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深松对控释肥养分释放及春玉米氮效率的影响

玉米科学 2023年第3期31卷 104-112页

作者：屈佳伟高聚林于晓芳谢国辉胡树平王志刚青格尔马达灵王玥内蒙古农业大学农学院呼和浩特010019 巴彦淖尔市现代农牧事业发展中心内蒙古巴彦淖尔015000

以深松耕作(SS)和浅旋耕作(RT)两种耕作方式为主区,以施用普通化肥(HY)、控释肥(CN)和不施氮肥3种施肥模式为副区,分析控释肥的养分释放率、控释肥和普通化肥氮素积累量及产量、氮效率的变化。结果表明,与浅旋耕作处理相比,深松处理提高... 详细信息

以深松耕作(SS)和浅旋耕作(RT)两种耕作方式为主区,以施用普通化肥(HY)、控释肥(CN)和不施氮肥3种施肥模式为副区,分析控释肥的养分释放率、控释肥和普通化肥氮素积累量及产量、氮效率的变化。结果表明,与浅旋耕作处理相比,深松处理提高0~15 cm土层土壤温度,苗期-吐丝期提高0.36℃~3.79℃,土壤含水量提高0.55%~5.74%;0~40 cm土层土壤容重降低0.69%~7.3%,提高控释肥养分释放率1.5%~13.8%,养分释放率与土壤温度显著相关(r=0.557,p控释肥氮素积累量显著高于普通化肥,提高幅度为8.46%~125.43%,千粒重平均高6.17%,产量平均高11.96%,氮肥农学利用效率平均高122.76%。深松有利于土壤氮素供应与作物需氮的时空匹配,进而提高作物产量及氮效率。

关键词：春玉米深松控释肥产量氮效率

控释肥对赤霞珠葡萄调优栽培及其酒体挥发性组分的影响研究

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控释肥对赤霞珠葡萄调优栽培及其酒体挥发性组分的影响研究

作者：张昆明宁夏大学

学位级别：硕士

本试验以贺兰山东麓酿酒葡萄赤霞珠为试材,结合GC-IMS技术,通过探究控释肥不同施用量对赤霞珠采前生长发育、品质、产量及果实、酒体挥发性组分的影响,以期为宁夏贺兰山东麓酿酒葡萄优质高效种植及酒体品质提升提供科学依据。主要研究... 详细信息

本试验以贺兰山东麓酿酒葡萄赤霞珠为试材,结合GC-IMS技术,通过探究控释肥不同施用量对赤霞珠采前生长发育、品质、产量及果实、酒体挥发性组分的影响,以期为宁夏贺兰山东麓酿酒葡萄优质高效种植及酒体品质提升提供科学依据。主要研究结果如下:（1）施肥可显著提高赤霞珠果实采前生长、品质及产量且控释肥处理优于常规肥;与常规施肥相比,控释肥处理下果实可溶性固形物、可溶性总糖、单宁、总花色苷含量均有所增加,其中以控释肥1300kg/hm2处理效果最好;在产量增幅方面,控释肥1300kg/hm2处理较常规施肥产量增加了 11.22%。（2）在果实不同生长发育阶段,共检测到54挥发性物质,定性出47种。主要包括醛类、醇类、酯类、酮类、萜烯类等物质,其中醛类12种（含反-2-戊烯醛、苯甲醛二聚体）、醇类9种、酯类7种（含苯甲酸乙酯二聚体）、萜烯类5种、酮类5种、酸类4种、其他5种。（3）施肥处理对果实转色前各类挥发性物质积累有促进作用,不同施肥处理之间各类物质峰体积累计值无明显变化。施肥对转色期酯类物质峰体积累计影响最大;与常规施肥相比控释肥1300kg/hm2处理更有利于醇类、酯类、萜烯类及甲基吡嗪等杂环类物质形成与积累。1300kg/hm2施肥处理有利于果实采收阶段酯类、萜烯类物质的形成及积累,但对醇类物质积累影响不大（4）在果实生长发育过程中,醛类物质峰体积整体呈现增长趋势;醇类物质中3-甲基-3-丁烯-1-醇等峰体积增加,而（E）-3-己烯-1-醇、苯乙醇在果实发育过程中峰体积基本保持在300以内,糠醇、2,3-丁二醇峰体积在采收期均有减小;酯类物质峰体积呈上升趋势;萜烯类物质除4-萜烯醇、alpha-松油醇外整体呈现持平状态;酸类物质以乙酸峰体积最大;酮类物质随着果实发育的进行峰体积升高或降低,其中3-羟基丁酮、2-戊酮峰体积在采收期最大;2-乙酰基呋喃、愈创木酚在果实生长发育过程中整体呈现增长趋势,而甲基吡嗪、三甲基吡嗪以及2,5-二甲基吡嗪则呈现出下降趋势。（5）各施肥处理下酒体单宁、总酚、花色苷含量均显著高于不施肥处理,控释肥处理优于常规施肥。（6）不同酿造时期共检测到53种挥发性物质,定性出44种（包含二聚体）。其中酯类13种（含乙酸乙酯、乳酸乙酯二聚体）、醇类12（含2-甲基-1-戊醇二聚体）种、酮类5种、醛类4种、酸类4种、萜烯类3种、其他3种。不同施肥处理下酒体中酯类、醛类、酮类物质峰体积累计值均有所提高,以控释肥1000kg/hm2处理下酒体峰体积累计值最大;萜烯类物质峰体积累计值无明显变化,基本保持在102.61～137.54之间。常规施肥处理下酸类物质峰体积累计值最高;不同处理下2-乙基呋喃、2,5-二甲基吡嗪及2,6-二甲基吡嗪峰体积累计值在控释肥1600kg/hm2处理中最大。（7）控释肥1000kg/hm2处理酒体典型性得分最高,控释肥1300kg/hm2处理酒体在香气、滋味、外观方面得分最高,整体而言控释肥处理酒体感官评价高于常规施肥,综合得分1300kg/hm2＞1000kg/hm2＞1600kg/hm2＞常规施肥。

关键词：赤霞珠控释肥果实酒体品质挥发性物质

控释肥对稻虾共作水稻生长特征与温室效应的影响

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控释肥对稻虾共作水稻生长特征与温室效应的影响

作者：余坤龙南京农业大学

学位级别：硕士

稻虾共作模式将水稻种植与小龙虾养殖有机结合在一起,充分利用光、温、水、土等资源,实现小龙虾与水稻的双丰收。然而,目前稻虾共作生态系统主要依靠无机肥料进行水稻养分的输入,不仅影响了养分利用效率,造成了水环境污染,更影响了稻田... 详细信息

稻虾共作模式将水稻种植与小龙虾养殖有机结合在一起,充分利用光、温、水、土等资源,实现小龙虾与水稻的双丰收。然而,目前稻虾共作生态系统主要依靠无机肥料进行水稻养分的输入,不仅影响了养分利用效率,造成了水环境污染,更影响了稻田水产品的安全。控释肥作为一种长效肥料,可根据自身包膜特性控制养分释放速率,延长养分供应时间,减少了化肥施用次数与施用数量,改善农业生态环境。本试验以常规粳稻武运粳23、南粳晶谷,杂交籼稻荃优0861、深两优600为试验材料,通过设置稻虾共作控释肥处理、稻虾共作无机复合肥处理、常规水稻控释肥处理、常规水稻无机复合肥处理,分析控释对稻虾共作水稻物质积累、水稻产量品质、氮磷钾利用和温室效应的影响,研究结果如下:1.稻虾共作处理降低了不同水稻品种各生育时期叶面积指数与各生育阶段群体作物生长率、净同化率与抽穗前光合势,降低了拔节后干物质积累比例,不同水稻品种干物质积累总量减少了4.02-8.15%,同时,水稻氮素偏生产力、氮素农学利用率、收获指数分别降低了4.13-9.34%、3.96-8.95%、0.07-1.83%。与常规水稻处理相比,稻虾共作处理产量降低了4.13-9.34%。控释肥处理提升了不同水稻品种各生育时期叶面积指数、各生育阶段光合势、作物生长率、净同化率,并提高了拔节后水稻干物质积累比例,水稻干物质总积累量提高了5.02-6.95%。同时,氮素偏生产力、氮素农学利用率分别提升3.29-6.21%、7.36-14.01%。与无机复合肥处理相比,控释肥处理产量提升幅度为3.29-6.21%。相关性分析表明,粳稻与籼稻品种抽穗前干物质积累量与不同品种水稻实际产量呈二次抛物线相关,抽穗后干物质积累量与不同品种水稻实际产量呈线性正相关。并且,本试验条件下水稻氮素偏生产力、氮素农学利用率与实际产量呈线性正相关,收获指数与水稻产量无显著相关性。稻虾共作条件下施用控释肥,可通过改善水稻各生育期的光合生产特性,提升中后期水稻干物质的积累与利用,对水稻有明显的增产效应。2.与常规水稻处理相比,稻虾共作处理氮素积累量降低了8.61-13.71%,氮素回收利用效率降低了5.93-12.79%。并且,降低了0.65-2.55%与2.45-12.02%氮素基蘖肥回收利用效率和氮素穗肥回收利用效率。同时,磷素回收利用效率与钾素回收利用效率分别降低了5.16-20.88%和2.16-15.21%。与无机复合肥处理相比,控释肥处理提高了水稻氮素积累量,同时提高了氮素转运量,转运率及籽粒贡献率,并且氮素回收利用效率显著提高了12.50-19.70%。氮素基蘖肥回收利用效率降低了1.47-4.54%,但氮素穗肥回收利用效率提高了9.05-17.76%。同时,磷素回收利用效率与钾素回收利用效率分别提高了31.19-49.43%和6.81-25.10%。水稻产量与氮磷钾积累量及回收利用效率、氮素穗肥回收利用效率呈线性正相关,与氮素籽粒生产效率、氮素干物质生产效率呈线性负相关,但与氮素基蘖肥回收利用效率、氮素生理利用效率和氮素收获指数无显著相关性。因此,本试验条件下,提高氮素穗肥回收利用效率,并提高磷素与钾素回收利用效率是控释肥提高水稻产量的关键因素。3.与常规水稻处理相比,稻虾共作处理降低了稻米垩白粒率与垩白度,并降低了稻米糙米率、精米率与整精米率和稻米峰值粘度、热浆粘度、最终粘度、崩解值,胶稠度以及稻米总蛋白质含量、醇溶蛋白、谷蛋白、球蛋白含量、但提高了清蛋白含量、直链淀粉含量与消减值、起始峰值时间与糊化温度。并且,与常规水稻处理相比,稻虾共作处理钾、镁、钠、钙、铁含量均有所提升,但降低了锰、锌与铜的含量。与无机复合肥处理相比,控释肥处理提高了稻米糙米率、精米率与整精米率、胶稠度、稻米峰值粘度、热浆粘度、最终粘度、崩解值与总蛋白质含量、谷蛋白、球蛋白、清蛋白含量,降低了稻米垩白粒率与垩白度、直链淀粉含量、醇溶蛋白含量、消减值、起始峰值时间与糊化温度。与无机复合肥处理相比,控释肥提升了矿质元素钾、镁的含量,但降低了铁、锰、锌、铜的含量,而钠、钙无明显变化规律。稻虾共作降低了稻米加工品质,蒸煮食味品质,但改善了外观品质,并降低了醇溶蛋白含量,品质存在一定提升,而控释肥的施用可有效改善稻米外观、加工、与蒸煮食味品质,对稻米品质具有显著的提升效应。4.常规水稻处理稻季甲烷排放总量在189.11-377.01 kg·ha,氧化亚氮排放总量在0.56-1.20 kg·ha,与之相比,稻虾共作处理稻季甲烷排放总量降低了15.67-39.68%,氧化亚氮排放总量降低了1.79-19.54%。全球增温潜势降低了15.37-39.06%,单位产量全球增温潜势降低了10.16-34.13%。与无机复合肥处理相比,控释肥处理稻季甲烷排放总量降低了

关键词：稻虾共作控释肥水稻物质积累水稻产量稻米品质养分利用温室效应

控释肥一次性侧深施对水稻生长、氮素利用和产量的影响

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控释肥一次性侧深施对水稻生长、氮素利用和产量的影响

作者：宋文杰长江大学

学位级别：硕士

为研究侧深施下施肥量和施肥方式对水稻氮素利用、氮素转运和氨挥发以及植株干物质积累和水稻产量等的影响,探索在保证水稻产量的前提下侧深施肥适宜的减氮策略,本研究以水稻品种“全两优鄂丰丝苗”为材料,2020-2022年设置全程不施肥(H0... 详细信息

为研究侧深施下施肥量和施肥方式对水稻氮素利用、氮素转运和氨挥发以及植株干物质积累和水稻产量等的影响,探索在保证水稻产量的前提下侧深施肥适宜的减氮策略,本研究以水稻品种“全两优鄂丰丝苗”为材料,2020-2022年设置全程不施肥(H0)、控释肥一次性侧深基施(H1)、控释氮肥减量10%一次性侧深基施(H2)、控释氮肥减量20%一次性侧深基施(H3)和传统撒施(CK)处理研究控释肥一次性侧深基施对水稻生长、氮素利用和产量的影响。结果表明:(1)控释肥一次性侧深施处理在水稻生长上,与传统撒施对照相比,控释肥的各处理在返青后的分蘖前期分蘖相对较慢,分蘖高峰苗时期延迟,但有效穗和成穗率高,其中处理H1、H2的有效穗分别比对照高7.94%～12.99%、2.74%～6.73%,处理H1、H2和H3的成穗率比对照高9.52%～11.97%;控释肥的各处理在生育前期的叶面积指数、SPAD值及干物质积累量相对较低,但在生育中后期高于对照处理。控释肥的各处理施肥区域的平均根长、平均根表面积和平均根体积等均显著高于对照,控释肥的各处理间差异不显著,但相比未施肥区域,其平均根长高9.01%～16.90%,平均根表面积高9.29%～15.35%,平均根体积高18.59%～40.51%;不施肥处理H0的根系在土壤中纵向分布最浅,主要集中在0-10 cm的范围内,横向主要集中在植株中轴的0-15 cm的范围内,处理CK的根系纵向主要分布在0-15cm的范围内,横向主要集中在0-20 cm的范围内;处理H1,H2和H3的分布特征规律基本一致,即纵向分布主要在5-15 cm的范围内,而施肥区域的根系在15-25cm的分布高于未施肥区域,横向分布中同样呈现出控释肥一次性侧深施肥区域的广度大于未施肥区域,其中施肥区域有部分根系分布在距植株中轴的15-25 cm的范围内,而未施肥区域中根系主要分布在距植株中轴0-15 cm的范围内。(2)控释肥一次性侧深施处理在氨挥发上,与传统撒施对照相比,控释肥的各处理在生育期的各个阶段中挥发速率均显著较低,处理CK的总氨挥发量分别比处理H1、H2和H3高2.60倍、2.71倍和3.02倍;控释肥的各处理的土壤铵态氮含量相较处理CK延迟达到极值,对照处理的氮肥在土壤中存在时间更短,处理CK的土壤铵态氮含量峰值比处理H1、H2和H3低14.36%～22.47%。(3)控释肥一次性侧深施处理在氮素利用上,与传统撒施对照相比,控释肥的各处理在分蘖期前,植株叶与茎的氮素积累速率较慢,随着生育期的推进,控释肥的各处理植株各部位氮素积累速度高于对照处理,最终处理H1的氮素积累量均显著高于CK;氮素利用率方面,控释肥的各处理的氮素表观利用率、氮素农学利用率、氮素生理利用率和氮素偏生产力均高于处理CK。与控释肥的各处理相比,处理CK下的氮素表观利用率分别低1.21%～46.57%,在氮素农学利用率上分别低18.85%～68.37%,在氮素生理利用率与氮素偏生产力分别低10.62%～28.43%与13.93%～24.74%。(4)通过回归分析显示,控释肥一次性侧深施减氮量与水稻产量之间的相关性呈现开口向上的抛物线,对回归方程y=0.0004x-0.0727x+9.9467求解可知,且当控释肥总施氮减量19.55%时,水稻的产量与处理CK的产量相等,与处理CK相比,处理H1、H2显著增产12.99%～14.96%和5.47%～6.17%,处理H3产量与CK差异不显著。综上所述,控释肥一次性侧深施代替传统撒施能够提高水稻中后期水稻分蘖潜力,促进根系生长,增加植株根量,增加水稻单位面积有效穗数,提高成穗率,同时提高生育中后期的叶面积指数和干物质积累量,增大SPAD值,减缓水稻中后期叶片衰败速度,并提高氮素表观利用率、氮素农学利用率、氮素生理利用率和氮素偏生产力,从而提高水稻产量。相比传统撒施,控释肥一次性侧深施减氮10%以内时,可显著增加机插水稻产量;通过回归分析得到,控释肥一次性侧深施肥在减氮19.55%以内时,可以稳产增效。

关键词：侧深施肥控释肥水稻生长产量氨挥发氮素利用率

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控释肥一次性施用对番茄生长和品质影响

控释肥一次性施用对番茄生长和品质影响

作者：孙明华中农业大学

学位级别：硕士

产业振兴是乡村振兴的首要任务,高山蔬菜作为恩施州产业振兴的重要内容,有利于当地农户快速实现增产、增效、增收的目标。番茄(Lycopersicon esculentum M)是高山蔬菜的重要作物,因其需肥量大、采摘期长、追肥次数多导致施肥成本高、用... 详细信息

产业振兴是乡村振兴的首要任务,高山蔬菜作为恩施州产业振兴的重要内容,有利于当地农户快速实现增产、增效、增收的目标。番茄(Lycopersicon esculentum M)是高山蔬菜的重要作物,因其需肥量大、采摘期长、追肥次数多导致施肥成本高、用工难,严重限制番茄规模化程度。为了实现番茄轻简化生产,保证番茄产量和品质,本试验通过田间试验方法,通过常规施肥,控释肥1和控释肥2处理研究控释肥一次性施用对番茄产量品质及其土壤养分有效性、微生物多样性的影响,为番茄高产优质轻简化生产施肥技术提供技术支撑。获得的主要结果如下:1.控释肥一次性施用能有效提高番茄产量与经济效益。与常规施肥相比,控释肥1处理的番茄产量达到97 t/hm,增产11 t/hm,产值增加3.3万元/hm,节本增效3.7万元/hm;与常规施肥相比,控释肥2处理的番茄产量达到111 t/hm,产量增加25.17 t/hm,产值增加7.6万元/hm,节本增效7.7万元/hm。与控释肥1相比,控释氮肥加养分增效剂处理番茄产值增加4.2万元/hm,净收入增加4.1万元/hm,控释肥2与控释肥1的产投比为23.3:1。控释肥2比控释肥1对作物产量和效益增加效果明显。2.控释肥一次性施用能有效改善番茄品质。施用控释肥2的番茄品质指标优于控释肥1理。与常规施肥相比,控释肥1处理番茄果实中可溶性固形物提高7.7%,可溶性糖提高12.3%,有机酸降低37.4%,维生素C提高31.2%;与常规施肥相比,控释肥2处理番茄果实中可溶性固形物提高2.18%,可溶性糖提高17.2%,有机酸降低59.7%,维生素C提高38.3%。3.控释肥一次性施用能有效调控番茄植物生长和提高养分利用效率。与常规施肥相比,控释肥1处理能显著促进植株株高生长,同时增加植株茎粗,提高番茄植株抗倒伏能力,控释肥2能进一步调控株高旺长。与常规施肥相比,控释肥1处理植物SPAD值提高14.1%,偏生产力提高14.0%,果实中氮、磷、钾分别提高18.9%、18.5%、25.4%;与常规施肥相比,控释肥2处理植物SPAD值提高23.0%,偏生产力提高20.3%,果实中氮、磷、钾分别提高26.8%、38.3%、39.4%。控释肥2比控释肥1更能有效促进植株生长与养分利用。4.控释肥一次性施用能有效提高土壤养分有效性与调节土壤微生物群落。具体表现在,与常规施肥相比,控释肥1处理土壤p H从5.18提高到5.68,速效磷提高9.2%,碱解氮降低8.1%,速效钾降低19.2%,与常规施肥相比,控释肥2处理土壤p H从5.18提高到5.73,速效磷提高8.3%,碱解氮降低5.0%,速效钾降低19.0%。在番茄成熟期,从属水平看,与常规施肥相比,控释肥1处理黄色单胞菌相对丰度显著提高99.69%,SC-I-84相对丰度显著降低89.53%;与常规施肥相比,控释肥2处理黄色单胞菌相对丰度显著提高99.15%,WD2101＿soil＿group相对丰度显著下降92.56%。综上所述,控释肥一次性施用能有效提高土壤养分有效性,调节土壤微生物结构,调节番茄植株地上部生长,从而促进植株对养分的吸收利用,实现番茄高产、高质、高效,在实现轻简化生产中具有重要的实践价值。

关键词：控释肥养分增效剂一次性施肥番茄品质土壤微生物多样性

基于无人机遥感不同控释肥用量下河套灌区玉米生长指标及产量估算研究

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基于无人机遥感不同控释肥用量下河套灌区玉米生长指标及产量估算...

作者：马红雨内蒙古农业大学

学位级别：硕士

水肥利用效率不高是限制河套灌区农业生产的重要因素,而控释肥由于氮素缓慢释放的特征,使得氮素利用效率明显提高。传统农田氮亏缺监测费时费力,而无人机具有快速、高精度和自动化监测等优点,在实现农田智慧施肥中扮演着重要角色。本文... 详细信息

水肥利用效率不高是限制河套灌区农业生产的重要因素,而控释肥由于氮素缓慢释放的特征,使得氮素利用效率明显提高。传统农田氮亏缺监测费时费力,而无人机具有快速、高精度和自动化监测等优点,在实现农田智慧施肥中扮演着重要角色。本文以玉米为研究对象,于2021-2022年在河套灌区中部开展不同控释肥用量对玉米生长的试验研究,共设置了不施肥(0,N0)、传统肥(225,N1)以及控释肥低氮(150,N2)、中氮(225,N3)和高氮(300,N4)kg/hm共5个处理。分析了不同生育期不同肥料及不同控释肥用量对玉米生长指标的影响,揭示了玉米冠层叶面积指数(LAI)、叶氮含量(LNC)、叶绿素含量(SPAD)与无人机遥感光谱变量的相关性,并构建了控释肥施用农田LAI、LNC和SPAD多光谱遥感模型,以及利用不同生育期的地上部生物量、LAI、SPAD和植被指数建立了玉米产量估算模型,明晰了玉米拔节期、抽雄期和灌浆期冠层LAI、LNC和SPAD分布对氮肥类型和控释肥用量的响应特征,并根据不同控释肥量对产量的影响机制,优化了农田施氮方案,为玉米精准智能施肥提供了重要支撑。主要结论如下:(1)在生育前期各处理玉米生长指标无明显差异,但在后期随着控释肥料逐渐释放出氮素,各处理间具有显著性差异(P控释肥料处理比传统肥料处理两年株高平均提高了11.45%,茎粗平均提高了19.54%,地上部生物量平均提高了20.36%,在玉米成熟期干物质重平均提高了9.29%,LAI相比平均提高了12.78%,LNC平均提高了16.74%,SPAD平均提高了14.19%。这表明施用225kg/hm的控释肥料比传统肥料更有利于提高玉米生长指标,促进作物生长发育,但控释肥量不宜超过225kg/hm。(2)不同生育期玉米冠层植被指数与LAI、LNC和SPAD的相关性均能达到显著相关(P控释肥的小区玉米产量比传统肥料分别提高了7.97%和10.21%。利用二次回归分析模型,拟合出2021年和2022年产量的最优控释肥施氮量分别为208.78kg/hm和201.04kg/hm,可以估算出最优施氮量下的玉米产量分别为11585.37kg/hm和11907.73kg/hm。

关键词：无人机遥感控释肥玉米生长指标产量估算

北京地区基于控释肥和水肥一体化管理的草莓基质栽培技术

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北方园艺 2023年第13期 153-156页

作者：赵凯丽刘瑜颜芳于跃跃李权辉郭宁北京市耕地建设保护中心北京100101 北京市密云区土肥工作站北京101500

基于控释肥和水肥一体化的施肥管理方式,该研究总结出一套适用于北京地区的草莓基质栽培技术模式。主要包括基质栽培,控释肥料育苗,基于控释肥的苗期、花期、头茬果期管理,水肥一体化结果期调控,以期为在北京地区推广提供水肥技术指导。

关键词：草莓基质栽培控释肥

盐渍化灌区控释肥施用农田水氮耦合效应及灌溉施肥制度优化

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盐渍化灌区控释肥施用农田水氮耦合效应及灌溉施肥制度优化

作者：辛懋鑫内蒙古农业大学

学位级别：硕士

水资源短缺和水氮利用率低已成为限制河套灌区农业生产的主要因素,本文以向日葵为研究对象,于2019年和2020年在河套灌区中游典型盐渍化农田开展了控释肥施用条件下水氮高效利用试验,设置了传统肥料(基施二铵,追施尿素)和控释肥施用条件... 详细信息

水资源短缺和水氮利用率低已成为限制河套灌区农业生产的主要因素,本文以向日葵为研究对象,于2019年和2020年在河套灌区中游典型盐渍化农田开展了控释肥施用条件下水氮高效利用试验,设置了传统肥料(基施二铵,追施尿素)和控释肥施用条件下低氮(135 kg/hm)、中氮(225 kg/hm)和高氮(315 kg/hm)三个施氮水平,控制灌溉(180mm)和充分灌溉(360mm)两种灌溉定额。研究了控释肥施用农田水氮互作效应对盐渍化农田的影响机制,探索了控释肥施用农田水氮耦合效应对向日葵生长、产量以及水氮利用效率的影响,建立了控释肥施用农田向日葵水氮耦合回归方程,且对组合方案进行了优化,并利用Dssat-Oilcrop-Sun模型对向日葵干物质和氮素积累、分配和转运过程进行了模拟分析,这对于解决盐渍化地区农业水肥高效利用以及面源污染防控具有重要的意义,得到主要结论如下:(1)土壤含水率随土层深度增加逐渐增大,随着生育进程逐渐减小。盐分向表层运移并积聚。随着生育进程推进,表层土壤全盐量逐渐增大,灌水可以有效淋洗盐分,充分灌溉处理脱盐率高出控制灌溉49.19%～112.19%。硝态氮运移特征与盐分一致,控释肥料与传统肥料相比,成熟期硝态氮含量增加了3.64%～15.17%。(2)控释肥施用有利于向日葵的生长,与传统肥料相比,控释肥施用条件下向日葵的株高、茎粗和SPAD增加了3.03%～24.84%,向日葵株高、茎粗和SPAD与施氮量成正比,但当施氮量超过225kg/hm,株高、茎粗和SPAD增长量逐渐减小。(3)控释肥可以有效提高向日葵产量,与传统肥料相比,产量2年平均提高了13.89%,水氮利用效率提高了13.61%～46.42%。控释肥可降低土壤-作物系统中氮肥盈余,减少氮肥表观损失,提高氮肥利用率。(4)在控释肥施用农田中,灌溉定额、施氮量与向日葵经济效益之间符合二元二次回归模型,通过主因素分析,对向日葵经济效益影响大小依次为:灌水量>施氮量,经济效益随施氮量的增加呈先增加后减小的趋势,随灌水量增加逐渐增加。经模型寻优,最高经济效益(21000～22500元/hm)的水氮组合方案为,2019年施氮253.71～276.12kg/hm,灌水348～361mm,2020年施氮236.88～282.6kg/hm,灌水346～357mm。可以达到高产高效的目的,推荐作为河套盐渍化地区向日葵农田控释肥施用水氮制度。(5)率定验证了Dssat-Oilcrop-Sun模型,nRMSE为7.16%～11.09%,NSE为0.85～0.91。向日葵干物质积累和氮素积累呈慢-快-慢模式,在成熟期还会因为向日葵衰老导致干物质和氮素积累量减少,与传统肥料相比,控释肥干物质和氮素积累量增加了24.58%和60.54%,衰老干物质和氮素减少了61.60%和29.19%。传统肥料处理较控释肥处理干物质转运量、干物质转运率和干物质对籽粒贡献率提高了27.33%～38.34%。氮素转运量、氮素转运率和氮素对籽粒贡献率与施氮量呈显著正相关,高氮增加了向日葵转运量、转运率和对籽粒贡献率-8.46%～399.65%。

关键词：盐渍化地区控释肥水氮耦合效应 Dssat 干物质转运水氮制度优化

土壤差异与控释肥处理对美乐葡萄品质及其酒体影响的研究

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土壤差异与控释肥处理对美乐葡萄品质及其酒体影响的研究

作者：包文毅宁夏大学

学位级别：硕士

本研究以贺兰山东麓酿酒葡萄美乐为试验材料,采用常规理化指标和气相色谱-离子迁移谱技术(GC-IMS)相结合的方法,首先对宁夏吴忠市红寺堡区四个酒庄美乐葡萄果实品质进行研究,确定不同酒庄土壤差异对美乐果实品质的影响。其次定位到红寺... 详细信息

本研究以贺兰山东麓酿酒葡萄美乐为试验材料,采用常规理化指标和气相色谱-离子迁移谱技术(GC-IMS)相结合的方法,首先对宁夏吴忠市红寺堡区四个酒庄美乐葡萄果实品质进行研究,确定不同酒庄土壤差异对美乐果实品质的影响。其次定位到红寺堡区汇达酒庄,通过施用新型肥料,探究不同剂量控释肥对美乐果实产量、品质、挥发性物质及其酿造出葡萄酒品质的影响,为宁夏贺兰山东麓地区酿酒葡萄的优质种植及葡萄酒品质提升提供理论依据。主要研究结果如下:(1)不同酒庄土壤中营养物质、中微量元素含量与美乐果实品质存在较强的相关性;可溶性固形物、可溶性总糖含量均以汇达酒庄最高,百分比含量分别为24.47%、25.83%;果实中维生素C含量在7.520 mg/100g～8.457 mg/100g,最高含量在粉红佳荣酒庄;单宁、总酚含量均以东方裕兴酒庄最高,数值分别为4.847 mg/100g、4.456 mg/100g。(2)四个酒庄美乐果实中共检测到66种挥发性物质,定性出59种化合物,定性出化合物占总数的89.39%;通过对比,2-甲基-2-丙醇含量在东方裕兴酒庄中最高,3-戊酮含量在汇达酒庄最高,红寺堡酒庄中含量较高的特征物质为2-己烯醛和异丁酸乙酯;不同酒庄的美乐果实挥发性物质主要以醇类、醛类、酯类为主,对美乐果实的风味形成有着重大贡献。(3)控释肥处理可显著提高美乐葡萄果实百粒重、单株产量以及亩产量,且均以70 kg/亩处理下最高,与常规处理相比分别增加了 14.40%、46.67%、48.50%;与常规处理相比,施用控释肥更有利于美乐果实品质的提升,综合分析果实中各项品质指标,确定控释肥70 kg/亩处理的效果最好。(4)果实中共检测到58种挥发性物质,定性出了 49种,占化合物总数的84.48%。结果显示,随着果实的生长发育,酯类物质中丁酸丁酯、乙酸己酯等峰体积在逐渐增加,而叶醇、正己醇、异戊醇等醇类物质峰体积在逐渐减小;施用控释肥有利于醛类物质、酮类物质在果实中的积累,己醛、异戊醛、苯甲醛、2-己烯醛、异丁醛、2-戊酮、3-甲基-2-戊酮、羟基丙酮最高峰体积均在控释肥处理中,且峰体积远大于常规处理;酸类物质中峰体积较为突出的是丙酸及异丙酸二聚体两种物质;控释肥处理有利于二丙基二硫、己腈积累,但不利于三乙胺、2-异丙基-4-甲基噻唑增长。(5)控释肥处理下酒体理化指标总体优于常规施肥处理,其中单宁、总酚、花色苷含量以70 kg/亩处理最高,分别为1776.99 mg/L、3558.53 mg/L、335.88 mg/L;不同处理美乐酒体感官总评分在75.5～89.9之间,色泽、滋味指标中控释肥60 kg/亩得分最高,香气与典型性方面控释肥70 kg/亩得分最高,综合得分最高为60 kg/亩。(6)控释肥处理下酒体中共检测到54种挥发性物质,定性出了 49种(包含二聚体、三聚体),定性出物质占总数的81.48%;酿造的酒体挥发性成分主要为醛类、醇类及酯类化合物,各类挥发性物质累积峰体积规律为:酯类>醛类>醇类>酮烯类>其他>酸类;控释肥处理下酒体中酯类物质累积峰体积均有提高,且最大值为控释肥60 kg/亩处理,数值达4115.226;醛类物质累积峰体积同样大于常规处理,且在酿造40 d时,控释肥70 kg/亩处理累积峰体积最大,为2254.330,较常规处理增加了 17.12%;在不同酿造时期,醇类物质峰体积表现为:70d>15d>40d,各时期峰体积累积值在4348.704～4831.963之间;酸类物质中,丁酸与丙酸两种化合物峰体积较高,对酒体中酸类风味贡献率较大。

关键词：美乐土壤控释肥果实及酒体品质挥发性物质