旱地土壤矿质氮和可矿化氮与土壤供氮能力的关系

在具有典型半干旱气候特征的陕西永寿选取22个不同肥力水平的田块,分层采集0－100cm土样,研究矿质氮、可矿化氮和土壤供氮能力之间的关系。结果表明,NH4－M与可矿化氮之间没有明显关系;15－80cmNO3－N与各层可矿化氮显著相关,0－15cm和80－100cmNO3－N与之大多相关不显著。通径分析表明,30－45cm的可矿化氮和NO3－N对作物吸氮量的直接贡献最大（后者稍低于前者）;其次是60－80cm的NO3－No0-100cmNO3-N总的直接和间接贡献均大于可矿化氮。作为土壤供氮指标,0－45cm可矿化氮和0-100cmNO3-N都可靠,尤以后者效果更好。     

涌泉根灌对山地红枣产量与品质的影响

为探讨涌泉根灌灌水方式对红枣产量和品质的影响,采用8 a生枣树,设涌泉根灌、滴灌、管灌3种方式和每株灌水20、80、160 L 3个灌水定额,测定了红枣的产量、可溶性糖、可溶性固形物及维生素C质量分数等品质指标。结果表明,涌泉根灌和滴灌在不影响红枣可溶性固形物、可溶性糖和含水率的情况下,灌水定额每株80 L较20 L、160 L提高红枣维生素C质量分数。灌水定额每株80 L时,涌泉根灌和滴灌较管灌显著提高红枣可溶性糖质量分数,但对其他品质指标无显著影响。灌水定额相同时,与管灌相比,涌泉根灌与滴灌显著提高红枣产量。在涌泉根灌和滴灌条件下,随灌水定额增加,初期产量增大,从每株80 L到160 L产量有降低趋势。表明涌泉根灌在不影响红枣品质的前提下,与滴灌的增产效果相近,是一种可行的灌水新技术。     

滴灌施肥周期和毛管布设方式对苹果树细根直径时空分布的影响

为探明不同滴灌施肥策略对苹果树细根直径的调控效应,于2019—2021年开展二因素二水平完全组合设计田间试验,毛管布设方式设置一行一管和一行两管,施肥周期设置15 d和30 d,采用微根管原位监测技术,分苹果树正南、正西及东北3个方位和0～19、19～38、38～57、57～76 cm不同深度土层,持续观测苹果树活跃生长期内细根直径的动态变化,分析了苹果树细根直径对毛管布设方式和施肥周期的响应。结果表明：细根直径主要集中在0.5～1.5 mm范围内,约占90%,0～0.5 mm和1.5～2.0 mm直径的细根占比很少。在夏季之前,直径≤1.0 mm的细根增多;夏季之后,细根直径加粗,直径>1.0 mm的细根迅速增加。相较于施肥周期15 d,施肥周期30 d在2020年6—11月和2021年4—7月均能增加细根直径;在大部分土层中,施肥周期30 d会增加细根直径,施肥周期15 d会减小细根直径;在2020年正南和东北方向上,施肥周期15 d会减小细根直径,施肥周期30 d会增加细根直径。一行一管较一行两管在2020年和2021年8月均能增加细根直径;在浅中层土壤(0～38 cm土层...     

不同灌水量下尿素添加适宜氮肥增效剂促进夏玉米灌浆增产

为揭示不同灌水水平和氮肥增效剂类型对夏玉米籽粒灌浆过程的影响规律，以郑单958品种为研究对象，采用裂区设计，主区设置2个灌水水平：40 mm（W1）、60 mm（W2）；副区在单施尿素（U）的基础上添加不同类型氮肥增效剂：脲酶抑制剂（NBPT）、硝化抑制剂（DCD）、双效抑制剂（NBPT+DCD），采用Richards方程模拟夏玉米籽粒灌浆过程，研究不同灌水水平和氮肥增效剂类型对夏玉米各灌浆特征参数的调控效应，同时分析不同处理对夏玉米干物质转运和产量形成的影响。结果表明，3种氮肥增效剂下夏玉米的籽粒产量均显著高于U，DCD和NBPT+DCD的效果优于NBPT；增加灌水量至60 mm，可使氮肥增效剂的增产效果增强，NBPT、DCD和NBPT+DCD的产量分别提高了6.55%、5.36%和10.53%。NBPT、DCD和NBPT+DCD的转运率分别比U增大23.42%、19.58%和45.33%；两个灌水水平下的转运率无显著差异。Richards模型能较好地模拟夏玉米籽粒灌浆动态过程，拟合方程决定系数均在0.99以上。W2较W1水平显著延长了夏玉米总灌浆期持续时间，且延长了灌浆快增期和缓增期的灌浆时间，显著提高了缓增期的灌浆速率。3种氮肥增效剂均可提高夏玉米平均灌浆速率，且NBPT+DCD和DCD提高了灌浆快增期的灌浆速率。不同氮肥增效剂在不同灌水水平下效果不同。W2水平下，DCD能提高籽粒灌浆起始生长势，其总灌浆期持续时间延长至47.10 d，且优化了3个灌浆阶段的时长比例，平均灌浆速率较高，达0.828 g/d，是该研究中灌水水平和氮肥增效剂类型的最佳组合，研究可为关中地区氮肥增效剂的合理施用提供理论依据。     

不同滴头流量和灌水量下农田土壤湿润体特征及其估算模型

为了准确估算滴灌条件下农田土壤湿润体,利用亮蓝染色剂示踪技术分别在陕西杨凌(粘壤土)、甘肃武威(沙壤土)和宁夏盐池(沙土)3个试验站点开展了农田滴灌试验。试验设不同灌水量和滴头流量,研究不同土壤质地条件下灌水量和滴头流量组合对农田土壤湿润体的影响,进而探求不同土壤质地的土壤湿润体估算模型。结果表明：在相同的土壤条件下灌水后农田土壤形成的湿润体随灌水量的增加而增大,在相同灌水量下增加滴头流量能够显著增加水平方向的湿润距离,相较于小滴头流量(1.38 L·h^-1)而言,大滴头流量(3.0 L·h^-1)形成宽浅形湿润体。在相同的灌水量和滴头流量下,农田土壤湿润体的垂向湿润距离随土壤饱和导水率(K_s)的增加而增加,随灌水前土壤有效持水能力(Δθ)的增加而减小,而水平方向的湿润距离随土壤饱和导水率(K_s)和有效持水能力(Δθ)的增加而减小。在试验的基础上,利用土壤饱和导水率(K_s)、灌水前土壤有效持水能力(Δθ)、灌水量(v)和滴头流量(q)建立了湿润体垂直和水平方向湿润距离的估算模型(幂函数连乘模型),并结合湿润体形状利用椭圆方程描述湿润体的轮廓形状(湿润体估算模型)。经试验数据验证,农田土壤湿润体估算模型能够很好估算湿润体轮廓,模拟值和试验实测值的决定系数(R²)在0.93~0.99之间,均方根误差(RMSE)在1.3~4.1 cm之间。     

施氮方式对玉米根系生长、产量和氮素利用的影响

【目的】垄植沟灌技术在西北内陆地区应用广泛,但往往施氮方式单一,在大田常规沟灌条件下,研究不同施氮方式对春玉米根系生长及产量和氮素利用效率的影响,揭示不同施氮方式下根系的生长分布及产量和氮素利用规律,探求西北内陆干旱、半干旱地区沟灌条件下合理施氮方法。【方法】以金穗4号春玉米为供试材料,连续两年在大田条件下,采用垄植沟灌技术,设均匀沟氮（CN,即两侧沟同时均匀施氮）、交替施氮（AN,即两侧沟交替施氮）和固定施氮（FN,即始终给一侧沟施氮）3种处理。各处理施氮量均为200 kgN•hm-2,氮肥选用尿素,分3次开沟施入,基施50%,大喇叭口期和抽雄期各追肥25%;磷肥选用过磷酸钙,作为底肥开沟前均匀撒施,施磷量45 kgP2O5 •hm-2。灌溉定额3 750 m3•hm-2,分别在播后、拔节期、大喇叭口期、抽雄期和灌浆期灌水,灌水定额相同。分别在抽雄期、灌浆期和成熟期监测0-100 cm土层各层（每20 cm一层）植株下方、植株左侧和右侧的玉米根系长度,并根据采样土体折算根长密度。收获后测定产量及植株全氮量,折算氮素利用效率。【结果】玉米根系主要聚集在植株下0-40 cm土层,随着土层深度增加,根长密度呈递减趋势。监测期内,根长密度大小表现为：均匀沟施＞交替施氮＞固定施氮。0-40 cm土层根长密度以均匀施氮较大,60-100 cm土层中根长密度以固定施氮较大。固定施氮下,植株两侧根长密度值差异明显;均匀施氮和交替施氮下,植株两侧根长密度值相近。均匀施氮下,两年平均氮素吸收量、产量和氮素利用效率的值分别为217.8 kgN•hm-2、10 318 kg•hm-2和47.3 kg•kg-1N。较固定施氮和交替施氮,氮素吸收量平均提高了4.3%和2.5%;产量平均提高了8.5%和4.4%;氮素利用效率平均提高了4.1%和1.9%。【结论】均匀施氮在监测生育期内维持了较大根量,植株左右两侧根系分布最均匀;固定施氮下,根系在植株左右两侧分布差异明显;交替施氮表现介于均匀施氮和固定施氮之间。在维持玉米根系的生长和产量形成方面,均匀施氮表现最好,交替施氮次之,固定施氮最差。常规沟灌条件下,氮肥均匀撒施在两侧沟内为较好的施氮方式。     

旱地土壤氮素、有机质状况及与作物吸氮量的关系

在具有典型半干旱气候特征的陕西永寿选取6种不同肥力水平的田块,分层采集0～100cm土样,测定各土层可矿化氮、全氮及有机质含量,研究其与作物吸氮量之间的关系,结果表明,各土层可矿化氮、全氮及有机质之间存在着良好的相关性,可矿化氮与作物吸氮量之间的相关程度高于与全氮、有机质间的相关性,可矿化氮加上土壤起始矿质氮后,相关系数更高,0～45cm土层的可矿化氮、全氮、有机质与作物吸氮量的相关性高于45cm以下的土层,且以30～45cm土层的为最好;以土壤全氮或有机质作为评价土壤供氮能力的指标,效果不如可矿化氮。     

局部灌水方式对玉米不同根区土-根系统水分传导的影响

以管栽玉米进行分根实验，在均匀灌水、固定部分根区灌水和根系分区交替灌水3种方式下，分期测定两个1/2根区及整个根区的土-根系统总水分传导(简称水导)、单位根面积和单位根长水导，研究局部灌水方式对玉米不同根区土-根系统水分传导的影响。结果表明：各阶段处理5 d和10 d时，总水导、单位根面积和单位根长水导一致表现为固定灌水和交替灌水的灌水区较之均匀灌水1/2根区均显著增大，说明局部灌水可以显著增强灌水区土-根系统水分传输的补偿效应。固定灌水时，灌水区水导始终显著大于非灌水区；交替灌水时，两个根区呈交替变化趋势。与固定灌水相比，交替灌水非灌水区的水分传导明显增大。因此，交替灌水能更好利用各部分根系资源以满足作物需水要求。     

适度局部水分胁迫提高玉米根系吸水能力

局部根区灌溉可以刺激灌水区根系吸水的补偿效应。为了揭示局部灌溉条件下玉米根系补偿效应的动态变化及其影响因素,以聚乙二醇6000(polyethylene glycol 6000,PEG-6000)营养液的渗透势模拟水分胁迫,采用分根技术,通过水培试验模拟局部根区水分胁迫,设置3个水分胁迫程度处理(-0.2、-0.4、-0.6 MPa)和1个对照处理(无营养液),于处理后0、0.25、0.5、1、3、5、7、9 d连续动态监测各根区根系的生长及导水率。结果表明,局部根区受中度及其以下(≥-0.6 MPa)经水分胁迫0.25 d内,所有处理胁迫区根系总导水率和单位根长导水率均与非胁迫区和对照无显著差异(P0.05)。胁迫持续时间超过0.25 d,胁迫区根系总导水率和单位根长导水率均显著小于非胁迫区(P0.05),降低程度随水分胁迫程度而增大,各处理间胁迫区根系总导水率的差异随胁迫持续时间延长也逐渐增大。对于非胁迫区,轻度胁迫(-0.2 MPa)持续0.5 d,单位根长导水率较对照高10.11%(P0.05),1~9 d与对照持平;-0.4 MPa胁迫持续9 d,单位根长导水率为25.08×10-11 m2/(MPa·s),显著高于对照(P0.05);中度胁迫(-0.6 MPa)持续0.5~3 d单位根长导水率显著小于对照(P0.05),较对照低19.05%~40.11%,5 d后与对照持平。说明局部根区水分胁迫能有效刺激非胁迫区根系吸水的补偿效应,这种补偿作用在局部水分胁迫0.5 d时就已发生,受到局部水分胁迫程度和持续时间的影响,且根系吸水补偿效应的临界胁迫程度为≥-0.4 MPa。该研究可为更好的发挥局部灌溉在农业节水中的作用提供理论依据。     

根系分区交替灌溉条件下水肥供应对番茄有机酸含量的影响

采用分根法,通过盆栽试验,以四元二次回归正交旋转组合设计,研究了根系分区交替灌溉条件下灌水量和氮、磷、钾肥用量对番茄果实中有机酸含量的影响。通过回归分析,建立了番茄有机酸含量与水肥因子的数学模型。结果表明,在其他因子为中间水平时,番茄果实中的有机酸含量,随灌水量增加呈线性减小趋势;随施氮量增加表现为线性增长;随施磷量、施钾量增加呈开口向下抛物线型变化。交互效应表现为,灌水量与施钾量、施氮量与施磷量对番茄有机酸积累有显著的正交互作用。认为增施氮磷肥会增大番茄果实有机酸含量,合理施用钾肥、减小灌水量也促使番茄中有机酸的积累。