河套灌区葵花农田生物地膜覆盖下土壤水-热-氮-盐分布特征
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内蒙古河套灌区土壤水盐平衡初探
袁保惠
【期刊名称】《内蒙古水利》
【年(卷),期】2005(000)002
【摘要】内蒙古河套灌区平均每年纯引入盐分为168万t,平均到每公顷耕地为2 925kg.1990,1996年分别对4.6万hm2 4种典型区的土壤盐碱化进行调查,结果表明灌溉土地向脱盐方向发展,近年来土壤盐碱具有减轻的趋势.针对河套灌区水盐平衡问题进行了研究.
【总页数】2页(P18-19)
【作者】袁保惠
【作者单位】内蒙古农业大学,内蒙古,呼和浩特,010018
【正文语种】中文
【中图分类】S2
【相关文献】
1.内蒙古河套灌区节水对区域水盐平衡的影响分析 [J], 翟家齐;张越;何国华;任长江;付雯琪
2.内蒙古河套灌区节水对区域水盐平衡的影响分析 [J], 翟家齐;张越;何国华;任长江;付雯琪;
3.河套灌区地下水适宜埋深、节水阈值、水盐平衡探讨 [J], 张义强;白巧燕;王会永
4.内蒙古河套灌区水盐平衡与干排水脱盐分析 [J], 王学全;高前兆;卢琦;李彬
5.内蒙古河套灌区农业土壤特征与发展分析 [J], 赖黎明;美丽;杨旸
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河套灌区向日葵保苗增产综合技术研究河套灌区位于中国的黄土高原地区,是我国重要的农业生产基地之一。
在河套灌区,向日葵种植面积广泛,而保苗增产是向日葵种植中非常重要的环节。
随着技术的不断发展和推广,河套灌区的向日葵保苗增产综合技术也在不断完善和提高。
本文将围绕河套灌区向日葵保苗增产综合技术展开研究,探讨相关的技术方法和实践经验,为河套灌区向日葵种植提供科学依据和技术支持。
一、土壤改良技术向日葵对土壤要求不高,但适宜的土壤条件对向日葵的生长和产量也有着重要的影响。
在河套灌区,土壤多为黄土,通常具有酸性偏高、密实、透气性差等特点。
适当采取土壤改良技术是非常必要的。
通过添加有机肥、复合肥等进行土壤改良,调节土壤酸碱度,增加土壤肥力,提高土壤透气性,从而为向日葵的生长提供更好的土壤条件。
二、科学施肥技术向日葵是一种对养分要求较高的作物,特别是对氮肥的需求比较大。
在施肥过程中应该根据向日葵的生长发育特点和生长期需求进行科学施肥,保证向日葵获得充足的养分供应。
在河套灌区,一般建议在向日葵的苗期、开花期和结果期分别进行追肥,以及在根际施用小面积深施肥等方法来提高向日葵的养分利用率和产量。
三、水肥一体化技术河套灌区地处黄土高原,水资源短缺是困扰农业发展的一个难题。
在向日葵种植过程中,必须要科学合理地利用水资源,并将水肥一体化技术应用到向日葵的生产中。
通过合理施肥配水,调整灌溉制度,实现水肥一体化,有效节约水资源的同时提高了养分利用率和产量。
四、生物防治技术在向日葵的生产过程中,常常会受到各种病虫害的侵害。
尤其是在河套灌区的气候条件下,病虫害的发生更是难以避免。
采取科学的生物防治技术是非常重要的。
可以通过种植抗病虫害的品种、采用生物防治剂、合理轮作等方法来减少化学农药的使用,保护生态环境,同时保证向日葵的生长,保持高产。
五、精准农业技术随着科技的进步,精准农业技术在向日葵种植中的应用也越来越广泛。
通过应用卫星遥感、地理信息系统和全球定位系统等技术,对向日葵的种植面积、生长状况、产量等进行实时监测和分析,实现农业生产的信息化、数字化、智能化管理,提高了农业生产的效率和质量。
河套灌区控制排水对油葵生长与养分利用的影响窦旭;史海滨;李瑞平;苗庆丰;田峰;于丹丹【期刊名称】《农业机械学报》【年(卷),期】2021(52)12【摘要】为系统地从土壤水分、盐分、养分和油葵生长的变化来揭示不同排水方式的调控效应,设置4个处理,生育期暗管控制排水深度分别为40 cm(K1)、70cm(K2)、100 cm(K3),春灌排水深度均为100 cm,选择明沟排水(深度150 cm)作为对照处理(CK),开展了田间试验。
结果表明:K1处理自油葵开花期到收获1 m土层平均储水量比K2、K3处理提高了0.01%~4.53%,为作物生长后期提供了有效的水分。
K1处理稳定了土壤水消耗的速率,削弱了水平方向土壤水分的消耗差异。
春灌后K1、K2、K3处理平均脱盐率分别为49.02%、50.43%、49.70%,处理间无显著差异,而明沟排水仅为35.52%。
暗管排水处理暗管中间点与暗管上土壤盐分淋洗率相差7.1~8.2个百分点,处理间无显著差异。
CK处理盐分淋洗差异性相对较小,距明沟0.4 m处与明沟中间点相差2.8个百分点。
至生育后期(开花期)不同处理存在土壤返盐情况,K1、K2、K3、CK较春灌前平均返盐率分别为28.63%、24.20%、20.83%、22.07%。
K1、K2处理返盐程度相对较高,但其含盐量不影响油葵后期正常生长。
K1处理在现蕾期铵态氮含量显著高于其他处理(P<0.05),较K2、K3、CK 处理高30.43%、45.90%、14.83%;开花期铵态氮含量由大到小依次为K1、CK、K2、K3,差异性小于成熟期;成熟期K1、K2处理铵态氮含量与CK处理无显著差异。
硝态氮含量在现蕾期、开花期和成熟期含量K1处理最高,K1处理较K2、K3、CK处理分别高13.62%~30.80%、14.33%~53.09%、7.17%~28.10%(P<0.05)。
K1处理可减小地下水位波动,使氮素以稳定形态存在,减少硝态氮流失。
河套灌区不同盐分含量土壤对向日葵生长的影响
孔东;史海滨;霍再林;晏云;李延林;张义强
【期刊名称】《沈阳农业大学学报》
【年(卷),期】2004(000)006
【摘要】通过对河套灌区不同盐渍化土壤进行的田间试验,分析了在不同生育阶段盐分水平对向日葵生长和产量的影响.可知向日葵各个生育阶段对盐分的反应并不相同.苗期对盐分较敏感,作物各生育指标对盐分的响应很大.现蕾期土壤中适量含盐,作物对苗期受盐分影响有补偿性生长.全生育期土壤盐分含量高于5mg·g-1时,严重抑制作物生长,最高减产率可达45.52%.
【总页数】3页(P414-416)
【作者】孔东;史海滨;霍再林;晏云;李延林;张义强
【作者单位】
【正文语种】中文
【中图分类】S153.4
【相关文献】
1.河套灌区不同盐分含量土壤对向日葵生长的影响 [J], 孔东;史海滨;霍再林;晏云;李延林;张义强
2.内蒙古河套灌区秋浇对不同类型农田土壤盐分淋失的影响 [J], 冯兆忠;王效科;冯宗炜;曹海燕;曹冲;张艺强
3.基于遥感反演河套灌区土壤盐分分布及对作物生长的影响 [J], 黄权中;徐旭;吕玲娇;任东阳;柯隽迪;熊云武;霍再林;黄冠华
4.内蒙古河套灌区不同灌溉模式对土壤温度及盐分的影响 [J], 孙贯芳;屈忠义;杜斌;任中生;李金刚
5.脱硫石膏与有机物料配施对河套灌区土壤改良及向日葵生长的影响 [J], 高惠敏;王相平;屈忠义;杨劲松;姚荣江
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河套灌区向日葵保苗增产综合技术研究在中国,河套灌区是一个重要的农业种植区域,以其丰富的土地资源和良好的灌溉条件而著称。
近年来,为了提高农作物的产量和质量,各地农业科研人员不断进行技术研究和实践探索。
向日葵保苗增产综合技术研究成为了该地区的热点课题之一。
向日葵是一种重要的油料作物,具有较高的营养价值和经济价值。
在河套灌区的种植中,由于气候条件和土壤特点的限制,向日葵的种植难度较大,并且在保苗增产方面存在一定的技术难题。
开展向日葵保苗增产综合技术研究对于提高该地区的向日葵产量和质量具有重要意义。
关于向日葵保苗增产的研究要明确目标和需求。
在河套灌区,由于土地干旱和少雨的气候条件,向日葵的幼苗易受到渍水、旱害、强风等自然灾害的影响,导致幼苗株高不齐、生长缓慢、生长后期易倒伏等问题。
向日葵保苗增产技术需要解决幼苗的抗逆性、根系发育、生长势等方面的问题,以提高向日葵的生长速度和产量,保证向日葵的稳产高产。
探索河套灌区向日葵保苗增产综合技术的途径和方法。
在技术研究方面,可以采用温室育苗、地膜覆盖、灌溉技术等手段,提高幼苗的抗逆性和生长环境的稳定性,从而促进向日葵的苗期生长。
在此基础上,结合肥水管理、密植栽培、病虫害防治等技术,全面提高向日葵的产量和质量。
通过耕种制度、品种选择、施肥方式等方面的创新,找到适合河套地区的向日葵种植技术,实现向日葵保苗增产综合技术的高效应用。
需要重视技术研究的实践应用。
在河套灌区,农民种植向日葵的方式、技术和经验存在较大差异,技术推广工作需要结合实际情况,因地制宜地科学指导农户的种植行为,并且打破单一技术的思维定势,提倡综合利用各种技术手段,增强向日葵的产量和抗逆性。
还需要与当地农业机构合作,制定相应的技术指导方案,培训农户的种植技术,引导农户从传统的经验积累中走向科学化、规模化的种植模式,从而实现向日葵保苗增产综合技术的推广和应用。
综合以上,河套灌区向日葵保苗增产综合技术的研究,是一个综合性的工程,需要充分发挥技术研究的创新性和实用性,结合实际情况和当地农民的种植经验,推动技术的创新和推广,提高向日葵的产量和质量,为河套地区的农业生产做出更大的贡献。
第37卷第5期2023年10月水土保持学报J o u r n a l o f S o i l a n d W a t e rC o n s e r v a t i o nV o l .37N o .5O c t .,2023收稿日期:2023-02-09资助项目:国家自然科学基金项目(52069022);内蒙古自治区科技重大专项(z d z x 2018059) 第一作者:赵莎(1996 ),女,硕士研究生,主要从事灌溉排水原理与管理决策研究㊂E -m a i l :z s 1805661784@163.c o m通信作者:李为萍(1978 ),女,博士,教授,主要从事灌溉排水原理与管理决策研究㊂E -m a i l :l -w p@i m a u .e d u .c n 冯梁(1997 ),女,硕士,主要从事灌溉排水原理与管理决策研究㊂E -m a i l :f e n g l i a n g040506@163.c o m 水氮调控对暗管农田土壤脱盐效果及向日葵产量品质的影响赵莎,李为萍,冯梁,池曌男,张家鹏(内蒙古农业大学水利与土木建筑工程学院,呼和浩特010018)摘要:为探究暗管排水条件下盐渍化农田最适宜的水氮制度,在河套灌区暗管布设区开展2年田间试验,设置低水(120mm ,I 1)㊁中水(210mm ,I 2)和高水(330mm ,I 3)3个灌溉水平及低氮(0k g/h m 2,N 1)㊁中氮(105k g /h m 2,N 2)和高氮(210k g /h m 2,N 3)3个追氮水平,分析不同水氮组合对土壤脱盐率及向日葵水氮利用效率和产量品质的影响㊂结果表明:暗管排水条件下,高水中氮(I 3N 2)的脱盐效果最佳,较其他水氮处理的脱盐率平均提高5.82%㊂高水(高氮)条件下,产量随着施氮量(灌水量)的增加而升高,其中高水高氮(I 3N 3)的产量最高,平均为5129.72k g /h m 2㊂相同灌水量下,高氮(N 3)水平的灌溉水利用效率最高,追氮量越大,肥料偏生产力越低㊂低水(I 1)和中水(I 2)条件下高氮(N 3)水平最有利于籽仁蛋白质和必需氨基酸的合成㊂高水(I 3)条件下,中氮(N 2)水平有利于籽仁蛋白质和必需氨基酸的合成,低氮(N 1)水平最有利于籽仁粗脂肪的合成㊂各灌水水平中,中水(I 2)和高水(I 3)各处理中蛋白质和必需氨基酸含量整体上高于低水(I 1)处理,而粗脂肪含量整体上低于低水(I 1)处理㊂基于主成分分析和隶属函数综合评价确定高水中氮(I 3N 2)即灌水量为330mm ㊁追氮量为105k g /h m 2是暗管农田中适宜的水氮组合㊂研究结果可为河套灌区暗管农田制定科学的水氮制度提供理论依据㊂关键词:暗管排水;水氮调控;脱盐效果;水氮利用效率;产量品质中图分类号:S 278 文献标识码:A 文章编号:1009-2242(2023)05-0275-08D O I :10.13870/j.c n k i .s t b c x b .2023.05.033E f f e c t s o fW a t e r a n dN i t r o g e nR e gu l a t i o no nS o i lD e s a l i n a t i o na n d S u n f l o w e rY i e l da n d Q u a l i t yi nS u b s u r f a c eF a r m l a n d Z H A OS h a ,L IW e i p i n g ,F E N GL i a n g ,C H I Z h a o n a n ,Z H A N GJ i a p e n g(C o l l e g e o f W a t e rC o n s e r v a n c y a n dC i v i lE n g i n e e r i n g ,I n n e rM o n g o l i aA g r i c u l t u r a lU n i v e r s i t y ,Ho h h o t 010018)A b s t r a c t :I no r d e r t oe x p l o r et h e m o s t s u i t a b l ew a t e ra n dn i t r o g e ns ys t e mi ns a l i n i z e df a r m l a n du n d e r t h e c o n d i t i o no f s u b s u r f a c e d r a i n a g e ,a 2-y e a r f i e l d e x p e r i m e n tw a s c a r r i e do u t i n t h eh i d d e n p i p e l a y o u t a r e ao f H e t a o i r r i g a t i o nd i s t r i c t .I nt h ee x p e r i m e n t ,w es e t t h r e e i r r i g a t i o nl e v e l s ,i n c l u d i n g lo w w a t e r (120mm ,I 1),m e d i u m w a t e r (210mm ,I 2)a n dh i g h w a t e r (330mm ,I 3)a sw e l l a st h r e en i t r o g e nl e v e l so f l o w n i t r o g e n (0k g /h m 2,N 1),m e d i u mn i t r o g e n (105k g /h m 2,N 2)a n dh i g hn i t r o g e n (210k g/h m 2,N 3).T h e e f f e c t s o f d i f f e r e n tw a t e r a n dn i t r o g e nc o m b i n a t i o n so ns o i l d e s a l i n a t i o nr a t e ,w a t e r a n dn i t r o ge nu t i l i z a t i o n ef f i c i e n c y ,y i e l da n d q u a l i t y o fs u n f l o w e r sw e r ea n a l y z e d .T h er e s u l t ss h o w e dt h a tu n d e rt h ec o n d i t i o no f s u b s u r f a c e d r a i n ag e ,th ed e s a li n a t i o ne f f e c to f I 3N 2t r e a t m e n tw a st h eb e s t ,w i t ha na v e r a g e i n c r e a s eo f 5.82%i nd e s a l i n a t i o n r a t e c o m p a r e d t oo t h e rw a t e rn i t r o g e n t r e a t m e n t s .U n d e rh i g hw a t e r (h i g hn i t r o ge n )c o n d i t i o n s ,t h e y i e l di n c r e a s e d w i t ht h ei n c r e a s i n g o fn i t r o g e na p p l i c a t i o na m o u n t (i r r i g a t i o na m o u n t ),a m o n g w h i c h t h e y i e l dof h ig hw a t e r a n dhi g hn i t r o g e n (I 3N 3)w a s t h e h i g h e s t ,w i t h a n a v e r a ge of 5129.72kg /h m 2.U n d e r t h e s a m ei r r i g a t i o na m o u n t ,t h eu t i l i z a t i o ne f f i c i e n c y o f i r r i g a t i o nw a t e rw a s t h eh i g h e s t a t h i g hn i t r o g e na p p l i c a t i o n (N 3),a n d t h e h i g h e r t h e n i t r o g e n a m o u n t ,t h e l o w e r t h e p r o d u c t i v i t y o f f e r t i l i z e r .U n d e r l o w w a t e r (I 1)a n dm e d i u m w a t e r (I 2)c o n d i t i o n s ,h i g hn i t r o g e n (N 3)l e v e lw a s t h em o s t c o n d u c t i v e f o r s y n t h e s i so fs e e d p r o t e i na n de s s e n t i a l a m i n oa c i d .U n d e rt h ec o n d i t i o n so fh i gh w a t e r (I 3),m e d i u m n i t r o g e n l e v e l (N 2)w a sb e n e f i c i a l t ot h es yn t h e s i so fs e e d p r o t e i na n de s s e n t i a la m i n oa c i d s ,w h i l el o w Copyright ©博看网. All Rights Reserved.n i t r o g e n l e v e l(N1)w a s m o s tb e n e f i c i a l t ot h es y n t h e s i so fs e e dc r u d ef a t.A te a c hi r r i g a t i o nl e v e l,t h e c o n t e n t s o f p r o t e i na n de s s e n t i a l a m i n oa c i di n m e d i u m w a t e r(I2)a n dh i g h w a t e r(I3)t r e a t m e n t sw e r e g e n e r a l l y h i g h e r t h a n t h o s e i n l o w w a t e r(I1)t r e a t m e n t s,w h i l e t h e c o n t e n t o f c r u d e f a tw a s g e n e r a l l y l o w e r t h a n t h o s e i nl o w w a t e r(I1)t r e a t m e n t s.B a s e do n p r i n c i p a l c o m p o n e n ta n a l y s i sa n d m e m b e r s h i p f u n c t i o n c o m p r e h e n s i v e e v a l u a t i o n,i tw a s f o u n dt h a th i g h w a t e ra n d m e d i u m n i t r o g e nt r e a t m e n t(I3N2),w i t ha n i r r i g a t i o na m o u n to f330mm a n dan i t r o g e na m o u n to f105k g/h m2,w a st h ea p p r o p r i a t ec o m b i n a t i o no f w a t e r a n d n i t r o g e n i n s u b s u r f a c e f a r m l a n d.T h e r e s u l t s c o u l d p r o v i d e a t h e o r e t i c a l b a s i s f o r t h e f o r m u l a t i o n o f s c i e n t i f i cw a t e r a n dn i t r o g e n s y s t e mi n t h e s u b s u r f a c e f a r m l a n d i nH e t a o i r r i g a t i o nd i s t r i c t.K e y w o r d s:s u b s u r f a c e d r a i n a g e;w a t e ra n d n i t r o g e n r e g u l a t i o n;d e s a l i n a t i o n e f f e c t;w a t e r-n i t r o g e n u s ee f f i c i e n c y;y i e l da n d q u a l i t y河套灌区是我国及内蒙古自治区重要的粮㊁油生产区,同时也是典型的盐渍化灌区[1],灌区内盐碱耕地占总耕地面积高达68.65%[2]㊂近年来,随着灌区节水改造工程的深入及水权转化的实施,对灌区农业节水的要求越来越高㊂同时,农业生产中为了追求高产,不科学的灌水及施肥制度导致灌区土壤盐渍化程度加剧㊁水氮利用率低及面源污染等问题突出,严重影响灌区生态健康,降低作物产量和品质[3-4]㊂因此,改善土壤盐碱化,制定科学的水氮制度对于合理高效利用水肥资源㊁降低氮素面源污染㊁保证灌区粮食安全及农业可持续发展具有重要意义㊂暗管排水是一项有效改良土壤盐碱地的技术[5],提高土地利用率的同时还能排出田间多余水分,降低地下水位,节省淋洗水量并对土壤进行有效脱盐[6-7],对于防治土壤次生盐渍化及加强灌区生态环境保护具有重要意义㊂有研究[8-11]表明,暗管埋设不同深度及间距对土壤脱盐率及作物产量的影响也不同㊂水㊁氮是影响农业生产的关键限制因子,合理调控水㊁氮用量是改善土壤盐渍化和水肥利用效率[3]㊁提高作物产量优化作物品质的关键因素㊂近年来,学者们对水氮耦合进行诸多研究[12-15],大多关注不同水氮条件对作物生长产量㊁水氮利用效率的影响,但都基于无暗管排水条件下展开的试验,而将暗管排水与水氮调控相结合,探究暗管排水下不同水氮管理模式对土壤脱盐效果的影响,并以提高水氮利用效率,实现增产调质为综合目的从而确定出暗管排水条件下适宜的水氮制度还鲜见报道㊂鉴于此,本研究在河套灌区的暗管农田布设区开展田间试验,分析不同水氮组合下土壤的脱盐效果㊁水氮利用效率㊁向日葵产量及品质,并进行多指标综合评价,最终确定出暗管排水下适宜的水氮组合㊂该研究结果将为河套灌区防治土壤盐渍化㊁优化暗管农田水肥制度和提升作物品质提供理论依据㊂1材料与方法1.1试验地概况田间试验于2019年和2020年的5 9月在位于河套灌区的巴彦淖尔市农牧业科学院暗管排水试验区(107ʎ16'E,38ʎ52'N)进行㊂试验区排灌设施完善,暗管采用南北向铺设,总长500m,首末端埋深1.2~ 1.7m,间距25m,坡度为1ɢ㊂田间试验小区布设为东西向24m,南北向6m,且中间有1根集水管穿过,小区内暗管埋设深度在1.45~1.50m㊂试验区属温带大陆性季风气候,年均日照时间3254h,平均气温6.8ħ,昼夜温差大,无霜期130天,年平均降水量138.8mm,2019年和2020年向日葵生育期内(5 9月)降水量分别为50.3,146.1mm㊂试验田0 40, 40 160c m土壤质地分别为粉砂壤土和砂壤土,0 60c m土壤平均容重1.53g/c m3,平均全盐量为5.87 g/k g,p H平均值为8.3,属于中度盐渍化土壤㊂播种前0 60c m土壤基础理化性质见表1㊂表1试验田土壤基础理化性质土层深度/c m水解性氮/(m g㊃k g-1)速效磷/(m g㊃k g-1)速效钾/(m g㊃k g-1)有机质/(g㊃k g-1) 0 1052.868.06149.4010.13 10 2053.6812.51160.9010.24 20 4031.652.6980.315.18 40 6028.550.5459.983.86 1.2试验设计试验设置灌水量和施氮量2个因素,灌水设置3个水平(表2):低水(春灌压盐水120mm,现蕾期不灌水,I1)㊁中水(春灌压盐水120mm,现蕾期灌水90 mm,I2)和高水(春灌压盐水240mm,现蕾期灌水90 mm,I3)㊂在基肥施纯氮量均为67.5k g/h m2的条件下,现蕾期追氮量设置3个水平:低氮(0k g/h m2,N1)㊁中氮(105k g/h m2,N2)和高氮(210k g/h m2,N3),共计9个处理,每个处理3个重复,共27个小区,小区采用完全随机区组排列㊂小区面积为24mˑ6m,各小区土体四周布置100c m深的塑料防渗薄膜,防止水盐及养分的交互影响㊂施肥伴随灌水进行,向日葵播前覆膜时施入底肥,现蕾期灌水前追肥,底肥施用磷酸二铵(含N量18%),追肥施用尿素(含N量672水土保持学报第37卷Copyright©博看网. All Rights Reserved.46.8%)㊂灌溉采用黄河水畦灌,灌水量通过水表计量控制㊂供试作物为食用向日葵,品种为 H Z 2399 ,生育期120天左右㊂向日葵种植遵照当地覆膜点播的种植模式,其余田间管理措施与当地种植习惯保持一致㊂表2 试验设计处理灌水定额/mm压盐水现蕾初期灌溉定额/mm 基肥(纯N 量)/(k g ㊃h m -2)追肥(纯N 量)/(k g ㊃hm -2)I 1N 1120012067.50I 1N 2120012067.5105I 1N 3120012067.5210I 2N 11209021067.50I 2N 21209021067.5105I 2N 31209021067.5210I 3N 12409033067.50I 3N 22409033067.5105I 3N 32409033067.52101.3 取样方法与指标测定1.3.1 取样及指标的测定(1)土壤E C 的测定:采用土钻法对0 160c m 深度土壤分层进行取样,所有样本风干研磨后过1m m 筛,用电导率仪(D D S -307A ,上海雷磁)测定土水质量比为1ʒ5的土壤浸提液的电导率值(E C 1ʒ5)㊂(2)向日葵产量的测定:向日葵成熟后,在每个小区随机选取10株长势较为一致的向日葵,人工脱粒后进行自然风干并称重测其产量,各小区单打单收分别计产,并折算成k g/h m 2㊂(3)向日葵籽仁品质的测定:向日葵成熟期时,对已定株的向日葵在花盘外侧第3,4圈的位置摘取籽粒,以避免花盘不同位置的籽粒间品质各项指标存在差异㊂每个小区籽粒混合均匀后取50粒脱壳后对籽仁进行品质指标检测,试验进行3次重复,取平均值㊂籽仁蛋白质含量使用k je l t e c T M 8100(F O S S ,中国北京)测定,使用P EC l a r u s 680(V a r i a n,美国)测定籽仁粗脂肪含量,采用L -8900型氨基酸分析仪测定氨基酸组分㊂1.3.2 计算公式(1)脱盐率是指土壤电导率的减小值占初始值的百分比[2],其计算公式为:ω=S 0-S tS 0ˑ100%(1)式中:ω为土壤脱盐率(%);S 0为成熟期后土壤E C (m S /c m );S t 为播种前土壤E C (m S /c m )㊂(2)灌溉水利用效率(I WU E ,k g/m 3)的计算公式为:I WU E =Y /I (2)式中:Y 为成熟期作物籽粒产量(k g/h m 2);I 为灌溉水总量(m 3/h m 2)㊂(3)氮肥偏生产力(N P F P ,k g /k g)的计算公式:N P F P =Y /F n (3)式中:F n 为施氮量(k g/h m 2)㊂(4)隶属函数计算公式:R (X i )=(X i -X m i n )/(X m a x -X m i n )(4)R (X i )为隶属函数值;X i 为某项指标的测定值;X m a x 与X m i n 为所有参试处理某一指标的最大值和最小值[3]㊂1.4 数据分析采用E x c e l 2016进行数据整理及分析,S P S S26.0软件进行双因素方差分析㊁L S D 法差异显著性检验以及主成分分析的数据标准化和降维,O r i gi n2021软件绘图㊂2 结果与分析2.1 水氮调控对暗管农田土壤脱盐率的影响暗管排水条件下各水氮处理土壤脱盐率见图1㊂2019年土壤脱盐率整体上大于2020年,这表明2019年暗管的铺设一定程度上改善土壤盐分状况,另外由于暗管随着使用年限的上升不可避免地产生一定程度淤塞,因此降低排盐效果,实际生产中需要定期进行检修及清淤㊂暗管排水条件下各水氮处理0 160c m 土壤平均脱盐率的范围为12.32%~26.33%㊂各水氮处理土壤平均脱盐率大小表现为I 3N 2>I 1N 2>I 3N 3>I 2N 3>I 2N 1>I 3N 1>I 2N 2>I 1N 3>I 1N 1,即高水中氮处理土壤脱盐率最高,I 1N 2次之,但2个处理间差异不显著(p >0.05),其中I 3N 2较其他水氮处理的脱盐率平均提高5.82%㊂不追氮条件下,低水(I 1)处理土壤脱盐率最低,较中水(I 2)和高水(I 3)平均低9.21和8.20个百分点㊂追氮水平为N 2和N 3时,高水(I 3)处理土壤脱盐效果最显著,分别较低水(I 1)和中水(I 2)提高0.95,6.01和2.71,1.02个百分点㊂低水(I 1)和高水(I 3)条件下,中氮(N 2)处理土壤脱盐率最高,分别较低氮(N 1)和高氮(N 3)提高13.05,5.51和5.80,3.76个百分点㊂中水(I 2)条件下,各追氮处理间土壤脱盐率差异不明显,均为20.31%~21.56%㊂高水(I 3)条件下低氮和高氮处理的部分土层出现较为明显的积盐现象㊂2.2 水氮调控对向日葵产量和水肥利用效率的影响不同水氮处理下向日葵产量及水肥利用效率见表3,且各水氮处理间差异显著(p <0.05)㊂灌水㊁追氮及二者的交互作用对向日葵产量㊁灌溉水生产效率(I W U E )㊁肥料偏生产力(N P F P )有极显著影响(p <0.01)㊂2年各水氮处理中日葵产量在2701.5~5279.44k g/h m 2,其中高水高氮(I 3N 3)的产量最高,平均为5129.72k g/h m 2㊂从2年均值进行分析,灌水量一772第5期 赵莎等:水氮调控对暗管农田土壤脱盐效果及向日葵产量品质的影响Copyright ©博看网. All Rights Reserved.定时,高追氮量最有利于产量的提高㊂低水(I1)条件下,I1N3较I1N1平均增产28.70%,较I1N2平均增产29.75%㊂列当是一种寄生于向日葵根部㊁掠夺向日葵营养及水分的恶性杂草㊂由于2019年试验田列当较为严重,且各处理产量受到不同程度的影响,因此中水条件下产量明显偏低的处理仅针对2020年产量进行分析㊂中水(I2)条件下,I2N3较I2N1增加13.20%,较I2N2增加37.60%㊂高水条件下,产量随着施氮量的增加而升高,高氮条件下,产量随着灌水量的增加而升高㊂图1暗管排水条件下各水氮处理土壤脱盐率872水土保持学报第37卷Copyright©博看网. All Rights Reserved.从灌溉水生产效率来看,2年试验所有水氮处理中低水高氮(I 1N 3)的灌溉水生产效率最高,平均为3.45k g/m 3㊂低水(I 1)和高水(I 3)条件下,高氮(N 3)的灌溉水生产效率高于低氮(N 1)和中氮(N 2)处理㊂中水(I 2)条件下,2020年高氮(N 3)的灌溉水生产效率高于低氮(N 1)和中氮(N 2)水平㊂相同灌水量下,施氮量的增加提高灌溉水生产效率㊂从肥料偏生产力来看,2年试验所有水氮处理中高水低氮(I 3N 1)的肥料偏生产力最高,平均为62.70k g /k g ㊂相同追氮水平,灌水量越大,肥料偏生产力越大㊂表3 水氮调控下向日葵产量、灌溉水利用效率及肥料偏生产力处理总灌水量/(m 3㊃h m -2)总施氮量/(k g ㊃hm -2)2019年产量/(k g ㊃h m -2)灌溉水生产效率/(k g ㊃m -3)肥料偏生产力/(k g ㊃k g -1)2020年产量/(k g ㊃h m -2)灌溉水生产效率/(k g ㊃m -3)肥料偏生产力/(k g ㊃k g -1)I 1N 1120067.52886.15h 2.41c42.76c 3717.75e 3.10a 55.08b I 1N 21200172.53316.80g 2.76b19.23f3051.15g 2.54b 17.69e I 1N 31200277.54491.60d 3.74a 16.19g 3786.25d 3.16a 13.64g I 2N 1210067.53981.45f 1.90d 58.98b 3676.25f 1.75d 54.46bI 2N 22100172.54189.80e 2.00d24.29e 3024.06g 1.44f17.53e I 2N 32100277.52701.05i 1.29f 9.73h4160.00c 1.98c14.99f I 3N 1330067.54650.00c1.41e 68.89a 3815.00d 1.16g 56.52a I 3N 23300172.54800.00b 1.45e 27.83d 4972.92b1.51e f28.83c I 3N 33300277.54980.00a 1.51e 17.95f 5279.44a 1.60e 19.03dI ************ N************ I ˑN************ 注:同列不同小写字母表示不同处理间差异显著(p <0.05);*表示差异显著(p <0.05),**表示差异极显著(p <0.01)㊂下同㊂2.3 水氮调控对向日葵品质的影响2.3.1 向日葵籽仁粗脂肪及蛋白质分析 粗脂肪和蛋白质含量是向日葵品质的重要指标㊂表4中相关性分析表明籽仁蛋白质与粗脂肪间存在极显著负相关关系㊂表4 水氮调控下籽仁蛋白质与粗脂肪相关性分析指标蛋白质粗脂肪蛋白质1.000-0.895**粗脂肪-0.895**1.000注:**表示极显著相关(p <0.01)㊂由图2a 可知,低水(I 1)条件下,2年均值表明I 1N 3的蛋白质含量最高,较I 1N 1和I 1N 2分别提高1.77%和0.84%;中水(I 2)条件下,籽仁蛋白质含量随着追氮量的增加而逐渐增大,I 2N 3的籽仁蛋白质含量较I 2N 1和I 2N 3分别提高2.80%和1.66%,这表明低水(I 1)和中水(I 2)条件下高追氮水平有利于籽仁蛋白质的合成;高水(I 3)条件下,籽仁蛋白质含量最高的处理为I 3N 2,2年平均较I 3N 1提高3.65%,较I 3N 3提高1.93%㊂总体来看,2020年籽仁蛋白质含量上低于2019年,这是由于2019年和2020年生育期内降雨量分别为50.3,146.1mm ,2020年降雨量显著高于2019年,可能导致2020年土壤中氮素快速溶解一部分随水向土层深处迁移,一部分从暗管排出,因此氮素流失量较大,从而影响蛋白质的合成㊂由图2b 可知,低水(I 1)条件下,I 1N 3的粗脂肪含量2年平均较I 1N 1和I 1N 2分别提高0.48%和0.73%,这表明低水条件下高追氮水平最有利于籽仁粗脂肪的合成;中水(I 2)条件下,2年均值表明I 2N 2的粗脂肪含量最高,分别较I 2N 1和I 2N 3高0.02%和1.62%,表明中水条件下中追氮水平最有利于籽仁粗脂肪的合成;高水(I 3)条件下,粗脂肪含量最高的处理为I 3N 1,2年平均较I 3N 2提高1.87%,较I 3N 3提高1.94%,这表明高水(I 3)条件下低追氮水平有利于籽仁粗脂肪的合成㊂各灌水水平中,中水和高水处理中蛋白质含量整体上高于低水处理,而粗脂肪含量整体上低于低水处理㊂2.3.2 水氮调控对向日葵籽仁氨基酸组分的影响向日葵籽仁中共获得17种主要氨基酸组分,其中异亮氨酸㊁亮氨酸㊁赖氨酸㊁蛋氨酸㊁苯丙氨酸㊁苏氨酸㊁缬氨酸这7种氨基酸在人体中不能按需要合成,必须从食物中摄取,称为必需氨基酸[16]㊂各水氮处理向日葵籽仁中必需氨基酸的组分及含量见图3㊂2年均值表明,低水(I 1)条件下,I 1N 3的必需氨基酸含量最高,分别较I 1N 1和I 1N 2提高0.18%和0.10%㊂中水(I 2)条件下,I 2N 3的必需氨基酸含量最高,较I 2N 1和I 2N 2分别提高0.53%和0.34%㊂高水(I 3)条件下,I 3N 2的必需氨基酸含量最高,较I 3N 1提高0.91%,较I 3N 3提高0.44%㊂各灌水水平中,中水和高水处理中必需氨基酸含量整体上高于低水处理㊂综合分析所有水氮处理,2年试验I 3N 2的必需氨基酸含量最高,分别为7.95%和8.59%,较其他水氮处理提高籽仁中的赖氨酸㊁亮氨酸㊁苯丙氨酸㊁缬氨酸㊁异亮氨酸和苏氨酸的含量㊂972第5期 赵莎等:水氮调控对暗管农田土壤脱盐效果及向日葵产量品质的影响Copyright ©博看网. All Rights Reserved.图2水氮调控下向日葵籽仁中粗脂肪和蛋白质含量图3水氮调控下向日葵籽仁中7种必需氨基酸组分及含量2.4不同水氮组合的综合评价2.4.1主成分分析不同的水氮组合对暗管农田中土壤脱盐率㊁向日葵的水氮利用效率㊁产量及品质等指标存在不同程度的影响,仅从单一指标进行评价无法确定出该地区最合理的水氮制度,因此需要多指标进行综合分析㊂本研究选取土壤脱盐率㊁向日葵产量㊁灌溉水生产效率㊁氮肥偏生产力㊁粗脂肪㊁蛋白质及7种必需氨基酸(赖氨酸㊁亮氨酸㊁苯丙氨酸㊁缬氨酸㊁异亮氨酸㊁苏氨酸㊁蛋氨酸)等13个指标进行主成分分析,根据主成分的提取原则,共提取3个主成分(特征值>1),对应的累计方差贡献率为88.682%(>85%),基本包含综合评价指标的全部信息(表5)㊂表5主成分的特征值、贡献率及累计贡献率主成分特征值贡献率/%累计贡献率/%18.52665.58165.58121.81113.93479.51631.1929.16688.682在主成分的表达式中,各因子系数绝对值越大代表在主成分中的贡献率越大㊂由表6可知,在成分1中贡献率较大的因子是缬氨酸X9(0.993)和异亮氨酸X10 (0.988),在成分2中贡献率较大的因子是灌溉水利用效率X2(-0.583)和氮肥偏生产力X3(0.868),在成分3中贡献率较大的因子是产量X4(-0.426)和蛋氨酸X13(0.751)㊂2.4.2隶属函数分析结合上述主成分分析中各成分提取的6个贡献率最大的指标,采用隶属函数法对不同水氮组合的缬氨酸㊁异亮氨酸㊁灌溉水利用效率㊁肥料偏生产力㊁蛋氨酸㊁产量等6个指标进行综合评价㊂通过隶属函数计算公式得到表7,各处理按照平均隶属函数值大小进行排序,结果表现为I3N2> I2N1>I3N3>I2N3>I1N3>I1N1>I3N1>I2N2> I1N2㊂I3N2处理的隶属函数值最大,为0.655㊂这表明以提高水氮利用效率㊁向日葵产量㊁品质中缬氨酸㊁异亮氨酸㊁蛋氨酸含量为目的进行综合评价时,高水中氮(即灌水量330mm㊁追氮量105k g/h m2)是所有水氮组合中较为适宜的水肥管理制度㊂表6各指标成分得分系数矩阵指标主成分1主成分2主成分3脱盐率(X1)0.600-0.178-0.401灌溉水利用效率(X2)-0.610-0.5830.387氮肥偏生产力(X3)-0.4590.868-0.016产量(X4)0.4940.305-0.426粗脂肪(X5)-0.913-0.2100.058蛋白质(X6)0.956-0.2190.142亮氨酸(X7)0.984-0.0470.170苯丙氨酸(X8)0.974-0.1130.174缬氨酸(X9)0.993-0.0880.025异亮氨酸(X10)0.988-0.0510.143苏氨酸(X11)0.979-0.0350.175赖氨酸(X12)0.8650.448-0.018蛋氨酸(X13)-0.0830.5240.751 3讨论本研究发现,不同的水氮处理在暗管排水条件下具有不同程度的脱盐效果,其中高水中氮(I3N2)和低水中082水土保持学报第37卷Copyright©博看网. All Rights Reserved.氮(I1N2)处理土壤的脱盐效果最显著㊂土壤脱盐效果受到灌水量及初始含盐量的影响,低水中氮(I1N2)脱盐率高是由于该处理初始含盐量高所导致㊂研究[2]表明,暗管排水条件配合不同的灌水定额对盐渍化土壤具有不同程度的淋洗效果㊂本研究发现,不追氮条件下,低水(I1)处理土壤脱盐率最低,在高氮和中氮条件下,高水(I3)处理的脱盐率最高,这是由于水分向下运移带动表层盐分向深层迁移并随着暗管排水排出土壤,但灌水量较小时不能有效起到淋洗作用,因此高水处理土壤脱盐率最大㊂但值得注意的是,虽然高水处理在暗管条件下整体上脱盐效果最佳,但高水(I3)条件下低氮和高氮处理的部分土层却出现较为明显的积盐现象,这是因为灌水量较大,导致地下水位短期内大幅度升高形成次生盐渍化,使部分土层出现积盐现象,并且施氮量过高也使土壤出现积盐现象[17],因此暗管排水技术虽具有降低地下水位㊁防治土壤次生盐渍化的作用,但在实际农业生产中还需要配合适宜的水氮制度来提高土壤脱盐状况㊂表7不同水氮处理隶属函数综合评价处理R(1)R(2)R(3)R(4)R(5)R(6)S(I)排序I3N21.0001.0000.0900.3170.8750.6460.6551I2N10.3200.3420.2490.8810.3311.0000.5212I3N30.6330.5710.1250.1221.0000.1670.4363I2N30.9300.8880.16200.1270.2920.4004I1N30.2970.2241.0000.0510.4910.2920.3925I1N1000.6790.7260.0610.7920.3766I3N10.2040.05701.0000.5390.0830.3147I2N20.5870.5410.2010.1700.21700.2868I1N20.2090.1280.6300.12100.1880.2139注:R(1)㊁R(2)㊁R(3)㊁R(4)㊁R(5)㊁R(6)分别表示缬氨酸㊁异亮氨酸㊁灌溉水利用效率㊁肥料偏生产力㊁产量㊁蛋氨酸的隶属函数值;S(I)代表隶属函数平均值㊂水肥是限制农业生产的2个重要因素,合理的灌溉与施肥制度有助于提高作物产量以及水氮利用效率㊂水氮具有相互耦合的促进作用,施氮量的增加提高灌溉水生产效率,灌水量的增加也提高肥料的偏生产力,本研究结果与任中生等[12]㊁吴立峰等[13]研究结果一致,与鲁耀泽等[3]研究结果不一致㊂一方面是由于本研究基于暗管排水区进行试验;另一方面,可能是水氮设置的梯度不同导致产生的结果存在差异㊂有研究[14-15]表明,灌水量相同时,施氮量与产量呈抛物线关系,但本研究相同灌水量条件下,最高施氮量最有利于产量的提高,这是由于暗管在排水排盐的同时使土壤中氮素流失[9],因此高追氮量可以在氮素流失的情况下还能满足向日葵生长所需的氮素㊂高氮(N3)条件时,产量随着灌水量的增加而上升,但徐昭等[18]的研究表明,产量随着灌水量的增大先升高后降低,灌水量过大导致土壤通水能力降低,产量降低㊂但本研究在暗管条件下进行,暗管提高土壤通气状况及脱盐效果[10],并且现蕾期是向日葵生长的需水临界期,该时期充足的灌水量可以满足向日葵生长的同时还提高肥料的利用率,从而提高籽粒产量㊂向日葵的品质决定着籽粒的食用价值及经济效益,因此在重视产量的同时还应关注籽仁品质㊂本研究表明,各灌水水平中,中水和高水处理的蛋白质㊁氨基酸含量整体上高于低水处理,而粗脂肪含量整体上低于低水处理,究其原因是现蕾期灌水有助于土壤中氮肥溶解转化成作物可吸收利用的氮素,从而促进籽仁中氨基酸的合成,而氨基酸是构成蛋白质的基本单位,使葵花籽内可塑性物质更多地转化为蛋白质[19]㊂但也有研究[20]表明,高水分对蛋白质含量有稀释效应,这可能是因为本研究暗管排水加速土壤水分的排出降低土壤水分含量,从而降低氮肥肥效,因此高水条件更能使氮肥得到有效发挥㊂同时本研究中粗脂肪含量随灌水量的增加而减少,这可能是因为灌水量的增加促进氮素的有效化,从而对粗脂肪合成产生不利影响[19],该研究结果与S i n c i k等[21]研究结果较为一致㊂本研究灌水量一定时,高追氮水平整体上最有利于籽仁蛋白质的合成,与国世佳等[22]的研究结果部分相似,其研究中未考虑灌水因素㊂同时本研究还发现,I3N2处理必需氨基酸含量最高,并且提高籽仁中赖氨酸含量,赖氨酸具有提高蛋白质的利用率㊁均衡营养㊁增强免疫系统功能的作用[23],这表明I3N2中必需氨基酸的比例及结构符合人体对氨基酸的需求,其营养价值最高㊂本研究用隶属函数对主成分分析中提取的6项贡献率最高的指标进行综合评价,确定出I3N2(高水中氮)是较为适宜的水氮组合,这表明在暗管条件下配套高水中氮的水氮制度在保证作物产量的同时,还提高水氮利用效率及向日葵籽仁中缬氨酸㊁异亮氨酸和蛋氨酸含量㊂可见,处理I3N2的水氮组合,有利于试验区向日葵暗管排水种植实现增产优质的目的㊂本研究在确定适182第5期赵莎等:水氮调控对暗管农田土壤脱盐效果及向日葵产量品质的影响Copyright©博看网. All Rights Reserved.宜的水氮制度时仅针对6项贡献率最大的指标进行综合评价,并且就灌水㊁施氮及两因子互作对产量的影响还缺乏用量上限值,后续研究中还需继续增加水氮用量梯度,并针对更多的指标进行更为全面的综合评价,最为适宜的水氮制度还有待进一步验证㊂4结论(1)暗管排水条件下,高水中氮(灌水量330m m㊁追氮量105k g/h m2)处理的脱盐效果最佳,较其他水氮处理脱盐率平均提高5.82%㊂(2)高水条件下,产量随着追氮量的增加而升高,高氮条件下,产量随着灌水量的增加而升高,其中高水高氮(灌水量330m m,追氮量210k g/h m2)的产量最高,达5129.72k g/h m2㊂灌水量一定时,高追氮(210k g/h m2)水平最有利于灌溉水利用效率的提高,追氮量越大肥料偏生产力越低㊂施氮量的增加提高灌溉水生产效率,灌水量的增加也提高肥料的偏生产力㊂(3)低水(120m m)和中水(210m m)条件下高追氮(210k g/h m2)水平最有利于籽仁蛋白质和必需氨基酸的合成㊂高水(330m m)条件下,中追氮水平(105k g/ h m2)有利于籽仁蛋白质和必需氨基酸的合成,低追氮(0 k g/h m2)水平最有利于籽仁粗脂肪的合成㊂各灌水水平中,中水(210m m)和高水(330m m)处理中蛋白质和必需氨基酸含量整体上高于低水(120m m)处理,而粗脂肪含量整体上低于低水(120m m)处理㊂(4)基于主成分分析进行隶属函数综合评价,从提高水氮利用效率㊁增加作物产量㊁提高向日葵品质中缬氨酸㊁异亮氨酸㊁蛋氨酸含量的角度出发确定出暗管农田中高水中氮即灌水量为330m m(春灌压盐水90m m,现蕾期灌水210m m),施氮量172.5k g/h m2(基肥施氮量67.5k g/h m2,追氮量105k g/h m2)是暗管排水条件下适宜的水氮制度㊂参考文献:[1] L i uHJ,W a n g X M,Z h a n g X,e t a l.E v a l u a t i o no n t h er e s p o n s e s o f m a i z e(Z e a m a y s L.)g r o w t h,y i e l da n dw a t e ru s e e f f i c i e n c y t o d r i p i r r i g a t i o nw a t e r u n d e rm u l c hc o nd i t i o n i nt he H e t a oI r r i g a t i o n D i s t r i c to fC h i n a[J].A g r i c u l t u r a lW a t e rM a n a g e m e n t,2017,179:144-157.[2]窦旭,史海滨,李瑞平,等.暗管排水条件下春灌定额对土壤水盐运移规律的影响[J].农业机械学报,2020,51(10):318-328.[3]鲁耀泽,夏玉红,乌兰其其格,等.不同水肥模式对盐渍化农田向日葵生长及产量的影响[J].节水灌溉,2021(7):36-40.[4] L i uY,A oC,Z e n g W Z,e t a l.S i m u l a t i n g w a t e r a n ds a l tt r a n s p o r t i n s u b s u r f a c e p i p e d r a i n a g e s y s t e m s w i t hH Y D R U S-2D[J].J o u r n a l o fH y d r o l o g y,2021,592:e125823.[5] Z i e d H A,S a l e m B.S u b s u r f a c ed r a i n a g es y s t e m p e r-f o r m a n c e,s o i l s a l i n i z a t i o n r i s k,a n ds h a l l o wg r o u n d w a-t e r d y n a m i cu n d e r i r r i g a t i o n p r a c t i c e i na na r i d l a n d[J].A r a b i a nJ o u r n a l f o rS c i e n c ea n dE n g i n e e r i n g,2019,44:467-477.[6]石佳,田军仓,朱磊.暗管排水对油葵地土壤脱盐及水分生产效率的影响[J].灌溉排水学报,2017,36(11):46-50. 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河套灌区覆盖对盐渍土壤养分迁移与分布的影响梁建财;李瑞平;史海滨;李祯;卢星航;步怀亮【期刊名称】《农业机械学报》【年(卷),期】2016(47)2【摘要】在河套灌区对盐渍土壤覆盖后进行秋浇田间试验,研究不同覆盖下秋浇、冻融及玉米生育期3个阶段的土壤养分含量变化规律.试验设7个处理,分别为秸秆覆盖量1.2(F1.2)、0.9(F0.9)、0.6(F0.6)、0.3 kg/m2(F0.3)、玉米整秆覆盖(YZ)、地膜覆盖(DM)、未覆盖(CK).结果表明,秋浇后地下水位较高,秋浇至冻融期间土壤水分与地下水具有补排关系,土壤养分的转化、迁移同时发生,秋浇后至冻融期内土壤养分的变化规律复杂;地表覆盖改变了土壤的水土环境,不同处理间养分含量存在差异,在试验期内全效养分的变化幅度较小,速效养分变化幅度较大;分析玉米播前耕层土壤供肥能力,秸秆覆盖处理的全氮、全磷含量小但供应强度大,春播时需补充氮肥、磷肥,以保证作物的生长.秸秆覆盖处理的全钾含量与钾素供应强度均高于CK,与CK相比较,秸秆覆盖使耕层土壤较好地满足了玉米播种及后续生长过程中的钾肥需求;相同施肥条件下,经过一年试验后,对于土壤耕层,处理DM的全氮含量较试验前降低了0.10 g/kg,其余处理变化幅度较小.各处理的全磷含量较试验前增加.处理CK、DM的全钾含量较试验前增加,处理F1.2、F0.9降低了全钾含量.处理YZ、F1.2和DM的碱解氮含量升高,其余处理则降低.各处理的速效钾、速效磷含量均较试验前升高.处理F1.2、F0.9和CK的有机质含量较试验前增加,其余处理则降低.【总页数】9页(P113-121)【作者】梁建财;李瑞平;史海滨;李祯;卢星航;步怀亮【作者单位】内蒙古农业大学水利与土木建筑工程学院,呼和浩特010018;内蒙古农业大学水利与土木建筑工程学院,呼和浩特010018;内蒙古农业大学水利与土木建筑工程学院,呼和浩特010018;内蒙古农业大学水利与土木建筑工程学院,呼和浩特010018;内蒙古农业大学水利与土木建筑工程学院,呼和浩特010018;内蒙古农业大学水利与土木建筑工程学院,呼和浩特010018【正文语种】中文【中图分类】S153.6;S156.4+4【相关文献】1.牧场养猪对地表覆盖、土壤养分分布和密度的影响 [J], 林素兰;丛子健2.地膜覆盖与秸秆深埋对河套灌区盐渍土水盐运动的影响 [J], 王婧;逄焕成;任天志;李玉义;赵永敢3.一膜两年覆盖对河套灌区盐碱土水盐分布和食葵生长的影响 [J], 卢闯;靳存旺;李二珍;杨柳青;李建忠;王婧;逄焕成;李玉义4.不同客土覆盖厚度对河滩地土壤养分分布的影响 [J], 张海欧;张扬5.秸秆覆盖对滨海盐渍土土壤养分的影响 [J], 杨东;李新举;王梅因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
河套灌区节水灌溉对土壤盐分累积规律的模拟研究柯隽迪;黄权中;任东阳;冀乃超;黄冠华;徐旭;吕玲娇【期刊名称】《节水灌溉》【年(卷),期】2016(0)8【摘要】在内蒙古河套实施农业节水对引黄灌区水资源可持续利用具有非常重要的意义。
通过河套灌区土壤水盐动态的原位监测,并应用水盐运移和作物耦合模型HYDRUS-EPIC对不同灌溉条件下葵花土壤盐分累积规律进行分析。
研究结果表明:现状滴灌条件下葵花生育期土壤表层(0~10cm)盐分呈累积趋势,全盐含量分别比传统地面灌溉和等量地面灌高115%和37%;葵花生育期0~100cm增加的全盐量(ΔC)滴灌比传统地面灌溉高305%,比等量地面灌溉低23%,淋洗是灌区滴灌不可或缺的抑盐措施;滴灌条件下葵花的产量比传统地面灌小6.5%;滴灌产量比等量地面灌高11.7%,增产效果明显。
【总页数】4页(P91-94)【关键词】河套灌区;全盐量;节水灌溉【作者】柯隽迪;黄权中;任东阳;冀乃超;黄冠华;徐旭;吕玲娇【作者单位】中国农业大学中国农业水问题研究中心;中国-以色列国际农业研究培训中心【正文语种】中文【中图分类】S275;TV861【相关文献】1.河套灌区盐渍化土壤节水灌溉机理浅析 [J], 高瑞萍;叶德成2.河套灌区井渠结合膜下滴灌土壤盐分演化规律 [J], 毛威;杨金忠;朱焱;伍靖伟3.河套灌区盐渍化人工草地土壤盐分及养分动态变化规律探讨 [J], 徐恒刚;翁森红4.盐渍化灌区节水改造后土壤盐分时空变化规律研究 [J], 史海滨; 吴迪; 闫建文; 李仙岳; 朱科; 迟碧璇5.内蒙古河套灌区不同灌溉模式对土壤温度及盐分的影响 [J], 孙贯芳;屈忠义;杜斌;任中生;李金刚因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
河套灌区向日葵保苗增产综合技术研究随着农业生产的日益发展,优质高产的农作物培育已经成为农业发展的重要方向。
而灌区农业的发展则是保障国家粮食安全的重要措施之一。
河套灌区作为我国较为典型的灌区之一,其地理位置、气候条件等特点使得该地区特别适合向日葵等油料作物的种植。
然而,由于该地区地势较为平坦,土质较为单一,导致缺乏营养元素,腐殖质不足等问题,限制了向日葵等油料作物的产量和质量。
针对这些问题,本文对河套灌区向日葵保苗增产综合技术进行了研究。
河套灌区气候以干旱为主,平均降水量不足300mm,土质偏碱性,约80%以上为盐碱土,水分和腐殖质供应不足这种地理环境和气候条件使得向日葵的种植面临了许多困难,例如,该地区的土质中缺乏多种微量元素,导致植物生长缓慢,花芽增殖受阻,结实率低。
另外,由于河套灌区的气候条件的限制,向日葵的生长的生长期较短,所需日照较短,但温度要求较高。
针对灌区环境,我们采用以下的技术进行调整:1.改善土质:通过适当的施肥、翻耕、淋溶等措施,将缺乏的营养元素和腐殖质补充到灌区土壤中。
可以选择有机肥、磷酸铵等肥料,或者采用秸秆还田、淋溶等方式,增加有机质含量和土壤的稳定性,改善土壤的肥力,使得向日葵可以得到更好的生长环境。
2.选择适宜的品种:针对灌区气候条件,选择日照要求较短、温度适宜的矮生向日葵品种,保证在有限的生长期内实现较高的产量。
3.保苗技术:由于向日葵幼苗生长缓慢,条件受限制,易受病虫害和恶劣环境影响,因此保苗技术的优化对提高向日葵产量起到至关重要的作用。
本研究中,我们结合灌区特点,采用了以下保苗技术:(1)发芽前处理:将向日葵种子用0.2%的肥水浸泡24-48小时,然后晾干,这样可以激发种子发芽、增加生长快速性。
(2)温室育苗:采用温室育苗技术,在防止病虫害的同时,通过控制气温来提高幼苗出土率和生长速度。
(3)浸种:采用1%的生根粉水溶液,浸泡种子20-30分钟,可以促使种子迅速萌发。
生态环境学报 2018, 27(6): 1067-1075 Ecology and Environmental Sciences E-mail: editor@基金项目:内蒙古自然科学基金项目(2016JQ06);国家自然科学基金项目(51469022;51669020);内蒙古水利科技及内蒙古科技计划项目 作者简介:张景俊,女,硕士,主要从事农田生态环境效应研究。
E-mail: zhangjingjun1992@*通信作者:李仙岳,男,教授,主要从事农田生态环境效应研究。
E-mail: lixianyue80@收稿日期:2018-01-24河套灌区葵花农田生物地膜覆盖下土壤水-热-氮-盐分布特征张景俊,李仙岳*,彭遵原,郭宇,丁宗江,冷旭内蒙古农业大学水利与土木建筑工程学院,内蒙古 呼和浩特 010018摘要:探明河套盐渍化地区生物降解地膜覆盖下土壤水热氮盐的分布规律以及生育期的降解特征,明确生物地膜覆盖下盐渍化地区节水控盐机理,为提高作物产量、水氮利用效率提供理论依据。
在内蒙古河套干旱盐渍化地区设置普通塑料地膜覆盖(PM )、生物可降解地膜覆盖(BM )及无覆盖(NM )3个处理,探索BM 降解过程及覆盖后对葵花Helianthus annuu s 农田不同生育期土壤温度、含水率、盐分和硝态氮含量的影响效应。
结果表明,(1)BM 的降解率和破损面积比率在葵花生育期呈抛物线增长趋势,在崩解期降解率和破损面积比率分别为23.15%和28.88%,是PM 的32.2倍和7.6倍,显著高于PM 处理。
(2)覆膜显著提高土壤上层(0~40 cm )地温和含水率,随着BM 破损面积比率增加,BM 与PM 处理地温和土壤含水率差异逐渐增大。
在作物生长后期(7月下旬—9月),PM 、BM 和NM 处理0~20 cm 土层地温差异显著,分别为22.17、20.94和19.49 ℃;在作物生长期,PM 与BM 处理土壤含水率差异不大,仅BM 在崩解期(9月)0~20 cm 土层存在显著差异。
(3)覆膜能有效降低0~40 cm 土层电导率(EC ),而对40 cm 以下土层的EC 影响较小。
PM 与BM 处理在葵花生长前中期差异不显著,仅在崩解期0~40 cm 土层PM 处理EC 显著低于BM 处理,PM 处理分别比NM 和BM 处理低27.34%和11.66%(P <0.05)。
(4)地膜覆盖仅对0~40 cm 土层硝态氮有影响。
覆膜120 d 后,PM 与BM 处理差异逐渐变大,崩解期PM 、BM 和NM 处理0~40 cm 土层硝态氮质量分数分别为20.63、14.48、11.84 mg·kg -1(P <0.05)。
(5)BM 处理和PM 处理葵花干物质和籽粒质量均无显著差异,且BM 处理千粒质量、每株籽粒质量分别比NM 处理提高了15.65%和20.85%。
综上所述,在干旱盐渍化地区,BM 处理和PM 处理在葵花生长前期和中期,覆膜效果无显著差异,在BM 崩解期差异明显。
因此,覆盖降解膜是缓解农田残膜污染的有效措施。
关键词:盐渍化;生物地膜;降解过程;硝态氮;水热效应 DOI: 10.16258/ki.1674-5906.2018.06.010中图分类号:S153; X171.1 文献标志码:A 文章编号:1674-5906(2018)06-1067-09引用格式:张景俊, 李仙岳, 彭遵原, 郭宇, 丁宗江, 冷旭. 2018. 河套灌区葵花农田生物地膜覆盖下土壤水-热-氮-盐分布特征[J]. 生态环境学报, 27(6): 1067-1075.ZHANG Jingjun, LI Xianyue, PENG Zunyuan, GUO Yu, DING Zongjiang, LENG Xu. 2018. The distribution of soil water, temperature, nitrogen and salinity under biofilm mulching in Hetao sunflower field [J]. Ecology and Environmental Sciences, 27(6): 1067-1075.地膜覆盖阻断了土壤大气界面水汽垂向移动,从而有效抑制了土壤水分的无效蒸发,是节水、保墒、控盐、增温的重要措施(Ammala et al.,2011;樊廷录等,2016)。
近年来以淀粉、纤维素、壳聚糖等天然材料为主要原料的完全生物可降解地膜(于浩强等,2012),在起到节水、保温的同时而不产生残膜污染,在干旱区得到了快速发展。
目前对生物可降解地膜覆盖的研究主要集中在保水、保温效应以及对作物生长、产量的影响效应等方面(张杰等,2012;申丽霞等,2015;Wang et al.,2015),研究结果显示,生物可降解地膜在诱导期内,保水、保温效果与普通地膜无明显差异。
大量试验研究表明,生物降解地膜的降解率显著高于普通塑料地膜,可降解地膜的降解残留物已经非常少,对环境影响很小(Moreno et al.,2017;张晓海等,2013)。
生物地膜覆盖在提高水热效应和产量方面,除了在玉米(Zea mays ,刘蕊等,2017)、葵花(Helianthus annuus ,李仙岳等,2015)、棉花(Gossypium spp.,战勇等,2010)等大田作物上开展大量研究,还在油菜(Brassica napus L.,Gu et al.,2017)、西红柿(Lycopersicon esculentum Mill.,Moreno et al.,2008;Moreno et al.,2016)、草莓(Fragaria×ananassa Duch ,Costa et al.,2014)等保护地等作物上进行了研究。
研究表明,可降解地1068 生态环境学报第27卷第6期(2018年6月)膜能明显提高玉米播种后2个月0~10 cm土层温度,并提高了玉米播种至大喇叭口期0~40 cm土壤含水率(申丽霞等,2012)。
在作物生长中后期,由于生物可降解地膜的破损导致其土壤含水率与地温低于普通塑料地膜,但是都显著高于未覆膜处理(战勇等,2010)。
同时大量的研究也显示生物可降解地膜覆盖处理与未覆盖处理相比能显著提高作物产量,增产效应与普通塑料地膜无显著差异(康虎等,2013;薛源清等,2017;谷晓博等,2015;李强等,2016)。
随着研究的深入,也开展了生物可降解地膜覆盖下对土壤质量(Li et al.,2014)和土壤氮素累积和迁移的影响(Jayakumar et al.,2016)。
与未覆盖相比,生物可降解地膜有利于提高土壤中硝态氮含量,并提高氮素利用效率,促进作物对氮的吸收,并且与普通塑料地膜相比,生物可降解地膜在作物生长后期可能降低土壤硝态氮的淋洗下移峰值,减小其对环境的污染(周昌明等,2016)。
尽管许多学者对生物可降解地膜在农田中的降解进行了研究,但是大都是针对生物可降解地膜的降解率进行观测(刘群等,2011;袁海涛等,2014),然而目前对覆膜期生物可降解地膜的降解率和破损面积比率进行系统的研究较少。
另外,对于北方盐渍化地区,覆膜是控盐的重要措施,而生物可降解地膜是否具有普通塑料地膜的控盐效果,以及生物可降解地膜覆盖条件下农田盐分变化规律,特别对于干旱盐渍化地区生物可降解地膜覆盖下地膜的降解过程以及对水热氮盐分布的影响鲜见报道。
本文针对河套盐渍化地区开展生物可降解地膜覆盖下的降解过程研究,并探索生物可降解地膜对农田土壤含水率、温度、盐分和硝态氮的影响效应,评价其在干旱盐渍化地区的保水、保温、保肥及控盐效果,为生物可降解地膜在盐渍化地区的大规模推广提供参考依据。
1 材料与方法1.1 试验地概括及供试材料2015年在内蒙古河套灌区乌拉特前旗西小召镇邓存店村塔布社进行田间试验(40°53'2''E,108°32'52''N,海拔高度1025 m),该地区干旱少雨,年均降水量200~250 mm,年均蒸发量达到1900~2300 mm,土壤盐渍化严重。
试验田播前表层(0~20 cm)土壤平均电导率(EC)为2.91 mS·cm-1,土壤剖面(0~100 cm)平均干容重为1.44 g·cm-3,硝态氮(NO3--N)为45.10 mg·kg-1,铵态氮(NH4+-N)为13.60 mg·kg-1,土壤质地为粉砂壤土(表1);供试生物可降解地膜(山东意可曼科技有限公司生产)(完全降解,最终降解产物CO2和H2O)和普通塑料地膜(青州市佳和塑料厂生产)厚度均为0.008 mm,膜宽均为80 cm;供试作物为当地大面积种植的抗旱、抗盐碱型葵花(Helianthus annuu s)(美葵5009)。
1.2 试验设计试验设置普通塑料地膜(Plastic film mulching,PM)、生物可降解地膜(Biodegradable film mulching,BM)和无膜(No mulching,NM)3个处理,各处理3次重复,共9个完全随机排列的试验小区,每个小区面积为40 m2(8 m×5 m)。
为提高土壤温度,在播种前(5月2日)进行土壤耕翻,施底肥,人工铺膜,并于5月14日进行大水灌溉压盐,于5月21日采用人工点苗方式进行播种,株距40 cm,行距60 cm,种植密度约37500 plant·hm-2,5月底出齐苗。
灌水方式均为畦灌,在葵花生长中期(8月4日)进行补水灌溉,灌水量为85 mm。
底肥施磷酸二铵225 kg·hm-2,钾肥75 kg·hm-2,并于7月20日施尿素30 kg·hm-2进行追肥。
1.3 观测项目及方法1.3.1 土壤水-热-盐-氮土壤含水率:采用烘干法,分别在葵花膜上(覆膜区)和膜间(裸地)0~10、10~20、20~40、40~60、60~100 cm土层取样,每隔10 d取1次样品。
土壤温度:采用武汉中科技能惠科技发展有限公司生产的地温传感器(NHSF48U型,长度为7 cm,分辨率为0.1 ℃)进行自动检测,每小时记录1次。
每个小区在葵花膜下0~20、20~40 cm土层分别垂直埋插1只温度传感器。
土壤盐分和硝态氮含量:分别在葵花覆膜前、收获后以及覆膜后每隔30 d左右用土钻在每个小区膜下采集0~5、5~10、10~15、15~20、20~30、30~40、40~60、60~80、80~100 cm土层样品,将土样带回实验室,自然风干、磨碎、过筛(1 mm),表1 试验田土壤主要理化性质Table 1 Soil physical and chemical properties in experimental areaSoil depth/cmParticle distribution/%Soil typesEC/(ms·cm-1)w(NO3--N)/(mg·kg-1)w(NH4+-N)/(mg·kg-1) <0.002 mm 0.05~0.002 mm 2~0.05 mm0~20 7.49 74.23 18.28siltloam 2.91 62.88 16.72 20~40 5.08 67.25 27.67siltloam 1.80 43.06 11.27 40~60 4.39 64.08 31.53siltloam 1.47 33.4 10.14 60~100 3.23 78.41 18.36siltloam 1.38 26.83 10.15张景俊等:河套灌区葵花农田生物地膜覆盖下土壤水-热-氮-盐分布特征 1069分别称取2份5 g 土,一份制备1꞉5土水比浸提液,用便携式快速测定仪(WalklAB )测定EC 。