浅埋滴灌水氮运筹对春玉米产量及水分利用效率的影响

采用二因素二次饱和D-最优设计,于2016-2017年在辽西半干旱区移动遮雨棚内进行了水氮精量控制试验,设灌溉量和施氮量2个因素,灌溉量分别设145.4、271.7、348.2、436.2 mm 4个水平,施氮量分别设0、84.6、136.1、195.0 kg·hm^-2 4个水平,共6个处理。试验分析了水氮交互作用对春玉米产量和水分利用效率的影响,建立了产量回归模型。研究结果表明：浅埋滴灌条件下,灌溉量在145.4~350.5 mm时,春玉米产量随灌溉量的增加而增高至11 005.60 kg·hm^-2;灌溉量在350.5~436.2 mm时,产量随灌溉量的增加而降低至10 730.09 kg·hm^-2;施氮量在0~146.9 kg·hm^-2时,产量随施氮量的增加而增高至10 983.19 kg·hm^-2,施氮量在146.9~195.0 kg·hm^-2时,产量随施氮量的增加而降低至10 862.39 kg·hm^-2。灌溉量因素的影响大于施氮量,水氮之间有明显的正向交互效应,当灌溉量为373.1 mm,施氮量为165.6 kg·hm^-2时产量最高。作物耗水量在拔节-抽雄期和灌浆-收获期较大,分别为115.64、127.50 mm;水分利用效率随灌溉量的增加呈逐渐降低趋势,降低幅度达到52.21%,随着施氮量的增加则呈先升高后降低趋势,增幅为14.73%~20.08%;其中处理6（灌溉量348.2 mm,施氮量195.0 kg·hm^-2)最利于水分利用效率的提高。综合产量和水分利用效率两方面的因素,初步建立了春玉米浅埋滴灌水氮施用优化模式,参数组合为灌溉量348.2 mm、施氮量165.6 kg·hm^-2。     

北疆滴灌玉米施氮量估算及减氮增铵效应

根据产量与施氮量函数模型计算滴灌玉米施氮量,并通过减氮增铵改善滴灌玉米氮素营养,探索滴灌水氮一体化下优化施氮策略。2013—2014年两年田间试验表明:玉米产量、干物质量及氮素吸收量均随施氮量的增加显著升高,当施氮量大于435 kg·hm-2时,则呈下降趋势,表现为N435N540N330N225N0;减氮增铵处理的上述指标表现为N375+CPN37575%N375+CPN0,当施氮量在330~435 kg·hm-2时,不同处理的玉米氮素吸收量与氮素收获指数差异均不显著,说明在此范围内减氮增铵对玉米干物质积累、玉米氮素营养及产量无负面影响;根据产量与施氮量间函数关系可得天山北坡滴灌玉米经济最佳产量17 049 kg·hm-2下的施氮量为402.5kg·hm-2;施氮和增铵处理可显著增加玉米穗粒数、单穗重;氮肥偏生产力和氮肥利用率均随施氮量增加而下降,氮肥利用率表现为N225(46.6%)N330(45.8%)N435(43.6%)N540(34.6%);滴灌玉米氮肥偏生产力和氮肥利用率均以75%N375+CP处理最高,分别比施氮量在330~435 kg·hm-2之间其他处理的平均值增加了31.4%、27.9%和5.8%、6.4%,说明减氮增铵可显著提高滴灌玉米氮素养分利用效率;天山北坡滴灌玉米优化施氮量为402.5kg·hm-2,通过施用硝化抑制剂与尿素水氮一体化分次施入可实现减氮93.8 kg·hm-2,并显著提高氮肥利用率。     

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。     

地下水埋深和施氮量对夏玉米灌浆特性及水氮利用效率的影响

为揭示不同地下水埋深和施氮量对夏玉米灌浆过程和水氮利用效率影响,以夏玉米‘怀玉208’为试验材料,基于大型地中渗透仪,采用随机区组的试验方法,研究了地下水埋深（GW,2、3、4 m）和施氮量（N,300、240 kg·hm^-2）对夏玉米籽粒灌浆过程和水氮利用效率的影响。结果表明：（1）各处理玉米百粒质量随花后天数呈“S”型曲线变化趋势。施氮量和地下水埋深均极显著影响玉米收获时的百粒质量,但二者交互作用不显著;地下水埋深相同时,施氮量为300 kg·hm^-2玉米的百粒质量均显著高于施氮量为240 kg·hm^-2玉米的百粒质量。（2）灌浆期各处理玉米籽粒灌浆速率均呈“抛物线”型变化趋势。Logistic方程能很好地拟合各处理玉米籽粒灌浆过程。收获期玉米籽粒百粒质量与最大灌浆速率时的籽粒质量、玉米平均灌浆速率极显著正相关。地下水埋深和施氮量对玉米灌浆参数的影响具有显著交互作用。（3）施氮量和地下水埋深极显著影响玉米产量,其中N300GW4处理玉米产量最高,N240GW3处理的产量最低。玉米产量与穗长、穗粗、百粒质量、穗行数、行粒数、穗粒数极显著正相关。（4）施氮量、地下水埋深及二者交互作用均极显著影响玉米氮肥偏生产力;施氮量极显著影响玉米水分利用效率,地下水埋深及二者交互作用对玉米水分利用效率影响不显著。N240GW4处理玉米氮肥利用效率及水分利用效率均最高。综上可知,地下水埋深和施氮量对玉米水氮利用效率及灌浆过程交互作用显著,N240GW4处理是本研究推荐的农业绿色高产生产模式。     

种植密度与施氮量对旱地地膜玉米产量、水分利用效率和品质的影响

试验以旱地地膜玉米'先玉335'为材料,采用二因素随机区组设计,种植密度设3个水平,分别为:4.5×104株·hm-2(低密度:D4.5)、6.0×104株·hm-2(中密度:D6.0)和7.5×104株·hm-2(高密度:D7.5);施氮量(缓释氮肥)设4个水平:0 kg·hm-2(N0)、150 kg·hm-2(N...     

不同灌水和施氮水平对河西春玉米水氮利用效率和经济效益的影响

通过田间试验,研究了不同灌溉水平(95%θ_f(土壤田间持水量)、80%θ_f和65%θ_f,依次记为FI、DI1和DI2)和施氮量(0、70、140 kg·hm^-2和210 kg·hm^-2,依次记为N0、N70、N140和N210)对春玉米的产量、水氮利用效率和经济效益等的影响。结果表明:灌水和施氮均可使春玉米产量增加,在FI和DI2灌溉条件下,春玉米产量随施氮量的增加而显著增加,N210处理的籽粒产量比N0处理分别高21.8%和18.8%;但在DI1灌溉条件下,N140和N210处理下的春玉米产量间无显著差异,DI1灌溉水平比FI和DI2平均增产5.5%和8.3%。增施氮肥可提高春玉米水分利用效率,但施氮量超过70 kg·hm^-2水分利用效率显著降低;相同灌溉水平下,氮肥偏生产力随施氮量的增加而显著降低,N70、N140和N210处理的氮肥偏生产力均值分别为262.59、141.52 kg·kg^-1和97.31 kg·kg^-1...     

水氮互作对川中丘陵区玉米水肥利用效率和产量形成的影响

为研究不同水氮配置对玉米肥水利用率和产量形成的影响,试验以不施氮、不滴灌为对照（CK）,设减氮25%（180 kg·hm^-2,N180）和正常氮（240 kg·hm^-2,N240）2个氮肥量,4个滴灌水平（B0：0 m³·hm^-2;B1：375 m³·hm^-2;B2：750 m³·hm^-2;B3：1125 m³·hm^-2）,共9个处理。结果表明,玉米吐丝期叶面积指数、干物质积累量及氮素积累量均随施氮量和滴灌量增加而增长,且存在互作效应。滴灌促进氮肥的吸收利用,减氮条件下B3处理较B0处理氮肥农学利用率、氮肥偏生产力、氮肥表观利用率分别提高9.55%、22.25%、118.69%;正常氮条件下滴灌量超过750 m³·hm^-2有抑制氮肥吸收利用的趋势。施氮提高水分利用效率,减氮和正常氮处理较CK处理生物量水分利用效率分别提高14.47%和31.83%,减氮和正常氮处理间籽粒水分利用效率差异不显著。减氮条件下玉米的产量随滴灌量增加而增加,B3处理较B0、B1、B2处理分别增加5.84%、1.33%、0.46%,而正常氮条件下则先增后减,减氮25%条件下滴灌量750~1 125 m³·hm^-2处理的产量可达到正常氮不滴灌水平。减氮配以适当灌溉促进玉米生长,增加干物质积累和氮素吸收利用,从而提高玉米产量,是氮肥减施增效和抗旱高产的有效技术措施。本试验条件下的最优水氮配置为纯氮180 kg·hm^-2+滴灌750~1 125 m³·hm^-2。     

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。     

滴灌减氮对四川盆地玉米吐丝后叶片衰老和物质积累的影响

为研究滴灌减氮对玉米吐丝后叶片衰老特性、碳氮代谢及物质积累的影响,设置正常施氮(240 kg·hm^-2,N₂₄₀)和减氮25%(180 kg·hm^-2,N₁₈₀)2个氮肥量和4个滴灌水平(0 m³·hm^-2,B₀;375 m³·hm^-2,B₁;750 m³·hm^-2,B₂;1 125 m³·hm^-2,B₃),并以不施氮且不滴灌为对照组(CK),分析比较了不同氮肥水平下滴灌对玉米吐丝后穗位叶叶绿素含量、保护酶(超氧化物歧化酶,SOD;过氧化物酶,POD;过氧化氢酶,CAT)和碳氮代谢酶(蔗糖合成酶,SS;谷氨酰胺合成酶,GS)活性及物质积累的影响。结果表明：玉米吐丝后穗位叶叶绿素含量、保护酶和碳氮代谢酶活性以及吐丝后物质积累量均随施氮量和滴灌...     

磁氮耦合对膜下滴灌加工番茄产量及水肥利用效率的影响

为探究适合膜下滴灌加工番茄的磁化水施肥制度,本研究以产量和水肥利用效率为目标,设置4个磁化水强度0 Gs(M0)、2000 Gs(M1)、3000 Gs(M2)、4000 Gs(M3)和3个施氮量水平200 kg N·hm^-2(N1)、250 kg N·hm^-2(N2)和300 kg N·hm^-2(N3),采用裂区试验设计,进行田间试验。通过监测加工番茄生育期内的土壤含水率、株高、茎粗及地上部生物量,并结合最终产量指标,探究各磁氮组合对加工番茄水肥利用效率的影响。结果表明：磁化水滴灌显著提高了加工番茄的土壤含水率,增加了土壤储水量,磁氮耦合显著提升了20～40 cm土层土壤含水率。磁化水强度在2270～3678 Gs,施氮量220～230 kg·hm^-2时,可促进加工番茄生长,磁化强度大于4000 Gs且施氮量超过250 kg·hm^-2时,不能进一步提高加工番茄的生长。随磁化强度的增加,加工番茄产量及水肥利用效率呈先增后减的变化,施氮量的增加,会提高产量和水分利用效率,但会降低...     

施氮量及追氮时期对滴灌夏玉米干物质积累及氮素利用的影响

选用夏玉米杂交种‘郑单958’为试验材料,以施氮量N1(180 kg·hm^-2)、N2(210 kg·hm^-2)为主因素,追氮时期S1(拔节期+大喇叭口期)、S2(拔节期+开花期)、S3(拔节期+大喇叭口期+开花期)为副因素,以传统畦灌条件下(施氮量240 kg·hm^-2)拔节期一次性追肥处理(CK1)和拔节期+大喇叭口期追肥处理(CK2)作为对照,研究滴灌水肥一体化条件下施氮量和追氮时期对夏玉米干物质积累、产量形成及植株氮素转运与积累的影响。结果表明：与CK1相比N1S3、N2S3处理2020年成熟期地上部干物质积累量分别提高6.91%和8.30%,2021年分别提高2.28%和3.90%;2020年氮肥农学利用效率和氮肥偏生产力分别提高84.59%、61.43%,55.44%、34.60%,2021年分别提高90.82%、64.38%,50.69%、29.40%;2020年0～20 cm土层硝态氮残留量分别提高15.63、16.45 kg·hm^-2,2021年分别提高5.19、5.64 kg·h...     

水肥一体膜下滴灌对玉米产量与氮素利用的影响

为探讨水肥一体滴灌对玉米产量与氮素利用的影响,以玉米杂交种‘桂单688’为材料,列区设计,设4个灌水量(A1,A2,A3,A4)和4个施肥水平(B1,B2,B3,B4)进行田间试验。结果表明,灌水量由A4(1237.5 m3·hm-2)提高到A1(2 250 m3·hm-2)时,玉米产量由7 682.2 kg·hm-2提高到8 640.7 kg·hm-2,A1灌水量(2 250m3·hm-2)与B2施肥水平(纯N 191.25 kg·hm-2、P2O576.5 kg·hm-2和K2O 153.0 kg·hm-2)组合可获玉米产量9016.9 kg·hm-2,是最优水、肥配合选择。随着灌水量由A4提高到A1,玉米籽粒蛋白质由9.01%提高到9.92%;同一灌水量下,玉米籽粒蛋白质含量B1B2B3B4;随灌水量增加,氮素利用率、氮素农学效率、氮素生理效率均有所增加,随施氮量增加氮素利用率、氮素农学效率、氮素生理效率均有所降低,同一施肥水平随密度增加氮吸收利用率、氮农学效率、氮生理效率均有所提高。合理的水肥协同优化组合可以提高水分、养分利用效率,是提高产量的关键。     

灌溉频率对滴灌小麦土壤水分分布及水分利用效率的影响

通过田间试验,研究了不同灌水频率对滴灌小麦农田土壤水分分布及小麦水分利用效率的影响。结果表明:从整个生育期来看,在灌水量375 mm条件下,高频灌溉(每4天1次)处理0～40 cm土层含水率和土壤贮水量较高,而深层（40～100 cm）土壤较低;低频灌溉(每10天1次)处理有利于水分的下渗和侧渗,深层土壤含水率和土壤贮水量较高,但水分补给不及时,表层土壤含水率和贮水量偏低;总体上中频灌溉(每7天1次)处理有利于水分在土壤剖面中的均匀分配,有利于作物生长。中频灌溉产量和水分利用效率都最高,分别比高频灌溉和低频灌溉产量增加7.6%和13.5%,水分利用效率增加2.6%和9.9%。在当地自然气候条件下,滴灌小麦采用375 mm灌溉量和每7 d 1次的灌溉频率是较适宜的灌溉模式。     

滴灌长绒棉水氮定量耦合效应研究

本研究目的在于在滴灌长绒棉生育期灌水量及施氮量一定条件下,调节不同时期的水氮配比,进一步优化水氮管理,提高产量,为农业生产提供理论指导。试验方法：在长绒棉主产地阿瓦提县,选用新海24号,设9个不同水、氮配比处理,研究生育期生理指标及产量的变化。试验结果：（1）不同时期灌水量变化对长绒棉生育进程的影响大于施氮量变化;（2）不同水氮配比对长绒棉生育前期（7月5日前）及后期（8月1日后）单株叶面积影响较大;叶片净光合速率（Pn）在出苗后45 d左右均达最高值,在出苗后60～75 d迅速下降,Pn最大值第二次出现的时间及下降速率差异较大,9个处理中,以7月5日前灌水130 m3·666．7m-2,追氮10．44 kg·666．7m-2;7月6日至7月31日灌水78 m3·666．7m-2,追氮17．4 kg·666．7m-2;8月1日后灌水52 m3·666．7m-2,追氮6．96 kg·666．7m-2的水氮配比（N3W1）Pn二次峰值出现时间最早,在出苗后75 d,为22．7μmol·m-2·s-1,且持续时间长,下降缓慢;（3）通过对8月21日的单株成铃数分析表明：N3W1处理单株成铃最多,为15．8个·株-1,脱落率最低,仅为41．5％。结论：在滴灌长棉生育期所需纯氮20 kg,灌水约260 m3·666．7m2条件下,以7月5日前灌水130 m3·666．7m-2,追氮10．44 kg·666．7m-2;7月6日至7月31日灌水78 m3·666．7m-2,追氮17．4 kg·666．7m-2;8月1日后灌水52 m3·666．7 m-2,追氮6．96 kg·666．7m-2的水、氮配比方式最利于长绒棉经济产量的形成。     

膜下滴灌水肥调控对玉米生长和水肥利用的影响

针对汾河灌区农业生产中施肥量大,水肥利用效率低的问题,通过研究滴灌条件下不同水肥供应对春玉米生长、干物质累积、分配、转运和产量及水肥利用的影响,为合理的水肥调控措施提供参考。在山西省水利水电科学研究院节水高效示范基地进行大田滴灌试验,设置3个灌水水平,即W_1:60%ETc、W_2:80%ETc、W_3:100%ETc(ETc为作物蒸发蒸腾量); 3个施肥水平(N-P_2O_5-K_2O),即F_1:100-50-50 kg·hm~(-2)、F2:170-75-75 kg·hm~(-2)、F_3:240-100-100 kg·hm~(-2)。结果表明:除产量构成要素外,施肥单因素对其它各指标影响有统计学意义,株高、叶面积指数、干物质累积和产量均随灌水和施肥量的增加而增加,水肥交互作用对产量和灌溉水利用效率影响不显著;高水(W3)处理比低水(W1)处理籽粒分配比例高4%,高肥(F_3)处理比低肥(F1)处理籽粒分配比例高4.64%; W_3F_3处理产量最大为12 474.34 kg·hm~(-2),比W_1F_1处理增产38.36%,W_2F_2处理比W_3F_3处理减产5.2%,但节水528 m~3·hm~(-2),节肥120 kg·hm~(-2)。灌溉水利用效率随灌水量增加而降低,随施肥量增加而升高,肥料偏生产力随灌水量增加而增加,随施肥量增加而降低; W_2F_2处理产量灌溉水利用效率为5.61 kg·m~(-3),比W_3F_3处理高18.9%,产量偏肥料生产力为37.05 kg·kg~(-1),比W_3F_3处理高30.7%。综合高产、高效和节水、节肥等因素,灌水量为80%ETc,施肥量NP_2O_5-K_2O 170-75-75 kg·hm~(-2)为最优灌溉施肥模式。