干旱沙区春小麦灌溉量研究

通过观测沙区两种土壤类型春小麦产量和产量构成因素(单穗粒数、单位面积穗数、千粒重)对全生育期不同灌溉量、灌溉次数和土壤含水量处理(单次灌溉量)的响应,分析该区春小麦稳产、高产的最佳经济灌溉量。结果表明:(1)干旱沙区全生育期总灌溉量、灌溉次数及土壤含水量处理与春小麦产量和产量各构成因素间有强正相关关系(P<0.01);(2)风沙土春小麦全生育期总灌溉量约为4312m3/hm2,单次灌水定额相当于30.8mm水层厚,总灌水次数约以14次最佳;(3)灌淤土春小麦全生育期总灌溉量为4590m3/hm2,单次灌水定额相当于45.9mm水层厚,总灌水次数以11次左右为宜。     

不同潜水埋深再生水灌溉夏玉米氮素运移试验研究

随着再生水灌溉的迅速发展,再生水灌溉对土壤环境及地下水的影响日益受到人们的关注。通过再生水灌溉田间试验,探讨了不同潜水埋深条件下,再生水灌溉对土壤中硝态氮、铵态氮及地下水中硝态氮的影响。试验结果表明:灌水后,土壤中硝态氮含量均显著增加,相同潜水埋深,灌水水平越高,土壤中硝态氮含量增加越多;灌水后,灌水水平B1不同潜水埋深地下水硝态氮分别增加11.71mg/l、15.82mg/l、15.16mg/l;灌水水平B2不同潜水埋深地下水硝态氮分别增加33.881mg/l、30.37mg/l、25.29mg/l。潜水埋深越深,地下水中硝态氮的浓度增加越小;潜水埋深越浅,地下水中硝态氮的浓度增加越大,由于淋溶和硝化作用产生的硝态氮造成浅层地下水污染的风险越大。     

胡杨林的初次灌溉效应

对胡杨次生林适宜灌溉量的研究表明 ,在一定范围内 ,林木材积生长量随灌溉量的增加而增加 ,在 0 (对照 )、75 0、1 5 0 0、2 2 5 0、30 0 0m3/hm2 .a处理中 ,年产材积量分别为3.76E - 0 5、3.42E - 0 5、4.94E - 0 5、0 .0 0 0 1 2 3、5 .75E - 0 5m3/株。 2 2 5 0m3/hm2 .a灌溉量的产材量最高 ,高含水量 1 1 0mm线上升的最高 ,较其他处理都为明显。在水资源日益短缺的塔里木河流域 ,胡杨林的灌溉量应以 2 2 5 0m3/hm2 .a为宜。     

灌水定额对波涌灌溉土壤间歇入渗特性的影响

通过肥液(KNO3溶液)室内入渗试验,模拟研究了地下水位埋深150 cm条件下灌水定额对波涌灌溉土壤间歇入渗特性的影响.结果表明,在试验条件下平均入渗速度随灌水定额的增加而减小;灌水定额越大平均周期减渗率越大;土壤含水率增幅随灌水定额的增加而增大;灌水定额越大,土壤水分向下运移越深,进入地下水中的水量越多,越容易造成地下水污染和水资源浪费.     

不同灌溉量对春小麦生长及产量构成的影响

在大田条件下,研究不同灌溉量对干旱半干旱地区春小麦生长及产量构成的影响,以期为春小麦节水灌溉提供理论依据.结果表明,灌溉量为4 286 m3/hm2(常规对照灌溉量4 495 m3/hm2,减少209 m3/hm2)未对春小麦生长及产量造成不利影响;灌溉量为3 6 70 m3/hm2(比常规灌溉量减少825 m3/hm2)对春小麦生长产生了部分不利影响,但没有使产量明显降低;灌溉量为3 060 m3/ hm2(比常规对照减少1 435 m3/hm2)使春小麦株高降低、干鲜重减少、产量明显减少,对春小麦生长及产量产生明显不利影响.综合考虑,正常年份宁夏引黄灌区春小麦适宜灌溉量在3 900～4 200 m3/hm2,尚有200～5 00 m3/hm2的节水潜力.     

灌溉对粮饲兼用玉米根系分布及产量影响

通过大田试验,在灌溉量2700m3/hm2、3600m3/hm2、4500m3/hm2条件下,对粮饲兼用玉米根系分布特征及产量影响进行了研究。结果表明:1)3600m3/hm2的灌溉量在0～40cm土层的土壤含水率较充分灌溉显著提高4.78%～19.3%;2)各灌溉条件下,根系随生育进程不断向下发展,随灌溉量的减少,根系有向深层发展的趋势;3)3600m3/hm2的灌溉条件下,粮饲兼用玉米籽粒产量较充分灌溉显著提高11.3%;4)秸秆产量在充分灌溉条件下较高,尤其在抽雄至乳熟期达到最高。     

沙漠绿洲区平原水库下缘盐荒地水盐动态规律

为揭示平原水库周边无灌溉盐荒地及防风林生长区水盐分布特征,在沙漠绿洲区多浪水库南库区周围布设了地下水监测井和土壤监测点,进行了为期2 a的逐月地下水埋深监测和土壤含水率及含盐量的定点取样测定试验。结果表明:库区周边盐荒地地下水埋深随监测时段变化变幅不大,2 a内均值为1.28 m;不同土壤含水率整体随土层深度增加呈升高趋势,其中60~100 cm的土壤含水率较其他土层波动较大。2 a间盐荒地的土壤含盐量在0.48~8.86 g·kg~(-1)之间变化,不同土壤总盐含量随土层深度增加呈减小的趋势,0~40 cm土层含盐量变化较为明显,具有显著的盐分表聚现象,其中,防风林地土壤含盐量在0~40 cm土层内较天然生态林地明显降低。     

猪场废水灌溉对土壤-夏玉米系统氮素分布的影响

通过田间小区试验,研究了猪场废水处理工艺中3个阶段出水(原水、厌氧水和仿生态塘水)与地下水1∶5混水和厌氧水不同灌溉量对土壤中矿质氮含量、夏玉米产量以及植株吸氮量的影响。结果表明:厌氧水不同灌溉量对各土层硝态氮和铵态氮含量影响差异较显著,而不同阶段出水混水灌溉对各土层硝态氮和铵态氮含量影响差异不显著;厌氧水不同灌溉量处理下玉米产量呈现中量厌氧水高量厌氧水低量厌氧水的趋势,不同处理阶段出水混水灌溉时,原水与地下水1∶5混水灌溉产量较其他处理高;仿生态塘混水灌溉玉米籽粒粗蛋白含量最高。建议适宜的猪场养殖废水厌氧出水灌水定额为500 m3/hm2,适宜的混水灌溉处理为仿生态塘水与地下水1∶5的配水比例。     

限水灌溉对转基因抗虫棉产量形成的影响

采取限水灌溉的方法,研究了灌水对棉花产量形成的影响。研究结果表明,合理灌水能促进棉花开花成铃,延长最佳成铃时段,增加棉株优质节位的成铃数,单株籽棉干物重增加23.4%～61.9%,产量提高16.8%～45.3%。灌水量以675m3/hm2效果最好,灌水效益高达0.57kg/m3,灌水量达1350m3/hm2增产幅度下降,灌水效益仅0.21kg/m3。     

基于干物质积累的滴灌玉米灌溉模型建立与校验

合理的灌水定额和阶段灌量分配是灌溉农业中灌溉制度的核心,它既是作物高产的前提,也是实现水资源高效利用的重要手段.本研究通过连续2年田间小区滴灌试验,研究了玉米阶段干物质积累量与灌水量和产量的关系,建立了基于阶段干物质积累的滴灌玉米优化灌量估算模型.结果表明:1)本研究基于滴灌玉米各生育期干物质积累量与阶段灌量、产量的关系,依次建立了滴灌玉米在拔节期、吐丝期、灌浆期和乳熟期的灌溉模型.2)由模型得到经济最佳灌量为6798m3/hm2;玉米在拔节期、吐丝期、灌浆期和乳熟期干物质积累量临界值分别为11241kg/hm2、14104kg/hm2、29194kg/hm2和38842kg/hm2,所需临界灌水量分别为1109m3/hm2 、2252m3/hm2 、4553m3/hm2和7741m3/hm2.3)经田间实际灌量检验,1∶1直线间的决定系数(Rz)、根均方差(RMSE)和相对误差(RE)分别为0.8244、5.50％和0.12％,该模型可较好估算北疆地区滴灌玉米在经济最佳灌水量下进行优化阶段灌量分配.     

不同滴灌量下冬小麦耗水特性及干物质积累分配研究

在2013—2014年、2014—2015年田间试验研究了W1(2 550、2 325 m3·hm~(-2)),W2(3 450、3 000 m3·hm~(-2)),W3(4 350、3 675 m3·hm~(-2)),W4(5 250、4 350 m3·hm~(-2))4种滴水量处理对0~140 cm土层含水量及小麦叶面积指数、光合势、干物质积累分配、水分利用效率及产量等的影响。结果表明,拔节至灌浆期间,在每次滴水225~900 m3·hm~(-2)的范围内,增加滴水量主要直接增加0~60 cm土层含水量,间接减少60~140 cm土层储水消耗量,W4土壤储水消耗较W1减少50%左右;增加拔节至成熟期间冬小麦群体叶面积指数、光合势;增加干物质积累量和花后光合产物对子粒的贡献率,降低花前营养器官贮藏物向子粒的转移量、转移率和其对子粒的贡献率,增加产量、降低灌溉水利用效率。总滴水量大于3 675 m3·hm~(-2)(其中,拔节至灌浆期间的滴水量大于2 700 m3·hm~(-2))增产不显著,并且大幅度降低灌溉水利用效率。降水量对冬小麦产量形成影响很小,灌水量对小麦产量和水分利用效率起决定性作用;北疆冬小麦全生育期适宜总滴水量为3 450~3 675 m3·hm~(-2)(其中,拔节期、孕穗期、开花期、灌浆期各450~675 m3·hm~(-2)),可以获得的产量是6 737.4~8 604.1 kg·hm~(-2)。     

覆膜畦灌条件下不同灌溉定额对饲用甜高粱农艺性状及生物产量的影响

为探索西北旱区饲用甜高粱最佳灌溉定额和节水效果,进行了覆膜畦灌条件下饲用甜高粱需水规律及优化灌溉制度试验,研究了不同灌溉定额(2 400、3 000、3 600、4 200、4 800 m~3·hm~(-2))条件下,饲用甜高粱生育期土壤水分变化情况、农艺性状及生物产量变化。结果表明,甜高粱生育期0~100 cm土层含水量随生育期的延长呈先降低后升高的趋势,灌水定额对土壤水分分布的影响发生在播后62 d。当灌溉定额小于2 400 m~3·hm~(-2)时,严重影响甜高粱长势,植株表现为矮小,茎秆增粗,干物质累积量降低。随灌溉定额的降低,甜高粱茎秆汁液的含糖量呈提高的趋势。甜高粱生物产量的增加是由于株高(R~2=0.97)、LAI(R~2=0.81)、茎节数(R~2=0.59)等因素共同作用的结果。从节水和增加生物量角度而言,畦灌条件下,甜高粱在全生育期灌水4次,灌水定额为900 m~3·hm~(-2),灌溉定额为3 600 m~3·hm~(-2)的灌溉制度最优。     

灌水量对全膜垄作沟灌玉米产量及水分利用效率的影响

针对河西灌区水资源紧缺的问题,探索玉米合理的灌溉量,以期指导区域玉米合理灌溉。通过在石羊河流域设置不同的灌水量梯度,研究不同灌水量对全膜垄作沟灌玉米产量及水分利用效率,以及土壤含水率、产量要素的影响。结果表明:全膜垄作沟灌玉米灌水量从4 500 m~3·hm~(-2)增加到4 725 m~3·hm~(-2)、4 950 m~3·hm~(-2)时,产量并没有随着灌水量的增加而增加,灌水量增加到5 175 m~3·hm~(-2)时,在水分利用效率没有降低的情况下,产量相对于4 500、4 725 m~3·hm~(-2)和4 950 m~3·hm~(-2)处理明显增加11.46%、8.39%和8.54%,其中果穗长度、穗粒数和百粒重平均增加4.88%、3.27%和4.31%是其产量增加的主要原因。对于土壤含水率,玉米需水盛期的7月16日至8月3日,5 175 m~3·hm~(-2)处理显著高于其他三个处理,而灌浆期各处理间则差异不显著。与播前期相比,收获期土壤含水率降低层主要集中在20~80 cm土层,土层贮水量平均降低6.72 mm,且各处理0~110 cm土层贮水量差异并不明显。因此,本研究表明5 175 m~3·hm~(-2)为石羊河流域全膜垄作沟灌条件下的适宜灌溉量,但灌浆中后期的最后一次灌水应考虑适当降低灌水量。     

塔里木河干流流域防治耕地盐碱化的生态需水量

本文从冲洗定额的构成出发,定义从计划冲洗层的含水量达到最大田间持水量这一时刻起到计划冲洗层的含盐量达到允许含盐量止这段时间所需要的在冲洗定额中起输送冲洗作用的那部分水量为盐碱耕地生态需水定额。通过对塔里木河流域典型灌区的调查分析,初步确定塔里木河干流流域防治耕地盐碱化的生态需水定额约为1500 m3.hm-2,最后得出目前塔里木河干流流域防治耕地盐碱化的生态需水量约为0.97亿m3。     

干旱区不同地下水埋深膜下滴灌灌溉制度模拟研究

通过在新疆巴州灌溉试验站进行的膜下滴灌棉花灌溉制度试验,得出了适合当地的常规滴灌制度。为进一步研究浅层地下水对灌溉的补偿效应,利用Hydrus软件对不同地下水埋深下膜下滴灌棉花生育期耗水量进行了模拟。通过引入关键点土壤含水率的概念,提出了膜下滴灌棉花受水分胁迫的标准。结果表明：地下水对棉花的耗水具有一定的补偿作用,地下水埋深越浅,则所需的灌溉定额越小。当地下水埋深小于1.5 m时,滴灌定额为3 300 m³·hm^-2;当地下水埋深为2.0 m时,滴灌定额为4 500 m³·hm^-2;当地下水埋深很大而对作物根区没有补给时,棉花完全依赖于灌溉所需的滴灌定额则为5 550 m³·hm^-2。考虑到干旱区内具有较高的潜在蒸发势,会导致土壤的次生盐渍化,从而危及作物的生长,1.5～3.0 m的地下水埋深是灌区内较理想的水位区间。     

干播湿出灌水量和灌水频率对棉田土壤板结、水盐分布及出苗的影响

为探究干播湿出对棉花覆土板结程度、土壤水盐分布以及出苗情况的影响,设置不同出苗水量与灌水频率2个因素,共计6个处理和1个对照处理,分别为WP1（675 m³·hm^-2）、WP2（900 m³·hm^-2）、WP3（1 125 m³·hm^-2）、WP4\[（675+225) m³·hm^-2\]、WP5\[（675+450) m³·hm^-2\]、WP6\[（675+300+225) m³·hm^-2\]与冬灌处理,对各处理的表层覆土板结度、灌前与灌后含水率及含盐量、出苗率、株高、茎粗等指标进行分析。结果表明：表层土壤板结度受灌溉水总量与灌水频次影响,WP4处理表层土壤板结程度最低（99.87 kPa）,少量高频灌溉可以降低表层土壤板结度;各处理膜间电导率最大,高于窄行土壤9%以上;WP4处理出苗率最高（84.74%）;窄行电导率、窄行含水率和表层覆土板结度与出苗率均具有显著负相关关系,土壤含水率与窄行电导率与株高、茎粗均呈现显著负相关关系。通过评判各处理出苗率与生长指标,WP4处理为最优处理。     

咸水灌溉对土壤水盐分布及设施番茄产量和品质的影响

为探明咸水灌溉对土壤水盐分布及设施番茄植株生长、产量和品质的影响,本试验以南疆地区设施番茄为研究对象,设置4个灌溉水矿化度,分别为2 g·L^-1（T1）、4 g·L^-1（T2）、6 g·L^-1（T3）和8 g·L^-1（T4）,并以淡水灌溉为对照（CK）,开展同一灌水定额条件下设施番茄适宜灌水矿化度的研究。结果表明：不同生育期阶段土壤含水率基本表现为20～60 cm土层较高,表层及深层土壤含水率相对较低,土壤含水率随着灌水矿化度的增大逐渐增加;0～80 cm土层平均土壤含水率在生育期内逐渐降低,且深层土壤降幅显著;生育期初始阶段土壤含盐量主要积聚在0～40 cm土层,随着生育期的推进土壤盐分呈累积趋势且向深层土壤运移,生育期末主要积聚在0～60 cm土层;灌水矿化度小于4 g·L^-1时0～20 cm土层整体呈脱盐状态,其中CK处理平均脱盐率达27.79%,T1处理平均脱盐率达17.07%;灌水矿化度2～4 g·L^-1促进了番茄植株生长,株高和茎粗相较CK分别...     

直插式根灌的土壤水分时空分布与节水效率

在塔里木河下游枣树生态经济林进行根灌试验,研究了直插式根灌条件下的土壤水分时空分布和节水效率。结果表明:(1)灌水过程中直插式根灌的土壤水分分布在0~100 cm土壤层,随灌溉时间增加,土壤含水量,0~20 cm土层呈波动变化,80~100 cm土层基本稳定,其余各土层呈S型增加;(2)不同时期1 m深土层平均土壤体积含水量最大值及达到最大值的时间,枣树生长初期为44.62%、7.5 h,花期为43.26%、12.5 h,幼果期为46.3%、15 h;(3)根灌过程中,各土层土壤含水量变异系数大小次序为80 cm20 cm40 cm60 cm100 cm;灌后土壤平均含水量,80、100 cm土层与其余各层之间差异显著,20、40、60 cm土层之间差异不显著,80 cm土层土壤含水量空间异质性最高;(4)三次试验后20 d内,0~100 cm土层的平均土壤体积含水量消退速率分别为0.21%·d~(-1)、0.19%·d~(-1)和0.17%·d~(-1),土壤体积含水量60 cm和100 cm土层消退速率稳定,40 cm土层呈先消退后增加的趋势,20 cm土层0~10 d迅速消退,80 cm土层11~20 d迅速消退;(5)直插式根灌的节水效率比地表滴灌高27.78%,水分利用效率分别比地表滴灌和漫灌高8.12%、52.46%。     

河套灌区盐渍化土壤玉米水氮耦合效应

为了探求适用于盐渍化地区的节水、施肥优化模式，采用大田试验，以玉米为研究对象，选取了轻度和中度两种盐分土壤，设置了10种不同水、氮处理，建立不同盐分土壤玉米产量与灌水量及施氮量之间的回归模型并对其进行了分析，研究不同盐分土壤水、氮用量对玉米产量的影响。结果表明：在轻度和中度盐分土壤条件下，灌水和施氮对玉米均有增产效应，水、氮交互作用为正效应，水分的作用大于施氮的作用。通过边际效应分析可知，轻度和中度盐分土壤施氮肥的增产速率没有明显差异，轻度盐分土壤灌水的增产效率明显高于中度盐分土壤。轻度和中度盐分土壤玉米最高产量分别为13 581 kg·hm^-2和11 115 kg·hm^-2，对应的水、氮配比均为灌水编码为0.77（全生育期灌水量2 250 m³·hm^-2），施氮编码为0.69（总施氮量225 kg·hm^-2）。通过模型寻优，得到轻度和中度盐分土壤种植玉米的最佳水、氮配比方案均为全生育期灌水量为1 900.95~2 389.08m³·hm^-2，总施氮量为174.04~240.7 kg·hm^-2。优化方案的水、氮用量分别比当地灌水量（2 925 m³·hm^-2）节水18.2%~35%, 施氮量（325 kg·hm^-2）节肥26.0%~46.4%。优化范围包含了轻度和中度盐分的最高产量水、氮用量，产量与当地产量基本一致，符合当地灌水施肥要求。但从维持目前玉米产量和长期盐碱地改良的角度看，建议中度盐化土壤应选取水、氮优化范围中中等偏上灌水量和中等偏下的施肥量，以便于从根本上降低土壤盐分背景值，便于长期产量的提高；轻度盐分土壤选取优化范围适中的水、氮用量。