减氮条件下基于AquaCrop模型的北疆膜下滴灌棉花水氮制度优化

[目的] 为检验减氮条件下AquaCrop模型对北疆膜下滴灌棉花生长及生产的模拟适用性,探究棉花生育期最优减氮与灌水制度。[方法] 通过2022年、2023年大田试验,明确4种施氮水平(常规施氮量、减氮10%、减氮20%、减氮30%)、3种灌溉定额(488,444,400 mm)对棉花产量、水氮利用效率及土壤养分含量的影响;利用各处理实测数据率定并验证模型参数,并用校正好的模型模拟6种施氮水平(常规施氮量、减氮6%、减氮12%、减氮18%、减氮24%、减氮30%)、6种灌溉水平(300,360,420,480,540,600 mm)组合下棉花产量及水氮利用效率,通过综合评价方法筛选出最优水氮组合。[结果] 减氮与灌溉定额共同作用对棉花产量、水氮利用效率及土壤养分具有显著影响。减施氮肥时,可通过适当增加灌溉定额达到对产量的弥补稳定棉花产量,相同施氮量下,适当减少灌溉定额提高水分利用效率;相同灌溉定额下,适当减少施氮量提高氮肥偏生产力;常规施氮时,增加10%的常规灌溉定额(W1N1)可有效提高耕作层土壤中养分含量。模拟与实测结果表明,2年试验处理的冠层覆盖度及地上部生物量各评价指标均满足决定系数(R²)≥0.936,均方根误差(NRMSE)≤40.58%,纳什系数(E_NS)≥0.72;产量与水分利用效率各评价指标均满足(R²)≥0.87,NRMSE≤4.29%,(E_NS)≥0.81;该模型实现较好的模拟效果。[结论] 基于36种减氮与灌水组合下的情景模拟,综合考虑产量、水氮利用效率及实际生产成本,推荐在北疆地区采用减氮12%,360 mm灌溉定额的减氮灌溉制度。可为AquaCrop模型在今后对不同施肥灌溉制度下的应用提供经验,为干旱区棉花种植过程中提升水分及氮肥利用效率提供理论依据和科学指导。     

冬灌条件下季节性冻融期农田土壤可培养微生物数量变化及其影响因素

为揭示新疆石河子季节性冻融期不同冬灌定额对农田土壤可培养微生物（细菌、霉菌）数量的影响规律，2021—2022年通过田间微区试验，设置了45 mm、90 mm、135 mm、180 mm不同的冬灌定额和不灌水对照处理，对比分析整个冻融期农田土壤细菌、霉菌数量变化及其影响因素。结果表明，冻结初期：细菌与土壤含水量和灌水量呈显著负相关 (P<0.05)；霉菌与pH值呈显著负相关 (P<0.05)；稳定冻结期：细菌与土壤平均温度呈显著正相关 (P<0.05)、与灌水量和土壤含水量呈显著负相关 (P<0.05)，而霉菌与土壤水、热、盐的显著性关系弱；融化期：细菌和霉菌与含水率呈极显著的负相关 (P<0.01)，霉菌与土壤平均温度呈显著的正相关 (P<0.05)。整个季节性冻融期细菌相比霉菌数量较多，细菌在土壤中扮演主要角色；充足的降雪使冬灌定额对细菌和霉菌的数量影响不明显。