极端干旱区水肥耦合对滴灌葡萄产量和品质的影响研究

为建立极端干旱区滴灌葡萄生理-产量-品质效应的耦合评价模型,本试验设置新梢生长期、花期、浆果生长期、浆果成熟期4个生育期调亏灌溉和1个充分灌溉(分别记为W1、W2、W3、W4、CK),并与N:P₂O₅:K₂O=1:1:1、2:2:3、2:1:2(分别记为F1、F2、F3)3个施肥配比进行完全组合设计,对葡萄生理、产量和品质指标进行分析,然后采用隶属函数和聚类分析法择优水肥处理。结果表明,水肥处理对滴灌葡萄不同生育期叶片的相对含水率影响显著,W1F2可以在果实生长的主要时期保持较高水平;水肥使用不当会严重降低葡萄产量和品质,CKF2的产量最高,为28 003 kg·hm^-2,W4F2与之无显著差异,而W3F3较其降低34.29%;W4F2的还原性糖、可溶性固形物和维生素C含量最高,W3F3的可滴定酸含量最高。相关性分析表明,滴灌葡萄生理、产量和品质指标间均呈显著性相关关系。经隶属函数和聚类分析法结合得出,15个水肥处理可分为5个等级,其中2个最优水肥处理分别为在新梢生长期和浆果成熟期进行调亏灌溉,并采用N-P₂O₅-K₂O=235.7 kg·hm^-2-235.7 kg·hm^-2-353.6 kg·hm^-2的施肥配比。本研究为极端干旱区滴灌葡萄水肥效应耦合评价提供了理论指导。     

滴灌水肥一体化对温室葡萄生理特性及水肥利用效率的影响

为探究中国东北地区日光温室种植条件下滴灌水肥一体化对葡萄生长、产量和水肥利用效率的影响,以3年生的"醉金香"葡萄为供试材料,2017－2019年在日光节能温室中开展了水肥一体化试验。试验设置3个灌水水平（W1～W3）：W1～W3灌水控制下限分别为田间持水率的50%、60%、70%,灌水上限统一为田间持水率的90%,设置3个施肥水平：低肥F1（60%CK）、中肥F2（75%CK）、高肥F3（90%CK）和对照（CK,灌水控制上下限为田间持水率的80%～90%、施肥量为N-P2O5-K2O为260-119-485 kg/hm2）,共计10个处理。结果表明：1）果实膨大期是水肥一体化对新梢生长调控最为主要的时期,其与开花坐果期也是利用水肥对葡萄叶面积指数进行调控最关键的时期。对于生长指标而言,W3F1、W2F3、W2F2等处理均为相对于CK的正向处理,即优于该处理或与该处理无显著性差异（P>0.05）。2）W3F2、W3F1、W2F3、W3F3等处理的叶片净光合速率和蒸腾速率均是相对于CK的正向处理。瞬时水分利用效率变化范围在1.60～3.74 μmol/(mmol)之间,W2F2、W3F1、W3F3均为相对于CK的正向处理。3）灌水和水肥交互作用对产量的影响达到极显著水平（P<0.01）。W3F2、W3F1、W3F3、W2F3处理为相对CK的产量正向处理,过高的灌溉、施肥水平会导致葡萄水分利用效率和肥料偏生产力的显著降低。W1F2、W3F1处理下,水分利用效率和肥料偏生产力分别达到最大值。综合考虑,W2F3处理可在保证肥料偏生产力未产生下降的同时,生理指标、产量、水分利用效率达到与最优水平无显著性差异,推荐作为该研究最优处理,即灌水控制上下限为田间持水率的60%和90%,施肥量为CK的90%,可在节水21.19%～23.27%,节肥7.52%的基础上,实现稳产型温室葡萄生产。研究为温室葡萄,特别是中国东北冷寒区温室葡萄水肥一体化下最优灌溉施肥模式提供参考。     

滴灌水肥调控对苹果-大豆间作系统光合特性和水分利用的影响

为探究适于晋西黄土区果农间作系统滴灌水肥一体化管理制度,以典型的苹果-大豆间作系统为研究对象,设置灌水和施肥两因素,分析不同水肥调控措施对土壤含水量分布、苹果和大豆光合生理特征、大豆生长和产量以及间作系统水分利用等指标的影响。试验在大豆4个关键需水期进行灌水,肥料随灌溉水施入,每次设置不同灌水上限和施肥水平,4个灌水量上限水平分别为:田间持水量(Fc)的60%(W1),70%(W2),80%(W3)和90%(W4),3个施氮水平:纯N 59.40 kg/hm^2(F1),92.00 kg/hm^2(F2),124.32 kg/hm^2(F3),对照处理(CK)整个生育期不灌水不施肥,仅在播种前施入基肥。结果表明:各水肥处理土壤含水量在水平和垂直方向上具有显著差异,灌水量对土壤含水量的影响程度高于施肥量和水肥交互作用。苹果和大豆的净光合速率(Pn)和蒸腾速率(Tr)的日变化特征相似,均为单峰型曲线,最大值均为W3F2处理。各处理大豆株高、茎粗和叶面积指数(LAI)分别较对照组提高了1.3%~32.3%,2.8%~33.9%和3.4%~125.9%,其中最大值均出现在W3F2处理,该处理大豆产量和间作系统水分利用效率(WUE)也最优,较其他处理分别提高了10.9%~99.3%和8.0%~70.0%。在播种至出苗期、幼苗期至分枝期、开花结荚期和鼓粒期可以设置80%Fc的灌水上限,同时在大豆幼苗期至分枝期、结荚期和鼓粒期分别施加92.00 kg/hm^2的氮肥,该水肥管理方式使苹果—大豆间作系统获得较高的作物产量及水分利用效率,可为该地区间作系统滴灌水肥一体化管理提供参考。     

膜下滴灌水肥耦合促进番茄养分吸收及生长

研究膜下滴灌不同水肥调控措施对日光温室番茄生长、产量、养分吸收利用的影响,为温室番茄水肥科学管理提供依据。设灌水(W)和施肥(F:N-P2O5-K2O)2因素,以常规沟灌施肥(W1:100%ET0,F1:240-120-150kg/hm2,ET0为参考作物蒸发蒸腾量)为对照(Control,CK),3个滴灌水量(W1:100%ET0、W2:75%ET0、W3:50%ET0)和3个施肥水平(F1:240-120-150 kg/hm2、F2:180-90-112.5 kg/hm2、F3:120-60-75 kg/hm2)。结果表明,滴灌施肥(W1F1)比CK处理的干物质量、产量和肥料偏生产力(PFP,partial factor productivity of fertilizer)分别增加60.0%、46.9%和47.0%,氮、磷和钾吸收量是CK的1.82~2.41、1.56~2.03和1.36~1.90倍。滴灌施肥下,W1F2干物质量最大(9 258.3 kg/hm2),W1和W2较W3增产19.0%和6.5%,F1和F2较F3增产18.3%和12.9%。生育期内,植株氮、磷和钾吸收量均随灌水量和施肥量的增加而增大(第二果膨大期,F2处理磷和钾吸收量最大除外),灌水量越大,养分利用效率(NUE,nutrient use efficiency)越小,吸收效率(UPE,nutrient uptake efficiency)和PFP越大,施肥量越大,NUE、UPE及PFP均减小。综合分析,滴灌施肥增产效果明显,W1F2(100%ET0,N-P2O5-K2O为180-90-112.5 kg/hm2)处理干物质量最大,有较大的增产潜力,UPE和PFP较高,是适宜的灌水施肥组合。     

南疆沙区成龄红枣水肥一体化滴灌的水肥适宜用量

为了研究南疆沙区漫灌改滴灌水肥管理对红枣产量及品质的影响,该文运用二元回归分析及归一化方法,以当地9 a成龄枣树为对象,寻求同时满足高效高产的水肥灌溉制度。以常规漫灌(CK:1 100 mm、900 kg/hm~2)为对照,设灌水和施肥(N∶P_2O_5∶K_2O=2∶1∶1.5)双因素进行小区试验,3个滴灌灌水量(W1:45%CK,W2:65%CK,W3:85%CK,100%)和3个施肥水平(F1:45%CK,F2:65%CK,F3:85%CK)。结果表明:灌水对红枣花期、膨大期土壤养分(全N、速效P、速效K)和灌溉水利用效率(iWUE)达到显著性水平(P0.05),施肥对红枣花期、膨大期土壤养分、肥料偏生产力(PFP)达到显著性水平(P0.05),水肥耦合效应对全生育期土壤养分、产量及品质指标均达到显著水平(P0.05);滴灌条件下W2F3处理产量最高,与CK无显著性差异(P0.05),iWUE、PFP分别在W1F3、W3F1处理最高,总糖、维生素C、总酸分别在W3F1、W3F3、W3F1处理最高,与W2F3无显著性差异(P0.05),对于净收益而言,W3F2与CK具有显著性差异(P0.05),相比于CK提高1.95%。通过对建立的滴灌水肥投入与红枣产量和品质关系模型分析,认为研究区滴灌红枣适宜的水肥投入范围分别为651～806 mm和708～810 kg/hm~2,其中N(311～345 kg/hm~2),P_2O_5(156～178 kg/hm~2),K_2O(233～267 kg/hm~2),研究结果可做为当地红枣滴灌节水、节肥的最佳水肥供应模式。     

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。     

水磷耦合对小麦耗水特性和子粒产量的影响

在低磷地力、沙质壤土条件下,选用强筋小麦品种济麦20,设置全生育期不灌水(W0),灌底墒水+拔节水+开花水,每次灌水30 mm （W1）、60 mm（W2）、90 mm （W3） 4个灌溉处理;每个灌溉处理下设置不施磷(P0)、施P2O5105 kg/hm2（P1）、210 kg/hm2（P2）3个施磷量处理,研究了水磷耦合对麦田耗水特性、产量及水分利用率的影响。结果表明,1）在同一磷素水平下,随灌水量增加,小麦总耗水量增大,降水量和土壤供水量占耗水量的比例降低。综合考虑耗水量、产量、收获指数、水分利用率等指标,最优处理为P1W2处理,其次为P1W1处理,其总耗水量分别为435.5 mm、366.0 mm,灌水量、降水量和土壤供水量占耗水量的比例分别为41.3%、39.3%、19.3%和24.6%、46.8%、28.6%;开花至成熟阶段的耗水量占小麦全生育期耗水量的36.9%～43.3%,此阶段两处理的日耗水量、耗水模系数分别为4.6 mm、3.6 mm和42.3%、39.3%。2）施用磷肥,各处理的干物质积累量增加,子粒产量表现为W2、W3W1W0,W2、W3处理之间差异不显著;与不施磷肥的处理比较,显著提高了土壤供水量占总耗水量的比例。3）收获指数和水分利用率均为W1W2W3,P2水平下W1、W2、W3处理的收获指数和水分利用率均低于P1水平。以上结果表明,在本试验条件下,施磷（P2O5）105 kg/hm2(P1)、灌水180 mm(W2)的处理获得高产和较高的水分利用率;施磷（P2O5）105 kg/hm2（P1）、灌水90 mm（W1）的处理获得较高的产量,水分利用率显著高于上述处理,耗水量则显著低于上述处理,可供生产中水资源不足的情况下参考。     

浅埋滴灌土壤水分变化特征及作物耗水规律

为探明玉米节水增粮的浅埋滴灌灌溉模式，于2021年在内蒙古通辽市开展田间种植试验。按作物各生育期设置低水(W1=125.4 mm)、中水(W2=153.6 mm)、高水(W3=166.8 mm)不同定额灌水水平，以滴灌100%水量为对照(CK=179.8 mm),分析不同处理下土壤水分变化特征及对作物耗水量、水分利用率及植株生长的影响。结果表明：0—60 cm耕作土层土壤含水率随灌水量增加而变化明显；随着生育期的推进，在拔节期至灌浆期，土壤含水量均呈下降趋势。玉米作物耗水量整体存在差异，表现为CK>W3>W2>W1。玉米生长特征变化趋势差异较大，W2处理的株高、茎粗和叶面积指数最高；各生育期玉米耗水量总体变化呈波动变化趋势，在拔节期—抽雄期达到峰值。玉米产量不随灌水量增大而增加，处理W2玉米产量最高，较CK处理增产5.65%,且水分利用率最大，为3.48 kg/m³。在进一步优化节水技术之前，浅埋滴灌W2处理为灌水最佳方案。研究结果可为我国半干旱地区玉米节水灌溉提供参考。     

不同滴灌施肥水平对北疆棉花水分利用率和产量的影响

为探讨不同滴灌施肥策略对棉花生长、产量、水分利用效率和肥料偏生产力的影响,在新疆石河子,于2012年和2013年棉花生长季,设置5个N-P2O5-K2O施肥水平150-60-30、200-80-40、250-100-50、300-120-60和350-140-70 kg/hm2(分别记为F0.6、F0.8、F1.0、F1.2和F1.4)和3个灌溉水平(60%ETC:W1、80%ETC:W2、100%ETC:W3,ETC是作物蒸发蒸腾量),研究水肥互作对棉花株高、叶面积指数(leaf area index,LAI)、干物质质量、籽棉产量、水分利用效率和肥料偏生产力的影响。2 a的大田试验表明:2 a的W1灌水水平下各施肥处理株高均低于60 cm且叶面积指数小于3.2,除2013年W2F0.6处理外,W2和W3灌水水平下各施肥处理株高介于60~71 cm且叶面积指数介于3.4~4.2,其中W3F1.0,W3F1.2和W3F1.4处理2 a有效铃数均在6.8个/株以上且籽棉产量差异不显著。棉花有效铃数比百铃质量对水肥更加敏感。水分利用效率最高的处理为W2F1.0,2 a分别为1.65和1.52 kg/m3,比产量最高的W3F1.0处理高12%和6%,但其产量比W3F1.0下降约5%。在北疆棉花膜下滴灌施肥条件下,灌水量在100%ETC,施肥量在250-100-50 kg/hm2时,可以获得最高的籽棉产量。灌水量在80%ETC,施肥量在250-100-50 kg/hm2时,可以获得低于最高籽棉产量约5%的籽棉产量和最高的水分利用效率。从节水和生态可持续发展角度来看,灌水量80%ETC、N-P2O5-K2O 250-100-50 kg/hm2为最佳滴灌施肥策略。该研究可为北疆棉花实施有效的膜下滴灌施肥管理提供理论依据。     

分根区交替滴灌施肥频率对土壤水氮运移及番茄产量的影响

针对目前我国设施蔬菜实际生产过程中水肥调控不合理及水肥利用效率低的问题，本文通过温室试验研究了分根区交替滴灌施肥(ADF)条件下，不同施肥频率对土壤水分养分运移及番茄产量的影响，为番茄高效水肥调控提供理论依据。试验在ADF下设3个滴灌施肥频率处理F3(3 d)、F6(6 d)、F12(12 d)和1个常规滴灌施肥处理作为对照(CK，频率为6 d)。结果表明，在0～40 cm土层，高频滴灌施肥处理(F3)相比于低频处理(F12)生育期内两年平均土壤含水量和无机氮含量分别增加了7.9%和28.3%；在40～60cm土层，F3和F6相比于F12处理，两年平均无机氮累积量分别降低了37.8%和23.0%。与F12处理相比，F6处理两年平均番茄生物量、吸氮量和产量分别显著增加16.9%、15.2%和22.6%，而F3和F6处理之间均无显著差异。在相同施肥量和滴灌施肥频率条件下，F6处理在减少40%灌水量的同时能够保持与CK相当产量。因此，适当提高滴灌施肥频率能够促进番茄生长及产量的形成，ADF较常规滴灌施肥具有较大的节水稳产效果。本研究推荐ADF条件下6d一次的滴灌施肥频率可作为温室番茄生产中较...     

亏缺灌溉与有机肥结合对夏玉米水分及产量影响

为了解减少灌水量和尿素对夏玉米产量和水分的影响。通过田间试验,以夏玉米为研究对象,选取课题组研发的有机质含量高、保水性能强的有机肥,结合2个水平的灌溉(充分灌溉W1和亏缺灌溉W2),采用等氮的原则,对有机肥与无机肥混施(F1:100%无机化肥;F2:24%有机肥+76%无机化肥;F3:48%有机肥+52%无机化肥),研究灌水量与有机无机肥对夏玉米水分利用效率和产量的影响。结果表明:与F1处理相比,在充分灌溉(W1)条件下,F2和F3处理的籽粒产量提高4.8%~6.3%;亏缺灌溉(W2)条件下,有机肥处理的籽粒产量提高1.8%~2.3%。在相同灌溉水平下,有机肥处理显著提高收获时土壤贮水量,为冬小麦发芽和生长提供一定的湿度。施有机肥处理对三叶期和小喇叭口期株高有显著影响,而对其他生育期株高影响不显著。亏缺灌溉(W2)和施有机肥(F2)的处理产量较好,是夏玉米种植管理中的一个有效方案。这种灌溉施肥管理可为关中平原及环境相似地区提供科学依据。     

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。     

覆土浅埋滴灌对春小麦耗水特性及水分利用效率的影响

  目的  探索新疆伊犁河南岸灌区覆土浅埋滴灌条件下春小麦耗水规律和水分利用效率。  方法  通过对覆土（覆土深度5 cm）浅埋滴灌（4个灌溉定额水分处理:W1 = 450 mm、W2 = 360 mm、W3 = 315 mm和W4 = 270 mm）和地表滴灌（灌溉定额CK = 450 mm）的春小麦各生育期耗水量分析,研究覆土浅埋滴灌对春小麦生长阶段各土层水分动态变化、耗水特性、作物系数及水分利用效率的影响。  结果  覆土浅埋（5 cm）滴灌可以显著性提高20 ~ 40 cm土层水分含量,滴灌小麦全生长阶段0 ~ 40 cm土层水分变化率大,该土层是小麦根系吸水主要利用层,40 ~ 60 cm土层为小麦根系稳定吸水层,该土层水分波动不明显。灌水量为360 mm处理下,全生育期内覆土浅埋滴灌小麦耗水量为482.78 mm,日均耗水量为4.88 mm d?1,耗水量呈抛物线变化趋势,在拔节 ~ 抽穗阶段达到抛物线最高点;小麦全生育期各滴灌量处理耗水量存在显著差异。在滴灌小麦整个生长周期内作物系数呈初期小、中期大、后期小的变化规律,在春小麦需水关键期拔节 ~ 抽穗期作物系数达到最大值为1.5。覆土浅埋滴灌小麦W1、W2、W3和W4处理的水分利用效率分别比地表滴灌CK提高了16.47%、38.73%、36.37%和13.20%,且覆土浅埋滴灌处理显著性高于地表滴灌处理。滴灌量为360 mm的W2处理产量、水分利用效率和灌溉水利用效率均达到最优;CK处理最低,但产量除外。  结论  在本试验条件下覆土浅埋滴灌灌溉定额为360 mm为理想的高产节水滴灌处理。     

不同水肥管理对京郊设施菜地氮素损失及氮素利用效率的影响

定量分析不同水肥管理下设施菜地的氮素损失途径及氮素利用效率,可为合理制订菜地水肥管理措施提供科学依据。2009年在北京市顺义区设施番茄大棚设置了6种水肥管理模式：（1）传统施肥＋传统畦灌（N1F1）;（2）优化施肥＋优化畦灌（N2F2）;（3）减量施肥＋优化畦灌（N3F2）;（4）传统施肥＋传统滴灌（N1D1）;（5）优化施肥＋优化滴灌（N2D2）;（6）减量施肥＋优化滴灌（N3D2）。利用田间观测数据对EU—Rotate_N模型进行了校验,并计算了各水肥管理下设施菜地的氮素淋失、气体损失和氮素利用效率。结果表明,各处理的土壤氮素淋失量占施肥总量的1％-9％,气体损失占施肥总量的5％-14％,各处理氮素淋失表现为N1FI〉N3F2=N2F2〉N1D1〉N2D2〉N3D2。滴灌处理的淋失量比对应畦灌处理减少了72％-87％,气体损失量比畦灌处理平均降低了40％,其氮素利用效率比对应畦灌处理提高32％。36％。在保证蔬菜产量影响不大的情况下,优化施肥和滴灌均能有效地降低氮素淋失和气体损失,提高氮素利用效率。     

黑土区肥料运筹对玉米生物性状及水肥利用效率的影响

为了寻求东北黑土耕作区适宜的水肥管理模式,在大田试验的基础上,设计了有膜(M)和无膜(W)两种覆盖处理,3个施肥水平230kg N/hm~2(W1),280kg N/hm~2(W2)和330kg N/hm~2(W3),3种施肥比例60%-40%-0%(F1),60%-20%-20%(F2)和33%-33%-33%(F3),分别设置1组对照,共计20种处理。研究了覆膜、施肥量与施肥方式的差异对作物耗水量、玉米作物生长性状、水分利用效率以及肥料偏生产力的影响。结果表明:覆膜处理减少了土壤水分的无效蒸发,随着施肥量的增加,玉米植株的生长优势明显,同时植株对于土壤水分的需求量也相应增加,在WW3F2施肥处理条件下的土壤水分消耗最大;施肥量和施肥比例的不同导致玉米植株的生长性状及产量存在一定的差异,在施肥比例方案60%-20%-20%(F2)下,随着施肥量的增加,植株对于土壤养分的利用效率提高,其中MW3F2处理方式下植株产量相对MW3F1和MW3F3处理分别提升了2.8%和12.7%;在肥料运筹模式选取中,采用提升耗水量和肥料用量的方式,能够提高了玉米的产量,降低了土壤水分利用效率和肥料偏生产力。综合耗水量和肥料用量两个因素,MW1F2和MW3F2模式在黑土区优势较为明显。