适宜种植密度和施氮量对提高冬小麦产量和水氮利用效率的影响

针对西北地区干旱以及不合理的施氮和种植密度导致的冬小麦产量和水氮利用效率偏低的问题，探究垄膜沟播模式下冬小麦高产和水氮高效利用的最优氮肥密度管理措施。试验设置150 kg/hm²（D1）、187.5 kg/hm²（D2）、225 kg/hm²（D3）3个密度梯度和180 kg/hm²（N1）、270 kg/hm²（N2）、360 kg/hm²（N3）3个施氮水平（以N计），通过2 a（2021—2022年和2022—2023年）田间试验，研究氮密互作对冬小麦生理生长、干物质累积、产量、水分利用效率（water use efficiency，WUE）和氮利用效率（nitrogen partial factor productivity，NPFP）的影响。结果表明：与当地常规氮密处理（D1N3）相比，合理增大种植密度和减少施氮量可使抽穗期LAI提高13.93%～67.19%，最大干物质累积量和累积速率增大147.25%和65.29%。2 a产量均在D2N2处理达到最大，平均值11911.93 kg·/hm²，但2 a WUE分别在D2N2和D2N3达到最高，NPFP分别在D2N2和D3N1处理最高。通过拟合分析，2021—2022年冬小麦产量、WUE和NPFP达到最大值时所对应的种植密度与施氮量分别为195.92和260.82 kg/hm²、200.51和249.80 kg/hm²、195.92和187.35 kg/hm²，2022—2023年分别为195.92和257.14 kg/hm²、194.39和286.53 kg/hm²、197.45和183.67 kg/hm²。基于回归模型对产量、WUE和NPFP进行综合评价，最终确定种植密度180.45～190.04 kg/hm²、施氮量201.66～256.67 kg/hm²的组合模式为垄膜沟播冬小麦高产和水氮高效利用的氮密管理措施。研究结果可为西北地区冬小麦的高产高效栽培提供理论依据。     

灌溉量与减氮配施有机肥模式对温室黄瓜及土壤的影响

为探究设施农业中不同灌溉量与施肥模式对土壤理化特性、作物产量、品质、水分利用效率（water use efficiency,WUE）及氮肥偏生产力（nitrogen partial productivity,NPP）的影响。该研究通过对温室黄瓜设置充分（W1）与亏缺（W2）灌溉下不同比例减氮（N1：275 kg/hm²、N2：220 kg/hm²、N3：165 kg/hm²）配施腐熟羊粪有机肥（O1：12 t/hm²、O2：8 t/hm²）处理试验,分析充分与亏缺灌溉下不同减氮配施有机肥处理对土壤理化特性、黄瓜品质、产量、WUE及NPP的影响。结果表明,在相同灌溉条件下,减施氮肥和配施有机肥均能有效改善土壤结构,O1N3处理较其他处理土壤容重平均降低5.8%,孔隙度平均增加7.7%,三相组成优化,大粒径水稳性团聚体含量平均提高25.4%,0～30 cm土层土壤硝态氮含量平均降低21.8%。同时,配施有机肥能提高温室黄瓜WUE和NPP,在相同灌溉和氮肥条件下,O1较O2水平黄瓜WUE和NPP分别平均提高14.5%和15.7%。综合对比分析不同指标得出W1O2N2处理表现最佳,黄瓜可溶性葡萄糖、可溶性固形物、维生素C（VC）含量及产量较W1O1N1处理无显著差异（P>0.05）,同时能有效改善土壤环境,减少肥料用量,保证生产经济效益。研究结果对于设施农业科学水肥管理及绿色高效生产具有重要的参考意义。     

水氮协同对玉米光合特性及产量的影响

探求引黄灌区在水肥协同条件下影响玉米光合特性及产量构成的机理，为满足旱区作物优质高产提供理论依据。在2019—2020年开展大田试验，采用2因素裂区试验设计，主区为施氮量，分别为减氮30％(N0)、常规施氮(N1)；副区为滴灌量，分别为减少滴灌量30％(W0)、常规滴灌量(W1)和增加滴灌量30％(W2)，分析玉米关键生育时期光合特性和产量。结果表明:施氮量和滴灌量对叶片叶绿素相对含量(SPAD)、净光合速率(Pn)、光系统Ⅱ(PSⅡ)中P680反应中心吸收光能的大小(ABS/RC)、PSⅡ中最大光化学效率(Fv/Fm)、捕获光能与热耗散能量的比值(Fv/F0)、荧光参数(PI)、产量和产量构成因素影响显著。2年最高平均产量为N0W2处理。同一施氮量不同滴灌量下叶片SPAD值、净光合速率差异显著，且随着滴灌量的增加而增加，但N0W2与N1W2差异不显著。2年不同水氮处理下叶面积指数(LAI)随着生育进程推进呈先增后降趋势，在抽雄期达到最大值。Fv/Fm、Fv/F0、ABS/RC、PI随生育期推进呈先增后降趋势，滴灌量对其影响效应大于施氮量；各荧光参数在同一施氮量下随着滴灌量的增加而增加，在滴灌量W2下N0处理生育后期Fv/Fm、ABS/RC、PI与N1处理差异不显著，Fv/F0显著低于N1处理，说明适当施氮在保持捕获光能的同时可以增加热耗散，降低高温对叶片的损害。在宁夏引黄灌区采用水肥一体化模式配合水氮处理(全生育期施氮量292 kg/hm²和滴灌量4290 m3/hm²)，能够提高玉米产量和氮肥利用率，为当地玉米高产优质高效栽培以及水肥高效利用提供理论支撑和技术指导。     

辽西半干旱区浅埋滴灌水、氮、磷、锌耦合对春玉米产量的影响

  【目的】  研究辽西半干旱区浅埋滴灌条件下水肥耦合作用对玉米产量的影响,以确定玉米适宜的水肥因素组合。  【方法】  田间试验在辽宁西部半干旱地区 (砂壤土) 进行,供试作物为玉米。选取了灌水量 (W)、施氮量 (N)、施磷量 (P)、施锌量 (Zn) 等因素为自变量,产量 (Y) 为因变量,进行四因子五水平二次回归正交设计 (1/2实施) 试验,灌溉和施氮肥分4次进行,磷肥一次基施,锌肥在拔节期一次性施入。玉米收获后测产,依照二次回归正交试验设计 (1/2实施) 的统计方法建立了产量回归模型,采用频数分析法分析了W、N、P、Zn四因子及其交互作用对产量 (Y) 的影响。  【结果】  5个试验水平中,W、N、P、Zn单因子对产量促进作用均表现为先增加后降低,呈抛物线形趋势变化。单因子影响程度大小为W > N > Zn > P;二因子交互作用对产量影响大小为N × P > W × P > P × Zn > W × N > N × Zn > W × Zn;三因子之间亦存在着一定的相互作用关系。  【结论】  在辽西半干旱地区,水、氮、磷、锌四因子对春玉米产量的贡献大小顺序为W > N > Zn > P,两因子交互作用对产量贡献的大小顺序为N × P > W × P > P × Zn > W × N > N × Zn > W × Zn。依据频数分析结果,采用浅埋滴灌技术,当灌水量46～49 mm、施氮量172～209 kg/hm2、施磷量84～114 kg/hm2、施锌量10～13 kg/hm2时,玉米产量达到10000～12017 kg/hm2的置信区间为95%,该配比为辽西半干旱地区较为适宜的水肥配比方案。     

灌水施氮和缩节胺用量对南疆棉花产量品质和水肥利用效率的影响

为研究灌水量、施氮量和缩节胺用量对棉花籽棉产量、纤维品质和水肥利用效率的交互影响,于2020年和2021年在南疆库尔勒地区开展大田试验,设置3个灌水量（W₁：60%ET_c,W₂：80% ET_c,W₃：100% ET_c,ET_c为作物蒸发蒸腾量）,4个施氮量（N₀：0 kg/hm²,N₂₀₀：200 kg/hm²,N₃₀₀：300 kg/hm²,N₄₀₀：400 kg/hm²）和2个缩节胺用量（D₁：120 g/hm²,D₂：240 g/hm²）。结果表明：灌水量、施氮量和缩节胺用量对籽棉产量、水分利用效率、肥料偏生产力和部分纤维品质指标影响显著（P<0.05）。灌水量、施氮量和缩节胺用量三者交互作用对肥料偏生产力和纤维品质影响显著（P<0.05）。株高、叶面积指数和干物质量也受灌水量、施氮量和缩节胺用量三者交互作用影响。W₃N₃₀₀D₂处理籽棉产量最高（2020年为7 578 kg/hm²,2021年为7 173 kg/hm²）,W₁N₄₀₀D₁处理水分利用效率和W₃N₀D₂处理肥料偏生产力最高,W₃N₄₀₀D₁处理的纤维长度、纤维强度和马克隆值均获得较大值,纤维品质最佳。基于TOPSIS综合评价方法对棉花产量品质和水肥利用效率进行综合评价,100%ET_c灌水量、300 kg/hm²施氮量和240 g/hm²缩节胺用量组合最优,可作为南疆棉花适宜的水氮和化控管理模式。研究结果可为南疆棉花水肥高效利用提供理论依据和科学指导。     

我国大豆最佳施肥量和种植密度评价

施肥量和种植密度是影响大豆高产的重要因素。在收集了大量的大豆试验数据(1998～ 2017年)基础上,通过拟合氮、磷、钾肥用量和种植密度与产量之间的二次函数,得出最佳的施肥量和种植密度,通过逐步回归分析了施肥量和种植密度对大豆产量的影响。结果表明,我国春大豆和夏大豆的产量逐年增加,平均产量分别为 2 610和 2 724 kg/hm²。夏大豆最高产量下的氮、磷、钾肥用量分别为 N 96 kg/hm²、P2O5 80 kg/hm²和K2O 126 kg/hm²;春大豆最高产量下的氮、磷、钾肥用量分别为 N 71 kg/hm²、P2O5 108 kg/hm²和K2O 74 kg/hm²;实现夏、春大豆高产的最佳密度分别为 27万和 34万株/hm²。逐步回归分析显示,磷用量对春大豆产量影响最大,其次为钾肥和密度;在夏大豆产区,密度对产量影响最大,其次为磷肥用量。种植密度是大豆高产的关键因素,春、夏大豆需要提高种植密度获得高产,同时均应注重磷肥施用。     

不同氮磷施肥量对玉米生育期土壤微生物量的影响

通过田间小区试验研究了不同N、P施肥量对玉米生育期土壤微生物量C、N、P的影响。结果表明，不同N、P施肥量对微生物量C无明显影响；施N肥量高(225kg/hm²)时降低微生物量N；当施P肥达225kg/hm²时则对微生物量P产生明显的抑制作用。     

吉林省西部玉米氮、磷、钾肥施用效果及养分吸收利用特征

明确吉林省西部生态区玉米作物的氮、磷、钾肥施用效果及养分吸收利用特征,为该地区肥料的合理配置与施用提供依据,对持续推进化肥减量增效及农业绿色发展具有积极意义。基于2015—2019年中央财政测土配方施肥项目在吉林省西部布置的360个玉米“3414”田间试验,研究了不同施肥条件下的玉米产量,对比分析氮、磷、钾肥的增产效应以及不同肥料的农学效率和肥料贡献率。结果表明,吉林省西部生态区玉米氮磷钾配施N2P2K2处理(N、P2O5、K2O施用量分别是209.20、97.80、85.15 kg/hm²)的玉米产量最高,平均产量为9.46 t/hm²,较不施肥处理平均增产50.64%。与各缺素处理相比,增施氮、磷、钾肥平均增产2.21、1.37、1.32 t/hm² ,增幅分别为37.81%、23.65%、22.41%。与不施肥处理比较,缺素处理的玉米产量差异显著,其高低顺序为N2P2K0(8.14 t/hm²)>N2P0K2(8.09 t/hm²)>N0P2K2(7.25 t/hm²),表明吉林省西部玉米的养分限制因子顺序为氮>磷>钾。施用氮、磷、钾肥增加玉米养分吸收量(N 192.5 kg/hm²、P2O5 86.5 kg/hm²、K2O 217.4 kg/hm²)。在吉林省西部生态区,玉米作物的氮、磷、钾肥平均农学效率分别为15.11 kg/kg N、22.28 kg/kg P2O5、19.44 kg/kg K2O,平均利用率分别为39.50%、29.27%、45.71%,平均肥料贡献率分别为23.72%、17.59%、14.97%。吉林省西部生态区玉米施肥的增产效果和肥料利用率较高,但仍应结合当地土壤条件,积极进行培肥改良,并应用减肥增效等相关技术,根植科学施肥理念,以提高肥料利用效率,实现玉米增产和土壤肥力的提高。     

水氮量对小麦/玉米间作土壤硝态氮累积和水氮利用效率的影响

为了提高氮肥和水分利用效率,该文在甘肃河西灌区试验地点,采用田间小区试验,研究了不同氮水平（0、225、450 kg/hm²）和灌水量（750、1125、1500 m ³/hm²）对小麦/玉米间作土壤硝态氮累积和水氮利用效率的影响。结果表明,不同氮肥和灌水量对小麦带土壤硝态氮含量和累积量影响较小,对玉米带影响显著。随氮肥用量增加,玉米带土壤硝态氮含量和累积量增加,随灌水量和氮肥用量增加,0～60 cm土壤硝态氮相对累积量增加,60～140 cm土层降低。氮肥当季利用率、氮肥生产率、氮肥产投比都是以225 kg/hm²氮水平较高,但不同灌水量差别不大。WUE（水分利用效率）以W₇₅₀N₂₂₅最高,W₁₅₀₀N₀最低,随灌水量增加WUE降低。     

施氮量与灌水上下限对黄秋葵产量和养分吸收的交互作用

探讨施氮量与灌水上下限对黄秋葵养分吸收的交互作用,为黄秋葵的水肥管理提供理论及参数依据。采用土壤盆栽试验,设置田间持水量的45%~55%即45%~55% FC(W1)、35%~65% FC(W2)、25%~75% FC(W3) 3种灌水上下限及0 kg/hm²(N0)、110 kg/hm²(N1)、330 kg/hm²(N2) 3个氮水平,观测不同施氮量和灌水上下限对黄秋葵生长发育、生理响应及养分吸收的影响。结果表明,相同施氮水平下,黄秋葵不同器官生物量、果实产量、灌溉水分生产率及氮磷钾养分积累量以W1最高。相同灌水上下限,黄秋葵不同器官生物量、果实产量、谷氨酰胺合成酶活性、灌溉水分生产率及氮肥偏生产力以N1最高,各处理之间差异显著。水、氮之间表现显著的互作效应,N1W1处理的黄秋葵总生物量、果实产量、灌溉水分生产率和氮肥偏生产力最高,分别为446.4 g、201.3 g、6.9 g/kg和108.7 kg/kg,显著高于最低处理N2W3(190.3 g、64.9 g、2.4 g/kg和11.7 kg/kg),分别提高了57.4%、67.8%、65.2%和89.2%。综合分析表明,高氮高水处理(N2W3)显著降低黄秋葵产量及水肥利用效率,黄秋葵产量、灌溉水分生产率及养分吸收综合体现的最优模式为110 kg/hm²的施氮量、45%~55%FC的灌水上下限(N1W1),此研究可为丰富黄秋葵高产栽培提供理论依据。     

保水剂构件的保水保肥效果研究

[目的]针对水土流失造成的肥料养分流失及部分地区干旱缺水的问题,进行节水保肥的系列研究,阐明保水构件的保水保肥效果及其应用前景。[方法]利用保水剂加工成各种形状的保水构件,并使其获得的保水保肥效果优于把保水剂和土混匀的常规方法。[结果]在同等淋水量的情况下使用保水构件可减少65%的水分流失,N,P,K养分流失可减少89%以上;盆栽试验中,在干旱胁迫情况下,保水构件可使玉米增产155%;大田试验显示,自然降雨条件下,保水构件可使玉米增产26%,甘蔗增产10.5%且糖度增加。同时N,P,K养分下渗流失减少而对养分的吸收增加。[结论]系列试验说明保水构件可提高作物产量、质量和对养分的吸收。     

水土保持与绿水资源保护

绿水概念是由瑞典斯德哥尔摩国际水资源研究所水文学家Falkenmark于1995年首次提出的,它拓宽了传统水资源的范畴,更新了水资源的思维,引起科学界对水资源概念和水文功能的重新思考。在水资源越来越匮乏的严峻情况下,从绿水概念出发,可以看出"水土保持"概念的全面性,也更加明确了保水的思路和方法,为全面做好水土资源保护提供了理论基础。水土保持中"保水"的对象就是绿水,水土保持工程措施可以增加绿水比例,林草措施可以储蓄绿水,耕作措施可以提高绿水利用效率。应完善保水评价体系,加强绿水资源管理,发展保水技术,完整地宣传水土保持概念,树立完整的水土保持意识。     

华北平原水氮优化条件下不同种植制度的水分效应研究

以华北平原冬小麦夏玉米一年两熟制、冬小麦夏玉米春玉米两年三熟制和春玉米一年一熟制轮作体系为对象,研究了不同种植制度下作物的产量、根层土壤水分动态变化和水分利用效率。结果表明,不同种植制度对产量、耗水和水分利用方面影响显著。一年两熟制下作物的产量、耗水量和水分利用效率均显著高于两年三熟制和一年两熟制,但是降雨量仅能满足总耗水量的72.9%,仍需较多地下水补充灌溉。两年三熟制降雨量能够满足作物耗水量80.4%,产量、耗水量和水分利用效率较一年两熟制分别减少23.1%,12.0%和15.8%。一年一熟制降雨量能够满足作物耗水量的89.2%,产量、耗水量和水分利用效率较一年两熟制分别减少45.2%,27.3%和30.7%。一年两熟制和两年三熟制的各层土壤水分在两年内呈现波浪型变化趋势,一年一熟制各层变化趋势较为平缓。两年三熟制和一年两熟制有利于提高土壤蓄水量,减少灌溉量,进而减少对地下水资源的抽取。两年三熟制降雨量能够较好地满足作物耗水量,产量和水分利用效率介于其它两种种植制度之间,与其它两种种植制度相比;能够兼顾水资源的可持续利用和粮食安全。春玉米高产的适宜栽培措施有待于进一步研究。     

论水土、水土生态与水土生态保持

在论述水土在陆地生态系统中的地位和作用的基础上,提出了水土生态的概念,认为植被与水土不可分割的整体观念是水土生态的重要特征。同时,对水土生态保持的含义作了新的定义,并将水土生态保持划分为四大类型,即生态型、自然型、生产型、建设型。从水土生态的高度,从源头上、要素的联系中去认识和防治水土流失,是一种主动的、有机的、整体的水土保持观念,是水土保持认识观的深化和发展,将使水土生态保持事业进入一个崭新的时代。     

水源涵养林林木耗水称重法试验研究

 为在水源涵养林林木培育中选择耗水量较低的树种,在北京密云水库水源涵养林集水区,采用小型蒸渗系统测定仪和TDR等仪器,用称重法研究了6个野外水源涵养林树种的耗水特性,对6个树种的日平均耗水进行了比较,对不同天气情况下各树种的耗水特性进行了比较。在正常水分条件下,各树种的日耗水量,从小到大依次为荆条(Vitexnegundovar.heterophylla)、油松(Pinustabulaeformis)、臭椿(Ailanthusaltissima)、侧柏(Platycladusorientalis)、杨树(Populussp)、刺槐(Robiniapseudoacacia);6年生荆条在7—9月份平均日耗水量为0.28kg,7年生油松在7—9月份平均日耗水量为0.57kg,3年生臭椿在7—9月份平均日耗水量为0.55kg,7年生侧柏在7—9月份平均日耗水量为0.7kg,3年生杨树在7—9月份平均日耗水量为0.77kg,5年生刺槐在7—9月份平均日耗水量为0.78kg。结果表明,荆条、臭椿和油松是耗水较少树种,适合在水源涵养林中应用。     

关于水权及水权交易的若干法理思考

水资源是人类生存之本,有效的水权理论以及水权交易体制是保障水资源高效利用的重要条件。目前,我国法律对水权概念界定模糊,水权交易体制存在较大弊病,因此,有必要明确水权的内涵及其法律特征,对现行水权交易体制进行改革。     

水土流失对清林径水库水质的影响研究

水土流失对水库水质的影响是多方面的,研究结果表明,水土流对清林径水库最主要的影响是：水体感官混浊度指标与降雨强度呈正比;水土流失的营养盐进入水体,水质接近营养化水平,水土流失严重区域,     

纳米碳混合层对土壤水分入渗特性及水分分布影响

通过室内一维垂直土柱试验,利用TDR和张力计分别研究土壤中纳米碳混合层对土壤水分入渗特性、土壤水分分布以及纳米碳混合层对土壤水分特征曲线的影响。结果表明:(1)随着入渗时间的增加,含有纳米碳的土壤在相同入渗时间内累积入渗量减少,湿润锋推进距离明显减小,施加纳米碳具有明显的减渗作用。利用Philip入渗模型拟合入渗数据,吸渗率S随着纳米碳含量的增加而减小,随着纳米碳含量的增加,水分入渗初期的累积入渗量逐渐减小。对湿润锋分层进行线性拟合,在湿润锋进入第2层土壤时,入渗速率有了显著的降低,纳米碳混合层有着明显的阻水效果。(2)随着纳米碳的加入,纳米碳混合层的含水量明显提高,纳米碳混合层下层的土壤含水量相对于空白对照组土壤含水量更低;当纳米碳含量为0.5%时,纳米碳混合层的土壤含水量达到最大值。(3)随着纳米碳的施入,在土壤脱湿状态下,能显著提高土壤的持水能力,运用van Genuchten模型对水分特征曲线进行拟合,公式中的土壤的滞留含水率、饱和含水率及与进气值相关系数较不加纳米碳的土壤明显增加,形状系数n则小于不加纳米碳的土壤。     

水土流失对东平湖水质的影响研究

东平湖作为南水北调东线工程中重要的水利枢纽 ,其水质状况和生态环境对整个工程产生着重要的影响。水土流失是产生水污染的一个重要因素。以东平湖为例 ,分析了东平湖水土流失的现状及其对水质产生的影响 ,探讨了有效防治湖泊水污染的水土保持措施     

东新村农业水资源的开发与节水灌溉现状调查

通过对东新村的水量平衡分析表明:该村农业水资源供需矛盾日趋尖锐,在当前生产水平下,年缺水约50万m³,必须大力推广节水灌溉技术,维持地下水采补平衡,以维持该村农业的持续稳定发展.