水肥耦合效应对楸树苗木叶片δ~(13)C的影响

以楸树(Catalpa bungei)无性系004-1苗木为研究对象,采用三因素五水平二次回归通用旋转组合设计进行盆栽试验,通过测定6、7和8月份20个处理楸树苗木叶片碳同位素组成δ~(13)C、总氮含量和总磷含量,建立数学模型,分析土壤水分、施氮量和施磷量的主因子效应、单因素效应及其耦合效应对叶片δ~(13)C的影响,以及叶片碳同位素组成δ~(13)C与其总氮含量和总磷含量的关系。结果表明:(1)楸树苗木叶片δ~(13)C存在明显的月动态变化特征,总体上呈现出6月份高于7、8月份的趋势,20个处理苗木叶片δ~(13)C平均值(6~8月)变化范围介于-29.12‰~-26.60‰之间;(2)土壤水分对叶片δ~(13)C有显著负效应,施氮量对叶片δ~(13)C有显著正效应,并且施氮量主效应大于土壤水分主效应,但施磷量对叶片δ~(13)C无显著主效应;单因素效应分析表明,楸树苗木叶片δ~(13)C随土壤水分或施氮量的增加均呈先增加后减小的"抛物线型"关系;土壤水分×施N量对楸树苗木叶片δ~(13)C有显著耦合负效应,土壤水分和施氮量耦合效应图表明,叶片δ~(13)C随土壤水分降低、施氮量增加而逐渐增加;(3)6月、7月和8月份楸树苗木叶片δ~(13)C与其叶片总氮含量均呈显著正相关关系(P0.05;n=100),但叶片δ~(13)C与总磷含量无显著相关关系(P0.05;n=100)。研究认为,楸树苗木叶片碳同位素组成δ~(13)C随生长期表现出动态变化特征,它受到土壤水分、水氮耦合的显著负向影响,以及施氮量的显著正向影响,可以通过合理水肥配施措施大幅提高楸树苗木δ~(13)C。     

渭北旱塬苹果园不同水肥管理模式下的土壤水分差异

为了探究渭北旱塬苹果园不同水肥管理模式下的土壤水分差异,于2013—2016年在地处渭北旱塬的陕西省白水县田家洼村进行了田间试验,设置了3个不同果园水肥管理方式:农户模式(单施化肥,FM)、现有模式(推荐施肥配合地膜覆盖,EM)、优化模式(有机无机肥配施配合双元覆盖,OM),并对0~300 cm土层土壤水分进行了测定.结果表明:优化模式可以显著提高0~200 cm土层土壤贮水量,0~100 cm土层土壤含水量在干旱季节较农户模式和现有模式分别增加5.6%和15.3%,优化模式200~300 cm土层土壤水分相对亏缺指数低于现有模式,在干旱年份可以提高降雨入渗,降雨入渗达到300 cm,同时优化模式可以提高果园0~300 cm土层土壤降水补充量,稳定土壤水分变化,有效缓解了深层土壤干燥化程度.优化模式4年平均产量较农户模式和现有模式分别提高36.6%和22.5%.综上,优化模式可以通过提高土壤有效含水量,改善浅层和深层水分状况,提升土壤水分利用效率,在提高产量的同时,缓解土壤深层干燥化程度.     

水肥耦合效应对楸树苗期叶片净光合速率和SPAD值的影响

以楸树无性系004-1苗木为研究对象,采用三因素五水平二次回归通用旋转组合设计,通过盆栽试验测定不同处理下楸树苗木叶片净光合速率(Pn)和SPAD值,并建立其与土壤水分(W)、施氮量(N)和施磷量(P)回归模型,分析土壤水分、施氮量和施磷量的主因子、单因素及耦合效应对楸树苗木叶片Pn和SPAD值的影响。研究结果表明:(1)W和N对楸树苗木叶片Pn和SPAD均有显著正效应,并且N主效应大于W,而施磷量主效应不显著;(2)单因素效应分析结果表明,楸树苗木叶片Pn和SPAD值随着N的增加均呈现出先增大后减小的变化趋势,与N类似,叶片Pn和SPAD值对W的响应曲线也呈现出类似的"抛物线式"变化趋势;(3)W×N对楸树苗木Pn和SPAD值均存在显著耦合正效应,但Pn和SPAD值与W×N的响应曲面关系图有所不同:随着土壤水分和施氮量的同时增加,叶片Pn逐渐增加,而叶片SPAD值呈现出先增加后减小的变化趋势;(4)楸树苗木叶片Pn与SPAD值呈现出极显著正相关关系(P0.0001)。总体而言,与土壤水分和施磷量相比,楸树生长更容易受土壤施氮量限制,此外,通过合理水肥配施措施,能一定程度提高楸树苗木的光合生产力和叶片SPAD值。     

冬小麦水肥产量交互效应模拟研究

采用人工控制土壤含水量的方法,对冬小麦水肥产量的交互效应研究结果表明,增加施肥量可提高冬小麦对土壤水利用程度。但低供水高施肥和高供水低施肥土壤水分的无效消耗增加,不利于提高水分生产效率。要获得理想产量必须量水施肥,才能提高水分生产效率。     

黄土高原沟壑区水肥因子对冬小麦经济性状的影响

利用田间试验方法,研究了不同水肥条件对冬小麦主要经济性状的影响．结果表明,限制黄土高原沟壑区冬小麦生产的最主要因素是肥而不是水．在任何灌水条件下,施肥对冬小麦的经济性状都有明显的正效应;而只有在施肥的条件下,灌水才有正效应;否则,灌水反而有负作用．     

黄土高原半干旱区农田水肥条件对作物生态位适宜度和产量的影响

将生态位理论引进作物生长系统研究中,探讨了作物生态位适宜度的内涵,建立了其数学模型;并依据大田水肥控制实验,对作物生态位适宜度值进行了定量分析。结果表明：在水分梯度上随着土壤水分含量的增加,作物生态位适度值呈上升趋势;适量施肥和播种后地膜覆盖均有增加叶面积指数,提高适宜度值和增加产量的效果。其中水平条件下施低肥、中肥和高肥,比不施肥样区的叶面积指数最大值分别增加了43.5％、80.7％和88.8％;适宜度值分别提高了6.4％、17.9％和23.0％;籽粒产量分别增加了25.0％、69.9％和90.9％。地膜覆盖30d和50d,作物适宜度值上升了13.9％和17.7％,作物产量增加了55.3％和70.3％。作物产量与其适宜度值之间呈现显著的线性相关关系。     

水肥胁迫对尾叶桉无性系生长及叶片变异的影响研究

为选择尾叶桉(Eucalyptus urophylla)优良无性系,以20个尾叶桉无性系为材料,采用2因素(水分、养分)3水平完全随机区组设计,对水肥胁迫半年后尾叶桉苗木生长和叶片性状变异进行分析和评估。结果表明,尾叶桉的叶尖角、叶长、叶宽、叶周长和叶面积在不同水肥处理下差异显著,表明水分和养分会影响叶片的大小。苗木生长和叶片性状间大多数呈显著或极显著正相关,少数呈显著负相关或一定的负相关性。13种性状可综合为4个主成分,其累计贡献率达98%,说明这些性状具有极强的代表性。除地径的水分×养分互作不显著外,生长性状在水分、养分及水分×养分互作上达显著和极显著的水平。无性系在树高、地径和冠幅上的方差分量为2.19~149.59,重复力为0.16~0.45。以20%入选率,采用基因型值筛选出4个优良无性系:LDUA10、ZQUA9、ZQUA8和LDUA24,他们的树高、地径和冠幅比对照分别高出5.0%、12.8%和14.5%,为后续骨干亲本选择及优良无性系推广提供依据。     

水肥不同层次组合对冬小麦（Triticum aestivum L.）氮磷养分有效性和产量效应的影响

以肥熟土垫旱耕人为土为供试土样,用分层土柱试验法研究了不同层次水分、氮、磷组合对冬小麦(Triticum aestivum L.)氮磷养分有效性和产量效应的影响.结果表明,不同土层水肥处理的氮磷养分有效性和产量效应差异显著.氮素养分有效性在4.73%～41.19%之间,磷素养分有效性在4.11%～13.58%之间.对氮素养分有效性,单施氮整体湿润时(0～90cm土层湿润)较上干下湿(0～30cm土层干旱胁迫,30～90cm土层湿润)低4.87%,而氮磷配施在整体湿润时较上干下湿高6.38%,差异均达显著水平;对磷素养分有效性,氮磷配施时,在整体湿润时较上干下湿增加5.01T(p<0.05).从不同施肥土层看,氮素养分有效性均以0～90cm土层施肥处理最高;对氮磷配施处理,在上干下湿时分别比0～30cm、30～60cm和60～90cm土层施肥处理高9.5%、10.1%和20.2个%;对磷素养分有效性,整体湿润处理,以0～30cm土层施肥显著高于其它土层施肥处理.单施氮或磷,上干下湿时氮磷养分的产量效应均高于整体湿润处理,但氮磷配施时均以整体湿润处理较高;从不同土层施肥看,氮素养分的产量效应以0～90cm土层施肥最高;磷素养分的产量效应则表现为0～90cm与0～30cm土层施肥处理显著高于30～60cm和60～90cm土层施肥处理.分析0～90cm土层残留硝态氮和有效磷累积量可以看出,不同处理土壤残留硝态氮含量存在显著差异,上干下湿时CK、单施氮、单施磷和氮磷配施土壤残留硝态氮分别比整体湿润相应施肥处理增加125.8%、20.1%、21.9%和2.1%;不同处理有效磷差异性不及硝态氮明显.整体看,在两种水分状况下,均以0～90cm和0～30cm土层施肥有利于提高氮磷养分对冬小麦的有效性和产量效应,减少硝态氮和有效磷在土壤中的残留累积.考虑到生产上的可操作性,仍以施入0～30cm土层最适,说明即使在上干下湿情况下,保证上层有效养分供应仍具重要作用.     

不同水肥条件对马铃薯肥料N利用率的影响

在旱棚控制条件下,用五因素五水平二次回归正交旋转组合设计,研究了水肥施用分配,补水量,施N量,施K量,有机肥施用量的综合作用效应.结果表明,五因素对肥料N利用率的作用顺序为施N量>补水量>水肥施用分配>有机肥施用量>施K量.水肥施用分配相对于不同水、化肥 (N、K)、有机肥量的选择,可以大大地提高肥料N利用率;量少应重前施用,量多重后施或均施为好.补水量与施N量的耦合规律为:高水高肥效果最佳,肥料N利用率可达57.83%,中水中N及低水低N次之,为29.17%～40.99%;高水低N或低水高N导致最低的利用率,为22.87%或 22.51%.     

辽西半干旱区小麦、玉米水肥耦合效应研究

采用312-D最优饱和设计和二次通用旋转组合设计,通过8年连续试验,对辽西半干旱区影响农业生产的水、肥因素的耦合作用进行了田间试验.讨论分析了N、P、水及其耦合作用对作物产量的影响.施N、施P、灌水和覆盖秸秆的合理匹配能够明显提高作物产量,否则,不仅增加成本,而且由于加重作物的水分或养分胁迫,造成减产.根据试验结果进行了生产要素的产量效益分析,提出了该地区小麦、玉米生产的水肥最佳经济配比:小麦为生育期供水120.2mm,N58.5kg·hm^-2,P₂O₅123.0kg·hm^-2;玉米为生育期灌水173.3mm,N256.5kg·hm^-2,P₂O₅85.5kg·hm^-2,覆秸秆8509.5kg·hm^-2.