水肥一体化技术对茶树栽培的影响

我国茶园面积占世界茶园的60%,茶叶产区主要集中在经济欠发达的山区,茶产业发展对该区域经济起着重要作用。水肥一体化技术是灌溉与施肥融为一体的农业新技术,在茶园建设和茶叶种植上的应用尚属起步阶段。该技术能从科学水肥管理与降低劳动成本等方面解决茶叶种植的问题。本文在检索相关文献的基础上,简述了水肥一体化的概念,综述了国内外水肥一体化技术发展现状以及研究进展,讨论了当前茶园水肥管理方面存在的主要问题,分析了水肥一体化技术的优势以及在茶园建设中的前景,旨在为该技术在茶产业中的应用提供参考。     

水肥一体化对小麦水分利用和光合特性的影响

于2016—2018年小麦生长季,在山东省兖州市史家王子村进行田间试验,供试品种为‘济麦22’,在150(N₁)、180(N₂)和210(N₃) kg·hm^-2 3个施氮量下,拔节期设置畦灌和撒施追氮(W₁)及微喷带灌溉和追氮水肥一体化(W₂)两种灌溉施氮方式,研究了测墒补灌条件下灌溉施氮方式对小麦水分利用、光合特性及干物质积累与转运的影响.结果表明: 同一施氮量条件下,W₂两年度灌浆期7日平均棵间蒸发量均显著低于W₁处理,60～160 cm 土层土壤水分消耗量显著高于W₁处理;W₂两年度开花后14、21和28 d的旗叶净光合速率、气孔导度和蒸腾速率均显著高于W₁处理;W₂开花期和成熟期干物质积累量及小麦开花后干物质积累在籽粒中的分配显著高于W₁处理;W₂两年度总耗水量与W₁处理均无显著差异,籽粒产量、水分利用效率和氮肥利用效率显著高于W₁处理,施氮量为210 kg·hm^-2的籽粒产量、水分利用效率和氮肥利用效率最高.综合考虑,同一施氮量水平下,微喷带灌溉和追氮水肥一体化处理优于畦灌和撒施追氮处理,总施氮量210 kg·hm^-2、拔节期采用微喷带灌溉和追氮水肥一体化的N₃W₂处理是本试验条件下节水节肥的最优处理.     

农林复合系统中物种间水肥光竞争机理分析与评价

低丘红壤农林复合系统被认为能通过引入树木而利用土壤深层水分及防治水土流失,从而作为亚热带地区应对季节性干旱的有效利用方式。然而,复合也可引起光能、水分和养分的竞争,导致农作物减产。通过作物生长量的测定、利用多年监测的土壤水文数据、15N微区试验及光合有效辐射的测量,综合探讨了南酸枣-花生复合系统引起的物种间水肥光的变化;通过其交互作用形成的协同,竞争关系分析,较为全面地评价了农林复合系统水肥光竞争特征。研究表明：低丘红壤上南酸枣与花生复合,促进了南酸枣生长,却减小了20％～50％的花生产量和生物量。其原因不单是南酸枣遮荫引起复合花生光合有效辐射减弱,还与水、肥竞争有关。复合系统在旱季加大利用50～100cm土层土壤水分,从而缓冲了干旱造成的影响;但南酸枣与花生间作系统也存在着一定的水分竞争。复合使得南酸枣能够利用施于花生区及淋失到60cm深处的养分,提高了养分的利用率;但同时也导致养分的竞争并影响花生的生长。在花生产量、生物量受复合南酸枣竞争影响因子中,以光最大、养分其次、水分最小。农林复合系统水肥光交互作用因其组分类型与时空配置而异,需从生态、经济、社会效益方面对复合模式加以优化。     

水肥一体化条件下设施菜地的N2O排放

在保证作物产量的前提下,研究减少农田土壤N_2O排放的水肥统筹管理措施对全球温室气体减排具有重要意义。以京郊典型设施菜地为例,设置了农民习惯(FP)、水肥一体化(FPD)、优化水肥一体化(OPTD)和对照(CK)4个处理,采用静态箱-气相色谱法,对果菜-叶菜(黄瓜-芹菜)轮作周期内土壤N_2O排放进行了观测,并分析了氮肥施用量、灌溉方式、土壤温度和湿度等因素对土壤N_2O排放的影响。结果表明:在黄瓜-芹菜种植模式中,各施氮处理除基肥施用后N_2O排放峰持续10—15d外,一般施肥、施肥+灌溉事件后土壤N_2O排放峰均呈现3—5d短而急促的情形。黄瓜生长季N_2O排放通量与土壤湿度(WFPS)之间呈现显著相关的关系;芹菜生长季N_2O排放通量与土壤温度之间呈现显著相关的关系。观测期内FP处理N_2O排放量为(31.00±2.15)kg N/hm~2,FPD处理与之相比N_2O排放量减少了4.2%,而OPTD处理在减少40%化肥氮量的情况下,N_2O累积排放量比FP处理减少了42.7%,且达到显著水平。说明在水肥一体化条件下,合理改变施肥体系是减少N_2O排放的前提,在此基础上进行水肥优化是设施菜地保持产量、减少N_2O排放的重要技术措施。     

水肥耦合对汉源花椒幼苗叶片光合作用的影响

以汉源花椒幼苗为试验材料,通过盆栽试验研究了不同水肥耦合处理对汉源花椒叶片气孔导度(Gs)、胞间CO_2浓度(Ci)、净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、水分利用效率(WUE)和叶面饱和水汽压亏缺(Vpdl)日变化的影响,并探讨了汉源花椒光合特性与土壤田间持水量(FWC)、施肥量(包括施全量NPK、1/2NPK和不施肥,其中全量NPK含尿素150 kg N/hm~2、过磷酸钙60kg P_2O_5/hm~2和硫酸钾150 kg K_2O/hm~2)和环境因子间的关系。结果表明:各处理汉源花椒叶片Gs、Pn、Tr和Vpdl日变化均呈"单峰"型曲线,其峰值分别出现在10:00—12:00、10:00—12:00、14:00和14:00左右,没有出现光合"午休"现象;Ci最低值出现在10:00—12:00左右;WUE日变化呈"双峰"型曲线,峰值分别出现在10:00和16:00左右,但第2个峰值明显低于第1个峰值。NPK+50%FWC和1/2NPK+50%FWC两处理叶片Pn日变化峰值出现在12:00左右,而其他处理均出现在10:00左右。叶片Gs、Pn、Tr和WUE平均值均随施肥量的增加而增加,而Ci和V_(pdl)平均值随施肥量的增加而降低。叶片Gs、Pn和Tr平均值随土壤水分含量的增加总体上呈先增加后降低的趋势变化;Ci平均值总体上随土壤水分含量的增加而增加;WUE平均值随土壤水分含量的增加而降低;V_(pdl)平均值随土壤水分含量的增加呈先降低后增加的趋势变化。叶片Pn与地径(D)、苗高(H)、D~2H、叶绿素含量和chla/chlb比值呈显著正相关。为了促进植株生长和获得较高的叶片Pn和WUE,土壤水分应控制在35.9%—46.7%FWC。叶片Gs、Pn和Tr与光合有效辐射强度(PAR)呈显著正相关,Tr与气温的相关系数高于它与其他环境因子的相关系数,提高叶片Pn的最佳PAR为1263.6μmol m~(-2)s~(-1)。说明适宜的土壤水分含量和肥料施用量能延长汉源花椒叶片Pn达到峰值的时间,对提高叶片Pn和WUE及促进植株生长具有重要作用;PAR是影响叶片Gs和Pn的主要环境因子,气温是影响叶片Tr的首要环境因子。     

晋西黄土区水肥调控对苹果-玉米间作系统玉米灌浆期穗位叶光合生理特性的影响

以晋西黄土区典型的苹果-玉米间作系统为研究对象,设置了双因素三水平水肥耦合试验,分析不同水肥调控措施下玉米灌浆期穗位叶光合生理特性.本试验根据玉米及苹果适宜的水分和养分条件设置9(3×3)个处理(W₁F₁、W₂F₁、W₃F₁、W₁F₂、W₂F₂、W₃F₂、W₁F₃、W₂F₃、W₃F₃),设置的3个灌溉水平为:田间持水量(Fc)的50％(W₁)、65％(W₂)和85％(W₃), 3个施肥量水平为:N 289 kg·hm^-2+ P₂O₅118 kg·hm^-2+ K₂O 118 kg·hm^-2(F₁)、N 412.4 kg·hm^-2 +P₂O₅168.8 kg·hm^-2 +K₂O 168.8 kg·hm^-2(F₂)、N 537 kg·hm^-2 + P₂O₅ 219 kg·hm^-2 +K₂O 219 kg·hm^-2(F₃),另设一组无水肥补给的空白对照(CK).结果表明: 不同水肥调控方式对光合指标日变化趋势无明显影响,但水肥补给可提高作物净光合速率(P_n)的峰值,降低作物日水分利用效率(WUE)最大值,延长气孔开放时间,影响胞间CO₂浓度(C_i)最低值的出现及维持时间;各处理光合作用的限制因素均为非气孔因素.蒸腾速率(T_r)、气孔导度(g_s)均与距树行距离呈极显著负相关(P<0.01),水分利用效率则与距树行距离呈显著正相关(P<0.05);距树行距离平均每增加1 m, T_r可减少0.56~1.41 mmol·m^-2·s^-1,g_s可减少0.028～0.093 mol·m^-2·s^-1,WUE可增加0.08~1.00 μmol·mmol^-1.灌水施肥可以显著提高净光合速率、蒸腾速率、气孔导度日均值;降低水分利用效率的日均值;W₃F₁拥有最高的净光合速率日均值(10.64 μmol·m^-2·s^-1)、水分利用效率日均值(3.05 μmol·mmol^-1)、气孔导度日均值(0.295 mol·m^-2·s^-1)以及较低的蒸腾速率日均值(4.32 mmol·m^-2·s^-1).多元回归分析结果显示,在拔节-灌浆期内,灌水总量为1300 m³·hm^-2、施肥总量为525 kg·hm^-2时,作物净光合速率最大,理论值为10.32 μmol·m^-2·s^-1.因此,W₃F₁为最利于间作系统作物光合效率改善的水肥调控模式.     

水肥对汉源花椒幼苗抗逆生理的影响

以汉源花椒幼苗为试验材料,设置30%、50%、70%田间持水量(FWC)水平,施肥水平为全量NPK(肥料中纯N、P2O5和K2O用量分别为150、60和150kg·hm-2)、半量NPK和不施肥,并通过盆栽控制试验研究了不同水肥处理汉源花椒幼苗抗逆生理特性,运用隶属函数综合评价水肥处理对抗逆性的影响,探索汉源花椒抗逆性对水肥条件的响应机理,为实际生产提供最佳水肥管理技术。结果显示:(1)汉源花椒幼苗地径(D)和苗高(H)、叶片可溶性糖、可溶性蛋白、叶绿素和游离脯氨酸含量,以及过氧化物酶和过氧化氢酶活性及抗逆性隶属度均随施肥量的增加而增加,随土壤水分含量的增加呈先增加后降低的变化趋势,且50%FWC处理最高;叶片相对电导率和丙二醛含量均随施肥量的增加而降低,随土壤水分含量的增加呈先降低后增加的变化趋势,且50%FWC处理最低。(2)汉源花椒幼苗抗逆性隶属度与植株D、H和D2 H呈显著正相关;抗逆性隶属度(y)与土壤水分含量(x4)和施肥量(x5)的关系式为:y=-1.662-0.001 085x42-0.17x52+0.100 7x4+0.420 8x5(n=27,R2=0.989);最适宜于促进汉源花椒幼苗植株生长的土壤水分为46.4%田间持水量、并配合施用纯N、P2O5和K2O分别为185、74和185kg·hm-2的肥料组合。研究表明,适宜的土壤水分含量和肥料施用量对促进汉源花椒幼苗植株生长和抗逆性提高具有重要作用和意义。     

不同水分状况下追施氮肥对冬小麦产量及其构成因素的影响

通过盆栽试验研究了不同水分状况下追施氮肥对冬小麦产量及其构成因素的影响,结果表明,干旱胁迫条件下,氮肥早施比晚施好,低量氮肥比高量氮好,而且不同施氮处理对有效穗数和每穗粒数的影响差异达显著水平,但对千粒重无明显影响;水肥配合条件下,氮素的作用得到充分发挥,产量得到大幅度提高,而且对有效穗数,每穗粒数和千粒重都产生显著的影响,拔节期是冬小麦对水肥效应的关键期和亏缺敏感期,这个时期供水供肥可以显著提高产量,同时增加了穗粒数和千粒重。     

水肥耦合下夏玉米不同生育时期的高光谱特性与反演模型研究

本文通过整个光谱范围内一阶导数光谱反射率与叶绿素、可溶性糖和可溶性蛋白的相关系数显著的波段,建立高光谱预监测水肥耦合条件下的夏玉米光合特性以及碳氮代谢,进而为玉米高产提供依据。在玉米拔节期和大喇叭口期选择596、1025和924nnl,吐丝期和乳熟期选择638、1068和965nm这几个显著性波段的实测值来建立估测模型。研究结果表明,拔节和大喇叭口期叶片叶绿素SPAD值的估测模型为y=28832．45p596＋39．34,可溶性糖含量的估测模型为y=640．54p1025＋7．92,可溶性蛋白含量一阶导数光谱估测模型为y=4092．90p924＋5．63,而吐丝期和乳熟期叶片叶绿素SPAD值的估测模型为y=134151．00p638＋129．92,可溶性糖含量的估测模型为y=524．80p1068＋9．20,可溶性蛋白含量一阶导数光谱估测模型为y=7321．61lp965＋36．64。所建立的高光谱预测模型在本试验所属的时空范围内能很好地预测和反演玉米生长状况。     

辽西褐土施肥及养分循环再利用中长期试验Ⅴ.不同降水年景作物产量对施肥的反应和水肥交互作用

通过比较平水年 ( 1996年 ,作物生长期降水 4 5 6mm)和丰水年 ( 1998年 ,作物生长期降水 5 98mm)作物对施肥的增产反应 ,初步估算了辽西半湿润 半干旱地区水肥交互作用对作物增产的贡献 .结果表明 ,施氮肥并增加水分供给 (降水增加 ) ,作物增产 (玉米、大豆 ) 30 5 6kg·hm-2 ,其中 1996kg·hm-2 来自水肥交互作用 ,占 6 5 .3% .施NP和堆肥并增加水分供给 ,作物增产 4 70 3kg·hm-2 ,其中 15 5 4kg·hm-2 来自水肥交互作用 ,占 33% .