渭北旱塬西部作物水肥产量耦合效应研究

通过在渭北旱塬西部长武塬区所进行的玉米水肥两因子五水平试验，就作物水肥产量耦合效应进行了研究。在给出玉米水－肥生产函数的基础上，推出了养分优化供应条件下玉米分生产函数，阐明了水肥供应坐标面上产量，耗水量与水分利用效率等值线分布特征，并应用水分生产弹性系数，以产量与水分利用效率为目标，探讨了作物水肥优化耦合区域及其几何特征。     

养分优化管理条件下作物水分生产函数

养分优化管理条件下的作物水分生产函数,包括供水型生产函数与耗水型生产函数,由玉米水肥耦合田间试验数据推导出,并以耗水生产弹性系数为指标对其产量-水分利用效率-耗水量-供水量间的关系进行分析,同时对养分优化管理条件下的作物水分生产函数与一般水分生产函数进行了比较与分析,指出不同年型作物水分生产函数不同,仍城作深入研究。     

黑土农田水肥条件对作物产量及水分利用效率的影响

长期定位试验研究黑土农田不同水肥作物产量和水分利用效率的变化结果表明,大豆对水分条件变化反映较敏感,而玉米对养分条件变化反映较敏感,适宜水分条件下3种作物随施肥水平的提高,其产量与水分利用效率相应增加;有机 无机肥配施处理3种作物随水分含量的增加,其产量与水分利用效率相应提高     

农田生态系统水分循环与作物水分关系研究

通过对我国不同类型农田生态系统水分循环与作物生产力关系的网络研究,探讨了我国主要类型地区小麦、玉米、大豆等几种主要作物的菡散耗水和需水规律、水分利用效率和作物水分生产函数,获得这些地区主要作物耗水需水特征及小麦水分生产函数。结果表明,在不同生态系统优化结构模式中作物与水分关系均得到极大改善,节约了作物用水,提高了作物产量和水分利用效率。     

干旱条件下施肥效应及其作用机理

干旱问题是制约作物生长和产量的主要逆境因素之一。合理施用N、P、K肥可补偿干旱条件下作物生长受抑和产量降低的不良效应，改善植株的生理功能，提高水分利用效率，在生产实际中实行水肥耦合运筹，可充分发挥肥效，达到节水高产的目的。     

渭北旱塬不同田间管理措施下冬小麦产量及水分利用效率

水分是限制旱地作物产量最主要的因素,提高自然降水利用效率是增加旱地作物产量的有效途径。2001～2003年在渭北旱塬粉砂壤土上的田间试验研究表明,不同田间管理措施对冬小麦的产量及水分利用效率有显著的影响。秸秆覆盖不仅增加雨水入渗,提高上层土壤含水量,而且促进水分向下运输。在覆盖第二年小麦产量较常规种植显著增加,同时覆盖下土壤有机质含量有较快增加的趋势。夏季休闲期种植填闲作物将不影响下一季作物的水分状况,短期内填闲作物对土壤有机质,小麦产量及水分利用效率也没有影响。     

水分利用效率及其生理生态机理研究进展

系统分析了水分利用效率理论及其与作物产量的关系,并从作物生长发育,光合与蒸腾作用,水分状况以及空气相对湿度等环境因子诸方面对水分利用效率的生理生态机理研究进展进行了探讨。     

夏闲期降水对黄土旱塬冬小麦水氮利用效率的影响

黄土旱塬冬小麦生长所需的水分主要来源于大气降水,分析夏闲期降水对土壤水分的补给对于发展田间水分管理措施和补充灌溉技术具有重要意义。该文利用不同的水肥耦合处理试验,研究了不同水肥耦合处理下夏闲期降水对土壤水分补给量以及对翌年作物耗水量、水分利用效率、产量、小穗数、穗粒数、千粒质量的影响。结果表明,夏闲期降水量对土壤水分的补给量有极显著的影响(P0.01);冬小麦生育期不同的水肥耦合处理对夏闲期土壤水分补给有显著的影响(P0.05)。收获期土壤水分亏缺度在43.68%~52.63%之间时土壤水分的补给系数较高(51.84%~67.42%),且二者存在良好的幂函数关系;翌年冬小麦生育期耗水量的贡献率、水分利用效率、产量、小穗数、穗粒数、千粒质量均与土壤水分补给系数呈幂函数关系,且在土壤水分补给系数为25%~40%时冬小麦水分利用效率、产量、小穗数、穗粒数、千粒质量分别达到最大值。研究可为旱塬农田水分管理提供参考。     

北京市灌溉农田水资源利用效率研究

以各种作物的水分利用效率、水分能量生产效率和水分经济利用效益评价为依据,对北京市灌溉农田的水分利用状况进行了综合评价,提出了该区域优化粮食作物、果树和瓜菜类作物的种植结构,推进节水型种植业发展的思路与途径。     

水肥耦合对春小麦水分利用效率的影响

采用312-D最优饱和设计,在辽西半干旱区开展了连续4年的春小麦田间水肥耦合试验,研究春小麦水分利用效率.结果表明水肥单因子对水分利用效率有显著影响,影响顺序为水＞磷＞氮.其中,氮、磷施用量对水分利用效率的提高是正效应,而灌水量对水分利用效率是负效应.水肥多因子对水分利用效率有交互效应,氮与磷之间、氮与水之间的交互效应极显著,对水分利用效率表现为正效应.磷与水之间表现为负效应,但不显著.水分利用效率超过10 kg/(hm2·mm)的水肥优化管理方案为,施氮量102.6～239.3 kg/hm2,施磷量84.3～139.0kg/hm2,灌水量41.0～170.9 mm.获得最大水分利用效率的施氮量220.6 kg/hm2,施磷量76.0 kg/hm2,灌水量117.4 mm.     

Growth,yield and water use efficiency of chickpea (Cicer arietinum): response to biochar and phosphorus fertilizer application

Field experiments were conducted during summer (2013/2014) and winter (2014) in two different soil types to evaluate the effect of biochar and P fertilizer application on growth, yield, and water use efficiency of chickpea. Soil types include Rhodic Ferralsols (clay) in Thohoyandou and Leptic Cambisols (loamy sand) in Nelspruit, South Africa. Treatments consisted of a factorial combination of four biochar levels (0, 5, 10 and 20 t ha^?1) and two phosphorus fertilizer levels (0 and 90 kg ha^?1) arranged in a randomized complete block design and replicated three times. Biochar application at 5 t ha^?1 significantly increased biomass, grain yield and water use efficiency of biomass production (WUE_b) in the clay soil compared to 10 and 20 t ha^?1. However, the increase was attributed to the addition of P fertilizer. Biochar application had no effect on yield components in the loamy sand soil, but P fertilizer addition increased number of seeds/pod in the loamy sand soil and number of pods/plant in the clay soil. Biochar and P fertilizer application on growth and yield of chickpea varied in soil types and seasons, as the effect was more prominent in the clay soil than the loamy sand soil during the summer sowing.     

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。     

局部供应水氮条件下玉米不同根区的耗水特点

利用分根装置,采用传统均匀灌水、根系分区交替灌水2种方式和作物根区均匀施氮、固定部分根区施氮和根系分区交替施氮3种方式,对零、低、中、高4个施氮水平下玉米根系不同区域的耗水特点进行了研究。结果表明：交替灌水与均匀灌水均表现为,在均匀施氮时玉米两个根区的耗水量随施氮水平的增大一致减小;固定施氮时,随施氮水平的增大,施氮区的耗水量呈明显的减小趋势,从而使两个根区耗水量间的差距增大;交替施氮时的耗水量变化与之相同。而且,两种局部施氮方式下,低氮水平时,玉米两根区间耗水量无显著差异;高氮水平时,未(后)施氮区的耗水量较之先施氮区显著增大,其中尤以固定施氮的增幅更大。与均匀灌水所不同的是,交替灌水缩小了局部施氮条件下不同根区耗水量间的差距。     

水肥耦合对小麦玉米带田产量效应及土壤水分动态研究

采用3414最优回归设计方案,研究了水肥耦合对小麦玉米带田产量效应及土壤水分动态规律。结果表明：不同水肥耦合模式对带田作物的产量差异达极显著水平。在灌水量4800m3/hm^2,施氮肥420kg/hm^2,磷肥120kg/hm^2的处理（W2N2P2）中,带田产量和水分利用效率达最高值,决定带田总体产量性状主要因子为氮...     

水肥配合对太行山山前平原高产区土壤矿质氮分布及作物产量的影响

在中国科学院栾城农业生态系统试验站的潮褐土上,通过水、肥2因子3水平的完全方案,研究冬小麦-夏玉米轮作下,水、肥对土壤矿质氮分布及作物产量的影响。试验表明,NO3--N在土壤剖面中的分布除受水、肥作用外,还与土壤质地,作物及雨季降水有关;NO3--N在土壤剖面中的累积则受水肥二因素的共同制约。高水高肥处理,在收获2季作物后,土壤剖面中NO3--N明显积累;当水分或肥料不足,NO3--N的积累量减少;冬小麦全生育期旱作,不仅影响当季NO3--N的形成转化和冬小麦对N素吸收,而且直接影响后季夏玉米的产量以及土壤NO3--N的积累。土壤NO3--N的累积量与土壤水分含量存在明显的耦合作用。NH4+-N在土壤中所占比例很小,不同水、肥组合处理对其分布和累积无明显影响。肥料和水分都是冬小麦产量的限制因素,尤其水分不足,对当季和后季作物都有直接影响。针对该区地下水紧缺的矛盾,在有限水分供应时,应首先保证冬小麦季灌足底墒水和拔节水,每水至少灌60mm,施肥量不宜太高,否则会造成NO3--N在土壤中积累或淋失。本试验条件下该区适宜的水肥处理应为W2MF。     

保水型专用肥对制种玉米田土壤蓄水量的影响及最佳施肥量研究

在甘肃省河西内陆灌区的制种玉米田,采用田间试验方法,研究了保水型专用肥对土壤物理性质和蓄水量的影响及制种玉米田最佳施肥量。结果表明,影响玉米产量的因素由大到小依次为:CO(NH₂)₂>(NH₄)₂HPO₄>糠醛渣>保水剂>ZnSO₄·7H₂O;因素间最佳组合为:CO(NH₂)₂600kg/hm²,(NH₄)₂HPO₄350kg/hm²,ZnSO₄·7H₂O 30kg/hm²,保水剂19.98kg/hm²,糠醛渣15 000kg/hm²。保水型专用肥施肥量与玉米制种田容重呈负相关关系,与孔隙度、蓄水量、玉米植物学性质和经济性状呈正相关关系。随着保水型专用肥施用量梯度的增加,玉米穗粒数、穗粒重、百粒重、产量在增加,但边际产量、边际利润表现为递减,保水型专用肥施用量在10.00t/hm²的基础上再增加2.50t/hm²,收益出现负值。经回归统计分析,保水型专用肥施用量与玉米产量可用一元二次方程拟合,经济效益最佳施肥量为9.99t/hm²,玉米的理论产量为6 715.33kg/hm²。     

水、磷对紫花苜蓿产量及水肥利用效率的影响

【目的】紫花苜蓿作为畜牧业生产中最主要的优质绿色饲料,是发展草食畜牧业的物质基础,同时它也是一种需水需肥较多的作物。如何从技术方面提高单位面积苜蓿产量,实现苜蓿高产栽培是科学研究人员及生产者研究的重点。北京市东南部接壤的蓟县、宝坻及南部接壤的廊坊、武清等地区,是北京市在生态和环境优先发展原则下畜牧养殖业外移的重要承接区域,苜蓿在当地种植缺乏科学指导,年干重产量仅为7500~10000 kg/hm2,盐碱地年产量更低,为4500~6000 kg/hm2。本研究通过苜蓿水肥试验确立紫花苜蓿达到高产的最佳磷肥施用水平和灌水量,为京南地区苜蓿高产及水肥的高效利用提供可借鉴的水肥管理技术。【方法】实验在低磷砂壤土条件下进行,选用紫花苜蓿中苜2号品种,设置全生育期不灌水（W0）、以及返青后及第1、2茬刈割后灌水且每次灌水25 mm （W1）、50 mm （W2）、75 mm （W3）4个灌水处理;每个灌水处理下设置不施磷（F0）、施P2O5 105 kg/hm2（F1）、210 kg/hm2（F2）3个施磷量处理,研究了灌水和施磷对紫花苜蓿产量、水分和磷肥利用效率的影响。【结果】1）灌水对1、2茬苜蓿产量的影响有显著差异,对3、4茬及全年产量的影响无显著差异;施磷肥对第3茬苜蓿产量没有显著影响,但对第1、2、4茬及全年苜蓿产量的影响均存在显著差异。2）灌水和施磷肥对紫花苜蓿的水分和肥料利用效率均有显著影响,随着施磷量的增加,苜蓿的水分利用率逐渐增大,说明施磷可以提高水分利用效率;随着灌水量的增加,苜蓿的磷肥利用效率呈先增加后降低的趋势,说明适当的增加灌水量可以提高苜蓿的磷肥利用效率。【结论】综合考虑紫花苜蓿产量、水分和肥料利用效率等指标,最优试验处理为每次灌水量50 mm,施P2O5 210 kg/hm2,其次为每次灌水量25 mm, 施P2O5 210 kg/hm2。     

基于产量品质及水肥利用率的袋培辣椒水肥耦合方案

为探究水肥耦合对袋培辣椒产量、果实品质、水分利用效率(Water Use Efficiency,WUE)和肥料利用率(Fertilizer Use Efficiency,FUE)的影响,构建袋培辣椒水肥精准化管理模式,该研究以'博陇(37-94)Bolon RZ F1'辣椒为对象,设3种灌溉水平(基质相对含水量70%～75%(W1)、55%～60%(W2)和40%～45%(W3))、3个营养液浓度水平(设置150%(F1)、100%(F2)、80%(F3)标准山崎辣椒营养液浓度)和2个营养液供应量(正常供应、减量供应(每次辣椒采收前6 d营养液减量40%供应))三因素耦合,共18个处理,分析各因子及其耦合效应,建立综合评价辣椒产量、WUE、FUE及果实综合品质的多目标优化模型,并利用遗传算法多目标优化法对该模型进行寻优。结果表明:灌溉量和营养液浓度单因子及其耦合效应均对辣椒产量、WUE和FUE有显著性影响,产量、WUE和FUE均随灌溉量和营养液浓度的增加先增加后降低;利用Topsis法对各处理的果实品质进行综合评价,营养液减量供应可在维持产量和WUE较高的基础上,显著提高辣椒果实综合品质和FUE;营养液减量供应下W2F2处理的辣椒产量、WUE和FUE最高,营养液减量供应下W2F1处理果实综合品质最好。遗传算法多目标优化法寻优表明营养液减量供应结合W2F2处理效果最佳。该试验条件下,高产优质的袋培辣椒水肥耦合方案为:通过灌溉将基质相对含水量控制在55%～60%,施用100%浓度的标准山崎辣椒营养液,且每次辣椒采收前6d营养液减量40%供应。该模式下的辣椒产量达到87930.52kg/hm2,果实品质综合评价贴合度达到0.742,WUE和FUE分别达到41.14 kg/m3和38.83%,此结果可为辣椒高产优质且水肥科学管理提供指导依据。     

土壤扩蓄增容肥对春玉米产量及水分利用效率的影响

通过正交试验,研究秸秆配方、绵土配方2种土壤扩蓄增容肥对春玉米的应用效果。结果表明：在春玉米品种、肥料用量及灌水量共同影响下,秸秆配方、绵土配方土壤扩蓄增容肥在减少无机肥料用量28.6%情况下,仍能起到保持产量的作用;同时秸秆配方能有效提高水分利用效率与降水利用效率。与对照相比,秸秆配方在苗期及拔节期能有效减少土壤无效蒸发,提高0～20 cm土壤水分的保蓄能力。该研究为秸秆配方土壤扩蓄增容肥的推广奠定了理论基础。     

半干旱地区土壤水分和养分对玉米生长和产量的耦合影响

Interaction between soil water and nutrients plays an important role in sustainable crop management in semi-arid environments.On the basis of a field experiment conducted from 2000 to 2003,this study examined the coupled effects of irrigation and fertilizers on maize growth and yield in a semi-arid region of northeastern China.In terms of plant productivity,nitrogen fertilizer had the most significant effect followed by irrigation and phosphate levels.The combined application of nutrients and irrigation exerted a synergistic effect on the grain yield of maize plants.Regression analysis indicated that optimal levels of nitrogen and phosphate,in addition to adequate irrigation,could greatly improve the efficiency of grain production.Similarly,optimization of soil nutrient availability substantially increased water use efficiency.These suggested that for the most efficient and sustainable crop production,irrigation and nutrient management should be based on a quantitative understanding of water/nutrients interaction,particularly in semi-arid and arid regions.