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。     

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。     

应用根系层水质模型分析冬小麦-夏玉米轮作体系的农田水氮利用效率Ⅱ：模型的验证与情景分析

在就禹城试验站对根系层水质模型（RZWQM）的参数进行灵敏度分析和标定的基础上,模拟了1960—2005年该试验站冬小麦- 夏玉米轮作条件下的冬小麦和夏玉米产量、水分利用效率及氮肥偏生产力,并将模拟的冬小麦和夏玉米产量与禹城市农业统计年鉴显示的 1985—2005年的产量进行了对比。结果表明：经过标定后的RZ?WQM能够较好地模拟夏玉米产量（平均相对误差为-13.3%）,可以模拟冬小麦产量在年际间的变化趋势（平均相对误差-54.2%）。针对所设计的9 种节水省氮的灌溉与施氮方案开展了多组情景模拟分析,结果显示较好的情景是：冬小麦在播前、拔节和开花期各灌溉75mm的水;夏玉米当平水年和丰水年时在播前灌溉一次56mm的水,当枯水年时在播前和抽穗期各灌溉84mm的水,当特枯水年时在播前和抽穗期各灌溉111mm的水。冬小麦在播前和拔节期分别施氮77.7kg/hm2 155.3kg /hm2,整个生育期施氮量为233kg/hm2;夏玉米在苗期（播后5d）和大喇叭口期各施氮70.7kg/ m2和141.3kg/hm2,整个生育期施氮量为212kg/hm2。这样优化的灌溉与施氮方案能够取得较好的增产效果和较高的水氮利用效率,即：冬小麦- 夏玉米轮作体系的粮食产量为10302kg/hm2、水分利用效率为1.40kg/m3、氮肥偏生产力为23.2kg/kg。     

水肥一体化施氮量对水稻生长和产量的影响

为了更为合理的确定水肥一体化条件下水稻的氮肥用量,通过盆栽试验和溶解施肥模拟了水肥一体化灌溉施肥过程,研究了不同施氮量对水稻生长和产量的影响。试验结果表明随着施氮量的增加,水稻茎蘖数、株高、LAI和地上干物质重均有先增大后减小的变化趋势,施氮量225 kg/hm~2水稻长势最好,施氮量270 kg/hm~2长势最差;施氮量对SPAD无显著影响;穗长、穗重、每穗实粒数和每穗粒数均随着追肥施氮量增加而减小,千粒重随着追肥施氮量增加先增大后减小,施氮量135～225 kg/hm~2时,产量相近,但施氮量270 kg/hm~2处理产量最低,且显著低于其他水平。因此,水肥一体化条件下,高施氮量不利于水稻生长和产量形成,适当减少氮素用量不会造成减产,综合考虑稻田排水和提高肥效,参考施氮量以180 kg/hm~2为宜。     

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。     

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。     

寒区第一积温区水稻品种筛选及灌溉模式研究

为了提高黑龙江省水稻灌溉水利用效率,确定寒区第一积温区适宜种植水稻品种,通过大田试验研究不同灌溉模式对不同品种水稻的生长指标、产量及产量构成因子的影响。结果表明:与常规淹灌比较,控灌条件下四个水稻品种有效分蘖数每穴平均提高了1.4穗,灌溉水分生产率平均提高了23.45%;控制灌溉水稻,空秕粒较少,结实率高;控制灌溉条件下松粳16,松粳20和松粳201产量平均提高918.15 kg/hm~2,提高9.74%。通过对试验数据的最优评价分析,得出松粳18控灌为最优处理,其次是松粳18常灌和松粳20控灌处理。结果表明,水稻品种松粳18和松粳20,配套控制灌溉技术模式为寒地第一积温区最优组合。     

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。     

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     

水肥耦合效应对辣椒Vc含量的影响

采用二次回归正交旋转组合设计,通过试验建立了灌水定额、氮肥和磷肥影响辣椒Vc含量的数学模型.结果表明:灌水、施氮和施磷对辣椒果实Vc含量的影响大小顺序为施磷>施氮>灌水,施磷和施氮的影响大小相近;灌水或施肥过多过少都会引起辣椒果实Vc含量减少;灌水、施氮和施磷三因素中,某一因素均以其他二因素代码值为零水平时Vc含量最高.辣椒果实Vc含量≥750 mg/kg的综合水肥管理措施为:每次灌水为145.1～152.6 m3/hm2,施纯氮314.5～343.3 kg/hm2、施纯磷158.1～173.7 kg/hm2.     

干旱区大田玉米控制性交替隔沟灌溉需水量及需水规律研究

根据多年试验资料,针对石羊河流域干旱缺水的实际,分析了玉米控制性交替隔沟灌溉的高产需水量与需水规律,为拟定玉米的高产灌溉制度提供了依据。试验结果表明:控制性交替隔沟灌溉玉米,生育期灌水2100m3/hm2,需水量4185～4275m3/hm2,产量可达13000kg/hm2左右,水分利用效率达2.8kg/m3以上。在保持高产水平条件下,较常规沟灌灌水量减少30%以上,耗水量减少12%以上,具有明显的经济社会生态效益,是一种经济可行的节水高效新途径。     

寒区水肥一体化技术对玉米产量及氮肥利用率的影响

通过春玉米测坑试验,在膜下滴灌水氮耦合条件下,研究水氮组合方案对玉米产量及产量构成因素的影响规律。研究结果表明:施氮对玉米百粒重的影响大于灌水;低水灌溉时,玉米追肥时宜采用中等氮肥,氮肥量过高或者过低都对玉米产量有不利影响;高水灌溉时,玉米追肥时宜采用中高等氮肥,施氮量适当增加可以明显提高玉米产量。     

水氮调控对枸杞苜蓿系统农田N2O排放及产量的影响

针对甘肃引黄灌区农业生产中存在的水氮配施不合理和N₂O排放过量等问题。试验设计4个灌水水平(W0,45%～55%θ_FC;W1,55%～65%θ_FC;W2,65%～75%θ_FC;W3,75%～85%θ_FC;θ_FC为田间持水量)和4个施氮水平(N0,0kg/hm²;N1,150kg/hm²;N2,300kg/hm²;N3,450kg/hm²),分析水氮调控对枸杞‖苜蓿系统N₂O排放及产量的影响。结果表明：适宜的灌水量和施氮量可显著降低N₂O排放,提高枸杞苜蓿产量。W3N2条件下枸杞和苜蓿总产量最高,分别较W3N0提升41.3%和22.3%,W3N2条件下N₂O排放总量较W3N3降低10.5%。甘肃引黄灌区枸杞‖苜蓿系统较优的水氮组合为灌水量75%～85%θ_FC和施氮量300kg/hm     

冬小麦垄膜沟灌高效节水灌溉试验研究

本文以四个站年垄膜沟灌试验资料为依据 ,以单方水产值最大为目标 ,分析提出了各站试验年气候条件下的冬小麦垄膜沟灌节水高效灌溉制度 ,并与相应灌水条件下的畦灌灌溉制度进行了比较。结果表明 ,垄膜沟灌较畦灌可平均节约灌溉水量 2 9.7% ,平均增产 6 33kg/hm2 ;单方水产量平均增产 0 .44kg ,单方水产值平均增加 0 .5 3元 ,纯收入平均增加 5 30元 /hm2 。     

寒地黑土区水稻控制灌溉高产栽培技术模式研究

本文以水稻控灌模式、栽培模式、品种模式为试验因素,采用正交设计研究寒地黑土区水稻控制灌溉高产栽培模式。通过水稻不同生育阶段的生理性状指标、产量以及耗水量的测定,研究分析得出:控制灌溉Ⅱ为水稻最优控灌模式,控制灌溉Ⅱ+栽培密度24穴/m2+品种绿洲2的模式组合比常灌平均增产17.9%,水分生产率提高32.8%,为寒地黑土区水稻最优控灌高产栽培模式。     

东北黑土区膜下滴灌施氮管理对玉米生长和产量的影响

2011和2012年在东北黑土区开展了玉米膜下滴灌田间试验,研究生育期滴灌施氮次数与施氮量对玉米生长和产量的影响。施氮次数取1次(拔节期)和3次(拔节期、抽穗期、灌浆期)2个水平,施氮量取50、100、150、200 kg/hm24个水平。结果表明,施氮次数对玉米的生长和产量影响显著,1次施氮处理显著提高了玉米在生育前期的株高、叶面积指数(LAI)、干物质质量和氮素吸收量,3次施氮处理使生育后期的干物质质量和氮素吸收量显著提高,产量随施氮次数显著增加,平均比1次施氮处理提高5%;施氮量对玉米各生育期株高和LAI的影响均不显著,干物质质量和氮素吸收量随施氮量呈增加趋势,尽管2012年玉米产量随施氮量的增加显著增长,但施氮量对玉米产量的影响明显小于施氮次数。本研究建议东北黑土区玉米膜下滴灌采用3次施氮、施氮量150~200 kg/hm2的施氮管理措施。     

水稻无水层灌溉水分生产率分析

通过较长时间小区试验,对水稻3种灌溉方法的产量、用水量、水分生产率进行了研究。结果表明:无水层灌溉与薄露灌溉、习惯灌溉相比,早稻分别增产651,990 kg/hm2,增产率为10.3%、16.5%;晚稻分别增产717,1 175 kg/hm2,增产率为9.9%、17.4%。同时,灌溉水量早稻分别节水830,3 150 m3/hm2,节水率为46%、69%;晚稻分别节水1 410,2 955 m3/hm2,节水率为58%、74%。无水层灌溉早稻、晚稻水分生产率分别为2.67,2.94 kg/m3,达到了国际领先水平。     

豫北引黄灌区水稻控制灌溉节水技术试验

以土壤饱和含水率为上限,以50%、60%、70%饱和含水率为控灌下限,对水稻全生育期生理生态变化及产量结构与常规灌(即淹水灌溉)进行了对比试验。结果表明:50%、60%两种控灌处理,水分利用效率较常规灌高,但产量相对较低;4种处理中只有70%控灌的产量最高,水分利用效率也最高,与常规灌相比增产2.6%、耗水量减少41.4%,效益十分显著,是节水高效的灌溉方式。在管理方面,水稻控制灌溉必须在水稻完全返青,即叶片顶部没有黄尖现象后方可实施,否则对水稻的茎蘖数有明显不利影响。水稻控制灌溉灌水时间除可实时监测预报外,还可根据灌水间隔或地表特征简易掌握,在没有降雨的情况下,70%控灌一般间隔4⁶ d灌水一次。     

干旱区不同灌溉方式下棉花生长与水分利用研究

通过田间试验,研究不同灌水方式(膜下滴灌、地下滴灌与微润灌溉)和水分处理对棉花生长与水分利用的影响,结果表明:在单株叶面积方面,膜下滴灌﹥地下滴灌﹥微润灌溉,分别为0.79m2,0.7m2与0.57m2;地上部干物质积累量以膜下滴灌最大(55.3g),地下滴灌次之(38.16g),微润灌最小(18.3g);棉花根冠比,微润灌(0.6)地下滴灌(0.52)膜下滴灌(0.28);作物产量以膜下滴灌最大(3810kg/hm2),微润灌最小(3135kg/hm2),地下滴灌介于二者之间(为3720kg/hm2);从水分生产效率来看,微润灌高达1.43kg/m3,膜下滴灌和地下滴灌分别为0.82kg/m3和0.8kg/m3。研究结果对于指导当地棉花产业节水灌溉技术发展具有重要参考价值。