检索结果-内蒙古大学图书馆

江苏农业科学 2025年第5期53卷 290-300页

作者：邹军冯建中王剑白林燕谢能付陶鑫薛原中国农业科学院农业信息研究所北京100081 中国科学院空天信息创新研究院北京100094

为有效改善灌溉模式、节约水氮肥资源、降低或减弱不合理的水氮灌溉施用对环境的负面影响,针对我国西北干旱绿洲滴灌区的集约规模化红枣种植区,面向枣园水氮精细化管理的需要和作物生长与水氮灌溉施肥控制过程,运用数字孪生技术,开展田... 详细信息

为有效改善灌溉模式、节约水氮肥资源、降低或减弱不合理的水氮灌溉施用对环境的负面影响,针对我国西北干旱绿洲滴灌区的集约规模化红枣种植区,面向枣园水氮精细化管理的需要和作物生长与水氮灌溉施肥控制过程,运用数字孪生技术,开展田间水氮一体化按需灌溉施氮作业高效协同管控模式、数字孪生枣树作物生长模型系统关键技术及其应用研究,构建面向枣园水氮管理的数字孪生枣树作物模型系统框架体系和枣树生长数字孪生体模型,并利用改进优化的水氮需求模型、融合枣树DNDC模型的深度森林(gcForest)土壤水氮增强预测模型及基于响应式的PID(比例、积分和微分)控制模式,构建田间枣树生长水氮有效的调控方式。研发了具有包括实时监测、作物生长模拟、水氮控制与仿真等功能的枣树生长水氮管理数字孪生原型系统平台,并对孪生系统进行有效性验证和仿真示例及应用性分析与评价。结果表明,枣树生长数字孪生系统模拟的日均茎流速与实测值具有显著的一致性(rRMSE=0.28,R2=0.80),能够较好地模拟土壤湿度(rRMSE=0.10,R2=0.92)、土壤含氮量(rRMSE=0.21,R2=0.95)的变化情况,孪生系统模拟综合精准度为80.33%。在满足枣树生长过程中对水氮需求的同时,高频次按需响应式灌溉施氮方案可节约19.21%用水量、23.95%用氮量。在开放式枣园生产环境中,该系统初步具备仿真模拟关键生育期田间枣树生长物理空间单元的水氮含量及其复杂变化的能力,可为枣树栽培过程中田间水氮的智慧精细化管理提供有效的决策性支持。

关键词：作物生长水氮管理数字孪生作物模型系统仿真枣树

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水氮管理影响冬小麦品质的CERES-Wheat模型模拟

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农业机械学报 2018年第7期49卷 271-278页

作者：刘建超何建强武文杰李正鹏马海姣冯浩西北农林科技大学旱区农业水土工程教育部重点实验室陕西杨凌712100 西北农林科技大学中国旱区节水农业研究院陕西杨凌712100 中国科学院水利部水土保持研究所陕西杨凌712100

评估CERES-Wheat对不同水氮管理的响应,模拟不同水氮管理对冬小麦品质和产量的影响,筛选优质高产的水氮管理,优化冬小麦农田管理措施。首先利用关中地区2014—2016年2季冬小麦试验数据,对CERES-Wheat进行校准和验证,并评估其模拟籽粒蛋... 详细信息

评估CERES-Wheat对不同水氮管理的响应,模拟不同水氮管理对冬小麦品质和产量的影响,筛选优质高产的水氮管理,优化冬小麦农田管理措施。首先利用关中地区2014—2016年2季冬小麦试验数据,对CERES-Wheat进行校准和验证,并评估其模拟籽粒蛋白质浓度和产量的精度。应用CERES-Wheat模拟51 a(1966—2016)历史气象数据下不同水氮管理的冬小麦生长情况,以籽粒蛋白质浓度和产量为主要筛选目标优化水氮管理。结果表明,CERES-Wheat能够较为精确地模拟冬小麦的生长过程,但籽粒和地上部生物量在严重氮胁迫条件下被低估,籽粒蛋白质浓度在低氮胁迫条件下被高估。籽粒蛋白质浓度和产量对不同的水氮处理具有不同的响应,但可以通过调整灌溉定额、灌溉次数、灌溉时期和施氮量之间的耦合作用达到小麦提质增效的目的。越冬期灌溉120 mm,施氮量262.5 kg/hm^2的水氮管理最适合关中地区的气候条件,可以同时实现优质、高产、稳产。

关键词：冬小麦籽粒蛋白质浓度产量 CERES-Wheat 水氮管理

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水氮管理对不同氮效率水稻根系性状、氮素吸收利用及产量的影响

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中国水稻科学 2017年第5期31卷 500-512页

作者：李娜杨志远代邹孙永健徐徽何艳蒋明金严田蓉郭长春马均四川农业大学水稻研究所/农业部西南作物生理生态与耕作重点实验室成都611130

【目的】探究水氮管理措施对不同氮效率水稻根系构型、氮素吸收利用和产量形成的影响,以及根系性状特征与氮素吸收利用和产量关系。【方法】试验采用三因素裂裂区设计,主区为2个不同氮效率水稻品种德香4103(氮高效型)和宜香3724(氮低效... 详细信息

【目的】探究水氮管理措施对不同氮效率水稻根系构型、氮素吸收利用和产量形成的影响,以及根系性状特征与氮素吸收利用和产量关系。【方法】试验采用三因素裂裂区设计,主区为2个不同氮效率水稻品种德香4103(氮高效型)和宜香3724(氮低效型),裂区设置"常规灌溉"和"控制性交替灌溉"2种水分管理方式,裂裂区为SPAD指导施肥、优化施肥以及农民习惯施肥3种施氮模式,运用岭回归分析方法探究根系构型与氮素吸收利用和产量的关系。【结果】水稻抽穗期根系性状、产量、每穗粒数、千粒重及总颖花量均存在显著的基因型差异。氮高效品种德香4103每穗粒数多,群体库容量大,产量较氮低效品种宜香3724高0.24%~11.31%;控制性交替灌溉有利于水稻千粒重的增长,常规灌溉则对水稻有效穗数、每穗粒数及群体颖花量提高更为有利;SPAD指导施肥和优化施肥处理能够提高水稻有效穗数和每穗粒数,扩大群体颖花量以保证其对农民习惯施肥的产量优势;由于水氮互作效应的存在,控制性交替灌溉下施氮处理与空白处理水稻千粒重的差距比常规灌溉的大幅降低,使得控制性交替灌溉下施用氮肥的增产效果更佳。德香4103的氮肥生理利用率较宜香3724平均高8.69%,常规灌溉下水稻氮积累量较高,控制性交替灌溉下氮肥回收率、农学利用率、生理利用率均较优;与农民习惯施肥处理相比,SPAD指导施肥与优化施肥模式更有利于水稻氮素吸收利用效率的提高。拔节期、抽穗期和成熟期水稻根系构型与产量岭回归方程的决定系数范围为0.4198~0.9028,其中,抽穗期根系性状与产量关系最为密切,氮高效和氮低效品种的决定系数均超过0.9。在拔节期,水稻细分枝根长对产量影响最大;在抽穗期,氮高效和氮低效品种存在差异,前者是粗分枝根长,后者是细分枝根表面积对产量影响最大;在成熟期,不定根长与产量关系最为密切。水稻抽穗期根系构型对氮积累量变化的解释程度较高,岭回归方程决定系数均接近0.7。就水氮管理措施而言,氮高效和氮低效水稻均应采用常规灌溉配套SPAD指导施肥或控制性交替灌溉结合优化施肥来实现产量的提高。【结论】水稻抽穗期根系构型与产量、氮积累量关系密切,采用合理的水氮管理措施能够实现水稻产量和氮素吸收利用效率的同步提高。

关键词：水氮管理水稻氮效率根系构型产量

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基于Δ^(13)C的不同水氮管理对水稻水分利用效率的影响

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农业机械学报 2018年第5期49卷 303-312页

作者：张忠学陈鹏郑恩楠聂堂哲陈帅宏李伟彤东北农业大学水利与土木工程学院哈尔滨150030 农业部农业水资源高效利用重点实验室哈尔滨150030 东北农业大学资源与环境学院哈尔滨150030

为揭示不同水氮管理的水稻叶片水分高效利用机理,基于作物生长发育过程中发生的碳同位素分馏效应对作物的长期水分利用效率的指示特性,研究了不同水氮管理对水稻叶片气体交换参数、叶片瞬时水分利用效率(LWUEins)、内在水分利用效率(LWU... 详细信息

为揭示不同水氮管理的水稻叶片水分高效利用机理,基于作物生长发育过程中发生的碳同位素分馏效应对作物的长期水分利用效率的指示特性,研究了不同水氮管理对水稻叶片气体交换参数、叶片瞬时水分利用效率(LWUEins)、内在水分利用效率(LWUEint)和碳同位素分辨率(Δ^(13)C)的影响,分析了不同水氮管理下水稻叶片Δ^(13)C与叶片水分利用效率关系。结果表明:稻作控制灌溉模式下配施适量氮肥可以提高水稻叶片气孔导度(Gs),促进叶片胞间与外界气体交换,提高叶片净光合速率(Pn),维持较高的LWUEins、LWUEint,过量施氮会增加水稻对水分亏缺的敏感性,使水稻Gs降低,不利于叶片尺度水分的高效利用;抽穗开花期控制灌溉模式下施氮量较高时叶片水分利用效率较大,同一施氮量处理控制灌溉水稻LWUEins、LWUEint和WUE均高于淹水灌溉,起到了节水高产的效果。通过统计分析可知,不同水氮管理下抽穗开花期水稻叶片Δ^(13)C与LWUEins、LWUEint和WUE均呈负相关,叶片Δ^(13)C对LWUEint的指示性优于LWUEins,且在控制灌溉下叶片Δ^(13)C与LWUEins、LWUEint的相关性较淹水灌溉更为显著;拔节孕穗期及抽穗开花期水稻叶片Δ^(13)C可以很好地表征水稻WUE。结果表明,通过测定水稻不同时期叶片Δ^(13)C能够为预测不同水氮调控下水稻水分利用效率提供参考。

关键词：水稻水氮管理水分利用效率碳同位素分辨率

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不同水氮管理模式对玉米地土壤氮素和肥料氮素的影响

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农业机械学报 2020年第2期51卷 284-291页

作者：张忠学刘明齐智娟东北农业大学水利与建筑学院哈尔滨150030 东北农业大学农业农村部农业水资源高效利用重点实验室哈尔滨150030

为了解决东北地区灌溉条件下水氮合理施用问题,以大田试验为基础,采用15 N同位素示踪技术,设置3个灌水定额水平(W1:40 mm,W2:60 mm,W3:80 mm)和3个施氮量水平(N1:180 kg/hm^2,N2:240 kg/hm^2,N3:300 kg/hm^2),分析比较了不同水氮管理模... 详细信息

为了解决东北地区灌溉条件下水氮合理施用问题,以大田试验为基础,采用15 N同位素示踪技术,设置3个灌水定额水平(W1:40 mm,W2:60 mm,W3:80 mm)和3个施氮量水平(N1:180 kg/hm^2,N2:240 kg/hm^2,N3:300 kg/hm^2),分析比较了不同水氮管理模式对玉米地土壤氮素的吸收、土壤无机氮残留、土壤-作物氮平衡以及肥料氮去向的影响。结果表明:随着施氮量的增加,0~100 cm土层铵态氮、硝态氮的含量和累积量均呈现增加的趋势;提高灌水量可以提高60~100 cm土层铵态氮累积量、80~100 cm土层硝态氮累积量。对土壤-作物氮平衡的研究表明,增加施氮量可以提高土壤无机氮残留量和氮素盈余,而作物氮素吸收量随着施氮量的增加呈先增后减的趋势,氮素盈余量和表观损失量随灌水量的增加表现为先降低后增加。肥料氮累积量随着施氮量的增加呈先增后减的趋势,施氮量300 kg/hm^2时肥料氮累积量占比21.27%~31.23%,肥料氮残留量和损失量所占比例均有所提高。玉米植株氮素中有66.70%~75.05%来自于对土壤氮的累积,随着施氮量的增加,玉米植株土壤氮素累积量呈先增后减的趋势。综合不同水氮管理模式对玉米地土壤无机氮残留、土壤-作物氮平衡以及肥料氮去向的影响得出,灌水60 mm、施氮240 kg/hm^2的水氮组合可保证肥料氮的充分利用,减少无机氮的残留和损失。

关键词：玉米水氮管理铵态氮硝态氮氮平衡同位素示踪技术

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传统和优化水氮管理对蔬菜地土壤氮素损失与利用效率的影响

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农业工程学报 2007年第2期23卷 54-59页

作者：于红梅李子忠龚元石安徽农业大学资源环境学院合肥230036 中国农业大学资源与环境学院土壤和水系北京100094

通过3年田间定位试验利用氮素平衡方程模拟了传统水氮管理和优化水氮管理下连作蔬菜地土壤无机态氮含量的变化,分析了两种水氮管理对土壤氮素损失量及氮素利用效率的影响。结果表明:优化水氮管理下花椰菜、苋菜和菠菜生长期内土壤平均(... 详细信息

通过3年田间定位试验利用氮素平衡方程模拟了传统水氮管理和优化水氮管理下连作蔬菜地土壤无机态氮含量的变化,分析了两种水氮管理对土壤氮素损失量及氮素利用效率的影响。结果表明:优化水氮管理下花椰菜、苋菜和菠菜生长期内土壤平均(2年或3年)氮素损失量(氨挥发、反硝化和硝态氮淋洗的总和)只有传统水氮管理下花椰菜、苋菜和菠菜生长期内土壤平均氮素损失量的9%、8%和18%;氮素利用效率是传统水氮管理下各蔬菜氮素利用效率的2.3倍、3.2倍、1.7倍,而两处理间蔬菜平均产量并无显著差异。

关键词：水氮管理氮素损失量氮素利用效率蔬菜

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不同水氮管理下玉米叶片衰老对氮转移效率的影响

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农业机械学报 2019年第12期50卷 297-303,267页

作者：张忠学尚文彬齐智娟郑恩楠刘明东北农业大学水利与土木工程学院哈尔滨150030 东北农业大学农业农村部农业水资源高效利用重点实验室哈尔滨150030

为阐明不同水氮管理模式下玉米叶片衰老过程对玉米中氮素转移的影响,进行了大田试验,通过设置3个灌溉水平(150、300、450 m 3/hm^2)和4个施氮水平(0、180、220、260 kg/hm^2),探究不同水氮组合下玉米叶片衰老启动时间、叶片衰老速率、... 详细信息

为阐明不同水氮管理模式下玉米叶片衰老过程对玉米中氮素转移的影响,进行了大田试验,通过设置3个灌溉水平(150、300、450 m 3/hm^2)和4个施氮水平(0、180、220、260 kg/hm^2),探究不同水氮组合下玉米叶片衰老启动时间、叶片衰老速率、最大绿叶衰减速率出现时间及叶片衰老过程对叶片氮转移效率和籽粒灌浆过程的影响。结果表明:各处理叶片衰老启动时间均发生在吐丝后10 d左右,其受灌水和施氮影响较小;在灌水充足条件下,增加施氮量可以降低叶片衰老速率,延长最大绿叶衰减速率出现时间;施氮量相同时,随灌水量增加吐丝期叶片氮素积累量呈先增加、后减小的趋势;在一定范围内,叶片氮转移效率随最大绿叶衰减速率出现时间的增加而提高,最高可提升25.78个百分点;籽粒灌浆速率呈先慢后快、最后趋于平缓的变化规律,且在吐丝后30~40 d达到最大,延缓叶片衰老速率有助于提高百粒质量;当灌水量为300 m 3/hm^2、施氮量为260 kg/hm^2时,最大绿叶衰减速率出现时间为吐丝后48.90 d,叶片氮转移效率最高,百粒质量最大,是最佳灌水、施氮组合。

关键词：玉米水氮管理氮素转移 Logistic方程

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水氮管理对麦后复播大豆土壤固碳效应和产量的影响

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农业环境科学学报 2016年第3期35卷 524-531页

作者：李亚杰徐文修苏丽丽王娜张娜王婷郝维维新疆农业大学农学院乌鲁木齐830052 新疆伊犁伊宁县农业技术推广中心新疆伊犁835100

为探求伊犁河谷地区复播大豆高产低碳的水氮管理组合,为建立高产固碳农业技术提供一定理论依据,2012—2014年于伊宁县开展了不同水氮管理对复播大豆土壤总有机碳、碳库管理指数及产量影响的田间试验。采用水、氮二因素裂区试验设计,设置... 详细信息

为探求伊犁河谷地区复播大豆高产低碳的水氮管理组合,为建立高产固碳农业技术提供一定理论依据,2012—2014年于伊宁县开展了不同水氮管理对复播大豆土壤总有机碳、碳库管理指数及产量影响的田间试验。采用水、氮二因素裂区试验设计,设置4个灌水量处理:3000(W1)、3600(W2)、4200(W3)、4800(W4)m^3·hm^(-2);设置3个施氮量处理:0(N0)、150(N1)、300(N2)kg·hm^(-2)。结果表明,随着施氮量或灌水量的增加,土壤有机碳、活性有机碳和非活性有机碳含量均呈现"先增后降"的趋势,且均在W3N1组合处理下达到最大,且其碳库管理指数和产量均达到最大。大豆产量与土壤有机碳、活性有机碳、碳库管理指数均存在正相关关系,且与活性有机碳的相关系数最大,达0.898,说明W3N1组合处理不仅更有利于土壤有机碳的固定,而且有利于复播大豆产量的提高。

关键词：水氮管理复播大豆土壤有机碳碳库管理指数

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水氮管理及品种对冬小麦光能利用率的影响

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中国生态农业学报 2015年第10期23卷 1236-1243页

作者：崔晓朋张喜英孙宏勇刘秀位邵立威郭家选中国科学院农业水资源重点实验室/中国科学院遗传与发育生物学研究所农业资源研究中心石家庄050022 北京农学院植物科学技术学院北京102206

提高光能利用率（RUE）是作物获得高产的重要因素之一。遗传特性和栽培管理措施等因素通过影响作物冠层结构及冠层形成过程,进而影响作物的光能利用率。为探讨不同冬小麦品种在不同水氮管理条件下的光能利用率,于2012—2013年,在中国科... 详细信息

提高光能利用率（RUE）是作物获得高产的重要因素之一。遗传特性和栽培管理措施等因素通过影响作物冠层结构及冠层形成过程,进而影响作物的光能利用率。为探讨不同冬小麦品种在不同水氮管理条件下的光能利用率,于2012—2013年,在中国科学院栾城农业生态系统试验站,进行了3个冬小麦品种（‘冀麦585’、‘科农199’和‘石新828’）在3个氮水平[135 kg（N）·hm^-2,180 kg（N）·hm^-2,225 kg（N）·hm^-2]和3个灌溉水平（70 mm,140 mm,210 mm）下的大田试验,对关键生育期光合有效辐射截获、生物量和叶面积等参数进行了测定和分析。结果表明：不同冬小麦品种的光能利用率存在显著差异（P〈0.05）,‘冀麦585’、‘科农199’和‘石新828’的光能利用率分别为2.10 g·MJ^-1、2.05 g·MJ^-1和1.93 g·MJ^-1。不同水氮处理对冬小麦光能利用率有一定的影响,其值为1.80~2.20 g·MJ^-1;水氮因素对冬小麦光能利用率的影响不同,随着施氮水平的增加,光能利用率增加,适度的水分亏缺会产生较高的光能利用率。光能利用率增加与生物量形成呈正相关,但当生物量增加到一定程度后冬小麦产量并不随生物量的增加而增加,这与干物质量转移率随着生物量增加而降低有关。结果还显示：从拔节期到灌浆期冬小麦的光能利用率与气温存在明显的曲线关系,其在水氮条件下表现不一致。综合上述分析结果,需要适宜水氮供应才能获得适度干物质积累,提高光能利用率和有效干物质运转,最终提升冬小麦产量。

关键词：冬小麦水氮管理品种光能利用率产量

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水氮管理对黑土稻作土壤碳氮磷化学计量特征的影响

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土壤 2024年第2期56卷 264-272页

作者：秦子元张忠学郑和祥畅利毛韩再慧杜思澄中国水利水电科学研究院内蒙古阴山北麓草原生态水文国家野外科学观测研究站呼和浩特010020 东北农业大学水利与土木工程学院哈尔滨150030 内蒙古自治区地质调查研究院呼和浩特010018 杭锦旗水利局内蒙古鄂尔多斯017000

为阐明不同水氮管理模式对黑土稻作产量和土壤碳氮磷化学计量特征的影响,设置3种灌溉模式(常规淹灌、浅湿灌溉、控制灌溉)和4个氮肥梯度(0、85、110、135 kg/hm^(2)),探究了水稻产量、土壤碳氮磷含量及其化学计量比和层化率对不同水氮... 详细信息

为阐明不同水氮管理模式对黑土稻作产量和土壤碳氮磷化学计量特征的影响,设置3种灌溉模式(常规淹灌、浅湿灌溉、控制灌溉)和4个氮肥梯度(0、85、110、135 kg/hm^(2)),探究了水稻产量、土壤碳氮磷含量及其化学计量比和层化率对不同水氮管理模式的响应规律。结果表明:与常规淹灌和浅湿灌溉相比,控制灌溉模式下,水稻通过形成足量大穗提高库容,小幅增加结实率,从而显著提高产量(P<0.05)。稻田土壤有机碳(SOC)、全氮(STN)、全磷(STP)含量随土层深度增加而降低,施氮处理可显著提升SOC、STN含量并降低STP含量(P<0.05)。与浅湿灌溉和控制灌溉相比,常规淹灌模式增加SOC、STN含量,而与常规淹灌和浅湿灌溉相比,控制灌溉模式增加STP含量。土壤C/N随施氮量增加而降低,土壤C/P、N/P随施氮量增加而升高,施氮能提升不同土层平均C/N层化率,降低C/P、N/P层化率。相比常规淹灌,控制灌溉模式能提升不同土层SOC、STP含量层化率,在一定程度上说明控制灌溉模式下配施适宜氮肥可以改善土壤质量。综合考虑,本研究中控制灌溉模式配施110 kg/hm^(2)氮肥为最优水氮管理方式。

关键词：水稻黑土区水氮管理土壤碳氮磷化学计量比

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