基于作物-水模型的不同降雨年型苜蓿草田生长季地下滴灌灌溉制度研究

以不同降雨年型苜蓿草田生长季地下滴灌灌溉制度为研究目标,以地下滴灌不同土壤含水量下限控制试验为基础,通过对不同降雨年型苜蓿生长、水分利用及产量指标的系统分析,建立产量-耗水量-水分生产效率的作物-水模型,推求各茬苜蓿最优耗水量,结合典型年降雨在苜蓿生产各茬内的分布特点,提出宁夏引黄灌区苜蓿草田不同降雨年型地下滴灌灌溉制度。结果表明:不同降雨年型下,地下滴灌苜蓿土壤含水量≥50%田间持水率时,各茬株高呈现先升高再下降的2段式变化过程;分枝数随收获茬次的延续逐步下降,茎叶比在丰水年型随灌溉定额增加而升高,在平水年型随收获茬次延续逐步下降;各处理干草产量在不同降雨年型均随收获茬次的延续逐步下降,且土壤含水量下限高于60%田间持水率的各处理间产量差异达不到显著水平;苜蓿草田各茬灌水量通过影响耗水量而影响苜蓿茎叶比、株高和分枝数,进而影响干草产量,并据此建立了苜蓿草田产量-耗水量-水分生产效率间的作物水模型,计算苜蓿草田各茬兼顾产量和水分生产效率的最优耗水量,结合自然降雨分布特征,提出宁夏引黄灌区不同降雨年型苜蓿草田生长季地下滴灌灌溉制度:枯水年苜蓿地下滴灌灌溉定额为5 000 m~3/hm~2,灌水20次;平水年苜蓿地下滴灌灌溉定额为4 600 m~3/hm~2,灌水19次;丰水年苜蓿地下滴灌灌溉定额为4 132 m~3/hm~2,灌水17次。     

地下滴灌条件下不同水肥处理对苜蓿生长和产量的影响

【目的】优化滴灌条件下苜蓿的水肥供应制度,提出节约、高效的水肥技术方案。【方法】以地下滴灌苜蓿为研究对象,进行水肥二因素完全随机试验,试验设置4个灌水水平(1 950、2 400、2 850、3 300 m3/hm~2)和3个施肥水平(225、285、345 kg/hm~2),探索了水肥交互作用对不同茬次苜蓿株高、茎叶比及干草产量的影响。【结果】对于同一茬次苜蓿,株高随灌水量和施肥量增加而增高且逐渐趋于稳定,其中灌水水平为主要影响因素。茎叶比随灌水量及施肥量增加均呈现先减小后增加趋势,其中灌水水平为主要影响因素,其次为水肥交互作用因素,最后为施肥水平因素。不同水肥处理下的干草产量总体上随灌水量及施肥量增加呈先上升后下降趋势,其中在灌水水平2 850 m3/hm~2、施肥水平285 kg/hm~2时产量最高,为20 989.75 kg/hm~2。水肥互作对干草产量影响显著,在低水、低肥处理下,增加施肥量(灌水量)的增产效应较小,而适度的水肥增产效应显著。【结论】本试验中,灌水水平2 850 m3/hm~2、施肥水平285 kg/hm~2组合为最优水肥供应方案。     

地下调亏滴灌对紫花苜蓿生长和产量的影响

为提高苜蓿饲草产量和水分利用效率,研究了地下滴灌条件下调亏灌溉对紫花苜蓿株高、叶绿素、茎叶比和产量的影响。试验设置3个灌溉下限处理,田间持水量的70%为对照处理,设置田间持水量的50%和60%2个调亏灌溉处理。研究结果表明:随灌溉调亏程度加重苜蓿前2茬株高和草产量呈递减趋势,对第3茬影响不显著;调亏灌溉对苜蓿叶绿素SPAD值和茎叶比无显著影响;轻度调亏灌溉(田间持水量的60%)下苜蓿干草产量无显著降低。综合分析表明,地下滴灌轻度调亏灌溉(田间持水量的60%)下可实现紫花苜蓿丰产节水生产。     

宁夏扬黄灌区玉米滴灌水肥一体化灌溉施肥制度试验研究

为了促进宁夏扬黄灌区玉米滴灌技术的推广应用,针对宁夏扬黄灌区规模推广玉米大田滴灌缺乏相关水肥一体化灌溉、施肥制度的突出问题,采用大田小区对比试验方法,开展了玉米滴灌水肥一体化灌溉、施肥制度试验研究。在综合分析不同灌溉量、施肥量对玉米生育期土壤含水率变化、耗水量、作物产量、水分生产效率的影响,研究提出了玉米生育期滴灌灌水定额225~450 m~3/(hm~2·次)、灌水11次、灌溉定额3 600 m~3/hm~2、纯施肥量459 kg/hm~2(其中N、P_2O_5、K_2O分别为255、123、81 kg/hm~2,分10次在每次灌水中部时段施肥)的水肥一体化灌溉、施肥制度。玉米大田滴灌产量达到17 250 kg/hm~2,水分生产效率达到2.80 kg/m~3以上。     

晋北地区膜下滴灌玉米田水盐分布及产量研究

适宜的灌溉制度节水增产,能够改善盐分。不同灌溉制度对山西膜下滴灌玉米田土壤水盐及玉米生长、产量和水分利用效率的影响。以不灌溉(CK)为对照,设计3种灌溉处理,灌溉定额分别为675、900和1 125 m~3/hm~2,在玉米生育期内测定土壤含水率、土壤电导率、玉米株高、叶面积和产量,并计算灌溉水水分利用效率(Irrigation Water Use Efficiency,IWUE),研究不同处理对土壤水盐分布、玉米生长及产量的影响,结果表明:膜下滴灌土壤40 cm以内水分受灌水量影响较大,玉米需水关键期内,各处理间土壤水分差异不大;玉米收获后,土壤表层盐分有一定程度的降低,灌水量900和1 125 m~3/hm~2处理EC值比初始土壤EC值显著降低14%和28%(P0.05);玉米生长指标均随着灌水量增大而增大,但灌水量900和1 125 m~3/hm~2之间差异不明显,玉米产量以灌水量900和1 125 m~3/hm~2最高,二者无显著差异(P0.05),玉米IWUE随灌水量增大而减小。综合考虑产量和节水效应,建议灌水量900 m~3/hm~2为适宜的灌溉定额,该处理下灌水次数为4次。研究可为膜下滴灌技术在山西干旱地区的推广应用提供参考。     

不同灌溉模式对土壤水盐分布及棉花产量的影响

针对民勤盆地地下水灌溉现状,通过田间试验研究了膜下滴灌条件下不同灌溉定额对土壤水盐分布及棉花产量的影响。结果表明,利用该区域地下苦咸水对灌区棉花进行灌溉时,随灌水量的增加,棉花生育期土壤含盐量呈增加趋势,0~80 cm含盐量介于1.17~1.23 g/kg,土壤处于积盐状态,但春季地表水淋洗措施可保证棉花生育期0~80 cm土壤含盐量出入持平,土壤不会长期处于积盐状态。因此,对民勤湖区灌区而言,在春季利用地表水淋洗一次的前提下,膜下滴灌棉花全生育期地下水灌水5次,灌水定额300 m~3/hm~2,灌溉定额1 500 m~3/hm~2的灌溉制度可达到节水、控盐、保产效果。     

膜下滴灌条件下土壤水盐动态变化特征研究

干旱缺水和土壤盐渍化已成为我国干旱半干旱地区农业发展的主要限制因素之一,开展膜下滴灌土壤水盐动态变化研究,对防止土壤盐渍化,缓解水资源紧张状况,提高水土资源利用效率具有重要的理论和实际意义。通过田间试验研究了不同灌溉定额膜下滴灌棉花农田水盐动态变化特征、棉花产量及水分利用效率。研究表明,膜下滴灌灌水定额为250 m~3/hm~2,灌水次数为6次时,能保证土壤耕作层处于良好的水盐环境,不会引起土壤盐分表层累积,棉花生育期0~100 cm土壤全盐量呈增加趋势,但积盐量小于0.3 t/hm~2。灌水次数为6次,灌水定额为250 m~3/hm~2处理是膜下滴灌灌溉条件下最优的棉花灌溉制度。     

日光温室延后栽培葡萄滴灌灌溉制度试验研究

以美国红提葡萄为试材,根据其在不同生育期的需水规律,以灌水次数、灌水周期、灌水定额为试验因素,对非耕地日光温室葡萄滴灌灌溉制度进行了研究。温室葡萄全生育期为228d,各生育期的灌水定额设有150、300和450m~3/hm~2 3个水平,灌溉周期设置16、20和25d3个水平,试验共设6个处理,每个处理3个重复,共设18个试验小区。经过灌水要素的优化选择,在滴灌条件下全生育期内最优平均灌水次数为14次,灌水周期为16d,次均灌水量310.71m~3/hm~2,适宜灌溉定额4 350m~3/hm~2,产量达到3.49万kg/hm~2。     

不同滴灌制度对陕北山地梨枣产量及水分利用效率的影响

【目的】探寻适合陕北山地梨枣节水高产的滴管制度。【方法】采用田间试验,研究了2009—2012年5种滴灌制度对梨枣生长、产量及水分利用的影响。T1处理灌水定额为100 m~3/hm~2,灌水4次;T2处理灌水定额为135 m~3/hm~2,灌水4次;T3处理灌水定额为180 m~3/hm~2,灌水4次;T4处理灌水定额为135 m~3/hm~2,灌水3次;T5处理灌水定额为135 m~3/hm~2,灌水2次;以无灌溉为对照(CK)。【结果】不同滴灌制度下,梨枣的枣吊长度、坐果率及产量均与CK差异显著(P0.05)。4 a中,T3处理的枣吊长度、坐果率及产量均显著高于CK,且在2012年枣吊长度和产量达到22.0cm和16 772.8 kg/hm~2,分别较CK提高了47.7%和13.2%。同时,各灌溉处理的耗水量随灌水量的增大而增大。不同年份均以T3处理的耗水量最高,与其他处理差异显著(P0.05)。而梨枣水分利用效率表现为低灌水定额处理优于高灌水定额处理,以T5处理的水分利用效率最优,为1.92 kg/m~3。【结论】结合陕北水资源缺乏的状况,在丰水年适合采用经济高效型的灌溉制度,即灌水定额为135 m~3/hm~2,灌水时间为4月20日和5月17日,共灌水2次。     

不同灌水定额对北疆小麦生长和产量的影响

通过大田试验,用以探究滴灌下不同灌水定额对小麦生长和产量的影响。初步探究结果表明:总体上小麦的生长指标和产量均随着灌水定额的增加呈先升高后下降的趋势,并在灌水定额为525m~3/(hm~2·次)(T5)时达到最大值。灌水量为525m3/hm~2是一个分界线,当灌水量小于525m~3/hm~2时,灌水量的提升将促进小麦的生长发育和产量的增加;当灌水量高于525m~3/hm~2时,灌水量继续提升将不再有利于小麦的生长发育,甚至可能抑制产量的增加。灌水定额为525m3/hm~2(T5)和600m~3/hm~2(T6)的小麦产量及产量构成因素均无显著差异,但经综合对比表明:525m~3/hm~2(T5)经济效应高于600m~3/hm~2(T6),故525m~3/hm~2(T5)为最佳灌溉制度。同时该试验结果可为北疆地区滴灌小麦探究最优的灌溉制度提供合理的参考依据。     

不同灌溉定额对枸杞光合特性及产量的影响

针对宁夏灌溉水资源紧缺的生产实际,以覆膜滴灌枸杞为研究对象,设置不同灌溉定额进行田间试验,研究了不同灌溉定额对枸杞光合特性及产量的影响。结果表明:1净光合速率日变化,低水分呈双峰型,高水分呈抛物线型;蒸腾速率日变化呈单峰型,不同水分处理的蒸腾速率峰值出现时间点不同;胞间CO_2浓度随着灌水量的增加而降低;2灌溉定额2 700m~3/hm~2时叶绿素相对含量最大,为67.2,灌溉定额3 600m~3/hm~2时最小,为64;3灌溉定额2 700m~3/hm~2时产量最高,为10 440kg/hm~2,灌溉定额3 600m~3/hm~2时产量最低,为7 126.2kg/hm~2,灌水量在一定范围内可增产,但超出2 700m~3/hm~2,产量与灌溉定额不呈正相关关系。     

地下渗灌不同埋深 对大田茄子产量和水分利用效率的影响

为探究大田茄子地下渗灌管的适宜埋深和灌水定额,田间试验布置了3个不同渗管埋置深度(0、10、20 cm)和3个不同灌溉水平(1 750、2 250、2 750 m~3/hm~2),研究地下渗灌不同埋深和不同灌溉定额对大田茄子生长发育、产量和水分利用效率的影响。结果表明,埋管深度为10 cm,灌溉定额为2 750 m~3/hm~2处理下茄子产量和干物质积累量最高;埋管深度在10 cm,灌溉定额为2 250 m~3/hm~2处理下,茄子水分利用效率最高,产量次之。综上可见,在宁夏引黄灌区气候条件下,地下渗灌最佳埋设深度为10 cm,相应灌溉定额为2 250 m~3/hm~2。     

地下渗灌对枣树生长、产量和水分利用效率的影响

为研究不同灌溉定额下地下渗灌对干旱地区枣树生长、产量和水分利用效率的影响,以5 a生枣树为研究对象,设不同灌溉定额(828、1 248、1 668 m~3/hm~2)和不同灌溉方式(地下渗灌、地面滴灌、管灌)2因素3水平的田间试验。结果表明:灌溉定额相同时,与地面滴灌和管灌相比,地下渗灌能够促进枣树新梢直径、枣吊长度和座果率的增长,同时枣树产量提高2.84%～25.70%,水分利用效率提高8.02%～18.96%。地下渗灌条件下,灌溉定额从1 248 m~3/hm~2提高为1 668 m~3/hm~2时枣树产量和水分利用效率反而分别降低2.47%,8.84%。因此,地下渗灌在灌溉定额为1 248 m~3/hm~2时更适宜枣树生长,该处理产量最高(9 418.85 kg/hm~2),水分利用效率最高(3.84 kg/m~3),研究成果可为地下渗灌技术在干旱区推广提供理论依据。     

基于时序动态模型的不同灌水定额下食葵增产潜能分析

为促进食葵长势,提高食葵产量、水分利用效率,设置5个灌水定额水平(W1:300 m~3/hm~2、W2:375 m~3/hm~2、W3:450 m~3/hm~2、W4:525 m~3/hm~2、W5:600 m~3/hm~2),分析比较了不同灌水定额对食葵株高、叶片数、盘径和茎粗的影响,探明了不同灌水定额下食葵生长指标与产量和耗水量的关系,利用时序动态评价模型分析了不同灌水定额下提高食葵产量和水分利用效率的潜能。结果表明:食葵株高、叶片数、盘径和茎粗随着灌水定额增加而增大,525 m~3/hm~2和600 m~3/hm~2灌水定额下食葵生长指标增长效果明显,当灌水定额增加到600 m~3/hm~2食葵茎粗不增反减,300 m~3/hm~2灌水定额限制食葵植株生长,高灌水定额更利于促进食葵株高和叶片数增长;食葵生长指标与产量和耗水量存在正向关系,耗水量和产量随着食葵植株长势转优而增加。525 m~3/hm~2灌水定额下食葵植株长势优且耗水量高,产量高。600 m~3/hm~2灌水定额下增加食葵营养生长时长,耗水量高且不利于食葵增产。在生长阶段,525 m~3/hm~2和600 m~3/hm~2灌水定额下食葵耗水量高,株高和茎粗缩减量大。评价结果表明,300 m~3/hm~2灌水定额下食葵综合长势处于劣势,提高产量和水分利用效率的能力弱,即潜能小;525 m~3/hm~2灌水定额下食葵综合长势最优,潜能大。选择525 m~3/hm~2灌水定额作为实际食葵灌溉制度较为适宜。     

宁夏中部干旱带水肥一体化苹果滴灌灌溉制度及生长影响研究

为探究在不同水肥一体化处理下,对宁夏中部干旱地区土壤水分及苹果生长的影响,从而得到适应该地区的苹果灌溉制度,试验设置了低水(W1)2 700 m~3/hm~2、中水(W2)3 450 m~3/hm~2、高水(W3)4 200 m~3/hm~2;低肥(F1)555 kg/hm~2、中肥(F2)675 kg/hm~2、高肥(F3)795 kg/hm~2,共9个组合处理。结果表明在各次灌水后土壤含水量发生显著变化,随着灌水量的增大,各层土壤含水量同期相应增大,各层土壤含水量均围绕60%田间持水量发生变化,在20～60 cm土层土壤含水量最大,在8.6%～28.7%之间变化;随着生育期的推进,当施肥量相同灌水量不同时各个处理之间的叶绿素相差不大,当灌水量相同施肥量不同时,随着施肥量的增加各处理叶绿素呈增加趋势。苹果的产量会随着灌水量与施肥量的增加而增加,且施肥量对苹果的产量较灌水量的影响大。基于苹果的产量与品质,综合得出5～6年生新红星苹果在平水年型(P=50%)下水肥一体化滴灌灌溉制度为最优为T5处理,在该处理下新红星苹果产量为6 237～8 318.85 kg/hm~2,作物水分生产率为1.21～1.60 kg/m~3。     

紫花苜蓿地下滴灌灌水均匀性与适宜灌溉定额研究

研究主要探究不同灌溉方式紫花苜蓿地下滴灌灌水均匀性差距,并提出适宜的灌水定额。采用田间试验,设3个地下滴灌灌水定额（20、25、30 mm）,2个埋设深度（10、20 cm）和2个滴头流量（1.38、2.0 L/h）,研究了滴灌带流量、埋深在不同紫花苜蓿生育期内的灌水均匀度差异,同时进一步探究了不同灌水处理对紫花苜蓿株高、产量等参数的影响。滴灌带滴头流量对滴灌灌水均匀性的影响相对较大。在相同的滴灌带滴头流量下,滴灌带埋设深度10 cm与20 cm对滴灌灌水均匀系数影响不显著。当耗水量为456.69 mm时,紫花苜蓿干草产量最大,为12 847.78 kg/hm-2。基于节水效果、产量和高效等多生产因素的综合考虑,建议鄂尔多斯鄂托克前旗地区紫花苜蓿地下滴灌灌水定额为25 mm,灌水12～14次。     

水分调控对宁夏枸杞光合特性及产量的影响

为了探索适宜宁夏中部干旱带滴灌枸杞的灌溉定额,在同心县下马关镇示范基地进行了大田试验,研究了不同灌溉定额对滴灌枸杞光合特性、水分利用效率及产量的影响。结果表明:灌溉定额2 160 m3/hm~2时,滴灌枸杞净光合速率、蒸腾速率最高,灌溉定额1 890 m3/hm~2时次之而叶片胞间CO2浓度以灌溉定额2 160 m3/hm~2最低,为230.55μmol/mol,表明随着灌水量的增加,枸杞净光合速率与蒸腾速率增加,而胞间CO2浓度随之减少;各处理的叶片水分利用效率LWUE峰值在12∶00左右出现,W4处理的LWUE最高,W2处理的最低;灌溉定额1 620 m3/hm~2时产量最高,为9 923.4 kg/hm~2,灌溉定额1 350 m3/hm~2时产量最低,为7 792.2 kg/hm~2,灌水量在一定范围内可增产,但超出1 620 m3/hm~2,产量与灌溉定额不呈正相关关系。     

大田棉花膜下滴灌灌溉制度对土壤水盐变化的影响研究

针对新疆棉花膜下滴灌条件下不同灌溉定额和灌水周期对土壤水盐变化的影响进行了大田试验.试验设置了3个灌溉定额和3个灌水周期;观测内容有土壤水分、盐分及棉花生长状况和产量.试验结果表明:土壤含水量随着灌水周期减小而增大,灌水周期为5 d的处理的土壤保持在最适宜含水量;较小灌水周期使得棉株内行和外行土壤含盐量持续降低,降幅相对较大;同一灌溉定额下,较小灌水周期产量较大;中量灌溉定额获得最高产量.     

再生水灌溉对紫花苜蓿产量和品质的影响

【目的】探究再生水灌溉不同因素对紫花苜蓿产量和品质的影响。【方法】通过三因素三水平正交试验,利用极差分析和方差分析,研究了再生水灌溉不同因素的主次顺序、显著性、各因素影响趋势及最优组合。【结果】灌溉定额对紫花苜蓿株高、茎粗、一级分枝数、干草产量、粗脂肪、粗纤维、酸性洗涤纤维、中性洗涤纤维、相对饲喂价值、氮、磷、钾和钙影响显著(P0.05),灌水水质对粗灰分影响显著(P0.05),灌水技术因素和灌水水质因素对其他指标影响不显著。综合灌溉定额、灌水技术及灌水水质对紫花苜蓿生长、产量及品质的影响,最优组合为A3B2C1,与参考组合一致。【结论】在生育期降雨量为113.5 mm时,采用再生水灌溉定额为2 280 m3/hm2,灌水技术为地下滴灌,灌水水质为再生水,灌水定额为240m3/hm2、灌溉次数为9次,为当地再生水灌溉水质、灌溉制度与灌水技术的最优组合(A3B2C1),该组合产量高,品质好,重金属量远小于国家标准。这为宁夏地区推广再生水灌溉紫花苜蓿提供了理论依据。     

磁化水灌水量对滴灌棉花生长发育及灌溉水利用效率的影响

磁化水技术是一种能够提高资源利用率的物理辅助技术措施。为确定南疆绿洲灌区滴灌棉花增产增效的最佳磁化水灌溉量,为磁化水灌溉在棉花生产上的应用提供依据,试验通过设置5个灌水量处理(T1、T2、T3、T4、T5),研究了灌水量对滴灌棉花生长发育及磁化水利用效率的影响。结果表明,棉花生长发育因灌溉定额的不同而呈现明显差异,其株高、叶面积指数均随着灌水量的增加而增加;T4处理全生育期干物质的积累速率和累积量最大,分别达到3.35 g/d和78.35 kg/hm~2,生物产量的磁化水利用效率为5.55 kg·hm~2/m~3,经济产量的磁化水利用效率的为1.77 kg·hm~2/m~3。综上所述,本地区磁化水灌溉制度的最佳灌溉量为3 360 m~3/hm~2,具有较好的节水稳产效果。