水肥耦合对小麦/玉米带田产量及构成因素的影响

采用"3414"最优回归设计方案,于2007-2008年在甘肃省农业科学院张掖节水试验站,开展不同水肥耦合处理小麦/玉米带田产量效应研究。结果表明,不同水肥耦合模式对小麦/玉米带田产量的影响较大,其差异达极显著水平。其中,氮肥对产量的贡献最大,水分次之,磷肥最小,氮肥对带田混合产量的绝对贡献率达79.4%,而水分对带田混合产量的绝对贡献率达为52.9%;水肥耦合效应为:水氮耦合水磷耦合氮磷耦合;获得高产量12 952.5~13 880.0kg/hm2的施氮量为420~630kg/hm2、灌水量为5 550~6 750m3/hm2、施磷量为120kg/hm2。相关分析表明,施氮量和灌水量与间作玉米的穗粒数、千粒质量、穗粒质量、株高均呈极显著正相关,施氮量与间作小麦的穗粒质量、穗粒数呈极显著正相关。     

密度、氮肥互作对旱砂田西瓜产量、品质及氮肥利用率的影响

为了探明旱砂田西瓜产量、品质及氮肥利用率同步提高的最佳施氮量和种植密度,制定合理的栽培措施,本试验以中晚熟品种陇抗九号为试材,在砂田条件下设置了3个种植密度(9525、12120、16680株/hm2)和4个施氮水平(0、100、200、300 kg/hm2),研究了氮密互作对西瓜产量、品质和氮素利用率的影响.结果表明,种植密度和施氮量均显著影响西瓜产量及品质,但两者互作效应不显著,两因素中密度是导致产量变化的主导因素,西瓜产量为高密度＞中密度＞低密度,高密度处理的平均西瓜产量较中、低密度分别显著提高了23.46％和45.58％;而施氮量对西瓜品质的调控具有显著作用,施氮量在0～200 kg/hm2范围内,西瓜产量及品质随施氮量的增加而提高,之后有下降趋势,N200处理的西瓜含糖量较N0和N300分别显著提高了1.43％和1.92％,Vc含量分别提高了13.09％和8.42％.西瓜产量提高引起氮肥偏生产力和氮肥吸收利用率的协同提高.综合考虑产量、品质和氮素利用率等因素,在本试验条件下,砂田全膜覆盖栽培西瓜的适宜种植密度为16680株/hm2、适宜的施氮量为200kg/hm2,其西瓜产量、含糖量及氮肥吸收利用率分别为61754 kg/hm2、10.59％和22.29％.     

适量有机肥与氮肥配施方可提高河西绿洲土壤肥力及作物生产效益

【目的】 河西绿洲灌溉农业区是我国主要的商品粮生产及玉米制种基地,结合当地耕作制度进行土壤有效培肥是提高农业生产效益和可持续发展的基础。本研究以河西灌漠土长期定位试验为依托,探讨了长期施用一种或者多种有机肥以及有机无机肥配合对土壤养分、土壤酶活性及产量的影响,为筛选出适于当地农业可持续发展的施肥模式提供理论依据。 【方法】 试验采用随机区组排列,除对照外,在施磷肥 (P₂O₅) 150 kg/hm2 的基础上,再设 12 个处理:单施用农家肥 120 t/hm2 (M);单施绿肥 45 t/hm2 (G);单施秸秆 10.5 t/hm2 (S);单施氮肥 375 kg/hm2 (N);农家肥 60 t/hm2 + 绿肥 22.5 t/hm2 (1/2MG);农家肥 60 t/hm2 + 秸秆 5.25 t/hm2 (1/2MS);农家肥 60 t/hm2 + 氮肥 187.5 kg/hm2 (1/2MN);绿肥 22.5 t/hm2 + 氮肥 187.5 kg/hm2 (1/2GN);秸秆 60 t/hm2 + 氮肥 187.5 kg/hm2 (1/2SN);农家肥 40 t/hm2 + 绿肥 15 t/hm2 + 氮肥 124.5 kg/hm2 (1/3MGN);农家肥 40 t/hm2 + 秸秆 3495 kg/hm2 + 氮肥 124.5 kg/hm2 (1/3MSN);农家肥 30 t/hm2 + 秸秆 2625 kg/hm2 + 绿肥 11.25 t/hm2 + 氮肥 94.5 kg/hm2 (1/4MGSN)。调查了耕层土壤有机质和速效养分含量变化以及几种主要土壤酶活力,采用主成分分析、聚类分析、经济效益分析综合比较了不同施肥方式对土壤质量与经济收益的影响。 【结果】 长期不施肥、单施氮肥(N)、氮肥配施绿肥或者秸秆均会造成土壤钾素匮缺,较 1988 年初测土土壤速效钾含量分别下降了 16.59%、39.37%、25.04%、23.31%;M、G、S 三种有机肥单施或与氮配施均能提高土壤碱解氮、土壤有效磷、土壤有效钾、土壤有机质(SOM)含量,不同施肥方式下,其含量大小总体表现为高量有机肥 > 减量有机肥 + 减量 N > N > CK;M、G、S、N 单施或 1/2MN、1/2GN、1/2SN 处理均能提高蔗糖酶、磷酸酶、脲酶、过氧化氢酶活性,以 G、1/2GN 处理对提高土壤蔗糖酶、脲酶的活性的效果最显著,M、G、MN、GN 处理对提高碱性磷酸酶活性的效果最显著;主成分得分进行聚类分析,不同处理培肥土壤质量效果由高到低分成四类,分别为一类高量有机肥 M、G、1/2MG > 二种有机肥与氮肥减量配施 1/2MN、1/3MSN、1/3MGN、1/2GN、1/2MS、1/4MSGN > 三类氮肥、秸秆、秸秆与氮肥 N、1/2SN、S > 四类不施肥(CK);各施肥方式均能提高作物产量,与不施肥(CK)相比,增产幅度为 12.21%～235.4%,肥料贡献率在 10.89%～70.18% 之间,单施肥增产总趋势为 N > G > M > S,减量配施肥增产总趋势为 1/2GN > 1/2MN>1/2MS,施肥方式以有机肥配施 N 对产量贡献最大;经济效益分析表明施 N 或有机肥与 N 配施对于提高净收益作用较大。 【结论】 通过主成分分析与聚类分析、经济效益与产量综合比较,农家肥、绿肥和秸秆长期单施成本高,产量和经济效益低,维持土壤养分和产量需要的用量大。因此,提倡适量有机肥与氮肥配施,达到提高作物产量,增加经济效益,保证土壤肥力可持续发展。      

半干旱地区果园土壤Cl-迁移积累与环境因子的关系

为揭示环境因子对果园表层土壤氯离子迁移累积的影响,为预防和改良土壤次生盐渍化提供理论指导和相关依据,研究果树生育期表层土壤不同土层氯离子的变化与环境因子（土温、土壤水分、蒸发量、降雨量、水分亏值、气温、空气相对湿度）的相互关系。结果表明：在土壤0~25cm土层的微域范围内,不同土层对氯离子的迁移与累积具有不同的功能。0~5cm土层为氯离子聚集层,10~15cm土层为氯离子传导层。认为10~15cm土层是半干旱地区环境因子对土壤性质直接作用与影响的临界深度。     

基于土壤湿度与植被覆盖变化的黄土高原生态恢复项目适宜性评价

基于2001—2014年的MODIS数据和Landsat数据,利用温度植被干旱指数对黄土高原土壤湿度进行了反演,并应用Theil-Sen趋势和Hurst指数,通过分析土壤湿度与植被覆盖的时空变化特征及其相互关系,得到了未来不同土壤湿度情境下植被覆盖的变化特征,经过筛选和分析划分出了黄土高原生态恢复项目适宜性区域。结果表明:(1)黄土高原TVDI的Hurst指数均值为0.49,其中持续性和反持续性面积分别占42.54%,57.46%。根据TVDI未来变化特征来看,未来土壤湿度减小的区域面积占54.08%且遍布整个研究区。(2) NDVI的Hurst均值为0.52,其中持续性面积占55.01%,表明黄土高原植被覆盖持续性强于反持续性。根据NDVI未来变化特征,植被覆盖持续改善面积达46.95%,退化转为改善占6.08%,呈良好趋势。(3)生态恢复项目弱适宜区面积最大,占总面积的59.90%,其次为不适宜区,面积占25.39%;适宜区面积仅占黄土高原的13.41%,较适宜区面积仅为1.30%。(4)未来的植被恢复工程主要针对坡度较大的耕地实施退耕还林,还需要考虑对土壤水分适宜的地区进行了退草还林,而且坡度较小的较适宜区应在粮食安全的基础上进行了退耕还林和退草还林。     

河西绿洲灌区垄作春小麦的产量效

在甘肃河西绿洲灌区,对春小麦在垄作和平作两种栽培方式下的产量和水分利用效率进行了对比研究,结果表明,垄作栽培方式有较好的增产、节水、增温效应,与对照平作栽培相比,5～10cm土层地温提高1.41℃;在相同的灌溉定额下,春小麦千粒重增加2.45～3.31g,穗粒数增加5.33～8.02粒,增产471～1371kg.hm-2,水分利用效率提高0.6～4.7 Kg.mm-1.hm-2,垄作栽培条件下春小麦适宜灌溉定额为360mm,与对照相比,节水75mm,与当地大田灌溉定额540mm相比, 节水180mm,节水效果十分显著。     

土壤水分下限对固定道垄作小麦生长及产量的影响

为确定固定道垄作小麦生长和高产的适宜土壤水分下限,通过田间裂区试验,设置了4个土壤水分下限水平(分别为计划湿润层土壤田间持水量的40%、55%、70%和85%),研究了传统耕作和固定道垄作方式下土壤水分下限对小麦叶面积系数、干物质积累、产量和水分利用效率的影响。结果表明,固定道垄作栽培能够明显提高小麦的叶面积指数和促进干物质积累,增加产量和水分利用效率。在土壤水分下限为田间持水量的70%时,固定道垄作栽培的小麦叶面积指数和干物质积累量较大,穗数、穗粒数、千粒重和产量最大,水分利用效率也较高。综合来看,在河西绿洲灌区,固定道垄作小麦的适宜土壤水分下限为田间持水量的70%。     

针叶豌豆不同间作模式对产量及水分利用效率影响

以平作栽培为对照,研究了河西绿洲灌区垄作沟灌栽培条件下玉米/针叶豌豆、马铃薯/针叶豌豆和油葵/针叶豌豆3种间作模式对作物产量和水分利用效率的影响。结果表明:垄作沟灌栽培5～25cm土层的日均地温较平作提高0.87～0.95℃,随土层加深,土壤增温效果先递增后递减。玉米/针叶豌豆产量和水分利用效率最高,分别为15 795.3kg/hm2和22.94kg/hm2.mm,比马铃薯/针叶豌豆和油葵/针叶豌豆提高9 273.3kg/hm2和8 717.7kg/hm2,水分利用效率分别提高10.55kg/(hm2.mm)和10.87kg/(hm2.mm)。垄作沟灌栽培产量比平作栽培增加1 649.4kg/hm2,水分利用效率提高5.11kg/(hm2.mm)。从增产节水角度来看,玉米/针叶豌豆垄作栽培模式最优、平作栽培模式其次。     

基于RBF网络的果蔬采摘机器人运动轨迹控制研究

为了提高果蔬采摘机器人机械手运动的精确性,提高机器人移动的效率,提出了一种基于遗传算法和RBF网络的机器人运动轨迹控制方法,并对果蔬机器人机械手的活动和整体的移动轨迹进行优化,有效地提高了果蔬采摘机器人的工作精度和作业效率。为了验证设计的采摘机器人的可靠性,在大棚内对机器人的采摘性能进行了测试,包括机器人移动路径规划和机械手路径规划。通过测试发现:使用RBF神经网络算法可以有效地控制机械手在三维空间内的运动;在遗传算法控制下,机器人可以通过较少的计算次数利用神经网络算法搜索得到最优路径,计算精度达到了99%以上。其计算精度及效率高,为高效果蔬采摘机器人的设计提供了较有价值的参考。     

基于SPAD的西瓜氮素营养诊断与推荐施肥技术研究

为解决西瓜生产中存在盲目或过量氮肥施用导致的果实品质下降和氮素利用率低下等突出问题,开展了基于叶绿素仪测定值(SPAD值)的西瓜全生育期氮素营养诊断与推荐施肥技术研究,以期为利用SPAD仪建立田间西瓜氮素营养实时诊断技术、开发西瓜精准氮素养分管理模式提供理论依据。试验于2020—2021年在甘肃河西灌区的张掖市以‘金城5号’西瓜为材料,设置了0、80、160、240、320、400 kg/hm² 6个氮肥水平,通过研究不同施氮水平下西瓜关键生育时期不同叶位及叶片不同位置上的SPAD值、叶绿素含量、全氮含量的变化特征及其与西瓜产量、品质指标的相互关系,建立基于SPAD值进行西瓜氮素营养诊断与推荐施肥的实时氮肥管理(RTNM)模式,并开展RTNM模式的生产性验证。西瓜苗期顶一叶叶尖、伸蔓期顶三叶叶中、膨果期功能叶叶中位置SPAD值与叶片叶绿素、全氮含量相关性最佳,且变异系数小,是较为理想的指示叶或参照叶;通过指示叶SPAD值与西瓜产量、品质指标及施氮量的回归分析,获得西瓜产量超过60000 kg/hm²的SPAD阈值范围为苗期49.1～51.0、...