水肥耦合对水稻生长、产量及氮素利用效率的影响

为了探讨水稻生产中适宜的灌溉方式以及与其匹配的施氮量,以C两优华占水稻品种为试验材料,使用大田试验的方法,进行了水肥耦合试验。试验设灌水量和氮肥水平两个因素。以淹水灌溉的灌水量为基准,设置4个水分处理,即W1 (淹水灌溉100%)、W2 (轻度干湿交替灌溉66.7%)、W3 (中度干湿交替灌溉33.3%)和W4(雨养,灌溉0),不同水分处理灌溉频次相同,当W1水层消失时同时灌溉。设置6个氮肥梯度,0、90、135、180、225、270 kg/hm~2。对水稻生长性状、产量以及水氮利用效率进行了研究,结果表明:在不同灌溉处理下,增加氮肥施用量,均能够显著增加水稻株高和叶片SPAD值;中度干湿交替灌溉,显著降低了低施氮量处理的株高,高施氮量一定程度上弥补了灌水量减少对株高的影响。轻度与中度干湿交替灌溉处理下,高氮处理成熟期水稻叶片SPAD值显著降低,从而改善其贪青晚熟现象。在不同灌溉处理下,随着氮肥施用量的增加,水稻有效穗数呈现逐渐增加的趋势。雨养处理会导致水稻实粒数与结实率显著降低;不同灌溉方式下,氮肥施用量与水稻产量均呈现二次方的关系,不同水分处理下的水稻产量峰值出现时的施氮量不同,当施氮量达到135 kg/hm~2之后,继续增加施氮量,不同水分处理对水稻产量影响显著,在水分亏缺条件下继续增施氮肥会导致产量明显下降。综上所述,施氮量的多少应该与灌水量相匹配,轻度干湿交替灌溉条件下,施用180 kg/hm~2氮肥会达到较好的水肥耦合模式,可以在减少灌水量的条件下,获得了较高的产量,并且保持较高的氮肥农学利用效率和氮肥偏生产力。     

氮硒互作对寒地水稻氮吸收和转运的影响

通过探讨氮硒互作对水稻氮吸收和转运的影响,明确最佳的施氮量,为农业合理施用氮肥和硒肥提供理论依据。研究采用盆栽试验进行,试验设N0(0 kg/hm²)、N1 (50 kg/hm²)、N2 (100 kg/hm²)、N3 (150 kg/hm²) 4个氮水平,孕穗期叶面喷施Se(100 g/hm²),水稻孕穗后10 d、30 d和50 d后取样,研究植株与穗氮含量、氮积累、氮分配比例及氮转运的变化规律。结果表明：0～100 kg/hm²氮处理时,随着施氮量的增加,水稻穗和植株干物重均显著增加;0～150 kg/hm²氮处理时,水稻穗和植株的氮含量和氮积累随施氮量的增加而增加;0～100 g/hm²硒处理时,水稻穗和植株的干物重、氮含量、氮积累量随硒浓度的增加而增加,100 g/hm²硒处理穗的氮分配比例降低,植株的氮分配比例增加。因此,垦粳9供氮水平和供硒水平分别控制在150 kg/hm     

稻田不同施氮量对土壤呼吸的效应分析及施氮量方案寻优

为了探寻不同施氮量对稻田土壤呼吸的影响,本试验在间歇灌溉条件下设置4个施氮肥处理分别为0(CK),150 kg/hm~2,180 kg/hm~2,210 kg/hm~2来研究土壤呼吸对施加不同氮肥的响应关系。结果表明:间歇灌溉下土壤呼吸随着施肥量的增加呈现出先增加后减小的排放关系。在水稻生长期内,施氮肥量150 kg/hm~2、180 kg/hm~2和210 kg/hm~2与对照CK相比,土壤呼吸速率平均增加了10.30%、50.76%(P0.05)和44.39%(P0.05)。从增加的幅度来看,施氮肥量180 kg/hm~2和210 kg/hm~2能够显著提高土壤呼吸速率,加快稻田土壤气体交换。稻田土壤呼吸速率的日变化表现为施氮肥量180 kg/hm~2好于0,150 kg/hm~2,210 kg/hm~2,综合来看施氮肥量180 kg/hm~2处理在间歇灌溉条件下最有利于稻田土壤气体交换。对施氮肥处理前土壤呼吸速率和5 cm地温进行相关分析,两者有较好的显著正相关(P0.05),决定系数R~2为0.7138,说明前期没有施氮肥时温度是影响土壤呼吸速率的主要因素。     

寒地稻作水氮生产函数及其评价研究

采用全面小区试验,以龙庆稻3号为试验材料,设四种灌溉水平(控制灌溉、蓄水控灌、浅水灌溉、淹灌)和四种施氮水平(135kg/hm2、105kg/hm2、75kg/hm2、0kg/hm2),建立了不同水氮耦合模式的水氮生产函数。利用模糊综合评价方法对产量进行评价。水氮因素对产量构成因素影响大小依次为千粒重结实率穗粒数有效穗数;在分蘖期、抽开期、乳熟期充足的水氮有助于提高产量,在拔孕期水氮充足会使水稻产量降低。结果表明:蓄水控灌施氮量为105kg/hm2是最佳的水氮耦合方式。     

水肥一体化条件下氮肥类型对水稻生理指标及产量的影响

近年来水肥一体化在经济作物上得到了大量应用，然而水稻作为主要粮食作物，关于水稻水肥一体化的研究较为缺乏，为了提高水稻水肥一体化技术的灌溉施肥效果，选择水稻水肥一体化适宜的氮肥种类，通过盆栽试验，研究了水肥一体化条件下不同氮肥对水稻生长发育、产量及产量构成要素的影响。结果表明:氯化铵和硫酸铵有助于促进水稻分蘖，从而获得更多的有效穗数；氯化铵有利于水稻植株株型的改善；硫酸铵有利于水稻植株叶绿素的合成，在穗粒结构及产量上均优于其他类型肥料，综合考虑产量和外在形态，硫酸铵是实施水稻水肥一体化技术的理想氮肥品种。     

坝上干旱地区春小麦节水高产优质栽培技术

本文采用二次回归正交旋转组合设计的方法,研究了高、中水肥条件下春小麦节水高产优质栽培的播种量、施氮量、施磷量及灌溉定额等4项农艺措施与产量间的关系,建立了不同水肥条件下春小麦的产量与4项农艺措施的函数模型,通过数学模拟筛选出了高水肥春小麦平均产量6750kg/hm~2,中水肥平均产量3000kg/hm~2以上的最佳农艺措施组合方案,为坝上高寒干旱地区春小麦节水高产优质栽培提供一个模式。     

环塔盆地不同施氮量对滴灌核桃生长及产量的影响

为解决新疆核桃树在氮肥利用上存在的高耗低效问题,探讨滴灌条件下不同施氮量对核桃生长及产量的影响,于2016年新疆农业大学林果实验基地开展滴灌核桃大田试验。以9 a生新温"185"核桃树为研究对象,设置3个氮肥(含氮量)梯度(低肥N1 0.37 kg/株,中肥N2 0.74 kg/株,高肥N3 1.47 kg/株),研究了滴灌条件下不同施氮量对核桃叶片SPAD值、叶面积指数、果实体积、产量及品质的影响,分析了不同施氮量下水、氮利用效率。试验结果表明:随着施氮量的增加,核桃的叶片SPAD值和叶面积指数呈现先增后减的趋势;果实体积增加至恒定后表现为:N2N3N1。低肥和中肥处理下核桃的个数、产量和出仁率均差异显著,说明增加施氮量显著提高了核桃产出;而高肥处理下产量和中肥处理无显著性差异,核桃产量在中肥处理下达到最大值,为2 854.38 kg/hm~2。蛋白质和脂肪在三种氮肥水平下无显著性差异;中肥处理下水分利用率最高;氮肥偏生产力与施氮量显著负相关。因此在环塔盆地滴灌条件下,中肥处理N2,即每株核桃施氮0.74 kg为最佳的施肥量。研究结果对类似地区核桃滴灌施肥管理具有参考意义。     

不同施氮量对小麦、玉米产量和土壤养分分布的影响

在河北省中西部黄壁庄水库上游流域,通过田间试验,分析不同施氮量对该区小麦和玉米产量、氮肥偏生产力、农户纯收益和土壤中氮素累积的影响,以期为该区农业的施肥管理和防治农业非点源污染的技术策略提供科学依据。试验结果表明,中肥施氮水平,冬小麦产量和农户收益最高。不同施氮水平对夏玉米产量影响差异不显著。高肥水平,春玉米产量和农户收益最高。在冬小麦和夏玉米轮作农田,硝态氮在90cm土层出现累积。在春玉米农田,硝态氮在50cm土层出现累积。另外,随着施氮量的提高,100cm土体硝态氮储量在2010年和2011年间出现盈余。综合分析试验结果,在该区合理灌溉的前提下,冬小麦合理施氮量为225kg/hm2左右,夏玉米合理施氮量为180kg/hm2左右,春玉米合理施氮量为225kg/hm2左右。     

水稻水肥耦合技术的生态环境效应和最佳模式研究

通过田间试验,研究了水稻水肥耦合技术的产量效应和生态环境效应,结果表明:湿润灌溉总氮污染量相对于充分灌溉减少35.09%~54.22%。中、低氮处理的总氮污染量比高氮处理减少0.59%~23.22%。在湿润灌溉条件下,水稻产量会有不同程度的降低,但低施肥会大大降低减产幅度,仍可获得相当高的产量。综合考虑产量、肥料、污染因素,结合经济效益和环境效益,可以认为,施氮量202.5 kg/hm2,土壤水分为占土壤饱和含水率的85%是切实可行的最优水肥组合。     

避雨微喷灌水肥一体化技术在桃树中的应用

避雨条件下微喷灌水肥一体化技术对桃子生长过程、糖度、产量影响的试验结果表明,该模式具有明显的节水、节肥、增产等特点。与常规灌溉施肥方式相比,与露天微喷灌水肥一体化技术相比,采用避雨微喷灌水肥一体化技术节水约2 157.0 m~3/hm~2,节水率为43.0%;与常规灌溉技术相比,能够节约用水6 280.4 m~3/ hm~2,节水率为68.7%,节约肥料862.1 g/hm~2,节肥率为37.1%;与普通灌溉施肥方式、露天微喷灌水肥一体化技术相比,采用避雨微喷灌水肥一体化技术能够提高桃子尺寸(横径及纵径)2,1 mm,糖度增加0.21、0.13,增产 1 874,1 349 kg/ hm~2,肥料产出率增加6 500、900 g/g。     

水氮耦合对芸豆生理及产量的影响

以芸豆品种英国红为材料,在盆栽试验条件下,设置2种灌溉量(W1:常规灌溉,W2:控制灌溉)和5种不同施氮量(N0:0kg/hm2,N1:25kg/hm2,N2:30kg/hm2,N3:35kg/hm2,N4:40kg/hm2),研究了不同水氮管理模式对芸豆生理及产量的影响,旨在为芸豆高产优质栽培提供理论依据。研究结果表明,在常规灌溉条件下,随着施氮量的增加,芸豆叶片叶绿素a、叶绿素b、叶绿素总量、硝酸还原酶活性呈先增加后降低的趋势,产量也呈先增加后降低的趋势,在处理W1N3最大。在控制灌溉条件下,随着施氮量的增加,芸豆叶片叶绿素a、叶绿素b、叶绿素总量、硝酸还原酶活性均在处理W2N4最大,产量在处理W2N4达到最大值,与对照相比,增加了72.54%。在该试验条件下,适宜的水氮组合有利于作物生长发育及产量的形成,达到了水肥的高效利用,但施氮过量也有可能导致增产幅度下降,试验认为W1N3(80%田间持水量、施氮35kg/hm2)为最优水氮组合。     

基于模糊综合评判法的稻作水肥耦合综合评价

针对控制灌溉条件下黑土区稻作水肥耦合方案优选过程中存在单项指标的优劣评估结果单一,难以客观评价等问题,本文提出了基于模糊综合评判法的综合评价模型。通过盆栽试验,选取水稻产量、水分利用效率、千粒重、有效穗数四项指标,利用该模型对不同水肥处理方案进行综合评价。结果表明:施N量118.9 kg/hm2,K2O 79.26 kg/hm2,P2O5 15.57 kg/hm2,分蘖后期土壤含水率占土壤饱和含水率的70%是最佳水肥耦合方案,产量与水分利用效率比正常水肥处理分别提高43.9%、44.4%,结果可靠,可用于稻作水肥耦合评价。     

不同水氮供应对菜地土壤硝态氮累积的影响

通过田间小区和土柱模拟试验相结合的方法研究了不同水氮供应对菜地土壤硝态氮淋溶的影响，结果表明，在田间小区和土柱模拟试验中，硝态氮在1m土层内出现一个累积峰，并且随着灌水量的增加累积峰逐渐下移；在相同灌水量下，随着氮肥施用量增加两个试验1m土壤中硝态氮储量均增多。在田间小区试验中，当施氮量低于270kg/hm^2时，相同的施氮量下，150、250、350mm^3个水平灌水量下1m土体内硝态氮储量多少为250mm〉150mm〉350mm，当施氮量超过270k加m^2时，土体内硝态氮累积量随着灌水量的增加而减少。在土柱模拟试验中，在相同的施氮量下，1m土体硝态氮的储量随着灌水量的增加而增加。     

施肥与灌溉对黑土区稻田氮素渗漏淋溶的影响

为明确东北黑土区稻田土壤氮素渗漏规律,在典型黑土区开展了基于农田水平衡的小区试验,分析了不同灌溉方式和施氮水平条件下稻田土壤渗漏水中三氮浓度变化情况,并结合农田水平衡方程计算出了不同水肥条件下的氮素淋失总量。结果表明,渗漏水中铵态氮、硝态氮和总氮浓度与施氮量呈正相关关系,控制灌溉和浅湿灌溉分别可以减少硝态氮渗漏浓度11.89%和14.15%;常规灌溉方式下每公顷每增加1kg施氮量(折合成纯氮),氮素淋失量增加0.117 5kg,控制灌溉和浅湿灌溉则分别增加0.035 9kg和0.055 7kg;在水稻全生育期,控制灌溉氮素淋失总量最小,平均为4.51kg/hm2,约是常规灌溉的1/3、浅湿灌溉的1/2。综合分析认为,浅湿灌溉是适用性更高的灌溉方式,理论合理施肥量为137.30kg/hm2。     

渗灌条件下水稻的节水灌溉制度和氮肥运筹技术研究

针对江苏省淮北平原地区稻麦轮作生产实际，在田间埋设塑料波纹暗管，通过调节外沟水位对水稻实施渗灌，就渗灌条件下水稻的节水灌溉制度和氮肥运筹技术进行了研究。提出了渗灌条件下以稻田地下水位和土壤含水量作为控制指标的水稻节水灌溉模式，该技术和常规浅水勤灌相比，水稻节水达16.5％，增产14.3％。试验结果还表明，水稻采用节水灌溉制度后，氮肥用量和基蘖肥与穗粒肥的比例显著影响水稻地上部分干物质积累、矿质营养、籽粒产量和营养品质，渗灌条件下水稻高产优质、浅层地下水不受NO3-N污染的施N量为270～315kgN/hm2，基蘖肥/穗粒肥为5∶5。     

北京地区冬小麦-夏玉米轮作下土壤氮素的分布及对地下水影响分析

研究北京粮食作物种植区冬小麦—夏玉米轮作体系下不同施氮量对土壤氮素剖面分布、累积量、淋失量的动态变化过程的影响及对地下水的影响等。结果表明在喷灌条件下冬小麦试验季节硝态氮的累积主要在80 cm深度以上;而夏玉米季节,硝态氮的峰值运移到150 cm左右,硝态氮存在明显的深层淋失现象。硝态氮的剖面含量一般随着施氮量的增加而增加。单季施氮量低于110 kg/hm2,土壤氮素处于稍微亏损状态;而施氮量大于220 kg/hm2时,在0～200 cm土层内,硝态氮有明显的累积现象,硝态氮的累积量一般随着施氮量的增加而增加,因此建议该地区年施氮量为250kg/hm2以维持农田氮平衡。考虑到当地的地下水埋深一般在12.5m左右,可以初步得出冬小麦—夏玉米种植对地下水的影响较小,但是长期冬小麦—夏玉米种植施肥将对地下水产生影响。     

作物生长与土壤水氮运移联合模拟的研究Ⅱ——模型验证与应用

在华北平原中国农业大学东北旺实验田开展了水肥耦合灌溉实验,设置了传统和优化水肥4个组合处理,同时应用作者提出的联合模拟模型SPWS对2000年夏玉米生育期内的土壤水分、氮素转化运移以及水氮限制条件下夏玉米的叶面积指数、干物重、吸氮量及籽粒产量进行了模拟,模拟结果与实测数据均吻合良好。水氮平衡分析结果表明,优化灌溉和优化施肥管理措施均能明显减小水分渗漏、硝酸盐淋失和氮素的气体损失,且均有不同程度的增产作用,其中优化水肥处理下水氮利用率分别为1.33kg/m3和31.6kg/kgN,为4个组合处理中最高。     

滴灌施肥对温室油桃产量及水肥利用效率的影响

以温室油桃为试验材料,探明滴灌施肥条件下,不同灌水和施肥水平对油桃产量及水肥利用的影响。试验设置3个灌水水平,W1(90%θ_f)、W2(75%θ_f)、W3(60%θ_f)(θ_f为田间持水量),当任一水分处理的土壤含水率达灌水下限50%θ_f时开始统一灌水;设置3个NPK施肥水平:F1(130%F2)、F_2(N 200 kg/hm~2+P_2O_5 120 kg/hm~2+K_2O 240 kg/hm~2)、F3(70%F2),完全组合,并以当地灌水施肥方式为对照(CK)。结果表明:CK的产量较低,水肥利用效率低,滴灌施肥油桃产量、水分利用效率、偏肥料生产力受灌水和施肥水平及交互效应影响显著(P0.05)。低水低肥处理产量均较低,中水W2和中肥F2水平促进了产量的增加,而W1和F1水平增产效应不明显,甚至出现负效应;水分利用效率随灌水水平的提高先增后减,W1下各施肥水平的差异不明显,W2下F2水平的值最高,F3最低,W3下2017年和2018年的变化规律不同;对于偏肥料生产力,在同一施肥水平下,均由W3到W2而变大,W1水平的效应不稳定,在同一灌水水平下,高肥F1的值最小。经非线性模型拟合,得出基于高产、节水、节肥的灌水和施肥量范围分别为750～900 m~3/hm~2和510～610 kg/hm~2。     

基于DNDC模型的东北半湿润区膜下滴灌玉米施肥制度优化

东北半湿润地区玉米生育期内的降雨量通常较多,给田间试验开展施肥制度优化研究带来一定困难。本文结合田间试验结果,利用DNDC模型优化了玉米膜下滴灌施氮次数和施氮比例。其方法是在对DNDC模型参数进行敏感性分析的基础上,分别利用2012和2011年东北膜下滴灌玉米田间试验数据对DNDC模型中作物参数进行率定和验证,最后利用验证后的模型优化出适宜的施氮次数和施氮比例。研究结果表明,对玉米吸氮量和产量影响较大的参数为大气CO_2浓度、作物需水量、降雨量和籽粒C/N等;验证后的模型能较精确模拟玉米的产量和吸氮量,而对玉米的生长动态模拟精确度相对较差;当土壤初始无机氮含量在60 mg/kg时,东北半湿润区膜下滴灌玉米的适宜施氮量为150~200 kg/hm~2,且在玉米抽穗期和灌浆期以1:3的比例施入氮肥可使氮肥的淋失量减少,而产量也可保持在较高水平。     

基于水肥耦合效应的苹果精量灌溉制度研究

针对宁夏中部干旱带苹果水肥利用效率低的问题,以5a生滴灌苹果为研究对象,分析不同水肥处理条件下滴灌苹果根区土壤水分动态、耗水规律和水分生产效率。得出在枯水年型下苹果水肥耦合滴灌灌溉制度为灌溉定额3300m~3/hm~2,灌水次数12次,其中萌芽开花期2次,落花后2次,花芽分化期2次,果实膨大期3次,成熟期2次,落叶期1次。施肥定额705kg/hm~2,肥料配比N∶P2O5∶K_2O为12∶7∶13,施肥7次,其中萌芽期施肥1次,落花后2次,花芽分化期1次,果实膨大期2次,成熟期1次。在该水肥耦合灌溉制度下5a生新红星苹果产量为6237kg/hm~2,灌溉水利用效率为1.89kg/m~3;水分生产效率为1.21kg/m~3。