棉花膜下滴灌施肥技术的研究

通过试验表明，棉田膜下滴灌施肥，氮肥在土壤中移动性大，可以随水移动到耕层湿润峰的各个部位，而磷肥易被土壤固定，主要集中分布在0～10cm表层，向下层移动量较小。氮肥当季利用率为47．77％～53．15％。与常规施肥相比提高显著；磷肥当季利用率为18．73％～26．33％，其中磷肥采用基施配合滴施肥料当季利用率最高，比全部基施或全部滴施提高3．87～4．66个百分点；在生产中氮肥全部采用滴施是可行的，而磷肥应坚持基施为主、滴施为辅的施肥原则，基滴肥比例应根据土壤情况具体确定。     

棉花膜下滴灌施用氮肥施肥模型及推荐决策支持系统建立研究

以新疆主栽棉花品种为试验种植作物,采取小区试验的方式,进行滴灌施肥棉花N素吸收特性的试验研究,建立了籽棉(y)与滴灌棉田N量(x)的肥料效应回归方程:y=3271.82 14.46x-0.0312x2(r=0.9604*),并建立了施肥推荐决策支持系统.     

滴灌施肥对香蕉产量及肥料利用效率的影响

香蕉生产过程中,合理施肥将有助于香蕉产量的提升.因此,就滴灌施肥对香蕉产量及肥料利用效率影响试验进行总结,发现同等养分条件下,香蕉液体水溶肥滴灌施肥比常规施肥养分利用率高,果指长度、总果指数、产量增加.因此,可以在香蕉生产中对滴灌施肥的方式进行推广.     

基于CPLD的变量施肥控制系统开发与应用

为提高变量施肥系统的工作稳定性,开发了一种基于复杂可编程逻辑器件（CPLD）的变量施肥控制系统。自动模式下,系统接收GPS信号确定施肥机位置和行进速度;手动模式下,系统通过速度传感器获取速度信号。系统将施肥机的行进速度与施肥处方信息相结合,控制排肥轴转速实现变量施肥。应用该系统进行变量施肥田间作业,累计作业面积达72 hm2。应用结果表明,该系统以150～600 kg/hm2实施变量施肥作业时,其排肥量误差小于6%。     

膜下滴灌棉花氮素推荐施肥模型的研究

研究应用叶绿素仪（SPAD-502）在膜下滴灌条件下的棉花氮肥推荐。试验于2006年在石河子乌兰乌苏农业气象实验站进行,以新陆早24为材料。结果表明,不同叶位的叶片含氮量、SPAD值及叶片不同部位的SPAD值存在明显差异,SPAD值与叶绿素含量、叶片含氮量、单株吸氮量等均有较好的相关性;倒四叶的叶尖部位适合作为测试部位。盛蕾期、花期、盛花期和铃期倒四叶SPAD值与施氮量之间呈极显著线性相关;各生育期SPAD值与产量也具极显著相关。滴灌条件下最高籽棉产量为4686.5 kg/hm2,对应的施肥量为293.1 kg/hm2;最大利润（经济最佳）施肥量为207.33 kg/hm2,对应的最佳产量为4565.9 kg/hm2。各生育期SPAD的临界值分别为60.5、60.0、60.8和59.1。盛蕾期、花期、盛花期和铃期SPAD值每变动一格推荐施肥量分别为10.81、8.46、13.42和6.29 kg/hm2。     

棉花膜下滴灌施肥技术的研究

通过试验表明,棉田膜下滴灌施肥,氮肥在土壤中移动性大,可以随水移动到耕层湿润峰的各个部位,而磷肥易被土壤固定,主要集中分布在0～10cm表层,向下层移动量较小。氮肥当季利用率为47 77%～53 15%,与常规施肥相比提高显著;磷肥当季利用率为18 73%～26 33%,其中磷肥采用基施配合滴施肥料当季利用率最高,比全部基施或全部滴施提高3 87～4 66个百分点;在生产中氮肥全部采用滴施是可行的,而磷肥应坚持基施为主、滴施为辅的施肥原则,基滴肥比例应根据土壤情况具体确定。     

我国施肥中存在问题的分析

本文根据施肥研究和调查资料以及有关统计数据 ,对我国施肥中存在问题进行了分析 .目前化肥总量不足、施肥和肥料结构不合理、肥料分配不当、化肥施用不合理 ,浪费严重 ,并且已引起环境污染、科学施肥到位率低等是我国现阶段存在的主要问题 .提高化肥利用率、减少化肥对环境的污染将是今后施肥工作的主要任务     

北疆棉花高产高效施肥模型的研究

利用二元二次效应函数进行北疆棉花高产高效施肥模型的研究。两年的试验结果表明：１．肥料对棉花的产量效应与对棉花的生理生化效应具有较高的一致性;２．在北疆土壤气候条件下,磷肥的肥效要高于氮肥的肥效;３．棉花生产的氮磷配合的最佳用量为：尿素４７７．１～４８５．０ｋｇ／ｈｍ＾２,重过磷酸钙２３０．１～２３１．２ｋｇ／ｈｍ＾２,Ｎ：Ｐ２Ｏ５＝２：１,此时可获得籽棉最佳产量４６５２．３～５４４２．５ｋｇ／ｈｍ     

国内外施肥机械的发展概况及需求分析

肥料是农业生产的基础物资,施肥机械是合理施用肥料的基本手段。本文分析了国外固体肥料施用机械的原理与发展情况,包括离心圆盘式撒肥机、桨叶式撒肥机、锤片式撒肥机、液体肥料施肥机械、变量施肥机械、灌溉施肥机械的发展应用情况,指出了大型化、智能化是目前国际施肥机械的发展方向。本文还分析了我国施肥机械的发展情况,我国除撒肥机外,很少有专用的施肥机械,播种施肥机在我国发展很快,主要有两大类,一类是圆盘式小麦播种施肥机,另一类是玉米播种施肥机。近年来灌溉施肥机械在我国发展很快,但使用较少。由于我国农业高度分散和高强度开发,施肥机械的研制难度大、成果转化率低。根据我国农业的发展趋势,提高肥料利用率、减少肥料损失的施肥机械是发展的重点,主要需求有肥料深施机械、追肥机械、变量施肥机械、近根施肥机械和液体肥料施肥机械等。     

棉花膜下滴灌施用氮肥模型研究

在灌漠土上设置田间试验,结果表明:棉花膜下滴灌施用氮肥(尿素),按苗期1次(5%),蕾期2次(25%),花铃期4次(70%)施入,可满足棉花生长需要。本文建立了籽棉(y)与滴灌棉田N量(x)的肥料效应回归方程y=3271.82+14.46x-0.0312x2(R=0.9604*),Nm ax=231.4kg hm-2,Ym ax=4897.2 kg hm-2。     

日光温室滴灌条件下黄瓜氮、磷、有机肥肥效与施肥模式研究

采用N、P、有机肥三因素五水平最优设计,在陕北黄土高原进行了日光温室黄瓜N、P和有机肥肥效与施肥模式的田间试验。得到了日光温室黄瓜N、P和有机肥的肥效反应模式,以及N、P和有机肥单因素对日光温室黄瓜产量的影响。结果表明N、P、有机肥对日光温室黄瓜产量增加的影响是有机肥 N P,施用有机肥是日光温室黄瓜增产的主要措施。当施P2O5量小于750 kg/km2、施氮量小于1150 kg/hm2时,N、P肥有增产效果,用量大于此施肥量时N、P肥效降低。根据反应模式提出在黄瓜目标产量在83000~88000 kg/hm2之间,95%置信区间的N、P、有机肥最佳施肥用量为N 807.5～1309.3、P2O5 576.6～991.6 kg/hm2;有机肥41.3～148.9 t/hm2。N∶P2O5为1∶0.714～0.757。日光温室黄瓜种植应以有机肥为主,氮磷肥配合施用。     

小田块变量施肥系统优化设计与应用

针对苏南地区推广变量施肥存在的施肥策略过于精细化导致高密度土壤信息不易获取和普通的施肥机械难以达到播量精度等主要技术障碍,该文建立了一种简单实用的变量施肥方案,在现有机械式播种施肥机基础上进行了自动化改造,构建了一套基于简易电子处方图系统的变量施肥系统;变量施肥作业时,以单个自然田块为处理单元,依托所建立的简单实用的电子处方图系统,实现多种肥料按需配比、同一田块均匀施肥、不同田块变量施肥的功能。为提高播量精度和播量稳定性,对普通精度GPS模块的数据进行了差分和卡尔曼滤波处理,对外槽轮施肥播种器结构进行了优化设计。田间试验结果表明：电子处方图运行结果准确,施肥播种机工作稳定,种子和肥料的最大和平均播量误差分别为3.91%和2.09%,最大和平均动态误差分别为4.52%和1.48%。该研究可为苏南小田块地区推广变量施肥提供技术参考。     

新疆膜下滴灌棉花早衰的根系生长发育特征

【目的】 膜下滴灌 (drip irrigation under mulch film, DI) 技术由于其高效节水的特点在新疆大面积推广使用,然而近期发现应用滴灌技术进行灌溉的作物根系出现了早衰,影响了地上部生长及产量的形成。本研究探讨了目前膜下滴灌技术体系棉花根系生长发育、空间分布的动态变化规律及地上部响应。 【方法】 采用田间试验方法,设置膜下滴灌、漫灌 (flood irrigation under mulch film, FI,对照) 两处理,采用 Monolith 法分 7 次采集根系,DT-Scan 软件测定根系长度,分析不同生育时期棉花根系在土壤空间中的变化特征,同时采集地上部样品并分器官测定干物质量。 【结果】 滴灌棉花根系表现出明显的浅层分布趋势:从播种后 96 d 开始,距地表 10 cm 范围内的根系长度明显大于漫灌处理,而 30—60 cm 土层则正好相反;在播种后 65～96 d 内,滴灌棉花根长增加速率明显低于漫灌;棉花生长发育后期 (播种后 125～160 d),滴灌处理棉花根系显著衰退,且主要集中在 0—40 cm 深度、距滴灌带 30—70 cm 土体范围内,播种后 160 d 与 125 d 相比,0—10 cm 土层下降了 13.8%,而 10—40 cm 衰退幅度更大 (22%),与此同时,漫灌处理除 0—10 cm 土层根长有所下降外 (7.7%),10 cm 以下依然保持增长状态 (10—40 cm 及 40—60 cm 层分别增加了 5.5% 与 10.2%);播种后 125 d,滴灌棉花地上部生长量明显高于漫灌,而根系正好相反,其冠根比较漫灌高,而在播种后 160 d 剧烈下降 (地上部叶片及蕾、铃的大量脱落所致 )。 【结论】 膜下滴灌棉花根系由于浅层分布,根系体积小,而地上部生物量过大,导致其在生长发育后期快速衰退。今后应研究适宜的水肥调控措施,以构建更早、更深的根系系统,控制生殖生长期内棉花的营养生长,实现膜下滴灌棉花的高产稳产。      

膜下滴灌水肥耦合促进番茄养分吸收及生长

研究膜下滴灌不同水肥调控措施对日光温室番茄生长、产量、养分吸收利用的影响,为温室番茄水肥科学管理提供依据。设灌水(W)和施肥(F:N-P2O5-K2O)2因素,以常规沟灌施肥(W1:100%ET0,F1:240-120-150kg/hm2,ET0为参考作物蒸发蒸腾量)为对照(Control,CK),3个滴灌水量(W1:100%ET0、W2:75%ET0、W3:50%ET0)和3个施肥水平(F1:240-120-150 kg/hm2、F2:180-90-112.5 kg/hm2、F3:120-60-75 kg/hm2)。结果表明,滴灌施肥(W1F1)比CK处理的干物质量、产量和肥料偏生产力(PFP,partial factor productivity of fertilizer)分别增加60.0%、46.9%和47.0%,氮、磷和钾吸收量是CK的1.82~2.41、1.56~2.03和1.36~1.90倍。滴灌施肥下,W1F2干物质量最大(9 258.3 kg/hm2),W1和W2较W3增产19.0%和6.5%,F1和F2较F3增产18.3%和12.9%。生育期内,植株氮、磷和钾吸收量均随灌水量和施肥量的增加而增大(第二果膨大期,F2处理磷和钾吸收量最大除外),灌水量越大,养分利用效率(NUE,nutrient use efficiency)越小,吸收效率(UPE,nutrient uptake efficiency)和PFP越大,施肥量越大,NUE、UPE及PFP均减小。综合分析,滴灌施肥增产效果明显,W1F2(100%ET0,N-P2O5-K2O为180-90-112.5 kg/hm2)处理干物质量最大,有较大的增产潜力,UPE和PFP较高,是适宜的灌水施肥组合。     

基于遗传算法的液肥变量施肥控制系统

为解决大田牵引式液肥施肥机的变量施肥作业精度不高、施肥流量不均匀以及肥料浪费问题,该研究针对液肥变量施肥控制系统,基于遗传算法的模糊PID（Proportion Integral Derivative）对电动比例阀的控制过程进行优化。首先对牵引式液肥变量施肥机的控制过程进行分析,建立液肥变量施肥控制系统的负反馈控制模型。根据控制系统要求,将模糊控制规则进行染色体编码,通过选择、交叉、变异等遗传算子对模糊控制规则进行仿真寻优,得到最优模糊控制规则表。依据得到的最优模糊控制规则对模糊PID控制器进行设置,并通过MATLAB软件进行仿真分析,结果表明,基于遗传算法的模糊PID控制的响应时间为4.86 s,小于传统PID控制的8.4 s和模糊PID控制的7.32 s。搭建试验平台进行液肥变量施肥控制系统流量控制的稳定性试验和变量控制试验,得到传统PID、模糊PID以及基于遗传算法的模糊PID在系统稳定运行时流量控制的相对误差分别为5.19%、3.40%、1.14%,响应时间分别为5.19、4.12、3.21 s,基于遗传算法的模糊PID较传统PID的相对误差减少了4.05个百分点,响应时间减少了1.98 s;基于遗传算法的模糊PID较模糊PID的相对误差减少了2.26个百分点,响应时间减少了0.91 s。基于遗传算法的模糊PID对液肥流量的控制效果优于传统PID和模糊PID,本文控制方法为变量施肥的研究提供了一种可行方案。     

棉花微咸水膜下滴灌灌溉制度的研究

为寻求微咸水膜下滴灌的最优灌溉制度,利用2008和2009年田间试验结果,从棉花生长和产量的角度出发,分析11种灌溉处理各生育期的变化情况。测定了叶面积、干物质质量、棉花产量、土壤盐分等指标。结果表明：灌溉水量越大,棉花营养生长部分生长越快,生长时间越长;灌水盐分越高,盐分胁迫使生殖生长部分所占比例越大,越易衰老;试验区内灌溉定额3 750 m3/hm2（微咸水80%,淡水20%）的轮灌处理,2008年棉花产量达到5 190 kg/hm2,接近仅灌淡水5 250 m3/hm2处理（5 205 kg/hm2）,该轮灌处理2008年总盐为负增长（-0.95 g/kg）,2009年试验结果有力验证了该灌溉制度的节水增产、保护土壤环境的优越性。     

覆膜滴灌条件下氮肥运筹对玉米氮素吸收利用和土壤无机氮含量的影响

为解决吉林省半干旱区覆膜滴灌条件下合理施氮问题,通过两年(2016—2017年)田间试验,研究了覆膜滴灌等氮量投入条件下,不同运筹模式(N1:100%基肥;N2:50%基肥+50%拔节肥;N3:30%基肥+50%拔节肥+10%大口肥+10%开花肥;N4:20%基肥+30%拔节肥+20%大口肥+20%开花肥+10%灌浆肥)对春玉米产量、氮素利用效率、关键生长节点氮素积累特征以及生育期内土壤无机氮含量变化和氮素平衡的影响。结果表明,分次施氮各处理(N2、N3、N4)玉米产量显著高于100%基肥处理(N1),其中N4处理玉米产量最高,较N1处理分别提高22.44%(2016年)和35.31%(2017年)。与N1处理相比,N2、N3、N4显著提高了玉米氮素吸收利用率、农学利用率和偏生产力,提高幅度依次为52.02%~83.21%、63.69%~120.78%、11.85%~22.46%(2016年)和92.44%~129.38%、127.23%~203.09%、22.10%~34.01%(2017年),且均以N4处理最高。施氮显著提高了玉米拔节期至成熟期氮积累量,其中开花期至成熟期氮积累量以N4处理最高。与N1处理相比,N2、N3、N4提高了玉米开花期至成熟期0~20 cm土壤无机氮含量,并降低成熟期40~100 cm土壤无机氮含量。土壤-作物系统氮素平衡中,N2、N3、N4处理较N1处理显著降低了氮素表观损失量,其中N4处理氮素表观损失量最低。综上所述,在本试验条件下,总施氮量210 kg·hm-2时,20%基肥+30%拔节肥+20%大口肥+20%开花肥+10%灌浆肥为该区域覆膜滴灌条件下氮肥最佳运筹模式。     

磷酸脲对膜下滴灌棉花品质和产量的影响

磷酸脲在膜下滴灌棉花的施用表明,磷酸脲具有溶解性好,养分含量高,显酸性的特点。可发挥滴灌技术定量可控优势,提高肥料利用率,促进棉花的生长,提高棉花的品质,皮棉增产7.4%~10.8%,肥效优于其它滴灌肥。     

棉花膜下滴灌酸性液体肥的试验效果

棉花膜下滴灌技术是近几年在南北疆棉花产区重点推广的农业节水措施。试验和实践证明,此项技术对提高水肥利用率,具有十分明显的作用。酸性液体肥是新研发的一种用于棉花膜下滴灌的新型滴灌专用肥。其有效养分含量为25%,主要以氮、磷、钾、微量元素以及促根剂、促溶剂等成分为主,pH值2～3。经过2年多点试验测定,滴灌酸性液体肥的氮素利用率在47%～66%,平均为55%,与常规灌溉条件下的施肥相比,氮素利用率提高15～30个百分点;磷素利用率在24%～38%范围内,平均为31%,与常规灌溉条件下的施肥相比,磷素利用率提高10～17个百分点;平均增产子棉270kg/hm2,增产率为7 8%。每公顷用肥900～930kg,可生产皮棉1725kg/hm2,节约肥料35%。