施氮对棉花苗期根系分布和养分吸收的影响

采用分层土柱挖掘法,研究大田苗期根系分布和养分吸收对施氮的响应。结果表明:增加氮肥的供应,根、冠生物量及养分吸收显著增加,根冠比下降;平均根长密度、根表面积指数随施氮量的增加而明显增加,但高氮抑制了平均根长密度的增加。提高氮素水平,根系在深层的分布比例明显增加;表土层根长、根表面积明显下降;亚表土层根长、根表面积增加,但当施氮量超过一定值时,根长的增加受到抑制。施氮对棉花的生长表现为促进作用或抑制作用,主要取决于施氮量的大小。适量的氮供应促进棉花的生长,氮肥供应过量则抑制了棉花的正常生长。     

膜下滴灌棉花根系吸水模型研究

通过室内三组桶栽水平试验,在不同生育期对棉花根系进行取样,得到棉花根长密度分布函数,并在每次灌水前后对试验桶进行取土样及称重,进而得到土壤剖面的含水量和棉花的蒸腾量;由根长密度分布函数、土壤含水量及棉花蒸腾量,选定根系吸水模型为Feddes模型,经模型计算:土壤水分的模拟值与实测值吻合较好,该模型能够准确地描述膜下滴灌棉花根系吸水,表明建立的棉花根系吸水模型是可行的。     

膜下滴灌滴水流量对棉花根系分布的影响

为探明膜下滴灌条件下滴水流量对棉花根系分布的影响,采用田间定位试验,设置3组滴水流量,分别为1.69 L·h^-1（W169）、3.46 L·h^-1（W346）和6.33 L·h^-1（W633）,分析膜下滴灌土壤水吸力对棉花根系空间分布特征的影响。结果表明：滴水流量越大,膜外裸地和膜内土壤的基质吸力越小,边行棉花根系吸水受到的胁迫程度也越小,W633处理膜下根区土壤水吸力分布均匀且适合棉花生长,棉花根长密度水平分布不论是初期还是后期均呈双峰抛物线分布;棉花根重密度呈现出相同的变化规律,内、边行棉花根重密度在花期、铃期、吐絮期的差值分别为42.26、-0.22、97.40 g·m^-3。当滴水流量越小时,膜外裸地的基质吸力大于膜内土壤的基质吸力,致使边行棉花的根系吸水受到较大胁迫,W169处理棉花根长密度水平分布由生育初期的双峰抛物线分布变为后期的单峰抛物线分布;内、边行棉花根重密度在花期、铃期、吐絮期的差值分别为299.70、304.86、369.84 g·m^-3。表明随着滴水流量的增加,膜下滴灌行间棉花根系生长更加均匀,研究结果可为棉花膜下滴灌系统设计提供技术参考。     

水氮调控对轻度盐化土滴灌棉花根系生长的影响

为探讨轻度盐渍化地区不同水氮配比对滴灌棉花根系生长的影响,本文基于轻度盐胁迫下水氮耦合试验,确定轻度盐渍化农田棉花种植的合理水氮组合。采用当地主栽棉花品种"农丰133",开展轻度盐胁迫(4～5 g·kg~(-1))及滴灌条件下水氮二因素三水平桶栽试验,研究3个施氮水平:300、600 kg·hm~(-2)和900 kg·hm~(-2)尿素(分别标记为N1、N2和N3),3个灌水水平:2 750、3 750 m~3·hm~(-2)和4 750 m~3·hm~(-2)(分别标记为W1、W2和W3)对滴灌棉花根系生长的影响。结果表明:轻度盐胁迫下,灌水和施氮产生的交互作用对棉花根表面积和根平均直径有显著影响,根表面积和根平均直径均随灌溉定额或施氮量的增加而减小。灌水量和施氮量对棉花0～20 cm土层根体积调控作用不明显。轻度盐化土滴灌棉花根表面积、根平均直径及根体积垂直方向主要分布在0～30 cm土层,且随土层深度的增加逐渐降低;水平方向主要分布在滴头下方。灌溉定额3 750 m~3·hm~(-2),尿素施用量600 kg·hm~(-2)有利于轻度盐化土滴灌棉花根系生长,在各处理间棉花产量最高,为5 854.5 kg·hm~(-2)。     

滴灌次数对冬小麦根系生长及时空分布的影响

以新冬18号为材料,利用双管分根管栽法,模拟田间试验研究了拔节期后不同滴灌次数W1（6次）、W2（7次）、W3（9次）、W4（11次）（每次内、外管分别滴30 mm ）对0～100 cm土层含水量,0～100 cm土层初、次生根干重和长度、根系活性分布及产量的影响。结果表明,随滴灌次数及总滴灌量的增加,0～40 cm土层的含水量增加,并延缓该土层的初生根干重和根长的衰减、促进次生根干重和根长增长,增加孕穗期至花后20 d初、次生根干重密度、根长密度及根系活性,而对40～100 cm土层根系的生长影响较小。小麦产量和水分利用效率均以W4最高,分别为25．5 g·管－1和1．36 kg·m－3。当滴灌量少、湿润土层浅时,小麦深层初、次生根生长易受严重抑制,且根系分布浅,初生根提前衰老,导致千粒重降低而减产。     

中国北方天然草地的生物量分配及其对气候的响应

通过收集我国近20年来草地生物量的有关文献,估算了我国北方天然草地根冠比(R/S)及地下生产力占总生产力比例(fBNPP)的大小及其对气候变化的响应。结果表明:不同草地类型R/S比及fBNPP变异较大,根冠比为1.66~15.21,fBNPP为0.29~0.98;荒漠草原的R/S比及fBNPP较大,但变幅较小;森林草原R/S比和fBNPP较小,但变幅较大;R/S比及fBNPP随年降水的增加而显著降低,随年平均气温增加而降低的趋势不明显。采用生长季最大生物量估算的方法可能高估了R/S比及fBNPP。长期、高质量的生物量观测数据,尤其是地下生物量的数据以及开展不同研究方法对生产力估算结果的影响,对于准确评价草地在区域及全球碳循环中的作用是十分必要的。     

沙漠绿洲地区膜下滴灌棉花水分利用的水氮耦合效应

研究施肥量和灌水量对不同滴灌模式棉花产量、水分利用效率(WUE)的水氮耦合效应影响.试验设置1带4行、2带4行、2带6行三种滴灌模式,灌水量和施氮量采用二次通用旋转组合设计,进行大田小区棉花膜下滴灌实验.结果表明,棉花产量的水氮耦合效应:灌水量和施氮量对棉花产量的影响,三种模式均表现为灌水量>施氮量,在灌水量65.1～284.9 mm的范围内,三种模式棉花产量与灌水量呈显著正相关.棉花产量与施肥量的关系,1带4行在施氮量27.6～94.2 kg/hm2呈显著的正相关.2带4行在施氮量27.6～69.0 kg/hm2呈负相关,施氮量69～94.2 kg/hm2呈正相关.2带6行施氮量27.6～55.2 kg/hm2呈正相关,施氮量55.2～94.2 kg/hm2呈负相关;棉花WUE的水氮耦合效应:灌水量和施肥量对棉花WUE的影响,三种滴灌模式表现为施氮量>灌水量.棉花WUE与施氮量的关系,1带4行呈显著的正相关,2带4行施氮量27.2～44.4 kg/hm2呈显著负相关,施氮量44.2～94.2 kg/hm2呈正相关.2带6行在施氮量27.6～55.2 kg/hm2呈正相关,施氮量55.2～94.2 kg/hm2呈负相关.在灌水量65.1～284.9 mm的范围内,三种滴灌模式棉花水分利用效率与灌水量均呈显著的负相关.根据不同滴灌模式的水氮耦合效应,提出以棉花产量、WUE为目标的不同滴灌模式水氮高效利用策略.     

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N₀(不施氮肥)、N₁(69 kg·hm^-2)、N₂(172.5 kg·hm^-2)和N₃(276 kg·hm^-2)4个水平,滴灌水量设W₁(2 250 m³·hm^-2)、W₂(3 000 m³·hm^-2)、W₃(3 750 m³·hm^-2)和W₄(4 500 m³·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...     

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。     

不同水氮处理对棉花养分吸收分配的影响

研究了南疆不同水氮处理对棉花N,P,K的吸收分配状况的影响。结果表明:大田水氮管理中前期(蕾期—花期)养分吸收受到一定的抑制作用,吸收量及净吸收率减小,之后与其他施氮处理之间无显著差异,优化施氮处理与常规施氮处理之间养分吸收差异均不显著。随着生育进程,养分分配由营养器官逐渐转向生殖器官,施氮处理中养分分配差异均不显著。优化施氮处理明显降低了施氮量,但产量和养分摄取量基本不受影响,施氮处理中每100Kg皮棉所吸收的N:P2O5:K2O的范围是1:0.32~0.33:1.10~1.14。     

Effects of soil moisture on cotton root length density and yield under drip irrigation with plastic mulch in Aksu Oasis farmland

Effects of soil moisture on cotton root length density (total root length per unit soil volume) and yield under drip irrigation with plastic mulch were studied through field experiments. The results indicate that spatial distributions of root length density of cotton under various water treatments were basically similar. Horizontally, both root length densities of cotton in wide and narrow rows were similar, and higher than that between mulches. Vertically, root length density of cotton decreased with increasing soil depth. The distribution of root length density is different under different irrigation treatments. In conditions of over-irrigation, the root length density of cotton between mulches would increase. However, it would decrease in both the wide rows and narrow rows. The mean root length density of cotton increased with increasing irrigation water. Water stress caused the root length density to increase in lower soil layers. There is a significant correlation between root length density and yields of cotton at the flower-boll and wadding stages. The regression between irrigation amount and yield of cotton can be expressed as y = -0.0026x2+18.015x-24845 (R2 = 0.959). It showed that the irrigation volume of 3,464.4 m3/hm2 led to op-timal root length density. The yield of cotton was 6,360 .8 kg/hm2 under that amount of irrigation.     

水分胁迫下氮形态对水稻根系孔隙度及水分吸收的影响

采用室内营养液培养及PEG6000模拟水分胁迫的方法,研究不同氮素形态（NH⁺₄-N、NO^-₃-N）和水分条件（正常水分条件、模拟水分胁迫条件）对籼稻（汕优63、扬稻6号）和粳稻（86优8、武运粳7号）根系孔隙度的影响及根系孔隙度与水分吸收的关系。结果表明：在正常水分条件下,籼稻品种根系伤流在铵态氮和硝态氮处理间均没有显著差异,粳稻品种供硝态氮处理后根系伤流液流速较供铵态氮处理高56%;在水分胁迫条件下,供硝态氮品种汕优63、扬稻6号、86优8、武运粳7号伤流量流速仅为供铵态氮品种的46%、29%、38%和77%,比在正常水分条件下分别显著降低了64%、76%、60%、70%。水分胁迫条件下,供铵态氮和供硝态氮品种根系水分吸收能力分别比其在正常水分条件下下降22%~30%和35%~44%。水分胁迫条件下,供硝态氮品种汕优63、扬稻6号、86优8、武运粳7号根系孔隙度分别比其在正常水分条件下增加267%、151%、133%和255%,而对铵态氮处理影响不显著。供硝态氮条件下水稻根系通气组织的发育程度与根系伤流液流速呈显著线性负相关关系,供铵态氮条件下二者之间没有相关性。因此,硝态氮营养条件下水稻根系孔隙度的增加可能是造成根系水分吸收下降的关键因素。     

滴灌条件下根区水分对春小麦根系分布特征及产量的影响

通过小区滴灌根区水分控制试验,研究亏缺、丰水、适水不同水分处理对春小麦根系特征的垂直分布、产量构成和水分利用效率等的影响.结果表明,孕穗-扬花是滴灌春小麦根系生长的关键时期,其根系主要分布在0～40 cm土层,根长密度和根干重在土壤剖面上的分布呈y=A×e-Bx的负指数递减趋势.不同根区水分对春小麦根系生长及分布有显著...     

施氮量对滴灌超高产春玉米根系时空分布及产量的影响

为探究不同施氮量对北疆滴灌超高产春玉米根系生长时空分布特征的影响,采用土壤剖面取样法大田研究了0、150、300、375和450 kg·hm~(-2)5个施氮水平对春玉米0~60 cm土层根系生长及产量的影响。结果表明,滴灌超高产春玉米根干重和根长度主要集中在0~20 cm土层,且生育期内表现为先升高而后降低变化,吐丝期达到峰值。增加施氮量显著提高各土层根干重密度和根长密度。大喇叭口期配合吐丝期施氮可明显延缓春玉米各土层根系衰老,特别是显著提高灌浆期20~60 cm土层根系活力。当施氮量在300 kg·hm~(-2)左右时,春玉米根系长势相对较好,此时农学利用率为13.8 kg·kg-1,籽粒产量为17 117 kg·hm~(-2),较缺氮处理增产32.10%。若继续增加施氮量,各土层根系参数表现为降低变化趋势,且增产不显著,农学效率明显降低。综合考虑,该地区春玉米获取超高产的适宜施氮量可确定为拔节期结合大喇叭口期配合吐丝期施氮300 kg·hm~(-2)。     

增密种植下浅埋滴灌水氮减量对玉米根、冠物质分配与水氮利用效率的影响

为探究增密种植下浅埋滴灌水氮减量对玉米根冠特性及水氮利用效率的影响,以传统畦灌常规施氮量(300 kg·hm^-2)和常规灌溉量(4 000 m³·hm^-2)为对照（CK）,采用大田裂区试验,以传统畦灌常规灌量40%（W1）、50%（W2）和60%（W3）为主处理,以常规施氮量50%（N1）、70%（N2）和100%（N3）为副处理,研究90 000株·hm^-2密度下浅埋滴灌水氮减量玉米根系分布、干物质积累转运、产量及水氮利用效率的变化特征。结果表明,不同土层根干质量均随灌溉量、施氮量的增加而增加,W2N3和W3N3处理20～40 cm、40～60 cm土层根干质量与CK的差异均不显著。吐丝前W2N3、W3N3干物质积累量与CK的差异均不显著,吐丝后W3N3显著高于CK,2018、2019年分别较CK高出9.74%和7.62%;W2N3、W3N2茎鞘、叶片转运量与CK的差异均不显著,W3N3处理2018、2019年茎鞘、叶片对籽粒贡献率则分别较CK提高了0.37%、0.43%和0.27%、0.56%。...     

覆膜条件下冬小麦根系生理特性及其空间分布变化

覆膜条件下测定了冬小麦的根系活力与吸收面积,研究其空间分布情况。结果表明,在水平方向上,TTC还原量和TTC还原强度均随着离主茎距离的增加而减少;在垂直方向上,TTC还原量随着土层深度的加深而递减,TTC还原强度,返青期由上而下递减,开花期则上下土层无差异。根系总吸收面积和活跃吸收面积,在水平方向和垂直方向的变化与TTC还原量相同。覆膜处理并没有改变以上各指标的空间分布状态。但返青期水平方向的比吸收面积和比活跃吸收面积的变化趋势随覆盖地膜与否而不同,不覆膜处理由近到远递减,覆膜处理则无差异。返青期比吸收面积和比活跃吸收面积的垂直方向变化以及开花期二者的水平和垂直方向变化均无明显差异。根系活力与根系总吸收面积、活跃吸收面积呈极显著正相关。