磁化水滴灌对棉田土壤脱盐效果及棉花产量的影响

以棉花为对象进行磁化水滴灌试验,通过田间小区试验,设置一次磁化、二次磁化和CK处理,研究不同磁场强度处理水灌溉对棉田土壤脱盐效果以及对棉花生长状况和增产效果的影响,旨在提出一种改良土壤盐渍化的新技术。结果表明:滴灌条件下磁化水可以有效增强对土壤全盐含量、Cl~-和Na~+的淋洗作用,二次磁化和一次磁化处理的脱盐作用显著大于对照处理,且二次磁化中3 600~2 000 m T效果最佳,二次磁化和一次磁化处理全盐含量分别降低了25.5%和19.5%,CK降低了10.46%;磁化水灌溉可以提高棉花的生物量,缓解盐分对棉花的伤害,提高棉花产量,增产率达9.61%~15.32%。     

原位测定滴灌棉田土壤硝态氮和铵态氮的运移特征

氮素对作物生长有着重要的作用。氮肥的施用量逐年增长,自20世纪90年代后,中国的氮盈余量保持在3.60×10~6~5.46×10~6t·a~(-1)。氮肥的利用不但决定作物的长势,同时对环境也带来了较大的影响。采用离子交换树脂法,对土壤中的硝态氮和铵态氮进行原位测定,较为准确地反映了土壤硝态氮和铵态氮的迁移、淋溶和转化等动力特性。研究表明:1埋置土壤中的离子树脂解吸液中各养分的含量均在合理的常规化学检测范围内。2在棉花生育期内,施肥和棉花生长对土壤硝态氮影响较大,施肥会显著提高土壤硝态氮的含量,而在棉花出苗80 d前后土壤硝态氮有明显亏缺。3滴灌棉田土壤铵态氮的含量较低,其时空变化较为复杂,无明显规律,作为施肥参考作用不大。     

缓释尿素减施对冬小麦产量和氮素利用效率的影响

为优化旱地小麦高效施氮管理，实现高效生产目标，通过2 a（2019—2020年度和2020—2021年度）田间试验，设不施肥（CK）、不施氮（T1）、300 kg·hm^-2尿素N（T2，常规施氮处理）、300 kg·hm^-2缓释尿素N（T3）、195 kg·hm^-2缓释尿素N（T4）和90 kg·hm^-2缓释尿素N（T5）6个处理，分析不同缓释尿素减施量对农田土壤硝态氮分布及累积、氮素吸收与转运、冬小麦产量和氮素利用效率的影响。结果表明，缓释尿素减施处理（T4和T5）显著降低收获期0~200 cm土层的土壤NO^-₃-N累积量，同时提高0~40 cm土层NO^-₃-N占比。施用缓释尿素显著提高冬小麦氮素转运量和花后氮素吸收量，T3处理较当地常规施氮处理分别提高12.9%和13.6%。氮素转运对籽粒的贡献率随缓释尿素减施比例的增加呈先增后降的变化趋势，T4处理最大，较其他施氮处理提高0.2%~50.0%。施用缓释尿素可不同程度地改善冬小麦产量构成因素和提高产量；T4处理两年产量分别为8 434、9 060 kg·hm^-2，2019—2020年度较T2和T3处理分别提高19.7%和13.9%，2020—2021年度分别提高17.3%和10.4%，其经济效益2019—2020年度较T2和T3处理分别提高33.3%和34.0%，2020—2021年度分别提高26.8%和23.2%。缓释尿素减施显著降低氮素表观损失，提高了氮素利用效率和氮肥偏生产力。通过拟合分析发现，缓释尿素施用量为208.7 kg·hm^-2时，两年产量分别为8 054、8 806 kg·hm^-2，净效益分别为6 890、8 475 CNY·hm^-2，NHI分别为78.2%和78.9%，可实现西北旱区冬小麦高产高效。     

不同碳氮施肥组合对新疆滴灌棉田冠层CO_2浓度、光合作用和产量的影响

基于棉田膜下滴灌技术的管网设施,开展了随水滴施高水溶性碳素肥料,以提高棉田冠层CO2浓度及其效应研究。通过设置不同的碳氮施肥组合处理,对棉花冠层CO2浓度、光合速率及产量构成等进行测定分析。结果表明：随水滴施高水溶性碳素肥料（水不溶物〈1%）能有效提高棉田冠层CO2浓度;在不同的碳氮施肥处理中,盛花期冠层CO2浓度随碳...     

局部根区滴灌与穴施尿素对土壤氮素空间分布的影响

为研究节水灌溉条件下穴施尿素、滴灌施肥对土壤铵态氮、硝态氮和碱解氮运移的影响,2019年在甘肃农业大学遮雨棚内开展施肥与灌溉试验,采用穴施尿素和滴灌施肥两种施肥方式,施纯氮量240 kg·hm^-2和180 kg·hm^-2,充分灌溉量和局部根区滴灌量分别是14 L和7 L。测定在距离滴头水平30 cm、垂直40 cm范围内土壤铵态氮、硝态氮和碱解氮含量,分析施肥与灌溉后土壤氮素转化及迁移特征。结果表明,土壤硝态氮更容易随灌水发生水平迁移,而土壤铵态氮更容易向土壤纵深迁移。土壤氮素含量的空间变异大小依次为:硝态氮>铵态氮>碱解氮;土壤硝态氮、铵态氮和碱解氮含量的平均变幅分别为32%～40%、26%～37%和6%～12%。局部根区滴灌土壤硝态氮含量的空间变幅比充分灌溉减小16%～20%。穴施尿素土壤铵态氮含量的空间变幅比滴灌施肥减小12%～28%。穴施尿素和局部根区滴灌调控土壤氮素转化速率,赋予肥料养分缓释性能,从而提高土壤氮素供应能力。因此,穴施尿素结合局部根区滴灌是较优的施肥与灌溉方式。     

不同控氮比掺混肥对土壤无机氮与脲酶及冬小麦产量的影响

开展田间小区试验,研究了控释氮肥与尿素掺混施用对土壤无机氮与脲酶及冬小麦产量的影响,旨在寻求控释氮肥与尿素最佳掺混比例,提出缓解氮肥损失、降低面源污染、节约成本、易于推广的施肥方式。结果表明:较常规尿素处理,控释氮肥与尿素掺混对土壤铵态氮含量影响总体差异不显著;在小麦分蘖期,常规尿素处理土壤硝态氮含量和土壤脲酶活性较高,而小麦拔节期至成熟期,则以掺混40%比例以上控释氮肥处理的土壤硝态氮含量和脲酶活性较高;各施氮处理对小麦穗粒数和千粒重影响差异不显著,产量以掺混40%控释氮肥处理最高,较常规尿素处理增产14%,因产值最高,投入成本适中,净收入水平和产投比均为最高,分别为5 875.72元·hm~(-2)和2.24,较常规尿素处理提高了23.24%和9.27%。综上,40%控释氮肥与60%尿素掺混处理在提高土壤无机氮含量,激活小麦生长中、后期脲酶活性,增加冬小麦产量方面效果显著。     

滴灌量和有机无机肥等氮配施对葡萄产量及品质的影响

为探求新疆吐哈盆地极端干旱区不同灌水量和有机无机肥配施比例对葡萄灌溉水分利用效率（IWUE）、作物耗水量（ET）、产量及品质的影响,设置W1、W2、W3和W4四个灌水水平,灌水量分别为630、675、720、765 mm,以等氮配施为原则设置4个有机肥（OF）和无机肥（CF）配比处理,分别为F1（70%OF+30%CF）、F2（50%OF+50%CF）、F3（30%OF+70%CF）和对照CK（100%CF）,采用完全组合设计,共16个处理。结果表明：各水肥处理对无核白葡萄IWUE有显著性影响,其中W3F2处理IWUE最大;葡萄耗水量随生育期的推进表现为先增后减再增再减,在浆果生长期达到最大;葡萄产量、单串重和百粒重随灌水水平增大呈先增大后减小的趋势,均在W3F2达到最大值,较对照处理分别提高24.25%~50.26%、25.26%~64.65%及47.76%~162.00%;各处理可溶性固形物、Vc和还原性糖含量较对照处理分别增加4.09%~25.95%、3.21%~27.80%及15.53%~40.59%,可滴定酸含量降低1.69%~22.96%,其中W4F2处理可溶性固形物及Vc含量最高,W3F2处理还原性糖含量最高。研究认为W3F2处理（灌溉定额720 mm、有机肥50%+无机肥50%）是较为合理的滴灌葡萄灌溉制度。     

缓释尿素对土壤和玉米植株氮素及干物质和产量的影响

试验在等量普通尿素、磷、钾肥(纯N 60、P_2O_5120、K_2O 90 kg·hm~(-2))作种肥一次性施入玉米种下8 cm基础上,在拔节期前施入不同类型缓释尿素(纯N记160 kg·hm~(-2)),采用随机区组设4个施氮处理:树脂包膜尿素(A);硫包膜尿素(B);植物油包膜尿素(C);普通尿素(CK)。测定玉米整个生育期0～20 cm土层中硝态氮、铵态氮和全氮含量,测定植株不同器官干物质量和氮含量。结果表明缓释尿素可以提高玉米生育后期土壤硝态氮和铵态氮含量,与普通尿素相比处理A、B、C灌浆期分别提高硝态氮20.37、29.76、5.18 mg·kg~(-1)和铵态氮8.19、2.31、1.85 mg·kg~(-1),成熟期分别提高硝态氮5.50、5.93、2.04 mg·kg~(-1)和铵态氮7.12、3.39、1.02 mg·kg~(-1);土壤全氮含量灌浆期提高0.22、0.11、0.05 mg·kg~(-1),成熟期提高0.20、0.20、0.01 mg·kg~(-1);与对照相比树脂包膜尿素(A)、硫包膜尿素(B)、植物油包膜尿素(C)干物质积累量和氮素积累量分别提高89.41、60.92、48.97 g·株-1和73.12、51.60、34.84 kg·hm~(-2),成熟期籽粒氮素吸收量提高56.98、43.58、29.36 kg·hm~(-2);缓释尿素处理较普通尿素处理增产2.22%～18.82%。三种缓释尿素处理相比较,树脂包膜尿素施用有效提高了生育后期土壤氮素含量、植株干物质积累、氮素积累和产量,施用效果最佳。     

冻融对北疆盐碱地长期滴灌棉田土壤盐分的影响

为了解北疆积雪覆盖条件下,冻融作用对盐碱地膜下滴灌棉田土壤盐分分布及变化的影响。采用时空变异法,以连续应用膜下滴灌0、4、6、8、10、15 a 6块棉田初春土壤盐分的变化为例进行分析。结果表明,"冻层滞水"及积雪消融入渗对80~100cm深度土体中盐分具有天然淋洗作用,冻融前后土壤盐分分布呈"广口杯"状。4月5日至14日在水分(直接驱动力)运动影响下,60~80 cm土层含盐量降低,其中一部分随毛管水向上蒸发,滞留于0~40 cm土壤;另一部分受重力水作用向下淋洗,80 cm以下土层含盐量升高。滴灌0 a地块0~140 cm土体内储盐量为29 063.00 g,滴灌15 a后,降至5 778.86 g。冻融对盐分的淋洗作用在应用滴灌年限较短地块表现得相对明显,即土壤中含盐量越高,淋洗作用越显著;冻融后滴灌0 a棉田0~140 cm土体储盐量降低8 941.33 g,滴灌15 a棉田降低614.62 g。提出冻融循环对土壤中盐分的天然淋洗作用是北疆盐碱地长期膜下滴灌棉田土壤盐分降低的重要因素之一。     

缓释复混肥料对马铃薯产量、土壤硝态氮含量及氮肥利用率的影响

为探讨青海省山旱区马铃薯发展的新途径,研究了缓释复混肥料对地膜覆盖马铃薯产量、土壤硝态氮含量、硝态氮累积量及氮肥利用率的影响。结果表明:施用1 050 kg·hm~(-2)缓释复混肥(RZ70)处理马铃薯产量最高,为47 240 kg·hm~(-2);较农民习惯施肥(NXG)处理增产2 175 kg·hm~(-2),增产率为4.83%;较马铃薯专用肥(MZY)处理增产5 085 kg·hm~(-2),增产率为12.06%。马铃薯从苗期到成熟期,农民习惯施肥(NXG)和马铃薯专用肥(MZY)处理显著提高了0～100 cm各土层硝态氮的含量,1 050 kg·hm~(-2)缓释复混肥(RZ70)处理显著降低了0～100 cm各土层硝态氮的含量。马铃薯生长季0～100 cm各土层硝态氮含量呈先增加后降低的趋势。硝态氮含量在团棵期出现了一个峰值,且主要集中在20～40 cm土层。随着马铃薯的生长发育,0～100 cm各土层硝态氮含量差异逐渐减小,至成熟期趋于稳定并降至最低。农民习惯施肥(NXG)处理下,马铃薯整个生育期0～100 cm土层硝态氮累积量呈现降低的趋势;除了习惯施肥(NXG),马铃薯整个生育期0～100 cm土层硝态氮累积量与土壤硝态氮含量变化一致。1 050 kg·hm~(-2)缓释复混肥(RZ70)处理下,氮肥利用率最高,达到了53.70%。较农民习惯施肥(NXG),增幅为3.38%～40.85%;较马铃薯专用肥(MZY)施肥处理,增幅为5.01%～33.25%。该结果可为缓释复混肥料在青海省马铃薯种植中的合理施用提供理论依据。     

膜下滴灌灌水频率对土壤水盐运移及棉花产量的影响

通过棉花膜下滴灌大田试验,研究了灌水频率对土壤水盐运移和分布规律的影响,并对不同灌水频率的保墒、控盐、增产效果进行了评价.试验结果表明:在灌溉水质为淡水且定额为375 mm时,低频(10 d)和适频(7 d)灌溉下膜内0～60 cm土层的含水量适宜,低频灌溉的含水量最高,而高频(3 d)灌溉下各土层在花铃期处于轻度干旱...     

氮肥和土壤质地对滴灌棉花氮素利用率及产量的影响

为了探究氮肥和土壤质地对滴灌棉花氮素利用率及产量的影响,采用大田二因素随机区组试验方法,研究了滴灌条件下不同质地土壤棉花全氮含量以及氮素在各器官中的分布积累特征。结果表明:(1)不同施氮处理对各质地土壤棉花平均全氮含量表现为N2(施氮量340 kg·hm~(-2))N1(施氮量240 kg·hm~(-2))N3(施氮量480 kg·hm~(-2))CK(不施氮处理);(2)同种质地下棉花各器官全氮含量在铃期之前表现为叶花蕾茎;铃期之后表现为叶铃茎,不同质地条件下叶、花蕾、花铃、茎中全氮含量均表现为砂土壤土黏土;(3)相同灌水条件时,N2处理下棉花单株铃数壤土与黏土差异不显著;N1处理下棉花单铃重砂土与壤土、N3处理下壤土与黏土差异不显著,其余处理间均达到极显著水平,并且砂土、壤土、黏土分别以256.00 kg·hm~(-2)、287.34 kg·hm~(-2)、369.25 kg·hm~(-2)的施氮量能够达到最高目标产量。建议在新疆干旱区滴灌砂、壤棉田采用以上研究结果,黏土氮肥投入可酌情降低并无机-有机肥料配施,以达到节肥和高产的统一。     

灌水量及可降解膜覆盖对滴灌玉米土壤呼吸及产量的影响

以小区试验,设置3个灌水水平(W1：4 625 m³·hm^-2,W2：5 625 m³hm^-2,W3：6 625 m³·hm^-2),2种可降解膜（M1：诱导期60 d,M2：诱导期：80 d）和普通塑料地膜（M3）,研究不同处理对滴灌玉米土壤呼吸速率及其影响因子、产量等指标的影响。结果表明：各处理土壤呼吸速率日变化呈单峰型曲线,在14∶00出现最高值;土壤呼吸速率自苗期至成熟期呈先升高后降低的变化趋势,抽雄期W2M3取得最大值7.89 μmol·m^-2·s^-1。土壤呼吸速率与土壤温度、气温均呈显著正相关关系,与土壤含水率无相关关系。土壤温度敏感系数（Q₁₀）变化范围1.584～2.034,玉米生育期内土壤呼吸总量变化范围是17.75～23.44 t·hm^-2,籽粒产量变化范围是11.60～12.81 t·hm^-2。W2M3的Q₁₀为2.034、土壤呼吸总量为23.44 t·hm^-2、产量为12.81 t·hm^-2、收益为6 815元·hm^-2,均达到最大值;但其iWUE为2.28 kg·m^-3、经济-环境效益为1.83 kg·kg^-1,均未达到最大值。iWUE在W1M2取得最大值为2.51 kg·m^-3,W2M2经济-环境效益最优为1.42 kg·kg^-1。通过综合分析土壤呼吸总量、籽粒产量、经济—环境效益值、收益、iWUE的关系模型,认为最优灌水量为5 625 m³·hm^-2,诱导期为80 d。     

膜下滴灌条件下不同矿化度水对土壤水盐动态及棉花产量的影响

塔里木盆地分布着相当大面积矿化度在3~5 g/L之间的浅层地下咸水,有很大的开发利用潜力。通过微区测坑试验,采用膜下滴灌技术,用不同矿化度的咸水灌溉棉花,探求其对土壤水盐动态和棉花产量的影响。研究表明:(1)土壤盐分和水分二者的动态变化是紧密相关的,其中,土壤盐分动态变化主要受大气和灌溉水的影响,土壤水分的动态变化主要受棉花生长阶段和灌溉水的影响;(2)咸水膜下滴灌与淡水膜下滴灌同样具有淋洗和压盐效果;(3)通过棉花产量分析发现:与采用淡水灌溉相比,咸水灌溉对产量,单株铃数和单铃重具有一定的影响,对衣分没有影响;(4)当灌溉水矿化度大于3.24 g/L时,不利于塔里木盆地进行农业生产。     

滴灌定额对棉花株型、产量及纤维品质的影响

在膜下滴灌条件下,以新陆早45号为试验材料,设5个滴灌定额处理（W₁：600 m³·hm^-2,W₂：540 m³·hm^-2;W₃：480 m³·hm^-2,W₄：420 m³·hm^-2,W₅：360 m³·hm^-2）,研究棉花农艺性状、成铃模式、产量及纤维品质对滴灌定额的响应。结果表明：随滴灌定额的减少,棉花株高表现为W₂>W₁>W₃>W₄>W₅,果枝台数和蕾花铃总数（8月10日）均以W₁处理最大,分别为9台和13.8个,W₅处理最小,分别为8.75台和10.2个,其中W₁与W₂处理上、中、下部铃数及铃重均无显著差异。棉花籽棉和皮棉产量均以W₁处理最高,达到6 431 kg·hm^-2和2 520 kg·hm^-2,但与W₂处理间均无显著差异。棉纤维长度、整齐度、断裂比在W₁和W₂处理间无显著差异,W₃、W₄、W₅处理棉纤维长度、整齐度较W₁处理分别低0.4、1.1、1.6 mm和0.5%、0.7%、0.9%。因此,控制滴灌定额在540 m³·hm^-2,可在不显著降低棉花产量和纤维品质的前提下,提高水资源利用效率。     

微咸水膜下滴灌对土壤盐分及棉花产量的影响

合理利用微咸水资源灌溉对于缓解新疆南部地区淡水资源短缺的问题有着至关重要的意义。本文以库尔勒31团棉田为供试对象,淡水作为对照,利用排碱渠咸水与淡水不同比例混合,设置6种梯度配比,研究微咸水及咸水对棉田土壤盐分分布及产量的影响。结果表明:①随着矿化度的增加,各处理土壤盐分呈现不同程度的增加,其中处理5(全咸)增加程度最大,积盐率为131.03%。②在垂直方向上,随着土层深度的增加,各处理土壤盐分在20~40 cm处达到峰值;在水平方向上,盐分累积程度的大小为:膜间>宽行>窄行。③随着矿化度的增加,棉花的产量逐渐下降,棉花产量下降的主要因素是单株结铃数,而单铃重对棉花产量无明显影响。由膜下滴灌土壤盐分对棉花生长和产量的影响得出,当灌溉水的矿化度在淡咸水比为4∶1(矿化度2.36~3.39 g·L^-1)时对棉花生长的抑制作用较小,较对照处理相比,产量减少11.85%。     

膜下滴灌棉田土壤水盐动态变化

通过对轻度和中度盐渍化棉田整个生育期土壤水分、盐分含量的动态监测,分析了膜下滴灌棉田土壤水、盐动态变化及其相互作用的关系。结果表明：整个生育期中度盐渍化棉田土壤水分含量要高于轻度盐渍化棉田,土壤水分含量变化规律和土壤盐分含量变化规律相似,均表现出生育前期下降、中期稳定、后期略微增加的趋势;膜下滴灌能够在滴水过程中明显降低土壤中表层0～40 cm盐分含量,下层40～80 cm土壤为盐分聚集区域;以0～20 cm土壤盐 分含量模拟0～40、0～60、0～80、40～80 cm土壤盐分含量,幂函数和线性函数模拟结果较好,模拟0～40、0～60 cm的盐分含量结果达极显著相关,0～80 cm的模拟结果达到显著相关,模拟40～80 cm的土壤盐分变化结果不显著。     

鲁北平原咸水滴灌对土壤水盐分布和棉花产量的影响

鲁北平原是山东省重要的粮棉油生产基地,合理利用微咸水和咸水资源是亟待解决的问题。通过田间小区试验,以淡水滴灌处理为对照,设置不同矿化度咸水滴灌处理,研究全地膜覆盖条件下,咸水滴灌对棉花农田土壤水盐分布和产量的影响。结果表明,灌出苗水可以明显降低棉田主要根层土壤EC值,降低率在26．8％～29．0％之间。咸水滴灌减少了棉花对土壤水分的吸收,主要影响土层在40～100 cm,灌溉水矿化度越高,影响越大。与淡水滴灌相比,滴灌补灌矿化度6g·L-1以下的咸水对棉花产量没有明显的影响,而滴灌8g·L-1的咸水在降水偏少的年份能明显降低棉花产量。从土壤盐分的积累来看,利用滴灌补灌一次6g·L-1以下的咸水,通过黄河水和夏季降水淋洗土壤盐分,不会造成棉花根系分布层土壤盐分的积累。该研究结果可为鲁北平原区咸水利用提供科学依据。     

Effects of emitter discharge rates on soil salinity distribution and cotton(Gossypium hirsutum L.) yield under drip irrigation with plastic mulch in an arid region of Northwest China

A field experiment was carried out to investigate the effects of different emitter discharge rates under drip irrigation on soil salinity distribution and cotton yield in an extreme arid region of Tarim River catchment in Northwest China.Four treatments of emitter discharge rates,i.e.1.8,2.2,2.6 and 3.2 L/h,were designed under drip irrigation with plastic mulch in this paper.The salt distribution in the range of 70-cm horizontal distance and 100-cm vertical distance from the emitter was measured and analyzed during the cotton growing season.The soil salinity is expressed in terms of electrical conductivity(dS/m) of the saturated soil extract(EC e),which was measured using Time Domain Reflector(TDR) 20 times a year,including 5 irrigation events and 4 measured times before/after an irrigation event.All the treatments were repeated 3 times.The groundwater depth was observed by SEBA MDS Dipper 3 automatically at three experimental sites.The results showed that the order of reduction in averaged soil salinity was 2.6 L/h > 2.2 L/h > 1.8 L/h > 3.2 L/h after the completion of irrigation for the 3-year cotton growing season.Therefore,the choice of emitter discharge rate is considerably important in arid silt loam.Usually,the ideal emitter discharge rate is 2.4-3.0 L/h for soil desalinization with plastic mulch,which is advisable mainly because of the favorable salt leaching of silt loam and the climatic conditions in the studied arid area.Maximum cotton yield was achieved at the emitter discharge rate of 2.6 L/h under drip irrigation with plastic mulch in silty soil at the study site.Hence,the emitter discharge rate of 2.6 L/h is recommended for drip irrigation with plastic mulch applied in silty soil in arid regions.