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灌溉排水学报 2015年第2期34卷 49-52页

作者：夏桂敏褚凤英陶洋郑丽丽沈阳农业大学水利学院沈阳110866

为优化交替灌溉下大豆水氮供给模式,通过田间防雨棚试验,研究了灌水量和施氮量对大豆生长及水分利用效率的影响。结果表明,水氮耦合对大豆株高、叶面积指数的影响是水分效应大于氮肥效应,而对干物质量和叶水势的影响则是氮肥效应大于水... 详细信息

为优化交替灌溉下大豆水氮供给模式,通过田间防雨棚试验,研究了灌水量和施氮量对大豆生长及水分利用效率的影响。结果表明,水氮耦合对大豆株高、叶面积指数的影响是水分效应大于氮肥效应,而对干物质量和叶水势的影响则是氮肥效应大于水分效应,高水中氮处理下产量最高,是高水高氮、高水低氮处理的1.11、1.17倍,是该区域最佳的水肥组合。高水中氮下,水分利用效率达最高(1.75kg/m3),硝态氮对环境污染最小。

关键词：分根交替灌溉水氮模式大豆水分利用效率硝态氮累积量

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不同水氮模式对冬小麦产量形成和水氮利用效率的影响

不同水氮模式对冬小麦产量形成和水氮利用效率的影响

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作者：马伯威河北农业大学

学位级别：硕士

前人就雨养和井、渠灌麦田的产量形成特征及水、氮利用效率进行了大量研究,但针对水肥一体化喷灌条件下不同水氮模式对冬小麦产量形成和水氮及其利用效率影响的研究还未见报道。本试验于2013-2014年小麦生长季在河北省藁城市超高产麦田... 详细信息

前人就雨养和井、渠灌麦田的产量形成特征及水、氮利用效率进行了大量研究,但针对水肥一体化喷灌条件下不同水氮模式对冬小麦产量形成和水氮及其利用效率影响的研究还未见报道。本试验于2013-2014年小麦生长季在河北省藁城市超高产麦田进行,以石麦18为供试品种,设置节氮地面灌溉(N 240 kg/hm2,拔节水100 mm+开花水100 mm),限氮喷灌(N 195 kg/hm2,拔节水60 mm+开花水60 mm)和限氮限水喷灌(N 195 kg/hm2,拔节水45 mm+开花水30 mm+灌浆水30mm)三个水氮模式,研究了不同水氮模式下冬小麦产量形成和水氮利用特性的差异,旨在筛选河北省山前平原区超高产麦田高产高效的水氮运筹方式。研究结果如下:1、不同水氮模式下冬小麦的总茎数成单峰曲线变化,起身期达到最高值,之后开始下降。起身期、拔节期和孕穗期田间总茎数均表现为节氮地面灌溉显著高于限氮喷灌和限氮限水喷灌模式,限氮喷灌和限氮限水喷灌模式之间无显著性差异,成熟期总穗数表现为限氮限水喷灌>限氮喷灌>节氮地面灌溉,但各水氮模式之间差异均未达显著水平;总成穗率和分蘖成穗率表现为限氮限水喷灌>限氮喷灌>节氮地面灌溉,其中限氮限水喷灌模式和限氮喷灌模式显著高于节氮地面灌溉模式,限氮限水喷灌模式的总穗数和成穗率分别达到838.9万/hm2和37.60%;限氮限水喷灌模式分蘖成穗率较高,是总成穗率提高的主要原因。2、冬小麦的最大叶面积指数(LAI)出现在孕穗期,表现为节氮地面灌溉>限氮喷灌>限氮限水喷灌,节氮地面灌溉模式显著高于限氮喷灌模式和限氮限水喷灌模式,开花期叶面积指数(LAI)以节氮地面灌溉模式较高;孕穗前和开花后不同水氮模式之间叶面积指数(LAI)均无显著差异;开花前期光合速率节氮地面灌溉模式显示出较高的光合值,花后10天达到最大光合速率,节氮地面灌溉显著高于限氮喷灌和限氮限水喷灌模式,之后光合速率开始下降,开花后期限氮限水喷灌模式光合速率下降缓慢,花后24天和花后31天限氮限水喷灌模式的光合速率显著高于节氮地面灌溉模式;叶绿素相对含量(SPAD)与光合速率有相同的变化趋势;干物质积累量节氮地面灌溉模式始终高于另外两个水氮模式,其中拔节期到开花期干物质积累量节氮地面灌溉模式与另外两个水氮模式达到差异显著性水平,成熟期植株干物质积累量表现为限氮限水喷灌>限氮喷灌>节氮地面灌溉,不同水氮模式之间差异不显著;开花前营养器官贮存干物质在花后的转运量表现为限氮限水喷灌>限氮喷灌>节氮地面灌溉,但各模式差异未达显著水平;而花后营养器官贮存的干物质以节氮地面灌溉模式最高,各水氮模式间差异不显著。3、冬小麦植株氮素积累量在拔节期前以节氮地面灌溉模式最高,各水氮模式间差异不显著,拔节以后各生育时期均表现为节氮地面灌溉模式显著高于限氮喷灌模式和限氮限水喷灌模式;而籽粒氮素积累量表现出相反的趋势,以限氮限水喷灌模式最高,且显著高于另外两个水氮模式;籽粒蛋白质含量节氮地面灌溉模式最高,各水氮模式差异不显著;花前氮素转运量和转运率及其对籽粒的贡献率限氮限水喷灌模式和限氮喷灌模式显著高于节氮地面灌溉模式,而节氮地面灌溉模式花后氮素积累量及其对籽粒转的贡献率较高。4、限氮限水喷灌模式穗长较长,不孕小穗数亦最多,可孕小穗数较少,结实小穗数节氮地面灌溉模式较高;穗粒数以节氮地面灌溉模式最高,各水氮模式之间无显著性差异;千粒重表现为限氮限水喷灌>节氮地面灌溉>限氮喷灌模式,且限氮限水喷灌模式的千粒重显著高于其它两个水氮模式。不同水氮模式籽粒产量均达到9600 kg/hm2以上的超高产水平,籽粒产量在各水氮模式之间表现为限氮限水喷灌>限氮喷灌>节氮地面灌溉的趋势,但各水氮模式之间差异不显著。5、施氮生产效率、氮素干物质生产效率、氮素收获指数均表现为限氮限水喷灌>限氮喷灌>节氮地面灌溉模式,且限氮限水喷灌模式和限氮喷灌模式显著高于节氮地面灌溉模式;与节氮地面灌溉模式相比,限氮喷灌模式和限氮限水喷灌模式的小麦全生育期农田耗水量分别减少34.12 mm和61.35 mm,土壤贮水消耗百分率分别提高15.36%和16.14%;水分生产效率和灌溉水生产效率表现为限氮限水喷灌>限氮喷灌>节氮地面灌溉模式,且限氮限水喷灌和限氮喷灌模式显著高于节氮地面灌溉模式;与节氮地面灌溉模式相比,限氮限水喷灌和限氮喷灌模式的水分生产效率提高0.28 kg/hm2和0.52 kg/hm2,灌溉水生产效率分别提高3.46 kg/m3和4.78 kg/m3。综上所述,河北平原地区超高产冬小麦生产中,当前年型小麦生长季降雨量53.2 mm条件下,施纯氮量195 kg/hm2(底肥与拔节肥5:5)、春季总灌水量105 mm(拔节期45 mm、开花期30 mm、灌浆期30 mm)的水肥一体化喷灌方式是同步实现维持籽

关键词：冬小麦水氮模式产量水、氮利用效率

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水氮运筹模式对冬小麦产量和水氮生产效率的影响

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麦类作物学报 2015年第8期35卷 1141-1147页

作者：马伯威王红光李东晓李瑞奇李雁鸣河北农业大学农学院河北保定071001

为从小麦高产和麦田环境安全兼顾角度探讨冬小麦种植的水氮运筹效应,于2013-2014年度在河北省藁城市,以冬小麦品种石麦18为材料,比较分析了节氮地面灌溉、限氮喷灌和限水限氮喷灌3个水氮运筹模式下冬小麦产量、水氮生产效率的差异。结... 详细信息

为从小麦高产和麦田环境安全兼顾角度探讨冬小麦种植的水氮运筹效应,于2013-2014年度在河北省藁城市,以冬小麦品种石麦18为材料,比较分析了节氮地面灌溉、限氮喷灌和限水限氮喷灌3个水氮运筹模式下冬小麦产量、水氮生产效率的差异。结果表明,不同水氮模式间小麦穗数、穗粒数差异不显著;限水限氮喷灌处理的千粒重显著高于其他处理;籽粒产量表现为限水限氮喷灌>限氮喷灌>节氮地面灌,且均达到9.6×103kg·hm-2以上的超高产水平;降低灌水量可显著减少农田耗水量,提高水分生产效率、灌溉水生产效率和氮素生产效率。在河北平原地区超高产冬小麦生产中,施氮量195 kg·hm-2、春季总灌水量105 mm(拔节期45 mm、开花期30 mm、灌浆期30 mm)的限水限氮喷灌模式是同步实现高产及水氮高效利用的最佳运筹模式。

关键词：冬小麦水氮模式籽粒产量水氮生产效率

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黑土稻田秸秆还田条件下不同水氮管理模式的CH4、N2O排放和影响因素研究

黑土稻田秸秆还田条件下不同水氮管理模式的CH4、N2O排放和影响因...

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作者：韩羽东北农业大学

学位级别：硕士

水稻在我国是一种主要的粮食作物,黑龙江省作为我国水稻种植大省,其水稻产量对我国粮食安全至关重要,但大面积的稻田会产生大量的CH与NO,引发一系列环境问题。近年来,黑龙江省水稻种植土地面积逐年扩大,每年生产大量水稻的同时,CH与NO... 详细信息

水稻在我国是一种主要的粮食作物,黑龙江省作为我国水稻种植大省,其水稻产量对我国粮食安全至关重要,但大面积的稻田会产生大量的CH与NO,引发一系列环境问题。近年来,黑龙江省水稻种植土地面积逐年扩大,每年生产大量水稻的同时,CH与NO的排放量也逐年增加,有关水稻秸秆处理的问题日益凸显,传统的焚烧秸秆不但浪费了秸秆资源还会造成环境污染。秸秆中含有丰富的氮元素,氮元素对植物的生长发育至关重要,将秸秆作为肥料还田是一种经济可行的处理方法,对于水稻的生长、减少CH与NO的排放有着重要意义,但秸秆还田会改变稻田环境影响水稻产量,应对传统的灌溉施肥方式进行调整。因此,在秸秆还田的条件下探寻合理的灌溉施肥方式,在保证黑龙江省水稻产量的同时,减少稻田CH与NO的排放,对黑龙江省水稻生产具有重要意义。本试验在秸秆还田的基础上,以常规淹灌配施110kg/hm氮素的处理为对照,设置了间歇灌溉和控制灌溉两种灌溉方式,并设置4个氮肥梯度,采用静态箱—气相色谱法观测了各处理的CH、NO排放通量,计算了温室气体排放强度以及全球增温潜势,分析了水氮耦合下稻田土壤氧化还原电位、各生育阶段土壤铵态氮含量、硝态氮含量、秸秆腐解率的变化,以及各因子对稻田CH、NO排放的影响。本试验主要研究结果如下:(1)秸秆还田下三种灌溉模式的CH与NO排放通量的日平均值与9:00～12:00之间的CH与NO排放通量相近,在9:00～12:00之间采样可以代表当日CH与NO排放量。相同灌溉模式下各处理的CH与NO排放变化规律相同,控灌的CH排放峰值较淹灌低66.13%～185.78%,间灌的CH排放峰值较淹灌低72.16%～106.75%;间灌各处理的CH累积排放量平均低于淹灌21.09%,控灌各处理的CH累积排放量平均低于淹灌63.63%,相同施氮量下,控灌较间灌CH累积排放量低26.06%～44.48%;间灌与控灌模式下增施氮肥会显著增加CH累积排放量。相同施氮量下,淹灌处理较控灌生育期CH排放通量平均值高出1.20～3.65倍,淹灌处理较间灌与控灌生育期CH排放通量平均值高出47.29%～58.20%。(2)控灌下的NO日排放通量要明显高于间灌与淹灌,间灌与淹灌的NO日排放通量无明显差异。控灌下各处理的NO排放峰值较淹灌高出90.78%～128.35%,间灌下各处理的NO排放峰值较淹灌高出4.72%～163.29%,间灌模式下水稻整个生育期较控灌出现多次排放高峰。控灌下各处理NO的累积排放量平均较淹灌高出78.73%,间灌下各处理NO的累积排放量平均较淹灌高出48.28%;控灌与间灌模式下增施氮肥会使NO的累积排放量增加14.85%～39.78%。相同施氮量下控灌各处理不同生育期NO排放通量平均值较淹灌高出21.45%～30.50%,间灌各处理不同生育期NO排放通量平均值较淹灌高出13.67%～18.21%。(3)相同施氮量下间灌较控灌的GWP高出35.80%～85.85%,间灌较淹灌的GWP高出52.43%,控灌较淹灌的GWP高出160.18%;随着施氮量的增加,控灌各处理的GWP增加了19.93%～55.37%,间灌各处理的GWP增加了13.38%～23.89%。相同施氮量下,间灌处理的产量较控灌处理减少了16.02%,淹灌处理的产量较控灌处理减少了18.04%;与常规施氮相比,间灌与控灌下增施氮肥使产量增加了3.34%～4.77%。相同施氮量下,CSN2处理的GHGI较FSN2处理减少了67.88%,淹灌处理的GHGI较间灌处理高出55.08%。(4)土壤铵态氮含量可以显著的影响稻田CH的排放,但与NO的排放呈不显著的负相关关系;土壤硝态氮含量与稻田CH、NO排放呈不显著的负相关关系;土壤Eh与稻田CH的排放呈显著的负相关关系;秸秆腐解率与稻田CH、NO排放呈显著的正相关关系;土壤温度与稻田CH的排放呈显著正相关,而与NO的排放关系不显著。施氮量对稻田CH、NO排放、铵态氮含量的影响在0.01水平上显著,对硝态氮含量、土壤Eh、秸秆腐解率在0.05水平上显著。灌溉模式对稻田CH、NO排放的影响在0.01水平上显著,对铵态氮含量、硝态氮含量、土壤Eh、秸秆腐解率在0.05水平上显著;施氮量与灌溉模式二者的交互作用对稻田CH、NO的排放在0.05水平上显著。综上所述,秸秆还田条件下推荐灌溉模式为控制灌溉,施氮量为110kg/hm,可以实现节水、减排、增产的目的。

关键词： CH4 N2O 稻田秸秆还田水氮模式

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