玉米滴灌水肥一体化条件下土壤水分迁移规律试验研究

通过春玉米测坑试验,在不同水氮耦合条件下,研究玉米拔节期、抽雄期和灌浆期土壤水分时空变化特征与迁移规律。结果表明:不同水氮耦合试验处理土壤水分变化趋势一致,不同滴灌灌水量对灌后2～6 d内土壤60 cm深度的平均含水量影响较大;灌水施肥后6～10 d,高水灌溉试验处理和低水灌溉试验处理的每天土壤质量含水率消退量差值较小。在玉米拔节期、抽雄期和灌浆期的灌水后2～10 d"高水+氮"耦合试验处理的土壤质量含水率消退量比"低水+氮"耦合试验处理分别提高了36.1%、43.5%和15.8%。     

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。     

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。     

半干旱地区喷灌玉米CERES-Maize 模型率定验证及应用

作物模型是确定水氮优化管理措施的有力工具,而模型的率定和验证是模拟结果推广应用的前提。利用内蒙古半干旱区2012、2013年的大型喷灌机条件下玉米水氮充足处理对CERES-Maize模型的作物品种参数进行率定,其他不同水氮处理进行验证,并应用模型模拟了不同降雨年型下灌水施肥方案对作物产量和氮素淋失量的影响。模型验证结果表明,CERES-Maize模型可以较好地描述该地区不同水氮处理条件下玉米叶面积指数(LAI)在生育期内的变化过程。中、高灌水量处理玉米生育期内LAI的模拟精度(标准均方根误差n RMSE=23.0%~37.7%,一致性指数d=0.612~0.945)优于水分亏缺较严重的处理(n RMSE=31.8%~60.6%,d=0.501~0.878)。产量和收获期干物质质量模拟值与实测值之间的相对误差变化范围为0.1%~17.7%,n RMSE变化范围为7.6%~8.7%,d变化范围为0.758~0.791,吻合程度为优。CERES-Maize模型可用以优化喷灌水氮管理措施。不同降雨年型玉米最优灌水方案为:枯水年灌水次数为10次,灌溉定额为292 mm;平水年和丰水年灌水次数分别为8次和6次,灌溉定额分别为191 mm和95 mm。不同降雨年型最优施肥方案为:基肥的施入量为40 kg/hm2,拔节期和抽穗期的施入量均为60 kg/hm2。优化水氮管理措施不仅能够获得较高的玉米产量,还能减少氮素淋失。     

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。     

滴灌模式对春小麦产量和水分利用效率的影响

为探索我国西北干旱区滴灌春小麦适宜的优质高效灌水指标,通过2个生长季(2012—2013年)的人工控水试验,重点研究了不同灌水定额和灌水周期对春小麦耗水量、产量以及水分利用效率的影响。结果表明:高水分和低水分处理的小麦株高随着灌水频率的降低而减小,中水分处理随着灌水频率的降低而增大;小麦产量随着灌溉定额的降低而降低,并且以高水中频灌溉处理(灌溉定额为495 mm,灌水周期为7 d)的产量最高,低水低频灌溉处理(灌溉定额为344mm,灌水周期为10 d)的产量最低;中水高频处理(灌溉定额为400 mm,灌水周期为3 d)及高水中频处理水分利用效率及灌溉水利用效率相当,且明显高于其他处理的。综合考虑产量和灌溉水利用效率,试验条件下以高水中频和中水高频处理最优,特别是中水高频处理,与高水中频处理相比,产量降低10.01%~12.44%,但节约了14.14%的灌溉水资源,可作为当地春小麦的灌溉模式。     

艰苦建站 精心试验 科研成果初显

现设计试验的低肥、中肥、高肥对应湿润灌溉、浅湿灌溉、深浅水灌溉等交差处理方法，从分蘖量、根系量及根系体积等方面都得到了不同的结果。(如图1)低肥下的不同灌溉模式的影响结果为；随着灌水度由湿到浅到深，植株的分蘖数由多到少，根系量和根系体积也渐少；(如图2)中肥下的影响变化趋缓，高肥下(如图3)的影响结果与低肥的结果正好相反。     

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。     

水肥耦合对设施塔菜花产量、品质及水肥利用效率的影响研究

以设施塔菜花为试材,通过设置不同灌水施肥处理,开展水肥耦合对设施塔菜花产量、品质及水肥利用效率等影响研究,通过对设施塔菜花生长指标、产量、品质指标、土壤含水量及灌水量等指标的监测,分析水肥耦合对作物耗水量、水分利用效率及肥料偏生产力响应机制.结果 表明:灌水施肥对设施塔菜花株高、冠幅等生长指标以及可溶性糖、果实水分、叶绿素及Ve含量等品质指标的影响不显著;全生育期内各处理耗水量在135.45～159.68 mm,日均耗水强度在1.01～1.19 mm/d;灌溉以及水肥交互响应对塔菜花产量及水分利用效率均达到极显著水平,产量及水分利用效率均以W2N2(高水中肥)处理最大,较其他处理分别增加4％～61％、7％～60％,高水中肥处理可提高作物产量及水分利用效率;不同灌水量、施肥量以及水肥交互响应对塔菜花肥料偏生产力的影响均达到极显著水平,肥料偏生产力以W2N1处理最大,较其他处理增加54％～171％,高水低肥处理可提高塔菜花的肥料的利用率;综合观测成果提出设施塔菜花适宜土壤水分灌水下限为田间持水量的80％,适宜追肥量为230 kg/hm2,研究成果对指导北京地区果蔬种植及灌溉有一定的指导意义.     

灌溉与施肥方式对糯玉米叶绿素与产量的影响

通过糯玉米的大田试验,研究了全膜双垄沟播条件下全生育期不同施肥方式与灌水处理对糯玉米叶绿素含量与产量的影响,并分析两者的相关性,为探索双垄沟播条件下糯玉米的合理灌水与施肥提供参考。设置3种施肥方式与2种控制灌水方式,随机区组设计,测定每个生育期糯玉米叶片叶绿素含量。试验结果表明:(1)同等灌水条件下,N、K肥采用基施+追施的方式均比一次性基施的产量高,其中基施30%+大喇叭口期追施70%的效果较为显著;(2)叶绿素含量在全生育期内呈先上升后降低的趋势,且糯玉米的鲜穗重与叶绿素含量呈线性相关;(3)N、K肥基施30%+大喇叭口期追施70%与在播种期、拔节后期到孕穗期两个时期控水这一处理的糯玉米鲜穗产量最高,为17 026.07 kg/hm²,为最佳灌水施肥处理方式。     

不同灌水量对绿洲玉米叶面积动态及产量的影响

以河西绿洲春玉米为研究对象,分析了不同灌水量对玉米全生育期叶面积动态、产量及产量构成要素的影响。结果表明:不同灌水处理玉米单株叶面积在灌浆初至灌浆中期达到高峰,且稳定期持续至灌浆末期,此后单株叶面积衰减较快。进入灌浆期以后,不同灌水处理玉米叶面积相对生长率已开始出现负值,叶面积已有开始衰减迹象。与充分灌水相比,有限灌水不仅显著节水31.1%,还可使玉米产量提高2.9%,而有限灌水粒重、行粒数和穗粒数的增加则是玉米节水高产的主要原因。因此,不同灌水量显著影响玉米叶面积生长和产量形成过程,生产中应侧重通过前期有限水分亏缺(拔节期中度水分调亏而大喇叭口-孕穗期轻度调亏)产生的后补偿效应促进生育中后期叶面积的持续稳定发展,从而实现玉米高产和水分高效利用的双赢。     

不同水氮条件下冬小麦高光谱特征差异性分析

在2010—2011年冬小麦生长季,通过大田小区试验,利用ASD便携式野外光谱仪实测了不同水氮条件下冬小麦冠层高光谱反射率,并对不同叶面积指数(LAI)、叶绿素含量(SPAD值可以表征叶绿素含量)及不同水氮胁迫下光谱特征进行了分析。结果表明:随着LAI和SPAD值的增大,“绿峰”与“红谷”特征愈加明显;不同水氮胁迫使冬小麦高光谱特征产生差异,在不同灌溉条件下,冬小麦在可见光波段的反射率随氮素含量的减小而升高;而在近红外波段,规律则正好相反。成果可为遥感准确检测冬小麦生长状况与节水灌溉提供科学依据。     

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。     

灌水频率和施氮量对番茄生长及水氮淋失的影响

不合理灌溉水氮管理引起的水氮淋失越来越受到关注。本文以日光温室滴灌番茄为对象,研究充分供水条件下水氮管理参数对土壤水氮淋失和番茄生长的影响。试验选取灌水频率和施氮量2个因素,灌水间隔设3、6和9 d 3个水平,施氮量设0、180和300 kg/hm23个水平。在番茄生育期内观测土壤含水率、土壤水势和土壤氮素含量,番茄收获时测定地上部分干物质、产量和氮素吸收量。结果表明,土壤水分深层渗漏和硝态氮淋失几乎发生在番茄整个生育期内,表现出深层渗漏量增大时硝态氮淋失量也增大的同步特征。灌水间隔3 d和6 d处理的生育期累积渗漏量接近,占灌水量的12%,而当灌水间隔增加到9 d时,生育期深层渗漏量明显增加,占灌水量的18%。同一灌水频率下,硝态氮累积淋失量随施氮量的增加呈增加趋势,生育期累积最大水氮淋失量发生在低灌水频率高施氮量处理。灌水频率和施氮量对番茄植株吸氮量和产量的影响未达到统计学上显著水平(P=0.05)。从减少水氮淋失和方便管理两方面考虑,建议温室滴灌番茄适宜的灌水间隔为6 d。     

水氮耦合对北疆滴灌春小麦生产及产量的影响

通过北疆地区春小麦水氮耦合试验研究发现,春小麦水氮互作中,灌水量处于主导地位。在保证灌水时,适当增加氮肥施用量能够促进小麦株高增长,较高的灌水施肥水平可以维持春小麦后期LAI;施中、高氮时配合较高的灌水量可以促进春小麦干物质增加;中水中氮处理可以在不影响春小麦产量的基础上,提高WUE达20%以上,达到节水增效的目的 。     

微喷条件下灌水量对烤烟生长发育和水分利用效率的影响

介绍2008年在豫中烟区采用大田试验比较微喷灌溉不同灌水量及传统沟灌条件下烟株生长发育、产量、产值和水分利用效率的差异情况。试验结果表明,在伸根期干旱情况下灌溉处理可显著促进烟株生长发育,表现为株高增加,茎围增大,有效叶数增多,叶面积扩大,以总微喷量为72 mm的效果最好;烟叶产量、产值以总微喷量72 mm的最高,分别比不灌水对照增加65.64%和103.35%。水分生产率和水分产值率以总微喷量48 mm的最高,分别比传统沟灌提高23.24%和48.29%。微喷各处理水分生产率和灌溉效率均显著高于传统沟灌,灌水生产率、灌水产值率和灌水增产率以总微喷量24 mm的最高,灌水增值率以总微喷量48 mm的最高。豫中烟区在正常气候条件下,以总灌水量48~72 mm为宜。     

不同灌水方式和施氮量对青贮玉米产量和水氮利用效率的影响

青贮玉米是河北省粮改饲的主要目标作物,但河北省在青贮玉米种植过程中存在着产量低,灌水施肥不合理等问题。为制定合理的水肥管理措施,提高青贮玉米的产量和水氮利用效率,通过选取科玉１８８型青贮玉米作为试验材料,适宜灌水方式和施氮量作为因子进行青贮玉米种植试验。灌水方式设置畦灌和沟灌两个方式,施氮量设置４个水平。研究结果表明,沟灌与畦灌相比,鲜重产量分别增加３．６％,水分利用效率增加５．２６％,氮肥偏生产力增加３．８％。施氮量对青储玉米的干物质和产量影响显著。沟灌、施氮量１６８ｋｇ／ｈｍ２的处理组合有助于提高水分利用效率,获得较高的青储玉米产量。     

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。     

节水减氮对日光温室番茄产量和 水氮利用效率的影响

为降低蔬菜园区经验水肥管理制度造成的资源浪费,提高作物水肥利用效率,探讨了滴灌和膜下沟灌两种灌水技术下,节水减氮对番茄根区深层渗漏量、番茄耗水量、产量和水氮利用效率的影响。结果表明:在采用60%~80%园区经验灌水量的条件下,番茄耗水量降低了17%~43%、水分利用效率提高了9%~59%,灌水量对产量影响不显著;而在50%园区经验施氮量的条件下,番茄增产9%~17%、氮肥利用效率提高12%~35%;滴灌与膜下沟灌相比,春夏茬各试验处理水分利用效率、氮肥利用效率和产量均值分别提高6.9%、8.4%和8.2%,秋冬茬分别提高4.1%、4.9%和5.3%。综合分析表明,与园区经验水氮用量相比,80%的经验灌水量、50%的经验施氮量不会显著降低产量,但可以显著提高水氮利用效率;滴灌与膜下沟灌相比能减少深层渗漏量,减少水肥资源的浪费。     

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。