地下防渗对滴灌棉花产量和水分利用率的影响

过量灌溉导致土壤水分深层渗漏是滴灌农田水分无效损失的重要途径,地下防渗可有效减少土壤水分深层渗漏,提高农田水分利用效率。2015—2016年通过田间试验研究不同灌水量下地下防渗对滴灌棉田水分平衡、棉花产量及水分利用率的影响。采用灌水量和地下防渗2因素3水平(3×3)试验设计,其中,3个灌水量水平为340、440 mm和540 mm;3个地下防渗处理分别为:对照(无防渗)、地下防渗埋深40 cm和60 cm。结果表明:地下防渗处理(埋深40,60 cm)0~60 cm土壤含水量和净贮水量显著高于对照。随灌水量增加,土壤水分深层渗漏损失量显著增加。灌水量340 mm条件下,地下防渗对水分渗漏量影响不显著。灌水量440 mm和540 mm条件下,地下防渗埋深40 cm、60 cm处理水分渗漏损失量较对照分别减少64%、72%和38%、76%。低灌水量下(340 mm),地下防渗处理(埋深40,60 cm)棉田蒸散量显著低于对照;而高灌水量下(540 mm),地下防渗埋深60 cm处理棉田蒸散量显著高于对照。中、低灌水量下(440,340 mm),地下防渗处理棉花干物质重、产量、水分利用率和经济效益均显著高于对照;但地下防渗埋深40 cm和60 cm处理间差异不显著。高灌水量下(540 mm),地下防渗埋深60 cm显著提高棉花干物质重、产量、水分利用率和经济效益,地下防渗埋深40 cm处理与对照无显著差异。因此,中、低灌水量(440,340 mm)地下防渗埋深40 cm或60 cm均较适宜,而高灌水量(540 mm)采用地下防渗埋深60 cm较为适合。     

南疆膜下滴灌棉花耗水规律以及灌溉制度研究

2004年在南疆尉犁县进行了棉花膜下滴灌耗水规律以及灌溉制度的研究,通过设置三个灌水处理:345 mm、420 mm、505 mm,并连续监测每次灌前棉花全生育期土壤含水量变化,得出以下结论:在花期(7月4日)滴灌定额45 mm,灌水只能影响到土壤0~40 cm,灌后第一天,土壤水分损失可达到20 mm;灌后四天,0~40 cm含水量已降至60%以下,棉花已受到水分胁迫。在南疆,在充分满足棉花对水分需求的条件下,膜下滴灌棉花耗水量为625 mm,505 mm的灌溉量可满足棉花对水分的需求。根据实验的灌水安排以及棉花各生育阶段的耗水率,南疆膜下滴灌棉花的灌溉制度为:蕾期每次灌水定额35 mm,每5天灌一次;花铃期每次灌水定额为50 mm,7天灌一次,盛铃期后,灌水定额逐渐降低至35 mm。     

根据气象信息指导南疆棉花膜下滴灌的试验研究

为了探索利用气象信息指导膜下滴灌棉花科学灌溉的可行性，在南疆阿拉尔布设田间试验，根据自动气象站采集的气象信息计算作物蒸发蒸腾量（ET_c），当蒸发蒸腾量与降水量的差值累计达到30 mm时即进行灌溉。试验设置3个灌水定额处理，T1：24 mm，T2：30 mm，T3：36 mm，分别为水分亏缺量的0.8，1.0和1.2倍，同时设置1个当地生产中的常规灌溉处理作为对照（T4），重复3次。试验过程中，对不同处理棉田的土壤水分动态变化、植株生理指标、籽棉及皮棉产量、灌溉水利用效率和田间水利用效率进行了监测与分析。结果表明：根据气象信息指导灌溉的处理生育期耗水量在361.8~435.2 mm，且灌水定额越大，全生育耗水量越多，但均显著低于常规灌溉处理522.1 mm的总耗水量。根据气象信息确定灌溉时间的处理，籽棉产量与灌水定额呈显著的正相关关系，T3处理籽棉产量7 072.05 kg·hm^-2与T4对照处理7 245.28 kg·hm^-2的籽棉产量无显著差异，但灌水量却减少了164 mm；灌溉水利用效率随着灌水定额的增加而减小，但均显著高于对照处理。综合灌水量、产量及水分利用效率等因素考虑，认为当棉田作物蒸发蒸腾量与降水量的差值累计达到30 mm灌溉+灌水定额36 mm的组合，可以在保证棉花不减产的条件下，显著提高灌溉水利用效率和田间水利用效率，适用于南疆地区根据气象信息指导膜下滴灌棉花的灌溉管理。     

地埋滴灌对紫花苜蓿耗水、产量及水分生产率的影响

为了探索地埋滴灌紫花苜蓿的最佳灌水量和滴灌带埋设深度,采用田间试验设置15.0、22.5 mm和30.0 mm三种灌水水平与10、20 cm和30 cm三种滴灌带埋设深度处理,研究灌水量、滴灌带埋深对紫花苜蓿耗水量、产量及水分生产率的影响。结果表明:地埋滴灌紫花苜蓿耗水量、产量和水分生产率均随灌水量的增加而显著增加(P0.01),均随滴灌带埋深的增加先增大(P0.01)后减小(P0.05);总生长季紫花苜蓿总耗水量为400~500 mm,总产量为7 500~12 000 kg·hm~(-2),水分生产率为1.80~2.50 kg·m~(-3)。建议地埋滴灌紫花苜蓿采用滴灌带埋深为20 cm,灌水定额为22.5~30 mm,灌水周期5~7 d的灌溉制度。     

水分胁迫下间作棉田土壤水分及产量分析

2012—2013年在阿拉尔垦区间作棉田中设置试验,分析间作系统中棉花种植模式和水分胁迫对土壤水分、产量的影响。研究表明:1 0~100 cm土层,蕾期和吐絮期田间土壤含水量表现出先降低再升高的趋势,含水量最低值出现在40~60 cm土层。花铃期田间土壤含水量先降低再升高,而后又降低,拐点分别为40~60 cm土层和60~80 cm土层。2蕾期,M2W4、M2W2、M2W3、M1W4土壤含水量较高。花铃期,M2W2含水量较高。吐絮期M2、M3模式土壤含水量整体较高。3同一模式下,棉花单株产量最高的是W2水分处理(4 500 m3·hm-2);同一灌水量处理下,单株产量经济效益最高的是M2模式(距红枣行距1.0 m处种植棉花)。综合考虑,距幼龄红枣行距1.0 m处种植棉花,配合滴灌水量4 500 m3·hm-2利于棉田发挥最大生产潜力,也利于单株棉花产量的提高。     

干旱区地下滴灌对加工番茄生长的调控效应

通过3年的田间试验,探索地下滴灌条件下水分对加工番茄生长的调控效应.采用地表滴灌DI及地下滴灌SDI两种处理方式.地面滴灌DI1,Dl2,DI3,处理0～60cm土壤水分含量分别设定田间持水量的(80±5)%,(60±5)%和(40±5)%;地下滴灌SDI,SDI,SDI.处理灌水量及灌水时间与地面滴灌DI1,DI2,DI3相同.结果表明:加工番茄花期后水分处理对地面滴灌及地下滴灌番茄根系生物量、根长密度影响不显著,但盛果期地下滴灌处理根系生物量及根长密度显著增加,且地下滴灌处理根系分布明显比地表滴灌分布均匀;花期后地下滴灌水分亏缺处理植株地上部生长量显著低于地面滴灌相应处理,即SDI2和SDI3显著低于DI2和DI3,而盛果期则相反.适度干旱条件下,地下滴灌总体上单果重、单果数及水分利用效率都显著大于地表滴灌.在土壤水分充足条件下,地下滴灌与地表滴灌相比,对加工番茄生长发育及产量无显著影响,但在轻度干早条件下,地下滴灌显著促进了加工番茄根系及地上部分的生长,显著提高了土壤水分利用效率,提高了加工番茄的产量.     

土壤水分调控对南疆滴灌棉花生长、品质及水分利用的影响

针对南疆地区水资源短缺、棉田水分利用效率低等问题，研究膜下滴灌条件下土壤水分下限调控对棉花生长、产量、品质和水分利用效率的影响。以棉花品种新陆中66号为材料，以田间持水量(FC)为土壤水分上限，棉花生育期设置85%FC(T1)、75%FC(T2)、65%FC(T3)、55%FC(T4)和45%FC(T5)5个土壤水分下限来调控土壤水分。结果表明：土壤水分下限的提升对株高和生物量有明显的促进作用, 土壤水分下限从 45%FC增至85%FC，棉花株高和生物量分别增加了25.80%和25.38%；随着土壤水分下限的降低，灌溉定额减少，T1处理灌溉定额最大（378 mm），T2、T3、T4、T5处理与之相比分别节水11.64%、33.07%、33.95%、46.83%；随着土壤水分下限的提升，棉花产量逐渐增大，但土壤水分下限过高，棉花单株有效铃数降低，产量增加不再明显，水分利用效率较低；土壤水分下限为75%FC时棉花单株有效铃数、单铃重增加，产量和水分利用效率分别达到7 146.4 kg·hm^-2和1.40 kg·m^-3；土壤水分调控对棉花纤维品质有显著影响，土壤水分下限越低，马克隆值越大，成熟度指数越高，断裂比强度和断裂伸长率减少，采用主成分分析法得出T2为棉花品质综合较优的处理。因此，建议在膜下滴灌方式下南疆盐碱地区棉花土壤水分下限控制在75%FC为宜，非生育期进行冬灌淋盐，冬灌定额为300 mm，生育期灌溉定额为334 mm，整个生育期灌水12次，灌水周期为8 d。     

基于HYDRUS-2D的滨海地区膜下滴灌土壤水盐运移模拟研究

以春玉米“郑单958”为供试作物，采用膜下滴灌灌水方式，设定2种不同灌水定额，分别是单次灌水定额20 mm和10 mm，测定试验区土壤水分、盐分含量，利用HYDRUS-2D模型对土壤水盐运移进行模拟，将模拟值与实测值进行对比分析，探究滨海地区盐碱化土壤水盐运移规律。结果表明：滴灌过程中，水平方向土壤盐分由膜下向膜边运移，膜下土壤淋洗效果好于膜边；竖直方向0~20 cm土壤水分、盐分变化幅度最大，土壤含盐量降低16.1%，淋洗效果明显；下层土壤盐分淋洗效果一般，土壤含盐量降低值仅为9.6%。土壤水分重分布过程中，0~20 cm土层土壤含水率和含盐量变化幅度比20~60 cm土层大。0~20 cm、20~40 cm和40~60 cm土层高灌水定额（20 mm）处理对土壤盐分的抑制作用分别比低灌水定额（10 mm）处理高26%、11%、19%，并且高灌水定额滴灌将土壤盐分淋洗到60 cm土层以下，而低灌水定额滴灌未能将土壤盐分淋洗到60cm土层以下。HYDRUS-2D模拟得到的土壤含水率与含盐量和实测值基本吻合，模型可靠。     

半干旱地区补充灌溉对冬小麦根系及耗水特征的影响北大核心CSCD

通过田间定位试验分析了不同生育期补充灌溉对冬小麦根系及土壤水分耗损特征的影响。试验共设4个处理,分别为雨养不灌溉（W0）、拔节期灌水30 mm（W1）、孕穗期灌水30 mm（W2）及拔节期灌水30 mm＋孕穗期灌水30 mm（W3）。试验结果表明：在平水年,拔节期—开花期冬小麦耗水量占整个生育期耗水量的42%,在丰水年下降到29%。而补充灌溉仅在平水年型下提高了拔节—开花期的耗水比例,减弱了分蘖的两极分化,增加了开花期冬小麦群体数量,实现了增产,其中又以W1及W3效果最为显著。综合2 a数据,灌水实现了增产但并未有效提高产量水分利用效率（WUE）。究其原因可能是,在半干旱地区,冬小麦增产增效的关键在于生育后期对深层土壤水分的利用,而补充灌溉并没有增加冬小麦深层根系,反而降低了对土壤深层水分的利用程度,从而导致产量增加但水分利用效率（WUE）并未同步提升。     

利用HYDRUS-2D模拟膜下滴灌玉米农田深层土壤水分动态与根系吸水

河套灌区农田地下水埋深普遍较浅且年内波动较大,明确不同膜下滴灌条件下深层土壤水分对根区的补给作用及作物根系吸水的响应差异有利于膜下滴灌技术的完善和推广。本研究开展了连续2 a(2017—2018年)的春玉米田间试验,设置3个膜下滴灌灌溉水平,分别控制土壤基质势下限为-10 kPa(S1)、-30 kPa(S3)和-50 kPa(S5)。利用HYDRUS-2D模型模拟0～120 cm深度土壤含水量、根层下边界(100 cm深度处)水分通量和作物根系吸水速率。结果表明,经过率定后的HYDRUS-2D模型对0～120 cm深度土壤含水量模拟结果的根均方差(RMSE)和决定系数(R~2)分别为0.039～0.042 cm~3·cm~(-3)和0.78～0.73,模拟结果可靠。膜下滴灌农田100 cm和120 cm深度处土壤含水量较高且处理间差异不大,说明不同滴灌条件对于100 cm以下深层土壤含水量影响较小;但不同处理显著影响根区下边界的水分通量和根系吸水速率。基质势下限控制水平越低,深层土壤水分对于根区的补给量(毛管上升)越大,S1、S3、S5生育期内累积补给量在31.9～49.6 mm之间。S5处理根系吸水速率较低,根系吸水受到显著抑制,从而造成作物生长指标和产量显著低于S1和S3处理(P0.05);而S1和S3之间籽粒产量差异不显著。综上,在本研究所设置的3个滴灌处理中,S3生育期内灌溉定额为240～300 mm,既较S1显著减少灌水量、提高水分利用效率,又具有较好的根系活力,有效利用深层土壤水分,因此建议该地区春玉米膜下滴灌的灌水下限为-30 kPa。     

甘肃河西地区不同储水灌溉和生育期灌溉农田水分特征分析

对甘肃河西地区不同储水灌溉和生育期灌溉农田水分特征进行了试验研究.结果表明:在河西地区,冬季储水灌溉定额为180 mm的处理,其生育期剖面的土壤水分较多地分布在140～160 cm,且土壤含水量达到30%以上,容易发生深层渗漏;较小的储水灌溉定额,土壤水分主要分布在0～100 cm范围内,不会引起土壤剖面水分的深层渗漏.冬季储水灌溉定额愈大,春播前农田无效土壤蒸发也愈大.冬季储水灌溉定额相同,生育期灌溉定额大的处理其剖面含水量高,且分布愈深,深层土壤的水分渗漏也愈大.总的灌水定额相同,冬季储水灌溉和生育期灌溉比较,生育期灌溉定额较大的处理,剖面水分的分布主要集中在0～100 cm的土层内,没有出现易发生深层渗漏较高的水分分布.在小麦生育期,总的灌溉定额相同的条件下,冬季储水灌溉定额大的处理,0～200 cm土壤水分有亏缺,冬季储水灌溉定额大或生育期灌溉定额大,农田腾发量也愈大.适中的储水灌溉定额,不仅有利于作物的生长,还有利于灌溉水分利用效率的提高.     

不同水分处理对胡麻干物质积累与分配及水分利用效率的影响

在大田试验条件下,以陇亚杂1号为材料,设置不灌水(CK)、分茎水80 mm(T1)、分茎水60 mm+盛花水40 mm(T2)、分茎水80 mm+盛花水40 mm(T3)、分茎水60 mm+现蕾水40 mm+盛花水40 mm(T4)5个处理,研究了不同水分处理对胡麻干物质积累与分配、籽粒产量及其水分利用效率的影响。结果表明:与CK相比,灌水处理显著提高开花后干物质的积累量和开花后干物质积累量对籽粒的贡献率,以T2处理最高,分别增加了91.37%、45.09%;灌水量过多显著减少光合产量向籽粒的分配,使籽粒产量降低;随灌水量增加,胡麻全生育期耗水量显著增大,籽粒产量先升高后降低,灌水利用效率显著降低;T2处理的产量和水分利用效率显著高于其他处理,分别比CK增加了40.72%、11.71%。综合考虑胡麻的籽粒产量和水分利用效率,T2处理为本试验条件下高产节水的最佳灌水处理。     

甘肃河西地区膜下滴灌条件下春玉米田水盐特征分析

通过对甘肃河西地区膜下滴灌春玉米种植条件下土壤水分、盐分的观测,分析了膜下滴灌春玉米生育期土壤水分、盐分动态变化及其产量和水分利用效率。结果表明:不同生育期,同一土层深度,土壤水分含量高低分布与土壤盐分含量高低分布相反,均表现出土壤不同深度盐分含量高的区域相应水分含量低,滴灌带之间土壤盐分积累较滴头之间显著;灌水定额480 m~3·hm~(-2)处理,灌溉水分在土层纵向运移显著,深层渗漏明显,灌水定额420 m~3·hm~(-2)处理,灌溉水在土壤不同深度横向层面运移显著,有利于作物吸收利用;膜下滴灌能够在滴水过程中明显降低土壤表层0~40 cm盐分含量,土壤下层40~100 cm为盐分聚集区域;灌水定额420 m~3·hm~(-2)处理,春玉米产量构成和水分利用效率较高。从作物生长水盐环境及高效节水的角度出发,灌水定额420 m~3·hm~(-2)处理的效益最优。     

灌溉频率对滴灌小麦土壤水分分布及水分利用效率的影响

通过田间试验,研究了不同灌水频率对滴灌小麦农田土壤水分分布及小麦水分利用效率的影响。结果表明:从整个生育期来看,在灌水量375 mm条件下,高频灌溉(每4天1次)处理0～40 cm土层含水率和土壤贮水量较高,而深层（40～100 cm）土壤较低;低频灌溉(每10天1次)处理有利于水分的下渗和侧渗,深层土壤含水率和土壤贮水量较高,但水分补给不及时,表层土壤含水率和贮水量偏低;总体上中频灌溉(每7天1次)处理有利于水分在土壤剖面中的均匀分配,有利于作物生长。中频灌溉产量和水分利用效率都最高,分别比高频灌溉和低频灌溉产量增加7.6%和13.5%,水分利用效率增加2.6%和9.9%。在当地自然气候条件下,滴灌小麦采用375 mm灌溉量和每7 d 1次的灌溉频率是较适宜的灌溉模式。     

不同灌溉制度对机采棉水分运移、产量及品质的影响

通过2012年南疆地区机采棉膜下滴灌大田试验,以蒸发量为灌水控制指标,研究了灌水频率和灌水量对土壤水分及棉花产量和品质的影响,进而分析了不同灌溉制度的节水、增产和调质效果。结果表明：相同灌溉频率下,土壤剖面上含水率随着灌水量的增加而增加;相同灌溉量下,灌水频率为5 d时在膜下0～60 cm土层的平均土壤含水率较高;不同灌溉制度对棉花水分利用效率和灌溉水利用效率的影响具有显著差异,当灌水频率为5 d和作物-蒸发皿系数为0.6时,棉花的水分利用效率和灌溉水利用效率分别达到1.96 kg·m^-3和3.08 kg·m^-3,可实现棉花生产的节水、高产和优质。     

乌兰布和沙区农田土壤水分及渗漏量动态特征

水分是沙区农田的主要限制因子,研究灌溉对沙区农田土壤水分的影响,对该区域农业水资源利用以及农业生产具有指导意义。为揭示乌兰布和沙漠不同土壤类型农田土壤水分规律及深层渗漏损失,分析播种-拔节期土壤体积含水量变化特征与深层渗漏规律。研究结果:1)观测期内不同土壤类型农田土壤含水量大小顺序依次为:砂土农田<壤土农田<粘土农田。4月17日灌溉211. 5mm对不同土壤类型0～150cm层土壤含水量均产生显著影响(p <0. 01),影响大小依次为:砂土农田、壤土农田、粘土农田。2)不同土壤类型农田在监测期内150cm土层均持续有深层渗漏,且211. 5mm灌溉量使砂土农田与壤土农田深层渗漏量增大,粘土农田无明显变化。观测期内砂土农田共产生深层渗漏138. 2mm,壤土农田共产生深层渗漏74. 6mm,粘土农田共产生深层渗漏3mm。     

北疆棉花不同灌水量与棉田土壤水分研究

本文主要阐述了北疆内陆干旱棉区、棉花不同灌水量（６００ｍ３／ｈｍ２,１０５０ｍ３／ｈｍ２,１５００ｍ３／ｈｍ２）的棉田土壤水分,土壤水势变化规律,以及对棉花生长发育、生理生化指标与产量的影响。进一步为棉花生产提出最佳灌水指标。     

滴灌棉田土壤水分测点最优布设研究

为寻求滴灌棉田土壤剖面水分测点的最优布设方案,2009年在棉花生育期内采用取土烘干法对膜下滴灌棉田不同位置、不同深度土壤质量含水率进行连续监测。利用监测数据分析了膜下滴灌棉田土壤剖面内不同观测点垂直方向上各层次土壤含水率之间的相关关系,并利用R型谱系聚类法对剖面内各观测点8个土壤层次的土壤含水率变量进行分类,筛选出适合膜下滴灌棉田墒情观测的土壤水分测点布设方案。最后利用2007年试验数据对提出的水分测点布设方案进行验证,结果表明,水平方向上距滴灌带0 cm、32.5 cm和50 cm处3个观测点,各观测点垂直方向上0~10 cm、20~30 cm、40~50 cm和60~80 cm深处4个层次12个测点的土壤含水率能较好地反映整个剖面的土壤水分信息,可作为膜下滴灌棉田土壤水分探头的布设点。     

半干旱区夏闲期不同耕作方式对土壤水分及小麦水分利用效率的影响

在宁南旱平地进行了夏闲期深松、免耕及传统翻耕(对照)对土壤水分及后作冬小麦水分利用效率影响的研究结果表明,夏闲期深松和传统翻耕能有效地蓄雨保墒,提高旱平地冬小麦播前的土壤贮水量,深松和翻耕土壤蓄墒率极显著高于免耕处理,深松处理较翻耕高0.79%;夏闲期末深松处理0～200 cm土壤贮水量(310.78 mm)分别较免耕、传统翻耕高8.23 mm、1.61 mm.深松和免耕较传统翻耕显著改善了冬小麦苗期的土壤水分状况,对越冬期0～60 cm耕层土壤水分状况的改善有利于冬小麦的越冬.苗期0～200 cm土壤贮水量深松、免耕分别较传统翻耕(351.05 mm)高35.9 mm、28.8mm,不同的耕作处理对后作冬小麦苗期的土壤水分影响差异主要在80 cm以上土层.冬小麦返青期降雨主要使0～80 cm土层土壤贮水量有所增加,处理间的差异减小.夏闲期深松处理能有效地增加对降雨的蓄保能力,提高旱地冬小麦播前及整个生长阶段0～200 cm的土壤贮水量.不同耕作方式的冬小麦产量以夏闲期翻耕处理最高(3 475.9 kg/hm2),与深松处理(3 322.0 kg/hm2)无显著差异,免耕显著低于其它2种耕作处理;水分利用效率以翻耕最高[14.12 kg/(hm2·mm)],深松次之[13.62 kg/(hm2·mm)],免耕处理显著低于前二者[10.64 kg/(hm2·mm)].     

微润带埋深对温室番茄生长和土壤水分动态的影响

为探明微润灌溉对番茄生长和土壤水分的影响,设置了3种不同埋深和2种不同工作压力,研究了微润带埋设深度和压力对番茄生长、产量及水分利用效率的影响。结果表明:定植后94天,微润带压力水头为180cm、埋深为15 cm时的番茄株高分别比埋深10 cm和20 cm的处理增加9.17%和7.55%;此时番茄气孔导度最小,光合速率和水分利用效率最大,分别比埋深为10 cm和20 cm的处理增产3.24%和7.45%;不同埋深土壤含水率垂直分布随时间的变化存在差异,15 cm埋深时的土壤含水率最大。微润带埋深是影响土壤水分时空变化的主要因素;压力对土壤含水量时间变化影响不显著。