加气灌溉对大棚甜瓜土壤酶活性与微生物数量的影响

利用空气压缩机为大棚甜瓜根系供气,采用正交试验设计,研究滴灌带埋深(10、25、40 cm)、加气频率(每天加气1次、每2 d加气1次、每4 d加气1次、不加气)、灌水上限(灌水至田间持水量的70%、80%、90%)对大棚甜瓜种植下土壤酶活性及微生物数量的影响。研究结果表明:1加气灌溉对土壤酶活性、土壤微生物数量均有显著影响。其中对细菌、放线菌数量影响由大到小依次为加气频率、滴灌带埋深和灌水上限;对过氧化氢酶和脲酶活性、真菌数量影响由大到小依次为滴灌带埋深、加气频率和灌水上限。2最适宜的滴灌带埋深为25 cm。3每天加气1次土壤脲酶活性最高,细菌数量也最多;每2 d加气1次土壤过氧化氢酶活性最高,真菌数量最多。4灌水至田间持水量的80%过氧化氢酶活性最高,放线菌数量最多,灌水至田间持水量的90%脲酶活性最高,细菌及真菌数量最多。     

污水灌溉对土壤中不同微生物类群数量的影响

通过对污水灌溉地域土壤微生物分析，发现其中细菌、放线菌及真菌等各微生物类群的数量与非污水灌溉区土壤并无明显差异。土壤中一些有特定作用的微生物如自生固氮茵、硝化细菌等的数量也无明显差异。这对污水灌溉的可行性提供了微生物学方面的依据。     

加气灌溉下气候因子和土壤参数对土壤呼吸的影响

为揭示温室内气候因子和加气灌溉下土壤温度、氧气含量和水分对土壤呼吸的影响,对比研究了加气灌溉和地下滴灌(对照)下,各因子与土壤呼吸速率的关系。结果表明:5 cm处土壤温度与土壤呼吸呈极显著正相关关系,加气灌溉和对照处理下相关系数分别为0.615和0.564,且两处理下5 cm处土壤温度分别解释了土壤呼吸变化的46.6%和32.4%。大气相对湿度和土壤氧气含量也影响着土壤呼吸的变化。加气灌溉和对照处理下,大气相对湿度解释了土壤呼吸速率变化的35.2%和23.7%。两处理下土壤氧气含量分别解释了20%左右的土壤呼吸变化。各因子交叉混合影响了76.8%(加气灌溉)和42.5%(对照)的土壤呼吸变化。由此可知,土壤温度是影响土壤呼吸变化的控制性因子,大气相对湿度和土壤氧气含量也是影响土壤呼吸变化的重要因子。各因子对土壤呼吸速率存在交叉影响,且加气灌溉下的拟合效果明显优于对照。加气灌溉下土壤含水率略有下降,土壤呼吸速率和土壤氧气含量与对照差异显著,分别提高了33.16%和16.61%。加气灌溉明显改善了根区土壤环境,土壤呼吸的其他限制因素减少,因此加气灌溉下土壤温度、大气相对湿度、土壤含水率和土壤氧气含量对土壤呼吸的交叉影响更明显,对土壤呼吸变化的拟合效果更优。     

加气灌溉技术对土壤及作物生长影响的研究

传统灌溉会导致土壤水气不平衡，造成作物根区低氧胁迫，而运用加气灌溉技术可以有效改善土壤的通气性能，农作物的产量与质量都有所提高。为此，主要对根区低氧胁迫的机理进行分析与阐述，基于CiteSpace综合整理了加气灌溉技术相关参数及应用现状，系统论述了加气灌溉技术在改善土壤环境和提高作物产量方面的研究进展与发展难点；同时，深入分析了该技术在改善土壤环境及作物生长等方面取得的成效和存在的问题，针对目前存在的技术缺陷进行探讨；最后，分析了加气灌溉技术的未来发展趋势与研究方向，为加气灌溉技术的推广应用提供理论参考与技术借鉴。     

加气灌溉对麦秸秆还田后土壤还原性与水稻生长的影响

为揭示添加微纳米气泡的加气灌溉对秸秆还田条件下稻麦轮作区水稻生长的影响,并提出合理进气量的加气灌溉方式,设置6个处理（无秸秆还田不加气灌溉（CK）、小麦秸秆还田不加气灌溉（ST）、小麦秸秆还田+进气量0.3L/min加气灌溉（SO1）、小麦秸秆还田+进气量0.5L/min加气灌溉（SO2）、小麦秸秆还田+进气量0.7L/min加气灌溉（SO3）和小麦秸秆还田+进气量0.9L/min加气灌溉（SO4））开展水稻盆栽试验,观测不同处理下的土壤还原性状况以及水稻生长规律。结果表明：秸秆还田会显著增强土壤的还原性状况,微纳米加气灌溉可以改善土壤还原性,且随着进气量的增加改善效果逐渐增强,当进气量为0.9L/min时,土壤活性还原性物质含量、Fe2+含量、Mn2+含量最高可降低48.66%、56.11%和42.76%;进气量在0.5~0.7L/min时的加气灌溉能够促进水稻的生长发育,缓解秸秆还田带来的水稻生长前期生长受到抑制的问题,促进水稻根系良好生长,利于水稻光合作用的有效性,促进干物质积累,从而提高水稻产量,微纳米加气灌溉处理较无秸秆还田以及秸秆还田不加气灌溉处理最高可增产19.7%。综合考虑添加微纳米气泡的加气灌溉对于改善秸秆还田后土壤的还原性以及对水稻生长发育的影响,推荐使用溶解氧质量浓度为8.06mg/L的微纳米气泡水（SO3处理）对稻麦轮作区秸秆还田后的水稻进行灌溉。     

加气灌溉下土壤呼吸与环境因子相关性研究

为探明加气灌溉技术对土壤呼吸速率的影响及调控机制,完善加气灌溉技术下土壤呼吸排放机理,以国家土壤质量湛江观测实验站为平台开展为期3年（2019—2021年）的定位试验,每年开展2次试验观测,研究加气灌溉（Aerated irrigation,AI）和不加气灌溉（CK）两种处理对土壤呼吸速率、土壤温度、含水率、含氧量、土壤细菌生物量及根系生物量的影响,采用偏最小二乘回归分析（Partial least square regression analysis,PLSR）方法建立两种处理下土壤呼吸速率与土壤温度、含水率、含氧量、土壤细菌生物量及根系生物量的回归方程,筛选出加气灌溉技术下影响土壤呼吸速率变化的主要土壤环境因子。研究结果表明,AI处理后土壤呼吸速率和土壤含氧量分别提高12.30%~20.54%和19.90%~25.70%,同时植株根系生物量和土壤细菌生物量分别提高15.30%~22.67%和35.10%~69.17%,土壤含水率降低3.36%~14.30%,不同处理对土壤温度影响不显著。回归拟合结果表明,两种处理下土壤呼吸速率与土壤温度、土壤含水率均呈二次多项式负相关关系,与土壤含氧量呈线性正相关,与根系生物量呈幂函数正相关,与土壤细菌生物量呈指数正相关。PLSR模型的变量重要性投影（Variable importance for projection,VIP）值表明土壤温度（VIP值为1.48）、土壤含氧量（VIP值为1.40）、根系生物量（VIP值为1.25）和细菌生物量（VIP值为1.09）是影响土壤呼吸速率变化的主要影响因子,加气灌溉技术可以通过改变土壤含氧量、根系生物量及细菌生物量对土壤呼吸速率产生驱动作用。研究结果可为完善加气灌溉下土壤呼吸速率变化响应机理、合理制定有效的土壤碳排放调控管理措施提供理论依据。     

加气灌溉对番茄植株生长、产量和果实品质的影响

试验设置了作物-皿系数kcp为0.6(W1)和1.0(W2)2个灌水水平、15 cm(D1)和25 cm(D2)2种滴头埋深和加气灌溉(O)、地下滴灌(S,不加气灌溉作为对照)2种灌水方式,采用3因素完全随机设计,共8个处理,以揭示加气灌溉不同灌水水平和滴头埋深对温室番茄根区土壤通气性、植株生长发育、产量和果实品质的影响。结果表明:加气灌溉有效改善了土壤通气性,与不加气地下滴灌相比,土壤氧气含量增大了6.42%(P0.05),0~40 cm土层土壤体积含水率下降了5.29%。同时,加气灌溉下番茄植株茎粗和叶面积分别显著增大了4.55%和16.21%,开花日期推后了2 d左右,开花时长存在延长的趋势,果实干质量显著增大了23.57%,单株产量、单果质量和水分利用效率分别显著增大了29.04%、23.93%和28.11%。加气灌溉下番茄果实中番茄红素、维生素C、可溶性糖的含量和糖酸比分别显著增大了37.73%、31.43%、32.30%和45.64%。因此,加气灌溉在促进植株生长发育、提高番茄产量的同时有效提高了果实品质,改善了果实风味。灌水水平由0.6增大到1.0也明显促进了番茄植株的生长发育、提高了果实产量,虽然随果实中番茄红素、可溶性糖含量的下降,果实品质有所降低,但灌水水平对果实品质的影响效应低于加气灌溉,且灌水水平的提高和加气灌溉对番茄产量产生显著的交叉影响效应。因此考虑各处理对番茄生长发育、产量和果实品质的综合影响,kcp为1.0灌水水平下加气灌溉是本试验条件下较优的加气灌溉模式。     

加气灌溉对温室番茄生长及产量的影响

在地下滴灌条件下,作物根系集中在滴头周围生长,易于出现缺氧症状,针对这一问题,运用对照处理方法,研究了加气灌溉对番茄生长发育及产量等方面的影响,并对不同灌水水平下的加气灌溉进行了比较。结果表明,加气处理均可促进番茄生长提高产量,但优果率不高。其中,相较于对照,相同灌水量加气灌溉对开花时间影响不大,但增高13.90%,增...     

加气灌溉不同施肥水平对温室番茄影响效应研究

为探索加气灌溉下作物适宜的施肥量,试验设计了高氮、中氮、低氮3个施肥水平,加气和不加气(作为对照)两种灌水方式,采用两因素三水平完全随机区组设计,共6个处理。研究了加气和不加气两种灌溉方式下,不同施肥水平对温室番茄株高、茎粗、干物质量和品质的影响。结果表明:加气灌溉下,作物株高、茎粗较不加气处理分别显著增大了6.2%、11%,干物质量显著增大了11.7%,单株产量、维C、可溶性糖、有机酸、糖酸比较不加气处理分别显著增大了6.7%、11.6%、11.3%、7.5%、4.1%。因此加气灌溉在促进植株生长发育的同时,也有效提高了作物产量和品质。同时,加气灌溉不同施肥水平试验结果表明,中氮施肥水平下,植株茎粗、干物质量、果实产量、品质较高氮和低氮处理均有显著增大,且施肥水平和加气灌溉对番茄株高、产量产生显著的交叉影响效应。因此,考虑各处理对番茄生长发育、产量品质的综合影响,加气灌溉中氮施肥水平是较优的灌溉施肥模式。     

不同灌溉方式对新疆盐碱地土壤理化性质和微生物特性的影响

采用大田试验,以农十师种植面积最大的食葵为研究对象,用3种不同灌溉方式对新疆种植食葵盐碱地的土壤理化性质和微生物特性的影响进行研究。结果表明:渗灌、滴灌和沟灌3个处理对土壤中总盐和pH值有明显的抑制作用,对土壤的速效养分、微生物种群数量、微生物量、碱性磷酸酶、蔗糖酶、蛋白酶、碱性磷酸酶、多酚氧化酶活性有明显的促进作用,对土壤过氧化氢酶活性没有影响。降低土壤的盐分和pH值以沟灌为宜;提高土壤的速效养分、土壤微生物特性以滴灌为宜。     

加气条件下土壤N2O排放对硝化/反硝化细菌数量的响应

为揭示加气灌溉及不同灌水量处理设施番茄地土壤N2O排放对土壤微生物的响应,于2016年8—12月在日光温室内进行试验,以充分供水的灌水量(W)为基准,设置0.6W、0.8W和1.0W 3个灌水定额,每个灌水定额又设置加气和不加气处理,共计6个处理:0.6W加气(AI0.6)、0.6W不加气(CK0.6)、0.8W加气(AI0.8)、0.8W不加气(CK0.8)、1.0W加气(AI1.0)和1.0W不加气(CK1.0)。结果表明,番茄生育前期,不同灌溉处理的土壤N2O排放通量呈下降的趋势;移植25 d后,N2O气体维持在较低且稳定的排放水平。与不加气处理相比,不同灌水定额的加气处理增加了土壤N2O排放,平均增加了4.7%;且随着灌水量的增加,土壤N2O排放也在增加,平均增加了1.9%,但处理间差异性均不显著(P0.05)。就番茄全生育期微生物数量均值而言,加气较不加气处理增加了土壤硝化细菌数量,平均增加了2.1%;但加气减小了土壤反硝化细菌数量,平均降低了9.7%(P0.05)。而随着灌水量的增加,土壤硝化细菌和反硝化细菌数量均逐渐增加(P0.05)。相关分析表明,土壤N2O排放与土壤水分和土壤温度呈极显著正相关关系(P0.01),与土壤反硝化细菌数量呈极显著负相关关系(P0.01)。试验结果为研究设施菜地土壤硝化和反硝化反应过程及氮循环奠定了理论基础。     

循环曝气地下滴灌下温室番茄生长特性与产量研究

为探讨循环曝气地下滴灌不同肥气耦合处理对作物生长、光合特性及产量的影响规律,以番茄(京鲁6335)为研究对象,利用循环曝气装置实现水肥气一体化灌溉,设置4个曝气量(高曝气O1,中曝气O2,低曝气O3,不曝气S,掺气比例分别为16.25％、14.58％、11.79％和0),3个施肥量(高肥F1,中肥F2,低肥F3),采用...     

增氧灌溉系统的优化设计

氧气在植物的生长过程中必不可少,但由于旱涝灾害、地下灌溉时暂时性根部缺氧及地表温度较高等原因,导致植物根系水氧矛盾日益突出,进而影响植物的生长发育,导致品质及产量下降。为了探索增氧灌溉对土壤呼吸作用、氧气含量、土壤温度与充气孔隙度的影响,拟采用空气泵给地下灌溉系统加入氧气的方法,设计了一种增氧灌溉系统,以期达到促进作物与根系生长的目的,并使作物产量显著增加。     

超微气泡增氧灌溉对水稻生育特性及产量的影响

以常规粳稻秀水09和杂交籼稻两优培九、国稻6号为试验材料,在2007和2008年采用大田试验,研究了超微气泡增氧灌溉对水稻生物学特性和产量的影响。结果表明,与常规灌溉相比,增氧灌溉处理具有分蘖发生快,叶面积指数大,干物质积累多等优点,尤其在生育后期表现出较大的干物质积累优势。增氧灌溉显著增加了水稻产量,其中秀水09分别增产8.45%(2007)和6.23%(2008)、国稻6号增产9.13%、两优培九增产7.49%。而且增氧灌溉明显提高了水稻有效穗数及结实率,但对水稻每穗总粒数和千粒重影响不明显。     

微纳米气泡增氧灌溉技术在水稻灌区节水减排中的应用研究

以离式螺旋微气泡泵为微纳米气泡发生装置,对比研究了微纳米气泡增氧灌溉技术在双季稻灌区节水减排中的应用效果。结果表明,微纳米气泡增氧灌溉技术可以减少灌水量、排水量和耗水量,提高降雨利用率和灌溉水利用率,从而有效减少氮磷地表径流排放量。与常规水灌溉处理相比,早、晚稻采用微纳米气泡增氧灌溉技术分别节水(灌水量)7.44%和4.46%,降雨利用率分别提高5.92%和4.28%,灌溉水利用效率分别提高13.36%和10.54%,总氮排放量分别减少8.36%和8.12%,总磷减少27.5%和27.27%。     

微纳米气泡增氧灌溉对双季稻需水特性及产量的影响

为探究微纳米气泡增氧灌溉技术对水稻节水增产的综合影响,以陆两优996和天优华占为双季早、晚稻试验材料,研究了不同施氮水平下微纳米气泡增氧灌溉对双季稻需水特性、产量及产量构成因素的影响。结果表明,微纳米气泡增氧灌溉处理的灌水量、排水量和耗水量均低于常规水灌溉处理,早、晚稻水分利用效率(耗水量)分别提高7.78%和8.37%,降雨利用效率分别提高6.03%和24.58%,产量分别提高4.05%和3.35%。同时,微纳米气泡增氧灌溉具有良好的节肥效果。     

陕西交口抽渭灌区灌溉对土壤和地下水的影响研究

以陕西交口灌区为例,研究了铬、砷污染物在农田生态系统中的分布、污染现状,预测了灌溉对灌区土壤和地下水的影响,从而为灌区水土环境污染防治途径研究提供依据。研究结果表明:渭河水作为灌溉水源,对农业生产还没有产生污染;交口灌区的地下水中铬( )已有超标现象;从灌区土壤的测定结果看,铬、砷在灌区耕层已有累积趋势;灌区土壤中铬的总静环境容量远远大于砷;从灌区土壤铬、砷的现存容量看,当灌溉水中铬、砷含量不超出农灌水质标准的情况下,灌溉对灌区土壤中铬、砷的累积不会有影响。