基于^(15)N示踪的炭氮耦合对番茄氮素吸收利用效益的影响

为探讨分根交替灌溉下,不同生物炭添加量和施氮量对番茄氮素吸收利用规律的影响,应用^(15)N示踪技术,以番茄为研究对象开展盆栽试验,试验设置3种生物炭添加水平和3种施氮水平.结果表明,株高和茎粗在生物炭添加量为2%、施氮量为450 kg/hm^(2)时最大,干物质质量在生物炭添加量为2%、施氮量为300 kg/hm^(2)时最大;添加生物炭和增加施氮量均能促进番茄各器官对^(15)N肥料和全氮的积累,增加^(15)N残留量和^(15)N吸收量;添加生物炭会降低肥料贡献率,但能够显著增加番茄吸收土壤氮的比例、^(15)N回收率和^(15)N利用率.添加生物炭可有效提高番茄产量、水分利用效率和品质,其中处理B2N2的产量最高,为2.61 kg/株,品质也较其他处理有显著提高.基于组合赋权的TOPSIS法评价番茄综合效益结果表明,分根交替灌溉下,生物炭添加量为2%、施氮量为300 kg/hm^(2)(处理B2N2)为试验条件下的最佳种植模式.

河套灌区垄膜沟灌模式对春玉米田水热运移及籽粒产量的影响

河套灌区降水稀少、昼夜温差大,早春温度偏低影响春玉米生长,为改善灌区春玉米水热环境,以不同覆膜与灌溉组合为研究对象,探究适宜的保墒增温和提质增效的覆膜灌溉耕作模式,为河套灌区水热资源的高效利用提供理论指导与技术支撑。试验布设4个处理:畦灌+不覆膜(CK)、畦灌+透明地膜覆盖(QB)、沟灌+透明地膜垄体覆盖(GB)、沟灌+黑色地膜垄体覆盖(GH),以探究不同覆膜灌溉方式下春玉米田土壤含水率和土壤温度变化规律、春玉米产量及水热资源利用效率。结果表明:垄膜沟灌可提高表层土壤含水率和根区储水量。播后61d,GH、GB和QB处理根区土壤储水量分别较CK增加36.01%、36.61%和21.37%,且垄膜沟灌显著高于覆膜畦灌。播后133 d,GH根区土壤储水量较CK和QB增加19.02%和17.40%。垄膜沟灌有效提高日均土壤温度,GB生育期日均土壤温度较QB和CK平均增加1.01℃和1.59℃,GH较QB和CK平均增加0.86℃和1.44℃。垄膜沟灌土壤有效积温显著高于畦灌处理,其中GB较QB和CK提高7.78%和16.70%;GH较QB提高6.26%,较CK提升14.46%。春玉米产量呈现出与百粒重结果相同的显著性差异,其中QB较CK提升16.19%,GB较QB提升13.64%,较CK提升32.04%。GB处理下水分利用效率(WUE)和土壤有效积温生产效率(TUE)较QB提升25.79%和5.41%,较CK提升45.69%和13.66%。GB可有效提升根区土壤储水量及温度,改善春玉米水热资源利用效率,提高籽粒产量。综上,建议在内蒙古河套灌区推行沟灌+透明地膜垄体覆盖技术,以提高春玉米产量及水热资源利用效率。

局部灌水方式对玉米不同根区氮素吸收与利用的影响

采用分根装置,在均匀灌水、固定部分根区灌水和根系分区交替灌水3种方式下,将15N标记的(15NH4)2SO4施入盆栽玉米的1/2根区,另1/2根区施入等量的(14NH4)2SO4,分期测定两个1/2根系及地上部吸收的15N和总N量,研究不同根区氮素的吸收利用特征。结果表明,交替灌水条件下,交替后恢复供水5d内,供水区根系的氮素吸收速率较之均匀灌水及其它所有根区显著增大,表现出明显的补偿效应。总体来看,两个根区的氮素吸收基本相同,其氮肥的利用率、损失率和残留率相近。固定灌水条件下,玉米吸收的氮素主要来自灌水区域;与非灌水区相比,灌水区15N肥料的利用率和损失率明显增大,残留率降低。与固定灌水相比,交替灌水的氮肥利用率比非灌水区明显增大,但比灌水区减小。与均匀灌水相比,交替灌水和固定灌水均可提高作物的氮素生产效率。

不同地面灌溉方式对制种玉米产量与水分利用效率的影响

为优选西北旱区制种玉米适宜的地面灌溉技术模式，对常规沟灌（CFI）、隔沟交替灌（AFI）和小畦灌（BI）制种玉米的生长指标、产量及水分利用效率进行了研究。结果表明。制种玉米生长期内，其株高的变化基本不受灌水量和灌水方式的影响；制种玉米干物质量变化速率最快的时期为灌浆-成熟期，且AFI可减少干物质累积量，从而减少植株生长过程中的冗余生长；AFI灌水量比CFI减小30．77％时，产量变化幅度为-1．38％～8．96％，其水分利用效率和灌溉水利用效率最大值分别为3．59kg／m＾3和5．76kg／m＾3，较CFI处理最高值提高6．96％和6．42％。CFI和AFl产量比B1分别提高9．68％～17．1％左右。隔沟交替灌溉是制种玉米田适宜的灌溉模式。

局部灌水方式对玉米不同根区土-根系统水分传导的影响

以管栽玉米进行分根实验,在均匀灌水、固定部分根区灌水和根系分区交替灌水3种方式下,分期测定两个1/2根区及整个根区的土-根系统总水分传导(简称水导)、单位根面积和单位根长水导,研究局部灌水方式对玉米不同根区土-根系统水分传导的影响。结果表明:各阶段处理5d和10d时,总水导、单位根面积和单位根长水导一致表现为固定灌水和交替灌水的灌水区较之均匀灌水1/2根区均显著增大,说明局部灌水可以显著增强灌水区土-根系统水分传输的补偿效应。固定灌水时,灌水区水导始终显著大于非灌水区;交替灌水时,两个根区呈交替变化趋势。与固定灌水相比,交替灌水非灌水区的水分传导明显增大。因此,交替灌水能更好利用各部分根系资源以满足作物需水要求。

不同沼液灌溉方式对玉米生理指标及土壤硝态氮含量的影响

为探讨不同沼液灌溉方式对玉米生理指标及根区土壤硝态氮含量的影响,文章设置常规灌溉(CI)、分根交替灌溉(APRI)和固定灌溉(FI)3种模式,研究分析沼液不同灌溉方式对玉米株高、茎粗、干物质质量、光合作用及根区土壤硝态氮含量的变化规律。结果表明,株高呈FI处理<APRI处理<CI处理变化,茎粗呈FI处理<CI处理<APRI处理变化;地上部分干物质各生长阶段均呈CI处理>APRI处理>FI处理,抽穗期和灌浆期APRI处理的根系的干物质质量明显高于CI处理和FI处理,同时APRI处理能够获得更理想的根冠比;玉米叶片光合速率和气孔导度的变化规律均为"单峰"曲线,CI处理在峰值以后其光合速率和气孔导度的下降速率大于APRI处理;FI处理其灌溉侧土壤中硝态氮积累增量最大,APRI处理积累量最小。研究表明APRI处理比CI处理和FI处理更有利于植物的生长发育以及土壤中硝态氮的吸收和利用。

局部灌水条件下不同根区在作物吸水中的作用

采用分根装置,在均匀灌水、固定部分根区灌水和根系分区交替灌水3种方式下,分期测定玉米的耗水量、两个1/2根区及整个根区的土—根系统水分传导与土壤含水量,研究各个根区在作物水分吸收中的作用。结果表明,3种灌水方式下,玉米耗水量与全部根区和灌水区土—根系统水分传导间均存在密切的正相关关系。均匀灌水条件下,1/2根区水分传导约占全部根区水分传导的一半;固定灌水条件下,灌水区占全部根区水分传导的比例远大于非灌水区,与全部根区接近。交替灌水条件下,两个根区对全部根区水分传导的贡献呈交替变化,其非灌水区占全部根区水分传导的比例较之固定灌水明显增大。全部根区土—根系统水分传导与灌水区土壤含水量明显相关,灌水区土壤含水量决定了整株作物的水分吸收情况。交替灌水的非灌水区从土壤到根系仍有一定的水分传输作用,而固定灌水的非灌水区使全部根区的土—根系统水分传导降低。

根区等高覆盖灌溉——一种新的农田节水集成配套综合技术初探与展望

结合我国干旱半干旱地区农业生产中普遍存在的农田高效节水灌溉、水肥一体化施肥、秸秆覆盖还田、提高土壤肥力等主要问题,采用农机与农艺相结合的方法,以创新农田高效节水灌溉的技术与方法为中心,同时注重把水肥一体化施肥、秸秆覆盖还田等主要问题与之深度融合,形成一种新的农田节水集成配套综合技术——根区等高覆盖灌溉。在对这一综合技术的概念、实现方式、功能定位等进行初步探讨的同时,对开展根区等高覆盖灌溉综合技术研究前景进行了展望。

再生稻干湿交替灌溉与根区分层施氮减少温室气体排放

【目的】探明再生稻优化灌溉与根区分层施氮下温室气体排放与产量的综合响应。【方法】基于静态暗箱–气相色谱法对再生稻进行温室气体排放的田间原位观测,设置2种灌溉模式(常规灌溉和干湿交替灌溉)和5个施肥处理(不施氮,CK;农民常规分次施氮,FFP;一次性根区5cm浅施控释尿素,RF1;一次性根区10cm深施控释尿素,RF2;一次性根区5 cm和10 cm分层施控释尿素,RF3),研究了再生稻优化灌溉与根区分层施氮对温室气体排放和产量的综合影响。【结果】(1)常规灌溉模式下,RF1、RF2处理和RF3处理在全生育期的CH_(4)、N_(2)O和CO_(2)排放量比FFP处理分别降低了49%~76%、55%~81%和57%~69%(P<0.05),干湿交替模式下CH_(4)、N_(2)O和CO_(2)排放量比FFP处理分别降低了52%~77%、52%~73%和61%~75%(P<0.05)。(2)3种温室气体所引起的GWP(以CO_(2)计,kg/hm^(2)),干湿交替下FFP、RF1、RF2处理和RF3处理的GWP量与常规灌溉相比分别降低了3%、10%、13%和11%(P<0.05)。(3)2种灌溉模式下RF3处理再生稻产量较FFP处理分别显著提高了7%和11%。【结论】再生稻根区分层施用控释尿素在提高产量的同时对温室气体具有减排作用,而且干湿交替模式节水、增加再生稻产量,也具有一定的减排作用,因此分层施氮与干湿交替协同是实现再生稻种植的轻简化操作的可行措施。