播期和水氮耦合对油葵产量的影响

播期调控和补充灌溉是保障北方农牧交错带油葵稳产和增产的有效措施,然而播期和水氮管理对油葵产量的耦合效应尚不明确。该文基于农牧交错带武川试验站2 a分期播种试验数据评估了APSIM-Sunflower模型的适应性,应用验证后的APSIM模型分析了播期和水氮耦合对油葵产量的影响。研究结果表明:油葵生育期模拟值与实测值均方根误差(RMSE)小于2.4 d,地上部干物质量和产量模拟的归一化均方根误差(NRMSE)分别为21.9%和5.5%,表明APSIM模型能够有效模拟油葵的生育期、地上部干物质量和产量。在有补充灌溉条件时,仅灌一水时在现蕾期补灌油葵产量最高,灌两水时在现蕾和灌浆期补灌产量最高。油葵最佳施氮量随着灌溉量的增加而上升;干旱年无灌溉、灌一水、灌两水和灌三水时最佳施氮量分别为40、60、60和70 kg/hm~2,正常年分别为50、70、80和90 kg/hm~2,湿润年分别为50、80、80和90 kg/hm~2。在湿润年和正常年时雨养、灌一水和灌两水条件下播期在5月中旬较其他播期产量分别高6.9%和11.6%,9.3%和12.0%,9.3%和16.4%,灌一水的产量变异系数分别低41.9%和8.9%;灌两水的产量变异系数分别低38.5%和12.5%;灌三水条件下播期在5月上旬时产量最高。干旱年时早播可降低产量年际间变异,但调控播期对提高产量作用较小。研究结果可为北方农牧交错带油葵生产播期和水氮管理提供参考。     

不同水氮耦合对水稻根系形态生理、产量与氮素利用的影响

为了探讨不同水氮耦合处理对水稻根系形态生理、产量及氮肥利用率的影响,以徐稻3号为材料,进行防雨棚池栽试验,设置浅水层灌溉、轻度水分胁迫(-20 k Pa)和重度水分胁迫(-40 k Pa)3种灌溉方式及不施氮肥,中氮(normal nitrogen,MN,240 kg/hm2)和高氮(high nitrogen,HN,360 kg/hm2)3种氮水平,研究不同水氮耦合对根系形态、根系吸收面积、根系氧化力、根系氮代谢酶活性的影响。结果表明:灌溉方式与施氮量存在明显的互作效应,轻度水分胁迫增加了主要生育期根长、根质量、根质量密度、根系氧化力、总吸收面积、活跃吸收面积及根系氮代谢酶活性,降低穗分化后水稻根冠比,且与MN耦合后产量及氮肥农学利用率最高,为该试验最佳的水氮耦合运筹模式;重度水分胁迫则降低根长、根质量、根系活力及氮代谢酶活性,增加主要生育期根冠比。相关分析表明:幼穗分化始期至成熟期根冠比与水稻籽粒产量呈负相关关系,而其他根系形态、根系氧化力及氮代谢酶活性均与产量呈显著(P0.05)或极显著(P0.01)的正相关;根系质量、根质量密度及根冠比与氮肥农学利用率呈负相关,而穗分化至成熟期根系活跃吸收面积及穗分化至抽穗期根系氧化力均与氮肥农学利用率呈显著(P0.05)或极显著(P0.01)的正相关。表明通过适宜的水氮耦合调控,创造良好的根系形态、提高根系活力和氮代谢酶活性,将更有利于提高产量及氮肥利用效率。该研究对认识水氮耦合下根系形态生理差异、指导水稻高产高效栽培实践提供理论依据。     

水氮耦合对枣树生长与产量的影响

以滴灌为条件设置不同水肥处理,研究水氮耦合对枣树生长与产量的影响。结果表明:在年生长周期内枣树枝干生理生长在夏季最快,叶片生理生长在春季最快;在设计水平范围内,土壤中增施氮肥和增加灌水量均能促进枣树基径、树高和梢条的生长发育,提高叶面积指数,但会一定程度上降低叶片厚度和叶绿素含量;另外,增加土壤含水量还会降低枣树果实的单果重和果形指数;通过模型建立与分析,二因素对枣树产量的作用顺序为:施氮量>灌水量,水氮对产量具有协同效应,以枣树产量为目标,推荐灌水量和施氮量分别为:5 250～6 000m3/hm2和300～375kg/hm2。     

水氮耦合对滁菊产量和品质的影响

采用二因素二次回归旋转组合设计,以盆栽试验方式研究了水、氮因子对滁菊产量和品质的影响,探讨了滁菊人工栽培适宜的水氮管理模式。研究结果表明,水氮耦合对滁菊花产量、叶片水提总黄酮和氯原酸含量、滁菊花水提总黄酮和氯原酸含量均有极显著影响,水氮间存在显著交互作用。氮肥因子对滁菊花产量、总黄酮含量、氯原酸含量的影响大于水分因子。当土壤水分水平为0.284 1,氮肥水平为0.403 7时,即田间持水量80%,氮肥用量0.257g/kg时,滁菊花产量最高,达18.09g/株;当土壤水分和氮肥用量均为-1.414水平时,即田间持水量50%,氮肥用量为0g/kg时,滁菊花总黄酮含量和氯原酸含量最大。从滁菊花产量、品质角度综合考虑,滁菊生育前期水氮管理以中水中氮较为适宜,滁菊现蕾开花期以低水低氮较为适宜。     

水氮耦合对日光温室黄瓜根系生长的影响

为揭示不同水氮耦合的促根机理,该文以日光温室冬春茬和秋冬茬黄瓜根系为主要研究对象,应用主成分分析法对根系生长情况进行综合评价,探索有效根直径范围内根系根长密度在土壤中的分布与不同土层间NO3--N含量之间的关系。结果表明:该文得到的综合主成分可以代表97.27%的根系信息,综合评价最高的处理为优化灌溉定额为300 m3/hm2时,冬春茬共灌溉8次,优化施氮量240 kg/hm2、秋冬茬共灌溉5次,施氮量50 kg/hm2,该水肥管理条件能够更好地促进黄瓜根系的生长,提高了日光温室黄瓜的产量,降低了氮肥及水资源的浪费,是日光温室黄瓜的优质高效施肥灌溉模式。     

不同灌水技术下水氮耦合对山地苹果产量和品质及水氮利用的影响

为探究不同灌水技术下水氮耦合对山地苹果产量、品质及水氮利用的影响,采用三因素三水平正交试验,共设3种灌水技术(涌泉根灌(S)、陶瓷渗灌(P)和地表滴灌(D))、3个灌水量(高水(H₁)、中水(H₂)和低水(H₃))、3个施氮量(高氮(N₁)、中氮(N₂)和低氮(N₃)),共9处理,每个处理重复3次。分析山地苹果产量及水氮利用效率对不同灌水技术下水氮调控的响应规律。结果表明：灌水技术对单果重、维生素C和果实色泽有显著影响(p<0.05),灌水量和施氮量对苹果的产量、单果重、硬度、色泽、可溶性固形物、可滴定酸、可溶性糖、维生素C、糖酸比、氮肥偏生产力和灌溉水利用效率影响显著(p<0.05)。T₂处理(SH₂N₂)山地苹果产量(30 490.02 kg/hm²)最大,T₅处理(PH₂N₃)氮肥偏生产...     

水氮耦合对红小豆根系生理生态及产量的影响

采用盆栽称重全生育期控水法研究了不同水分(干旱胁迫与正常灌水)和施氮(纯氮用量分别为0 g·kg?1、0.1 g·kg?1、0.3 g·kg?1)组合处理对红小豆根系生理生态指标及产量的影响,为红小豆在黄土高原高产优质栽培提供理论依据。结果表明:1)在干旱胁迫条件下,红小豆苗期株高、茎粗、地上部干重、总根长、根表面积、根系体积、根系平均直径、最大根长、根系干重、壮苗指数、根系可溶性蛋白质含量,开花结荚期净光合速率、蒸腾速率、气孔导度以及成熟期豆荚横径、单荚重、单荚粒数、百粒重均随施氮量的增加呈先升高后降低的趋势,除根表面积和荚横径外,0.1 g·kg?1施氮处理各指标均显著高于其他处理;根系SOD和POD活性随施氮量的增加而增加,0.3 g·kg?1施氮处理与其他处理间差异显著;根系可溶性糖含量随施氮量的增加呈先降低后升高的趋势,0.1 g·kg?1施氮处理显著低于其他处理;但根系MDA含量、豆荚荚长和单株荚数对氮素并不敏感。在正常灌水条件下,最大根长随施氮量的增加而降低;根系SOD、POD活性和气孔导度随施氮量的增加而增加,且0.3 g·kg?1施氮处理显著高于其他处理;根系MDA含量和可溶性糖含量随施氮量的增加呈先降低后升高的趋势,0.1 g·kg?1施氮处理显著低于其他施氮处理;单株荚数对氮素不敏感外,其余各豆荚性状和产量指标均随施氮量的增加呈先升高后降低的趋势,且除荚横径外,0.1 g·kg?1施氮处理各豆荚性状和产量指标显著高于其他处理。2)在相同施氮条件下,随着灌水量的增加,除根系SOD和POD活性、根系可溶性糖和可溶性蛋白质含量降低,根系MDA含量、荚横径和单株荚数对水分不敏感,其余各指标均呈增加趋势,且除茎粗、地上部干重、根系平均直径、根系可溶性蛋白质含量、荚长和单荚粒数外,不同水分处理间差异均达显著水平。3)无论水分条件如何,0.1 g·kg?1的施氮处理下红小豆产量最高,与其他施氮处理相比,在干旱胁迫和正常灌水条件下的增产幅度分别为95.2%~118.3%和63.8%~137.1%;在施氮量一定的情况下,正常灌水处理比干旱胁迫处理增产84.5%~198.7%。研究表明,合理的水氮管理有利于红小豆植株的生长发育和产量形成,红小豆在旱薄胁迫并存的山西黄土高原丘陵区更适合在低水中肥条件(土壤含水量保持在田间持水量的35%~45%,施纯氮量为0.1 g·kg?1)下种植。     

水氮耦合效应对三倍体毛白杨林木生长状况的影响

为了研究水氮耦合效应对三倍体毛白杨林木生长状况的影响和机理,筛选有利于毛白杨生长的最佳水氮组合,于2008年在河北省邢台市威县采用不同水氮组合的随机区组设计对BT17三倍体毛白杨的生长状况进行连续二年研究。结果表明:不同生长时期,BT17三倍体毛白杨胸径和树高生长量快慢为:7月>6月>5月>8月>9月;方差分析结果表明,不同水氮处理间毛白杨生长指标差异显著,其中当土壤含水量为田间持水量的75%、施氮肥量(纯氮量)为240 g株-1时,胸径和树高的增长量最大,分别达到2.83±0.14 cm、3.40±0.31 cm。根据不同的施肥小区计算毛白杨林木的材积生长量,肥料和灌溉费用,计算出不同处理的经济效益,处理W3N3的经济效益最大,超过对照处理W1N0的两倍,每公顷纯利润高出两万多元。研究为毛白杨合理施肥和速生丰产林培育提供科学依据。     

水氮耦合对滴灌复播油葵光合特性和土壤水分利用的影响

为了解水氮耦合对新疆北部石河子地区滴灌复播油葵光合特性和土壤水分利用的影响,以当地油葵主栽早熟品种新葵杂五号为试料,在滴灌条件下进行水氮两因素三水平完全处理小区试验。结果表明,滴灌复播油葵耕层耗水量随生育进程的变化规律为:开花期现蕾期灌浆期苗期成熟期,现蕾期和开花期是2个需水关键期,尤其开花期对水分最敏感;耕层(0~40cm)耗水量随灌水定额和施氮量的增加而增大;灌水量3 000 m~3·hm~(-2)、纯施氮量232 kg·hm~(-2)的水氮组合在土壤水分利用效率和油葵产量方面表现出显著的耦合效果。本研究为寻求滴灌复播油葵高效水氮优化方案和水氮高效利用提供了科学依据。     

水氮耦合氧灌对温室辣椒土壤肥力及细菌群落的影响

为揭示水氮耦合氧灌对温室辣椒土壤肥力、细菌多样性及群落的影响,该研究设置施氮量(225和300 kg/hm2)、通气量(通气比率为15％和0)和灌水量(0.6和0.9倍作物-蒸发皿系数)3因素2水平试验,采用高通量测序等方法研究土壤细菌群落与土壤通气性指标、土壤肥力因子之间的关系.结果表明,低水量常氮氧灌和高水量常氮氧...     

根系分区交替滴灌下水氮耦合对棉花氮素利用效率的影响

该文采用施氮量（N90、N180、N270）和灌水量（W140、W200、W260）3水平完全组合设计,研究水氮耦合对根系分区交替滴灌棉花氮素吸收和利用影响。结果表明：在根系分区交替滴灌下棉花干物质量和氮素含量随灌水量增加而显著提高,其中中氮高水耦合（N180 W260）是获取较高干物质量和氮素含量最为有效处理。从提高产量、氮素吸收和利用角度分析,比较产量相对较高的中氮高水（N180 W260）、高氮中水（N270 W200）和高氮高水（N270 W260）处理,N180 W260的氮肥吸收比例、N回收率、氮肥农学利用效率和表观利用效率最高,氮肥生理利用效率无显著差异。因此N180 W260是氮肥吸收和利用效率较高的水氮耦合处理,其显著提高棉花干物质量及氮素吸收性能,对于棉花水肥管理具有实际意义。     

水氮配施对绿洲温室黄瓜氮素代谢及产量品质的影响

为明确绿洲温室黄瓜的水氮适宜用量,以黄瓜品种"卓越99F1"为材料,采用田间随机区组排列设计,研究了不同水氮处理对黄瓜氮素代谢及产量品质的影响.结果表明:土壤含水量为田间持水量65％～80％、施氮量为234 kg·hm-2的处理,黄瓜植株体内硝酸还原酶、谷氨酰胺合成酶、谷氨酸草酰乙酸转氨酶和谷氨酸丙酮酸转氨酶活性最高;...     

Interactive effects of sowing date and nitrogen fertilizer on water and nitrogen use efficiency in millet cultivars under drought stress

Abstract

This study was conducted to investigate the effects of two irrigation regimes (55 and 85% of soil available water depletion) and two nitrogen levels (0 and 112.5?kg ha^?1) on yield as well as water and nitrogen use efficiencies of two millet cultivars (namely, Bastan and Pishahang) planted at two sowing dates during 2015 and 2016. Growth parameters and nitrogen use of the millet cultivars were found affected by drought, nitrogen level, and sowing date as well as their interactions. Nitrogen application was found to improve not only nitrogen uptake, chlorophyll content, and irrigation water use efficiency (IWUE) but also grain and biological yields; more positive effects were, however, observed under the control irrigation regime. Nevertheless, nitrogen uptake (NUpE), utilization (NUtE), and use (NUE) efficiencies decreased as a result of nitrogen application. The increases in grain yield (16 versus 7%) and IWUEg (17 versus 6%) due to nitrogen application were more pronounced in the drought-tolerant Bastan cultivar than in the drought-sensitive Pishahang. However, nitrogen application decreased NUpE in both cultivars. Although water stress increased soil N residual with all the sowing dates, the increase was greater with the early ones. The results of the experiment suggest that the application of higher nitrogen levels is not the proper strategy for compensating for the reduced yield under drought conditions. Rather, late sowing dates, due to the lower drought effects associated, might be the proper alternative for achieving higher yields as well as improved IWUE and NUE in areas plagued with water shortage.     

分根灌溉下水氮耦合对草莓果实品质及产量的影响

本文采用盆栽分根固定干湿灌溉试验研究了水氮耦合对草莓果实品质及产量的影响。试验设置水分和氮肥2个因素,草莓根区设置湿润与干旱(A/B)两个区域,湿润一侧(A)全生育期内土壤相对含水量均为80%±5%,干旱一侧(B)土壤相对含水量设置为20%±5%(重度水分胁迫)、35%±5%(中度水分胁迫)、50%±5%(轻度水分胁迫)3个处理水平;施氮量设置0.5 g(N)×kg~(-1)(低氮)、0.75 g(N)×kg~(-1)(中氮)、1 g(N)×kg~(-1)(高氮)3个处理水平,对照处理(即常规生产模式,CK)A/B两区域均为80%±5%土壤相对含水量、中氮[0.75 g(N)×kg~(-1)]水平。研究结果表明:1)分根干湿灌溉显著减少了草莓全生育期灌溉水量,提高了草莓的水分利用效率(WUE),全生育期内干旱一侧(B)土壤相对含水量为20%±5%、35%±5%和50%±5%的水分处理总灌溉水量分别为14.77 L×株~(-1)、16.62 L×株~(-1)和18.47 L×株~(-1),较CK处理(24.62 L×株~(-1))分别减少40.0%、32.5%和25.0%;以中度水分胁迫中氮水平的草莓水分利用效率(WUE)最高,为13.55 g×L-1,较CK处理提高47.1%,而产量没有明显减少;耦合分根干湿灌溉和施氮处理,轻度水分胁迫中氮水平下草莓果实产量最高,较CK处理提高4.4%。2)从对草莓果实品质影响角度分析,中氮及中度水分胁迫处理的草莓果实中Vc含量、可溶性糖含量、有机酸含量和糖酸比分别比CK处理增加63.3%、12.5%、3.9%和8.3%。综合考虑不同水氮耦合处理对草莓果实品质、产量、水分利用效率及对农业环境安全的影响,以湿润一侧(A)保持土壤相对含水量为80%±5%、干旱一侧(B)保持土壤相对含水量为35%±5%,且0.75 g(N)×kg~(-1)施氮水平为设施草莓生产适宜的水肥管理模式。     

施氮与灌水对夏玉米产量和水氮利用的影响

通过田间裂区试验,研究了不同灌水量（900、 1200和1500 m3/hm2）和施氮量（0、 150、 210和270 kg/hm2）对夏玉米生长状况、 产量构成及水、 氮利用效率等的影响。结果表明: 当灌水量超过最低量 900 m3/hm2、 施氮量超过150 kg/hm2时,二者对玉米产量、 产量构成因素（穗粒数、 百粒重及穗粒重）和收获指数（HI）以及各生育期干物质积累量等均没有明显影响; 氮肥农学效率和氮肥偏生产力随氮肥用量的增加呈明显降低趋势; 灌水生产效率和水分利用效率随灌水量的增加也显著降低,二者均表现为900 m3/hm21200 m3/hm21500 m3/hm2。因此,在本试验条件下,以W900N150处理的水、 氮利用效率、 产量及其构成因素等较高,并且对环境造成潜在危害最小,为当地地域气候条件下夏玉米生产中节水减氮的较为适宜的水氮配比。     

Effect of soil water management and different sowing dates on maize yield and water use efficiency under drip irrigation system

A 2-year field experiment (2012–2013) was conducted to evaluate the yield and water use efficiency (WUE) response of maize (Zea mays L.) to different soil water managements at different sowing dates. The experiment included three sowing dates (22 June, 6 July and 21 July) and four irrigation regimes based on maximum allowable depletion (MAD) of the total available soil water (TAW). The irrigation treatments were marked by I₁ to I₃ as 40%, 60% and 80% MAD of TAW, respectively, and with no irrigation. The results showed that grain yield reduced when planting was delayed in both years, ranging from 6105 to 4577 kg ha^?1 in 2012 and from 7079 to 5380 kg ha^?1 in 2013. However, WUE increased when planting was delayed from 22 June until 21 July. Also the highest grain yield was observed in the first irrigation treatment (MAD = 40%) in both years, and the highest WUE was obtained in the second irrigation treatment (MAD = 60%) with 1.64 and 1.61 (kg m^?3) in 2012 and 2013, respectively. These findings suggest that delay in planting date and the use of MAD = 60% treatment in Mediterranean-type region such as Golestan, Iran, can be useful in saving water that is highly important in such regions.     

夏玉米交替灌溉施肥的水氮耦合效应研究(简报)

以夏玉米为研究对象进行大田试验,采用二因素四水平完全方案,随机排列,3次重复,根据玉米产量建立回归模型并对其进行解析,确定隔沟交替灌溉施肥条件下的最佳水肥配比.研究结果表明:在供试条件下水、氮对产量有明显的促进作用,而且氮素作用大于灌水作用;两因素交互作用对玉米产量的影响为正效应.供试条件下的最高产量以及相应水、氮最佳配比为:最高产量4076 kg/hm2,生育期灌水量为972m3/hm2,施氮量为230 kg/hm2.与常规灌溉相比,节水施肥模式中的水肥耦合效应对于减少水资源浪费,提高肥料利用率具有重要的理论与实践意义.