Effects of Nano-Carbon Water-Retaining Fertilizer on Yield and Nitrogen and Phosphorus Utilization Efficiency of Tuber Mustard

The effects of nano-carbon water-retaining fertilizer on yield,quality of tuber mustard,and fertilizer utilization efficiency were studied with the field experiments compared to the local tuber mustard fertilizer with equal amount of effective composition. The results showed that the yield of tuber mustard was 50 670-56 496 kg/ha in treatments of nano-carbon water-retaining fertilizer decreasing by 10%-40%,and compared with local tuber mustard fertilizer,the average yield was increased by 94. 8%. The yield increasing rate of tuber mustard was 93. 0%in treatment of nano-carbon water-retaining fertilizer decreasing by 30%. The average fertilizer utilization efficiency of nitrogen and phosphorus was 54% and 39. 7%,respectively,the average increment of fertilizer utilization efficiency was 36% and 37%,respectively compared with local tuber mustard fertilizer. Especially in treatment of reducing nano-carbon water-retaining fertilizer by 30%,the nitrogen and phosphorus fertilizer utilization efficiency was increased by 64% and 56%,respectively. By comprehensive comparison,it was found that nano-carbon waterretaining fertilizer and the treatment of 30% reduction could significantly improve the yield of tuber mustard and fertilizer utilization efficiency,and have popularization and application value in the Three Gorges Reservoir area.

盐碱地肥沃耕层构建水肥盐综合调控机理与技术研究进展

盐碱地是我国重要的后备耕地资源,我国历来高度重视盐碱地的改良和利用工作,但目前盐碱区淡水资源短缺严重制约了盐碱地的改良利用。如何在水资源约束下,优化调控土壤水肥盐动态是当前盐碱地可持续利用中亟待解决的关键科学问题。近年来,大量研究利用有机培肥、耕作、节水灌溉、田间覆盖、咸水利用等农艺措施,在盐碱地建立“控盐、保肥、保水”的肥沃耕作层,显著改变了水肥盐在土壤-植物-大气连续体中的运移过程,实现了盐碱地质量和产能快速提升,上述内容也日益成为盐碱地改良利用中的重要研究方向。本文系统总结了盐碱地改良和肥沃耕层构建等方面的研究进展,并针对盐碱地肥沃耕层构建下土壤水肥盐综合调控及其与植物生长的协同关系等进行了展望,以期为盐碱地可持续改良利用提供参考。

基于模糊策略的水肥一体机控制可行性分析

为进一步提高我国农业水肥一体机的综合作业效率,实现用水量与施肥量的混合浓度最优配置,以模糊策略为设计基点,针对整机控制展开可行性分析研究。以整机作业架构组成为基础,考虑灌溉施肥同步过程的水肥动态平衡,搭建正确的模糊策略模型,进行系统的软件设计与硬件匹配。通过升级型水肥一体机实施灌施作业的效果验证,结果表明:基于模糊策略的水肥一体机控制系统整体试验过程顺畅,灌施的肥液均匀度可相对提升8.77%,系统对于各监测参数的响应度与稳定性均保持在90%以上,验证了设计的可行性;试验中节水率和肥料利用率分别较模糊策略应用前提升至91.70%和93.15%,整体灌施效率良好,说明了此模糊策略应用设计的优越性。研究结果对于实现水肥一体装备的智能控制水平向纵深提升具有很好的参考价值。

智慧时代园林植物水肥资源利用效率的提升路径研究

随着智慧时代的到来,云计算、大数据技术为园林植物生长信息的分析和利用提供了新方法,为园林植物种植和管理提供了强大助力。水肥管理是园林植物种植过程中的关键环节,如何利用前沿技术提升园林植物水肥资源效率,是园林产业升级面临的现实问题之一。首先分析智慧时代的技术特征,其次分析园林植物种类和水肥需求特性,最后根据传统园林植物水肥利用效率提升模式存在的不足,提出水肥利用效率的提升路径,以期为先进技术更好地赋能园林植物水肥管理提供参考。

灌溉量和氮肥增效剂对夏玉米产量及水肥利用的影响

为探究水分和氮肥增效剂对夏玉米生长及水肥利用的综合影响,通过设置40 mm(W1)和60 mm(W2)两个灌水水平下不施氮肥(N0)、施用氮肥(U)、氮肥+硝化抑制剂(U+DCD)、氮肥+脲酶抑制剂(U+NBPT)、氮肥+双效抑制剂(U+N+D)5种氮肥施用措施,开展夏玉米田间试验。结果表明:相较于施用氮肥处理,氮肥配施增效剂可以显著提高夏玉米产量、成熟期地上生物量、净收益、水分利用效率和氮肥偏生产力,增幅分别为5.92%~13.82%、5.85%~18.07%、11.12%~24.30%、12.35%~41.83%和5.93%~13.80%,其中氮肥配施双效抑制剂效果较优;氮肥配施脲酶抑制剂和双效抑制剂可以降低夏玉米农田土壤氨挥发累积量和成熟期土壤硝态氮残留量,前者效果最优。相比于W1,W2水平下氮肥配施双效抑制剂处理玉米产量、成熟期地上生物量、净收益、水分利用效率和氮肥偏生产力分别提高10.54%、15.51%、19.40%、20.31%和27.36%;氮肥配施脲酶抑制剂处理农田土壤氨挥发累积量和硝态氮残留量分别降低11.33%和48.46%。综合考虑夏玉米施肥灌水方案的经济效益、环境效益、水肥利用效率和玉米植株生长,构建模糊综合评价体系,得到最优处理为灌水量60 mm下氮肥配施双效抑制剂。

基于DSSAT模型的施氮量对胡麻产量及生理因子的影响

为研究不同氮肥施用量对坝选3号胡麻产量及生理因子的影响,利用2021—2022年张北县胡麻田间的实测数据,采用DSSAT-Flax模型建模并模拟不同施氮量下的胡麻产量及相关生理因子。结果表明:胡麻农艺性状均方根误差(RMSE)与决定系数(R2)指标的拟合度在张北县表现良好。在90 kg/hm^(2)的氮肥施用量下,胡麻的产量、单株籽粒数和单株粒质量达到最高,产量为2206 kg/hm^(2),且此条件下的水分利用率最佳。增加氮肥施用量虽能提高各器官的氮素含量,但降低了氮素利用率、叶片和茎秆的碳水化合物含量。综合分析,本试验条件下,90 kg/hm^(2)的氮肥施用量是提高胡麻产量和水分利用率的最佳管理策略。

硼肥和保水剂配施对甜菜硼吸收利用的影响

以甜菜品种‘Beta 796’和‘ST 13092’为试验材料,采用裂区设计,以施硼量为主区[包括施硼量0 kg·hm^(-2)(M0)、1.2 kg·hm^(-2)(M1)、2.4 kg·hm^(-2)(M2)、4.8 kg·hm^(-2)(M3)],保水剂为副区[包括保水剂施用量0 kg·hm^(-2)(Z0)、75 kg·hm^(-2)(Z1)],研究硼肥和保水剂配施对滴灌甜菜硼养分吸收和产量的影响。结果表明:甜菜硼含量随施硼量的增加呈现先增加后降低的趋势,在M2处理达到最大。甜菜不同器官硼含量表现为叶片>叶柄>块根,其中M2处理条件下甜菜叶片、叶柄和块根硼含量较其他处理分别提高6.09%~54.55%、7.17%~49.68%和11.08%~73.70%。与叶丛期相比,收获期甜菜叶片和叶柄硼积累量占比分别降低8%~19%和3%~7%,块根硼积累量占比提高14%~24%。施用保水剂后,甜菜叶片、叶柄和块根硼含量较不施用保水剂处理分别提高10.56%~32.73%、3.66%~25.04%和20.11%~57.38%。相同处理条件下,‘Beta 796’叶片、叶柄和块根硼积累量比‘ST 13092’提高0.45%~15.64%、0.89%~13.72%和1.15%~15.79%。‘Beta 796’和‘ST 13092’品种的硼肥表观利用率分别为42.43%和37.89%。因此,将3.1~3.5 kg·hm^(-2)硼肥和75 kg·hm^(-2)保水剂在叶丛期随水滴施能够实现甜菜增产增效,为新疆甜菜可持续生产管理提供了案例支撑。

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。

水肥协同对白菜生长和水肥利用的影响

以云南普种白菜品种“珍绿”为试材,通过盆栽试验,采用T0(不施肥)、T1减量施肥(正常施肥的80%)、T2正常施肥3种处理,研究白菜不同生育期施用水肥对白菜生长和水肥利用的影响,以期为合理利用水分养分资源提供参考依据。结果表明:与T0相比,18~36 d,相同时期内T1处理干物质量增加64.7%~108.5%、株高增加13.2%~68.0%、叶片数增加2.4%~38.0%、叶片宽度增加10.9%~61.7%,水分利用效率增加72.0%~120.0%;T2处理干物质量增加104.4%~190.5%、株高增加20.0%~135.0%;叶片数增加16.5%~69.8%、叶片宽度增加70.0%~108.8%,水分利用效率增加75.0%~163.6%;各处理间根长差异不显著。与前一生育期相比,白菜生长30 d,T1处理氮钾养分吸收效率分别增加45.5%、58.2%,T2处理分别增加62.5%、61.1%;T1与T2处理差异不显著。综上,按照水肥协同可明显促进白菜生长,但适量减少肥料投入(T1)并不影响白菜根系生长及水分和养分利用效率。

不同水肥处理对水稻磷素吸收利用、产量和根干重的影响

为探明不同水肥处理对水稻磷素吸收利用、产量和根干重的影响,于2020年5-9月在湖北省漳河灌区开展水稻测坑种植试验,以水稻品种“Y两优957”为试验材料,设置淹水灌溉(W1)和间歇灌溉(W2)2种灌溉模式,常规肥(N1)和缓释肥(N2)2种施肥类型。采集泡田前和黄熟期收割后土样进行土壤全磷(TP)分析,于黄熟期测产,取植株样进行干物质称重,并化验地上部分植株各器官含磷量。结果表明,W2N2处理下水稻产量、磷素收获指数(PHI)、磷肥偏生产力(PFPP)和植株根干重均达最高,分别为8566.10 kg/hm^(2)、58.25%、214.35 kg/kg、255.47 g/m^(2);W2模式下水稻产量显著高于W1(P<0.05),分别高出10.85%(N1)和11.03%(N2);不同水肥处理下水稻各器官含磷量占比均为:穗>叶、茎,磷素会逐渐在穗部积累;施肥类型相同时,W2模式下植株茎、叶含磷量占比均高于W1,而穗含磷量占比均低于W1;灌溉模式相同时,N2条件下植株籽粒含磷量占比较N1高出4.50%(W1)和1.54%(W2);黄熟期收割后土壤TP含量均高于泡田前,收割后N2条件下稻田土壤TP含量较N1高出3.70%(W1)和6.25%(W2),收割后W2模式下稻田TP含量较W1高出13.33%(N1)和15.63%(N2)。间歇灌溉配施缓释肥可以有效促进水稻磷素吸收,进而实现增产。

不同有机肥替代比例对内蒙古阴山北麓地区马铃薯产量的影响

【目的】探讨内蒙古阴山北麓地区马铃薯生产中有机肥替代化肥的施用效果及适宜替代比例。【方法】试验在内蒙古呼和浩特市武川县进行,设100%M(100%有机肥)、75%M(75%有机肥+25%化肥)、50%M(50%有机肥+50%化肥)、25%M(25%有机肥+75%化肥)、NPK(单施化肥,N 210 kg/hm^(2)、P2O5120 kg/hm^(2)、K2O 180 kg/hm^(2))、不施氮肥(PK)、不施磷肥(NK)、不施钾肥(NP)8个处理,分析不同有机肥替代比例对马铃薯产量、养分积累量、肥料利用率和水分利用效率的影响。【结果】不同有机肥替代比例下,25%M处理马铃薯产量、大薯产量、小薯产量和单株薯个数最高,分别为31812、18250、13.56 kg/hm^(2)和7.90,较NPK处理分别提高了3.14%、2.22%、4.39%和23.82%;25%M处理马铃薯植株干物质积累量增幅最大,氮素积累量显著高于其他处理(P<0.05);施入有机肥可以提高马铃薯肥料利用率,50%M处理的氮肥利用率最高,为43.94%;25%M处理的磷肥、钾肥利用率最高,分别为17.57%、60.95%;25%M处理氮肥、磷肥和钾肥的农学效率最高,分别为35.86%、38.98%和25.00%;25%M处理水分利用效率最高,为125.81 kg/(hm^(2)·mm)显著高于其他处理(P<0.05)。【结论】25%M处理(25%有机肥+75%化肥)可以提高马铃薯产量、养分积累量、肥料利用率,增加水分利用效率,是内蒙古阴山北麓地区马铃薯生产适宜的施肥方式。

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。

水氮耦合对玉米生长及产量的影响研究进展

在农业生产中,水、肥是必不可少的元素,二者紧密相连但又彼此制约。水氮耦合可调节土壤对水分和养分的吸收,并实现水肥一体化管理模式,在保证水肥资源高效利用的同时提高作物产量。玉米是典型的需水量大、需氮量多的作物,在其关键生育期水氮供应不足会影响其光合作用,进而影响干物质积累,最终降低玉米产量,浪费农业资源。本文综述了水氮耦合对玉米干物质积累、光合作用、产量及构成因素、水肥利用效率的影响,以期为玉米合理灌溉及施肥提供指导。

农业高效利用盐碱地资源探讨

我国约有9913万hm^(2)盐碱地,其中现代盐渍土约为3693万hm^(2),作为重要的后备耕地资源,盐碱地的综合利用对保障国家粮食安全具有重要的战略意义。经过几十年的研究和实践,我国在盐碱地治理方面已经形成了完善的理论和技术体系,取得巨大的成就,其中淡水洗盐、灌排结合的水利工程措施在盐碱地治理中发挥了关键作用。但是,受水资源短缺和气候条件制约,我国大部分的盐碱地尚未开发利用。近年来,随着社会经济发展和科学技术进步,人们逐渐认识到盐碱地作为自然生态系统的组成部分,其丰富的盐碱土、咸水和耐盐生物等盐碱资源在多元化食物生产、生态保护、人民生活中具有重要作用,迫切需要加强盐碱资源高效利用的理论与技术研究,发展盐碱地资源高效利用产业,推动盐碱区农业高质量发展。本文分析了目前盐碱地治理现状及其面临的问题,结合盐碱地资源高效利用研究进展,重点对盐碱区盐生植物利用、咸水资源的高效利用、肥沃耕层构建高效改土、高品质农产品生产、设施种养空间利用和草牧业发展等六个方面进行了探讨,以期为盐碱地资源高效利用提供参考。

上海市嘉定区受污染耕地安全利用技术研究

本文聚焦以重金属Cd污染耕地,应用优化施肥、品种替换、水分调控等技术措施开展水稻田间种植试验,探究轻中度污染耕地安全利用技术,强化耕地土壤分类管理的手段。结果表明:种植Cd低积累性水稻品种的条件下,使用优化施肥及水分调控措施对降低耕作层土壤Cd含量效果最好;施用生物炭基有机肥和叶面肥能有效降低水稻籽粒中的重金属Cd含量;水分调控对抑制重金属Cd从茎秆向籽粒转运具有较好效果。综合考量,选择优化施肥+品种替换+水分调控的技术组合效果最佳。但各项措施会导致管理成本增加,故安全利用技术的应用推广还需结合农户实际生产情况和需求来开展。

秸秆还田配施稳定性氮肥对麦玉轮作水氮利用的影响

为探究秸秆还田配施稳定性氮肥对关中地区麦玉轮作体系作物生长及水氮利用的综合影响,并确定合理的高产高效施肥管理措施,设置两种秸秆还田模式(秸秆不还田、秸秆全量还田)和两种施氮措施(常规尿素和减量施用稳定性氮肥),以无秸秆还田且不施肥作为对照,共5个处理,研究分析作物产量、地上部生物量、土壤氨挥发累积量、土壤含水率、土壤硝态氮残留量及水氮利用效率。结果表明:秸秆还田配施氮肥会分别显著提高夏玉米和冬小麦产量28.03%~39.63%和90.10%~112.52%、地上部生物量27.88%~34.00%和78.96%~107.64%;施用稳定性氮肥较施用常规尿素分别降低夏玉米季和冬小麦季全生育期土壤氨挥发累积量50.18%~59.32%和68.21%~73.43%;秸秆还田会显著提高夏玉米季0~10 cm土壤含水率6.29%~21.38%,显著提高冬小麦季0~10 cm土壤含水率6.80%~25.06%;相同施肥措施下,秸秆还田会显著降低夏玉米与冬小麦收获期0~100 cm土壤NO_(3)^(-)-N残留量7.34%~10.78%和6.57%~11.24%,在相同秸秆还田模式下,施用稳定性氮肥较施用尿素会显著降低夏玉米与冬小麦收获期0~100 cm土壤NO_(3)^(-)-N残留量28.96%~31.63%和4.16%~9.54%;在相同施肥措施下,秸秆还田显著提高夏玉米季和冬小麦季水分利用效率、氮肥偏生产力和氮肥农学效率4.55%~7.85%、5.79%~12.08%、25.22%~41.43%和7.36%~9.73%、2.25%~14.38%、4.33%~30.35%,在相同秸秆还田模式下,施用稳定性氮肥显著提高夏玉米和冬小麦氮肥偏生产力、氮肥农学效率、氮素吸收效率、氮肥回收效率43.75%~52.29%、42.01%~60.39%、62.07%~66.67%、52.50%~72.73%和21.93%~36.41%、11.37%~39.14%、50.67%~53.85%、60.00%~64.15%。因此,秸秆还田配施减量稳定性氮肥会显著提高麦玉轮作体系水氮利用效率、减少氮素挥发损失及氮素淋失风险,综合考虑认为,秸秆还田配施180 kg/hm^(2)稳定性氮肥和秸秆还田配施150 kg/hm^(2)稳定性氮肥是关中地区夏玉米和冬小麦实现高产高效的合理施肥措施。

滴灌水肥一体化条件下磷肥减量对黄瓜磷素利用效率和产量的影响

为探究磷肥减量施用对设施黄瓜产量和养分利用效率的影响,通过田间试验分析水肥一体化条件下磷肥减量10%、30%、50%对黄瓜磷素累积吸收量、利用效率和产量的影响差异。结果表明:在配方施肥基础上,磷肥减量10%~50%时,0~20 cm土层土壤有效磷含量随磷肥减量比例的增加不断降低,黄瓜植株磷素含量和累积量呈先增加后降低的规律。当磷肥减量30%时,黄瓜磷素总累积量最高(7.17 kg·hm^(-2)),磷肥贡献率、农学效率、偏生产力和吸收利用率比配方施肥处理分别提高了178.7%、388.7%、75.4%和162.9%,产量和产投比分别提高了22.8%和25.1%。综合分析,水肥一体化条件下,合理减少磷肥施用可显著提高设施黄瓜生育期磷素吸收累积量,提高黄瓜磷素利用效率、产量和产投比。

氮肥减施对节水灌溉稻田NH_(3)与N_(2)O排放及氮肥利用的影响

为探究节水灌溉模式下黑土稻田NH_(3)、N_(2)O排放及氮肥吸收利用对减施氮肥的响应规律,以黑龙江省黑土稻田为研究对象,于2021年进行了大田试验,试验设置常规淹灌(F)和控制灌溉(C)2种灌溉模式,全生育期施氮量设置常规施氮水平(N,110 kg/hm^(2))、减氮10%(N1,99 kg/hm^(2))和减氮20%(N_(2),88 kg/hm^(2))3个水平,并在F和C灌溉模式下分别设置不施氮肥处理(CK1和CK2)作为对照组,共8个处理。分析了不同灌溉模式下减施氮肥对水稻全生育期NH_(3)挥发速率和N_(2)O排放的影响,计算了氮肥气态损失量和损失率,并基于同位素示踪技术进一步估算了水稻对氮肥的吸收利用量及水稻收获后土壤中的氮肥残留量。结果表明:2种灌溉模式下的氮肥气态损失量及损失率均随着施氮量的减少而降低。控制灌溉模式的应用增加了黑土稻田氮肥气态损失,其各处理的氮肥气态损失量及损失率均高于常规淹灌模式下相同施氮量处理。然而同位素示踪结果表明,采用控制灌溉模式能够增强水稻对氮肥的吸收,同时能够有效降低氮肥损失。控制灌溉模式下各处理水稻对氮肥的吸收利用量和利用率均显著高于常规淹灌模式下相同施氮量处理,且当施氮量相同时,控制灌溉模式下各处理的氮肥损失量和总损失率均显著低于常规淹灌模式(P<0.05)。综上所述,控制灌溉模式下减施氮肥提高了氮肥吸收利用率,同时降低了氮肥损失,并可稳产甚至能够在一定程度上增加水稻产量。研究结果可为东北地区稻田制定节肥、增效、减排兼容的水肥资源管理策略提供科学依据,对保障东北地区农业可持续发展具有重要意义。

水肥光耦合对小粒咖啡生长特性及水肥利用的影响

为探明小粒咖啡灌溉、施肥和遮荫高效管理模式,设置灌水(W_(L):0.8 ET_(P),W_(M):1.0 ET_(P)和W_(H):1.2 ET_(P),其中ET_(P)为水面蒸发量)、施肥(F_(L)∶N∶P_(2)O_(5)∶K_(2)O=90.8∶90.8∶90.8 kg/hm^(2),F_(M)∶N∶P_(2)O_(5)∶K_(2)O=181.6∶181.6∶181.6 kg/hm^(2)和F H∶N∶P_(2)O_(5)∶K_(2)O=272.4∶272.4∶272.4 kg/hm^(2))和遮荫(NS:自然光照和S:30%遮荫度)三因素完全组合试验,研究不同灌溉、施肥和遮荫对小粒咖啡冠层结构、光合特性、水肥利用以及干物质累积的影响,同时拟合不同水肥光条件下光合指标日变化.结果表明,提高灌溉水平和遮荫度会显著降低冠层开度,增加叶面积指数、净光合速率和蒸腾速率.与NS相比,处理S光合特性日变化拟合曲线为“单峰”,同时对干物质累积量、灌溉水分利用效率和肥料偏生产力分别提高6.24%,11.21%和11.54%.提高灌溉水平能增加干物质累积量与肥料偏生产力,但降低了灌溉水分利用效率.与F_(L)相比,F_(H)提高干物质累积量和灌溉水分利用效率分别为20.59%,6.94%,F_(M)分别提高23.00%和7.63%.由极差分析及综合评分法得出,W_(M)F_(L)S组合的小粒咖啡干物质累积量与水肥利用的综合效益最大.研究结果可为小粒咖啡高效生产提供实践参考.

微灌方式耦合施肥水平对土壤质量、芒果幼树生长和水肥利用效率的影响

【目的】通过研究芒果土壤微环境和生长特性对不同水肥耦合模式的响应,确定芒果幼树的最优微灌方式耦合施肥量。【方法】以2年生芒果幼树(品种为贵妃芒)为供试材料,在云南昆明理工大学大棚内进行完全随机组合设计田间试验,设置3种微灌方式:微喷灌(SI)、滴灌(DI)、微润灌(MI),和4个施肥水平:0、93.2、186.4、279.6 kg/hm2(依次标记为F0、F1、F2、F3)。每次灌溉施肥处理后30天(灌水后第3天),在距树干5~10 cm灌水器一侧采集土壤样品,测定芒果幼树根区土壤养分含量、酶活性、微生物数量,测量果树生长指标,计算水肥利用效率,并采用隶属函数结合因子分析法对芒果幼树土壤质量和生长质量进行综合评价。【结果】微灌方式和施肥水平对芒果幼树根区土壤养分含量(硝态氮、速效磷和速效钾)、酶活性(过氧化氢酶、脲酶和磷酸酶)、微生物数量(细菌、真菌和放线菌)、形态生长增量(株高、地径、叶片数和冠幅)、根系生长(总长度、表面积、体积和平均直径)和水肥利用效率影响显著(P<0.05)。同一施肥水平下,土壤微环境养分含量在3种灌溉方式间无显著差异,酶活性和微生物数量平均值均为MI>DI>SI,DI、MI土壤酶活性较SI分别增加了15.09%~26.57%和26.56%~48.86%,微生物数量分别增加了11.46%~30.19%、12.87%~42.45%,灌溉水利用效率(IWUE)分别提高了43.27%、73.17%,肥料偏生产力(PFP)分别升高了33.96%、54.44%。MI处理芒果的株高增量和根系体积的增幅最大,较SI分别显著增加了100.29%、54.06%。土壤过氧化氢酶活性、脲酶活性、微生物数量以及IWUE均在F2水平获得最大值,而土壤养分含量和土壤磷酸酶活性随施肥量的增加而升高,PFP则随之降低。相关性分析结果表明,土壤养分含量、酶活性、微生物数量与芒果生长指标之间均呈正相关关系,且相关程度依次递增。隶属函数结合因子分析结果表明,土壤质量综合指数(SQI)和芒果生长质量指数(GQI)均在MIF2条件下获得最大值。【结论】微润灌耦合施肥水平186.4 kg/hm2(MIF2组合)为改善土壤质量并促进芒果幼树生长的最佳灌溉施肥耦合方式。