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%。...     

浅埋式滴灌毛管埋深对苜蓿生长的影响

为了研究浅埋式滴灌毛管埋深对苜蓿生长的影响,并得到优化的毛管埋深,于2016年4—10月在新疆阿勒泰阿苇灌区试验站开展田间试验。通过采用毛管埋深为5、10 cm的浅埋式滴灌与传统的地埋式滴灌(埋深20cm)进行对比试验,分析了不同毛管埋深下苜蓿毛细根量和生长指标以及产量等。结果表明,毛管埋深5、10 cm和20 cm处理其20~30 cm土层苜蓿毛细根量分别占总量的12.44%,21.73%和19.31%;埋深为10、20 cm处理苜蓿植株高度分别为71.2 cm和72.5 cm,差异较小,两者与埋深5 cm(65.8 cm)差异显著;埋深为10、20 cm处理苜蓿植株茎粗分别为3.43 mm和3.38 mm,差异较小,两者均大于埋深5 cm(3.19 mm);苜蓿收割时埋深10、20 cm处理两茬总产量分别为16.21 t·hm~(-2)和15.61 t·hm~(-2),差异较小,两者均与埋深5 cm(14.60 t·hm~(-2))差异显著。因此10 cm毛管埋深可以达到与传统的地埋式滴灌相同的根系湿润灌溉效果,同时对苜蓿的生长影响不大,且更加经济方便,为优化的毛管埋深。     

利用HYDRUS-2D模拟膜下滴灌玉米农田深层土壤水分动态与根系吸水

河套灌区农田地下水埋深普遍较浅且年内波动较大,明确不同膜下滴灌条件下深层土壤水分对根区的补给作用及作物根系吸水的响应差异有利于膜下滴灌技术的完善和推广。本研究开展了连续2 a(2017—2018年)的春玉米田间试验,设置3个膜下滴灌灌溉水平,分别控制土壤基质势下限为-10 kPa(S1)、-30 kPa(S3)和-50 kPa(S5)。利用HYDRUS-2D模型模拟0～120 cm深度土壤含水量、根层下边界(100 cm深度处)水分通量和作物根系吸水速率。结果表明,经过率定后的HYDRUS-2D模型对0～120 cm深度土壤含水量模拟结果的根均方差(RMSE)和决定系数(R~2)分别为0.039～0.042 cm~3·cm~(-3)和0.78～0.73,模拟结果可靠。膜下滴灌农田100 cm和120 cm深度处土壤含水量较高且处理间差异不大,说明不同滴灌条件对于100 cm以下深层土壤含水量影响较小;但不同处理显著影响根区下边界的水分通量和根系吸水速率。基质势下限控制水平越低,深层土壤水分对于根区的补给量(毛管上升)越大,S1、S3、S5生育期内累积补给量在31.9～49.6 mm之间。S5处理根系吸水速率较低,根系吸水受到显著抑制,从而造成作物生长指标和产量显著低于S1和S3处理(P0.05);而S1和S3之间籽粒产量差异不显著。综上,在本研究所设置的3个滴灌处理中,S3生育期内灌溉定额为240～300 mm,既较S1显著减少灌水量、提高水分利用效率,又具有较好的根系活力,有效利用深层土壤水分,因此建议该地区春玉米膜下滴灌的灌水下限为-30 kPa。     

水分胁迫下间作棉田土壤水分及产量分析

2012—2013年在阿拉尔垦区间作棉田中设置试验,分析间作系统中棉花种植模式和水分胁迫对土壤水分、产量的影响。研究表明:1 0~100 cm土层,蕾期和吐絮期田间土壤含水量表现出先降低再升高的趋势,含水量最低值出现在40~60 cm土层。花铃期田间土壤含水量先降低再升高,而后又降低,拐点分别为40~60 cm土层和60~80 cm土层。2蕾期,M2W4、M2W2、M2W3、M1W4土壤含水量较高。花铃期,M2W2含水量较高。吐絮期M2、M3模式土壤含水量整体较高。3同一模式下,棉花单株产量最高的是W2水分处理(4 500 m3·hm-2);同一灌水量处理下,单株产量经济效益最高的是M2模式(距红枣行距1.0 m处种植棉花)。综合考虑,距幼龄红枣行距1.0 m处种植棉花,配合滴灌水量4 500 m3·hm-2利于棉田发挥最大生产潜力,也利于单株棉花产量的提高。     

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)。     

减氮增密对西南丘陵区旱地直播油菜根系发育及水分利用的影响

以氮肥施用量N1(108 kg·hm-2)、N2(144 kg·hm-2)、N3(180 kg·hm-2)及种植密度D1(15×104株·hm-2)、D2(22.5×104株·hm-2)、D3(30×104株·hm-2)、D4(37.5×104株·hm-2)设置12个处理,以当地传统种植方式(N3D1)为对照,在生态脆...     

冀西北旱坡地南瓜田间沟垄集雨种植模式研究

在怀安县前所堡旱作示范区以南瓜为试材,采用窄土垄沟、宽土垄沟、窄膜垄沟、宽膜垄沟4种不同沟垄处理方式,常规平作为对照,研究不同的沟垄措施对南瓜地土壤水分含量、水分利用及产量的影响.结果表明:沟垄栽培可使水分聚集于种植沟中较小有效栽培面积中,改善土壤水分分布状况,不同处理间效应大小依次为:宽膜垄沟＞窄膜垄沟＞宽土垄沟＞窄土垄沟＞平作,且覆膜效应大于垄的宽窄效应;沟垄处理对土壤水分在表层影响大,在较深土层影响小.沟垄处理均可提高水分利用效率,其中土垄与平作差异不明显,而膜垄水分利用率宽膜垄沟(40.85 kg·hm-2·mm-1)、窄膜垄沟(39.03 kg·hm-2·mm-1)均显著高于平作(30.27 kg· hm-2· mm-1)(P＜0.05),宽垄比窄垄水分利用率高,但差异不显著.不同沟垄处理对南瓜的产量影响较大,产量增加4.23％～32.39％,增产效益176.2～1 210.4元·hm-2,两膜垄组南瓜产量与对照平作差异显著(P＜0.01),尤以宽膜垄沟增产效益为最高.综上所述,宽膜垄沟的栽培方式对南瓜水分利用和增产增效作用显著,是目前坡耕旱地南瓜生产中较为理想的田间沟垄微型集雨种植模式.     

膜下滴灌水分调控对番茄产量影响和经济效益评价的研究

通过膜下滴灌条件下不同灌水定额对番茄生长及产量的研究,分析了充分灌水和不同水分胁迫下土壤水分动态变化规律,进而讨论了在不同水分处理和不同灌水方式下番茄的营养生长、产量、水分利用效率以及经济效益的差异。结果表明:(1)膜下滴灌不同水分处理的土壤各层水分变幅不同,重度胁迫的变幅最大,各次灌水均比充分灌溉大4%~5%;(2)水分对番茄株高的影响成正效应,对茎粗的影响不明显,充分灌溉株高、茎粗分别比重度胁迫分别大44.7%和18.5%,各胁迫处理在灌水后表现出不同的补偿生长效应;(3)滴灌充分供水处理条件下的水分利用效率、产量、经济效益为别为26.64 kg·m-3、75 349 kg·hm-2、49 747元·hm-2,均比沟灌高37.1%、3.8%、3.7%。     

花铃期不同滴灌水平对海岛棉产量形成的影响

选用新海24号和新海36号为试验材料,研究花铃期3 900、3 150、2 400 m3·hm-2等不同滴灌水平对海岛棉产量形成的影响。结果表明:叶面积指数(LAI)、净光合速率(Pn)、叶绿素SPAD值、干物质积累表现为3900 m3·hm-2处理较高,3 150 m3·hm-2次之,2 400 m3·hm-2较低;棉铃脱落率呈相反趋势,即2 400 m3·hm-2滴灌处理3 150 m3·hm-2滴灌处理3 900 m3·hm-2滴灌处理;滴灌水平3 900 m3·hm-2处理的皮棉产量为2228.49 kg·hm-2,比3 150、2 400 m3·hm-2处理分别高36.68%、49.38%。品种对各滴灌水平响应不同,不同滴灌处理下的LAI、干物质积累和棉铃脱落率为新海24号新海36号,而新海24号的Pn、SPAD值、皮棉产量高于新海36号。因此,花铃期滴灌水平3 900 m3·hm-2条件下有利于实现海岛棉高产。     

膜下滴灌小麦-西兰花复种水肥利用效率

于2017年4月—2018年9月连续2 a进行田间试验,以传统畦灌为对照,开展膜下滴灌不同灌水定额对小麦复种西兰花生长状况、水肥利用效率及效益的影响研究。结果表明：膜下滴灌有利于提高小麦产量和水分利用效率,较传统畦灌处理分别平均提高12.6%和39.10%,但随灌水量增加,作物增产效应下降、耗水量增长率出现回落,膜下滴灌条件下,高水处理(3 225 m³·hm^-2)小麦获得最大产量,平均为5 468.57 kg·hm^-2,但与中水处理(2 700 m³·hm^-2)无显著差异（P＞0.05）;西兰花中水处理(1 920 m³·hm^-2)增产效应最大,较传统畦灌产量平均提高15.65%,水分利用效率和氮肥偏生产力平均增加40.03%和15.65%;膜下滴灌有利于补充土壤氮库,增加土壤肥力,较传统畦灌土壤中N肥消耗平均减小25.52%;当膜下滴灌定额为4 620 m³·hm^-2时,小麦-西兰花净产值较传统畦灌处理平均增收8513.77元·hm^-2,产投比较传统畦灌处理平均提高15.30%。     

深松对春玉米根系分布及氮素积累与利用的影响

2015—2016年以先玉335和郑单958为试验材料,设置深松+旋耕(S+R)和旋耕(R)2个处理,研究了深松对春玉米根系分布及氮素积累与利用的影响。结果表明:深松疏松了土壤,有利于根系的生长,促进根系下扎,深松措施下先玉335和郑单958完熟期总根干重较旋耕处理分别提高了7.35%和9.25%,其中20～40 cm土层分别提高了15.52%和24.07%,30 cm以下土层根条数和根幅明显增加。深松改善根系形态特征,增加了根系与氮素的接触机会,促进了春玉米对氮素的吸收和累积,使单位重量根系氮素吸收量明显提高,吐丝前S+R处理的先玉335和郑单958单位重量根系氮素吸收量较R处理分别提高了11.22%和12.03%,处理间差异达到了显著水平。S+R处理的氮素吸收效率先玉335和郑单958较R处理分别提高6.11～6.40 kg·kg^-1和7.17～7.51 kg·kg^-1,氮肥偏生产力分别提高了3.86～8.00 kg·kg^-1和5.40～9.86 kg·kg^-1,氮素积累量分别提高了33.73～...     

施氮量对滴灌高产春大豆根系生长及产量的影响

为揭示施氮量对滴灌高产春大豆根系生长及产量的影响规律,在田间滴灌条件下采用挖掘取样法研究了0 kg·hm~(-2)(N_0)、75 kg·hm~(-2)(N_(75))、150 kg·hm~(-2)(N_(150))、225 kg·hm~(-2)(N_(225))4种施氮量对新大豆27号0~80 cm土层根系干物质量、侧根长度、表面积、根系活性、伤流量、根瘤数、根瘤质量及产量的影响。结果表明:随着施氮量的增加,0~80 cm土层根系总干物质量、侧根总长度、侧根总表面积呈现先增后降的变化趋势,均以N_(150)处理最高,在R_5(始粒期)期分别较N_0增加27.3%、49.46%、38.14%,其中,0~20 cm土层分别较N_0增加27.0%、29.02%、34.24%;R_5期N_(150)单株伤流量较N_0增加176.0%,R_2(盛花期)期0~20、20~40 cm土层根系活力N_(150)分别较N_0增加44.3%、25.1%;R_5期N_(150)单位面积根瘤数及质量分别较N_0减少8.74%、34.6%;施氮可增加产量,以N_(150)产量最高,为4 889.62kg·hm~(-2),氮肥农学利用效率3.58 kg·kg~(-1)。施氮增加产量主要是促进0~20 cm土层根系生长,提高0~40 cm根系活力的结果。     

灌溉对粮饲兼用玉米根系分布及产量影响

通过大田试验,在灌溉量2700m3/hm2、3600m3/hm2、4500m3/hm2条件下,对粮饲兼用玉米根系分布特征及产量影响进行了研究。结果表明:1)3600m3/hm2的灌溉量在0～40cm土层的土壤含水率较充分灌溉显著提高4.78%～19.3%;2)各灌溉条件下,根系随生育进程不断向下发展,随灌溉量的减少,根系有向深层发展的趋势;3)3600m3/hm2的灌溉条件下,粮饲兼用玉米籽粒产量较充分灌溉显著提高11.3%;4)秸秆产量在充分灌溉条件下较高,尤其在抽雄至乳熟期达到最高。     

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...     

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...     

直插式根灌的土壤水分时空分布与节水效率

在塔里木河下游枣树生态经济林进行根灌试验,研究了直插式根灌条件下的土壤水分时空分布和节水效率。结果表明:(1)灌水过程中直插式根灌的土壤水分分布在0~100 cm土壤层,随灌溉时间增加,土壤含水量,0~20 cm土层呈波动变化,80~100 cm土层基本稳定,其余各土层呈S型增加;(2)不同时期1 m深土层平均土壤体积含水量最大值及达到最大值的时间,枣树生长初期为44.62%、7.5 h,花期为43.26%、12.5 h,幼果期为46.3%、15 h;(3)根灌过程中,各土层土壤含水量变异系数大小次序为80 cm20 cm40 cm60 cm100 cm;灌后土壤平均含水量,80、100 cm土层与其余各层之间差异显著,20、40、60 cm土层之间差异不显著,80 cm土层土壤含水量空间异质性最高;(4)三次试验后20 d内,0~100 cm土层的平均土壤体积含水量消退速率分别为0.21%·d~(-1)、0.19%·d~(-1)和0.17%·d~(-1),土壤体积含水量60 cm和100 cm土层消退速率稳定,40 cm土层呈先消退后增加的趋势,20 cm土层0~10 d迅速消退,80 cm土层11~20 d迅速消退;(5)直插式根灌的节水效率比地表滴灌高27.78%,水分利用效率分别比地表滴灌和漫灌高8.12%、52.46%。     

咸淡混合水喷灌对土壤水盐运移及小麦、玉米产量的影响

探究不同矿化度咸淡水混合喷灌对冬小麦、夏玉米生长及产量的影响,并通过监测土壤水盐分布状况来选择适宜矿化度的咸淡水灌溉方式。在河北低平原地区开展大田灌溉试验,研究了淡水畦灌、淡水喷灌、2 g·L^-1和3 g·L^-1咸水与淡水混合喷灌对小麦、玉米生长及土壤水盐运移的影响。结果表明：与淡水喷灌相比,连续两年灌溉后,小麦收获时2 g·L^-1和3 g·L^-1矿化度咸淡混合水喷灌处理的根层（0~40 cm）土体含盐量平均分别增加了17.8%和42.7%,0~100 cm土体含盐量平均分别增加了32.9%和74.3%,玉米收获时根层土体含盐量平均分别增加了40.3%和86.9%,0~100 cm土体含盐量平均分别增加了39.0%和88.9%,且3 g·L^-1矿化度咸淡混合水喷灌处理的盐分累积已超出小麦和玉米生长的盐分阈值。2 g·L^-1矿化度处理的冬小麦产量较淡水喷灌处理降低了9.8%~11.4%（差异不显著）,但3 g·L^-1矿化度处理比淡水喷灌处理的产量显著降低了25.0%~25.9%（P<0.05）;2 g·L^-1矿化度处理的夏玉米单株穗粒质量和产量较淡水喷灌处理分别降低了5.1%~10.4%和6.6%~10.5%（差异不显著）,3 g·L^-1矿化度比淡水喷灌处理的百粒重、单株穗粒质量和产量分别降低了18.6%~22.4%、18.2%~25.9%和14.7%~15.3%（P<0.05）,3 g·L^-1矿化度对冬小麦和夏玉米的产量构成因素影响显著。因此,咸淡混合水矿化度不大于2 g·L^-1的喷灌模式用于该地区冬小麦-夏玉米田间灌溉是可行的。     

滴灌条件下成龄核桃根系空间分布特征和模型研究

以阿克苏地区进行地表滴灌的成龄核桃树为研究对象,基于Hydrus 1D软件进行地表滴灌条件下的4种一维根系密度分布函数(实测根系数据模型、指数分布模型、线性分布模型和分段分布模型)进行土壤水分数值模拟研究。结果表明:根系行方向浅层(0～40 cm土层)、中层(50～80 cm土层)、深层(>90 cm)分布差异性极显著(P<0.01),株方向差异性显著(P<0.05)。滴灌条件下,核桃树根系分布主要位于浅层土壤区(0～40 cm),是根系主要吸水部位,占比65%～73%。指数分布模型、线性分布模型和分段分布模型精度均较高,误差在4%范围内;在根系数据缺失条件下,推荐使用线性分布函数和分段分布函数来模拟根系分布。     

不同灌溉方式对水稻根系生长的影响

采用根箱试验研究了间歇灌溉与淹灌两种灌溉方式对汕优10号根系生长的影响.结果表明,间歇灌溉处理具有更高的根系活力,较高的根系生物量和较深的根层分布,抽穗以后土表10 cm以下根系生物量比例高于淹灌处理.这可能是间歇灌溉条件下,稻株氮素吸收及利用率增强,后期干物质积累及产量提高的重要生理原因.