膜下滴灌旱作水稻水肥耦合模型及组合方案优化

为了研究膜下滴灌旱作水稻灌溉定额和施肥量对产量的影响。采用通用旋转组合设计试验方法,建立膜下滴灌旱作水稻水肥耦合模型。结果表明,在供试土壤膜下滴灌条件下,灌溉定额、氮、磷与水稻产量之间符合三元二次回归模型,其一次项、二次项及水氮交互项回归系数均达极显著水平,三因素的增产作用大小依次为:灌溉定额施氮量施磷量。采用此模型计算的预测产量与实际产量之间呈高度正相关(R2=0.981),并可由此计算得出目标产量灌溉定额及其施肥量。经模型寻优,得出不同目标产量下的水、氮、磷最佳组合方案,通过2 a验证试验,验证产量与水分生产效率与模型优化组合目标产量和水分生产效率相吻合,此最优组合方案可以为膜下滴灌旱作水稻节水节肥、水肥一体化技术和高效栽培技术提供科学依据和理论支持。     

水分管理与氮肥运筹对超级早稻“两优287”产量和氮素吸收的影响

采用间歇式灌溉与常规淹灌的水分管理模式,结合不同氮肥水平及施用方式的氮肥运筹模式,研究了超级早稻“两优287”产量和氮素吸收利用的差异,以期为双季早稻生产提供合理的水、氮管理模式.结果表明,间歇式灌溉的产量、生物产量和氮素积累总量以施氮量180 kg/hm2及基肥∶分蘖肥∶穗肥为5∶3∶2组合、施氮量225 kg/hm2及基肥∶分蘖肥∶穗肥为5∶5∶0组合的较高,常规淹灌以施氮量225 kg/hm2及基肥∶分蘖肥∶穗肥为5∶5∶0组合、施氮量225 kg/hm2及基肥∶分蘖肥∶穗肥为5∶3∶2组合的较高,而氮肥表观利用率以间歇式灌溉、施氮量180 kg/hm2及基肥∶分蘖肥∶穗肥为5∶5∶0组合的最高.采用间歇式灌溉可确保适宜的有效穗数,增加每穗粒数,提高结实率和千粒重;促进生育后期的生物量及氮素积累量;提高叶片的氮转运量及比例、氮转运贡献率和氮肥表观利用率,降低100kg籽粒需氮量.试验中不同组合模式以间歇式灌溉、施氮量180 kg/hm2及基肥∶分蘖肥∶穗肥为5∶3∶2组合更优,适合用于实际生产.     

基蘖肥氮不同比例对直播早稻群体动态、氮素吸收利用及产量形成的影响

以常规籼稻为供试材料,通过不同的基蘖肥用量处理研究了前中期氮(N)肥分配对直播早稻群体特征、N素吸收利用、产量形成以及经济效益的影响。结果表明:相同落谷量、总N量和穗肥N量下,基肥用量增加降低了出苗率和前期分蘖速度,最高分蘖数和有效穗数在N肥用量不足或过高时表现为随基肥用量的增加而降低,适宜施N量下则表现为先升后降的趋势;基肥用量增加降低了水稻生育后期功能叶的叶片含N量和叶面积指数,从而降低了水稻成熟期的植株N积累量以及穗部的N分配系数,N农学效率和N回收效率明显降低,N素转运率与基肥用量则存在着二次曲线关系;增加基肥用量使产量降低,净收益下降。本实验条件下,施N量为180 kg/hm2,基肥-蘖肥-穗肥的比例为35-40-25时,直播早稻的产量和经济收益最佳。     

分蘖期冷水胁迫下施氮量对寒地粳稻分蘖消长和产量形成的影响

以3个耐冷性不同的寒地粳稻品种东农428、龙稻7和松粳10为材料,设置7个施氮量水平,在分蘖期进行冷水处理,研究分蘖期冷水胁迫下施氮量对寒地粳稻分蘖消长和产量形成的影响。结果表明,冷水胁迫下寒地粳稻分蘖生长速度下降,最高分蘖数、有效分蘖率、有效穗数、每穗粒数、千粒重、结实率和产量均降低。随着氮肥用量的增加,分蘖生长速度加快,最高分蘖数增加,分蘖盛期推迟,有效分蘖率、千粒重、结实率下降。100 kg/hm2的氮肥用量下寒地粳稻的有效穗数、每穗粒数、产量及产量冷水反应指数最接近对照,最能够减轻低温冷害下寒地粳稻产量的损失。     

滴灌施肥对大棚西瓜生长、产量及品质的影响

该文从优质高产、高效和节水节肥的三重目标出发,通过大田试验,研究在西北旱区对大棚膜下滴灌施肥条件下不同生育时期水肥组合对西瓜生长、产量、灌溉水分利用效率和果实品质的影响,从而确定西瓜适宜滴灌施肥的水肥用量。试验设置3个灌溉量水平:450 m3/hm2(W1)、900 m3/hm2(W2)、1350 m3/hm2(W3),3个施肥水平:N 81.53 kg/hm2+P2O5 33.43 kg/hm2+K2O 101.09 kg/hm2(F1),N 163.05 kg/hm2+P2O5 66.85 kg/hm2+K2O202.18 kg/hm2(F2),N 244.58 kg/hm2+P2O5 100.28 kg/hm2+K2O 303.27 kg/hm2(F3),共9个处理。结果表明:在相同肥料处理条件下,提高灌水量有利于西瓜株高生长,但茎粗减小,发生徒长。F2W2处理能使西瓜叶片叶绿素含量在各个生育期保持较高水平。在西瓜苗期,增加水肥用量的F3W3处理提高了西瓜叶片净光合速率和蒸腾速率,但与F2W2处理差异不显著。坐果期后,F2W2处理的西瓜光合能力较强,获得了较高的产量和水分利用效率,较提高灌水量和施肥量的F3W3处理增产3.6%,灌溉水分利用效率(irrigation water use efficency,iWUE)提高35.73%。在果实品质方面,F2W2处理的西瓜中、边可溶性固形物、可溶性蛋白质和番茄红素等质量分数表现最好,F2W1处理的西瓜可溶性总糖质量分数最高,F3W2处理的西瓜总维生素C质量分数最高,但与F2W2处理差异不显著,且F2W2处理西瓜产生最佳的糖酸比,口感极佳。综合分析表明,F2W2处理的西瓜生长健壮,光合作用强,优质高产,且水分利用效率较高,是利于西北旱作膜下滴灌条件下西瓜生产中适宜的水肥组合。     

水肥耦合对番茄光合、产量及水分利用效率的影响

为研究大棚膜下滴灌灌溉上限与施肥量耦合对番茄光合、产量及水分利用效率的影响,以金鹏1号番茄为试材,按照二元二次正交旋转组合设计原理,建立了光合与产量指标的数学模型,分析了水肥两因子的耦合效应。试验结果表明,所建模型达到显著水平;水对光合的影响大于肥,对产量的影响小于肥,水肥对光合和产量的耦合分别存在显著的负效应和正效应;光合速率随灌溉上限的上升表现出明显的上升趋势,超过一定范围后开始下降;不论灌溉上限高低,光合速率均随施肥量的增加表现出先降低后升高的趋势,变化趋势缓慢;番茄的产量随灌溉上限和施肥定额的增加而显著增加,超过一定范围后产量逐渐降低。得出合理的灌溉施肥指标:灌溉下限为田间持水量的50%,灌溉上限为田间持水量的80%~82%,施肥N 313.75~439.75 kg/hm2、P2O5156.55~219.19 kg/hm2、K2O 313.75~439.75 kg/hm2。此时,番茄的产量达到124 t/hm2、水分利用效率达到43.2 kg/m3。     

氮肥运筹方式对杂交水稻干物质积累和产量的影响

以杂交中籼稻Ⅱ优2027和36优959为材料,在施氮量240 kg/hm2条件下,研究氮肥运筹方式对杂交水稻产量及构成因素和干物质积累的影响。结果表明,水稻产量、干物质积累随氮追肥用量的合理提高而增加,但后期施氮比例过高则不利于产量、干物质积累和形成良好的构成因素。氮肥运筹以4∶3∶3(基肥∶分蘖肥∶穗肥)较为合理,两个水稻品种产量最高,分别达8314.8 kg/hm2和9399.5 kg/hm2。干物质积累和根干重最高,生育后期干物质积累强度最大。     

灌水施肥对日光温室西瓜产量及构成因素的影响

在日光温室早春茬栽培条件下,以小型西瓜抗裂京欣为试材,探索不同水肥处理对产量及产量构成因素的影响。结果表明,滴灌比传统膜下沟灌可节水40%,滴灌灌水定额1 800 m3/hm2左右,施N 136.8 kg/hm2、P2O5 86.4 kg/hm2、K2O 1 908 kg/hm2时,水分利用效率高,西瓜折合产量51 729.0 kg/hm2。西瓜茎粗、根系干质量与产量之间的单相关系数均达显著水平,可作为评价小型西瓜高产的单个因素。     

前氮后移对水稻产量形成和田面水氮素动态变化的影响

通过田间小区试验,在施氮量180 kg/hm~2水平下,设置4个氮肥运筹比例,基肥∶分蘖肥∶穗肥的比例分别为10∶0∶0(T1),4∶3∶3(T2),2∶3∶5(T3),0∶3∶7(T4),研究氮肥后移对水稻产量形成和稻田田面水氮素动态变化的影响。结果表明:与氮肥全部作为基肥施用的处理相比,将前期氮肥的30%甚至50%后移到穗肥施用,对水稻产量没有明显影响,而氮肥后移70%至穗肥会使水稻产量显著下降。田面水中总氮(TN)和可溶性总氮(DTN)浓度在每次施肥后1天达到峰值,铵态氮(NH_4~+-N)浓度在基肥和分蘖肥后1天达到峰值,穗肥后3天达到峰值,随后逐渐降低至与不施氮肥处理相当。整个基肥期、分蘖肥后20天内和穗肥后9天内是防止稻田氮素流失的关键期。施尿素后,DTN是田面水氮素的主要部分,DTN以无机氮(IN)为主,而NH_4~+-N在IN中所占比例达64.0%以上。比较水稻生育过程中氮素流失风险期内的TN、DTN和NH_4~+-N三氮浓度,相比T1,T2的三氮浓度分别降低了2.9%,1.6%,3.1%,T3的三氮浓度分别降低了15.5%,14.7%,22.3%,T4的三氮浓度分别降低了16.1%,22.9%,34.1%,结合产量,确定基肥∶分蘖肥∶穗肥比例为2∶3∶5的氮肥后移措施能够在保证水稻产量不下降的同时,有效降低稻田氮素的流失风险。     

滴灌条件下不同覆盖材料对玉米产量效益及土壤水分的影响

为探明不同覆盖材料对滴灌水肥一体化条件下玉米产量和土壤水分分布的影响,以普通PE地膜和裸地为对照,分析全生物降解膜、加厚PE地膜、玉米秸秆等3种材料覆盖下对玉米产量和水分的影响。结果表明,玉米秸秆、加厚PE地膜和生物降解膜覆盖后玉米产量为13 114.5～13 708.5 kg/hm2,较普通PE地膜增产1.4%～6.0%;水分利用效率为24.17～25.11 kg/(mm·hm2),较普通PE地膜提高2.3%～3.8%。产值与效益均高于普通PE地膜,均以玉米秸秆处理最高,分别为38 383.8、24 283.8元/hm2;生物降解膜次之,分别为37 674.0、21 624.0元/hm2;加厚PE 地膜排第3,分别为36 720.6、21 570.6元/hm2。收获后覆盖处理土壤水分均呈典型的“双峰”曲线,上层含水量高于下层,对深层土壤水分影响较大。在降水量低、蒸发量高的沿黄灌区,覆膜的主要作用是减蒸保水,用可生物降解的环保型降解地膜、易回收型的加厚PE地膜或固炭培肥型的秸秆替代普通PE膜可行。     

塔里木盆地西北缘区密植核桃的滴灌水肥适宜用量

[目的]确定核桃主产区塔里木盆地西北缘区滴灌条件下核桃水肥适宜用量,实现核桃园水肥高效利用,为当地密植核桃滴灌水肥投入量提供指导。[方法]以9 a生密植新温"185"核桃树为研究对象,设置3个灌水量(W_1:375 mm; W_2:435 mm; W_3:495 mm)和3个施肥量(F_1:2 250 kg/hm~2; F_2:4 500 kg/hm~2; F_3:9 000 kg/hm~2。其中尿素:磷酸一铵1∶1.25),在新疆阿克苏红旗坡农场新疆农业大学林果实验基地开展滴灌核桃大田试验,研究滴灌条件下水肥耦合对核桃产量、品质及水肥利用效率的影响,建立了水肥投入量与产量及灌溉水利用效率的二元回归模型。[结果]灌水和施肥对核桃硬核期、油脂转化期和成熟期土壤硝态氮、核桃产量、品质和水肥利用率的影响均达显著水平(p0.05);水肥耦合效应对核桃产量和水肥利用率有显著性影响(p0.05);硬核期和油脂转化期为核桃的需肥关键期;F_3处理施肥量造成了土壤硝态氮的累积;W_2和W_3处理对滴灌核桃品质、产量和肥料偏生产力的影响无显著性差异,均与W_1差异显著;施肥处理对核桃出仁率、产量和水肥利用效率的影响均达显著水平。[结论]新疆环塔盆地滴灌密植核桃全生育期适宜的水肥投入范围分别为438～469 mm(包含冬春灌)和7 074～7 168 kg/hm~2,其中尿素3 144～3 186 kg/hm~2,磷酸一铵3 930～3 982 kg/hm~2。     

不同抗旱措施配施菌肥对河西绿洲土壤改良和制种玉米产量的影响

为探讨地膜覆盖和施用保水剂配施菌肥后河西绿洲土壤微生物数量、酶活性变化及制种玉米产量和水分利用效率的影响,在河西走廊绿洲灌区设置单地膜覆盖(AF)、单施保水剂(AW)、单施菌肥(AB)、保水剂配施菌肥(WB)、地膜覆盖配施菌肥(FB)、露地不施保水剂和菌肥(CK)6个处理,分析制种玉米播种前和收获后0—20,20—40...     

基于水肥耦合的滴灌西兰花光合-产量-品质试验及综合评价

研究膜下滴灌条件下，不同水肥组合对西兰花光合、产量、水肥利用效率及品质的影响，并建立西兰花产量—品质与水肥因素的回归模型及主成分综合评价体系，寻求西兰花最优的灌水量和施肥量组合，为西兰花高效节水灌溉提质增效提供技术依据。以西兰花为试验作物，采取膜下滴灌的灌溉方式，采用二因素三水平随机区组试验设计。灌水量设置3个水平，分别为1 740，2 175，2 610 m³/hm²，施肥量设置3个水平，分别为1 200，1 500，1 800 kg/hm²，共9个处理。结果表明：在生育期降水量为20.8 mm，灌水量为2 610 m³/hm²，施肥量为1 800 kg/hm²，西兰花的产量及品质最好，综合评价得分也最高，说明高水高肥处理下最有利于西兰花的生长，是适宜本地滴灌西兰花的灌溉施肥制度。     

滴灌频率和施氮量对温室西葫芦土壤水分、硝态氮分布及产量的影响

2016年和2017年在北方寒旱地区日光温室西葫芦栽培中,灌溉定额为269.87mm,设置2个滴灌频率(低频W1:7天1次,高频W2:2天1次)和2个氮素水平(适氮N1:375kg/hm~2,高氮N2:565kg/hm~2),研究不同处理对温室西葫芦土壤水分、硝态氮分布及西葫芦产量的影响。结果表明:(1)高频(W2)滴灌提高了0—40cm土层的土壤水分,减少了水分的深层下渗。(2)高氮(N2)施肥各土层硝态氮含量较高,适氮处理配合高频次滴灌根区0—40cm硝态氮含量维持在相对适宜水平,40—80cm土层硝态氮含量相对较低,提高滴灌频率可降低氮素向深层淋失的风险。(3)在适氮(N1)水平下,西葫芦产量对于滴灌频率敏感,而对于高氮(N2)水平,提高滴灌频率,产量增加不显著。(4)在定额滴灌量下,滴灌频率对西葫芦水分利用效率的影响大于施氮肥对西葫芦水分利用效率的影响。(5)W2N1处理更有利于西葫芦的生长和产量的提高,推荐北方寒旱地区日光温室西葫芦施氮量为375kg/hm~2,灌溉频率为2天1次。     

施氮水平对超高产杂交稻氮平衡指数及产量的影响

采用两个超高产籼粳杂交水稻甬优12、冬制14为材料,以常规粳稻秀水134为对照,设置田间小区试验,比较研究超高产杂交稻甬优12、冬制14氮平衡指数(NBI)及产量对不同施氮量(0、200、300、400 kg/hm2)的响应,评估超高产杂交水稻叶片NBI与叶片氮含量、地上部氮素累积、产量之间的关系。结果表明,在相同施氮量下,超高产杂交稻甬优12、冬制14的产量高于对照品种秀水134,产量优势主要体现在穗大粒多,在施氮量300 kg/hm2时产量最高,分别为13.48 t/hm2和11.51 t/hm2,而常规粳稻在施氮量200 kg/hm2时产量最高,为9.49 t/hm2。氮肥的施用提高了了甬优12、冬制14的叶绿素指数、NBI,降低了类黄酮指数,施肥量越高NBI提高的幅度越小。在齐穗期,超高产杂交稻的NBI显著高于对照品种。在水稻分蘖期和拔节期,甬优12、冬制14的NBI与叶片氮含量、地上部氮素累积、产量显著正相关,NBI可以用于超高产杂交水稻快速氮素营养诊断和产量预测。     

Influence of Unflooded Mulching Cultivation on Nitrogen Uptake and Utilization of Fertilizer Nitrogen by Rice

Abstract

Through unflooded mulching in field plots and ¹⁵nitrogen microplot tracer experiments, nitrogen (N) uptake of rice and N utilization have been studied compared with normal irrigation cultivation. The results showed that N uptake of unflooded rice and N derived from fertilizer (NDFF) of root, stem, and grain under mulching cultivation were lower than that under cultivation without mulching. However, the NDFF of rice under unflooded cultivation was higher than that under normal irrigation cultivation. The N utilization has been greatly enhanced under unflooded cultivation without mulching and unflooded plastic film cultivation with mulching as compared with normal irrigation. At the same time, there was no significant difference on the N uptake of unflooded rice among different ways of mulching cultivations. During the growth period of rice, no prominent differences were found in the soil residue, recovery, and N losses of fertilizer except the N uptake of rice between unflooded mulching and normal irrigation. The yield of rice under film mulching and straw mulching cultivation was higher than that of cultivation without mulching in the condition of unflooded cultivation, whereas the yield of rice under irrigation cultivation was higher than that under unflooded cultivation.     

灌溉模式和有机肥配施对水稻产量、光合特性和氮肥利用率的影响

针对湘北地区农业水资源日益紧缺和水稻生产上滥施化学氮肥的现状,为了节约淡水资源、降低化肥用量、实现水肥协同和资源高效利用,设置2种灌溉方式(W₁：全生育期淹水灌溉;W₂：全生育期湿润灌溉)和4个施氮水平(N₀：不施氮肥;N₁：施N量150 kg/hm²,肥料为尿素氮100%;N₂：施N量150 kg/hm²,肥料为尿素氮80%+有机氮(菜枯)20%;N₃：施N量150 kg/hm²,肥料为尿素氮60%+有机氮(菜枯)40%),分析水稻产量、光合特性、氮素代谢和氮肥利用率对灌溉模式和有机肥配施的响应规律。结果表明：与W₁相比,W₂显著增加水稻产量、氮肥利用率、净光合速率、蒸腾速率、气孔导度等;在不同施氮处理下,增加有机肥比例能显著提高产量,N₃、N₂、N₁分别比N₀     

秸秆全量还田下磷钾配施对晚粳稻产量及品质的影响

作物秸秆含有丰富的磷、钾等营养元素，但秸秆还田下晚粳稻最佳磷钾配施目前尚不明确。采用磷钾两因素完全随机试验设计，设磷（P₂O₅）0，63.75，127.50，191.25 kg/hm²（记P0、P1、P2、P3）和钾（K₂O）0，102，204，306 kg/hm²（记K0、K1、K2、K3）各4个水平。在水稻成熟期取样测定产量、品质及精米氮素累积量。结果表明：磷肥和钾肥均显著提高了晚粳稻产量、干物质量和收获指数，且二者具有显著互作效应；磷钾合理配施可协同促进晚粳稻产量，当磷、钾肥用量分别62.45 kg/hm²和206.08 kg/hm²时实现较高产。同时，适宜磷钾配施也显著协同提高精米氮素累积量。磷钾合理配施能够提高稻米出糙率、精米率、整精米率及胶稠度，但增加了垩白粒率、垩白度、直链淀粉及粗蛋白含量。除峰值黏度、热浆黏度及冷胶黏度在钾肥用量上存在显著性差异外，各RVA谱特征值在钾肥、磷肥及二者互作上均无显著性差异；其中增施钾肥峰值黏度、热浆黏度及冷胶黏度均先增后降。南方晚粳稻实际生产中应重视优化磷钾配施比例，在土壤地力中上等及秸秆全量还田条件下，采用P1K2的施肥方案可充分发挥磷钾的协同促进效应，同步实现晚粳稻高产、高效并兼顾优质生产。     

秸秆还田地不同水氮条件对水稻产量及土壤肥力的影响

[目的]研究秸秆还田地不同水氮管理对水稻产量、土壤养分以及土壤酶活性的影响,为发展优质、高效生态农业提供理论支持。[方法]通过田间小区试验,设计了3种灌溉方式共9个处理,并设置3个麦秆不还田处理为对照。[结果]施氮量为225kg/hm2时,浅湿调控灌溉模式有利于控制水稻茎蘖量,降低水稻株高,形成合理的群体结构;不同水氮管理对水稻产量构成因素中的每穗总粒数、结实率无显著影响,水稻有效穗数受灌溉措施及施氮量的影响较大,浅湿调控灌溉可以显著提高水稻有效穗数和千粒重,从而提高水稻产量;施氮量为225kg/hm2时,浅湿调控灌溉可以有效提高土壤有机质、全氮、有效磷、有效钾的含量。秸秆还田可以显著提高土壤蔗糖酶活性,降低土壤脲酶活性,而对土壤过氧化氢酶活性无显著影响。秸秆还田地施氮量为225kg/hm2时,浅湿调控灌溉对土壤蔗糖酶活性的提高最为显著,而不同水氮条件对土壤脲酶活性的影响并不显著。[结论]在秸秆还田地,当施氮量为225kg/hm2时,浅湿调控灌溉可以有效提高水稻产量及土壤肥力。     

控释氮肥全量基施对宁夏引黄灌区水稻氮素利用效率和淋失的影响

利用田间小区试验研究了控释氮肥全量基施对宁夏水稻产量、氮素利用效率和淋洗损失的影响,为控释氮肥全量基施技术在宁夏引黄灌区应用提供技术依据。以"宁粳50号"水稻品种为研究对象,以不施氮肥(CK)为对照,参考农民常规施肥(FP)施氮量,设置了4个控释氮肥减量施用处理:控释氮肥135 kg/hm~2(C-135)、控释氮肥180 kg/hm~2(C-180)、控释氮肥225 kghm~2(C-225)和控释氮肥270 kg/hm~2(C-270)。对水稻产量、氮素吸收和利用效率、水稻生育期不同深度淋溶水浓度和淋失量进行测定和分析。结果表明:C-180处理和C-225处理在氮肥用量分别降低了25%和40%的条件下,水稻籽粒产量没有降低,原因在于提高了水稻的有效穗数和穗粒数。与FP比较,控释氮肥施氮量控制在270 kg/hm~2以下时,控释氮肥全量施用各处理氮肥利用率显著提高,C-135、C-180、C-225处理氮肥利用率分别比FP处理提高了10.22,11.10,12.75个百分点。控释氮肥各处理水稻生育期内田面水和不同土体深度淋溶水中的TN浓度均低于FP处理,且延迟了田面水中TN浓度峰值出现的时间,减少了因稻田排水和径流导致的氮素损失。FP处理全生育期氮素淋洗损失总量为24.57 kg/hm~2,控释氮肥各处理素淋洗损失总量在11.54～17.35 kg/hm~2,其中C-180,C-225处理总氮淋失量分别比常规施肥降低了46.17%和49.40%。综合考虑水稻产量和氮素损失因素,宁夏水稻控释氮肥全量基施适宜施氮量在180～225 kg/hm~2。