不同氮肥追施量下滴灌水量对苹果产量和品质的影响

为探究不同氮肥追施量下苹果树对滴灌水量的响应机制,选用17 a生富士(长富2号)进行田间试验,果园设2个追氮水平(高氮N_11.03 kg·棵~(-1)、低氮N_20.57 kg·棵-1);采用滴灌灌水方式进行灌溉,设3个灌水量水平(高水W_1:75%θf、中水W_2:70%θf、低水W_3:65%θf,均为灌水上限),设置CK(只施肥/N_1、N_2,不灌水/W0)为对照,果园统一追肥时间为6月上旬。结果表明:在苹果生育期内进行灌水可明显提高果树产量,本试验中在75%θf下苹果取得最高产量75 643.20 kg·hm~(-2)。各品质指标对水氮的响应存在差异,具体如下:在N_1水平下,可溶性糖、可溶性固形物和硬度随灌水量的提高分别先降低13.80%、4.84%和6.33%后提高5.27%、3.92%和6.32%,其中W_1和W_3下的可溶性固形物和硬度均与W_2产生显著性差异;Vc和糖酸比随灌水量的提高而下降,与W_3相比,W_1下的Vc和糖酸比分别降低44.70%和40.83%;可滴定酸随灌水量的提高而上升,与W_3相比,W_1下的可滴定酸提高64.29%。在N_2水平下,可滴定酸和硬度随灌水量的提高而上升,与W_3相比,W_1下的可滴定酸和硬度分别提高50.00%和6.25%;可溶性固形物随灌水量的提高先增加3.44%后降低1.29%;Vc随灌水量的提高显著下降,与W_3相比,W_1下的Vc降低57.72%。在N_1和N_2下可溶性糖、Vc和糖酸比随灌水的变化趋势一致,可滴定酸、可溶性固形物和硬度则有所不同,除Vc外W_1下的各品质指标基本处于中/高水平。在低灌水量下可溶性固形物、硬度和糖酸比以N_1较大,可滴定酸和Vc以N_2较大;在高灌水量下可溶性糖、可溶性固形物、硬度和糖酸比以N_2较大,可滴定酸和Vc以N_1较大。夏季追施高氮无益于果实综合品质的提高,而且会导致产量的下降,本试验中不同灌水量下的产量均表现为:N_1N_2,追氮0.57 kg·棵~(-1)时比较适宜果树产量和综合品质的发展。苹果树冠不同位置的果实部分品质指标存在差异,可溶性糖、可溶性固形物、硬度和Vc基本以外幅较大,树冠外幅平均分别比内幅高15.03%、7.59%、37.18%和9.88%,可滴定酸和糖酸比则基本相当。     

氮肥和密度对胡麻水分、氮素利用率及产量的影响

在大田环境下,设置氮肥(0、75、150 kg·hm~(-2))和密度(4.5、7.5、10.5×10~6粒·hm~(-2))2因素共9个处理(N_0D_1、N_0D_2、N_0D_3、N_1D_1、N_1D_2、N_1D_3、N_2D_1、N_2D_2、N_2D_3)的随机区组试验,分析了不同施氮量和种植密度组合对旱地胡麻土壤含水量、贮水量、籽粒产量及产量构成因子、水分和氮素利用率的影响。结果表明,氮肥、密度各处理土壤含水量变化主要表现在苗期～青果期0～60 cm土层,以N_1D_1处理为优,最高达到15.52%;N_2D_1处理0～200 cm土壤平均含水量为18.25%,其生育季内0～200 cm土壤贮水量亦较最低处理N_1D_3增加4.62%,具有较好的肥水耦合优势。胡麻产量随处理中施氮量和密度增加呈先降后升趋势,随施氮量变幅为66.58～171.64 kg·hm~(-2),随密度变幅为32.42～68.47 kg·hm~(-2)。籽粒产量和水分利用效率对施氮水平呈现明显的正效应,高氮(N_2)较中氮(N_1)和不施氮(N_0)水平产量上升14.97%～16.05%,水分利用效率增加7.14%～21.75%;而增加密度对胡麻产量和水分利用效率并未有显著影响,组合中均为4.5×10~6粒·hm~(-2)处理下最高,分别达到1 802.00 kg·hm~(-2)和7.87 kg·hm~(-2)·mm~(-1)。增施氮肥显著提高了植株氮素吸收量,高氮(N_2)、中氮(N_1)较不施氮(N_0)分别显著增加82.21%和57.55%;平均氮素吸收利用率则均随施氮量和密度上升而降低,高氮(N_2)较中氮(N_1)水平显著降低42%,高密度(D_3)、中密度(D_2)平均氮素利用率分别较低密度(D_1)处理显著降低58.45%和35.19%。在试验处理区间内,高氮配合增密不利于提高氮素吸收利用率, N_1D_1组合氮素利用率最优,为64.3%。氮肥密度互作后,籽粒产量与有效分茎数间(0.688~*)、有效分枝数与单株有效果数间(0.877~*)均显著相关,且分茎数、分枝数受密度影响程度大于施氮量,而千粒重受限于施氮量更甚,不同施氮水平间变幅达到0.04～0.29 g。因此,氮肥密度互作时,增密对水分利用效率及产量无显著影响,适量氮肥施用可促进胡麻生育前、中期水分有效利用和提高氮素利用率,使胡麻产量及水分利用效率显著增加。在本试验及相似农田生态类型环境下,兼顾节本增效和环境安全,施氮量75～150 kg·hm~(-2)、种植密度4.5×10~6粒·hm~(-2)可作为黄土高原干旱半干旱区胡麻高效生产的适宜参考氮肥密度组合。     

不同水肥条件下春小麦耗水量和水分利用率

通过温室盆栽试验,研究了不同土壤水分和施氮量条件下春小麦的耗水量和水分利用率等相关参数的变化情况。结果表明:春小麦耗水量、生物产量及经济产量均因土壤水分和施氮量的不同而变化。水分充足,春小麦耗水量、生物产量及经济产量均随施氮量的增加而显著增加;中度水分胁迫下,低氮处理的耗水量、生物产量及经济产量均最高,最适氮处理与CK处理接近;干旱条件,低氮与CK处理耗水量和产量接近,而最适氮处理则极显著降低。各生育时期的耗水量和日耗水量在不同生育时期存在差异,其中以灌浆期春小麦日均耗水量为最高。在不同土壤水分条件下,春小麦地上部分干重和籽粒的水分利用效率随施氮量的增加而增加,尤以水分充足条件下水分利用率随施氮量的增加最为显著。     

花铃期水氮互作对膜下滴灌杂交棉花产量与水分利用效率的影响

以早熟杂交棉石杂2号为材料,在花铃期进行了7个水分处理和4个氮素处理的水氮互作对杂交棉花产量和水分利用效率影响的大田试验。研究结果表明,在不施氮(N0)情况下,花铃期轻旱和中旱显著降低了棉花产量。在低频小灌量(5 d-18 mm)条件下,施氮籽棉产量差异不显著;在高频大灌量(3 d-30 mm)水分处理中,随着施氮量的增加,籽棉产量显著下降;在对照(75%FC),高频小灌量(3 d-18 mm)和低频大灌量(5 d-30 mm)三个水分处理中,水氮互作显著提高了棉花的产量和水分利用效率。综合考虑产量和水分利用效率,在杂交棉花花铃期以低频高灌量和高频低灌量(日耗水量6 mm)两个水分处理在施N 300 kg/hm2时为北疆杂交棉花较适宜的灌溉策略和施氮量。     

不同夏玉米品种水分利用效率对氮肥与降水量的响应

以郑单958与农大108为材料,在3种类型氮肥、3个施氮水平条件下,连续两年(2004~2005)研究了华北平原夏玉米水分利用效率(WUE)对氮肥与降水量的响应。结果表明,(1)在施N 0~180 kg/hm2范围内,夏玉米WUE随施氮量增大而增大,且不同氮肥类型间有一定差异;(2)WUE具有明显的基因型差异,在施氮与不施氮条件下均表现郑单958>农大108;(3)WUE与产量呈极显著正相关,与灌浆期穗位叶光合速率、气孔导度与蒸腾速率呈较明显的正相关关系;(4)WUE存在明显的年际间差异,两品种均表现2005年明显大于2004年,这主要由降水量差异所致。夏玉米生育前期及全生育期降水量的减少使夏玉米产量与耗水量均降低,但产量的降幅小于耗水量的降幅,从而使WUE得到提高。可见在本试验条件下,选择合适的品种进行适度干旱或限量灌溉栽培,再配以施氮量180 kg/hm2,可明显提高夏玉米水分利用效率。     

滴灌水氮运筹对南疆春小麦根系生长及产量的影响

以南疆地区春小麦新春6号为供试材料,采用土柱栽培法,通过滴灌开展水、氮两因素控制性试验,滴施纯氮量设N_0(不施氮肥)、N_1(69 kg·hm~(-2))、N_2(172.5 kg·hm~(-2))和N_3(276 kg·hm~(-2))4个水平,滴灌水量设W_1(2 250 m~3·hm~(-2))、W_2(3 000 m~3·hm~(-2))、W_3(3 750 m~3·hm~(-2))和W_4(4 500 m~3·hm~(-2))4个水平,共16个水氮组合处理。结果表明:扬花期是滴灌春小麦根系生长的高峰期,有64.52%～76.90%的根系干质量和76.39%～82.47%的根长分布在0～40 cm土层中。适当增施水氮能有效促进根系生长并提高产量,其中扬花期N_3W_3、N_2W_3、N_3W_2处理的根干质量、根干质量密度、根长、根长密度、根系直径和根系表面积较高,分别为123.0～148.3 mg、97.07～117.03 g·m~(-3)、14 405.8～16 490.8 mm、1.14～1.30 cm·cm~(-3)、0.3267～0.3365 mm和14 245～17 624 mm~2,其产量也达到8 695.7～9 966.1 kg·hm~(-2)的较高水平。N_3W_4处理的根系各项指标虽然较高,但蜡熟期下降过快,表明水氮过高对延缓根系衰亡不利。水氮对根系生长及产量具有显著的互作效应,且水分效应高于氮素效应。通过分析,本地区较适宜的水、氮供应范围分别为3 750～4 500 m~3·hm~(-2)和172.5～276 kg·hm~(-2),当施氮量259.4 kg·hm~(-2)、滴灌量3 793.4 m~3·hm~(-2)时产量可达最高为9 142.9 kg·hm~(-2)。     

胡杨、灰叶胡杨蒸腾耗水规律初步研究

以塔里木盆地3年生胡杨、灰叶胡杨幼苗为试验材料,采用盆栽方法模拟不同土壤干旱条件,研究胡杨、灰叶胡杨的蒸腾耗水规律。结果表明:生长期胡杨、灰叶胡杨的蒸腾耗水量表现出适宜水分>轻度胁迫>中度胁迫>重度胁迫,月蒸腾耗水量呈单峰变化,最高值出现在7月。不同土壤水分条件下,两树种月耗水量差异均较明显,说明土壤水分含量是决定树木蒸腾耗水量的主要因素;天气状况也影响苗木耗水量,耗水峰值多出现在晴天,峰谷多是阴天。不同土壤水分条件下灰叶胡杨单株耗水量均高于胡杨,水分条件较好时灰叶胡杨的生长较胡杨好,水分利用效率高,但随水分的减少胡杨的水分利用效率提高,表明胡杨对干旱环境的适应性较灰叶胡杨强,能有效地利用有限的水资源在荒漠生境中生存。     

灌水量及减氮模式对冬小麦产量及水氮利用的影响

为探究关中平原冬小麦合理的减氮模式及相应的灌水量,以灌水量为主处理、减氮模式为副处理开展冬小麦田间裂区试验,灌水量设90 mm和150 mm,参照本地习惯施氮(尿素CO,施氮量210 kg·hm~(-2))设置减氮模式,施氮量为150 kg·hm~(-2),有3种施氮类型:尿素+硝化抑制剂(DMPP)、控释氮肥和尿素掺施(PCU)和控释复合肥(SF),另以不施氮肥(N0)为对照,对小麦产量、水分和氮肥利用效率及土壤硝态氮残留状况进行分析。结果表明:灌水量和减氮模式两因素及其交互作用对冬小麦有效穗数、千粒重、籽粒产量、土壤硝态氮残留量及水分和氮肥利用效率均有显著影响;灌水量对冬小麦产量的影响随减氮模式而变,与灌水90 mm相比, PCU150和DMPP150处理在灌水量150 mm时产量降低,SF150和N0处理产量有所增大;灌水90 mm时,减氮模式PCU150和DMPP150较习惯施氮CO210减少施氮28.6%,籽粒产量和有效穗数显著增加,分别增产17.4%和11.6%,水分利用效率提高17.5%和13.5%,氮肥利用效率增加64.3%和58.4%, 0～200 cm土层硝态氮残留量减少57.8%和45.6%。关中平原在冬小麦全生育期灌水90 mm,采用尿素加硝化抑制剂基施、树脂包膜尿素基施60%+尿素拔节期追施40%两种减氮模式,冬小麦可维持较高产量和水肥利用效率。     

不同水氮处理对滴灌冬小麦生长、产量和耗水特性的影响

通过滴灌小麦大田试验,研究了不同灌水下限(灌水下限为田间持水量的45%、60%、75%)和施氮处理(45、111、146 kg·hm~(-2))对田间冬小麦生长、产量和耗水特性的影响。结果表明:灌水下限对小麦株高、叶面积指数和干物质的影响是显著的,且比施氮量影响更大。W3(灌水下限为田间持水量45%)和N3(施氮量45 kg·hm~(-2))处理不利于小麦株高、叶面积的增长。在小麦生长后期,增加灌水量和施氮量有利于小麦株高的生长。小麦的产量随着灌水下限的增大而增加;施氮量在0~111 kg·hm~(-2)时,冬小麦产量随着施氮量的增加而增加,超过111 kg·hm~(-2)时不再显著增加甚至抑制产量的增长;灌水下限和施氮量相对较小的处理有利于提高水分利用效率。不同水肥处理,小麦各生育期内耗水量和耗水模数都表现为灌浆完熟抽穗扬花期拔节孕穗期返青起身期。在此试验条件下,W2N2的处理(灌水下限为田间持水量的60%,灌溉定额为290 mm,施氮量为111 kg·hm~(-2))的干物质、产量和水分利用效率最大,是产量和效益兼优的最佳组合。     

水肥耦合对荒漠区煤矸石山蜀葵和沙打旺水分利用效率的影响

为改善煤矸石山土壤水分和养分状况,提高景观生态型草本植物的水分利用效率,以蜀葵和沙打旺为试验材料,采用三因素五水平二次回归通用旋转组合设计,通过盆栽模拟试验研究了土壤相对含水量、施氮量、施磷量三者耦合对两种景观生态型草本植物叶片水分利用效率的影响,并通过模型寻优得出了最优水肥方案。研究表明：三因素对蜀葵叶片水分利用效率的影响顺序为土壤相对含水量＞施氮量＞施磷量,三因素对沙打旺叶片水分利用效率的影响顺序为土壤相对含水量＞施磷量＞施氮量;二因素耦合对蜀葵水分利用效率的影响不显著（P>0.05）,但对沙打旺水分利用效率有显著影响（P＜0.05）,其顺序为水氮＞水磷＞氮磷;土壤水分条件是影响蜀葵和沙打旺叶片水分利用效率的首要因素,施氮对蜀葵更重要,施磷对沙打旺叶片水分利用效率的影响更大,蜀葵的水肥耦合优化方案为土壤相对含水量37.6%~40.9%,施氮量（纯N）153.1~178.5 kg·hm^-2,施磷量（P₂O₅）89.4~120.4 kg·hm^-2;沙打旺的水肥耦合优化方案为土壤相对含水量69.0%~70.6%,施氮量（纯N）61.8~94.6 kg·hm^-2,施磷量（P₂O₅）109.9~170.1 kg·hm^-2。     

磁化水对不同土壤水分下黄瓜幼苗生长、光合和养分吸收的影响

采用二因素二水平完全试验设计,研究了砂培条件下磁化处理（分别为0.3T磁场强度处理的磁化蒸馏水和蒸馏水处理）对不同土壤水分条件下（正常水分处理：田间持水量的80%~85%;干旱处理：田间持水量的40%~45%,于黄瓜4~5叶期维持7 d）黄瓜幼苗生长、水分关系、光合作用和养分吸收的影响。结果表明,磁化水浇灌显著降低黄瓜幼苗的生长和水分利用,其中茎粗、地上部生物量、根生物量、总生物量、根体积、根表面积、整株耗水量和整株水分利用效率分别降低6.7%、8.9%、19.1%、9.9%、22.1%、18.5%、6.2%和10.9%;磁化水浇灌导致黄瓜幼苗叶SPAD值降低了3.7%,叶气孔导度和蒸腾速率则分别增加了21.8%和17.5%,叶瞬时水分利用效率降低了17.7%,但对净光合速率影响不大;磁化水浇灌使PSII最大光化学效率和电子传递速率分别降低了5.2%和18.6%,同时增加叶片中K含量。除叶片K含量外,干旱条件下磁化水对黄瓜生长和生理代谢影响不大,表明磁化水的作用依赖于土壤水分条件。     

3种因素对油松移植苗根系活力的影响

采用盆栽的方法,以3种不同的光照条件、土壤含水量及苗木含水量,对4 a生油松（Pinus tabulaeformis）移植苗进行处理,测定3种因素交互作用下油松移植苗的根系活力。结果表明：光照强度的降低、苗木含水率的减少及土壤含水量的增加,促使油松移植苗根系活力不断降低;油松移植苗的苗木含水量为63%或土壤含水量为30%时,自然光照下根系活力均显著大于遮光条件下根系活力;在自然光强、63%的苗木含水量及30%土壤含水量其中一种条件影响下,其他两个因素的变化均可引起根系活力的显著变化;在自然光强与53%自然光强条件下,或在土壤含水量为30%和50%条件下,苗木失水均导致根系活力降低。     

日光温室嫁接黄瓜需水规律的研究

研究了日光温室盆栽黄瓜开花前期、结瓜初期、结瓜盛期及结瓜后期不同土壤水分条件对黄瓜蒸腾量和产量的影响,得出黄瓜的耗水规律、产量与水分之间的函数关系。结果表明:黄瓜对水分的消耗呈现开花前期与结瓜初期少、结瓜盛期多、结瓜后期少的变化规律,耗水高峰出现在盛瓜期;黄瓜总产量与总耗水量之间呈二次抛物线关系,最佳灌水量为399.8mm,最高产量为83028kg/hm2;水分生产函数的敏感指数按结瓜盛期、结瓜后期、结瓜初期、开花前期的顺序依次降低,与黄瓜耗水规律相一致。     

Responses of Amygdalus pedunculata Pall. in the sandy and loamy soils to water stress

Amygdalus pedunculata Pall. is a major species that is widely planted in afforested soils with different textures in the transitional zone between Mu Us Desert and Loess Plateau, China. However, the responses of A. pedunculata to increasing intensity of water stress in different textural soils are not clear. Here, we conducted a soil column experiment to evaluate the effects of different textures (sandy and loamy) on water consumption, water use efficiency (WUE), biomass accumulation and ecological adaptability of A. pedunculata under increasing water stress, i.e., 90% (±5%) FC (field capacity), 75% (±5%) FC, 60% (±5%) FC, 45% (±5%) FC and 30% (±5%) FC in 2018. A. pedunculata grown in the sandy soil with the lowest (30% FC) and highest (90% FC) water contents had respectively 21.3%-37.0% and 4.4%-20.4% less transpiration than those with other water treatments (45%-75% FC). In contrast, A. pedunculata transpiration in the loamy soil decreased with decreasing water content. The magnitude of decrease in transpiration increased with increasing level of water deficit (45% and 30% FC). Mean daily and cumulative transpirations of the plant were significantly lower in the sandy soil than in the loamy soil under good water condition (90% FC), but the reverse was noted under water deficit treatments (45% and 30% FC). Plant height, stem diameter and total biomass initially increased with decreasing water content from 90% to 75% FC and then declined under severe water deficit conditions (45% and 30% FC) in the sandy soil. However, these plant parameters decreased with decreasing water content in the loamy soil. WUE in the sandy soil was 7.8%-12.3% higher than that in the loamy soil, which initially increased with decreasing water content from 90% to 75% FC and then declined under water deficit conditions (45% and 30% FC). The study showed that plant transpiration, biomass production and WUE responded differentially to increasing intensity of water stress in the sandy and loamy soils. The contrasting responses of A. pedunculata to water stress in different textural soils can guide future revegetation programs in the northern region of Chinese Loess Plateau by considering plant adaptability to varying soil and water conditions.     

不同土壤水分含量对玉米气孔发育过程和蒸腾耗水量的影响

以盆栽玉米为材料,采用三个水分梯度进行处理,显微观察和比较了新生叶的气孔密度、气孔器的长度和宽度、气孔开张度,测定了水分胁迫对气孔导度、植株蒸腾耗水量和各个器官生物量的影响.结果表明:土壤水分含量降低使得玉米叶片气孔密度增大,气孔导度减小,气孔器宽度的降低幅度明显大于长度的降低.轻度和中度土壤水分胁迫使得全生育期单株蒸...     

Gas exchange, biomass partition, and water relationships of three grass seedlings under water stress

Three grass species, switchgrass ( Panicum virgatum ), foxtail millet ( Setaria italica ), and Old World bluestem ( Bothriochloa ischaemum ), referred to as introduced, traditional, and indigenous species, respectively, in the Loess hilly gully region on Loess Plateau in China, were grown in a growth chamber. Water was withheld to let the soil gravimetric moisture content (SGMC) decline gradually from 14.92% for 15 days. The gas exchange characteristics, leaf water conditions, root and shoot growth, and water use efficiency (WUE) of the three grasses were compared. The SGMC of foxtail millet declined faster than that of switchgrass and Old World bluestem, and it maintained higher leaf water potential at a lower soil water content, indicating that it might have greater drought tolerance. During the process of soil drying, the stomatal conductance (Gs), photosynthesis rate, and transpiration rate (Tr) of foxtail millet and Old World bluestem declined linearly, whereas those of switchgrass declined parabolically. The Gs of each grass was significantly different between the stressed and well-watered (WW) conditions. When the SGMC declined to ≈ 11.0%, 9.5%, and 8.6%, respectively, the leaf water potential was significantly different between the two growing conditions, showing the appearance of non-hydraulic and hydraulic signals. As a result of greater stomatal adjustment ability and a smaller Gs, foxtail millet had a high WUE. Among the three grasses, switchgrass had a high Tr and root/shoot (R/S) ratio under both WW and stressed conditions, and water stress significantly improved its R/S ratio. The results showed that foxtail millet seedlings have the best drought adaptability in the flexible soil–water environment, whereas switchgrass seedlings have the worst, but a high R/S ratio might be advantageous under drought conditions once the seedlings are established.     

不同灌水量对日光温室黄瓜耗水规律及水分利用效率的影响

在宁夏干旱区日光温室膜下滴灌条件下,研究了不同灌水量对日光温室黄瓜耗水规律和土壤水分利用效率的影响,试验结果表明:耗水强度整体随着生育期的延后逐渐增大,在结果盛期达到最大,随后逐渐下降,在各个生育期各处理日耗水强度随灌水量的增加而增加,而土壤水分的消耗则随着灌水量的增加而明显减少.灌水量达到563 mm时,完全能满足黄...     

棉花调亏灌溉的生理基础研究

以盆栽棉花为材料,通过苗期和现蕾期不同程度的亏水处理(低、中、高三个水平),对调亏灌溉节水效应及生理机制进行了研究。结果表明:适时适度的水分亏缺可使植株旺盛的营养生长得以有效控制,株型和根冠比都更为理想。调亏期间,蒸腾速率和气孔导度都明显下降,而光合速率下降不明显,复水后光合速率和气孔导度明显恢复且接近或高于对照;此外,水分亏缺不仅影响棉桃的数量,而且影响单果重。表明适度的亏水处理可使水分利用效率明显提高,而经济产量接近或高于对照,同时节水20%以上。