王虎甲，王榮華，吳則東（.甘肅省武威市涼州區(qū)水利局，武威733000；.新疆石河子農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院甜菜研究所，石河子830；3.黑龍江大學(xué)農(nóng)作物研究院/中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院甜菜研究所；4.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院北方糖料作物資源與利用重點開放實驗室，哈爾濱50080）

氮肥與鹽水滴灌對甜高粱產(chǎn)質(zhì)量及土壤性狀的影響

王虎甲1，王榮華2，吳則東3，4*
（1.甘肅省武威市涼州區(qū)水利局，武威733000；2.新疆石河子農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院甜菜研究所，石河子832011；3.黑龍江大學(xué)農(nóng)作物研究院/中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院甜菜研究所；4.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院北方糖料作物資源與利用重點開放實驗室，哈爾濱150080）

介紹了歐洲地中海地區(qū)應(yīng)用HYDRUS-2D軟件模擬氮肥與混合鹽水不同水平滴灌對甜高粱生物量、產(chǎn)糖量及土壤性狀的影響，探索土壤水分平衡、鹽分與氮素分布和去向，以期增加作物養(yǎng)分吸收和減少養(yǎng)分流失及對環(huán)境的污染。

甜高粱；氮肥；鹽水；滴灌；產(chǎn)質(zhì)量；土壤性狀

非面源污染是歐洲地中海農(nóng)業(yè)區(qū)最重要和最普遍的環(huán)境問題之一。農(nóng)民通常使用高頻度灌水和氮肥以確保作物的需求，而生產(chǎn)效率低下的水和氮應(yīng)用增加了淋溶使?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)進入地下水。歐盟委員會理事會在1991年發(fā)出指令91/676/EEC（也稱為硝酸鹽指令），這對歐盟成員國建立減少農(nóng)業(yè)來源引起水污染的各種行動方案有利。然而，20年后，歐洲許多地區(qū)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)強度增高，同時地下水監(jiān)測站連續(xù)記錄的硝酸鹽濃度數(shù)字也顯著增高。特別是，歐洲地中海成員國許多監(jiān)測站在2004—2007年表現(xiàn)出相對較高的值。硝酸鹽超標(biāo)區(qū)占比例為，葡萄牙3.7%，塞浦路斯6.8%，意大利和西班牙12.6%，希臘24.2%，馬耳他100%[1]。在這些缺水的歐洲地中海地區(qū)，尋求種植水分和養(yǎng)分需求少的作物替代傳統(tǒng)作物如玉米等，以減少養(yǎng)分流失到地下水[2]。甜高粱是適應(yīng)這些環(huán)境脅迫最突出的作物之一[3-4]，是一種相對較低的需水量和水分利用效率高的抗旱作物，并具有中度耐鹽性[5-10]。甜高粱也是重要的可再生替代能源，因其莖稈存儲大量的非結(jié)構(gòu)性碳水化合物（蔗糖、葡萄糖和果糖）可轉(zhuǎn)化為燃料乙醇[3，11-12]。因此，種植甜高粱解決上述問題是最佳選擇。

分析和數(shù)據(jù)模擬工具可用于農(nóng)業(yè)實踐，可對氮素淋失及其養(yǎng)分吸收和作物產(chǎn)量的影響進行評估[13-18]。模擬模型可進行快速、長期監(jiān)測、分析作物與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實踐中硝酸鹽受害區(qū)的影響，并根據(jù)“硝酸鹽指標(biāo)”幫助制定行動方案以減少營養(yǎng)物質(zhì)流入地下水。一些模擬水運動、營養(yǎng)物質(zhì)運輸、土壤鹽堿度分布、地表徑流和土壤侵蝕的物理模型已校準(zhǔn)并經(jīng)驗證[19-22]。半經(jīng)驗水平衡模型也已用于提高灌溉效率和降低水損失[23]。然而，這些方法一直是一維的和忽視了水和溶質(zhì)的流動性，在水平方向壓力向前、具濃度梯度。此外，一維模型不能充分模擬微灌系統(tǒng)（如滴灌灌水器、滴灌帶和微噴頭），不能有效地將水和營養(yǎng)物質(zhì)以準(zhǔn)確的數(shù)量精確地達到大田各處[24]。在葡萄牙滴灌普遍使用，具有模擬土壤剖面物理和化學(xué)過程的復(fù)合灌溉系統(tǒng)條件。HYDRUS(2D/ 3D)軟件包[15，25]是模擬水、熱和二、三維非飽和多孔介質(zhì)溶質(zhì)遷移的先進模型系統(tǒng)，在歐洲地中海農(nóng)業(yè)區(qū)有望建立健全的農(nóng)業(yè)實踐。該模型已被廣泛用于模擬土壤養(yǎng)分動向來評估和比較不同作物的微灌和灌溉施肥策略，也被用于廣泛缺水地區(qū)，提高灌溉管理以改善水質(zhì)等[21-22，24]。該軟件也常用作開發(fā)或驗證新的仿真模型的參考[26]。利用該軟件包監(jiān)測地中海甜高粱生長條件下氮的去向，同時考慮不同滴灌施肥和水質(zhì)情況，更好地幫助我們理解灌溉和施肥管理措施，以期在未來的實際應(yīng)用中增加作物養(yǎng)分吸收和減少養(yǎng)分淋失[18]。

1 試驗方法簡介

設(shè)鹽水、氮肥和淡水3個因素，4個用量水平，按照正交表L9（34）每種用量組成9種處理；處理I~IV組為氮肥用量由高到低的梯度，A、B、C亞組為鹽水由高到低的梯度（淡水為由低到高）。2007—2010年進行4個作物季的試驗。模擬系統(tǒng)由3個滴水線組成，沿每個甜高粱壟以形成3個節(jié)側(cè)分布，第一條是NaCl水，第二條是氮肥，第三條是淡水，流速都相同[滴頭流量18 L/(h·m)；24mm/h，滴灌面積100cm×75cm]。在每一相應(yīng)的分支滴點安置不同的發(fā)射器，調(diào)節(jié)3條線的排放速度就會得到不同因素不同用量的混合物，即3×4=12種氮與鹽滴灌水。HYDRUS-2D軟件包來精確模擬土壤中的水分和養(yǎng)分的瞬態(tài)軸對稱三維運動[17-18]。

2 氮肥與混合鹽水滴灌對土壤特性的影響

2.1 土壤水分平衡

HYDRUS-2D模擬在整個模擬期間土壤含水量平均差（ME）和平方根誤差（RMSE）分別為-0.007和0．030cm3/cm3，有較高的精準(zhǔn)性。在各個試驗區(qū)中測定了潛在的根水吸收（potential root water uptake，PRWU），即潛在蒸騰（potential transpiration，Tp），測定的Tp值幅度為360～457mm。在處理I～III組，2007—2009年Tp平均值分別為394、397和450mm。處理IV組，Tp值較低，2007—2009年分別為382、379和413mm。考慮到甜高粱對氮的要求相對較低，施氮量在處理III組（N1=130～190kg/hm2N），顯然Tp值最大。處理I和II組，屬于“奢侈”吸收，即氮的持續(xù)吸收超出了其生長所需[17－18]。甜高粱具中度到高度耐鹽性，不同品種間差異很小[4，9]。灌溉鹽水的Tp值（A組）普遍低于淡水灌溉（C組）[17－18]。2009年在IV－A與IV－C區(qū)Tp差異最大（58mm）。因此，在IV－A區(qū)，植株發(fā)育特別受混合鹽水連續(xù)應(yīng)用的影響。測定玉米的Tp值為600～800mm，與此相比，甜高粱的Tp值較低。甜高粱的水需求遠遠低于傳統(tǒng)灌溉作物，因此，在缺水的歐洲地中海地區(qū)甜高粱是一個合理的替代作物。在C亞組，只灌溉淡水，2007—2009年Tp由于水脅迫分別降低了25．3%～27．4%、21．9%～22．8%和26．3%～26．9%。在A亞組（灌溉鹽水），Tp由于鹽度脅迫進一步降低。然而，在2008和2009年，Tp（在A亞組）淡水和鹽水綜合脅迫下減少了24．2%～26．9%和31．3%～33．3%，比淡水灌溉的地塊（C亞組）分別高2．3%～4．7%（2008年）和4．6%～7．0%（2009年）。在后來的幾年，鹽脅迫越來越高（A亞組）。因此，土壤鹽漬化和鹽分脅迫的增加與持續(xù)增加的混合鹽水灌溉有關(guān)[17－18]。

HYDRUS－2D模擬實際根系吸水量，即實際蒸發(fā)（actual transpiration，Ta）為264～334mm。2007年，A亞組不同小區(qū)Ta一般與C亞組相同，表明，灌溉淡水或鹽水的所有小區(qū)甜高粱耐鹽度達到較高的水平。在同一作物季，不同處理蒸騰減少非常相似。根據(jù)Y=f（Ta）的實際蒸騰Ta計算測定甜高粱產(chǎn)量（Y）。這種關(guān)系，一般是近似線性的，在特定地點標(biāo)準(zhǔn)耕作和營養(yǎng)條件下對特定的植物有效。在研究中發(fā)現(xiàn)Ta和干生物質(zhì)相關(guān)性不高（R2=0．51）。然而，水是唯一的限制因素。由于水的應(yīng)用量每年都是一樣的，而在每季的總水深度顯然不足以建立更緊密的關(guān)系。雖然用淡水灌溉（C組）有較高的甜高粱產(chǎn)量和Ta值，鹽水灌溉（A亞組）有較低的甜高粱產(chǎn)量和Ta值。氮也沒有影響Y（Ta）的關(guān)系，因為在一定時期內(nèi)氮脅迫主要影響甜高粱產(chǎn)量，而葉面積指數(shù)（LAI）和Ta仍然很高。最后，在每個試驗小區(qū)的土壤水分平衡顯示出相對較高的滲流。2007—2009年滲流分別達到162～174、292～299和292～309mm，這些值對應(yīng)于31%～34%、50%～51%和51%～54%在作物季節(jié)從播種到收獲的水應(yīng)用量。而滲透預(yù)計是大的，因為在灌溉季節(jié)的應(yīng)用率很高。整個模擬期間（2007—2010年）積累的滲透只達到了36%～37%的用水量，并考慮到在作物生長季節(jié)根的水吸收更高，在2008和2009季的滲流所占的存儲低于根區(qū)水。因此，由于采用灌溉制度最終沒能真正量化滲流量，因為每個作物季水平衡評估也把水計算在內(nèi)，不再訪問植物。不過，對氮的應(yīng)用和灌水水質(zhì)的影響較小，小區(qū)較高的根系吸水其滲流普遍較低[17－18]。

2.2 鹽分形成與分布

不同的亞組A和C，土壤液電導(dǎo)率（ECsw）因滴灌施氮對根系吸水的影響而不同。各亞組之間（但在同一組），ECsw因水質(zhì)對根系吸水的影響而變化。比較測量和模擬，在亞組A和C，ECsw的ME和RMSE分別為－0．602 dS/m和1．764 dS/m。連續(xù)使用混合鹽水灌溉導(dǎo)致多年來I－A土壤鹽漬化。在收獲時，模擬結(jié)果表明，在滴灌灌水區(qū)域ECsw增加到24dS/m以上。每一季的開始基本上對應(yīng)于降雨浸出期結(jié)束，模擬ECsw值多年來也越來越高，特別是在更深的土層。甜高粱鹽度閾值參數(shù)ECsw=13．2 dS/m，飽和浸出液（saturation extract，ECe）為6．8dS/m（kEC=ECsw/ECe=1．94），2007年收獲期ECsw土壤域明顯高于此閾值。然而，當(dāng)作物季節(jié)接近結(jié)束灌溉停止、土壤干涸時，ECsw可增加超過閾值。因此，由于鹽脅迫蒸騰作用并沒有顯著減少。2008和2009年很早就達到了閾值，在滴灌灌水區(qū)域ECsw值超過13．2dS/m，比2007高得多。因此，由于鹽脅迫導(dǎo)致土壤中鹽分積累使蒸騰作用日益減少。另一方面，淡水灌溉導(dǎo)電率較低（＞0．8），在作物季結(jié)束ECsw很大，由于降雨淋溶達到的水平總是低于9dS/m。因此，在C亞組鹽脅迫對根的水分吸收沒有影響[17－18，22，27]。

2.3 氮平衡與遷移

3 氮肥與鹽水滴灌對甜高粱產(chǎn)質(zhì)量的影響

隨著氮用量的增加甜高粱干生物量和糖產(chǎn)量增加量逐漸遞減。鹽水灌溉也導(dǎo)致產(chǎn)量減少。蔗糖含量隨土壤中鈉含量的增加而增加。氮的需要隨著鈉用量的增加而降低。

3.1 生物量

灌溉施肥次數(shù)越多甜高粱產(chǎn)量越高。2007—2009年，在所有地塊（處理I～III組）測定平均干物質(zhì)產(chǎn)量分別為19.3、20.4和18.3t/hm2。然而，在最后的分析中我們也必須考慮從當(dāng)季到下一季增加鹽脅迫（灌溉鹽水），對作物產(chǎn)量產(chǎn)生負面影響。鹽脅迫對養(yǎng)分吸收的影響（對養(yǎng)分淋失的影響）相對較小，因為甜高粱對鹽度有中到高的耐受性，因此滲透壓的增加使蒸騰作用減少很小。雖然只在處理I（氮施用量最高）鹽水灌溉區(qū)養(yǎng)分吸收有所下降，但不同地塊之間N吸收差異較大。然而，在I-A與I-C小區(qū)間氮積累吸收差異僅為17.9kg/hm2。這不足以得出結(jié)論，當(dāng)確定最佳的灌溉施肥計劃時，通過考慮灌溉水的質(zhì)量來節(jié)省氮的應(yīng)用[17-18]。用HYDRUS-2D對數(shù)函數(shù)計算植物吸收N-和干生物量間的相關(guān)性（R2=0.71）。這個對數(shù)函數(shù)擬合試驗數(shù)據(jù)表明，額外增加N-吸收而甜高粱總干生物量增加在逐漸減少，植物根系每增加一個單位的N-總生物量比以前增加的少，當(dāng)N吸收達到一定水平（處理II～III組，即130～180kg/hm2），進一步增加養(yǎng)分吸收，并沒有使干生物量直接增加。處理I屬于“奢侈”吸收，因為植物根系吸收N-的增加并沒有使干物質(zhì)產(chǎn)量顯著增加[17-18，22]。

增加氮水平甜高粱產(chǎn)量減少。施氮量達最佳水平不會導(dǎo)致干生物量的直接增加。此外，氮和Na之間有相互作用，施氮的最佳水平降低，Na水平增加；Na用量越高，氮量需求越低，可達到最大產(chǎn)量。當(dāng)Na水平為60、760、1460和2160 g/m2，施氮量分別為42.7、39.8、36.8和33.9 g/m2甜高粱總干物質(zhì)達最大。甜高粱獲得的最佳施氮水平與同種條件種植玉米相比，甜高粱比玉米更環(huán)保，因為其相對較低的需氮量緣故[2-3，27]。較高水平的Na施加到土壤與灌溉水導(dǎo)致總生物量和莖稈生物量減少[28-31]。干生物量隨著土壤鹽分增加而減少，其可能原因是光合作用生理參數(shù)：葉綠素含量、亞硫酸熒光、光系統(tǒng)II量子產(chǎn)率和氣孔導(dǎo)度的降低。鈉水平的增加使產(chǎn)量降低，比氮水平的增加對產(chǎn)量降低的影響更大。當(dāng)施氮水平為0、17、34和51 g/m2，增加Na用量，那么甜高粱生物量分別下降0.17、0.26、0.35和0.43g/m2[27]。增加Na用量莖稈干生物量下降僅依賴于施氮水平（未發(fā)現(xiàn)交互作用）。在高水平氮下，莖稈干生物量與Na呈負相關(guān)；N水平為17 g/m2，Na分別為760、1460和2160 g/m2時，莖稈干生物量分別下降7%、17%和32%；N水平為34g/m2（Na水平不變），莖稈干生物量分別降低10%、22%和38%。葉干生物量對Na的響應(yīng)也依賴于施N水平。增加Na用量葉干生物量下降，這些因子水平較低時是這樣，較高水平的Na明顯促進甜高粱葉片發(fā)育。Na水平為682、933、1185和1436mg/m2，假設(shè)N水平分別為0、17、34和51g/m2，葉干生物量依Na水平增加呈二次曲線增加。但是，Na水平對莖和葉干生物量都是負相關(guān)關(guān)系。因此，Na對莖干生物量的影響顯然比對葉干生物量的影響更明顯[27]。

3.2 蔗糖含量與糖產(chǎn)量

總還原糖（TRS）含量受氮用量的顯著影響，但Na用量的影響不大；蔗糖明顯受N和Na用量的影響。糖產(chǎn)量主要與莖干生物量有相同規(guī)律，糖產(chǎn)量也明顯受N和Na用量的影響，受這兩個因子相互作用的負面影響。回歸分析表明，TRS與N用量為線性關(guān)系，增加氮用量TRS含量以0.783g/kg比率減少[27]。然而，Smith等發(fā)現(xiàn)氮肥增加可發(fā)酵糖的生產(chǎn)略有增加[32]。蔗糖含量與N和Na用量呈線性關(guān)系。多元逐步回歸分析表明：N對蔗糖含量的影響取決于Na水平，當(dāng)Na用量分別為60、760、1460和2160 g/m2，增加氮的施用量，那么蔗糖含量分別以0.1、0.7、1.4、和2.2 g/kg的速率下降。在氮量低水平（32.5 g/m2）下，蔗糖含量與Na用量呈正相關(guān)；氮量高水平時，蔗糖含量與Na用量呈負相關(guān)。因此，氮水平為0和17 g/m2，在Na含量為0.031和0.015 g/kg時，蔗糖含量增加；氮水平為34和51 g/m2，增加Na用量，蔗糖含量分別以0.001和0.018 g/kg速率下降。這意味著，甜高粱受鹽和氮脅迫的影響[27]。而Almodares等人的研究結(jié)果：氮肥對蔗糖含量沒有影響[33]。同時，發(fā)現(xiàn)鹽漬環(huán)境中蔗糖含量的不同響應(yīng)，隨著鹽度的增加，部分甜高粱品種的蔗糖含量下降，而其它品種蔗糖含量增加[34-35]。增加施氮用量不會直接導(dǎo)致糖產(chǎn)量增加。增加Na用量最佳施氮用量水平降低。當(dāng)Na用量增加到60、760、1460和2160 g/m2，甜高粱最高糖產(chǎn)量分別降低43.1、38.8、34.4 g/m2。每年增加灌溉水的用量，增加Na從根中浸出，從而降低鹽脅迫，增加植物蒸騰作用。在N低水平用量時，Na用量越多，糖產(chǎn)量減少越多，在N施用水平為60 g/m2，Na施用水平分別為760、1460和2160 g/m2，糖產(chǎn)量分別下降4%、16%和34%；在N施用水平為51 g/m2（Na施用水平不變），糖產(chǎn)量分別下降13%、30%和51%[27，34-35]。

3 小結(jié)與展望

HYDRUS-2D模擬大田試驗整個過程的水含量、土壤液電導(dǎo)率（ECsw）、N-NH4+和N-NO3-濃度，模擬誤差分別為0.030 cm3/cm3、1.764dS/m、0.042mmol/L和3.078mmol/L；用HYDRUS-2D模擬可更好地了解灌溉施肥的策略，作為提高作物營養(yǎng)吸收、降低養(yǎng)分淋溶、減少環(huán)境污染的重要工具。甜高粱水分需求360～457mm，取決于作物的季節(jié)和灌溉處理。如果只在一個作物季應(yīng)用，那么甜高粱是耐鹽水的。連續(xù)使用鹽水超過一個作物季導(dǎo)致土壤鹽漬化，并引起根吸水減少、鹽脅迫增加。N-NO3-吸收和干物質(zhì)產(chǎn)量的關(guān)系（R2=0.71）表現(xiàn)為：施用最高水平的氮時作物氮的需求小于其吸收。N在根區(qū)的遷移依賴于流經(jīng)根區(qū)的水流量、N的應(yīng)用量、N肥的形式、滴灌施肥的時間和次數(shù)。當(dāng)?shù)喂嗍┓蚀螖?shù)較多而肥量少時N-NO3-吸收較高。隨著氮用量的增加甜高粱干生物量和糖產(chǎn)量增加量逐漸遞減。鹽水灌溉也導(dǎo)致產(chǎn)量減少。蔗糖含量隨土壤中鈉含量的增加而增加。氮的需要隨著鈉用量的增加而降低。

甜高粱作為減少灌溉用水需求和非面源污染的首選作物，已成為全歐洲乃至全球的迫切需要。2015年中央1號文件指出：“大力推進化肥減量提效、農(nóng)藥減量控害，積極探索產(chǎn)出高效、產(chǎn)品安全、資源節(jié)約、環(huán)境友好的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展之路?！彪S著氣候干旱、灌溉水減少以及環(huán)境污染的加劇，向著節(jié)水節(jié)肥的綠色有機農(nóng)業(yè)方向發(fā)展乃是必然趨勢。最快捷的方法之一就是洋為中用、古為今用，因此，積極借鑒國外先進技術(shù)與經(jīng)驗，對其引進、模仿和吸收，根據(jù)我國不同農(nóng)業(yè)生態(tài)要求和區(qū)域特點，進而將之改造、創(chuàng)新為有中國特色的先進技術(shù)。因此本滴灌施肥技術(shù)、理念及軟件對我國現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展無疑會起促進作用。

[1]European Commission.On implementation of Council Directive 91/676/EEC concerning the protection of waters against pollution caused by nitrates from agricultural sources based on Member State reports for the period 2004–2007[R].Report from the Commission to the Council and the European Parliament47,Brussels,2010

[2]Barbanti,L.,Grandi,S.,Vecchi,A.,Venturi,G.Sweet and fibre sorghum(Sorghum bicolor(L.)Moench),energy crops in the frame of environmental protection from excessive nitrogen loads[J].European Journal of Agronomy,2006,25(1):30-39

[3]Almodares,A.,Hadi,M.R.Production of bioethanol from sweet sorghum:a review[J].African Journal of Agricultural Research, 2009,4(9):772-780

[4]Vasilakoglou,I.,Dhima,K.,Karagiannidis,N.,Gatsis,T.Sweet sorghum productivity for biofuels under increased soil salinity and reduced irrigation[J].Field Crops Research,2011,120(1):38-46

[5]Mastrorilli,M.,Katerji,N.,Rana,G.,Steduto,P.Sweet sorghum in Mediterranean climate:radiation use and biomass water use efficiencies[J].Industrial Crop and Products,1995,3(4):253-260

[6]Mastrorilli,M.,Katerji,N.,Rana,G.Productivity and water use efficiency of sweetsorghum as affected by soilwater deficitoccurring at different vegetative growth stages[J].European Journal of Agronomy,1999,11(3-4):207-215

[7]Katerji,N.,Mastrorilli,M.,Rana,G.Water use efficiency of crops cultivated in the Mediterranean region:review and analysis[J]. European Journal of Agronomy,2008,28(4):493-507

[8]Steduto,P.,Katerji,N.,Puertos-Molina,et al.Water-use efficiency of sweet sorghum under water stress conditions.Gasexchange investigations at leaf and canopy scales[J].Field Crops Research,1997,54(2-3):221-234

[9]Maas,E.V.Crop salttolerance.In:Tanji,K.K.Agricultural Salinity Assessmentand Management[J].Manual on Engineering Practice, American Society of Civil Engineers,Reston,VA,1990,71:262-304

[10]Hoffman,G.J.,Shalhevet,J.Controlling salinity.In:Hoffman,G.J.(Ed.),Design and operation of farm irrigation systems[C].2nd ed.American Society of Agricultural and Biological Engineers,St.Joseph,Michigan,USA,2007:160-207

[11]Prasad,S.,Singh,A.,Jain,N.,Joshi,H.C.Ethanol production from sweet sorghum syrup for utilization as automotive fuel in India[J]. Energy and Fuel,2007,21(4):2415-2420

[12]Zhao,Y.L.,Dolat,A.,Steinberger,Y.,et al.Biomass yield and changes in chemical composition of sweet sorghum cultivars grown for biofuel[J].Field Crops Research,2009,111(1-2):55-64

[13]Johnsson,H.,Bergstr?m,L.,Jansson,P.-E.,Paustian,K.Simulated nitrogen dynamics and losses in a layered agricultural soil[J]. Agriculture Ecosystems and Environment,1987:18(4):333-356

[14]Hutson,J.L.,Wagenet,R.J.Simulating nitrogen dynamics in soils using a deterministicmodel[J].Soil Use and Management,1991, 7(2):74-78

[15]?imunek,J.,van Genuchten,M.Th.,Sejna,M.Development and applications of the HYDRUS and STANMOD software packages, and related codes[J].Vadose Zone Journal,2008,7(9):587-600

[16]Doltra,J.,Munoz,P.Simulation of nitrogen leaching from a fertigated crop rotation in a Mediterranean climate using the EURotate N and Hydrus-2Dmodels[J].AgriculturalWater Management,2010,97(2):277-285

[17]TB Ramos，J?imunek，MCGon?alves，et al.Modeling Water and Nitrogen Fate in Plotswith Sweet sorghum Irrigated with Fresh and Blended Saline Waters using HYDRUS-2D[EB/OL].http://www.pc-progress.com/Documents/Workshop_2013_Prague/ Proceedings/32_Ramos_et_al.pdf

[18]TB Ramos，J?imunek，MC Gon?alves，et al.Two-dimensionalmodeling of water and nitrogen fate from sweet sorghum irrigated with fresh and blended saline waters[J].AgriculturalWater Management,2012,111(4):87-104

[19]Cameira,M.R.,Fernando,R.M.,Ahuja,L.R.,Pereira,L.S.Simulating the fate ofwater in field soil–crop environment[J].Journal of Hydrology,2005,315:1-24

[20]Cameira,M.R.,Fernando,R.M.,Ahuja,L.R.,Ma,L.Using RZWQM to simulate the fate of nitrogen in field soil–crop environment in the Mediterranean region[J].AgriculturalWater Management,2007,90(1):121-136

[21]Gonc alves,M.C.,?imunek J.,Ramos,T.B.,et al.Multicomponent solute transport in soil lysimeters with waters of different quality[J].Water Resources Research,2006,42:1-17

[22]Ramos,T.B.,?imunek,J.,Gonc alves,M.C.,et al.Field evaluation of amulticomponent solute transportmodel in soils irrigated with salinewaters[J].Journal of Hydrology,2011,407(1-4):129-144

[23]Rosa,R.D.,Paredes,P.,Rodrigues,G.C.,et al.Implementing the dual crop coefficient approach in interactive software: 1.Background and computational strategy[J].AgriculturalWater Management,2012,103(1):62-77

[24]G?rden?s,A.,Hopmans,J.W.,Hanson,B.R.,?imunek,J.Two-dimensionalmodeling of nitrate leaching for various fertigation scenarios undermicro-irrigation[J].AgriculturalWater Management,2005,74(3):219-242

[25]?imunek,J.,van Genuchten,Th.M.,Sejna,M.,The HYDRUS software package for simulating two-and three-dimensional movement of water,heat,and multiple solutes in variably-saturated media[CP/DK].In:Technical Manual.Version 1.0.PC Progress,Prague,Czech Republic,2006,241

[26]Mailhol,J.C.,Ruelle,P.,Walser,S.,et al.Analysis of AET and yield predictions under surface and buried drip irrigation systems using the Crop Model PILOTE and Hydrus-2D[J].AgriculturalWater Management,2011,98(6),1033-1044

[27]TB Ramos，NL Castanheira，MC Goncalves，et al.Effect of Combined Use of Brackish Water and Nitrogen Fertilizer on Biomass and Sugar Yield of Sweet Sorghum[J].Pedosphere,2012,22(6):785-794

[28]Netondo,G.W.,Onyango,J.C.and Beck,E.Sorghum and salinity:I.Response of growth,water relations,and ion accumulation to NaCl salinity[J].Crop Sci.,2004,44(3):797-805

[29]Begdullayeva,T.,Kienzler,K.M.,Kan,E.,etal.Response of Sorghum bicolor varieties to soil salinity for feed and food production in Karakalpakstan,Uzbekistan[J].Irrig.Drain.Syst.,2007,21(3):237-250

[30]Hassanein,M.S.,Ahmed,A.G.and Zaki,N.M.Growth and productivity of some sorghum cultivars under saline soil conditions[J]. J.Appl.Sci.Res.,2010,6:1603-1611

[31]Vasilakoglou,I.,Dhima,K.,Karagiannidis,N.and Gatsis,T.Sweet sorghum productivity for biofuels under increased soil salinity and reduced irrigation[J].Field Crop.Res.,2011,120(1):38-46

[32]Smith,G.A.and Buxton,D.R.Temperate zone sweet sorghum ethanol production potential[J].Bioresource Technol.,1993,43(1): 71-75

[33]Almodares,A.,Hadi,M.R.,Ranjbar,M.and Taheri,R.The effects of nitrogen treatments,cultivars and harvest stages on stalk yield and sugar content in sweet sorghum[J].Asian.J.Plant Sci.,2007,6(2):423-426

[34]Almodares,A.,Hadi,M.R.and Ahmadpour,H.Sorghum stem yield and soluble carbohydrates under different salinity levels[J]. Afr.J.Biotechnol.,2008,7(22):4051-4055

[35]Almodares,A.,Hadi,M.R.and Dosti,B.The effects of salt stress on growth parameters and carbohydrates contents in sweet sorghum[J].Afr.J.Agr.Res.,2008,2(4):298-304

WANG Hu-jia1,WANG Rong-hua2,WU Ze-dong3,4*

(1.Water Conservancy Bureau of Liangzhou,Wuwei733000,Gansu;2.Sugarbeet Research Institute,Shihezi Academy of Agricultural Sciences,Shihezi832000,Xinjiang;3.Crop Academy of Heilongjiang University/Sugar Beet Research Institute of Chinese Academy of Agricultural Sciences,Harbin 150080,Heilongjiang;4.Key Laboratory of North Sugar Crop Resource and Utilization,Chinese Academy of Agricultural Sciences,Harbin 150080,Heilongjiang)

Effects of Nitrogen Fertilizer and SalineWater Drip Irrigation on Yield and Quality of Sweet Sorghum and Soil Property

By HYDRUS-2D software simulation，the effects of different level nitrogen fertilizer and saline water of drip irrigation on sweet sorghum biomass,sugar yield and soil properties in European Mediterranean were introduced,to explore the soil water balance,salt and nitrogen distribution and fate,in order to increase crop nutrient uptake and reduce nutrient loss and pollution of the environment.

sweet sorghum;nitrogen fertilizer;salinewater;drip irrigation;yield and quality;soil properties

S566.5

B

1007－2624（2017）04－0043－05

10.13570/j.cnki.scc.2017.04.016

2017-05-04

王虎甲（1974-），男，甘肅武威人，工程師，主要從事水利工程規(guī)劃設(shè)計工作。

吳則東（1972-），男，副研究員，博士，主要從事甜菜遺傳及分子育種的研究。Email：wuzedong1972@qq.com