滴灌技术参数及施肥周期对苹果根区土壤硝态氮时空分布的影响

为揭示不同滴灌技术参数及施肥周期对苹果根区土壤硝态氮动态及分布的影响,探究适于渭北地区矮化密植苹果园的技术参数,以4 a生苹果树为试验对象,开展田间滴灌施肥试验。设置毛管布置方式（一行一管,P₁;一行两管,P₂）、滴头间距（30 cm, D₁;50 cm, D₂）、施肥周期（15 d, T₁;30 d, T₂）3个试验因素,监测根区土壤硝态氮在生育期内的时空分布特征。试验年份为平水年且土壤含水率相对较高,在此条件下研究表明,T₁和T₂处理硝态氮含量变化分别为7.06～168.36 mg·kg^-1和9.73～248.86 mg·kg^-1。延长施肥周期使0～40 cm和80～100 cm土层硝态氮变化幅度加大,并加剧硝态氮向深层移动,减少了0～60 cm土层（根系层）中硝态氮含量。与P₁相比,P₂处理使垂直树行方向硝态氮的扩散范围...     

生物炭配施沼液对渗出液电导率、全氮含量及土壤理化性质的影响

为增加沼液中养分在土壤中的滞留量,提高沼液利用效率,采用室内土柱试验,设置不同沼液配比(沼液∶水(体积比)分别为1∶4、1∶6、1∶8)、生物炭混掺量(0.0%、0.5%、1.0%、2.0%(土壤质量分数))和生物炭混掺厚度(5、10、15、20 cm),探讨生物炭配施沼液对土柱渗出液电导率、土壤全氮、土壤容重、土壤水稳定性团聚体、土壤总孔隙度、pH值和土壤有机质的影响。结果表明:沼液配比为1∶8时,生物炭配施沼液对全氮淋失无明显作用,沼液配比为1∶6时,渗出液全氮淋失幅度为34.49%～66.79%,沼液配比为1∶4时,渗出液全氮淋失幅度为4.17%～71.67%,即生物炭配施沼液能有效地提高土壤中的全氮含量。随生物炭混掺量的增加,土壤0.25 mm水稳定性团聚体含量、土壤总孔隙度和土壤有机质含量均有所增加,而随沼液配比的减小均逐渐降低,土壤0.25 mm水稳定性团聚体较CK增加幅度为8.47%～31.99%,土壤总孔隙度增加幅度为0.76%～3.72%,土壤有机质增加幅度为4.83%～37.17%;土壤容重随土壤中生物炭混掺量和沼液配比的增大而逐渐减小,降低幅度为2.22%～8.15%,表明生物炭配施沼液有益于土壤理化性质的改善。     

鼠李糖脂改性生物炭对盐渍土小白菜抗性及氮素吸收的影响

为探究鼠李糖脂改性生物炭对盐渍土的改良效果,通过小白菜盆栽试验,以盐渍土壤为材料,按照占土壤质量1%和2%比例各添加4种浓度的鼠李糖脂改性生物炭（浓度为250 mg·L^-1的鼠李糖脂体积(V)占生物炭质量(m)比分别为15%、10%、5%、0%）,研究了鼠李糖脂改性生物炭对盐渍土性质、氮素养分吸收以及小白菜生长和酶活性的影响。结果表明,与对照相比,鼠李糖脂改性生物炭提高了土壤有机碳含量和土壤铵态氮、硝态氮含量,但对土壤pH值无显著影响,其中,施加鼠李糖脂改性生物炭的处理与对照相比有机碳含量显著增加了55.05%~142.67%,施加鼠李糖脂改性生物炭比例为10%的处理平均与对照相比铵态氮含量显著提高了156.69%,施加鼠李糖脂改性生物炭比例为15%、10%的处理与对照相比硝态氮含量平均分别显著增加了37.94%、41.46%。施用鼠李糖脂改性生物炭显著增加了小白菜生物量和吸氮量,其中,改性比例为10%的处理平均分别比单施生物炭的处理增加了47.13%和43.64%。施用鼠李糖脂改性生物炭提高了叶片谷氨酰胺合成酶和过氧化物酶的活性,提高了可溶性蛋白含量,降低了丙二醛含量,其中,施加鼠李糖脂改性生物炭比例为10%的处理平均与对照相比叶片谷氨酰胺酶活性显著提高了113.64%、过氧化物酶活性显著提高了30.87%,施加鼠李糖脂改性生物炭比例为10%和5%的处理平均分别与对照相比可溶性蛋白含量提高了7.59%和37.60%,施加鼠李糖脂改性生物炭比例为10%的处理平均与对照相比丙二醛含量显著降低了80.60%。总体看来,采用鼠李糖脂改性的生物炭可以提高盐渍土小白菜的抗性,促进其对氮素的吸收,且以改性比例为10%效果最佳。     

局部根区滴灌与穴施尿素对土壤氮素空间分布的影响

为研究节水灌溉条件下穴施尿素、滴灌施肥对土壤铵态氮、硝态氮和碱解氮运移的影响,2019年在甘肃农业大学遮雨棚内开展施肥与灌溉试验,采用穴施尿素和滴灌施肥两种施肥方式,施纯氮量240 kg·hm^-2和180 kg·hm^-2,充分灌溉量和局部根区滴灌量分别是14 L和7 L。测定在距离滴头水平30 cm、垂直40 cm范围内土壤铵态氮、硝态氮和碱解氮含量,分析施肥与灌溉后土壤氮素转化及迁移特征。结果表明,土壤硝态氮更容易随灌水发生水平迁移,而土壤铵态氮更容易向土壤纵深迁移。土壤氮素含量的空间变异大小依次为：硝态氮>铵态氮>碱解氮;土壤硝态氮、铵态氮和碱解氮含量的平均变幅分别为32%~40%、26%~37%和6%~12%。局部根区滴灌土壤硝态氮含量的空间变幅比充分灌溉减小16%~20%。穴施尿素土壤铵态氮含量的空间变幅比滴灌施肥减小12%~28%。穴施尿素和局部根区滴灌调控土壤氮素转化速率,赋予肥料养分缓释性能,从而提高土壤氮素供应能力。因此,穴施尿素结合局部根区滴灌是较优的施肥与灌溉方式。     

不同改良剂配施对河套灌区碱化土壤理化性质及枸杞生长的影响

为了评价脱硫石膏配施不同功能改良剂对宁夏河套灌区碱化土壤改良效果，进而筛选出适合河套地区碱化土壤改良的最佳方案，本研究以枸杞(Lycium chinense)为供试材料，在宁夏河套灌区设立碱化土壤改良田间试验，设对照(T₁)、单施脱硫石膏(T₂)、脱硫石膏+醋糟+菌肥(T₃)、脱硫石膏+菌肥(T₄)、脱硫石膏+醋糟+菌肥+保水剂(T₅)、脱硫石膏+微肥(T₆)、脱硫石膏+诱抗素(T₇)7个处理，于2013—2016年连续开展田间试验对比分析不同改良措施对土壤盐碱指标、养分状况以及枸杞农艺性状(成活率/保存率、株高和产量)的影响。结果表明：改良4年间T₂～T₇处理在提高0～20 cm土层土壤有机碳(5.4%～88.8%)、全氮(8.0%～31.3%)、碱解氮(11.4%～41.7%),降低pH值(4.8%～10.3%),钠吸附性比SAR(5.5%～51.6%)和全盐含量(5.5%～51.6%)...     

基于多目标的生态脆弱区柠条平茬模式优化研究

为探究脆弱生态条件下柠条适宜平茬技术,提高灌木林生态保护与无粮化饲草料转化利用程度,基于内蒙古生态脆弱区实际情况设计机械平茬(T₁)、生物平茬(T₂)、轮换平茬(T₃)3种技术,通过试验采集及多元主体问卷调查,构建涉及经济、社会、生态效益的9个层次30个指标的柠条平茬技术综合效益评价指标体系,利用GI CRITIC EWM组合赋权法对其进行关键影响因素识别、效益评价,以筛选并评价优选平茬技术。研究表明：1)柠条平茬技术效益评价中,重要性程度为生态效益>经济效益>社会效益,饲化利用、水土保持和技术盈利能力为主要影响指标。2)三种平茬技术实现的综合效益排名为T₃>T₁>T₂,其中,经济效益排名为T₂>T₃>T₁、社会效益排名为T₁>T₃>T₂、生态效益排名为T₃...     

氮肥减施对棉花产量、干物质生产与氮素吸收利用的影响

为探究北疆棉花干物质积累、产量及氮素利用效率对不同减氮水平的响应，本研究通过两年的田间试验(2020—2021年),设置农户常规施氮375 kg·hm^-2(N_100%)、常规减量20%为300 kg·hm^-2(N_80%)、常规减量40%为225 kg·hm^-2(N_60%)和不施氮肥(N₀)4个施氮水平，研究减氮下棉花干物质积累、农艺性状及产量的变化规律，分析植株氮素吸收量、氮肥利用率对减氮的响应。研究结果表明，两年试验期棉花的株高均表现为N_100%>N_80%>N_60%>N₀,而茎粗表现为N_80%>N_100%>N_60%>N₀。各处理的年均干物质积累量在棉花生育期内基本表现为N_80%最高，且最终(120～13...     

生物炭施加对微咸水滴灌棉田土壤水热盐及棉花生长的影响

为解决北疆淡水缺乏和土壤质量下降的问题,通过大田试验探明不同灌水矿化度及生物炭施加量对棉田土壤水热盐环境及棉花生长的影响。设置4个生物炭施加水平(B0:0 t·hm^-2、B1:20 t·hm^-2、B2:40 t·hm^-2、B3:60 t·hm^-2)和3个灌水矿化度水平(S1:1 g·L^-1、S2:3 g·L^-1、S3:5 g·L^-1),采用双因素完全随机组合试验,研究不同处理对土壤水盐温分布、棉花生长指标、干物质积累量、产量及水分利用率的影响。结果表明：施加生物炭与灌水矿化度的增加均使得土壤含水率和含盐量升高。生物炭施加量的增加使得平均土壤温度升高,升高幅度介于5.9%～15.1%,灌水矿化度对平均土壤温度存在显著影响,但各处理间差异不显著。生物炭施加提高棉花株高、叶面积指数和地上部干物质量。棉花籽棉产量和水分利用率最大值均出现在B2S2处理,为6526.4 kg·hm^-2和2.01 kg·hm^-2     

生物炭和膨润土改良风沙土理化性质及对玉米农艺性状的影响

以辽宁省西北地区风沙土为研究对象，选取3种生物炭(水稻稻壳、玉米秸秆和竹子)和膨润土为改良剂，玉米为种植作物进行野外大田试验，研究生物炭和膨润土单施及混施对风沙土土壤理化性质及玉米农艺性状的影响。结果表明：生物炭和膨润土单施和混施均显著改善了土壤理化性质。生物炭和膨润土的施入降低了土壤容重，提高了土壤孔隙度和含水率；WR_>0.25mm(粒径大于0.25mm的水稳性团聚体含量)、MWD(平均重量直径)和GMD(几何平均直径)的变化均表现为拔节期到吐丝期无显著性变化，吐丝期到成熟期变化显著，最大分别增加至1.8、2.0和1.3倍，且膨润土与玉米秸秆生物炭的混施处理效果最佳；生物炭和膨润土显著提高了土壤有机质含量、pH、阳离子交换量(CEC)和速效态氮、磷、钾的含量，其中CEC含量最大增加至2.9倍，膨润土与竹子生物炭的混施处理pH提高至1.2倍，土壤速效磷和速效钾分别增加至5.7和2.4倍，碱解氮增加至6.3倍；玉米产量、株高和叶面积指数也有显著增加。生物炭和膨润土混施优于单施处理，其中施12t·hm^-2膨润土和1.9t·hm^-2...     

生物炭施用量对冬小麦产量及水分利用效率的影响研究

通过田间定位试验研究不同用量生物炭施用及传统秸秆还田对黄土高原旱地冬小麦生育期内土壤水分、养分及产量和水分利用效率的影响。试验设置5个处理,分别为对照(CK)、生物炭施用量为15 t·hm-2(BC1)、30 t·hm-2(BC2)、45 t·hm-2(BC3)及秸秆还田(SR)。试验结果表明,土壤硝态氮、铵态氮及速效钾、有机质含量在小麦整个生育期内均随生物炭施用量的增加而增加;土壤储水量(0～200 cm)及速效磷含量随生物炭施用量的增加先增加后减少;产量及水分利用效率随生物炭施用量的增加先增加后减少,当生物炭用量为30 t·hm-2时,产量及水分利用效率最大,分别为6 640 kg·hm-2、18.1 kg·hm-2·mm-1,比对照(CK)分别显著增加17.2%、17.8%;秸秆还田(SR)使作物增产10.5%,但对水分利用效率影响并不显著。因此,施用适量生物炭在改善土壤水肥特性的同时,能够显著提高作物产量及水分利用效率。     

施用沼液对紫花苜蓿种植土壤有机碳、氮组分影响研究

为明确沼液替代氮肥对种植紫花苜蓿石灰性土壤有机碳、氮组分的影响,开展田间试验,设置不施肥,常规施用化肥氮,基于化肥氮20%用量的沼液＋80%化肥氮,基于化肥氮50%用量的沼液＋50%化肥氮,基于常规施用化肥氮100%、200%用量的沼液共6个处理,分析比较各处理对土壤有机碳、氮组分影响。结果表明：随沼液配施比例的提高,土壤酸解氨基酸态氮、酸解总氮含量逐渐增加,与单施化肥相比,100%和200%沼液施用处理下土壤氨基酸态氮、酸解总氮含量分别显著提高13.93%~37.21%和8.22%~21.71%;20%~50%沼液施用利于提高土壤非酸解态氮含量;与100%沼液施用相比,200%沼液施用处理土壤酸解未知态氮和全氮含量分别下降9.01%~37.00%和0.89%~7.87%;沼液施用提高了土壤酸解氮组分尤其是酸解氨基酸态氮的比例。全氮与酸解总氮、氨基糖态氮和未知态氮含量呈极显著正相关关系。土壤腐殖酸、富里酸、游离腐殖酸和有机碳含量随沼液配施比例的提高而提高;与单施化肥相比,沼液100%和200%施用处理显著提高富里酸含量,沼液50%施用处理显著提高胡敏酸含量,胡富比随沼液施用比例提高呈下降趋势;有机碳与腐殖酸、游离腐殖酸、残渣碳、富里酸含量呈极显著正相关关系。综上所述,本研究条件下基于常规施用化肥氮100%用量的沼液更有利于土壤有机碳、氮组分含量的累积。     

加气灌溉对根区土壤肥力质量与作物生长的影响

水、肥、气、热、光是保障作物生长发育的五大要素,传统的灌溉方式不但用水量大,还会导致土壤通气性不足、团粒结构破坏,五要素之间的平衡被打破,造成土壤板结、盐碱化等土壤退化现象,从而土壤肥力质量下降,对作物生长发育造成不利影响。综述了加气灌溉研究背景、加气灌溉条件下土壤肥力质量评价指标、加气灌溉对土壤和土壤肥力质量的影响、加气灌溉对作物生长的影响,总结了加气灌溉对土壤微环境、酶环境、营养环境和作物根系的影响规律以及加气灌溉对土壤微环境和作物根系的调节机理。大量研究表明,加气灌溉能够有效改善根区土壤结构和水力学特性,增强作物根区土壤通透性,明显增加作物根区土壤中细菌、真菌和放线菌的数量,提高土壤中过氧化氢酶与脲酶活性,改善作物根区土壤微环境;加气灌溉可以增加土壤中速效氮和速效磷的含量,提高土壤肥力质量,促进根系对营养物质的吸收和作物的生长发育,提高灌溉水利用效率,作物增产高达10%以上。最后总结了现阶段加气灌溉还存在加气设备研发、加气时间与频次问题以及加气灌溉对土壤、微生物、作物根系、生态环境等的影响机制问题,提出了目前加气灌溉处于定量研究的探索阶段,还需要对加气灌溉中水-土-气-作物的耦合机制进一步开展研究。     

生物炭一次性施入对灌耕风沙土土壤性质及玉米产量的影响

以新疆主要低产土壤灌耕风沙土为研究对象,通过2015—2018年的田间定位试验,研究了生物炭不同添加量(0、22.5、67.5、112.5、225.0 t·hm~(-2))对土壤性质及玉米产量的影响。结果表明:生物炭于2011年一次性施入后,可明显降低土壤的容重,与初始土壤容重1.48 g·cm~(-3)相比,8 a后土壤容重降低至1.18～1.24 g·cm~(-3);施用生物炭后可以明显增加土壤中全氮、有机质及速效钾的含量,对土壤碱解氮的含量影响不明显,与对照相比,8 a后全氮、有机质及速效钾含量分别增加了14.42%～49.43%、22.02%～74.25%、1.27%～18.64%;随着定位试验的延续,一次性施用生物炭6 a后,土壤增碳、钾效应达到最大,随后逐年减弱,67.5 t·hm~(-2)的生物炭施用量最适宜;施用生物炭可以明显提高玉米产量,提高了9.4%～35.5%。     

生物炭与腐殖酸配施对盐碱土理化性质的影响

为探索新型盐碱化土壤改良剂,选取玉米秸秆、葵花秸秆制成生物炭与腐殖酸配合,研究玉米秸秆生物炭（A）、混合秸秆生物炭（A₂1）、腐殖酸（B）、玉米秸秆生物炭+腐殖酸（AB）、混合秸秆生物炭+腐殖酸（A₂1B）5种改良剂与土壤混合后较对照组原土（CK）中盐碱指标、肥力指标的改善情况。结果表明：生物炭和腐殖酸都具有改良土壤盐碱性、提高土壤肥力的作用,二者联合配施对降低土壤pH、电导率（EC）、碱化度（ESP）及提高土壤养分的效果更明显,其中混合生物炭与腐殖酸配施（A₁B）效果最好,A₁B组处理的土壤pH较CK组显著降低10.8%,EC下降55%,ESP降低9.8%;速效钾、有效磷、速效氮及有机质的平均增幅较其他4个处理分别提升59.77%、210%、178%、180%。综上所述,混合施用生物炭及腐殖酸对于改良盐碱土效果明显。     

Nutrient uptake and yield of tomato under various methods of fertilizer application and levels of fertigation in arid lands

With rising concern about current irrigation and fertilizer NPK management, the present study was conducted to evaluate the effect of sources and methods of fertilizer application on nutrient distribution, uptake, recovery and fruit yield of tomato grown in a sandy soil. Equal amounts of NPK were applied in solid form or through fertigation at levels of 0%, 50%, 75% and 100% with the remainder 100%, 50% and 25% applied as solid fertilizers to the soil. Available NO₃ ^?-N and K were confined to the root zone of tomato in 75% and 100% NPK fertigation levels, while they moved beyond the root zone when they applied in two equal splits as solid fertilizers with drip (0% fertigation) and furrow irrigation. The mobility of P was greater in the root zone following its application through fertigation compared to a solid application as super phosphate. Drip irrigation showed significantly higher absolute growth rate (AGR), total dry weight (TDW) and leaf area index (LAI) of tomato over furrow irrigation. Moreover, tomato plants were able to utilize applied nutrients more efficiently in fertigation system than with conventional solid fertilizer application. Highest AGR, TDW and LAI were recorded when nutrients were applied to 100% by drip fertigation. The fruit yield of tomato was higher with drip irrigation (58.62 t ha^?1) than with furrow irrigation, (47.37 t ha^?1). Maximum fruit yield was recorded with 100% NPK fertigation (74.87 t ha^?1) and was associated with a higher number of fruits per plant and a bigger fruit size than the solid applied fertilizers under both drip and furrow irrigation. On average, tomato accumulated more NPK across the fertigation levels than with drip and furrow irrigation. Similarly, the more controlled application of nutrients in fertigation treatments improved NPK recovery and fertilizer use efficiency (FUE) and resulted in lesser leaching of NO₃ ^?-N and K to deeper soil layers.     

微咸水与生物炭协同作用对盐碱土入渗特征及水盐运移的影响

为研究添加生物炭条件下微咸水矿化度对盐碱土水盐运移的影响，采用一维垂直土柱入渗试验，研究了微咸水灌溉并施用生物炭对盐碱土水盐运移特征及其对Philip和一维代数入渗模型参数的影响，并对入渗模型的适用性进行了评价。本研究设置淡水对照CK(0 g·L^-1)及4种微咸水矿化度水平(2、3、4、5 g·L^-1)与施用玉米秸秆生物炭(5 t·hm^-2)组合试验方案。结果表明：使用微咸水灌溉或施用生物炭均会增加土壤水分入渗速率及土壤含水率，提高土壤保水能力，且微咸水和生物炭协同作用下效果更好。灌溉微咸水并施用生物炭降低了土壤含盐量，在0～30 cm深度内的平均含盐量比初始含盐量降低了34.75%～74.00%,具有良好的盐分淋洗效果。Philip入渗模型能够较好模拟微咸水和生物炭协同作用下的土壤水分入渗情况，灌溉微咸水或施用生物炭会使吸渗率S增加，且两者结合使用时S增幅更大；由代数模型计算而得的土壤各层理论含水率值与实测值之间的平均绝对误差与均方根误差均小于2.2%,表现出一维代数模型较好的适用性。综上所述，使用微咸水灌溉并配施生物...     

生物炭对谷子幼苗生长及光合特性的影响

为揭示生物炭在谷子种植中的应用潜力和价值,以祥谷3号为材料,采用室内盆栽试验的方式,在土壤中添加3种不同比例的生物炭(10、50、90 g·kg~(-1)),于播种后30 d对谷子幼苗进行生物量、根系形态和地上形态及叶片光合的测定分析。结果表明:与未施用生物炭(BC0)对照相比,不同剂量的生物炭均显著改善了谷子幼苗地上和地下生物量、形态指标以及除胞间CO_2浓度以外的其他光合参数指标,且以中等剂量生物炭(50 g·kg~(-1))对谷子生长和光合指标的影响效果最为明显。与对照相比,中等剂量生物炭(50 g·kg~(-1))处理谷子幼苗地上部分和地下部分鲜重、干重分别提高了220%、181%和500%、350%,根冠比增加41.7%;谷子幼苗地下部分主根长、总根长、总根表面积、根尖数、分枝数分别提高124%、215%、323%、86.4%、279%;谷子地上部分幼苗株高、茎粗和叶面积分别提高48.28%、50%、159%;叶片相对叶绿素含量和净光合速率分别提高21.01%和167%。研究表明,生物炭添加可以改善地下根系和地上茎叶形态,改善叶片光合和根系对水分和矿质元素的吸收能力,从而促进谷子生物量的积累,可为后期产量的形成奠定基础。