





中国农业科学 ›› 2025, Vol. 58 ›› Issue (20): 4158-4177.doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2025.20.010
韩哲群1,3(
), 苏莹3, 高奇奇1(
), 刘美英3, 贾昂元1, 张海睿1, 南珊珊1, 徐勤政4, 王强4, 王利军4, 武雪萍1,2(
)
收稿日期:2025-07-22
接受日期:2025-09-28
出版日期:2025-10-16
发布日期:2025-10-14
通信作者:
联系方式:
韩哲群,E-mail:2081149208@qq.com。
基金资助:
HAN ZheQun1,3(
), SU Ying3, GAO QiQi1(
), LIU MeiYing3, JIA AngYuan1, ZHANG HaiRui1, NAN ShanShan1, XU QinZheng4, WANG Qiang4, WANG LiJun4, WU XuePing1,2(
)
Received:2025-07-22
Accepted:2025-09-28
Published:2025-10-16
Online:2025-10-14
摘要:
【目的】针对内蒙古引黄灌区盐碱地土壤肥力差、水盐失衡制约向日葵生产的问题,探究智能滴灌水肥耦合模式对引黄灌区盐碱地土壤及向日葵生长和产量品质的调控效应。【方法】基于2年的田间试验结果,于2023—2024年在内蒙古达拉特旗开展双因素裂区试验,以向日葵为供试作物,主区为漫灌和滴灌两种灌溉方式,副区为单施化肥(F)、化肥+秸秆(FS)、化肥+牛粪(FM)、化肥+高碳基肥(FH)4种施肥模式。分析不同水肥管理模式对土壤理化性质、向日葵产量品质及养分生理效率的影响。【结果】两年试验中,智能滴灌水肥一体化与漫灌传统施肥相比,显著降低0—40 cm土层土壤电导率(EC)41.2%,增加土壤含水量15.0%,增加硝态氮(NO3--N)含量37.8%,增加土壤有机碳含量(SOC)10.8%。传统漫灌下,0—40 cm土层中,与F相比,有机物料添加显著降低EC值7.3%—27.0%,使pH降低0.08—0.51,增加SOC含量3.8%—13.0%,增加NO3--N含量9.2%—48.2%,增加有效磷含量(AP)32.2%—62.7%,增加速效钾含量(AK)12.4%—22.7%。智能滴灌下,0—40 cm土层中,与F处理相比,有机物料添加显著降低EC值3.7%—28.5%,增加SOC含量4.3%—9.5%,增加NO3--N含量17.2%—41.4%,增加AP含量20.3%—48.8%,增加AK含量3.6%—26.6%。此外,智能滴灌水肥一体化与传统漫灌施肥相比,向日葵株高与茎粗分别显著提高16.7%和85.4%,氮素生理效率(NPE)、磷素生理效率(PPE)分别提升26.6%、34.1%,生物产量和籽粒产量分别提高12.8%和89.5%,水分利用效率(WUE)提高67.7%。传统漫灌下,与F相比,有机物料添加显著增加株高16.7%—17.5%,PPE增加27.1%,生物产量增加37.0%—43.9%,籽粒产量增加6.0%—25.2%,WUE增加6.0%—25.2%,出仁率增加13.0%—17.9%,籽粒脂肪含量增加9.7%。智能滴灌下,与F相比,有机物料添加显著增加株高7.6%,NPE提高15.2%—17.2%,PPE增加17.2%,生物产量增加23.7%,籽粒产量增加4.6%—20.4%,WUE增加4.6%—20.4%,出仁率增加6.2%—10.2%,籽粒脂肪含量增加3.3%。Mantel分析显示生物产量和籽粒产量与土壤含水量、SOC、株高、茎粗、NPE、PPE呈显著正相关关系,与pH和EC呈显著负相关关系(P<0.01)。综合分析,智能滴灌水肥一体化与牛粪或高碳基肥配施效果最好,是引黄灌区盐碱地适宜的水肥管理模式。【结论】智能滴灌下有机物料添加的水肥耦合模式通过降低土壤盐分、提升养分有效性和作物生理效率,有效地改善了盐碱地质量,并促进了向日葵产量和品质提升。
韩哲群, 苏莹, 高奇奇, 刘美英, 贾昂元, 张海睿, 南珊珊, 徐勤政, 王强, 王利军, 武雪萍. 智能滴灌水肥耦合模式实现土壤节水控盐与向日葵产量品质协同提升[J]. 中国农业科学, 2025, 58(20): 4158-4177.
HAN ZheQun, SU Ying, GAO QiQi, LIU MeiYing, JIA AngYuan, ZHANG HaiRui, NAN ShanShan, XU QinZheng, WANG Qiang, WANG LiJun, WU XuePing. Intelligent Drip Irrigation Water-Fertilizer Coupling Regime Realizes Synergistic Improvement of Soil Water Conservation, Salt Control and Sunflower Yield and Quality[J]. Scientia Agricultura Sinica, 2025, 58(20): 4158-4177.
表1
不同土层土壤理化特性"
| 土层深度 Soil depth (cm) | 容重 Bulk density (g·cm-3) | pH | 电导率 Electrical conductivity (μs·cm-1) | 含盐量 Saltness (g·kg-1) | 有机碳 Organic carbon (g·kg-1) | 全氮 Total nitrogen (g·kg-1) | 有效磷 Available phosphorus (mg·kg-1) | 速效钾 Available potassium (mg·kg-1) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0-20 | 1.39 | 8.27 | 1162 | 5.80 | 7.51 | 0.92 | 19.30 | 209.8 |
| 20-40 | 1.32 | 8.20 | 997.33 | 5.90 | 8.15 | 0.93 | 16.43 | 175.8 |
表2
施肥方案设计表"
| 盐碱地程度 Saline soil degree | 灌溉方式 Irrigation method | 施肥模式 Fertilization pattern | 施肥量 Fertilization rate (kg·hm-2) | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 模式 Pattern | 代码 Code | ||||||||
| 中度 Moderate | 漫灌/滴灌 Flood irrigation/ Drip irrigation | 单施化肥 Applying chemical fertilizers alone | F | 基肥Base fertilizer N 120、P2O5 75、K2O 72 追肥Top-dressing N 180、K2O 48 | |||||
| 化肥+秸秆 Chemical Fertilizer + Straw | FS | 化肥量同上,秸秆 Fertilizer application rate as above. Straw: 9000.0 | |||||||
| 化肥+牛粪 Chemical fertilizer + cow manure | FM | 化肥量同上,牛粪 Fertilizer amount as above, cow manure: 8653.7 | |||||||
| 化肥+高碳基肥 Chemical fertilizer + high-carbon fertilizer | FH | 化肥量同上,高碳基肥 Fertilizer application rate as above. high-carbon base fertilizer: 8183.0 | |||||||
表3
不同灌溉施肥方式对向日葵形态特征及品质的影响"
| 指标 Parameters | 施肥处理 Fertilization method | 漫灌 Flood irrigation | 滴灌 Drip irrigation | 显著性检验 P value |
|---|---|---|---|---|
| 株高 Plant height (cm) | F | 123.50±2.50b | 166.33±13.43b | I:P<0.001 F:P=0.098 I×F:P=0.74 |
| FS | 135.33±5.13b | 167.67±5.03b | ||
| FM | 144.17±5.01a | 173.67±5.86b | ||
| FH | 145.33±3.51a | 179.00±5.20a | ||
| 茎粗 Stem diameter (cm) | F | 16.87±0.60a | 30.37±3.76a | I:P<0.001 F:P=0.849 I×F:P=0.958 |
| FS | 17.07±2.18a | 31.90±3.90a | ||
| FM | 17.27±1.25a | 30.97±3.33a | ||
| FH | 18.37±0.59a | 35.73±2.62a | ||
| 出仁率 Rate of benevolence (%) | F | 44.00±0.01c | 48.70±0.01c | I:P=0.002 F:P<0.001 I×F:P=0.001 |
| FS | 49.70±0.01b | 49.54±0.01c | ||
| FM | 51.74±0.02a | 51.68±0.01b | ||
| FH | 51.85±0.01a | 53.67±0.01a | ||
| 脂肪 Fat (%) | F | 0.41±0.01b | 0.42±0.004b | I:P=0.98 F:P=0.016 I×F:P=0.016 |
| FS | 0.44±0.01ab | 0.44±0.005ab | ||
| FM | 0.42±0.02b | 0.44±0.003a | ||
| FH | 0.45±0.01a | 0.43±0.003ab |
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