增氧灌溉对氧气扩散速率和冬小麦养分利用的改善研究

为研究土壤氧气扩散速率(ODR)和作物养分利用对不同增氧灌溉方式的响应,以地下滴灌为供水方式,设置循环曝气(VAI)、H₂O₂(HP30、HP3K)和常规水对照(CK)4种灌溉处理,通过盆栽冬小麦试验,系统分析ODR、作物产量和养分利用规律。结果表明,VAI和HP30处理后48 h内20 cm土层深度的ODR较CK均有明显改善,拔节期、抽穗期和灌浆期经VAI处理后的ODR分别提高60.45%、73.77%和87.88%(P<0.05),拔节和抽穗期经HP30处理的ODR分别提高21.37和23.61%(P<0.05)。VAI和HP30处理后的产量、水分利用效率分别较CK显著提高了36.27%、38.98%和23.37%、21.47%。增氧灌溉促进了作物养分的利用,与CK相比,VAI冬小麦的N、P、K吸收总量分别提高了53.23%、107.41%和72.94%(P<0.05),HP3K冬小麦的P、K吸收总量提高了39.51%、56.19%(P<0.05),HP30冬小麦的N、P吸收总量提高了50.32%、29.63%(P...     

有机肥替代部分化肥对土壤肥力和微生物特征的影响

采用有机肥替代30%化肥(I)、常规化学施肥(N)和不施加任何肥料(CK)三种处理进行田间试验,探讨三种施肥处理对玉米产量、土壤可培养微生物和土壤养分的影响。结果表明,有机肥替代30%化肥显著提高玉米的株高、双穗率、地上部分生物量、产量和土壤养分的容量和供应强度。玉米拔节期有机肥替代30%化肥显著增加了可培养细菌和固氮菌的数量,表明添加有机肥有利于土壤养分转化和土壤氮素的补充,而化肥处理显著提高了可培养氨化细菌的菌群数量,表明施加化肥的土壤对氮素的固持能力差,造成氮素外排,污染环境。相关性分析结果显示,土壤可培养真菌、细菌、氨化细菌和固氮菌与土壤全氮、有效磷、有效钾和有机质均显著正相关,而可培养放线菌数量与土壤养分均负相关;聚类分析和主成份分析结果表明,不同施肥方式下土壤养分和土壤微生物类群及数量随玉米生育期的完成而逐渐趋同化,揭示定期补肥的必要性和土壤微生物具有可指示土壤肥力的作用。     

海冰水盐分浓度及灌溉次数对土壤水分和棉花产量的影响

为了探讨环渤海地区海冰水灌溉技术,于2008年采用微区试验,研究了海冰水不同盐分浓度（1、3、5、7、9 g/L）和不同灌溉次数对土壤水分及棉花产量的影响。结果表明,采用海冰水灌溉能明显提高土壤水分含量,尤其以播种前灌溉和苗期灌溉效果最佳,当每次灌溉量为450 m3/hm2时,与不灌溉相比,土壤含水率增幅为22.85%～31.32%,可以有效缓解棉田春季旱情。不同处理的棉花,以盐分质量浓度1 g/L海冰水、灌溉3次的处理的产量、平均果枝数以及单颗棉桃质量3项指标均为最高,比不灌溉处理增产38.63%;其次为盐分质量浓度3 g/L海冰水灌溉2次的处理,增产率为 29.8%。随灌溉水矿化度增加,产量呈现递减趋势,盐分质量浓度为9 g/L、灌溉3次的处理与不灌溉处理相比出现显著减产,减产率为28.48%。综合考虑海冰水长期灌溉效应及海冰脱盐技术,建议采用盐分质量浓度3 g/L海冰水进行棉田灌溉,降雨正常年份以播种前和苗期2次灌溉为宜,每次灌水量450 m3/hm2,并要注意配合必要的灌溉和排水措施。     

作物茬口对连作棉田土壤环境及棉花产量的影响

于2007－2008年在连作8 a的棉田上进行不同作物轮作倒茬田间试验,以研究不同茬口对连作棉田土壤养分、土壤微生物区系以及棉花产量的影响,从而筛选出适宜棉田轮作倒茬的最佳作物茬口。研究结果表明：不同作物茬口的土壤有机质、速效养分含量及棉花产量均高于连作棉田,其中加工番茄茬口对土壤的速效磷含量增加最为显著,小麦、玉米茬口对土壤速效钾含量增加显著;各作物茬口土壤微生物总量均比连作棉田有明显的增加,表现为细菌和放线菌数量增加真菌减少;草木樨、番茄茬口土壤氨化细菌、硝化细菌生理群也明显增加。不同作物茬口的棉花产量表现为加工番茄→棉花＞草木樨→棉花＞小麦→棉花＞玉米→棉花＞棉花→棉花;加工番茄、玉米、小麦可作为连作棉田的良好前茬。     

调亏灌溉对棉花生长,生理及产量的影响

通过盆栽试验在棉花不同生育时期进行不同程度的调亏灌溉试验。结果表明,调亏灌溉对棉花株高、蕾铃脱落、成桃数等影响较显著;苗期和吐絮期重度水分亏缺、蕾铃期中度水分亏缺均有利有棉花产量的形成。棉花的光合速率和气孔阻力随土壤含水量变化的阈值约在１４％土壤含水量水平,该阈值相当于田间持水量的６０％～６５％。合理的棉花调亏灌溉制度是苗期控制水分供应,土壤含水量维持在田间持水量的５５％～６０％;蕾期和花铃期是棉     

无膜棉花产量及其根区温湿盐对灌溉量的响应

为揭示无膜棉花产量及其根区温湿盐对深层、夜间灌溉量的响应机制,在等行距密植(26株/m2)条件下,以早熟品种'新陆早74号'为试材,设置5个灌水量处理(W1,2649 m3/hm2;W2,2925 m3/hm2;W3,3201 m3/hm2;W4,3477 m3/hm2;W5,3753 m3/hm2),研究了棉花产量形...     

微纳米增氧水添加对土壤中溶解氧耗散的影响

微纳米增氧灌溉可缓解作物根区氧气限制,促进作物代谢活动和生长发育。为探究微纳米增氧水添加后土壤溶解氧耗散规律及其增氧效果,该研究以初始干旱土壤和初始湿润土壤为研究对象,使用微氧电极技术,监测不同微纳米增氧水平下淹水土壤溶解氧浓度变化规律。结果表明：1）土壤溶解氧浓度随时间呈现快速下降阶段、缓速下降阶段两段式规律,其中快速下降阶段土壤溶解氧耗散以气体扩散为主,耗散曲线符合对数函数规律;缓速下降阶段土壤溶解氧耗散以微生物消耗为主,耗散曲线符合Logistic函数或线性函数规律;2）在初始干旱土壤试验的快速下降阶段,与常规对照处理CK（O2浓度：8～9 mg/L）相比,O1（O2浓度：15 mg/L）、O2（O2浓度：20 mg/L）处理溶解氧留存时间分别延长了40.11%和189.62%;在初始湿润土壤试验的快速下降阶段,O1、O2处理溶解氧耗散时间分别延长了445.16%和2 741.94%;3）在微生物活性较低的土壤（初始干旱土壤）中,氧气与底物都是溶解氧消耗的关键限制要素,增氧和底物添加均能提高土壤中溶解氧的消耗速率,从而缩短了溶解氧在土壤中的留存时间。在微生物活性较高的土壤（初始湿润土壤）中,底物成为微生物活性关键限制要素,增氧灌溉后土壤中高氧状态维持时间较长。综上,微纳米增氧水灌溉可有效提高土壤中溶解氧浓度、延长溶解氧耗散时间,为作物根系、土壤微生物提供良好的供氧环境。     

加氧灌溉与土壤通气性研究进展

水、肥、气、热是保障土壤肥力的四大要素,传统的灌溉方式往往忽视了气这一重要因素.土壤通气性不足,四个因素之间的平衡被打破,土壤理化性质变差,对作物生长造成不利影响,进而引起减产.良好的土壤通气性是作物正常生长发育的保证.加氧灌溉通过采用合理的方法改善土壤通气状况,协调土壤四大要素之间的关系,提高土壤肥力,满足作物生长的需要.研究表明,加氧灌溉可提高作物产量、改善作物品质.本文从根区低氧胁迫的影响分析人手,评述了土壤通气性的量化指标、测算方法和控制标准,综述了加氧灌溉技术及其应用,总结了加氧灌溉研究中存在的问题,探讨了加氧灌溉对土壤通气性的改善作用,提出了加氧灌溉与土壤通气性研究展望,以期为今后的研究提供参考.     

不同有机肥对盐渍化耕地土壤盐分、养分及棉花产量的影响

为了分析比较不同有机肥对盐渍化土壤盐分及养分改良效果,通过田间试验研究了不同有机肥对盐渍化耕地土壤盐分含量、土壤肥力指标及棉花产量的影响。结果表明:各有机肥处理对土壤盐分的影响在吐絮期效果最好,其中30—90 cm土层中油渣处理表现最为明显,较对照低了69.55%。等量供肥条件下,不同有机肥与化肥对棉花产量的贡献无明显差异。施用不同有机肥对土壤各肥力指标有不同程度的提升,施用油渣能促进盐渍化棉田土壤有机质的积累,尤其在耕层（0—30 cm）较对照处理高出了18.78%～36.85%;同时,油渣对土壤碱解氮提升也有促进作用,苗期时较对照增幅最大,达到32.70%～35.90%;各有机肥处理土壤速效磷含量较对照有不同程度的增加,其中在0—30 cm土层中羊粪和油渣在不同生育期较对照增幅分别为27.20%～47.14%,4.80%～38.57%;羊粪对于土壤速效钾的释放在苗期有良好的效果,较对照提高了5.20%～70.94%。     

不同液体有机肥对新疆棉花生长及土壤养分的影响

为研究不同液体有机肥对新疆棉花生长及土壤养分的影响，进而确定滴灌棉田最适宜的液体有机肥类型，为优化新疆滴灌棉花施肥技术提供理论依据，采用盆栽试验，设置5个处理包括不施肥（CK）、常规施肥（化肥，CF）、含氨基酸液体有机肥（AF）、含腐殖酸液体有机肥（HF）、酸性有机肥浸提液（BF），考察了不同施肥处理对棉花生长、叶片光合能力、产量构成、土壤养分以及养分利用率的影响。结果表明：与CF处理相比，不同液体有机肥均能促进棉花生长，提高土壤有效养分含量。其中，AF处理较CF处理显著提高了棉花叶片气孔导度（G_s），增加7.18%；与CF处理相比，HF处理对棉花株高、茎粗、叶片蒸腾速率（T_r）、总根表面积的促进作用最显著，分别增加了6.38%、3.92%、11.01%和14.52%~11.84%，棉花茎和地下部干物质量最高；BF处理棉花总根长显著提高41.21%~49.48%，同时叶片净光合速率（P_n）最强，棉花单株成铃数、衣分最高，棉花蕾铃、籽棉和整株干物质量显著提高了27.91%、11.83%和9.76%。对于土壤理化性质，AF、HF和BF处理较CF处理均显著提高了土壤有效磷含量；BF处理显著降低了土壤pH，且土壤有机质、碱解氮和速效钾含量均高于其他处理。BF处理棉花肥料偏生产力、肥料农学效率和肥料贡献率较CF处理提高了5.83%~19.33%，显著高于其他处理。总之，3种液体有机肥均能促进棉花生长，增加棉花干物质积累，提高土壤有效养分含量以及肥料利用率，其中以酸性有机肥浸提液效果最佳。因此，在滴灌棉田应用酸性有机肥浸提液可以获得更高的棉花产量及肥料利用率，有利于新疆滴灌棉田可持续发展。     

滴灌条件下液体地膜覆盖土壤保温保湿效应及棉花生长响应

为解决干旱区棉田日益严重的"白色污染"问题,从根本上杜绝农田残膜增加,采用桶栽试验研究了5种处理方式:液体地膜1 900 kg/hm~2(LFD1),液体地膜2 200 kg/hm~2(LFD2),液体地膜2 500 kg/hm~2(LFD3),塑膜滴灌(PFD),裸地对照(NFD)对土壤的保温保湿效应及棉花生长响应,探讨了滴灌条件下液体地膜代替塑料地膜的可行性。结果表明:液体地膜覆盖可提高土壤温度,降低土壤水分蒸发量,增强棉株根系吸收与合成能力,加快滴灌棉花前期生长速度,适度抑制后期旺长,增产效果显著。液体地膜覆盖滴灌棉花对土壤环境无不良影响,在干旱区滴灌棉田具有重要研究价值和应用前景。     

连续3年施用生物有机肥对土壤养分、微生物生物量及酶活性的影响

通过温室盆栽试验,研究了连续3年在不同土壤中施用不同量的生物有机肥的土壤养分、微生物生物量、酶活性及棉花各器官干物质量的变化。结果表明:连续3年施用生物有机肥,3种土壤的养分、酶活性、微生物量和各器官干物质量均有不同程度的提高。随着其用量的增加,土壤养分、微生物量及脲酶活性也在增加,土壤pH则相反,土壤蔗糖酶、多酚氧化酶、蛋白酶活性表现先上升后下降的趋势,且在不同土壤施用生物有机肥10~30 g/kg时基本达到最高,过氧化氢酶活性无显著变化。高、中、低有机质含量的土壤的棉花各器官干物质量分别在施用生物有机肥10~20、20~30、40 g/kg时基本达到最高。随着施肥年限的延长,3种土壤微生物生物量碳、氮均表现为先降低后升高的趋势,土壤酶活性则变化差异较大。通过在不同有机质含量土壤中施肥与不施肥比较发现,本底有机质含量越低的土壤,施肥较不施肥的土壤养分、脲酶、蔗糖酶、蛋白酶活性及微生物量增加幅度越大。     

Irrigation and Nitrogen Fertilization Effects on Soil Chemical Properties and Cotton Yield

A 2-year field experiment was conducted in central Greece (Platykampos, Larissa) to investigate productivity parameters of cotton under conditions of water stress. A Latin square split-plot design with three replications was used to evaluate the effect of three irrigation levels (250, 350, and 450 mm) and three fertilization rates (60, 110, and 160 kg N ha^–1), where irrigation level was the whole-plot factor and the fertilizer was the split-plot factor. The results showed that irrigation level had no significant effect on soil chemical properties, but these only changed with fertilizer application. Concentration of soil nitrates increased in proportion to the amount of applied fertilizer in early July. The associated rise in electrical conductivity (EC) was not sufficiently high as to adversely affect salt-tolerant cotton. The soil acidity produced during formation of nitrate was evident by a soil pH decrease of 0.2 units in the high fertilizer application. A great decline of nitrate N and EC and a rise of pH in all treatments in early August indicated rapid N uptake by the crop during the late stage of vegetative growth. In contrast, cotton yield was not affected by the rate of fertilizer application but by the level of irrigation. This is the reason that correlations between soil properties and yield were insignificant in early July and August. It appears that there was sufficient N available to the crop from sources other than fertilizer N (soil-derived N and irrigation N). Preplant soil nitrates were greater than residual nitrates in the second growing season and indicated depletion of soil mineral N pools of the order of 36 kg N ha^–1 in the 0- to 25-cm depth. Significant negative correlations between soil properties and cotton yield appeared only at the end of the season and indicated that depletion of soil mineral N increased with increasing crop N requirement or irrigation level.     

膜下滴灌条件下不同土壤盐度和施氮量对棉花生长的影响

通过盆栽试验研究了膜下滴灌条件下不同土壤盐度水平和施氮量对棉花生长的影响。研究结果表明低盐度处理,随着施氮量的增加棉花株高显著增加;而在土壤盐度较高的条件下棉花株高则随着施氮量的增加显著降低。棉花籽棉和总干物质重随土壤盐度的增加显著降低,合理的施用氮肥可显著提高籽棉重和总干物质积累量。棉花的氮素吸收量受盐分、施氮量和盐氮交互作用影响显著。随着土壤盐度的增加,棉花氮素吸收量显著降低。在低盐度条件下,增加氮肥施用量可显著提高棉花的氮素吸收量;中量盐度下,适量的氮肥施用可显著提高棉花的氮素吸收量,但施用量过大并不能增加棉花的氮素吸收量;高盐度条件下,盐分是限制棉花生长和氮素吸收的主要因素,施用氮肥对棉花的氮素吸收量无显著影响。     

秸秆还田配合化肥减施对潮土作物产量及土壤肥力的影响

我国粮食主产区化肥施用过量,导致肥料利用率降低、土壤质量退化、环境污染风险提高等一系列问题。于黄淮海平原潮土区设置大田试验,研究秸秆还田配合不同比例氮磷减施对土壤养分、作物产量、秸秆养分释放及土壤微生物的影响。结果表明：与常规施肥相比,减氮30%或减磷50%对作物产量及土壤养分含量无显著影响;秸秆降解率在第一季达43.33%～53.11%,减氮30%或减磷50%降解率可增加12.40%,两年后达到63.41%～75.62%;减氮100%显著降低细菌真菌丰度、物种丰富度和多样性,而减磷影响较弱;减氮30%和减磷50%主要增加细菌中芽单胞菌门（Gemmatimonadetes）Longimicrobiaceae科和变形菌门（Proteobacteria）亚硝化单胞菌科（Nitrosomonadaceae）相对丰度,增加真菌中壶菌门（Chrytridiomycota）GS13纲相对丰度,降低子囊菌门（Ascomycota）粪壳菌纲（Sordariomycetes）和被孢霉门（Mortierellomycota）被孢霉纲（Mortierellomycetes）相对丰度;冗余分析表明,影响细菌和...     

深松条件下滴灌频次对土壤理化指标及棉花产量的调节效应

研究深松条件下灌溉频次对土壤理化指标及棉花产量的调节效应,对优化新疆棉田滴灌制度提供理论依据。2016—2017年,在深松40cm条件下,设置4,7,10d/次3个滴灌频次,灌溉总量均为3 600m^3/hm^2的田间试验,测定并分析了不同滴灌频次对棉田0—60cm土层内土壤容重、紧实度、含水量、盐分含量及产量构成的调节效应。结果表明:棉花生育期内,不同处理0—40cm土层内的土壤容重表现为10d/次>4d/次>7d/次处理的变化趋势,40—60cm土层则以4d/次处理略高,7d/次处理在0—60cm土层深度土壤容重和紧实度均处在较低水平;不同土层深度下,各生育时期7d/次处理土壤含水量可维持在较高水平,2年平均分别较4,10d/次处理高出14.1%和18.0%;0—60cm土层内,处理间各生育期土壤含盐量变化情况表现为4d/次>7d/次>10d/次处理,随着灌水频次减少土壤盐分浓度峰值逐渐下移,不同处理在20—40cm深度形成明显的积盐区;不同滴灌频次下,棉花单株结铃数、单铃重和籽棉产量均以7d/次处理最高,4d/次处理最低,与4,10d/次处理相比,2年平均籽棉产量分别高出12.1%和10.0%。因此,适中的灌水频次(7d/次)有利于维持作物生长的土壤耕作环境及适宜的水分盐分环境,可促成棉花产量的形成。     

氮肥和土壤质地对滴灌棉花根系分布及产量的影响

通过大田二因素随机区组试验,研究了滴灌条件下不同质地棉田土壤棉花根长密度和根表面积的垂直分布特征及其对产量的影响。结果表明:(1)施肥、灌水都可以显著降低棉花根长密度和根表面积,其关系表现为显著负相关;(2)花期之前棉花在0~20 cm土层根长密度表现为砂土黏土壤土,花期之后表现为砂土壤土黏土;在20~40 cm土层表现为壤土黏土砂土,且深层土壤砂土中棉花根长密度下降势显著高于壤土、黏土;在不同质地土壤中,粗根表面积均表现为N2(施氮量360 kg/hm~2)N3(施氮量480 kg/hm~2)N1(施氮量240 kg/hm~2)CK(不施氮处理);(3)根系分布特征参数与籽棉产量相关性分析结果显示,根长密度、根表面积对籽棉产量的形成均有显著影响,棉花籽棉产量的有效提高手段之一是在某些特定生育期适度地降低根系特征参数。     

Soil Salinity Dynamics under Drip Irrigation and Mulch Film and Their Effects on Cotton Root Length

A field experiment based on a monolith method using flooding irrigation under mulch film (FI) as a control was conducted to investigate soil salinity dynamics under drip irrigation with mulch film (DI) and its effects on cotton root length. The average soil salinity increased with duration of irrigation, but salt distribution in the soil profile was uneven and showed strong accumulation in the soil between adjacent mulch films. With advancing growth of cotton plants, the area of salt accumulation gradually expanded, especially from 110 to 125 days after sowing (DAS), when salinity distinctly increased in the 0- to 40-cm soil depth and at distances 30–70 cm from drip lines; the electrical conductivity (EC) under DI in all soil samples was at least 3 mS cm^?1 and in some cases exceeded 5 mS cm^?1. Root length declined significantly by 18.1% from 110 to 125 DAS under DI. The soil area showing the greatest decline in root length under DI coincided with the main site of salt accumulation. Correlation analysis of soil EC and root length density indicated the root length declined when soil salt content exceeded 2.8 mS cm^?1. However, under FI salt accumulation barely exceeded 2.8 mS cm^?1 and no reduction in root length was observed. The results indicated that the main reason for decreased root length in cotton under DI was localized accumulation of salinity.     

滴灌棉田氮肥用量对土壤无机氮的动态影响

通过南疆滴灌条件下N肥田间试验,研究了施用N肥对棉花生育期土壤无机N累积及收获后土壤NO3--N残留的影响.棉花生育期土壤无机N的累积规律是:花期以后,施肥量较高(N 225～337.5 kg/hm2)时,土壤无机N以NO3--N为主要形式累积于表层0～40 cm土壤中.棉花生育期施肥量影响收获后耕层土壤残留NO3--N.根据各施肥处理土壤NO3--N残留状况及产量,确定N 180～225 kg/hm2为南疆滴灌棉田土壤NO3--N发生少量累积同时获得高产的适宜施肥量范围.