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第1章　棉田养分资源综合管理1

1.1 区域养分资源综合管理：原理和应用1

1.1.1 区域养分资源综合管理的基本原理1

1.1.2 区域养分资源综合管理的技术途径2

1.1.3 区域农田养分资源综合管理策略制定的前期准备工作3

1.1.4　养分资源的宏观管理途径和策略举例8

1.2　棉田养分资源综合管理11

1.2.1 氮、磷、钾养分资源特性12

1.2.2　农田养分资源综合管理的基本概念与理论基础12

1.2.3 棉花养分管理的主要问题15

1.2.4　棉田养分资源综合管理的原理16

1.3　有机养分资源综合管理17

1.3.1 农业有机养分资源利用的重要性17

1.3.2　我国农业有机养分资源概况19

1.3.3　农业有机养分资源管理的策略23

1.3.4　政策建议25

1.4 国际养分资源综合管理概况与典型案例26

1.4.1 养分资源综合管理的概念与内涵27

1.4.2 养分资源综合管理的主要途径28

1.4.3 国际养分资源综合管理案例介绍31

第2章　农田生态系统中的养分资源39

2.1 土壤养分资源的平衡与可持续利用39

2.1.1 灰漠土及灰漠土试验站概况39

2.1.2 肥料配施对灰漠土土壤肥力的影响40

2.1.3　施肥与作物产量及养分的农学效率42

2.1.4　灰漠土养分供应状况及评价45

2.1.5　氮素平衡及评价46

2.1.6　磷素平衡及评价48

2.1.7　钾素平衡及评价50

2.1.8 土壤肥力长期监测的思考52

2.2　南疆棉田施肥现状调查53

2.2.1 调查区基本概况53

2.2.2　调查对象和调查方法54

2.2.3 调查内容54

2.2.4　调查结果55

2.2.5 结语64

2.3　新疆化肥和有机肥的种类、数量及其流向与效益分析65

2.3.1 新疆农田有机肥料施用状况65

2.3.2　新疆不同地区及不同作物上化肥的分配与经济效益分析68

2.4　新疆棉田土壤养分演变与调控77

2.4.1 新疆棉田土壤养分资源效益与管理77

2.4.2 棉田土壤养分资源的变迁与化肥效益：田块-农户-农场的养分平衡与管理方案89

2.5　绿洲农业生态系统中养分资源分布、循环利用与效益94

2.5.1 绿洲资源特点与开发利用现状95

2.5.2　棉田生态系统中氮素循环特征98

2.5.3 土壤养分资源循环特点100

2.6　降尘对新疆农田土壤养分的效应评价103

2.6.1 降尘对农田土壤养分的意义103

2.6.2 降尘的来源及特征104

2.6.3 降尘中不同土壤养分的来源分析与效应评价105

2.6.4 小结107

2.7　棉田土壤氮素养分损失过程109

2.7.1 棉田土壤氮肥氨挥发损失110

2.7.2 棉田土壤的氮素淋洗120

第3章　棉花生长发育、营养和水分吸收规律与调控132

3.1 新疆棉区棉花发展特点与自然生态优势132

3.1.1 新疆棉区棉花发展特点132

3.1.2　新疆棉区生态优势136

3.1.3 新疆棉区生态区划137

3.2　棉花蕾铃发育特征及其影响因素138

3.2.1 棉花的蕾铃发育特性138

3.2.2　蕾铃生长发育过程139

3.2.3 影响棉花蕾铃发育的主要因素140

3.2.4　蕾铃发育的生理机制141

3.2.5　棉花优化成铃调节机制143

3.3　棉花高产的营养基础146

3.3.1 不同产量条件下棉花养分含量146

3.3.2 不同产量条件下棉花生物量、经济系数147

3.3.3 不同产量条件下棉花养分吸收量及其比例148

3.3.4　百千克皮棉、籽棉吸收养分量149

3.3.5 密度、棉花品种、水肥、土壤对推荐施肥参数的影响150

3.4　新疆棉花需水规律153

3.4.1 棉花需水量的定义及其构成153

3.4.2 影响棉花需水量的主要因子153

3.4.3　棉花需水规律154

3.4.4 水肥高效利用理论155

第4章　新疆棉田土壤生态过程168

4.1 棉田生态系统的结构特征与过程168

4.1.1 地膜棉田与露地棉田的生态系统比较168

4.1.2 地膜棉田生态系统的生态特征169

4.1.3 宽膜棉田生态系统与窄膜棉田生态系统比较173

4.1.4　地膜棉田生态系统结构理论的应用175

4.2　棉田土壤质量过程与调控176

4.2.1 土壤水盐过程与调控176

4.2.2　土壤地膜残留过程与调控182

4.3　棉田生态系统中的生物过程与调控188

4.3.1 施肥与棉田生态系统中有害生物的发生关系188

4.3.2 棉田生态系统中有害生物的发生发展189

4.3.3 棉田主要害虫的生态控制190

第5章 新疆棉花高产栽培体系中的养分资源综合管理技术与实践205

5.1　新疆棉花高产栽培技术205

5.1.1 棉花高产、超高产栽培技术现状205

5.1.2　棉花高产、超高产栽培技术主攻方向206

5.1.3　棉花栽培标准规范209

5.2　新疆棉花连续三年创世界单产新纪录的关键技术与科学问题——双层双株技术的原理与实践217

5.2.1 双层双株高密度棉花高产栽培技术的原理218

5.2.2　新疆棉花连续三年创世界单产新纪录的关键技术220

5.3　基于土壤Nmin的棉花氮素实时监控与动态管理技术225

5.3.1 水氮优化管理方法的建立227

5.3.2　优化水氮管理与常规水氮管理的效果对比229

5.4 基于叶柄硝酸盐反射仪测试的棉花氮营养快速诊断技术237

5.4.1 基本原理237

5.4.2 新疆棉花植株硝酸盐诊断指标体系的建立及应用241

5.5　模型与信息技术在新疆养分资源管理中的应用249

5.5.1 养分资源综合管理-综合施肥模型249

5.5.2 信息技术在新疆土壤养分分区管理和平衡施肥中的研究与应用259

5.5.3 基于GIS及WebGIS的土壤养分分区管理与平衡施肥信息系统的应用267

5.5.4　信息技术在我国农业应用中的问题和对策268

5.6　数字图像技术在推荐施肥中的应用270

5.6.1 多光谱遥感技术在作物氮营养诊断上的应用270

5.6.2 可见光遥感及冠层色彩分析进行氮营养诊断273

5.6.3 卫星遥感技术在作物营养诊断中的应用276

5.6.4　棉花水分、养分高光谱遥感诊断技术278

5.7　棉花节水、节肥灌溉技术289

5.7.1　棉花灌溉289

5.7.2 新疆棉花常用的几种灌溉技术290

5.8　新疆棉花专用复合肥的研究与应用300

5.8.1 国内外专用肥发展现状301

5.8.2 专用肥的特点及新疆棉花专用肥的设计要求303

5.8.3 新疆棉花专用肥的研究与应用305

5.8.4　存在问题与展望307

5.9　棉花膜下滴灌专用肥开发与养分资源高效管理309

5.9.1 国内外滴灌施肥研究现状309

5.9.2 滴灌专用肥的特点与优势310

5.9.3 滴灌施肥与养分资源高效利用312

5.9.4　存在的问题与展望314

5.10 棉花测土配方施肥技术315

5.10.1 棉花施肥的原则与测土配方施肥的基本方法315

5.10.2 利用“3414”试验建立测土配方施肥指标体系的基本原理318

5.10.3 确定棉花总施肥量和不同化肥配比关系的“3414”试验方案329

5.10.4　棉花测土配方施肥技术331

5.11 新疆棉花生产的产学研“三结合”的农化服务技术体系336

5.11.1 新疆棉花生产农化服务发展现状336

5.11.2　农化服务体系特点338

5.11.3 农化服务中存在的问题340

5.11.4　做好新疆棉花生产的产学研“三结合”农化服务技术体系的对策341