科研产出
农业灌溉和施肥在陆面过程模型中的参数化方法研究进展
《应用生态学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：全球气候变化和人口激增背景下,灌溉和施肥成为保证粮食产量的重要途径,同时也深刻改变着陆地生态系统水循环、能量流动和物质循环过程.在陆面过程模型(LSM)中耦合灌溉和施肥方案对清晰把握陆-气相互作用、保障全球粮食安全有重要意义.本文分别回顾了灌溉和施肥(氮肥)在LSM参数化过程中的3个关键参量(方式、用量和时间)的表达方法,指出了当前受到灌溉和施肥关键参量高时空分辨率数据匮乏的影响,LSM中的灌溉和施肥方案与实际农业生产方式有所偏离,难以充分反映灌溉和施肥对粮食产量、生态环境和局部气候的影响.最后,提出了 LSM中灌溉和施肥方案的未来优化方向:1)考虑作物间的水分需求差异,对灌溉阈值进行差异化设置,正确评估不同作物的水资源消耗总量和强度;2)充分利用施肥灌溉的地面观测记录和日益丰富的区域格网数据,发展更加贴合实际农业操作的参数化方案,准确揭示灌溉和施肥的经济、生态和气候等效应;3)综合作物类型、物候阶段、土壤基础肥力等因素,发展施肥诊断方案作为模型的补充方案,提升模型在氮肥数据匮乏地区的应用性和模拟准确性.
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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
《农业工程学报 》 2023 EI 北大核心 CSCD
摘要：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/hm~2、N2:240 kg/hm~2、N3:180 kg/hm~2），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/hm~2），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)灌水水平和施氮水平均对高低畦种植麦田耗水量产生极显著影响（P＜0.01）；高低畦种植模式的产量、地上部生物量、水分利用效率、氮肥偏生产力和净利润的水氮耦合效应明显；W2N2与W1N1产量差异不显著（P＞0.05），而水分利用效率和氮肥偏生产力也显著增加（P＜0.05）；说明适量节水减氮不会显著降低产量，且可获得较高的水分利用效率和氮肥偏生产力。二元二次回归分析得出，当耗水量为536.3～559.4 mm（灌水定额为99.2～115.4 mm），施氮量246.5～299.4 kg/hm~2时，可以使高低畦种植模式冬小麦产量、水分利用效率和净利润的综合效益最大化。研究为冬小麦高低畦种植模式下水氮优化管理策略的构建提供理论依据和技术支撑。
关键词： 灌溉 氮肥 冬小麦 高低畦种植 产量 水分利用效率 经济效益
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冬前镇压和灌溉对冬小麦植株形态和产量的影响
《中国农业大学学报 》 2019 北大核心 CSCD
摘要：为明确冬前镇压和灌溉对山东省冬小麦生长发育的影响,在2016-2017年小麦生长季,以‘济麦22’为材料,利用大田随机区组试验,分析冬前镇压+灌溉(C+I)、单独灌溉(I)和单独镇压(C)处理对冬小麦植株形态和产量的影响.结果 表明,1)与对照(常规种植管理,CK)相比,冬前镇压+灌溉、单独灌溉或镇压都可提高分蘖数、分蘖成穗率和成熟期株高,其中镇压+灌溉处理提高值最大,其次是单独镇压或灌溉处理;2)冬前镇压+灌溉、单独镇压和单独灌溉处理均可降低灌浆期小麦基部第一和二节间长度,增加其比茎重、茎粗以及壁厚,镇压+灌溉处理作用最大,其次是单独镇压和灌溉处理;3)冬前镇压+灌溉、单独灌溉和镇压处理可降低小麦花前贮藏物质的转运量、转移率以及对籽粒的贡献率,却可显著提高花后干物质的积累、转运量、转运率及其对籽粒的贡献率,其中冬前镇压+灌溉处理对物质转运影响最大;4)冬前镇压+灌溉、单独灌溉和镇压处理显著提高小麦单位面积穗数、产量和收获指数,其中最大值出现在镇压+灌溉处理,其次是灌溉和镇压处理.本研究表明,镇压+灌溉(C+I)或单独灌溉(I)或镇压(C)都可以促进小麦生长,提高小麦抗倒伏性和最终产量,其中镇压和灌溉相结合作用要大于单独措施,所以山东省小麦生产中冬前镇压+灌溉措施最佳,但即使在无灌溉条件下,镇压措施仍有利于小麦生产.
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冬前镇压和灌溉对冬小麦灌浆期旗叶光合特性和叶绿体超微结构的影响
《麦类作物学报 》 2019 北大核心 CSCD
摘要：为明确冬前镇压和灌溉对冬小麦灌浆期旗叶功能的影响,以济麦22为材料,在2016-2017小麦生长季,对其进行冬前镇压+灌溉(C+I)、灌溉(I)和镇压(C)处理,以常规种植管理为对照(CK),研究不同冬前栽培措施对冬小麦灌浆期土壤微环境、旗叶光合特性和叶绿体超微结构以及最终产量和生物量的影响。结果表明,与CK相比,C、I及C+I处理都可提高麦田土壤含水量和土壤温度,可增加花后14～28d旗叶叶绿素相对含量(SPAD)、灌浆期旗叶最大光学效率(Fv/Fm)、净光合速率(Pn)和蒸腾速率(Tr),缓解旗叶SPAD、Fv/Fm、Pn和Tr在灌浆后期的下降,其中以C+I处理的效果最佳;灌浆中后期(花后21d),CK条件下小麦植株旗叶部分叶绿体呈圆形,大部分基粒片层变形且排列紊乱,可见较多的亲锇颗粒,但C+I、C和I处理下叶绿体的破坏程度降低,较多的叶绿体呈椭圆形,单位面积内叶绿体数和叶绿体基粒数提高,基粒片层较CK清晰且排列紧密,亲锇颗粒数量减少,其中C+I和I处理对叶绿体超微结构的改善作用大于C处理。这说明在本试验条件下,冬前镇压+灌溉较单独灌溉或镇压更有利于改善小麦灌浆期旗叶光合功能,缓解灌浆后期旗叶的衰老,促进小麦产量形成。
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不同生育时期膜下灌水对花生生长发育及产量的影响
《新疆农业科学 》 2015 北大核心 CSCD
摘要：【目的】研究不同生育时期补充灌水对花生生长及产量的影响,为确定花生最有效的灌水时期提供理论依据。【方法】以花育22号、花育25号、花育20号和花育27号为试验材料,在大田人工控制水分条件下,设置开花期灌水、开花期+荚果期灌水、荚果期灌水和不灌水(对照)4个处理,对不同处理下植株农艺性状、光合特性及产量进行测定分析。【结果】不同生育时期补水能显著增加植株主茎高、侧枝长等形态指标,增加土壤含水量和产量,提高叶片光合特性,增加叶片的光合速率、蒸腾速率、气孔导度和胞间CO2浓度。其中开花期+荚果期灌水能最大程度的增加花生产量,其次是开花期,荚果期灌水对产量的增加最小。单株饱果数的增加和单株秕果数的降低是增加花生产量的主要原因。【结论】开花期+荚果期灌水是提高花生产量最有效的灌水方式。
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灌溉与非灌溉条件下黄淮冬麦区不同追氮时期农田土壤氨挥发损失研究
《植物营养与肥料学报 》 2013 北大核心 CSCD
摘要：采用通气法研究了灌溉与非灌溉条件下黄淮冬麦区农田氨挥发损失。结果表明,非灌溉条件下,麦田追肥氮的氨挥发主要发生在施肥后的5～25 d内,追氮时期由起身期(SE,GS30)推迟到拔节期(JT,GS32),追肥氮的氨挥发速率峰值增大且出现时间提前;继续推迟至孕穗期(BT,GS41),氨挥发速率峰值减小。SE、JT和BT三个追氮时期的氨挥发损失量分别占追肥氮的24.84%～25.32%、25.42%～25.50%和14.77%～16.62%。灌溉(60 mm)条件,不论何时追氮,麦田追肥氮氨挥发速率均变化较小,氨挥发损失量在N 0.40～0.55 kg/hm2之间,仅占追肥氮的0.36%～0.49%。非灌溉条件,氨挥发速率与0—10 cm土层土壤铵态氮浓度呈极显著的正相关关系;灌溉条件,氨挥发速率与10—20 cm土壤浓度呈极显著的正相关关系。土壤温度和降水是影响氨挥发的重要因素。此外,氨挥发还与农田土壤表面的通气状况有关,多穗型小麦品种更有利于减少麦田氨挥发的损失。
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不同栽培措施对济麦22产量及其构成因素的影响
《山东农业科学 》 2011
摘要：选择4个试点,通过大区试验研究了播期、种植密度(基本苗,下同)和灌溉对济麦22产量及其构成因素的影响。结果表明,播期对单位面积穗数、千粒重及籽粒产量有显著影响,但对穗粒数影响不大,10月5日～15日播种,产量三要素协调,较易发挥济麦22的产量潜力,过早或过晚均对籽粒产量不利;不同种植密度对籽粒产量及其构成因素均有显著影响,适宜种植密度范围为180～240万/hm2;灌溉对籽粒产量及其构成因素均有显著影响,籽粒产量随灌溉次数增加明显提高,拔节期灌溉增产效果最为显著。
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