夏玉米低定额畦灌田间试验研究

为了合理利用水资源,探索实现低定额均匀灌溉的适宜方法和技术路线,设计作物高效用水的有限灌溉制度,在陕西省杨凌区中壤土玉米地开展了不同畦田规格和灌水定额对土壤水分及玉米产量影响的田问试验.结果表明:对于田面坡度一定的试验田块,入畦单宽流量在3～61 m/s范围内,畦田宽度在4 m以内时,各处理小区的土壤平均含水量无显著性差异,但畦田内土壤水分分布却有不同差异,当畦宽2～3 m,畦长50m时可达到较高灌水效率(Ea＞80%)和灌水均匀度(DU＞80%):玉米拔节-抽雄期的灌水定额处理对玉米的生长存在明显影响;不同灌水定额对作物产量、水分利用效率影响显著.     

几种改进的节水地面灌溉技术

一、小畦(沟)节水地面灌溉小畦(沟)灌溉是我国北方井灌区行之有效的一种节水地面灌溉技术，它是通过将传统的长畦、宽畦进行改造，缩短畦沟长度，缩短灌水流程，减少沿畦长产生的深层渗漏，因此能节约灌水量，提高灌水均匀度和灌水效率。生产应用中表明，当畦长30米～50米，畦宽1.5米～3.0米时，单宽流量在3L/s·m～4L/s·m时，亩次灌水定额在600立方米/公顷～900立方米/公顷。如果畦长达到80米～100米时，亩次灌水定额均超过1200立方米/公顷。因此，在灌溉设施较差、经济薄弱的地区，通过平整土地，田间沟畦长度缩短，能够在不增加灌溉投…     

辽西半干旱区褐土涌流畦灌的节水效果

研究了辽西半干旱区井灌条件下褐土涌流畦灌的节水效果.结果表明,与传统的连续灌方式相比,涌流畦灌节水率可达21%～35%,灌水有效率、储水效率和灌溉均匀度分别提高5.3%～7.2%,6.3%～7.8%和18.8%～24.9%.涌流畦灌的平均水流速度提高了30%～80%,最大灌水长度增加了22%～37%.在一定范围内,适当缩短周期灌水时间,增加灌水周期数会提高涌流畦灌的节水率.涌流畦灌的周期数依畦田长度而定,畦长短于200m以2～3个周期为宜,畦长200～400m则以3～4个周期为宜.     

辽西半干旱区褐土涌流畦灌的节水效果

研究了辽西半干旱区井灌条件下褐土涌流畦灌的节水效果。结果表明,与传统的连续灌方式相比,涌流畦灌节水率可达21％～35％,灌水有效率、储水效率和灌溉均匀度分别提高5．3％～7．2％,6．3％～7．8％和18．8％～24．9％。涌流畦灌的平均水流速度提高了30％～80％,最大灌水长度增加了22％～37％。在一定范围内,适当缩短周期灌水时间,增加灌水周期数会提高涌流畦灌的节水率。涌流畦灌的周期数依畦田长度而定,畦长短于200m以2～3个周期为宜,畦长200～400m则以3～4个周期为宜。     

新疆三工河流域葡萄节水灌溉技术研究

研究在新疆三工河流域气候条件下,对葡萄进行了节水灌溉技术研究,包括适宜入沟流量和灌水定额的确定、土壤水分变化监测等,研究提出了葡萄节水灌溉方式,(1)入畦单宽流量对畦田灌溉质量的影响明显,入畦单宽流量为2.31 L/s·m时灌水质量较高,建议在相近条件下采用.(2)土壤水张力与土壤含水量成负相关,在试验研究中相关系数R2为0.893 3,说明使用负压计监测土壤含水率,能够满足指导田间灌水的要求.(3)葡萄适宜节水灌溉方式:每次净灌水量270～300 m3/hm2,全生育期灌水8次,净灌溉定额2 160～2 400 m3/hm2.     

畦灌糙率系数的变异规律及其对灌水质量的影响?

摘要：【目的】糙率系数是地面灌溉设计和管理的基本参数之一。为了更好地进行地面灌溉系统的设计和管理,研究了畦灌糙率系数的变异规律,并分析了其对灌水效果的影响。【方法】在110m的畦田长度上,观测了水流推进过程及沿程各点的水深,采用曼宁公式的数值解法估算了26条畦田的田面糙率系数,分析了其变异规律,评价了糙率系数对灌水质量评价指标的影响。【结果】结果表明,裸地畦田的平均糙率系数在0.038左右,其变异程度为中等强度。对试验区域内各畦田灌水模拟结果显示,当采用平均糙率系数模拟灌水效果评价指标时,与采用各畦田实际糙率系数相比,灌水效率指标最大相对误差达6.48%,灌水均匀度最大相差66.67%。【结论】因此,在实际地面灌溉设计与管理中,糙率系数的这种差异性不可忽略。     

小麦灌水技术试验研究

小麦灌水技术是在不同的土壤质地、地面坡度等条件下,确定适宜的畦长、单宽流量和停水成数等指标,使灌水均匀。试验结果表明,砂土在地面坡度为1/200时,单宽流量8.5×10-3 m2/s,畦长10 m,停水成数8,灌水均匀度91.84%;壤土在地面坡度为1/500时,单宽流量8.5×10-3 m2/s,畦长100～200 m,停水成数8,灌水均匀度92%;黏壤土在地面坡度为1/200时,单宽流量6.2×10-3 m2/s,畦长80 m,停水成数7,灌水均匀度90%以上。     

实用节水灌溉技术

传统地面灌溉主要有畦灌、沟灌、漫灌、淹灌四种灌水方法,具有灌水方便、成本低、节能等优点,但也存在着灌水定额大、均匀性不太高、深层渗漏严重、劳动强度较大等问题。为提高地面灌溉的灌水质量,节约用水,现介绍几种实用节水灌溉技术。一、小畦、块灌1.小畦灌的特点及其技术标准小畦灌灌水方法就是“长畦改短畦,宽畦改窄畦,大畦改小畦”的“三改”畦灌灌水技术。小畦灌水技术的要点是确定合理的畦长、畦宽和入畦单宽流量。其畦田宽度,自流灌区为23米,机井提水灌区以1～2米为宜。地面坡度1/400～1/1000时,单宽流量为2～4.51/s,灌水定为20～…     

畦灌田面行水流动的模型与模拟

根据我国地面灌现状提出极限灌水状态和最佳灌水状态及其灌水技术参数的概念。用NewtonRaphson法和Preissman法求解畦灌田面行水流动的零惯性模型，实现了畦灌田面行水流动的模拟。在此基础上探讨畦灌的行水和入渗机理。用计算机模拟试验方法建立极限灌水定额与灌溉技术参数和畦田规格关系的数学模型，并研究它们对极限灌水定额的影响，进而探讨了灌溉技术参数和畦田规格对灌溉系统性能的影响。提出了适宜畦长和单宽流量的确定方法并给出了其量值。     

不同畦灌方式对冬小麦土壤水分和水分利用效率的影响

通过田间畦灌试验,研究了冬小麦主要生育阶段的需水规律,分析了不同畦灌方式对冬小麦土壤水分及水分利用效率的影响,评价不同畦灌处理下的灌水质量及节水效益。结果表明,冬小麦灌浆期对水分需求量最大;与漫灌(CK）处理相比,冬小麦畦灌小区30 m×3 m的灌水均匀度与灌溉效率最高,达到93.33%和84.46%,耗水量减少了5.96%,产量增加了25.30%,水分利用效率提高了33.24%,增收1561.61元·hm^-2。结合当地实际生产情况,推 广适宜的畦灌模式是入畦单宽流量5 L·m^-1·s^-1,畦宽3 m左右,畦长30 m左右为宜。     

微喷补灌对冬小麦旗叶衰老和光合特性及产量和水分利用效率的影响

【目的】探明微喷补灌对冬小麦开花后旗叶衰老和光合特性、籽粒灌浆速率、产量和水分利用效率的影响,为小麦节水高产提供重要技术支持。【方法】于2011-2013年冬小麦生长季,选用高产冬小麦品种济麦22,设置全生育期不灌水（W0）、微喷补灌（W1）和传统畦灌（W2）处理,研究小麦开花后旗叶水势、超氧化物歧化酶（superoxide dismutase,SOD）和过氧化氢酶（catalase,CAT）活性、叶绿素荧光参数、群体光合速率和籽粒灌浆速率等的差异。W1与W2处理的灌水时期一致,均于小麦拔节期和开花期各灌水1次。W1处理采用小麦专用微喷带（ZL201220356553.7）补充灌溉,灌水前测定土壤含水量。两年度小麦拔节期均设定0-140 cm土层土壤目标相对含水量为70%,第一年和第二年小麦开花期设定0-140 cm土层土壤目标相对含水量分别为70%和65%,根据灌水定额公式计算所需补灌水量。W2处理采用传统畦灌方式灌溉,改口成数为90%,即当水流前锋到达畦长长度的90%位置时停止灌水,用水表计量实际灌水量。W1与W2处理试验小区的规格一致,畦宽（左侧畦梗中心线至右侧畦梗中心线的垂直距离）2 m,畦梗宽0.4 m,畦长60 m,面积120 m²。小区间设1.0 m保护行。每小区等行距种植8行小麦,实际行距22.9 cm。W1处理的每个试验小区在自边行向内数第4行与第5行小麦之间沿小麦种植行向（畦长方向）铺设一条专用微喷带。微喷带进水端装有压力表、水表和闸阀,进水端水压设为0.02 MPa。灌溉水水源为井水,从水源至微喷带和畦田进水端采用PVC水龙带输水。畦灌的单宽流量为4.6-5.2 L·m^-1·s^-1。【结果】两年度微喷补灌处理在小麦拔节期和开花期的补灌水量分别为21.3-96.0 mm和29.0-38.5 mm,灌水分布均匀系数达87.9%-97.0%,不低于传统畦灌处理,而全生育期总灌水量比传统畦灌处理减少33.2-70.8 mm,节水21.0%-54.2%。微喷补灌处理开花后旗叶水势、SOD和CAT活性、丙二醛含量、旗叶最大光化学效率、实际光化学效率,及群体光合速率和籽粒灌浆速率、籽粒产量均与全生育期灌2水的传统畦灌处理无显著差异,但水分利用效率提高2.1-2.9 kg·hm^-2·mm^-1,达21.6-23.2 kg·hm^-2·mm^-1。【结论】小麦拔节期和开花期微喷补灌可以根据灌水前的降水量和土壤含水量状况及时调节补灌水量,并实施精确、均匀灌溉,适量供给小麦高产生理需水,挖掘出小麦节水的更大潜力。     

小麦隔畦灌溉种植的节水效应研究

研究了壤质潮土条件下隔畦灌溉种植小麦的节水效应。结果表明:0-60 cm土层含水量20％情况下,60mm灌水量的明显侧渗距离可达50-70 cm;相邻旱畦的土壤水分含量随与灌溉畦距离的增加而降低;侧渗畦的小麦产量也随与灌溉畦距离的加大而降低;生产上较适宜的侧渗畦宽为100-140 cm。140 cm畦宽隔畦灌溉的水分生产效率,比不灌水高 18．1％、比灌1水高22％、比灌2水高21．3％。     

风沙土膜下滴灌灌溉水量对玉米生长和产量的影响

[目的]为了更好地为风沙土膜下滴灌灌溉制度的制定提供理论依据。[方法]通过田间试验对不同灌溉水量条件下风沙土地区膜下滴灌玉米生长和产量的影响进行研究。[结果]灌溉水量对玉米株高、茎粗、叶面积指数（LA,）和单株地上干物质重等营养生长指标影响较小;穗长、穗粗、行粒数、百粒重、穗粒重、穗重等产量构成性状和产量均随着灌水量的增加先增大后减小,灌溉水量为75％Er时产量最高,达到7．67t／hm3;水分利用效率（WUE）随着灌溉水量的增加线性下降,25％ET时WUE最大,为1．30kg／m3。[结论]在风沙土地区,玉米膜下滴灌灌溉水量宜控制在25％ET～75％ET。     

灌溉土壤水分上限对温室番茄开花坐果期生理指标的影晌

不同灌溉土壤水分上限对温室番茄开花坐果期处理的结果表明,灌溉上限为土壤相对含水量90%时,叶片细胞汁液浓度、细胞膜相对透性最小,自由水/束缚水值最大;灌溉上限为土壤相对含水量的85%时,光合速率最大;灌溉上限为80%时,气孔传导值最大,气孔阻力最小.蒸腾速率与灌溉土壤水分上限值呈直线相关关系.细胞膜相对透性、光合速率与灌溉上限呈二次方程曲线相关关系.     

滴灌下限对日光温室葡萄生长、产量及根系分布的影响

【目的】 探究自动控制灌溉条件下灌水水平对葡萄生长发育与水分消耗的影响,为温室自动灌溉条件下葡萄水分管理提供决策依据。 【方法】 以3年生‘玫瑰香’为研究对象,利用CR1000数据采集器、土壤水分传感器和电磁阀联合自动控制灌水,设置8个不同的灌水下限（分别为田间持水率的50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%和85%）,灌水上限均为田间持水率的90%,研究不同灌水下限对温室葡萄地上部和地下部生物量、产量、水分利用等的影响。 【结果】 当灌水下限低于田间持水率的75%时,随着灌水下限的提高,新梢长度、新梢茎粗以及叶面积指数均显著增加,当灌水下限超过田间持水率的75%时,新梢的生长受到不同程度地抑制;葡萄根系在0-60 cm土层中均有分布,但主要分布在0-30 cm土层中,该层的根体积以及根系表面积分别占总根系的75%-89%、77%-83%。在葡萄根系分布最为集中的0-10 cm和10-20 cm土层中,各根系指标均随着灌水下限的提高呈先增加后减少的趋势,其中当灌水下限为田间持水率的75%时,各根系指标均最大。当灌水量低于6 000 m ³·hm ^-2时,各根系指标均随着灌水量的增加而增大,当灌水量达到7 000 m ³·hm ^-2时,各根系指标均出现下降或增长缓慢的趋势;当灌水下限是田间持水率的75%时,葡萄的产量和水分利用效率均为最高,分别达到32 270.31 kg·hm ^-2、4.85 kg·m ^-3。 【结论】 综合考虑葡萄新梢生长、根系分布、产量和水分利用等因素,滴灌条件下葡萄水分管理的最佳土壤水分区间为田间持水率的75%-90%,可以作为该种植模式下适宜的灌溉控制指标的推荐值。     

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.     

不同水氮供应对小南瓜根系生长、产量和水氮利用效率的影响

【目的】针对西北半干旱区温室蔬菜灌水施氮不合理等问题,通过不同灌水施氮水平处理,探讨作物根系生长与分布、产量和水氮高效利用与水氮供应的关系,揭示根系生长分布对灌水施氮模式的响应机制,为提高蔬菜作物产量和水氮利用效率提供科学依据。【方法】采用不同施氮灌水处理的田间试验,以“金童”小南瓜为供试作物,设置3个总灌水量水平：常规灌水（高水W3、1 500 m3•hm-2）、常规灌水减27%（中水W2、1 100 m3•hm-2）、常规灌水减54%（低水W1、700 m3•hm-2）和3个施氮量水平：常规施氮（高氮N3,350 kg•hm-2）、常规施氮减28.5%（中氮N2,250 kg•hm-2）、常规施氮减57%（低氮N1,150 kg•hm-2）,试验采用完全随机区组设计,共9个处理,研究膜下滴灌不同水氮供应对温室小南瓜根系生长分布、产量和水氮利用效率的影响。【结果】小南瓜90%根系主要集中在0-40 cm土层,且随土层深度的增加,根系密度呈指数下降;当灌水量相同时,低水（W1）和中水（W2）处理根系长度、产量、水分利用效率（WUE）均随施氮量的增加先增加后减少,而高水（W3）处理根系长度随施氮量的增加而增加,不同施氮量处理小南瓜产量差异不显著;与高氮（N3）处理相比,低氮（N1）和中氮（N2）处理小南瓜根系长度、产量随灌水量增加而增加,当灌水量超过1 100 m3•hm-2时,小南瓜根系长度和产量均有所下降;随着灌水量增多,水分利用效率亦显著下降,低水中氮（W1N2）处理水分利用效率最高,为35.59 kg•m-3;灌水量较高（W2和W3）时,氮素利用率（NUE）均随施氮量增加而显著降低,灌水量较低（W1）时,低氮和中氮处理氮素利用率显著高于高氮处理;灌水和施氮对小南瓜总根长作用表现为：氮素作用＞水分作用＞水氮交互作用;细根（直径小于2 mm根系）根长随灌水量和施氮量增加呈抛物线型变化;小南瓜产量与细根根长和根表面积之间均有显著的线性关系。【结论】灌水和施氮过高或过低均可以导致小南瓜产量、水氮利用效率以及根系各项特征参数显著降低,中水中氮（W2N2）处理小南瓜产量和根系各项特征参数均达到最大值;不同水氮处理主要通过对细根根长的影响进而影响小南瓜的产量。综合考虑产量、水氮利用效率以及根系生长分布,灌水量为1 100 m3•hm-2、施氮量为250 kg•hm-2为小南瓜较优的灌水施氮组合。     

PLANT DENSITY,IRRIGATION AND NITROGEN MANAGEMENT: THREE MAJOR PRACTICES IN CLOSING YIELD GAPS FOR AGRICULTURAL SUSTAINABILITY IN NORTH-WEST CHINA

• A relative yield of 70% was obtained under both border and drip irrigation.• Drip irrigation saved water and lowered yield variability compared to border irrigation.• Drip irrigation led to accumulation of soil nitrogen and phosphorus in the root zone.• Relative yield may increase 8% to 10% by optimizing field management.• Plant density, irrigation and nitrogen are major factors closing yield gap in NW China.Agriculture faces the dual challenges of food security and environmental sustainability. Here, we investigate current maize production at the field scale, analyze the yield gaps and impacting factors, and recommend measures for sustainably closing yield gaps. An experiment was conducted on a 3.9-ha maize seed production field in arid north-western China, managed with border and drip irrigation, respectively, in 2015 and 2016. The relative yield reached 70% in both years. However, drip irrigation saved 227 mm irrigation water during a drier growing season compared with traditional border irrigation, accounting for 44% of the maize evapotranspiration (ET). Yield variability under drip irrigation was 12.1%, lower than the 18.8% under border irrigation. Boundary line analysis indicates that a relative yield increase of 8% to 10% might be obtained by optimizing the yield-limiting factors. Plant density and soil available water content and available nitrogen were the three major factors involved. In conclusion, closing yield gaps with agricultural sustainability may be realized by optimizing agronomic, irrigation and fertilizer management, using water-saving irrigation methods and using site-specific management.     

发展节水型灌溉农业的研究

石羊河流域水资源缺乏,并时空分布不均,供需矛盾突出,严重威胁着流域下游民勤盆地沙漠绿洲的生存。本文根据观测试验资料,分析了甘肃石羊河流域内灌溉用水紧缺的原因。认为流域水管理的中心内容是合理运用水资源,即实行限额灌溉、建立综合性节水灌溉体系,促进流域内生态平衡。以春小麦为例,讨论了限额灌溉、储水灌溉和水费的合理征收问题。论述了地膜栽培、调整农业结构、渠系防渗衬砌、小畦灌溉等技术措施在节水中的作用。     

不同补充灌水量对小麦产量和灌水利用的影响

在河南省黄褐土区,研究了不同生育时期不同补充灌水量(0、450、900、1350 m3/hm2)对小麦产量和水分利用的影响.结果表明,前期补灌水处理土壤水分亏缺比较严重,20～40 cm是土壤含水量的低谷区,其次是40～60 cm层次;合理补灌可以改善小麦群体动态,成穗数较对照增加1.65万～69.9万穗/hm2,单株...