水肥管理对春小麦产量和根际土壤肥力特征的影响

为确定灌漠土带田春小麦高产的水肥管理模式,本研究采用裂-裂区的试验方法研究了灌溉定额(4 500m~3·hm~(-2)、6 000 m~3·hm~(-2)和7 500 m~3·hm~(-2))、绿肥(不种绿肥和种植绿肥)、化肥(不施化肥和施用化肥)及其交互作用对春小麦产量和根际土壤肥力的影响。结果表明,增加灌溉定额能显著增加春小麦产量,与4 500 m~3·hm~(-2)的灌溉定额相比,6 000 m~3·hm~(-2)和7 500 m~3·hm~(-2)的灌溉定额对春小麦产量的增加幅度为7.73%和9.99%。与不施化肥相比,施用化肥对春小麦的增产幅度为132%。绿肥和化肥之间的交互作用对春小麦产量的影响极显著,种植绿肥和施用化肥条件下春小麦产量最高,为2 639 kg·hm~(-2);种植绿肥和不施化肥条件下春小麦产量最低,为987 kg·hm~(-2);两者相差167%。随灌溉定额的增加,春小麦根际土壤速效氮和速效钾含量呈极显著降低的趋势,含水量和pH值呈极显著增加的趋势。种植绿肥能显著提高土壤的速效氮、有机质和含水量,能极显著降低土壤的pH值。施用化肥能极显著提高土壤的速效氮、速效磷和含盐量,能极显著降低土壤的速效钾、含水量和pH值。灌溉定额与化肥之间的交互作用对土壤速效氮含量的影响表现显著,4 500 m~3·hm~(-2)的灌溉定额和施用化肥条件下土壤速效氮含量最高,7 500 m~3·hm~(-2)的灌溉定额和不施化肥条件下土壤速效氮含量最低,两者相差80.6%。依据本研究得出的灌漠土带田春小麦高产的最佳水肥管理模式为:6 000 m~3·hm~(-2)的灌溉定额、种植绿肥和施用化肥相结合。此管理模式下的带田春小麦产量为2 667 kg·hm~(-2),根际土壤速效氮、速效磷、速效钾、有机质、含水量和pH值分别为106 mg·kg~(-1)、34.7 mg·kg~(-1)、93.6 mg·kg~(-1)、23.3 g·kg~(-1)、11.5%和8.29。     

滴灌水氮对土壤残留有效氮及玉米产量的影响

通过大田试验研究膜下滴灌施用不同水氮对玉米产量及收获后土壤残留有效氮的影响,寻求适宜的水氮耦合量,为达到高产、高效与低土壤氮损失量、残留量相协调的目标提供初步理论。结果表明:1 351~1 465 m~3/hm~2的低灌水量不能有效发挥氮对产量的贡献。灌水1 400~1 800 m~3/hm~2、施氮280~290 kg/hm~2时水对产量提升速度最快而与氮无协同增产效应。灌水1 800~2 100 m~3/hm~2、施氮250~280 kg/hm~2能获得比较高的产量和水氮协同增产效应。收获后1 m土层有效氮分布为由浅向深逐层减少,不同水氮施用量主要影响40~100 cm的残留量。施氮量增加,有效氮残留量增大,用量240 kg/hm~2以内残留量增长缓慢,继续施氮增长迅速。1 351~1 465 m~3/hm~2的低灌水量下肥料氮转化为土壤氮少,残留有效氮少。1 802~2 071 m~3/hm~2的灌水量促进肥料氮向土壤氮转化,随水迁移增大了40~100 cm土壤有效氮。灌水量达2 197~2 315 m~3/hm~2后,1 m土层有效氮残留量减少、深层损失量增大。优选水氮耦合量包含于近似椭圆的区域,交集区灌水2 016~2 100 m3/hm~2,施氮228~250 kg/hm~2可作为松辽平原到内蒙古高原过渡地带膜下滴灌种植玉米的适宜水氮耦合量。     

膜下滴灌旱作水稻水肥耦合模型及组合方案优化

为了研究膜下滴灌旱作水稻灌溉定额和施肥量对产量的影响。采用通用旋转组合设计试验方法,建立膜下滴灌旱作水稻水肥耦合模型。结果表明,在供试土壤膜下滴灌条件下,灌溉定额、氮、磷与水稻产量之间符合三元二次回归模型,其一次项、二次项及水氮交互项回归系数均达极显著水平,三因素的增产作用大小依次为:灌溉定额施氮量施磷量。采用此模型计算的预测产量与实际产量之间呈高度正相关(R2=0.981),并可由此计算得出目标产量灌溉定额及其施肥量。经模型寻优,得出不同目标产量下的水、氮、磷最佳组合方案,通过2 a验证试验,验证产量与水分生产效率与模型优化组合目标产量和水分生产效率相吻合,此最优组合方案可以为膜下滴灌旱作水稻节水节肥、水肥一体化技术和高效栽培技术提供科学依据和理论支持。     

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。     

灌溉方式、灌水量及施氮量对小麦、玉米周年水分利用的影响

为探明不同灌溉方式、不同灌水量与氮肥用量条件下小麦、玉米周年水分利用机制,采用田间试验,开展了喷灌与地面灌条件下灌水次数(0,1,2,3次,450 m~3/hm~2)与施氮量(小麦季:180,240,270 kg/hm~2;玉米季:210,270,330 kg/hm~2)对小麦、玉米生长及产量和灌水利用率、小麦生理特征等的影响研究。结果表明:喷灌较地面灌更利于小麦叶片SPAD值的提高。在不同灌量条件下,喷灌更利于促进小麦光合速率的提高,且以N270+3水处理的光合速率最高,其次为N180+1水处理。在中低氮水平,地面灌以灌2水产量最高,而喷灌在灌1水条件下产量最高。玉米产量在低氮和高氮水平下,随灌水量的增加而增加,而中氮(270 kg/hm~2)水平则表现为先增加而后降低的趋势,且中氮水平的玉米产量相对较高。对周年效应而言,喷灌的小麦、玉米周年产量和灌水利用率基本均高于地面灌。在两种灌溉条件下,均以小麦、玉米分别灌2水[450 m~3/(hm~2·次)],周年施氮量510 kg/hm~2的周年总产量最高。周年总灌水利用率在两种灌溉条件下均以周年总施氮量390 kg/hm~2+总灌水900 m~3/hm~2最高,其次为中氮(N240+N270)灌1水处理。周年总水分利用效率以喷灌周年总施氮量510 kg/hm~2+总灌水900 m~3/hm~2最高,以地面灌周年总施氮量510 kg/hm~2+总灌水1 800 m~3/hm~2最高。说明适当减少灌水更利于周年小麦、玉米水分利用率的提高。从增产与节水综合因素考虑,推荐小麦、玉米周年灌水施肥模式为:小麦N240+玉米N270+喷灌各2水[450 m~3/(hm~2·次)]。     

施氮与灌水对河西制种玉米产量及水氮利用效率的影响

为探究施氮和灌水对河西灌区制种玉米种子产量以及生产过程中水氮利用的影响,以郑单958(ZD958),先玉335(XY335)为研究对象,设置充分灌水(6 000 m~3·hm~(-2),W_(6000))、中度胁迫(4 500m~3·hm~(-2),W_(4500))、重度胁迫(3 000 m~3·hm~(-2),W_(3000))3个灌水梯度,不施氮(0 kg·hm~(-2),N_0)、中量施氮(225 kg·hm~(-2),N_(225))、过量施氮(450 kg·hm~(-2),N_(450))3个施氮水平,测定收获期种子产量及产量构成,以及播前收后1m深土壤含水量及土壤硝态氮含量。结果表明,灌溉量对种子产量无显著影响,同一灌水条件下施氮处理产量显著高于不施氮,先玉335组合产量较郑单958组合高,最高产量出现在中度胁迫灌水条件下的过量施氮处理(W_(4500)N_(450)),达11 147 kg·hm~(-2);先玉335组合的种子百粒重显著高于郑单958组合,郑单958组合种子各产量构成均表现为施氮处理高于不施氮。在中度胁迫灌水条件下,0~100cm土壤硝态氮的累积量显著高于重度胁迫和充分灌水;水分利用效率、氮肥偏生产力、氮肥农学效率均以中度胁迫灌水条件下中量施氮处理占优。综合考虑产量及水氮利用效率,在本试验条件下,适合河西灌区郑单958制种组合和先玉335制种组合的水氮最佳组合为灌水量4 500 m~3·hm~(-2),施氮量225 kg·hm~(-2)。本研究为河西制种玉米种植中水氮合理利用提供了理论借鉴。     

滴灌频率和施氮量对温室西葫芦土壤水分、硝态氮分布及产量的影响

2016年和2017年在北方寒旱地区日光温室西葫芦栽培中,灌溉定额为269.87mm,设置2个滴灌频率(低频W1:7天1次,高频W2:2天1次)和2个氮素水平(适氮N1:375kg/hm~2,高氮N2:565kg/hm~2),研究不同处理对温室西葫芦土壤水分、硝态氮分布及西葫芦产量的影响。结果表明:(1)高频(W2)滴灌提高了0—40cm土层的土壤水分,减少了水分的深层下渗。(2)高氮(N2)施肥各土层硝态氮含量较高,适氮处理配合高频次滴灌根区0—40cm硝态氮含量维持在相对适宜水平,40—80cm土层硝态氮含量相对较低,提高滴灌频率可降低氮素向深层淋失的风险。(3)在适氮(N1)水平下,西葫芦产量对于滴灌频率敏感,而对于高氮(N2)水平,提高滴灌频率,产量增加不显著。(4)在定额滴灌量下,滴灌频率对西葫芦水分利用效率的影响大于施氮肥对西葫芦水分利用效率的影响。(5)W2N1处理更有利于西葫芦的生长和产量的提高,推荐北方寒旱地区日光温室西葫芦施氮量为375kg/hm~2,灌溉频率为2天1次。     

麦秸还田下水氮管理对稻田土壤养分、酶活性及碳库的短期影响

为揭示麦秸还田下,稻麦轮作区水氮耦合关系,通过大田试验,研究了麦秸还田条件下,不同的水分管理(淹水灌溉、浅湿调控灌溉、常规灌溉)和氮肥量(180、225、270 kg·hm~(-2))对稻田土壤养分、土壤酶活性及土壤碳库的短期影响。结果表明,在相同水分管理下,随着施氮量的增加,稻田土壤有机质、全氮、速效钾、易氧化有机碳含量、蔗糖酶、过氧化氢酶活性以及水稻产量均呈先升高后降低趋势。与常规灌溉相比,当施氮量为180 kg·hm~(-2)时,浅湿调控灌溉可以显著提高稻田土壤全氮、铵态氮、硝态氮含量,淹水灌溉显著降低了土壤易氧化、水溶性有机碳含量和蔗糖酶、过氧化氢酶活性;当施氮量为225kg·hm~(-2)和270kg·hm~(-2)时,浅湿调控灌溉可以显著提高土壤全氮含量和水稻产量,淹水灌溉显著降低了水溶性有机碳、过氧化氢酶活性。因此,在麦秸还田条件下,与其他处理相比,浅湿调控灌溉和施氮量为225 kg·hm~(-2)的处理在短期内对提高土壤养分含量、增加土壤酶活性、碳库含量和水稻产量具有显著优势。本研究为该地区制定合理、高效的水肥管理措施提供了科学依据。     

滴灌水肥一体化条件下施氮量对夏玉米氮素吸收利用及土壤硝态氮含量的影响

河北山前平原夏玉米高产区施肥不合理现象普遍存在,农业面源污染严重。研究华北山前平原水肥一体化条件下夏玉米适宜的氮肥运筹,可为该区氮素优化施用技术及提高氮肥利用效率提供依据。本研究以‘郑单958’玉米品种为材料,于2014—2015年2个玉米生长季,在滴灌条件下设置4个施氮水平(N0:不施氮;N1:120 kg·hm~(-2);N2:240 kg·hm~(-2);N3:360 kg·hm~(-2)),研究滴灌水肥一体化下施氮量对玉米氮素吸收利用和土壤硝态氮含量的影响。结果表明:N0处理的玉米干物质重及产量较其他处理显著降低,N1、N2和N3处理间无显著差异;N1处理的玉米氮含量和氮累积量较N0处理显著增加,施氮量在N1~N3范围内,不同年份间玉米植株氮含量和氮累积量存在一定差异,总体表现为随施氮量的增加而上升的趋势,但随施氮量的增加,植株氮含量和氮累积量上升幅度逐渐降低。N2处理的氮肥收获指数最高。随施氮量增加,氮肥当季回收利用率、氮肥农学效率、氮肥生产效率和氮肥利用效率显著降低;2014年,在0~100 cm土层范围内,4种施氮处理的土壤硝态氮含量均表现为随土层加深逐渐降低;2015年N2和N3处理的土壤硝态氮在80~100 cm土层达到累积峰,经过2年种植后,年施氮量超过240 kg·hm~(-2)的处理,土壤硝态氮淋洗加剧。利用一元二次方程拟合产量与施氮量之间的关系,明确了玉米最高产量的施氮量为199~209 kg·hm~(-2),经济施氮量为174~187 kg·hm~(-2)。综合考虑经济效益和生态效益,该条件下夏玉米滴灌水肥一体化的适宜施氮量为174~187 kg·hm~(-2)。     

灌溉定额对浅埋滴灌春玉米生长与产量的影响

[目的]通过不同灌溉定额对浅埋滴灌春玉米生长与产量的影响研究,筛选出适合内蒙古东部地区的最佳灌水定额,为应用和推广浅埋滴灌提供理论和实证依据。[方法]采用大田试验方法,设置400.20m~3/hm~2(CK),1 050.53m~3/hm~2(DG1),1 700.85m~3/hm~2(DG2),2 351.18m~3/hm~2(DG3),3 001.50m~3/hm~2(DG4)浅埋滴灌和常规地面漫灌3 201.60m~3/hm~2(GG)共6个灌溉定额处理,运用统计分析方法开展研究。[结果](1)随灌溉定额的增加,浅埋滴灌春玉米的株高、叶面积指数和叶绿素相对含量呈增加趋势;(2)净光合速率和蒸腾速率表现为DG4最大,DG3次之,叶片水平水分利用效率DG3DG4且GG处理最低;(3)DG3较GG处理的产量提高6.03%,灌溉水利用效率提高44.50%。[结论]浅埋滴灌条件下,全生育期灌溉定额为2 351.18m~3/hm~2的灌溉制度节水、节膜、增产效益最优。     

倒刺鲃鱼苗耗氧率与窒息点的研究

通过对两种规格的倒刺(Sp in ibarbus d enticu la tus)鱼苗在两种水温条件下进行耗氧率与窒息点测定,结果表明:平均体重(3.53±0.10)g的倒刺鱼苗在水温27.3~28.3°C和30.0~31.0°C时耗氧率分别为0.357 7 m g/(g.h)和0.319 9 m g/(g.h),窒息点分别为0.327 0 m g/L和0.313 1 m g/L;平均体重(7.62±0.11)g的倒刺鱼种在水温27.3~28.3°C和30.0~31.0°C耗氧率分别为0.281 9 m g/(g.h)和0.300 9 m g/(g.h),窒息点分别为0.365 9 m g/L和0.478 4 m g/L。倒刺鱼苗的耗氧率昼夜变化不明显,随着鱼体重的增加而降低,而窒息点则随体重的增加而增加。     

宝鸡峡灌区耗水量变化规律及影响因素分析研究

综合目前各种耗水量的概念或定义,从关中灌区水资源形成及转化的角度出发,并考虑到灌区以农业灌溉为主,兼有其他行业供水、用水、耗水及排水为一体的特点,界定了灌区耗水量的概念。通过对灌区用水对象和耗水机理的分析,建立了灌区耗水量计算模型。通过模型计算与分析,表明农业用水耗水量是宝鸡峡灌区的耗水大户;灌区1991～2003年耗水量总体呈小幅度递减趋势波动,与农业用水耗水量的变化趋势一致,而工副业、城市及农村生活用水耗水量呈线性递增的趋势,灌区农业用水耗水量的变化支配着总耗水量的变化。     

中国谷物干燥加工中的能源消耗状况

在任何一个国家的经济发展中,能源都扮演着一个重要的角色。在中国,尽管目前消耗在农业生产上的能源占全国能源消耗总量的比例很低,但随着中国农业现代化的发展,尤其是粮食干燥机械化的普及,农业生产对能源的需求将逐渐增加。该文对中国粮食干燥机械化的发展及现状进行了简单分析总结,对中国目前在粮食干燥中的能源消耗状况以及存在的问题进行了深入分析。完成的两组干燥实验结果表明,目前我国粮食干燥的单位能耗远远高于发达国家。因此,建议应在粮食干燥中大量采用干燥新技术、节能技术以及使用再生能源,以有效提高我国粮食干燥过程中的能源使用效率。     

黄土坡面土壤侵蚀动力过程试验研究

通过玻璃水槽试验和径流冲刷试验 ,初步研究了陡坡坡面水流的流速分布和坡面薄层水流冲刷剥离土壤的过程。研究表明 :陡坡薄层水流流速在坡面上并非是呈直线分布 ,而是呈波浪式分布的 ;坡面水流的剥蚀率(Dr)与坡面径流通过坡面的能量损耗 (ΔE)的关系比其与坡面水流的平均切应力 (τ) 的关系密切 ,建立了黄土坡面土壤剥蚀率估算模型 ,利用这个关系可以直接得到土壤抗蚀性参数和细沟发生的临界能耗条件     

基于变工况运行的泵能耗指标计算方法

为了对变工况运行水泵的能耗进行合理的评价,根据水泵性能曲线和流量随时间变化规律,在三维空间建立了水泵运行状态体系。通过功率对时间进行积分求得水泵在某时段的电能,通过二重积分计算水泵在该时段的提水量与扬程之积,进而提出了一种变工况条件下水泵能耗指标的计算模型,解决了现有水泵能耗指标计算方法的局限性。以某泵站水泵运行数据为实例,运用新的能耗指标计算方法进行了计算,证明该计算方法能够对变工况下运行的水泵能耗进行合理的计算。     

京津冀能源消费碳排放与水资源消耗双重分析

[目的]探究京津冀区域能源消费碳排放和水资源消耗的影响因素和未来变化,为该区制定针对性政策提供科学支撑。[方法]基于京津冀2002—2012年能源消耗碳排放的估算,构建了基于六大行业的能源碳排放和基于三次产业的水资源消耗因素分解模型,并设定情景分析模型对该区域2015和2020年的CO2排放和水资源消耗进行模拟和预测。[结果](1)2002—2012年京津冀能源碳排放呈年均8.51%的增速,累积增长了226.26%,以工业能源碳排放为主,其次是交通运输业和生活消费,而水资源消耗变化趋势都较稳定;(2)因素分解结果显示人均财富的变动是京津冀区域CO2排放量和水资源消耗量增加的最大正向因素,能耗强度和水耗强度则为最大负向因素;(3)在设定的所有情景中,2015和2020年京津冀区域的CO2排放量分别相比2005年至少会增加553.6和819.2 Mt,水资源消耗量分别相比2012年至少增加3.36×109 m3和9.97×109 m3。[结论]京津冀区域的3大产业的水资源消耗量在研究时期内的变化趋势都较稳定,表明产业结构的调整和产业用水效率的提高将是京津冀区域水资源管理决策的重中之重。     

鲤鱼摄食生长与呼吸耗氧动态模型的研究

建立了鲤鱼摄食生长与呼吸耗氧动态模型,并结合网箱养鲤鱼高产试验数据进行了参数估计与模型检验,结果表明模拟值与试验值吻合很好。为高产养鲤鱼的生产管理与经济评估提供了量化依据,为鱼类的摄食生长与呼吸耗氧的研究提供了新的方法。     

江苏扬中农村家庭用能分析(Ⅰ)

采用分层随机抽样的方法,在扬中县四个乡的十二个村对384户农村家庭进行问卷调查,统计结果分析表明:农村家庭人均用能8.76GJ,日获有效能4.41MJ;用能品种主要是秸秆(62.2％),并表现出多元性结构;人均用能随收入、秸秆收获量、家庭人口、生猪头数的变化而变化,在不同的收入段表现出不同的增长速度;家庭能源消费态度和行为表现出对高质量、高品位、方便性能源的追求。     

鲤鱼摄食生长与呼吸耗氧动态模型的研究

建立了鲤鱼摄食生长与呼吸耗氧动态模型,并结合网箱养鲤鱼高产试验数据进行了参数估计与模型检验,结果表明模拟值与试验值吻合很好。为高产养鲤鱼的生产管理与经济评估提供了量化依据,为鱼类的摄食生长与呼吸耗氧的研究提供了新的方法。     

立足于解决高投入条件下的氮污染问题

人口基数大且人均可耕地占有量小的基本国情决定了我国只有实施以高垦殖率、 高复种指数和大量施用化肥为特征的高强度农业,才有可能保证粮食安全。我们认为,高强度农业的特点决定了我国氮肥当季利用率不可能达到一些发达国家的水平。在这样的背景条件下实现生态环境的可持续发展,除了继续尽一切可能提高氮肥当季利用率、 减少氮肥向环境的扩散外,还必须加强高投入条件下解决氮污染问题的研究,建立相应的理论体系、 政策措施和技术方法。