干旱区灌溉及施肥措施下棉田土壤的呼吸特征

为探讨干旱区不同灌溉方式及施肥措施对棉田土壤呼吸速率的影响及其与水热的关系,在新疆绿洲农田棉花生长季设滴灌和漫灌2种灌溉方式,每种灌溉方式设有机肥(OM)、氮磷钾化肥(NPK)、氮磷钾化肥与有机肥配施(NPK+OM)3种施肥处理,以不施肥处理为对照(CK),对不同灌溉方式及施肥措施下土壤呼吸速率及土壤温度、土壤含水率进行了测定和分析。结果表明,不同灌溉方式及施肥措施下,棉田土壤呼吸速率具有明显的季节变化特征,在7月中旬达到峰值,10月中旬降至最低;日变化呈单峰曲线,盛花期峰值出现在15:00～17:00,盛铃期峰值均出现在15:00,最低值均出现在04:00。滴灌各施肥处理平均土壤呼吸速率显著大于漫灌,施肥处理间平均土壤呼吸速率大小顺序为(NPK+OM)>OM>CK>NPK,灌溉与施肥互作条件下,滴灌方式下NPK+OM处理平均土壤呼吸速率最大。滴灌和漫灌方式下各施肥处理的温度敏感性系数(Q10值)平均值分别为2.03和2.43,不同年份漫灌Q10值均大于滴灌。不同灌溉方式及施肥措施下,用复合方程预测土壤呼吸速率的准确性较高,R2值均在0.64～0.72。综合考虑土壤温度和土壤含水率对土壤呼吸速率的影响,能够提高区域土壤呼吸作用研究的准确性。     

不同灌溉施氮肥方式对香蕉根系生长的影响

试验通过在渗滤池中种植香蕉，研究了滴灌施氮肥和浇灌施氮肥两种施肥方式对香蕉根系生长的影响。结果表明，合理施用氮肥能显著促进香蕉根系的生长，如在滴灌施氮肥条件下香蕉二级根的根表面积比对照增加了52％；对香蕉而言，滴灌施肥技术是一种理想的灌溉施肥方式，与浇灌施肥相比，它能显著增大香蕉二级根的根表面积，其增幅达15％。     

不同灌溉施肥方式对香蕉生长和产量的影响

通过田间试验,研究比较了几种不同灌溉施肥方式对香蕉生长和产量的影响。5灌溉方式,即:传统浇灌（CK）、喷水带、滴灌带、微喷灌、滴灌的研究结果表明,与浇灌相比,滴灌在香蕉周年生长中的灌水量仅为浇灌处理的27%,产量增加15.6%;微喷灌灌水量为浇灌处理的31.6％,产量增加5.6％。     

北京设施菜地N2O和NO排放特征及滴灌优化施肥的减排效果

【目的】量化设施菜地N₂O、NO排放特征,分析其影响因素,以期为科学评估农田生态系统N₂O、NO排放提供关键参数。【方法】以黄瓜品种‘金胚98’为供试材料,在北京房山区窦店乡的温室大棚内进行了田间试验,供试土壤类型为石灰性褐土,质地为壤土。试验共设4个处理:漫灌,不施氮肥 (CK);漫灌,农民习惯施肥 (FP);滴灌,农民习惯施肥 (FPD);滴灌,优化施氮 (OPTD)。常规氮肥施用量为N 1200 kg/hm2,优化后氮肥施用量为N 920 kg/hm2。70%的化肥氮和钾肥,分6次随灌溉追施。采用自动静态箱–氮氧化物分析仪法,对黄瓜生长季的N₂O、NO排放量进行了田间原位观测,同时监测了5 cm深土壤温度、0—15 cm土层土壤孔隙水分含量,分析了N₂O、NO季节排放与土壤温度和湿度的相关性,比较了不同处理措施的减排效果。【结果】施肥和灌溉后1～2天,N₂O会出现明显的排放高峰,NO排放峰出现在施肥和灌溉后2～4天,对照无明显N₂O、NO排放峰值。CK、FP、FPD和OPTD处理N₂O季节排放量分别为N 7.32、28.69、18.62、12.16 kg/hm2;NO季节排放量分别N 0.32、0.86、0.77和0.70 kg/hm2; NO排放量分别占 (N₂O + NO) 总量的4.2%、2.9%、4.0%、5.4%。相同氮肥施用量条件下,滴灌施肥处理 (FPD) 相比漫灌施肥 (FP),不仅能保持作物产量,而且能减少N₂O、NO排放总量34.4%、9.0%;滴灌施肥条件下,减少40%氮肥投入 (OPTD) 比FPD分别减少N₂O和NO排放34.7%和9.1%。FP、FPD和OPTD处理的N₂O排放系数依次为1.78%、0.94%、0.53%,NO排放系数依次为0.08%、0.06%和0.09%。【结论】京郊设施菜地夏季N₂O排放强,NO排放弱。在不改变施肥量前提下,采用滴灌施肥可在保持作物产量的同时,显著减少N₂O和NO排放。采用滴灌的同时,优化肥料施用量可以进一步减少N₂O、NO排放。     

灌溉方式和改良措施对河套灌区盐渍土氨挥发的影响

以河套灌区盐渍化土壤为研究对象,采用田间土壤氨挥发原位测定法(通气法),研究膜下滴灌、黄河水漫灌下农民常规施肥(CK)、农民常规施肥+秸秆还田(SR)、农民常规施肥+生物炭(C)对土壤氨挥发和葵花产量的影响。结果表明:1)各处理氨挥发速率在施肥灌水后2～4 d出现峰值,随后逐渐减低。C、SR处理显著降低了氨挥发累积损失量(P0.05),C处理滴灌、漫灌下较CK分别降低了57%、44%,SR处理降低了39%、34%。2)土壤p H值与氨挥发速率呈正相关性,C、SR处理下土壤盐分较CK显著下降(P0.05)。3)不同灌溉方式下C处理葵花增产率均最高,SR增产效果不明显。4)同一改良措施下氨挥发损失率滴灌比漫灌降低10.7%～31%,C、SR处理的产量滴灌较漫灌分别高12.88%、2.02%。方差分析表明,改良措施对氨挥发、产量的影响极显著(P0.01),灌溉方式对其影响显著(P0.05)。综上所述C、SR均有效抑制了土壤氨挥发,滴灌模式下效果更为明显,但考虑到SR处理的葵花增产率较低,故滴灌下农民常规施肥+生物炭处理是目前较为合理的施肥措施。     

滴灌施氮肥对盆栽玉米生长的影响

本研究通过滴灌施氮肥与常规的基施氮肥进行比较试验,以了解两种不同的施肥方式下施用不同品种氮肥对氮肥利用率的影响。试验设10个处理,所选用的氮肥品种有:尿素、硝酸铵、硝酸钙、硫酸铵。试验结果表明,同基施氮肥+滴灌处理相比,滴灌施氮肥处理能显著提高氮肥的利用率,其增幅达8.75%～21.50%,有利于玉米对氮肥的吸收及生物量的积累;在同一灌溉施肥条件下施用不同品种的氮肥时,各处理间的氮肥利用率表现出一定的差异性,其中硝酸钙处理的氮肥利用率显著低于另外3种氮肥处理。     

滴灌技术对柑橘生长效应的研究

在成年梨橙树上进行的滴灌、沟灌和漫灌试验表明,滴灌比其他处理更能明显地促进根系生长、树冠生长、梢生长和果实发育,而且滴灌更有利于提高单株产量、单果重和降低裂果率.说明滴灌是最有利于柑橘生长的有效灌溉方式.     

灌溉方式对土壤水分运动参数的影响

通过实测和拟合的方法研究了不同灌溉方式对土壤饱和导水率及非饱和土壤水分运动参数的影响。结果表明:膜下滴灌明显改善了土壤导水性能,0-10 cm各土层土壤饱和导水率明显高于地面漫灌,并且两种灌溉方式下土壤饱和导水率都高于裸盐地;不同灌溉方式下,相同含水率所对应的非饱和导水率及非饱和扩散率均不同,0-100 cm各土层都表现为膜下滴灌>地面漫灌>裸盐地。膜下滴灌对土壤水分运动参数的影响,并不是由土壤质地、容重、温度、盐分等因素作用而引起,可能是由于膜下滴灌改变了土壤的团粒结构或土壤中盐分的离子组成而造成的。     

不同灌溉施肥方式下尿素态氮在土壤中迁移转化特性的研究

采用室内土柱模拟试验方法 ,研究了不同灌溉施肥方式下尿素态氮在土壤中的迁移、淋溶和转化特征。结果表明 ,灌水量及水肥供应方式是决定尿素态氮在土壤中迁移、转化和淋失的关键因素。氮素淋溶量随灌水量的增加而增加 ;与浇灌施肥相比 ,滴灌施肥显著地降低了氮素的淋溶损失。在淋失的氮素形态中 ,以尿素态氮为主 ,其次为硝态氮 ,铵态氮的淋失量最低。灌水量低时 ,滴灌施肥铵态氮在土壤上层明显累积 ;灌水量增加后 ,这种累积作用减弱。灌水量低时 ,灌溉施肥的土壤硝态氮变化呈上低下高 ,增加灌水量降低了土壤中硝态氮含量 ;滴灌施肥显著地减少了尿素态氮的淋溶损失 ,增加了土壤中有效态氮的含量。     

灌水处理对漫灌改滴灌红枣土壤盐分时空分布的影响

为确定南疆沙区成龄红枣漫灌改滴灌适宜的滴灌模式,采用双因素组合试验设计,研究了不同灌溉定额(900,1 050,1 200mm)和灌水次数(10,14,18次)对红枣漫灌改滴灌后整个生育期0—200cm土层盐分时空分布及产量的影响。结果表明:水平方向上各处理均表现为距树干越远土壤盐分质量比越高,增大灌溉定额使距树干60cm处0—20cm土层土壤盐分质量比明显增大;增加灌水次数可以显著降低距树干60cm处0—80cm土层土壤盐分质量比。垂直方向上土壤盐分质量比呈"S"形分布,表层土壤有明显积盐现象;不同灌溉定额处理垂直方向上均出现一个低盐带(2g/kg),低盐带深度范围随灌溉定额的增加而增大。漫灌相比改滴灌水平方向上土壤盐分质量比变化不大,且表层土壤也无明显积盐现象。整个生育期内,各处理土壤盐分质量比峰值出现在6月新稍期或7月花期;在0—200cm土层,10次、1 200mm灌水处理和14次、900mm灌水处理的盐分淋洗效果与漫灌CK处理相近,漫灌处理只在0—100cm土层盐分淋洗效果明显优于改滴灌处理。灌水次数对0—200cm土层各时间阶段土壤盐分质量比的影响弱于灌溉定额。漫灌改滴灌不同于连续滴灌,漫灌改滴灌后,过低或过高的灌溉定额均不利于提高红枣的产量,与其他处理相比,18次、1 050mm灌溉定额处理不但具有合理的盐分时空分布,且产量(7 549kg/hm2)和水分利用效率最高,比漫灌增产12.87%,节水30%,可以作为当地节水、高产和高效的红枣漫灌改滴灌灌溉制度。     

北方夏玉米滴灌施肥一体化技术应用效果

为有效提高夏玉米水肥利用效率,通过田间试验对滴灌施肥一体化高效调控与利用技术进行系统的探究。结果表明,与常规漫灌(T1)相比,采用滴灌施肥一体化技术(T2和T3)可显著提高夏玉米大喇叭口期至灌浆期的叶面积指数;显著促进吐丝期至成熟期的干物质积累;在产量构成因素方面显著增加穗粗和穗粒数,并在一定程度上降低玉米穗的秃顶长度,进而显著提高夏玉米的产量。与T1相比,T2和T3增产5.32%~6.13%;水分利用效率提高36.10%~39.42%;氮、磷、钾肥利用率分别提高37.56%~35.29%、23.09%~30.30%、106.21%~121.51%。此外,采用滴灌施肥一体化技术可显著提高夏玉米生产经济效益。与T1相比,T2和T3可有效降低投产比,收益率平均提高4.71个百分点。在化肥用量较常规灌溉模式减少20%条件下,采用滴灌施肥一体化技术既能显著提高夏玉米产量,又能提高经济效益,是适宜在潮土区推广的一种高效节本增收的灌溉模式。     

根区孔下滴灌施肥对新疆红枣产量品质和氮磷钾利用影响

选择合理的滴灌施肥方式是实现果园节水减肥的技术关键。该研究分析比较了地表滴灌和根区孔下滴灌施肥对新疆南疆地区红枣生长和氮磷钾吸收的影响,以期为提高果园水肥利用效率提供理论依据。试验设置常规地表滴灌和根区孔下滴灌施肥2种灌溉方式,比较其对红枣营养状况、根系生长、产量及品质的影响。结果表明,与常规地表滴灌施肥相比,在相同水肥供给条件下,根区孔下滴灌施肥处理红枣2 a平均产量比地表滴灌施肥处理显著提高(P0.05),增产幅度为6.9%,单果干质量达5.04 g。2 a红枣果实品质结果显示,根区孔下滴肥处理总糖、还原糖和粗脂肪含量显著高于地表滴灌处理(P0.05)。该根区孔下滴灌施肥方式显著增加红枣树体各器官对养分的吸收(P0.05),其中2011年根区孔下滴灌施肥处理红枣叶片中N、P和K含量分别比地表滴灌施肥处理增加6.7%、33.6%和7.3%,2012年红枣叶片中N和P含量差异显著(P0.05),比地表滴灌分别高3.4%和26.8%。根区孔下滴灌施肥处理红枣果实中P、K含量显著高于地表滴灌施肥处理(P0.05),2011年和2012年分别比地表滴灌高41.0%、13.6%和46.2%、12.9%;2012年根区孔下滴灌施肥处理叶片、新梢、细根和果实中P累积量显著高于地表滴灌相应器官P累积量(P0.05),相比于地表滴灌分别提高38.2%、70.7%、159.8%和55.3%,根区孔下滴肥处理的吸收根干物质质量比地表滴灌增加46.7%。根区孔下滴肥的水肥管理方式可以显著增加根系生物量、提高枣树器官养分含量、增加红枣产量和提高肥料的利用效率,研究结果可为今后果园的节水减肥田间管理提供参考。     

基于DNDC模型的冬小麦?夏玉米农田滴灌施肥优化措施研究

【目的】滴灌施肥是一种具有节水、节肥等优点的水肥一体化田间管理措施,然而其对N₂O排放和经济效益的影响仍存在不确定性。针对我国重要的粮食生产方式—冬小麦?夏玉米轮作,优化设计适宜的滴灌施肥管理制度,对于提高水肥资源利用效率,减少环境污染,提高经济效益具有重大的实际意义。 【方法】在山东桓台冬小麦?夏玉米典型农田上设置试验,进行不同灌溉系数和不同施氮量处理对农田土壤N₂O排放和作物产量影响的研究。根据田间实测数据对DNDC模型进行校正和验证,利用验证后的模型定量评估滴灌施肥对N₂O排放的影响,综合考虑作物产量和N₂O减排效果和经济效益,最终提出华北平原冬小麦?夏玉米体系的优化滴灌施肥措施。 【结果】DNDC模型具备模拟滴灌施肥一体化管理措施下冬小麦、夏玉米生长情况和产量的能力,模型校正后能较好地模拟滴灌施肥条件下冬小麦/夏玉米农田土壤N₂O排放特征。在田间试验筛选出的最佳滴灌量和施氮量的基础上设置不同的滴灌量、施氮量以及玉米季施氮次数、施氮时间模拟情景,经过模型情景模拟最终筛选出的最优滴灌施肥措施是冬小麦季分4次滴灌施肥,滴灌量130 mm,随水施N 189 kg/hm2,夏玉米避开雨季分4次滴灌施肥,滴灌量19 mm,随水施N 231 kg/hm2。该模型模拟出的最优措施能够在不影响作物产量的基础上比田间试验筛选出的最佳滴灌和施氮量处理减少16%的N₂O排放。 【结论】与当地习惯漫灌撒肥措施相比,优化后的滴灌施肥管理全年共节水58.6%、减氮30.0%、减少50% N₂O排放,同时净收益增加了1336.41元/hm2,增加投资部分的收益率为230.34%,远大于部分预算法中100%的新技术采用标准。研究结果可为滴灌施肥技术在华北农田推广应用提供实际参考。     

新疆干旱区成龄核桃滴灌制度优化

科学合理的灌溉制度是提高灌水利用效率的主要因素。该研究采用HYDRUS-2D模型结合寻优模型相结合的方法,研究新疆核桃滴灌优化制度。利用2018年和2019年定点观测土壤水分数据进行模型率定与验证;利用模型设定128种情景进行模拟研究,分析南疆干旱区滴灌成龄核桃不同灌溉制度下的深层渗漏和水分胁迫。应用模型结合灌溉制度寻优函数探求滴灌条件下成龄核桃各灌溉制度土壤水分通量。结果表明:HYDRUS-2D模型模拟土壤含水率精度较高,R2为83.03%～83.73%,均方根误差在0.016～0.017cm~3/cm~3范围。根据模型模拟结果,推荐新疆干旱区核桃滴灌制度为灌水定额35 mm,灌溉11次,灌水周期9 d,灌溉定额385 mm或者灌水定额50 mm,灌溉7次,灌水周期14 d,灌溉定额350 mm,在以上滴灌制度下,可最大限度减少农田水分损失和提高灌水利用效率。该研究可为制定南疆滴灌条件下成龄核桃适宜灌溉制度提供参考。     

干旱区绿洲灌溉条件对土壤盐分分布的影响

干旱区绿洲土壤盐渍化现象普遍,不同灌溉条件下土壤盐基离子的季节分布、垂直分布各异,盐渍化是一个不断变化的动态过程。采用统计学方法,对新疆玛纳斯河流域不同灌溉条件下的夏秋两季土壤盐基离子进行了对比分析。研究结果表明:天然降水方式下土壤含盐量高于滴灌与漫灌方式,且各盐基离子季节差异最明显;滴灌在干旱区作物灌溉中意义重大,但压盐效果仍不及漫灌;滴灌和漫灌方式下全盐量在秋季呈现减少趋势,而天然降水方式下的土壤全盐量有所增加;各盐基离子中,季节变化最明显的有HCO₃^-,Na⁺,K⁺,其余离子在不同深度存在微量变化;不同深度土壤的盐渍化类型在漫灌方式下不稳定性要高于滴灌和天然降水方式下的土壤,且季节变动明显;流域内土壤的变异强度多为中等变异性,不同灌溉下各深度土壤全盐量的变异强度秋季大于夏季。流域内盐渍化现象普遍,pH值集中在7.9～8.7,建议建立合理的灌排体系,滴灌的同时要做好排盐压盐工作,防止区域土壤盐渍化的加剧。     

棉花膜下滴灌施用氮肥施肥模型及推荐决策支持系统建立研究

以新疆主栽棉花品种为试验种植作物,采取小区试验的方式,进行滴灌施肥棉花N素吸收特性的试验研究,建立了籽棉(y)与滴灌棉田N量(x)的肥料效应回归方程:y=3271.82 14.46x-0.0312x2(r=0.9604*),并建立了施肥推荐决策支持系统.     

不同滴灌施肥策略对棉花氮素吸收和氮肥利用率的影响

在温室条件下应用^15N标记尿素进行了不同滴灌施肥策略对棉花氮素吸收和氮肥利用率影响的盆栽试验.根据滴灌灌水施肥时段的分配,设置四种不同氮肥滴灌施肥策略.研究结果表明,不同滴灌施肥策略显著影响棉花的干物质重和氮素吸收量,棉花的氮素吸收量明显受到根系生长的影响,整株氮素吸收量与根干物质重之间呈显著的正相关关系.在一次灌溉过程中先滴1/2时间的肥液,然后再滴1/2时间清水的施肥策略可显著促进棉花根系的生长,增加棉花的氮素吸收量,减少氮肥在土壤中的残留,提高氮肥利用率.因此,在膜下滴灌条件下采用合适的施肥策略有助于提高肥料的利用效率.     

辽西地区不同节水补灌技术对玉米水分利用及产量的影响

为探讨辽西地区不同节水补灌技术对玉米水分利用及产量的影响,2013年进行了膜下微润灌、膜下滴灌、膜下微喷灌、裸地微润灌、裸地滴灌、裸地微喷灌、传统漫灌和无灌溉处理的试验研究,采用随机区组设计,3次重复。结果表明,同一土壤水分控制下限条件下,所有灌溉处理中覆膜滴灌水分利用效率、灌溉水利用效率和经济产量均最高,其次是膜下微喷灌。膜下滴灌和膜下微喷灌较传统漫灌分别节水31.3%和30.8%。传统漫灌耗水量最大,灌溉水利用效率和水分利用效率最低。无灌溉处理产量最低。膜下滴灌比较适宜于辽西旱作区玉米节水种植。     

日光温室灌溉模式及土壤管理对盐分的影响

滴灌施肥和秸秆还田通过影响盐分投入量、灌溉水运移等影响盐分在土壤表层的累积,灌水洗盐是降低土壤盐分累积的重要措施。通过测定长期滴灌和漫灌模式下不同秸秆处理中休闲期间土壤耕层盐分含量变化,分析了日光温室灌溉模式及土壤管理对盐分的影响。结果表明:在作物收获后,滴灌模式和漫灌模式下全盐含量平均分别为2 402,1 713mg/kg,滴灌模式下全盐含量的增加主要来源于Ca~(2+)、SO_4~(2-)和NO_3~-离子的增加,分别占全盐增加量的12.9%,63.4%,23.6%。施用秸秆使滴灌模式下盐分含量显著增加5.8%~23.4%,但对漫灌模式下的盐分含量无显著影响。休闲期间的单次大水漫灌使滴灌模式下Mg~(2+)、Na~+、K~+和NO_3~-的含量显著降低58%~69%,61%~63%,37%~50%,37%~45%,使漫灌模式下Mg~(2+)和NO_3~-离子显著降低38%~44%,5%~12%,对该模式下其他阳离子含量无显著影响。HCO_3~-在休闲期间变幅大,变化趋势与NO_3~-趋势相反。休闲期间的土壤管理使滴灌模式土壤盐分显著降低29%,漫灌模式降幅仅为8.7%。总体来说,滴灌模式及在此模式下施用秸秆显著增加土壤盐分含量,经休闲期间的大水漫灌和高温闷棚过程后盐分降低明显,但仍稍高于漫灌模式,应在生产中进一步降低氮、钾肥及硫基水溶肥的施用量。     

不同土壤层次供应水分和养分对玉米幼苗生长和吸收养分的影响

本试验模拟滴灌方法 ,在不同土壤层次进行灌水和施用氮磷养分的盆栽玉米试验 ,旨在探讨在不同土壤层次供应水分和养分对夏玉米幼苗生长、根系空间构型及玉米对养分吸收的影响。试验表明 :在土壤深层进行滴灌可以有效降低土面蒸发 ,提高水分和养分的利用效率 ,从而显著提高玉米幼苗的生长量 ;在不同层次施肥灌水 ,对玉米根系在土壤中的空间构型影响很大 ,进行深层滴灌可以极大促进根系在较深土壤中的发育 ;在不同土层施肥灌水对玉米幼苗吸收N、P、K三种养分的能力也有影响 ,深层施肥灌水提高了玉米对 3种养分的吸收量