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水肥一体化减氮对陇中地区马铃薯产量和水分利用效率的影响

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干旱地区农业研究 2024年第4期42卷 70-78页

作者：於凝王林林李玲玲李世清罗珠珠蔡耀辉李红兵甘肃农业大学省部共建干旱生境作物学重点实验室甘肃兰州730070 甘肃农业大学农学院甘肃兰州730070 甘肃农业大学资源与环境学院甘肃兰州730070 西北农林科技大学水土保持科学与工程学院陕西杨凌712100

于2022—2023年在陇中地区开展马铃薯水肥一体化试验,共设置4个种植模式,包括农户旱作高肥模式(T1,基施氮肥260 kg·hm^(-2),生育期不灌溉)、合作社高水高肥模式(T2,基施氮肥260 kg·hm^(-2),生育期灌水150 mm)、水肥一体化模式Ⅰ(T3,... 详细信息

于2022—2023年在陇中地区开展马铃薯水肥一体化试验,共设置4个种植模式,包括农户旱作高肥模式(T1,基施氮肥260 kg·hm^(-2),生育期不灌溉)、合作社高水高肥模式(T2,基施氮肥260 kg·hm^(-2),生育期灌水150 mm)、水肥一体化模式Ⅰ(T3,基施氮肥102 kg·hm^(-2)+追施氮肥98 kg·hm^(-2),生育期灌水90 mm)和水肥一体化模式Ⅱ(T4,基施氮肥42 kg·hm^(-2)+追施氮肥98 kg·hm^(-2),生育期灌水90 mm),探究补灌减氮水肥一体化技术对马铃薯产量和水分利用效率的影响。结果表明:补灌减氮水肥一体化显著促进了马铃薯叶面积指数增长、地上部和块茎干物质积累,显著增加了商品薯率,T2处理下马铃薯生育后期干物质积累速度放缓。2022和2023年,T3处理马铃薯块茎产量较T1处理分别显著提高100.7%和229.1%,较T2处理分别显著提高30.4%和38.6%;T4处理马铃薯块茎产量较T1处理分别显著提高94.4%和216.2%,较T2处理分别提高26.3%和33.1%;T3和T4处理间差异不显著。2022—2023年,各处理间WUE表现为T3>T4>T2>T1;相较于T1处理,T3处理两年WUE分别显著提高46.2%和146.4%,T4处理分别显著提高44.0%和135.7%;与T2处理相比,T3处理两年WUE分别显著提高51.1%和55.1%,T4处理分别显著提高48.9%和48.3%。综上,水肥一体化显著提高了马铃薯产量和水分利用效率,水肥一体化处理下基施氮肥42 kg·hm^(-2)、追施氮肥98 kg·hm^(-2)、生育期补灌90 mm的栽培措施,可作为陇中半干旱地区马铃薯高产高效生产的推荐模式。

关键词：马铃薯水肥一体化减氮干物质积累量产量水分利用效率

水肥一体化模式下日光温室黄瓜氮磷钾优化施肥方案的研究

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园艺学报 2018年第4期45卷 764-774页

作者：王颀吴春涛李丹丹王海光毕焕改艾希珍山东农业大学园艺科学与工程学院作物生物学国家重点实验室农业部黄淮地区园艺作物生物学与种质创制重点开放实验室山东果蔬优质高效生产协同创新中心山东泰安271018 东营职业学院生物与生态工程学院山东东营257091

为了探明水肥一体化模式下日光温室黄瓜氮(N)、磷(P_2O_5)、钾(K_2O)的适宜施用量,采用三因子D–饱和最优设计,研究N、P_2O_5、K_2O用量对黄瓜产量和品质的影响,建立了以N、P_2O_5、K_2O用量为变量因子,以黄瓜产量和品质为目标函数的三... 详细信息

为了探明水肥一体化模式下日光温室黄瓜氮(N)、磷(P_2O_5)、钾(K_2O)的适宜施用量,采用三因子D–饱和最优设计,研究N、P_2O_5、K_2O用量对黄瓜产量和品质的影响,建立了以N、P_2O_5、K_2O用量为变量因子,以黄瓜产量和品质为目标函数的三元二次数学模型。通过对模型解析表明:N、P_2O_5、K_2O对黄瓜产量和品质均有显著影响;当N、P_2O_5、K_2O用量分别达到861.5 kg·hm^(-2)、306.1 kg·hm^(-2)和1 082.0 kg·hm^(-2)时,边际产量效应降至0;N、P_2O_5、K_2O用量分别达到688.4 kg·hm^(-2)、320.2 kg·hm^(-2)和1 230.2 kg·hm^(-2)时,边际品质效应降为0。通过计算机模拟运算,得出本试验条件下日光温室黄瓜产量达138 000 kg·hm^(-2)以上,同时品质综合评分达到88分以上的优化施肥方案为N 665.5~827.6 kg·hm^(-2),P_2O_5 267.9~334.3 kg·hm^(-2),K_2O 1 043.1~1 235.0 kg·hm^(-2),适宜的氮磷钾配比为1︰0.40︰1.53。

关键词：黄瓜氮磷钾日光温室水肥一体化

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水肥一体化条件下烤烟氮素营养高效利用研究

中国烟草学报 2018年第2期24卷 74-83页

作者：席奇亮杨铁钊周方刘超叶红朝邢雪霞赵科孔德辉河南农业大学烟草学院郑州450002 河南省洛阳市烟草公司洛阳471000

【目的】为探究水肥一体化技术对烤烟氮素营养利用效率的影响。【方法】试验设置了空白对照(CK)、常规栽培(FP)和水肥一体化(DF)3个处理,通过2年的田间试验和1年的盆栽实验,检测了3个处理不同时期烟株的干物质积累量和氮素吸收量,对比了... 详细信息

【目的】为探究水肥一体化技术对烤烟氮素营养利用效率的影响。【方法】试验设置了空白对照(CK)、常规栽培(FP)和水肥一体化(DF)3个处理,通过2年的田间试验和1年的盆栽实验,检测了3个处理不同时期烟株的干物质积累量和氮素吸收量,对比了3个处理不同生育时期烟株根系生长发育情况,并测定了常规栽培(FP)和水肥一体化(DF)处理烟叶硝酸还原酶(NR)和谷氨酰胺合成酶(GS)的活性和烤烟氮代谢相关的NITR和GS基因的表达量。【结果】(1)DF处理NR活性在移栽20 d和40 d均明显高于FP处理,分别是FP处理的1.26倍和1.31倍,NITR基因的相对表达量也均高于FP处理,在移栽80 d后,DF处理NR活性大幅下降60.81%,而FP处理下降较缓慢;(2)DF处理较FP处理能显著提高烟株根系活力和根体积,促进烟株根系生长发育和形态建成,使烟株氮肥表观利用率提高了93.21%,氮肥偏生产力提高了15.24%,土壤氮素依存率降低了15.01%;(3)DF处理和FP处理烟株干物质和氮素积累变化规律趋势相同,但DF处理的干物质和氮素积累量以及积累速率均较FP处理有明显提升,且DF处理干物质积累和氮素吸收高峰提前,烟株生育后期氮素调亏,成熟落黄较好,烤后烟叶品质较高。【结论】采用水肥一体化技术可以有效调控烟株对氮素的吸收,提高氮素利用率,对促进烟株干物质积累和产质量的提高有积极的影响。

关键词：烤烟水肥一体化干物质积累氮素吸收氮代谢

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水肥一体化对小麦水分利用和光合特性的影响

应用生态学报 2019年第4期30卷 1170-1178页

作者：郭培武赵俊晔石玉于振文山东农业大学农业部作物生理生态与栽培重点开放实验室山东泰安271018 中国农业科学院农业信息研究所农业部农业信息服务技术重点实验室北京100081

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(N_1)、180(N_2)和210(N_3) kg·hm^(-2) 3个施氮量下,拔节期设置畦灌和撒施追氮(W_1)及微喷带灌溉和追氮水肥一体化(W_2)两种灌溉施氮方式... 详细信息

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(N_1)、180(N_2)和210(N_3) kg·hm^(-2) 3个施氮量下,拔节期设置畦灌和撒施追氮(W_1)及微喷带灌溉和追氮水肥一体化(W_2)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,W_2两年度灌浆期7日平均棵间蒸发量均显著低于W_1处理,60～160 cm土层土壤水分消耗量显著高于W_1处理;W_2两年度开花后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W_1处理;W_2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W_1处理;W_2两年度总耗水量与W_1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W_1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N_3W_2处理是本试验条件下节水节肥的最优处理.

关键词：小麦水肥一体化水分利用光合特性产量

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水肥一体化智能管理系统设计

中国农机化学报 2019年第6期40卷 184-190页

作者：赵进张越赵丽清程箫白雪峰青岛农业大学机电工程学院山东青岛266109 山东丰田节水器材股份有限公司山东莱芜271100

水肥一体化技术是融合自动灌溉与智能施肥为一体的农业现代化科技,该系统基于物联网远程控制技术和分布式低成本无线组网技术,通过应用分布式无线信息采集器实时采集环境及土壤墒情信息,并将数据发送到控制终端及网络服务器,由预设施肥... 详细信息

水肥一体化技术是融合自动灌溉与智能施肥为一体的农业现代化科技,该系统基于物联网远程控制技术和分布式低成本无线组网技术,通过应用分布式无线信息采集器实时采集环境及土壤墒情信息,并将数据发送到控制终端及网络服务器,由预设施肥灌溉方案决策或远程控制产生决策指令,通过施肥机精确施肥,远程控制继电器控制施肥灌溉区域。系统基于植物生长周期、时间与植物生长环境的做出控制策略,完善大规模生产基地多作物水肥管理系统的不足。试验表明:系统的水肥配比误差小于0.02 mS/cm,系统响应时间小于2 s,研究将促进低成本物联网技术和水肥精准控制技术在农业生产中的应用普及。

关键词：物联网水肥一体化智能管理

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水肥一体化技术发展概述

中国农机化学报 2020年第8期41卷 204-210页

作者：潘敏睿马军王杰张学敏中国农业大学工学院北京市100083 潍坊科技学院山东省高校设施园艺实验室山东潍坊262700

在农业生产灌溉施肥的过程中,合理地使用水肥可以提高水和肥料的利用率,近年来我国大力提倡发展水肥一体化技术,这是未来智能农业发展的大势所趋。重点阐述国内外水肥一体化技术的发展现状,对各国水肥一体化典型产品进行案例分析。根据... 详细信息

在农业生产灌溉施肥的过程中,合理地使用水肥可以提高水和肥料的利用率,近年来我国大力提倡发展水肥一体化技术,这是未来智能农业发展的大势所趋。重点阐述国内外水肥一体化技术的发展现状,对各国水肥一体化典型产品进行案例分析。根据我国农业的实际情况提出该技术现存在传感器精度不足、作物水肥模型需求量较大、环境因素与水肥模型协调不均衡、数据传输不稳定等问题,提出与物联网相结合的水肥一体化技术将是未来发展的重点。同时提出未来应着重于研究提升传感器性能、优化水肥一体化物联网系统的决策能力、提升数据传输与接收的稳定性等,以此作为未来我国水肥一体化技术发展的参考。

关键词：水肥一体化灌溉施肥设备农业物联网水肥模型

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温室水肥一体化营养液调控装备设计与试验

农业工程学报 2016年第8期32卷 27-32页

作者：袁洪波李莉王俊衡王海华 N.A.Sigrimis 河北农业大学机电工程学院保定071001 中国农业大学现代精细农业系统集成教育部重点实验室北京100083 希腊雅典农业大学农业工程系希腊雅典11855

针对当前温室生产中用水效率普遍较低、肥料使用量较高的问题,有必要对水肥一体化营养液调控及灌溉技术进行深入研究,探索适合中国具体情况的,低成本的水肥一体化营养液灌溉模式和相关农业装备。该文设计了一种水肥一体化营养液调控装备... 详细信息

针对当前温室生产中用水效率普遍较低、肥料使用量较高的问题,有必要对水肥一体化营养液调控及灌溉技术进行深入研究,探索适合中国具体情况的,低成本的水肥一体化营养液灌溉模式和相关农业装备。该文设计了一种水肥一体化营养液调控装备,根据营养液制备装置特点和制备过程,建立了营养液制备系统二阶数学模型,并利用增量式PID(proportion integration differentiation,比例-积分-微分)算法和改进Smith预估器对营养液的制备过程进行精确控制;利用EC传感器和p H传感器实时检测营养液的制备情况,并且通过驱动相应的继电器实现营养液的调控。试验结果表明,该水肥一体化营养液调控装备30 s左右可以进入营养液调控的稳定阶段(EC值误差在±0.1 m S/cm),系统达到规定的EC值的响应时间不超过60 s,使用该装备能够快速、精确的实现营养液的调控。

关键词：温室灌溉水肥水肥一体化营养液调控装备

水肥一体化技术对不同生态区果园苹果生产的影响

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中国生态农业学报 2014年第11期22卷 1281-1288页

作者：路永莉白凤华杨宪龙李茹高义民同延安西北农林科技大学资源环境学院杨凌712100 农业部西北植物营养与农业环境重点实验室杨凌712100 河北省丰宁满族自治县林业局丰宁068350 陕西省土壤肥料工作站西安710003

为探究水肥一体化技术对陕西省不同生态区苹果生产的影响,分别选取渭北旱塬区和关中平原区典型‘红富士’苹果园,研究了相同肥料用量的NPK传统施肥[NPK(C)]、NPK水肥[NPK(F)]和肥料用量减半的NPK水肥[1/2NPK(F)]对苹果产量、品质、肥料... 详细信息

为探究水肥一体化技术对陕西省不同生态区苹果生产的影响,分别选取渭北旱塬区和关中平原区典型‘红富士’苹果园,研究了相同肥料用量的NPK传统施肥[NPK(C)]、NPK水肥[NPK(F)]和肥料用量减半的NPK水肥[1/2NPK(F)]对苹果产量、品质、肥料利用效率、果实养分吸收和果园经济效益的影响。结果表明,因不同生态区环境条件和果园自身土壤和肥力等存在差异,水肥一体化技术对苹果生产的影响也不同。渭北旱塬区果园,与NPK(C)相比,NPK(F)处理苹果增产13.0%,果实硬度增加10.6%,糖酸比提高19.1%,化肥偏生产力(PFP)由18.2 kg·kg?1提高至36.3 kg·kg?1,果实N、P和K养分吸收量分别增加36.0%、75.3%和44.8%;1/2NPK(F)处理对苹果生产的影响基本不显著。关中平原区果园,与NPK(C)相比,1/2NPK(F)使苹果增产26.2%,糖酸比提高16.9%,PFP从27.2 kg·kg?1提高至68.7 kg·kg?1,果实N、P和K养分吸收量分别增加41.8%、98.9%和58.9%;然而,NPK(F)处理苹果仅增产14.1%,果实养分吸收无显著增加,品质亦无明显改善。经济收益方面,在相同肥料用量下,采用水肥一体化技术可使渭北旱塬区和关中平原区果园分别增收1.55万元·hm?2和3.65万元·hm?2;当肥料用量减半时,收益增加分别为0.21万元·hm?2和7.28万元·hm?2。总体而言,在陕西渭北旱塬区和关中平原区果园采用水肥一体化技术均能显著提高苹果产量和改善品质,但其效果存在明显差异,实践中需因地制宜,根据果园实际情况,采用适宜的水肥用量以求达到高产、高效和优质的目标。

关键词：陕西省生态区水肥一体化水果产量品质养分吸收经济效益

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有机栽培水肥一体化系统设计与试验

农业机械学报 2016年第S1期47卷 273-279页

作者：李友丽李银坤郭文忠赵倩贾冬冬聂铭君北京农业智能装备技术研究中心北京100097

设计了一种有机栽培水肥一体化系统,该系统集有机液肥制备、肥料配比和自动灌溉于一体,在各子程序控制下分别进行有机物料的有氧发酵、原液过滤、配比与稀释、决策灌溉与执行,实现了有机栽培的营养液制备与管理一体化,水肥管理的高效化... 详细信息

设计了一种有机栽培水肥一体化系统,该系统集有机液肥制备、肥料配比和自动灌溉于一体,在各子程序控制下分别进行有机物料的有氧发酵、原液过滤、配比与稀释、决策灌溉与执行,实现了有机栽培的营养液制备与管理一体化,水肥管理的高效化和精细化。为验证有机水肥一体化系统的可靠性与适用性,以椰糠为有机基质,在日光温室内开展了有机无土黄瓜栽培试验。结果表明,有机栽培水肥一体化系统运行稳定,较好地实现了有机液肥制备、黄瓜生产液肥配置及灌溉的机械化、自动化,大幅降低了劳动成本,提高了生产效率;发酵系统中循环系统和搅拌系统的周期性自动运行创造了良好的发酵条件,制备的3种有机液肥经过逐级过滤后达到了120目滴灌要求,适用于微灌灌溉;所含必需营养元素浓度较高,稀释几倍到数十倍后仍能满足黄瓜的养分需求;配肥系统中水泵和吸肥电磁阀在程序控制下执行开闭命令,参照设定的混液桶液位和灌溉液肥电导率上下限值完成每次灌溉液肥配制;灌溉系统完全执行了灌溉决策命令,即整点打开田间电磁阀进行灌溉,当流量计反馈的本次灌溉量达到设定值时,关闭对应电磁阀,结束本次灌溉;系统的稳定运行为有机黄瓜生产提供了所需水分和养分,确保了黄瓜的产量和品质,产量达48 165 kg/hm2,其品质指标可溶性总糖为2.7%,还原型维生素C为99.2 mg/kg,可滴定酸度为0.08%。

关键词：水肥一体化发酵系统灌溉系统有机液肥有机栽培