南疆棉区地面灌溉棉田高效节水灌溉方式研究

研究了南疆地面灌溉条件下棉花生育期不同灌溉定额的土壤水分动态、棉株叶片水势动态、棉花耗水规律以及对棉花生长发育、产量和水分利用效率的影响。结果表明，棉花全生育期灌溉定额345mm，每次灌水量60～75mm，土壤供水明显不足，叶片水势下降较快，棉株生育受到抑制，减产严重；灌溉定额480mlTl，每次灌水量90～105mm，在15d左右的灌水周期内，土壤供水适宜，棉株生长稳健，产量与充分灌溉相当，水分生产效率显著高于低量灌溉和充分灌溉；灌溉定额615mm，每次灌水量105～135mm，土壤水分偏多，棉株生长过旺，与适量灌溉相比并没有增产效果，且耗水量加大、水分生产效率下降。在试验结果的基础上提出了南疆棉区合理的灌溉制度。     

根系分区交替滴灌对棉花产量和水分利用效率的影响

 为了探讨旱区农业节水新途径，在甘肃省石羊河流域下游荒漠绿洲区采用常规滴灌和分根区交替滴灌方式研究不同灌溉方式对大田棉花生长发育、产量、水分利用效率以及土壤水分分布的影响。结果表明，交替滴灌处理棉花叶片气孔开度减小，减少了奢侈的蒸腾损失，灌溉定额较小时根系分区交替滴灌对棉花的株高抑制作用较明显，灌水定额较大时限制作用不显著。根系分区交替滴灌技术在大田条件下可使籽棉产量比常规滴灌处理提高21.1%，总水分利用效率和灌溉水利用效率分别提高17.9%和20.9%。同等产量水平下与常规滴灌相比，交替滴灌可节省30.8%的灌水量。本研究表明根系分区交替滴灌是一种切实可行的节水灌溉技术，可在干旱缺水的棉花生产地区进一步研究和推广应用。     

垄膜沟灌南瓜生长特征及种植效益分析

针对垄膜沟灌南瓜种植特点,分析了不同灌水定额条件下土壤水分动态,南瓜生长、耗水、产量、水分利用及种植效益等方面的指标。结果表明,适宜的垄膜沟灌灌水定额(T3、T4处理)可对干物质积累起到一定的调控作用,有利于南瓜生长及产量形成。T3、T4处理灌溉定额较T5处理分别降低480和240 m3/hm2;生育期耗水分别降低264和194 m3/hm2,水分利用效率提高17.1%和12.3%;净收入较T1处理分别提高7 387.6和3 966.8元/hm2。在民勤绿洲及类似区域垄膜沟灌南瓜推荐灌溉制度为种植前灌坐塘水1次,灌水时间5月中旬,灌水定额420~480 m3/hm2;生育期灌水3次,灌水时间6月中旬、7月上旬、7月下旬,灌溉定额1 680~1 920 m3/hm2。研究成果可为垄膜沟灌技术在南瓜种植和推广应用中提供技术支撑。     

涌泉根灌对山地梨枣产量形成及水分利用的影响

【目的】探讨不同灌水定额下涌泉根灌对山地梨枣树生理指标、产量和水分利用效率的影响,为山地梨枣的生产管理提供参考。【方法】以8年生梨枣树为对象,采用涌泉根灌方式,设33,132,264 m³/hm² 3个灌水定额处理,同时在相同灌水定额下,以滴灌、管灌为对照,比较各灌水定额下不同灌水方式对梨枣产量形成及水分利用的影响。【结果】与滴灌和管灌相比,涌泉根灌能够维持甚至促进枣吊的生长,同时可以维持或者减少枣树的新梢生长量和落果率。随着灌水定额的增大,新梢生长量、枣吊和梨枣落果率总体上呈增加趋势,但因灌水方式不同而存在差异。在供试3个灌水定额条件下,枣树的产量、水分利用效率和灌溉水利用效率均表现为涌泉根灌和滴灌较管灌显著提高。不论采用何种灌水方式,随灌水定额的增加,枣树的产量和水分利用效率增大到一定程度后均不再持续增加,但灌溉水利用效率均随灌水定额的增大而减小。【结论】涌泉根灌是一种值得推广的高效节水灌溉技术。     

河西干旱区冬季免储水灌溉结合坐水种技术对春小麦出苗率和产量的影响

［目的］优化河西灌区冬季储水灌溉技术。［方法］通过田间试验,探讨传统冬季储水灌溉（CI）、低定额储水灌溉（LI）、免耕免储水灌溉坐播种（NTSW）、免储水灌溉坐播种（NISW）4种储水播种模式对河西灌区春小麦出苗率及水分利用效率的影响。［结果］结果表明,4处理春小麦出苗率及产量相差不大,LI、 NTSW、 NISW与CI出苗率相差分别为1.78%、1.98%和2.44%,产量相差分别为12.87%、5.02%和9.16%, 水分利用效率分别提高了0.22、0.21和0.33。［结论］该研究结果为实现水资源的高效利用提供依据。     

垄膜沟灌油葵的产量及水分生产效益分析

为了研究油葵在垄膜沟灌条件下的产量及水分生产效益,通过设定不同灌水定额,分析不同灌水处理对油葵干物质积累、产量、水分利用效率、耗水特性的影响。结果表明,总灌溉定额2550 m~3/hm~2,全生育期灌水5次时,油葵产量较常规覆膜畦灌平均增加2.86%,节水23.62%,灌溉定额降低195.0 mm,生育期耗水降低117.1 mm,水分生产效率为2.68 kg/m~3。     

不同降雨年型冬小麦生长前期的田间水量平衡与节水灌溉

针对河北低平原水资源匮乏和气候变异大的特点,观察分析了该区冬小麦的耗水特征。根据降雨量及其时空分布,从田间水量平衡和节水出发,研究了不同条件下冬小麦拔节前(包括拔节期)的适灌期和灌溉定额。结果表明:根据夏季和播前降雨确定小麦播前造墒灌水量可节水约20%;小麦拔节前主要消耗0～50cm 土层的水分,耗水量约占全生育期总耗水量的1/3,为150mm 左右。在造墒播种的条件下,拔节前常年麦田土壤水分基本维持平衡,提倡不浇冻水,春一水应推迟到拔节期灌溉;推迟春一水的灌溉时期可减少前期灌溉次数,降低全生育期灌水定额,提高水分利用率,但同时降低分蘖成穗率,可通过适当增加播量来弥补。每次的灌水量应在60mm 左右。     

节水灌溉条件下冬小麦耗水结构

对不同灌水次数和灌水量处理的土壤水分变化、耗水结构及作物水分利用率进行分析。结果表明,在综合农艺措施条件下,减少灌溉次数及灌水量,可以明显增加土壤水分消耗,减少冬小麦生育期总耗水量。天津地区春一水、春二水的土壤水分消耗量占总耗水量的比例分别比春三水增加12.1%和7.4%。同时,冬小麦水分利用率分别提高12.7%和10.1%。     

限量灌溉对冬小麦农艺性状与水分利用效率的影响

对冬小麦不同生育时期进行水分控制,研究灌水量、灌水时间对冬小麦农艺性状和水分利用的影响。结果表明,不同生育时期灌水处理的冬小麦农艺性状得到有效改善,其中拔节期灌水能提高冬小麦的穗数和水分利用效率,孕穗期灌水能提高水分利用效率,灌浆期灌水能增加千粒重,拔节期是限量灌溉的最佳生育期。与对照相比,不同灌水时间和灌水量处理分别增产9.49%～29.64%,并以拔节期灌600m3/hm2水和灌浆期灌300m3/hm2的处理增产效果最好;水分利用效率分别提高7.8%～22.7%,并以拔节期灌300m3/hm2+孕穗期灌300m3/hm2的处理水分利用效率最高,为15.7kg/(hm2.mm)。     

基于土壤水分的自动滴灌模式对温室黄瓜产量及水肥利用效率的影响

以日光温室黄瓜为研究对象,以传统滴灌模式为对照,研究基于土壤水分的自动滴灌模式(启动灌溉施肥的土壤水分含量下限为75%田间持水量,灌水定额为5 mm,肥料氮浓度为120 g/m~3)对黄瓜生长、水肥利用效率及土壤理化性质的影响。结果显示,与传统滴灌模式相比,采用基于土壤水分的自动滴灌模式进行黄瓜水肥管理可使土壤根层水分含量保持在75%～100%田间持水量,可维持黄瓜植株正常生长,黄瓜产量提高8.9%。该模式在整个生长季可有效节水52.2%,节肥49.0%,使灌溉水利用效率提高127.7%,肥料偏生产力提高113.5%。另外,该模式还可降低0～20 cm土层土壤养分和盐分的累积及40～60 cm土层含水量,避免水分的深层渗漏。研究结果表明,黄瓜基于土壤水分的自动滴灌模式是温室黄瓜丰产高效的重要水肥管理方式之一。     

不同灌溉制度下冬小麦产量效应与耗水特征研究

研究了不同灌溉制度对冬小麦水分消耗和产量构成的影响,从产量差异的生理基础和耗水特征等方面阐述了节水高产的原因,研究表明在底墒水充足的壤土条件下,春灌二水比春灌一水增产,但春灌一水的边际效益高于春灌二水处理,春灌二水与春灌三水的产量相近,但水分利用率提高,随春季灌水量的减少,小麦生育期间的总耗水量降低,但却增加了对土壤水,尤其是土壤深层贮水的利用,如春无灌水处理的土壤耗水占到了总耗水量的84．9％,其中19．0％来自于130－200cm的深层贮水,而春灌二水处理的土壤耗水则分别为49．9％和1．9％。     

底墒差异对压砂地西瓜耗水规律的影响

通过田间试验研究了播前灌水营造底墒差异对压砂地土壤水分动态变化、西瓜耗水规律、西瓜产量和水分利用效率的影响。结果表明：播前灌水造墒处理不同程度提高了1 m土层土壤水分含量,但灌水定额过大（70 m³·667m^-2和55 m³·667m^-2）会引起水分深层渗漏;西瓜生育前期耗水量随着播前灌水量降低而降低;西瓜需水高峰期,当1 m土层底墒在222～270 mm范围内,耗水量随1 m土层底墒增加而降低;底墒差异还会影响收获期1 m土层土壤水分含量;综合西瓜产量和水分利用效率,在试验区域内,当西瓜生育期降雨量在85 mm左右,1 m土层土壤储水量在250 mm就可保证西瓜正常生长。另外,压砂地夏季休闲措施提高了土壤水分含量,1 m土层土壤储水量增加了2.7 mm,为下一季作物提供了良好的土壤水分条件。     

灌水量对日光温室黄瓜水分分配及硝态氮运移的影响

为了揭示灌水量对日光温室黄瓜水分分配及硝态氮运移的影响,以津育5号黄瓜(Cucumis sativus L.)为试材,研究了常规灌溉、常规灌溉量下浮25%和50%3个灌水量条件下,灌溉水的去向、硝态氮淋洗、根层土壤硝态氮运移、根系分布及产量和水分利用效率。结果表明:减少灌水量使水分深层渗漏、土面蒸发及土壤储水量下降,而植株蒸腾量和含水量不同处理差异不显著;在本试验设定的灌水量范围内,灌水量减少有增产趋势,下浮25%和50%分别比常规灌溉增产10.5%和15.4%,水分利用效率提高10.9%和22.0%;并减少了硝态氮的淋洗量,促使养分更多的分布于根层,对节水和保护地下水环境具有重要意义。     

膜下滴灌不同灌溉定额对土壤水盐分布和春玉米产量的影响

【目的】研究膜下滴灌条件下,不同灌溉定额对土壤水盐时空分布特征、春玉米产量和水分利用效率的影响。【方法】在石羊河流域中游,通过2014-2015两年的灌溉试验,对春玉米生育期设置不同灌溉定额（4 800、4 200和3 600 m³·hm^-2）,测定0-100 cm土层内,土壤水盐时空分布特征,春玉米播种前和收获后土壤全盐量在年内和年际间的变化,春玉米产量及其构成要素。【结果】随灌水定额的增加,0-60 cm土层土壤含水率增加明显,当灌水定额从420 m³·hm^-2增加到480 m³·hm^-2时,春玉米吐丝扬花期0-60 cm土层平均含水率可保持在24.52%以上。在作物需水关键期,当灌水定额为480 m³·hm^-2时,能明显增加深层土壤的蓄水量。当灌溉定额低于360 m³·hm^-2时,灌水量严重不足,土壤水分亏缺明显。在非灌溉期,土壤盐分随水分蒸发在表层耕作土壤中积聚。垂直方向上,在0-40 cm土层发生积盐现象,80-100 cm土层发生脱盐现象。在灌溉期,在垂直方向上,随着灌溉定额的增加,土壤淋洗深度呈增加的趋势。不同灌溉定额条件下,0-20 cm土层土壤发生脱盐现象,40-100 cm土层发生积盐现象。但0-100 cm土层内,土壤全盐量盈亏量总体基本平衡。在水平方向上,土壤盐分以滴头为中心向滴灌带两侧运移,滴头间土壤水分的交汇作用将原耕层的部分盐分迁移到滴灌带的湿润锋边缘处。各处理土壤含盐量均表现为滴灌带间较滴头间增加明显。不同灌溉定额对春玉米穗长、穗行数、行粒数影响不显著,对穗粗、秃尖长、百粒重影响显著。降低灌溉定额可增加春玉米的穗粗和百粒重,但对作物增产无显著作用。【结论】膜下滴灌条件下,春玉米耗水量受灌水量影响,适度水分亏缺能提高水分利用效率（WUE）,但使春玉米产量降低4.45%-20.99%。春玉米全生育期灌水10次,灌水定额为420 m³·hm^-2,灌溉定额为4 200 m³·hm^-2的灌溉制度节水、压盐、增产效益最优。     

覆盖免耕储水灌溉对豌豆的腾发量和土壤水分效应的影响

覆盖免耕可以降低春季豌豆(Pisum sativum)的土壤水分腾发量,且其腾发量比常规耕作和秸秆还田分别减小了29.32%和19.33%.全生育期覆盖免耕可以降低田间水分损耗,提高水分利用率.作物生长的后期,秸秆覆盖有抑制行间蒸发的作用,主要发生在土层0~30 cm,而在30~80 cm抑制蒸发的作用不明显.覆盖免耕对提高作物产量没有明显作用.覆盖免耕水分利用率比常规耕作和秸秆还田分别提高了11.21%和2.93%.覆盖免耕条件下冬季储水最佳定额为975 m3/hm2.     

黄土塬区冬小麦产量及水分利用效率对播前底墒变化与生育期差别供水的响应

【目的】通过黄土塬区播前底墒变化和生育期差别供水(降水+补充灌溉)对冬小麦产量、耗水量以及水分利用效率影响的田间试验,揭示该区域农田有限水资源高效利用的调控机制,明确现有措施下冬小麦旱作生产潜力可实现水平。【方法】划设田间试验小区,在夏闲期通过覆盖保水与生物耗水措施形成底墒差异的基础上,设计如下试验:(1)由不同底墒+生育期降水形成4个冬小麦全生育期无补灌处理,以分析冬小麦产量及水分利用效率对播前底墒变化的响应。其2 m土层底墒变化范围为350—550 mm。(2)相同底墒下不同生育期灌一水处理:在平均底墒约为500 mm下分别在拔节期、孕穗期和灌浆期补充灌溉40 mm,探讨冬小麦不同生育期对等量灌溉的响应差别。(3)高底墒542.3 mm与571.6 mm下分别进行灌2水与4水处理,形成冬小麦全生育期比较充分的供水条件,研究冬小麦在低水分胁迫下产量提升的可能程度及其水分利用效率特征。【结果】(1)在黄土塬区降水季节分布特征下,播前底墒对冬小麦产量具有决定性作用,产量随底墒线性增加。在做好夏闲期蓄水保墒的基础上,旱作冬小麦产量可达到充分供水情况下能够取得产量的88%—90%水平。(2)与2 m土层底墒为500 mm且生育期无补充灌溉的处理比较,供水增加同为40 mm时,表现为底墒增加处理的产量提高了11.8%,次之是在拔节期与孕穗期分别补灌的处理,但三者间产量无显著差异;播前底墒较高并在拔节期及孕穗期补充灌溉的处理冬小麦产量达到试验年份较高水平,且作物水分利用效率(WUE)也得到提高。(3)冬小麦产量与耗水量表现为Logistic曲线关系,随着耗水量的增大,产量提升速率表现为先快后慢,边际水分利用效率(MWUE)则持续降低,而WUE表现为上升、达到峰值和下降三个阶段,且WUE到达其最高值的耗水量小于产量到达其最高值的耗水量。【结论】黄土塬区气候条件下,播前底墒差别与生育期差别供水对冬小麦产量均有影响,由底墒或不同生育时期分别增加等量供水在总供水水平相同时其增产效应基本一致;采用Logistic曲线模型可以较好地模拟冬小麦产量与耗水量之间的关系,揭示产量、耗水量及WUE间的内在联系。     

膜下滴灌灌溉制度对棉田土壤水分变化及产量的影响研究

[目的]以田间实测数据为基础,研究膜下滴灌灌溉制度对土壤水分变化及棉花产量的影响.[方法]试验根据不同灌溉定额和不同灌水次数设计了12个处理,在灌水前1 d利用中子土壤水分仪测定宽、窄行的10、20、40、60、80和100 cm深度处中子数,灌水间隔1 d后重复此过程,然后将中子数转换为土壤含水率,同时将不同处理条件下棉花产量和灌溉水分生产率进行对比.[结果]灌水次数为16次,不同灌溉定额处理下,10 cm深度处灌水前后宽窄行土壤含水率变化不明显.灌水次数为10次,灌溉定额为4 500、5 100 m3/hm2时,棉花生长区域土壤水分出现了深层渗漏,而其它处理条件下,均未出现深层渗漏.灌溉定额为3 900 m3/hm2,灌水次数为16次的处理产量最高,灌溉定额为4 500 m3/hm2的处理节水效率达到11.8;,在灌水次数为16、13次时,减产幅度仅为5.5;和3.1;.灌溉定额为3 900 m3/hm2的2、10处理水分生产率较高,均在1.6 kg/m3以上.[结论]灌溉定额越大,灌水次数越少,灌水后宽窄行含水率增大趋势越明显,越容易出现深层渗漏.灌溉定额越大,产量并不是越高,其灌溉水分生产率也不是很好,而中等灌溉定额的产量较高,灌溉水分生产率也是最好的.因此,设计灌溉制度时,应尽量选择中等灌溉定额和灌水次数,同时达到提高产量和节水的效果.     

不同水分管理下全田土下微膜覆盖的冬小麦耗水特性

【目的】针对海河平原水资源匮乏与冬小麦生产水分高耗的现实矛盾,研究不同水分管理条件下全田土下微膜覆盖的冬小麦耗水特性,探索区域小麦节水生产新方法。【方法】采用大田试验,以小麦常规种植方法为对照,进行两地3年试验研究。【结果】全田土下微膜覆盖下,小麦生育期田间耗水量显著降低116.1—167.9 mm,土壤贮水消耗占总耗水的55.5%—77.9%。覆膜显著减少了小麦返青前的耗水量,生育后期耗水占总耗水量的比例提高。覆膜条件下,拔节前根系吸水深度较露地处理浅40 cm,生育期2 m土体可供水212.2—240.3 mm,春季灌水75 mm小麦对土壤贮水消耗集中在0—140 cm土层,比常规生产（CK,3次灌水共225 mm）深40 cm,灌水时间后移可显著减少2 m土体贮水消耗。土下微膜覆盖条件下,雨养耗水284.3 mm可获得不低于7 500 kg•hm-2的小麦产量,播前灌水≥60 mm或抽穗期灌水75 mm,可获得与CK相当的产量,水分利用效率比CK提高40%以上、净水分利用效率和灌溉水利用效率达到最高。【结论】全田土下微膜覆盖雨养或适时少量灌水是海河平原大幅降低小麦耗水,缓解水资源供需刚性矛盾的一种新型种植方法。     

节水灌溉条件下乌龙茶需水规律及灌溉定额研究

[目的]探讨乌龙茶节水灌溉的需水规律及其水分利用效率。[方法]以2年生铁观音茶树为试验材料,研究微喷灌节水灌溉方式下乌龙茶的需水规律、灌溉水量、有效降雨量以及节水灌溉定额。[结果]5月、7～10月是乌龙茶的需水量高峰期,占全年需水量的59.15%。1983～2009年乌龙茶节水灌溉定额为551.4 mm,降雨有效利用率33%;其中大雨、中雨和小雨的有效利用率分别为17%、50%和77%。随着降雨量的增加,乌龙茶需水量下降,降雨有效利用量增加,而降雨有效利用率下降。[结论]乌龙茶的最佳灌溉量是40～50 cm土层的土壤湿度达到75%时的田间持水量。乌龙茶生长需水关键期7～10月,适宜的灌水定额21.0 mm,灌水次数10～15次,灌水周期8～12 d。     

考虑水分再分布的沟灌入渗模拟与春小麦垄作沟灌合理垄宽

垄作沟灌技术具有显著的节水增产作用,但在春小麦种植中应用尚缺乏参数设计方面的理论支撑。本研究采用粉砂质粘壤土与粘土两种典型土壤实测水分运动参数和HYDRUS软件,模拟了梯形灌水沟不同垄宽情况下的土壤水分运动和停水后水分再分布,研究了不同灌水量时湿润锋推进过程和水分再分布后的湿润体变化,分析了设计灌水定额下适宜作物生长湿润体范围,提出了粉砂质粘壤土和粘土宜采用的合理垄宽为20～50 cm和20～35 cm,这一结果为干旱区春小麦垄作沟灌技术推广提供了技术支撑。