水肥条件对小麦、玉米N、P、K吸收的影响

水、N是影响作物N、P、K吸收的重要因素。通过对 6个水分等级和 5个N肥等级相互搭配的研究结果表明 ,高水、高N处理不利于小麦N吸收 ,而玉米是耐肥作物 ,相同灌水条件下 ,玉米的吸N量随施N量的增加而增加。在低灌水条件下 (W 0、W 1处理 ) ,玉米子粒吸N量很低 ,变幅为 0～ 17 3kg/hm2 ,并且不受施N量的影响 ;而小麦子粒吸N量仍达 36 6～154 2kg/hm2 。小麦与玉米吸P量的变化趋势与吸N量的变化趋势非常接近。但是 ,作物的吸K量随灌水量增加有明显增加的趋势 ,在玉米上表现尤其明显 ,并且作物的吸K量主要存在于茎秆中 ,因此 。

水磷耦合对甘蔗叶片NPK含量的影响

以新台糖22号为试材,采用2因素(供水量、施磷量)随机区组设计,研究不同水磷耦合对甘蔗叶片NPK含量的影响。结果表明,在高水条件下,甘蔗叶片全N、全P含量总体水平均较高,而全K含量则随供水量增加而降低;高磷条件下,甘蔗叶片全N、全K含量总体水平均较高,而全P含量则以低磷处理表现较好。水磷耦合比较结果显示,甘蔗叶片全N含量综合水平较高的是高水高磷组合,全P含量总体水平较高的是高水低磷组合,全K含量总体水平较高的是低水高磷组合。

陆地高分辨率水文—生物地球化学过程CNMM-DNDC三维模型的研发及应用进展

CNMM-DNDC模型是本文作者团队研发的陆地高分辨率水文—生物地球化学过程三维模型。本文系统介绍了建模背景和理念、核心过程和模型特点、模拟功能和观测验证、多尺度区域或流域初步应用以及未来发展展望。自2018年刊发首个版本以来,该模型经过了多方面科学过程改进和模拟功能扩展,在元素化学反应、物质相变和机械迁移等基本物理、化学、生物过程层面,完成了对陆地表层系统碳氮磷水循环全耦合的精细刻画。迄今开展的观测验证表明,CNMM-DNDC模型基本普适于不同生物气候带(从热带到寒区多年冻土地带)的流域或区域长时间序列“三高”(时间、空间和过程高分辨率)综合模拟,实现对陆地生态系统的碳、氮、磷、水三维运移、水土流失、水力驱动溶解态和颗粒态碳氮磷横向迁移、碳氮温室气体和污染气体排放、生态系统生产力、水分蒸散发和水分能量平衡等众多可持续发展目标表征变量的预测。该模型广泛推广应用于多尺度区域或流域的复杂过程虚拟科学试验研究和服务于面向生态环境建设与减污降碳的优化调控决策,可望为协同落实联合国多个可持续发展目标提供先进的数值模拟技术支撑。

渭北旱塬矮化富士苹果幼树N,K营养状况分析

采用311-A最优混合设计,以有机肥、无机肥(mN∶mP2O5∶mK2O=1∶0.7∶1)和补充灌水量为主要因子,通过田间试验和室内叶分析,对无病毒矮化红富士苹果树体的N,K营养状况进行了研究。结果表明,在渭北旱塬南缘,红富士苹果幼园不施肥或施肥不足,均会造成树体N,K营养缺乏,成为影响幼树生长发育的主要限制因子,其中以N素缺乏尤为严重;在中量施肥条件下,N,K营养均为非限制性因素,但补充灌水能提高养分的有效性。对树体生长、发育和营养状况进行综合分析后确定,渭北旱塬南缘矮化红富士幼树的最适施肥量、灌水量分别为:有机肥20000～24536kg/hm2,无机肥N,K2O均为376.90～501.2kg/hm2,P2O5263.80～350.84kg/hm2,平水年补充灌水量为24.8～61.8mm,丰水年可不进行补充灌水。

基于N-K模型的深水井喷事故耦合风险分析

为控制深水井喷事故风险,保障我国南海深水油气开发安全有效运行,通过调研海上井喷事故案例,从人员、管理、技术、环境等4个方面辨识深水井喷事故的风险因素,并根据事故风险耦合机理,将井喷事故风险耦合类型划分为单因素耦合、双因素耦合和多因素耦合3种。以美国安全与环境执法局公布的1956—2016年发生的259起深水井喷事故统计数据为基础,应用N-K模型开展了深水井喷事故多因素耦合风险分析,结果表明:风险耦合值的大小决定井喷事故的发生可能性,人-管-技-环四因素耦合值最大,最容易导致井喷事故的发生;此外,深水井喷事故风险局部耦合比较显著,尤其是管理和技术因素风险的耦合,容易突破风险阈值而造成井喷事故的发生。建议深水井控人员从管理和技术两个关键风险因素着手,尽可能避免人员、管理、技术、环境四因素共同耦合作用的发生,从而有效降低深水井喷事故的风险。

淘米水对蓝莓土壤pH和主要营养物质含量的影响

[目的]研究淘米水对蓝莓土壤pH和主要营养物质含量的影响,以期丰富土壤pH调节物质。[方法]以木醋(稀释30倍液)为对照,比较不同用量的淘米水对蓝莓土壤pH、有效氮、磷、钾和有机质含量的影响。[结果]在土壤中施用木醋后能降低土壤pH,但降低幅度较小,速度较慢,施用淘米水不仅能降低土壤的pH,而且见效快,绿色环保。其中淘米水用量1200mL处理的土壤在施用后90d能使土壤pH降至蓝莓生长最适范围,同时土壤中有效氮、磷、钾含量随pH降低而增加,土壤有机质随pH降低而分解加快,含量降低,有利于有机质营养的释放。[结论]淘米水是一种见效快、易于施用的蓝莓栽培土壤pH改良物质。

水氮调控对无芒雀麦氮磷钾累积、品质及水氮利用的影响

以三年生无芒雀麦为研究对象,设置4个灌溉梯度[在拔节期水分达到土壤水分下限时进行灌溉,各处理土壤水分下限分别为田间持水量的75%(W0)、45%(W1)、55%(W2)、65%(W3),灌水达上限85%田间持水量时停止]和4个施氮梯度[0 kg/hm^(2)(N0)、60 kg/hm^(2)(N1)、120 kg/hm^(2)(N2)和180 kg/hm^(2)(N3)],分析水氮调控对无芒雀麦氮磷钾累积量及累积速率、产量、品质和水氮利用效率的影响。结果表明:无芒雀麦在拔节期前养分累积以氮素为主;拔节期氮磷钾养分累积量及累积速率在N2W3、N2W0、N3W3和N3W0处理下最高,且以钾素增长最为突出;各养分累积量与累积速率在抽穗期达到峰值,随着灌水量和施氮量的增加先增后降(W3与N2处理最高),并再次以氮素累积为主;磷素累积在无芒雀麦生育期内呈增长趋势,但整体偏低。N2W3处理在全生育期内能保持较高的养分累积量及累积速率。无芒雀麦总产量在灌水和施氮后分别提高了24.77%~58.09%和31.10%~85.86%;W3与N3处理更有助于无芒雀麦品质的改善;水分利用效率分别在W2和N2处理下最高,氮肥偏生产力分别在W3和N1处理下最高;产量、相对饲喂价值及氮肥偏生产力分别在N2W3(12922.27 kg/hm^(2))、N3W0(141.54)及N1W3(171.52 kg/kg)处理下最高。综合考虑氮磷钾累积、产量、品质及水氮利用效率得出,在N2W3处理的基础上,兼顾在分蘖期与抽穗期适当添加氮肥,拔节期至孕穗期适当补充钾肥,全生育期注重磷肥施用,是甘肃河西走廊地区三年生无芒雀麦适宜的水肥管理模式。

氮磷钾肥及水分因子对烤烟叶片叶黄素的综合影响

通过盆栽试验探讨了氮、磷、钾肥及水分因子对烤烟叶片叶黄素的综合影响。交互效应测验表明,影响烤后烟叶叶黄素含量的一级(2因素)和三级(4因素)交互作用显著,二级(3因素)交互作用中以氮磷水、磷钾水的交互作用为主。一级交互效应分析表明,氮钾、氮磷、磷钾、磷水、钾水互作对烤后烟叶叶黄素含量的影响表现协同促进作用。氮水间互作中存在一个阈值,低于这个阈值时氮水间互作对烤后烟叶叶黄素含量的影响表现协同促进作用,高于这个阈值时表现拮抗作用。二级、三级交互效应分析表明,氮磷钾合理配施(1∶1.3∶3.1)和适量浇水明显促进叶黄素的积累。当施氮量较少时增施磷肥和适量浇水,当施磷量较少时增施氮钾肥和适量浇水,以及当土壤相对含水量较低时增施氮钾肥均可以提高烤烟叶片叶黄素含量。结果表明,高氮肥(每盆施氮量大于6g纯氮)、高钾肥(每盆施钾量大于18gK2O)、中等磷肥配合适量浇水(74.3%～79.5%的土壤相对含水量)明显促进叶黄素的积累。

渭北东部旱塬氮磷水三因素交互作用与耦合模型研究

在旱棚控制条件下，用三因素五水平回归设计，研究了渭北东部旱塬氮磷水三因素的交互作用及耦合模型，结果表明：①氮、磷、水对冬小麦的增产顺序为水＞氮＞磷；②氮磷和氮水的交互作用为协同作用型，氮、磷、水都为李比希限制因素；磷、水交互作用为拮抗型，磷、水为拮抗限制因素；当氮、磷、水同时投入时，磷水拮抗型转变为协同作用型，磷、水也变为李比希限制因素；③水分对目标产量的校正模型为：ｙ＝－３０．６５２±０．９９６６Ｗ＿Ｂ，ｙ＝－１６．５０２＋０．８７５Ｗ＿Ｒ，ｙ＝－１１３．２９７５＋０．６０４１Ｗ＿Ｔ；④水分对施肥量的校正模型为：Ｘ＿１（Ｎ）＝０．７９５６＋０．４７２８Ｘ＿３，Ｘ＿２（Ｐ＿２Ｏ＿５）＝０．４６７９＋０．２１６９Ｘ＿３。

水、氮、磷对杨树生物量的耦合效应

根据黄土高原因水肥不协调而形成大面积低效林的问题 ,以水肥耦合为中心 ,以 1龄杨树幼苗为研究对象 ,采用三因子五水平正交旋转组合回归设计方法 ,利用盆栽试验和定量分析的手段 ,研究探讨了不同水肥条件下 ,水、N、P三因子对杨树生物量的影响 ,结果表明三因素对杨树生物量存在着耦合交互效应 ,不同的水、N、P配合有不同的生物量积累 .因此 ,合理施肥。

不同氮磷钾配比对东北半干旱区大豆产量及土壤水分的影响

试验采用氮磷钾的不同组合,对氮磷钾施用量的配比与东北半干旱区大豆产量间的关系及土壤水分效应的影响进行了研究。结果表明,当磷肥施用量为144kg·hm-2、钾肥施用量为216kg·hm-2、氮肥施用量发生变化时,以氮肥施用量为60kg·hm-2的处理产量最高;而当氮肥施用量为180kg·hm-2、钾肥施用量为216kg·hm-2、磷肥施用量发生变化时,以磷肥施用量为192kg·hm-2的处理产量最高。不同氮磷钾配施对土壤水分含量也有很大的影响,其中当磷肥施用量为144kg·hm-2、钾肥施用量为216kg·hm-2、氮肥施用量为120kg·hm-2的处理,能更好地促进作物对土壤水分的高效利用。

氮磷钾三要素对银杏光合性能的影响

以标准霍格兰 (Hongland)营养液为基础 ,设计了 10种不同氮、磷、钾配比的培养液 ,经过 6个多月砂培盆栽培养后 ,对不同处理条件下银杏的光合作用有关参数进行了测定和分析。结果表明 :在一定范围内 ,随着施氮、磷、钾量的增加 ,银杏净光合速率、气孔导度、水分利用效率、羧化效率、表观量子效率、光合能力和最大电子传递速率都随之增加 ,超过一定阈值以后不增反降 ;氮、磷、钾三要素缺乏或过量 。

水肥耦合对玉米化学计量学特征及其生长性状的影响

为了探讨不同水肥条件下玉米C、N、P化学计量学特征及其影响因素,设置土壤不同含水量和全氮含量的盆栽试验,分析了不同水肥对玉米生长性状和碳氮磷化学计量学特征的影响,并对两者进行了相关分析。试验设置田间持水量的90%,70%,50%(W1、W2、W3),田间正常施氮量的150%,100%,50%,(N1、N2、N3),共9个处理。结果表明:玉米根、茎、叶不同器官干物质量均随着施氮量的减少而减少,随着土壤含水量的增加而增加。高、中水分时玉米株高随着施氮量的增加而增加,当玉米处于干旱胁迫时施氮量对玉米株高影响不大。低水分下的茎粗显著低于高、中水分。玉米根、茎、叶的C含量差异不显著。低氮施肥处理下玉米根、茎和叶的N含量均显著低于中、高氮处理,而后两者对根、茎和叶的N含量的影响表现不一,其中对茎氮含量差异达到显著水平,对叶氮含量在抽雄期以后才显著。玉米C∶N∶P生态化学计量特征随水肥因素的变化表现不一,其中N/P平均为6.01,随着施氮量的增加而升高,随土壤含水量的增加而降低;C/N为0.31,随着施氮量的增加而降低,对水分因素不敏感;C/P为1.62,表现出强烈的内稳性,不随外界生物与非生物环境的变化而变化。

膜下滴灌氮、磷、钾耦合效应对加工番茄生长和产量的影响

【目的】研究膜下滴灌氮、磷、钾耦合效应对加工番茄生长和产量的影响。【方法】通过田间试验,采用"3414"完全试验方案研究不同施肥处理对加工番茄产量和经济效益的影响。【结果】氮、磷、钾三元二次方程拟合不可靠;氮、磷、钾的不同配比对加工番茄产量有显著影响,施肥不足造成产量下降,但过量施肥造成旺长,3个肥料相比其中氮素对加工番茄生长影响最大;14个施肥处理中N2P2K2、N2P3K2和N2P2K1处理产量超过9 000 kg/hm2,明显高于其他处理。【结论】试验条件下氮、磷、钾三者的比例为9∶3∶2时肥效最佳,可获得较高的产量和效益。

不同水氮磷钾耦合条件下玉米干物质与养分累积动态变化

采用盆栽正交设计方案，研究不同水、氮、磷、钾耦合处理玉米干物质、养分N、P、K吸收累积的动态变化。结果表明，不同水、氮、磷、钾耦合条件下，玉米干物质、养分累积量随玉米生育期的延长而增加，累积趋势都呈“S”型曲线，可用指数方程Y=a exp（-b／t）拟合。玉米干物质累积速率和养分累积速率用Y=a exp（-b／t）求导可得，最大累积速率出现的时间可对指数方程Y=a exp（-b／t）求二阶导数得出。不同处理玉米干物质累积最大速率出现时间为玉米出苗后33．56～68．06d，N累积最大速率出现时间为出苗后14．73-64．19d，P累积最大速率出现时间为出苗后45．23～80．64d，K累积最大速率出现时问为出苗后18．80～53．91d。

苏丹草-黑麦草轮作制中氮、磷、钾肥施用效果研究

【目的】为苏丹草-黑麦草轮作制中合理利用养分、水分及培肥土壤提供理论依据。【方法】连续3年盆栽试验研究苏丹草(Sorghum sudanense)-黑麦草(Lolium L.)轮作制中氮、磷、钾肥对饲草产量、养分吸收、水分利用及土壤养分的影响。【结果】氮、磷、钾肥配施显著增加饲草产量,2005/2006、2006/2007、2007/2008年度的饲草总量分别为1690.0、2091.3、1770.7g/pot。与CK处理(NPK配施)相比,不施氮处理(PK)的饲草产量分别减少700.7%、1256.9%、856.3%,不施磷处理(NK)分别减少426.3%、384.9%、792.3%,不施钾处理(NP)分别减少15.9%、4.4%、10.6%。氮、磷、钾肥配施促进饲草的养分吸收,3个年度NPK处理的总吸氮(N)量分别为6.36、4.91、6.85g/pot,总吸磷(P)量分别为0.79、1.01、0.82g/pot,总吸钾(K)量分别为11.58、6.36、5.62g/pot,养分利用效率显著高于其它处理。3个年度NPK处理水分生产率分别为16.5、16.1、16.2kg·m-3,明显高于其它处理。轮作体系下,土壤有机质,NP、NK、NPK处理的全氮,NP、PK、NPK处理的速效磷,NK、PK处理的缓效钾、速效钾均上升;土壤pH,NP、NPK处理的缓效钾、速效钾下降,而PK处理的全氮、NK处理的速效磷基本稳定。【结论】苏丹草-黑麦草轮作体系下,合理配施氮、磷、钾肥能持续获得高产、促进饲草养分吸收和有效改善土壤肥力。

几种营养元素在土壤中的空间变异

以５ｍ距离为间隔的方格法采取了红油土耕层土壤１４７个样点，分别分析了铵态氮、硝态氮、速效磷、氯离子、水溶性钾、水溶性钙及水溶性镁，并利用区域化变量理论研究了这几种营养元素在空间的变异规律。研究结果表明，几种测定的营养元素各位点的半方差变化有２种不同的趋势。ＮＨ＋４－Ｎ的南北向和全方位的半方差，ＮＯ－３－Ｎ，ＮＨ＋４－Ｎ＋ＮＯ－３－Ｎ，Ｏｌｓｅｎ－Ｐ，Ｃｌ－，Ｍｇ２＋的所有方向的半方差，水溶性Ｋ＋和水溶性Ｃａ２＋的东西方向的半方差，水溶性Ｃａ２＋＋Ｍｇ２＋东西方向和全方位的半方差，变化不规律，忽高忽低；或者大致围绕一条直线上下波动，没有空间的结构性。与此相反，ＮＨ＋４－Ｎ的东西方向的半方差，水溶性Ｋ＋和水溶性Ｃａ２＋的南北方向和全方位的半方差，水溶性Ｃａ２＋＋Ｍｇ２＋南北方向的半方差，随着间距增加而增加，存在着空间变异结构。采用直线或曲线拟合方程，估计了这几种元素在这些方向上的半方差图参数。

几种营养元素在土壤中的分布类型

以方格法采取了红油土１４７个土壤样点，分别分析了其中铵态氮、硝态氮、Ｏｌｓｅｎ－Ｐ、氯离子、水溶性钾、钙、镁，并采用图检方法对这几种营养元素在土壤中的分布类型进行了研究，结果表明，土壤中的铵态氮，铵、硝态氮之和，Ｏｌｓｅｎ—Ｐ呈正态分布；Ｃａ２＋、Ｃａ２＋＋Ｍｇ２＋、Ｃｌ－也可用正态分布描述；硝态氮呈对数正态分布；Ｍｇ２＋既可用正态分布，也可用对数正态分布描述；Ｋ＋属偏态分布，其代表值只能用正态化后计算的平均值。根据分布类型分别计算了它们的统计值，并比较了采用何种统计值才能更好地反映土壤营养元素的含量。

聚合物类保水剂对山杏水肥利用效应的影响

研究了不同用量保水剂处理对干旱胁迫下山杏(Armeniaca sibirica)叶水势、根部氮磷钾及生物量(地上部分生物量、地下部分生物量、总生物量)、根冠比的影响。结果表明,不同处理下叶水势受到不同程度促进,且促进程度随保水剂用量增大而增大。山杏根部氮磷钾含量,因不同处理均有所变化,其中,氮含量变化最显著,随保水剂用量增大而增大。保水剂20g下氮含量是对照的1.66倍,钾含量基本无变化,而磷含量随保水剂用量增大而降低。处理可使山杏总生物量和地上部分生物量增大,而对照组的地下部分生物量和根冠比最大。山杏叶水势和根部氮含量相关性显著。研究结果表明,保水剂和复合肥的混施显著促进了山杏生长,其原因可能是其保水保肥及缓释的作用。

施肥对闽楠幼苗光合碳固定的影响

【目的】研究不同氮(N)、磷(P)和钾(K)施肥量和施肥方式影响闽楠叶片光合特性、内含物含量,酶活性及植株养分吸收量,揭示施肥调控光合碳固定机制,为闽楠壮苗培育和科学施肥提供理论依据。【方法】采用“3414”田间试验方法,分析不同N、P和K施肥处理对闽楠幼苗光合色素含量、光合作用参数、叶片内含物及相应酶活性的影响;通过极差分析,筛选最佳的氮磷钾施肥方式;通过逐步回归分析、相关分析和通径分析,构建施肥调控光合碳固定途径。【结果】1)N、P、K施肥提高闽楠叶片光合色素含量,光合、蒸腾和水分利用能力,抑制叶片可溶性糖,可溶性蛋白和丙二醛含量,提高叶片硝酸还原酶、谷氨酰胺合成酶和酸性磷酸酶活性,抑制多酚氧化酶活性,进而提高叶片淀粉含量,促进碳固定。在光合碳固定中,叶片酸性磷酸酶、水分利用效率和淀粉含量是调控的关键点。2)N元素增强硝酸还原酶活性,提高叶绿素a含量,增强水分利用效率,促进碳固定。3)P元素提高叶绿素b含量,降低丙二醛含量,保护细胞完整性,提高碳同化效率,但对于光合产物碳代谢无显著影响。4)K元素提高叶绿素a和b含量,增大气孔导度,提高气孔CO_(2)和水分利用效率,提高淀粉含量,促进光合碳固定。5)在N、P、K配施下,N,P和K吸收量最大,与酸性磷酸酶呈极显著相关,最有利于光合碳固定;其次为N、P配施,最差的为单施磷肥,以T6(N:0.532 g·plant^(-1),P_(2)O_(5):0.133 g·plant^(-1),K_(2)O:0.356 g·plant^(-1))处理效果最好。【结论】施肥后,闽楠幼苗吸收N、P和K,加大叶片气孔通气,显著提高气孔导度和蒸腾速率,提高水分利用效率,增强闽楠幼苗的净光合速率,促进光合产物的输出,提高蛋白质合成,在酸性磷酸酶的作用下调控碳代谢,产生淀粉,为其生长提供物质和能量。