喷灌条件下河西走廊春小麦土壤硝态氮动态分布及产量关系

以当地灌溉施肥模式为对照并以探索河西走廊春小麦适宜喷灌灌溉施肥制度为目的,在甘肃省永昌县试验基地开展了田间基础性试验研究,试验分别设置高、中、低三个灌水(3 300、2 550、1 800 m~3/hm~2)、施肥(337.5、225、187.5 kg/hm~2)水平。研究了喷灌条件下不同处理间土壤硝态氮分布运移规律,分析了产量及水分利用效率与灌水量、施肥量之间相关性。结果表明:土壤硝态氮含量主要受施肥量影响;喷灌条件下中等灌水水平土壤硝态氮主要分布在0~40 cm土层,有利于春小麦根系对氮素的吸收利用,灌水水平过高或过低都不利于根系对氮素的吸收;产量及水分利用效率与灌水量呈线性正相关关系,与施肥量相关性不显著;中等灌水水平比大水漫灌增产5%、节水32%,节水、增效效果显著;根据产量回归结果,适合河西走廊喷灌灌溉施肥制度为中等灌水施肥水平。     

宁夏中部干旱区油葵畦灌优化灌溉制度研究

基于田间试验,分析了水平畦灌条件下不同灌溉制度对土壤水分、油葵生长生理指标、产量及水分利用效率(WUE)的影响。结果表明,油葵生育期内灌溉计划湿润层为0～40cm时,可满足其水分需求;在2012年生长季降雨量较大(247mm)的情况下,较低灌水定额对作物的生长生理指标并无显著负面影响;丰水年宁夏中部干旱带油葵畦灌的优化灌溉制度为灌水4次,每次灌水定额600m3/hm2,在保证产量的基础上,作物耗水量可降低20%以上,WUE提高约20%。     

宁夏干旱区油葵耗水规律及灌溉制度优化研究

在田间试验基础上,分析了不同生育阶段在不同水分处理下对油葵生长生理指标、产量和水分利用效率的影响。结果表明,油葵生育期内各处理总灌水量在150~375mm时,均无深层渗漏产生;现蕾期是油葵的关键需水期,可供水分较少时,在油葵关键需水期(现蕾期)灌溉可基本满足油葵生长所需;平水年宁夏干旱区油葵畦灌的优化灌溉制度是生育期2~3次灌水,灌水生育期为苗期、现蕾期和开花期,灌水定额为75mm,灌溉定额为150~227mm。与传统相比,该灌溉定额可在保证产量的情况下,降低ET约32.3%以上,并提高水分利用效率27.5%。     

石羊河流域膜下滴灌土壤水盐空间分布特征

通过田间试验,研究了膜下滴灌条件下,不同灌溉定额对春玉米生育期土壤水盐空间分布特征的影响.结果表明土壤含水量的时空分布受灌溉水量的影响.在灌溉期,0~20 cm土层土壤水分含量明显增加.随灌水定额的增加,土壤脱盐深度呈增大的趋势,其中,0~20 cm土层土壤脱盐现象明显,40~100 cm土层土壤积盐现象明显.在春玉米生育后期,灌水定额对滴灌带间的土壤淋洗作用较前期明显.在非灌溉期,由于较强烈的蒸发蒸腾作用,土壤含水量持续降低,作物的主要根系吸水层0~60 cm土层土壤水分含量阶段性变化明显.土壤盐分随土壤水分向上运移,在0~40 cm土层发生积盐现象,40~100 cm土层发生脱盐现象,畦灌方式在0~100 cm土层内均发生脱盐现象.膜下滴灌条件下,春玉米在拔节期前0~100 cm土层土壤含水率和含盐率变异系数分别属于中等变异和弱变异强度,之后两者均属于中等变异强度,且土壤含盐率变异强度始终低于土壤含水率.     

不同灌溉制度对南疆棉田水盐分布及作物生长的影响

【目的】探究不同春灌策略下膜下滴灌棉田生育期适宜灌溉定额。【方法】通过大田小区试验,设计播前滴水春灌(春灌量90 mm)和常规春灌(春灌量180 mm)2种春灌模式,每种模式下在棉花生育期设计3种灌水定额(W1:30 mm、W2:37.5 mm、W3:45 mm)处理,研究春灌模式与灌水定额对膜下滴灌棉田土壤水盐动态变化、棉花生长、干物质积累、产量和水分利用效率的影响。【结果】与常规春灌相比,滴水春灌能够保证棉花苗期出苗所需的土壤水分,且能显著提高生育期0～80 cm土层的土壤含水率;与苗期相比,滴水春灌棉花生育期0～40 cm土层出现积盐区,蕾期和花铃期0～40 cm土层电导率分别增加了7.84%和8.75%,滴水春灌生育期末0～100 cm土层土壤电导率较常规春灌增加8.37%;不同灌水定额下0～100 cm土层土壤电导率均呈增加趋势,但随着灌水定额的增加土壤剖面电导率显著降低,W1、W2、W3处理积盐率分别为30.11%、12.12%和11.11%;随着灌水定额的增加,株高和茎粗显著提升,干物质积累量明显增加,产量增加,而灌溉水利用效率(WUEI)减小,水分利用效率(WUEET)...     

干旱绿洲区膜下滴灌棉田土壤盐分时空变化特征研究

基于Penman-Monteith公式设计一定梯度的灌水定额和灌水次数双因素组合试验,通过2012—2014年连续3a免冬、春灌膜下滴灌棉花田间定位试验研究,测定分析土壤盐分时空变化规律及其对棉花产量的影响。结果表明:膜下滴灌棉花生育期0~30 cm土壤盐分变幅大于40~100 cm,较小的灌水定额和灌水次数使0~30 cm盐分变幅增大,棉花苗期和花铃期变幅最为明显。灌水定额对土壤剖面盐分变异程度影响弱于灌水次数。增加灌水定额有利于减小棉花各生育阶段0~30 cm土壤盐分含量。土壤剖面盐分呈"C"形分布,0~40 cm土壤盐分含量灌水12次比灌水16次大1.74%,50~80 cm土层土壤盐分含量灌水16次比灌水12次大1.71%,灌水次数对90~100 cm土层土壤盐分影响不明显。同一灌水次数下,460 mm灌溉定额籽棉产量最高,适宜灌溉定额下,16次灌水次数籽棉产量高于灌水12次籽棉产量。灌溉水利用效率随灌水定额的降低和灌水次数的增加而提高,在南疆水资源短缺情况下高频次小定额灌溉可获得最大的灌溉水利用效率。当0~30 cm初始土壤含盐量(2.03 g/kg)小于3.0 g/kg时,棉花生育期460 mm灌溉定额、16次灌水次数,不会产生土壤盐分累积情况,可作为南疆干旱区免冬、春灌适宜棉花灌溉制度。     

基于蒸发皿水面蒸发量制定冬小麦喷灌计划

该研究拟利用直径为20cm的标准蒸发皿,制定简单易行的喷灌冬小麦灌溉计划。试验于2005－2006年和2006－2007年冬小麦生长季节,在中国科学院通州农田水循环和节水灌溉试验基地进行。以布置在冠层上20 cm直径蒸发皿水面蒸发量（E）为基础,研究了不同水面蒸发量倍数（分别为0.25、0.50、0.75、1.00和1.25倍,以及不灌水对照处理）灌溉水量条件下,喷灌水量对土壤水分、冬小麦生长、产量、耗水量和水分利用效率的影响,分析了利用水面蒸发量制定喷灌灌溉计划的可行性。试验结果显示,喷灌条件下土壤水分主要在0～60 cm土层内变化。当灌溉水量小于0.25E时,冬小麦叶面积指数和生物量较小,而大于1.00E也会抑制冬小麦生长。喷灌条件下冬小麦单个生育期内的耗水量在 312～508 mm内变化,耗水量随着灌水量的增加而增加。喷灌0.50E～0.75E时,冬小麦产量和水分利用效率最高或者接近于最高;灌水量较小（≤0.25E）和较大（≥1.00E）时均会降低产量。建议在北京地区冬小麦返青后,喷灌水量可采用0.50～0.75倍的20 cm蒸发皿水面蒸发量,灌水间隔可采用5～7 d。     

喷灌条件下不同茬次紫花苜蓿的耗水规律与灌溉制度

紫花苜蓿每年刈割多次,其不同茬次间的耗水规律与灌溉制度存在较大差异.在鄂尔多斯市鄂托克前旗牧区节水灌溉示范区进行紫花苜蓿中心支轴式喷灌灌溉试验,利用水量平衡原理计算得出喷灌条件下不同茬次紫花苜蓿耗水量,研究分析不同茬次紫花苜蓿耗水规律、产量、水分生产率和灌溉制度.结果表明:研究区第一、二和三茬紫花苜蓿耗水量总体呈现递增趋势,而不同茬次紫花苜蓿耗水强度呈现低-高-低变化规律;不同茬次紫花苜蓿产量差异明显,其中第二茬紫花苜蓿产量最高,第一茬产量次之,第三茬产量最低,对应不同茬次紫花苜蓿水分生产率也呈现相同的变化规律;一般年份紫花苜蓿喷灌条件下推荐灌溉制度为全生育期灌水7次,灌溉定额270~315 mm,其中第一茬灌水3次,灌溉定额120~135 mm,第二茬灌水2次,灌溉定额75~90 mm,第三茬灌水2次,灌溉定额75~90 mm.该研究成果对于多茬牧草灌溉决策和牧区节水灌溉工程设计具有一定意义.     

微喷灌不同供水条件对石羊河春小麦耗水和产量的影响

通过大田试验,研究了不同灌溉定额和灌水次数下,微喷灌春小麦土壤含水率、耗水量、LAI和产量的规律。结果发现,相同灌溉定额下,随着灌水次数的增加,0～40 cm耕层土壤含水率依次递增,40～100 cm耕层含水率依次递减,小麦的LAI和产量均表现为9次7次5次;相同的灌水次数不同的灌溉定额下,小麦的耗水量表现为M400M350M300,LAI和产量均先增大后减小,灌溉定额350 mm时最大。M350N9处理与M350N7和M350N5处理相比,小麦的LAI提高了9.7%和15.8%,产量提高了1.6%和10.2%。微喷灌灌溉定额和灌水次数对小麦产量的互作效应明显,当灌溉定额为350 mm、灌水次数为9次时,微喷灌春小麦产量和水分利用效率达到最大值(7 943 kg/hm~2、1.96 kg/m~3)。     

石津灌区储水灌溉条件下土壤水分动态及灌水适宜阈值研究

从土壤水分能态角度,研究储水灌溉条件下土壤水分的动态变化及空间分布,探求适宜储水灌溉定额阈值范围。研究结果表明,灌水定额大于200 mm时,2 m以下土层出现水分深层渗漏,灌水定额300、2502、00 mm时,深层渗漏量分别达到587.63、236.32、152.05 m3/hm2;灌水定额75～150 mm,2 m以下土层无水分渗漏。因此,储水灌溉灌水定额阈值范围控制在750～1 500 m3/hm2,可以把灌溉水储存于深层土体内,以供作物生长期使用;储水灌溉模式在石津灌区可有效解决灌区来水与灌溉用水的错位矛盾,满足作物正常生长对水分的需求。     

喷灌小麦土壤氮素分布规律及对地下水影响试验研究

探索喷灌条件下冬小麦农田土壤中无机氮含量和分布特征以及对地下水环境影响,对控制农民化肥使用量,保护地下水环境具有重要意义。选择在保定市白庄村冬小麦农田进行灌溉与施肥试验,同时对地下水水位和水质进行了观测。结果表明:喷灌条件下冬小麦生育期内0~100 cm内土层土壤水分含量变化较大呈S型,100 cm以下其值较高且基本保持同一水平。氨氮在土壤剖面中变化受施肥影响较大,之后在氨氮土层中变化稳定。冬小麦生育期200 cm以内土层的硝态氮累积量呈逐渐递减趋势。硝态氮含量主要受化肥施用、灌溉和降雨作用影响,随灌水、降雨垂向迁移较快,灌水后第5 d硝态氮变小,对地下水水质变化影响较大。     

黑河中游春小麦产量与水分利用效率研究

为了确定黑河中游地区的最佳灌溉制度,研究了不同灌溉定额下春小麦的株高、叶面积指数、地上干物质累积量和产量及其构成要素的变化,并对水分利用效率、耗水量和产量进行了相关性分析。结果表明,不同灌溉处理间,春小麦的株高、叶面积指数、干物质累积量在各个生育期的变化速率和增长量有明显差异,且产量及构成要素之间呈现显著性差异。水分利用效率与产量之间呈二次曲线关系。420mm是该地区春小麦的最佳灌溉量。     

垄作沟播喷灌对油葵土壤水热调控及高效利用机理

垄作沟播喷灌技术对降水及灌溉水叠加利用效果明显，适用于北方井灌农业区。通过测定不同灌水处理下土壤水分变化、土壤温度变化、干物质积累与分配、产量、水分利用效率及效益等指标，分析了不同灌水处理对油葵土壤水分、土壤温度的调控、水热高效利用机理与效应。研究表明，垄作沟播处理可减少棵间蒸发，充分利用土壤中的冬季灌溉储水量和有限的灌溉水资源，提高了水分利用效率；其土壤温度变化幅度较CK(覆膜平作喷灌)小，且较为平缓，对土壤水热的调控效果明显，提高了水热利用效率，对油葵产量形成有促进作用。垄沟处理T3(垄作沟播喷灌，灌水定额36mm)、T4(垄作沟播喷灌，灌水定额42 mm)干物质积累量均高于其他垄沟处理和CK处理，在提高总体光合产物的同时提高了经济产品的积累量。在适宜灌水定额(T3)条件下，两年油葵产量较CK分别高6.1%和8.3%，水分利用效率分别提高0.34 kg/m³和0.54 kg/m³，净产值分别提高6.7%和10.2%。在实际油葵种植生产中若采取垄作沟播喷灌技术，建议灌水定额以36mm为宜，灌水频率依据气候条件保持在3～5次。     

冬小麦喷灌、畦灌灌溉制度试验研究

根据田间试验资料,对冬小麦畦灌与喷灌条件下的耗水量与灌溉制度进行了研究分析,并取得初步成果:冬小麦生育期内深层土壤水的利用量随着灌溉水量的增加而减少;为了节省灌溉用水量,充分利用土壤水,灌水次数不宜过多;在灌水量相近的情况下,喷灌与畦灌相比可获得更高的产量,其水分生产率较高;喷灌可以实现小水勤灌,但在冬小麦生长期灌水次数不宜过多。     

不同灌水方式下基于水面蒸发量的夏玉米灌溉试验研究

为了探索依据水面蒸发量确定灌溉定额的可行性,在防雨棚下测坑中进行了夏玉米灌溉试验。结果表明,从总耗水量看,畦灌略高于沟灌,而沟灌又略高于滴灌,但差别不是很大。畦灌条件下植株发育快,滴灌次之,沟灌最慢。畦灌和滴灌下产量均以中等灌溉定额处理最高,而沟灌下产量以最大灌溉定额处理最高。总体上,滴灌条件下水分利用效率高于其他2种灌溉方式。干旱条件下,畦灌下以E601蒸发皿蒸发量(PE)作为夏玉米灌溉定额,每次灌水60mm;滴灌下以2/3PE作为灌溉定额为宜,灌水定额为20mm。     

日光温室小管出流条件下甜椒灌溉制度试验研究

通过田间小区试脸研究了日光温室小管出流条件下土壤水分变化对甜椒的长势指标(株高、茎粗、叶面积)、产量和果实品质的影响,并通过综合分析得出甜椒的适宜灌溉制度.研究表明:土壤水分在青椒各生育期内的下限控制范围为苗期50%～60%;田持、开花坐果期60%～70%;田持、结果期70%～80%.田持时,青椒的长势、产量、果实品质及水分利用效率均呈表现优良.青椒在温室中小管出流条件下的适宜灌溉制度为整个生育期的灌水童为200.64 mm;苗期灌水定额为15 mm,灌水2次;开花坐果期和结果期灌水定额为22 mm,灌水8次.     

不同灌溉制度对棉田盐分分布与脱盐效果的影响

以直径20 cm蒸发皿蒸发量为基础,采用双因素组合随机区组设计,研究了不同灌溉制度对膜下滴灌棉田土壤盐分分布与脱盐效果的影响。结果表明：增大灌水频率与灌水定额,有利于对棉花根区盐分在水平方向的淋洗,5 d和8 d灌水频率对水平方向含盐量有影响的土层深度分别为0~20 cm和0~30 cm;5 d灌水频率的土壤盐分随深度的增加呈现先降后升趋势,8 d灌水频率0~100 cm深度内各土层含盐量相差不明显,中等灌水定额（T60）0~60 cm土层含盐量小于高水（T80）和低水（T40）处理;与播前相比,棉花收获时0~20 cm含盐量降低,但30~60 cm土层含盐量增加,0~60 cm土层含盐量总体表现增加,中等灌水定额（T60）处理含盐量变化幅度最小,脱盐率为0.44%。灌水处理对0~100 cm深度土壤总含盐量无明显影响。此外,灌水量过高与过低均不利于提高棉花产量,与其他处理相比,高频（5 d）中定额灌溉（T60）处理不但可以获得合理的盐分分布与脱盐效果,且籽棉产量最高,为9.18t/hm2,是实现抑盐、控水、高产、高效的适宜棉花灌溉制度。     

喷灌条件下灌水与施肥对河西走廊春小麦不同生育期硝态氮分布的影响

以当地畦灌模式为对照,采用完全随机裂区设计,在河西走廊(甘肃省永昌县)地区进行了大田喷灌试验,试验设置了灌水量(I高、I中、I低:3 300、2 550、1 800 m~3/hm~2)与施肥量(F高、F中、F低:337.5、225、187.5 kg/hm~2)两个因素,研究了不同灌水方式、灌溉施肥处理、生育期下0~80 cm土层硝态氮的分布特征。结果表明:喷灌灌水后硝态氮含量在0~60 cm土层处于较高水平;施肥量是引起同一土层硝态氮含量变化的主要因素;抽穗期与收获后的硝态氮差值分析结果表明,高灌水水平时硝态氮有明显淋失,大水漫灌时部分硝态氮被淋移至80 cm土层下;喷灌灌水技术对提高河西走廊地区水肥利用率有利。     

覆膜畦灌条件下制种玉米需水规律及优化灌溉制度研究

为探索西北旱区制种玉米最佳灌溉定额和节水效果,进行了覆膜畦灌条件下制种玉米需水规律及优化灌溉制度试验,研究了相同灌水定额(900m3/hm~2)、不同灌水次数(2、3、4次)条件下,制种玉米生育期土壤水分变化情况、需水规律及产量变化。结果表明,灌水次数对制种玉米拔节期0~100cm土壤水分含量影响显著。相同灌溉定额条件下,灌水时间影响制种玉米的穗行数、行粒数产量特征值。制种玉米耗水强度呈"低-高-低"的变化趋势,峰值出现在抽穗期。制种玉米耗水量、产量及WUE呈二次抛物线关系,耗水量与WUE、产量二者呈正相关,(R~2=0.827 3,0.570 9)。畦灌条件下,制种玉米产量与耗水量呈显著正相关关系(R~2=0.82)。产量与各产量特征值均呈正相关关系。西北旱区制种玉米在拔节期、抽雄期、灌浆期灌水3次,灌水定额为900m~3/hm~2,灌溉定额为2 700m~3/hm~2的灌溉制度具有明显的经济产量效益和节水效益。     

宁夏中部干旱带玉米畦灌灌溉制度研究

以畦灌玉米为研究对象,利用彭曼公式计算玉米理论需水量,并结合作物根层贮水量、生理指标及产量等确定宁夏中部干旱带玉米畦灌灌溉制度。结果表明,研究区年参考作物腾发量为1 112mm,玉米生育期需水量为596mm,理论灌溉水量为4 132m3/hm2;30~60cm是玉米根区主要贮水层;灌水后各水分处理光合有效辐射均下降,12:00、14:00降幅分别为13.7%~24.6%、1.8%~5.9%。玉米抽雄期光合速率及蒸腾速率日变化趋势一致,均呈单峰曲线,并于10:00—14:00出现峰值。灌溉定额为3 900m3/hm2时,产量最高,为14 860.5kg/hm2;灌溉定额为3 300m3/hm2时,水分利用效率最高,为4.13kg/m3。宁夏中部干旱带畦灌玉米最优灌溉制度为:全生育期灌水4次,灌水定额为975m3/hm2,灌溉定额3 900m3/hm2。