温室沟灌条件下不同水氮用量对番茄产量、品质及水肥利用的影响

试验在温室栽培条件下研究不同的水氮用量对番茄产量、品质和水肥利用的影响,以期为温室番茄的生产提供科学的水氮管理依据。结果表明:有机无机配施模式下灌水与施氮量存在一定的交互作用,对于番茄产量、氮素总含量以及水氮利用效率具有较好的拮抗作用;充足的水分供应和适宜的施氮量是保证番茄产量、提高水氮利用率的前提。在相同灌溉量不同施氮量情况下,随着施氮量的升高,番茄品质中可溶性糖、可溶性酸和Vc含量与产量先升高后降低;在相同施氮量不同灌水量情况下,节水灌溉处理的氮肥与水分利用效率明显高于传统灌溉,且比传统灌溉处理增产3. 07%和5. 40%,节水灌溉处理的农学利用效率和肥料偏生产力比传统灌溉分别提高了23. 61%～29. 58%和3. 07%～5. 49%,与传统灌溉相比,节水灌溉处理的水分利用率提高了54. 60%和58. 64%,且节水灌溉下施氮量为675 kg/hm~2的处理产量以及水氮利用率最高。在本试验中,节水灌溉条件下施氮量为675 kg/hm~2的处理W2N675为较适宜番茄生长发育的处理措施。     

不同保水剂对戈壁日光温室基质栽培番茄生长和产量及品质的影响

为了给戈壁日光温室番茄基质生产中保水剂的合理添加提供技术依据,以酒番6号为试材,设置正常灌溉水平下不添加保水剂、添加90 kg/hm2凹凸棒、添加90 kg/hm2高分子树脂3个处理;定植后7 d减量灌水15%水平下不添加保水剂、添加90 kg/hm2凹凸棒、添加90 kg/hm2高分子树脂3个处理,研究了添加不同保水剂对戈壁日光温室基质栽培番茄生长、品质和产量的影响。结果表明,在正常灌溉水平下,与对照不添加保水剂相比较,添加90 kg/hm2凹凸棒和90 kg/hm2高分子树脂处理的番茄产量提高5.67%~5.85%,可溶性糖、可溶性蛋白、维生素C、可溶性固形物含量及水分利用效率分别提高10.83%~12.50%、11.88%~38.61%、1.98%~2.20%、7.74%~13.47%、5.70%~5.89%。减量灌水15%水平下,添加90 kg/hm2凹凸棒和90 kg/hm2高分子树脂处理的番茄产量提高8.65%~15.48%,可溶性糖、可溶性蛋白、维生素C含量及水分利用效率分别提高30.50%~37.24%、70.14%~84.86%、15.83%~18.38%、8.64%~15.50%,可溶性固形物含量降低3.36%~17.75%。表明添加保水剂可显著提高番茄植株生长,提高产量,改善果实品质。主成分分析表明,正常灌溉水平(4 500 m3/hm2)下,以添加90 kg/hm2高分子树脂效果最佳。     

氮、钾肥用量对膜下滴灌加工番茄产量和品质的影响

通过田间小区试验,研究不同氮、钾肥用量对加工番茄产量、品质的影响。试验设N 0、210、300、390kg/hm~24个水平,K_2O 0、135、225、315 kg/hm~24个水平,于成熟期测定各项品质指标、产量构成并分析增产效应。结果表明,氮肥、钾肥对加工番茄均有显著增产作用,但钾肥的增产作用强度不如氮肥显著。氮、钾肥增产率范围分别为32.8%~51.4%,13.3%~23.0%。N、K肥均通过增加加工番茄单果重增加产量。施氮量390kg/hm2处理番茄红素、可溶性固形物较300 kg/hm~2处理显著降低10.85%和14.77%,较210 kg/hm~2低氮处理糖酸比显著下降36.04%。随施钾量的增加,番茄红素持续增加,315 kg/hm~2处理最大,为14.97 mg/100 g。增施钾肥可溶性固形物含量可以提高8.81%~13.73%,糖酸比提高3.98%~30.68%。增施钾有利于降低脐腐病发生率,提高氮肥用量可使脐腐病发生率显著增加。分别对施氮肥量、施钾肥量和产量的关系用一元二次方程拟合,得到最高产量氮肥施用量为265.5 kg/hm~2,最高产量钾肥施用量为268.5 kg/hm2。确定合理的氮肥和钾肥的施肥量范围分别为254.1~265.5和225~230.2 kg/hm~2。     

适宜施氮量提高温室砂田滴灌甜瓜产量品质及水氮利用率

为解决设施砂田甜瓜生产中的水肥瓶颈问题,该文通过大田试验,研究西北旱区设施砂田甜瓜传统水肥管理与滴灌施肥处理对不同生育时期甜瓜生长、产量、品质及水氮利用率的影响,从而确定甜瓜高效的灌溉方式及适宜的氮肥用量。试验设置了2个对照处理:大水漫灌不施氮肥(CK0)和大水漫灌传统施氮(CK),并在灌水量减少40%的滴灌条件下设置了4个氮肥水平:不施氮(T1)、传统施氮量N 180 kg/hm2(T2)、减氮40%即N 108 kg/hm2(T3)、增氮40%即N 252 kg/hm2(T4),共6个处理。结果表明:滴灌施肥处理较对照在甜瓜生长后期光合、植株干物质及氮素积累量等生理、生长指标均显著提高,甜瓜增产7.40%~14.35%,水、氮利用率分别提高28.81%~40.65%和22.78%~77.22%,果实品质中可溶性固形物及Vc含量也显著提高,硝酸盐含量显著降低,且滴灌可减少砂层含土量,从而延长砂田的使用年限。相同滴灌条件不同氮水平处理间,甜瓜植株干物质及氮素积累量随施氮量的增加而增加,而光合指标、产量、品质及水氮利用率则表现出先增加后降低的趋势,其中以T2和T3处理的甜瓜产量、品质和水氮利用率最高。综合分析表明,滴灌施肥是西北旱区设施砂田甜瓜栽培优质高产、高效和节水节肥的水肥管理模式,适宜的氮肥施用量为108~180 kg/hm2。     

滴灌施肥对大棚西瓜生长、产量及品质的影响

该文从优质高产、高效和节水节肥的三重目标出发,通过大田试验,研究在西北旱区对大棚膜下滴灌施肥条件下不同生育时期水肥组合对西瓜生长、产量、灌溉水分利用效率和果实品质的影响,从而确定西瓜适宜滴灌施肥的水肥用量。试验设置3个灌溉量水平:450 m3/hm2(W1)、900 m3/hm2(W2)、1350 m3/hm2(W3),3个施肥水平:N 81.53 kg/hm2+P2O5 33.43 kg/hm2+K2O 101.09 kg/hm2(F1),N 163.05 kg/hm2+P2O5 66.85 kg/hm2+K2O202.18 kg/hm2(F2),N 244.58 kg/hm2+P2O5 100.28 kg/hm2+K2O 303.27 kg/hm2(F3),共9个处理。结果表明:在相同肥料处理条件下,提高灌水量有利于西瓜株高生长,但茎粗减小,发生徒长。F2W2处理能使西瓜叶片叶绿素含量在各个生育期保持较高水平。在西瓜苗期,增加水肥用量的F3W3处理提高了西瓜叶片净光合速率和蒸腾速率,但与F2W2处理差异不显著。坐果期后,F2W2处理的西瓜光合能力较强,获得了较高的产量和水分利用效率,较提高灌水量和施肥量的F3W3处理增产3.6%,灌溉水分利用效率(irrigation water use efficency,iWUE)提高35.73%。在果实品质方面,F2W2处理的西瓜中、边可溶性固形物、可溶性蛋白质和番茄红素等质量分数表现最好,F2W1处理的西瓜可溶性总糖质量分数最高,F3W2处理的西瓜总维生素C质量分数最高,但与F2W2处理差异不显著,且F2W2处理西瓜产生最佳的糖酸比,口感极佳。综合分析表明,F2W2处理的西瓜生长健壮,光合作用强,优质高产,且水分利用效率较高,是利于西北旱作膜下滴灌条件下西瓜生产中适宜的水肥组合。     

不同水氮组合对全立架栽培伽师瓜产量与品质的影响

全立架露地栽培伽师瓜（Cucumis melo var. saccharinus Naud）是一种集高密度、 覆膜、 立架于一体的立体种植新模式。本文在极端干旱的喀什地区灌溉条件下,研究不同水氮组合对全立架栽培伽师瓜产量、 品质、 水氮资源利用效率的影响,结果表明,施氮肥能使全立架栽培伽师瓜单果重增加而使产量提高31.0%。而当施氮量增至375 kg/hm2 且灌水8250 m3/hm2 时,又显著增加烂果率。灌水量为67507500 m3/hm2时氮素利用效率最高,并随施氮量的增加而降低。施氮量为225 kg/hm2 时灌水利用效率最高。施氮量375 kg/hm2时的果肉维生素C含量较不施氮肥降低11.3%~25.6%。不同灌水量对果实果肉比例及果皮比例无显著影响,而施用氮肥可增加果实的果肉比例、 降低胎座子粒的质量百分比。当全立架露地栽培伽师瓜的产量达81745 kg/hm2时,适宜的水氮组合为全生育期施氮303 kg/hm2、灌水7405 m3/hm2,且能保证果实品质。     

水肥耦合对番茄光合、产量及水分利用效率的影响

为研究大棚膜下滴灌灌溉上限与施肥量耦合对番茄光合、产量及水分利用效率的影响,以金鹏1号番茄为试材,按照二元二次正交旋转组合设计原理,建立了光合与产量指标的数学模型,分析了水肥两因子的耦合效应。试验结果表明,所建模型达到显著水平;水对光合的影响大于肥,对产量的影响小于肥,水肥对光合和产量的耦合分别存在显著的负效应和正效应;光合速率随灌溉上限的上升表现出明显的上升趋势,超过一定范围后开始下降;不论灌溉上限高低,光合速率均随施肥量的增加表现出先降低后升高的趋势,变化趋势缓慢;番茄的产量随灌溉上限和施肥定额的增加而显著增加,超过一定范围后产量逐渐降低。得出合理的灌溉施肥指标:灌溉下限为田间持水量的50%,灌溉上限为田间持水量的80%~82%,施肥N 313.75~439.75 kg/hm2、P2O5156.55~219.19 kg/hm2、K2O 313.75~439.75 kg/hm2。此时,番茄的产量达到124 t/hm2、水分利用效率达到43.2 kg/m3。     

氮肥对非充分灌溉下棉花产量及品质的补偿作用

【目的】 水分不能按照棉花正常需水量进行灌溉,对棉花生长发育、产量及品质会造成一定影响,本文旨在通过研究氮肥施用量来缩小因灌溉水不足对棉花所造成的影响,以期为干旱地区棉花水肥高效利用提供理论依据。 【方法】 试验以棉花‘新陆中54号’为材料,采用裂区试验设计,主区为总灌溉量,分别为2800 m3/hm2 (非充分灌溉)、3800 m3/hm2 (常规灌溉),副区为4个施氮 (N) 水平,即0 kg/hm2 (N0)、150 kg/hm2 (N150)、300 kg/hm2 (N300)、450 kg/hm2 (N450)。测定了棉花的生长、棉绒品质和棉花的肥水利用率。 【结果】 同一氮肥处理下,非充分灌溉处理干物质与氮素最大积累速率出现时间及拐点时间均较常规灌溉处理提前,干物质与氮素最大积累量及积累速率、干物质与氮素向生殖器官分配比例、氮素向生殖器官的转移率、籽棉产量及品质均低于常规灌溉处理,但籽棉增产率、氮肥农学利用率及水、氮利用率均高于常规灌溉处理。同一灌溉量下,随着施氮量的增加,干物质与氮素最大积累速率出现时间、拐点时间表现为N450 > N300 > N150 > N0,干物质与氮素积累量及积累速率、最大生长特征值、干物质与氮素向生殖器官分配比例及转移率、籽棉产量及品质、水分利用率均表现为N300 > N450 > N150 > N0,籽棉增产率、氮肥农学利用效率及氮肥利用率表现为N300 > N450 > N150。非充分灌溉下增施氮肥的补偿效果随着氮肥用量的增加呈先增加后下降的趋势,N300处理补偿效果最为显著,与常规灌溉处理相比,补偿效应主要表现在干物质与氮素最大积累速率提高了1.9%、3.1%,干物质向生殖积累器官分配比例及氮素转移率提高了24.0%、5.1%,水、氮利用率提高了6.1%～8.8%、17.3%～17.9%,籽棉增产率提高了6.1%～8.8%,纤维长度、整齐度及比强度提高了4.3%～20.1%、5.7%～7.3%及2.2%～12.5%。氮肥对棉花生长发育的影响大于水分。 【结论】 非充分灌溉下,施N 300 kg/hm2棉花可正常生长,干物质与氮素积累量适宜,向生殖器官分配比例及转移率较高,水、氮利用率最高,且节水26.3%。棉花虽然在产量与品质上有所下降,籽棉产量较常规灌溉几乎没有下降。从干旱地区农业缺水的现实考虑,在南疆采用非充分灌溉下,施氮300 kg/hm2可补偿缺水对棉花产量和品质的影响。      

负压灌溉下施钾促进紫叶生菜生长和根际微生物多样性的研究

在温室中利用负压灌溉装置进行盆栽试验,研究了施钾水平对紫叶生菜的产量、品质、养分吸收、钾肥利用效率、抗氧化能力和根际微生物多样性等指标的影响。结果表明:1)施用钾肥量为300 kg/hm2时紫叶生菜的产量、品质和营养吸收量高于其他处理。2)施肥量300 kg/hm2处理在钾肥贡献率、钾肥农学利用率和钾肥吸收利用率表现最佳。3)225 kg/hm2和300 kg/hm2处理的抗氧化能力要高于其他处理。4)300 kg/hm2处理在OTU、Chao 1和香农指数数值最好,比150 kg/hm2处理分别高出了17%、16%和4%。综合各项指标考虑,在负压灌溉水肥一体化装置下钾肥施用量在300 kg/hm2时,提高了紫叶生菜的产量和品质,促进养分的吸收和抗氧化能力,显著提高了钾肥的利用率和根际土微生物的多样性。     

基于模糊Borda组合模型评价番茄产量及品质对水肥供应响应

为构建番茄产量-品质组合评价模型,分析综合评价值对水肥供应的响应,该文采用温室番茄五元二次通用旋转组合设计的水肥试验数据,选取番茄可溶性糖、可溶性固形物、可滴定酸、番茄红素、维生素C、糖酸比6个品质指标及产量数据作为评价指标。研究表明:主成分分析法、隶属函数法、基于组合赋权的TOPSIS模型和灰色关联度法4种单一评价方法的评价值排名存在明显的不一致性;在Kendall-W协和系数事前检验的基础上,运用Broda法、Copeland法、模糊Borda法和基于整体差异的组合评价方法,构建番茄产量-品质组合评价模型。事后检验表明,针对32个处理,4种组合评价模型与各单一评价方法的排序值具有很好的相关性,以模糊Borda组合评价模型表现最优。进一步,根据模糊Broda组合评价模型的番茄产量-品质综合评价指标与水肥用量间的回归模型,各因子的主效应表现为:施氮量≥灌水量有机肥用量施磷量施钾量。其他因素为中间水平时,番茄产量-品质评价值随灌水量、施氮量、施磷量或有机肥用量的增加呈开口向下的抛物线变化,随施钾量无显著变化。而且,灌水量和有机肥用量存在负交互作用,施氮量和施磷量为正交互作用,表明灌水量过高不利于番茄产量-品质的提高,合理增施有机肥及氮、磷肥可有效提高番茄的产量和品质。该试验条件下,将灌水量、有机肥及氮、磷、钾肥用量依次控制为488.3～508.7 mm、19.3～21.8 t/hm2、498.4～565.6 kg/hm2、399.7～447.1 kg/hm2、698.1～777.9 kg/hm2,可望获得较高的番茄产量,同时兼具较高的品质。     

膜下滴灌水肥耦合促进番茄养分吸收及生长

研究膜下滴灌不同水肥调控措施对日光温室番茄生长、产量、养分吸收利用的影响,为温室番茄水肥科学管理提供依据。设灌水(W)和施肥(F:N-P2O5-K2O)2因素,以常规沟灌施肥(W1:100%ET0,F1:240-120-150kg/hm2,ET0为参考作物蒸发蒸腾量)为对照(Control,CK),3个滴灌水量(W1:100%ET0、W2:75%ET0、W3:50%ET0)和3个施肥水平(F1:240-120-150 kg/hm2、F2:180-90-112.5 kg/hm2、F3:120-60-75 kg/hm2)。结果表明,滴灌施肥(W1F1)比CK处理的干物质量、产量和肥料偏生产力(PFP,partial factor productivity of fertilizer)分别增加60.0%、46.9%和47.0%,氮、磷和钾吸收量是CK的1.82~2.41、1.56~2.03和1.36~1.90倍。滴灌施肥下,W1F2干物质量最大(9 258.3 kg/hm2),W1和W2较W3增产19.0%和6.5%,F1和F2较F3增产18.3%和12.9%。生育期内,植株氮、磷和钾吸收量均随灌水量和施肥量的增加而增大(第二果膨大期,F2处理磷和钾吸收量最大除外),灌水量越大,养分利用效率(NUE,nutrient use efficiency)越小,吸收效率(UPE,nutrient uptake efficiency)和PFP越大,施肥量越大,NUE、UPE及PFP均减小。综合分析,滴灌施肥增产效果明显,W1F2(100%ET0,N-P2O5-K2O为180-90-112.5 kg/hm2)处理干物质量最大,有较大的增产潜力,UPE和PFP较高,是适宜的灌水施肥组合。     

高低畦种植模式下水氮耦合对冬小麦产量和水氮利用效率的影响

高低畦种植是在生产实践中摸索出的一套节水增产的冬小麦种植模式,尽管已被山东省列为农业主推技术,但由于建立时间尚短,其背后机理研究仍较薄弱,很大程度上制约了该模式的完善与推广应用。为探索高低畦冬小麦最佳的水氮管理制度,于2020—2022年开展田间试验,设置3个灌水定额(W1:120 mm、W2:90 mm、W3:60 mm)和3个施氮水平(N1:300 kg/hm²、N2:240 kg/hm²、N3:180 kg/hm²),以水氮充足的平作种植为对照(CK,灌水定额120 mm,施氮量300 kg/hm²),测定了不同生育期土壤含水率、成熟期地上部生物量和产量,并计算了麦田耗水量、水分利用效率、氮肥偏生产力和净利润等指标。结果表明：1)与平作种植相比,高低畦种植的麦田耗水量无明显差异,但冬小麦产量、水分利用效率、氮肥偏生产力和净利润分别提高14.8%～17.6%、15.9%～16.9%、14.8%～17.6%和58.9%～112.6%,说明高低畦种植模式具有增产与节水有机统一的良好潜力。2)灌水水平...     

水肥气耦合滴灌番茄地土壤N2O排放特征及影响因素分析

为了解水肥气耦合滴灌下不同水肥气调控措施对土壤N_2O排放的影响,该研究设置施氮量(低氮和常氮)、掺气量(不掺气和循环曝气处理)和灌水量(低湿度和高湿度处理)3因素2水平完全随机试验,通过静态箱-气相色谱法、q PCR技术和结构方程模型,系统研究了不同水肥气组合方案下温室番茄地土壤N_2O排放特征及其与相关影响因素之间的关系。结果表明,水肥气耦合滴灌下N_2O排放峰值出现在施氮后2 d内,其余时期N_2O排放通量较低且变幅较小。施氮量、掺气量和灌水量的增加可增加土壤N_2O排放通量和排放总量。其中,高湿度条件下N_2O排放总量较低湿度平均增加了30.14%,曝气条件下N_2O排放总量较对照平均增加了35.16%,常氮条件下N_2O排放总量较低氮平均增加了33.83%。施氮量、掺气量和灌水量的增加可提高温室番茄的产量和氮肥偏生产力。土壤NH4+-N和NO3--N含量对N_2O排放的总效应为0.60和0.79,是影响水肥气耦合滴灌下土壤N_2O排放的主导因子。综合考虑作物产量、N_2O排放总量和氮肥偏生产力,常氮曝气低湿度处理是适宜的水肥气耦合滴灌方案。     

毛管埋深和层状质地对番茄滴灌水氮利用效率的影响

为了确定不同质地土壤中地下滴灌的适宜毛管埋深,通过两年日光温室滴灌施肥灌溉试验,研究了毛管埋深、土壤层状质地和施氮量对番茄产量、品质及水分利用效率（WUE）、氮肥表观利用率（AFUE）和氮肥偏生产力（PFP）的影响。研究结果表明,均质壤土中,毛管埋深、施氮量及其交互作用对番茄产量和WUE影响不显著,地下滴灌番茄Vc含量比地表滴灌低;番茄AFUE随毛管埋深增加而降低,施氮量由150 kg/hm2增加到225 kg/hm2时,番茄PFP显著降低。对均质壤土,建议毛管埋深15 cm、施氮量150 kg/hm2,以获得较高的PFP。土壤的层状质地结构明显降低番茄的产量、WUE和PFP,与均质壤土处理相比,上砂下壤和砂土夹层处理WUE分别低32%和11%,产量和PFP分别低33%和12%,从提高水氮利用效率的角度出发,建议在上粗下细（上砂下壤）的层状土壤中慎重使用地下滴灌。     

不同水氮处理对冬小麦生长及产量影响的田间试

该文以促进农业用水增效为目的,开展了作物水肥生理调控技术研究,选用主要农作物冬小麦,进行不同水肥耦合的灌溉试验,对冬小麦生理指标(株高、干物质质量、叶面积指数、光合作用和籽粒产量等)进行了统计分析,初步探索了冬小麦对水肥(氮)需求影响的规律。通过对冬小麦生理生育指标的统计分析及比较可知各个处理之间各生物指标的生长趋势相同,而200kg/hm2氮处理的各生物指标普遍优于100kg/hm2氮处理的各生物指标,这表明在低肥力条件下适当的增施氮肥,可以提高产量,不过各个处理下冬小麦籽粒产量和总生物量并无显著性差异。在水分处理上灌浆水和返青水很关键,只是在灌灌浆水时已进入雨季,可以减少灌溉水量而充分利用雨水。为减少对环境的污染,建议在生产上考虑选择100kg/hm2氮肥量,并不显著影响冬小麦的生长及最终产量。     

滴灌和施用秸秆降低日光温室番茄地氮素淋溶损失

以一年两季设施番茄为对象,利用渗漏池收集渗漏液,研究了设施菜地不同灌溉模式(滴灌、漫灌)和施用有机物料(单施鸡粪M、鸡粪配施玉米秸秆M+C、鸡粪配施小麦秸秆M+W)对土壤矿质态氮、可溶性有机氮淋溶损失的影响。结果表明,日光温室栽培条件下,氮素的淋溶损失主要发生于秋冬季,滴灌和漫灌模式下,该季可溶性总氮淋失量占全年淋失量的56.8%和71.1%。漫灌模式下,冬春季和秋冬季可溶性总氮淋失量分别为114.3和281.1kg/hm~2,占单季氮投入量的12.5%和29.3%。与漫灌相比,滴灌使全年番茄产量和氮素吸收量分别显著提高15.6%和21.4%,氮素利用率(氮素吸收量/氮素投入量)显著提高47.5%,同时使全年矿质态氮(铵态氮+硝态氮)和可溶性有机氮淋失量分别降低68.6和47.4 kg/hm~2,降幅分别为33.1%和39.6%。与单施鸡粪相比,鸡粪配施秸秆(玉米或小麦)对番茄产量无影响,但显著降低灌溉水渗漏量和氮素淋溶损失量,使全年灌溉水渗漏损失量平均降低24.3%,全年矿质态氮和可溶性有机氮淋失量分别平均降低26.6%和33.7%。综上,可溶性有机氮在氮素淋溶损失中不可忽视,滴灌模式通过降低渗漏液中氮的浓度,配施秸秆通过减少灌溉水的渗漏损失,进而降低可溶性氮的淋溶损失。