Green High-yield and High-efficiency Cultivation Techniques of Integrated Management of Water and Fertilizer for Maize under Mulch Drip Irrigation

The green high-yield and high-efficiency cultivation techniques of integrated management of water and fertilizer for maize under mulch drip irrigation are described from the aspects of high yield target of maize and its component factor indexes,pre-sowing preparation,sowing,post-sowing management,field management at the seedling stage,integrated management of water and fertilizer for target yield of maize,rational application of micro-fertilizer,comprehensive prevention and control of diseases and pests,timely harvest,etc.,in order to provide a reference for agricultural technicians,maize farmers and maize industry development in northern Xinjiang.

Effect of Irrigation and Fertilization on Population Structure and Yield of Wheat

[Objectives] This study was conducted to investigate the effects of irrigation and fertilization on population structure and yield of wheat.[Methods]With Shannong 29 as an experimental material,the effects of irrigation and fertilization on population,dry matter accumulation and yield of wheat were studied.[Results]Integrated water-saving irrigation and fertilization of ridged field was the best with the highest population,dry matter accumulation and yield of wheat.[Conclusions]This study provides a theoretical basis for high-yield and high-efficiency wheat production with saved water and fertilizers.

Different Fertilization Modes of Sugarcane in Latosolic Red Soil of Guangxi

[Objectives] This study aimed to compare the effects of water-fertilizer integrated drip irrigation modes and traditional fertilization mode on growth,yield,production costs and economic benefit of sugarcane in latosolic red soil of Guangxi. [Methods]A field test was conducted. [Results] The agronomic traits and comprehensive economic benefit of sugarcane under the water-fertilizer integrated drip irrigation modes were superior to those under the traditional fertilization mode. Among them,the comprehensive economic benefit of sugarcane with special granular fertilizer as the base fertilizer and water-fertilizer integrated drip irrigation as topdressing were the highest,increased by 15 813 kg/ha,an increase of 15. 8%. Considering the cost input,the comprehensive economic benefit increased by 5 676 yuan/ha. [Conclusions]Taking the production cost,economic benefit and input-output ratio into account,it is recommended to promote the application of water-fertilizer integrated drip irrigation mode in bases with water and fertilizer equipment conditions.

马铃薯节水灌溉技术研究进展

马铃薯是我国第四大粮食作物,马铃薯高效生产对保障国家粮食安全具有重要意义。马铃薯需水量大,生育期间的降水量无法满足其正常水分需求,因此对灌溉水的依赖度高。然而,我国淡水资源短缺,马铃薯生产中存在灌溉水管理粗放、节水灌溉制度不合理、水分利用效率低等问题,亟需探索马铃薯节水高效灌溉技术体系。本文从需水规律、灌溉方式、灌溉制度等方面综述了马铃薯灌溉技术的研究现状和存在的问题,对我国马铃薯节水灌溉技术需要进一步研究的问题进行了展望,以期丰富马铃薯高效用水理论,为马铃薯稳定生产提供技术支撑。

京郊山区果园高效灌溉技术研究与应用

北京地区有大量的山区果园,分布在京郊西南部、北部与东北部,与平原区果园相比,山区果园的地形一般较为复杂,地形存在落差,存在大量的坡地且坡度较大,果园灌溉的供水条件较差等特征。文章结合切身的技术服务工作,以房山区佛子庄乡东班各庄村北山坡苹果园为对象,通过采集果园地理信息数据,现场踏勘,工程测绘,结合果树生长状况及实际管理措施等,从果园高效节水灌溉技术适宜性选配出发,应对山坡地形变化引起压力不均匀变异进行压力补偿,面向复杂地形地质条件,开展水肥药一体化灌溉系统集成,是山坡高效灌溉技术推广的关键。

水氮耦合对滴灌玉米光合特性及产量的调控效应

探索水氮施用对玉米光合参数及产出指标的影响规律,寻求适宜水氮耦合量,为西辽河流域水肥管理提供理论和应用参考。膜下滴灌田间试验设置三种灌溉水平与三种施氮量组合形成9个处理,对比分析不同水氮组合作用效果。结果表明,水氮两因素对玉米光合速率Pn、蒸腾速率Tr、气孔导度Gs、胞间二氧化碳浓度Ci影响程度表现为灌水>施氮,对叶片水分利用效率WUE影响程度表现为施氮>灌水。对于Pn,W_(2)N_(2)(中水中氮)显著高于W_(3)N_(1)(高水低氮)、对于Tr,W_(2)N_(2)和W_(3)N_(1)差异不显著,因此灌溉量由中水至高水(1802~2315 m^(3)·hm^(-2))对Pn提升作用无法补偿中氮240 kg·hm^(-2)降至低氮192 kg·hm^(-2)对Pn的削弱作用,但可补偿对Tr的负效应。中高灌溉水平下氮肥192~240 kg·hm^(-2)可有效提升Pn、Tr、百粒重、穗粒重(W_(2)N_(2)显著高于W_(2)N_(1)、W_(3)N_(2)显著高于W_(3)N_(1)),继续施氮无显著作用。玉米产量提升与Pn、Tr增大呈正相关,水分亏缺时中氮240 kg·hm^(-2)至高氮288 kg·hm^(-2)无明显增产作用,中等灌溉水平下氮肥增产效果显著。W_(3)N_(2)(高水中氮)耦合下玉米可获得最佳光合能力及产量水平,但超过W_(2)N_(2)(中水中氮)的耦合量对WUE无增效、降低光合产物在籽粒中的分配比例。综合考虑光合参数及产量,推荐中等至较高的灌溉水平1802~2315 m^(3)·hm^(-2)(W2~W3)与中等施氮水平240 kg·hm^(-2)(N2)为最优水氮耦合量。

设施番茄智能水肥一体化系统设计

传统的番茄灌溉施肥方式以滴灌与叶面喷施为主,靠人工经验,不仅水肥利用率低,而且易造成养分投入比例不合理,浪费严重等问题。针对以上问题,本研究结合无线传感网络技术与自动控制技术,提出设施番茄智能水肥一体化系统。该系统根据目标产量、设施番茄植株长势、需肥规律等要素,构建环境信息采集系统、智能服务平台、灌溉施肥系统以及大棚自动控制系统,可实时监控设施番茄生长环境和生长发育情况,并根据番茄生长不同阶段需肥规律,实现灌溉、施肥的定时、定量控制,充分提高水肥利用率。

宁夏扬黄灌区玉米膜下滴灌水肥一体化技术研究

[目的]分析膜下滴灌施肥对玉米产量及水分利用效率的影响,阐明膜下滴灌水肥一体化的技术优势,解决宁夏扬黄灌区玉米水肥利用效率低的问题。[方法]在相同施肥水平条件下,以常规大水漫灌(6 000 m^(3)/hm^(2))为对照,在滴灌定额为3 750m^(3)/hm^(2)的基础上设置不覆膜滴灌和膜下滴灌2个处理,研究不同灌水处理对玉米光合特性、产量、水肥利用效率及经济效益的影响。[结果]膜下滴灌水肥一体化技术在玉米抽雄期净光合速率、水分利用效率最高,比漫灌处理分别提高1.5%、11.0%,比不覆膜滴灌处理分别提高6.1%、3.2%。膜下滴灌水肥一体化技术通过提高玉米收获穗数、穗粒数和百粒重从而提高玉米产量,比漫灌处理增产8.6%,比不覆膜滴灌处理增产8.2%。膜下滴灌水肥一体化技术降低玉米耗水量,比漫灌处理降低28.4%,灌水利用效率提高73.6%,水分利用效率提高52.0%;同时提高了玉米氮磷钾肥偏生产力,比漫灌处理分别提高8.5%、8.6%、8.5%。与漫灌处理相比,膜下滴灌水肥一体化技术在成本投入增加26.9%的基础上获得了最高的经济效益,比漫灌处理增加808.4元/hm^(2),收入提高8.1%,比滴灌不覆膜处理增收787.5元/hm^(2),收入提高7.8%。[结论]在滴灌定额为3 750m^(3)/hm^(2)基础上采用膜下滴灌施肥可在节水37.5%的基础上实现增产和增收,该技术在宁夏扬黄灌区表现出一定的优势,可以应用于该地区的玉米生产。

滴灌水肥一体化下施氮量和追氮时期对夏玉米籽粒品质及淀粉糊化特性的影响

为探究黄淮海平原东部地区滴灌水肥一体化条件下,不同施氮量及追氮时期组合对夏玉米籽粒品质、淀粉糊化特性和产量的影响,选用玉米主推品种‘郑单958’为试验材料,设置施氮量180 kg/hm2(N1)和210 kg/hm2(N2)两个氮肥处理水平及拔节期+大喇叭口期(W1)、拔节期+开花期(W2)、拔节期+大喇叭口期+开花期(W3)3个不同追肥时期组合。结果表明:拔节期+大喇叭口期+开花期追肥处理(N1W3、N2W3)籽粒淀粉含量、粗蛋白含量、可溶性糖含量和产量显著高于其他处理,籽粒粗脂肪含量显著低于其他处理。相关性分析表明:籽粒支链淀粉含量与峰值黏度、谷值黏度、崩解值、最终黏度、回复值、粗蛋白含量、可溶性糖含量呈显著正相关,与糊化温度、峰值时间、粗脂肪含量呈显著负相关。增加追氮频次改善籽粒直链淀粉与支链淀粉的比例和淀粉的糊化特性,提高了籽粒品质。N1W3与N2W3相比,籽粒品质与淀粉糊化特性差异不显著,但是N1W3处理减少氮肥的投入,节约投入成本,为本试验的推荐处理。

基于多目标综合评价的苹果水氮综合调控

【目的】探寻滴灌水氮综合调控对北方半干旱地区苹果树生长生理、水肥利用效率、产量和果实品质的综合影响,以确定最优水氮调控制度。【方法】试验设置灌水与施肥两个调控因素,灌水设3个调控水平,分别为田间持水量(θf)的75%—90%(W1)、60%—75%(W2)、45%—60%(W3);施肥设4个调控水平,施用的N-P2O5-K2O分别为:18-12-6 g/株(F1)、15-12-6 g/株(F2)、12-12-6 g/株(F3)、9-12-6 g/株(F4),分析不同水氮处理对苹果树的生长生理、水肥利用效率、干物质量、产量、果实品质等的影响,以节水节肥、高产高品质为目标,建立基于AHP-CRITIC组合赋权与TOPSIS耦合模型。【结果】水肥交互对植株生长量、叶绿素含量(SPAD)、灌溉水利用效率(IWUE)、肥料偏生产力(PFP)、单果重和产量产生了极显著影响,对基茎生长量产生了显著影响。在不同水肥耦合处理下,适度亏缺的灌水和施氮处理更有利于提高苹果树植株生长量、基茎生长量、叶面积、干物质量、产量、水分利用效率(WUE)、水分生产率(WP)、IWUE、FPP和单果重,其最大值均出现在F2W2处理,SPAD、净光合速率和蒸腾速率随灌水量和施氮量的增加呈增加趋势,但轻度亏缺的灌水和施氮处理对生理指标的影响并不大,F1W2和F2W1处理与F1W1相比,分别仅降低了3.5%、3.1%、7.7%和3.5%、3.1%、3.8%。采用AHP-CRITIC组合确定指标组合权重,其中产量的权重最大,为0.406,其次为维生素C;采用TOPSIS算法构建苹果多目标综合评价体系,评选出F2W2处理下的综合评分最高,为0.8974,F1W2和F2W1处理次之,而F4W3处理评分最低,仅为0.0177。由建立的苹果生长水肥耦合交互响应模型可得出,灌水量和施肥量对苹果生长综合评分的效应均为开口向下的抛物线,苹果生长综合评分随灌水量或施肥量的增加表现出了先增后减的趋势,符合报酬递减效应,即灌水量和施氮量超过一定的范围后再继续增加会导致综合评分下降,对苹果综合生长改善不明显;当施肥量编码值X1为0.681、灌水量编码值X2为0.488时,苹果综合评分最高,为0.923,即施肥量为34.56 g/株(N-P2O5-K2O:16.56-12-6 g/株)、灌水量控制在82.32%田间持水量,此灌水施肥处理对苹果生长最为理想。【结论】应用AHP-CRITIC-TOPSIS法构建的综合评价体系,可以有效确定苹果最佳水氮调控制度,为北方半干旱地区苹果园实际生产提供理论与实践依据。

基于偏微分算法的水肥一体机系统设计

为进一步提升我国水肥一体机的综合作业效能,实现灌溉施肥的最优化配比,以偏微分算法作为改进切入点,针对其作业控制系统展开设计研究。通过搭建正确的多阶偏微分数学模型,得到水肥一体机的整机设计布局,并进行模块化的软件程序编制与功能化的硬件配置选型。采用设计的整机系统在一定的作业条件下完成灌溉施肥一体式作业,结果表明:基于偏微分算法设计的水肥一体机,整机在水分与肥量之间的配比关系得到很好的优化,配比准确率可保证在90.00%以上,施肥均匀度与水分利用率分别相对提高了9.56%和5.69%,灌施作业效果良好,设计正确可行,是今后灌溉施肥集成领域的重要革新思路之一,具有较强的推广应用价值。

基于数值分析法的水肥一体机设计研究

以进一步提升水肥一体机的智能性、数字性作业为目标,针对整机的灌施精准性要求展开设计。充分考虑水肥一体机的运用特点和结构组成,结合水肥的参数融合关系,建立用于水肥一体机准确控制作业的状态方程模型,设计以数值分析处理函数为核心的软件控制模块,搭建同步动作实施的硬件执行平台。展开多作物的灌施作业试验,结果表明:基于数值分析方法的水肥一体机系统架构设计合理,数值分析算法融入有效,整机试验的数值计算准确率可达98.00%以上;水肥混合均匀有度,整体管路灌施顺畅,灌施指令准确率可达99.00%以上,整机灌施效率较高,充分验证了数值分析方法应用的正确性与优越性,可以促进类似农机装备与高等数学多维度融合。

文丘里施肥器在水肥一体化精准灌溉中的应用

文丘里施肥器具有便宜、耐用、应用广泛等优点。通过对比几种施肥器施肥方式,分析了文丘里施肥器应用上的局限性,提出了适宜的解决方法,为精准控制施肥,进一步推广水肥一体化精准灌溉技术模式的应用奠定基础。

冬小麦-夏玉米周年“四密一稀”浅埋滴灌水肥药一体化绿色生产技术

本研究针对黄淮海冬小麦-夏玉米两熟区面临的出苗质量、播种—出苗期水分供应、灌溉施肥及时性及技术粗放等问题,并就进一步提高光温水肥资源利用效率是实现该区域粮食单产提升和绿色发展的重要途径等,从2018年起开展了一系列创新研究。通过实施冬小麦“四密一稀”条带种植配套卫星导航播种技术、冬小麦-夏玉米周年浅埋滴灌水肥药一体化技术等关键核心技术,结合配套现代化农机与信息技术装备,形成了一套集成的“冬小麦-夏玉米周年‘四密一稀’浅埋滴灌水肥药一体化绿色生产技术”。2010—2023年田间示范表明,该技术有效解决了上述生产难题,达到了小麦玉米周年增产和水肥资源高效利用的目标。与农民传统相比,小麦增产9%~17%,玉米增产12%~14%,周年节水450~750 m^(3)/hm^(2),节肥20%,节约人工成本2250~3000元/hm^(2)。该技术为黄淮海区冬小麦-夏玉米周年绿色高产提供了新的可行性方案。

汾河灌区玉米膜下滴灌水肥一体化技术试验与应用

在汾河灌区以传统的地面灌溉不覆膜种植玉米为对照,进行了玉米覆膜条件下滴灌水肥一体化技术应用试验。试验对比了两种模式下玉米生长动态、耗水量和耗水规律,以及灌溉、施肥、产量和经济效益等。结果表明:膜下滴灌玉米与不覆膜地面灌溉玉米耗水规律基本一致,但日均耗水量低于不覆膜玉米,且具有明显的节水、减肥、增效、增产和增收作用。提出确定膜下滴灌灌溉定额方法、玉米膜下滴灌水肥一体化灌溉制度和施肥制度,可为汾河灌区及我省其它条件相近地区农业生产提供借鉴和参考。

滴灌追肥次数对冬小麦产量形成的影响

为探讨小麦-玉米轮作体系下,滴灌追氮次数对小麦群体特征和旗叶碳同化能力差异的影响。以青麦7号为试验材料,采用随机区组设计,小麦季氮肥基追比为3∶7,按滴灌追肥次数设5个处理,分别为滴灌追肥2次(F37-2)、追肥3次(F37-3)、追肥4次(F37-4)、追肥5次(F37-5),以传统灌溉施肥方式为对照(漫灌,追肥1次,CK)。结果表明,在拔节期、孕穗期、开花期和收获期,滴灌处理F37-3、F37-4、F37-5的群体总茎数均显著大于CK。花后的叶面积指数大小关系均表现为F37-4>F37-5>F37-3>F37-2>CK,而花后18 d冠层中部和底部群体透光率大小关系则表现为CK>F37-4>F37-5>F37-3>F37-2。花后0~36 d(每6 d测定一次)叶绿素SPAD值大小关系均表现为F37-4>F37-5>F37-2≥F37-3>CK,且各滴灌处理的叶绿素SPAD值均显著大于CK;花后24~30 d,CK、F37-2、F37-3、F37-4和F37-5的叶绿素SPAD值下降幅度分别为13.89%、11.36%、11.90%、8.33%和10.87%。各滴灌追肥处理(F37-2、F37-3、F37-4和F37-5)的蒸腾速率、气孔导度、产量及产量构成要素均显著大于CK,F37-4处理的产量最高达10381.1 kg/hm^(2),而胞间CO_(2)浓度,特别是在花后30 d和36 d,均小于CK。因此,滴灌追氮对小麦合理群体建立和光能利用具有显著的促进作用,且分别在返青期、拔节期、孕穗期、开花期追肥4次(F37-4)时效果最佳。

一种水肥一体机的可视化控制模块应用研究

以进一步提升水肥一体机的作业效率与监测效率为目标,选取可视化技术作为研究切入点,基于可视化控制模块的设计与应用展开讨论。通过充分理解水肥一体机的作业机理,建立用于整机可视化控制的数学模型,并进行可视化控制模块的软件程序设计与硬件组件配置,形成全新高效的可视化水肥一体机。进行可视化控制模块应用作业试验,结果表明:基于可视化机理及控制模型应用的水肥一体机较普通控制下的水肥一体机作业有一定优势,系统的监测准确率与系统响应效率得到明显提升;各水肥管路及水肥参数监测及时,确保整机各项指令与输出正确合理,整机节水率与整机节肥率分别提升了6.80%和7.40%,灌溉均匀度可达90.50%,有利于农作物种植栽培高效高产。

基于物联网的水肥一体化智能灌溉系统的设计与研究

随着水肥一体化智能灌溉系统的发展,以广西农业职业技术大学信息工程学院园区与广西天峨县龙滩珍珠李种植基地作为研究实验基地,对水肥一体化智能灌溉系统进行设计研究及其效益分析。智能灌溉系统主要包括大数据平台、气象环境监测系统,土壤灌溉控制系统,智能施肥控制系统,远程土壤墒情监控系统,灌溉管道、流量、远程作物生长监测系统六大部分。通过效益分析结果表明,基于物联网的水肥一体化智能灌溉系统应用效果显示,其省工节水增收效果显著。

水肥一体化滴灌工程探讨

为推广水肥一体化技术,普及相关工程技术知识,加快水肥一体化滴灌工程建设。从水肥一体化滴灌系统设计的角度,对水源工程、首部枢纽、输配水管网、灌水器4个组成部分进行探讨。结果表明,因地制宜制定工程方案、正确集成配套灌溉施肥设施设备、合理布设输配水管网,是满足功能要求、便于使用维护、降低工程投资的关键所在。对水肥一体化工程设计提供技术参考与借鉴,并对水肥一体化技术推广普及起到促进作用。

不同量级、种类肥料滴灌追肥对西瓜生长、产量与品质的影响

为了提高西瓜种植中的水肥利用效率,探索肥料高效利用方法,以小果型红瓤西瓜L600为试验材料,研究了水肥一体化条件下配方施肥量冲施肥(金土地,20-10-10)追肥、常规施肥量增减用量20%普通化肥追肥和常规施肥量普通化肥追肥(对照)在西瓜种植中的效果,比较了西瓜的长势、品质、产量和效益等指标。结果表明:追施配方施肥量冲施肥的西瓜植株生长势最好,膨果期株高和叶面积、667 m^(2)产量与667 m^(2)效益均最高,分别为249.17 cm、426.92 cm^(2)、3 217.21 kg与17 082.5元,分别较对照显著提高12.0%、19.0%、6.8%和8.1%;品质较好,中心可溶性固形物含量、边缘可溶性固形物含量分别为13.2%、9.8%,比对照分别提高0.7、0.9百分点,其中边缘可溶性固形物含量与对照间差异显著。追施常规施肥量增量20%普通化肥的西瓜植株生长势较好,667 m^(2)产量为3 150.76 kg,比对照显著提高4.6%,边缘可溶性固形物含量最高,显著高于对照,较对照提高1.0百分点。追施常规施肥量减量20%普通化肥的西瓜植株生长势和果实品质均最差,667 m^(2)产量最低,为2 580.41 kg,比对照显著减产14.3%,中心可溶性固形物含量较对照显著降低1.3百分点。生产上建议采用西瓜滴灌追施配方施肥量冲施肥(金土地,20-10-10),每667 m^(2)用量为64 kg,且分别在伸蔓期、膨果期初期、膨果期中期滴灌追施24、24、16 kg。