北京地区典型冷季型草坪草灌水量模拟

为了减少北京地区草坪草灌水量、提高降水量的利用率,该文研究了充分利用降雨条件下的典型冷季型草坪草灌水量。根据典型冷季型草坪草（早熟禾、高羊茅）2003年的田间试验资料对灌溉制度模拟模型（ISAREG模型）进行了率定,然后用2004年的田间试验资料对ISAREG模型进行了验证,最后应用此模型对所研究的两种冷季型草坪草在干旱年、平水年和丰水年及不同养护条件下的灌水量进行了模拟研究。研究结果表明：生长季节内早熟禾、高羊茅的作物系数在0.5～1.0之间;在特级养护条件下,早熟禾和高羊茅所需灌水量分别为432～682 mm/a、462～752 mm/a;在一级养护条件下,早熟禾和高羊茅所需灌水量分别为252～432 mm/a、312～492 mm/a。研究结果可为北京地区冷季型草坪草的灌溉管理提供科学依据。     

城市绿地节水灌溉的土壤水分诊断层研究

在干旱、半干旱地区,水资源严重不足是城市绿化面临的瓶颈问题之一,节水灌溉必须依据土壤水分状况与植物生理状态进行。本文选取属于温带半干旱季风气候的天津开发区为研究区域,通过对本特草草坪、高羊茅草坪和泡桐行道树带3类城市绿地在一个生长周期内的土壤水分含量与相应的植物光合速率、蒸腾速率、气孔导度、气孔阻力等生理指标的原位试验资料之相关统计分析,提出"土壤水分诊断层"概念,即水分诊断层是气孔导度与土壤含水量呈极显著或显著相关且系数最高的土层;并对各绿地的土壤水分诊断层深度作了初步划分:本特草草坪为距地表20cm深度处土层,高羊茅草坪为距地表50cm深度处土层,泡桐绿地为距地表40cm深度处土层。由此可见,对于不同绿地类型,节水灌溉的水分诊断层具有差异性,建议实践中以诊断层含水量判断灌水时期,从而达到以较少的水资源实现城市绿地用水需求的目的。     

污水灌溉对草坪土壤与植株氮含量影响的试验研究

污水灌溉是污水资源化利用的一个重要途径。该研究以草坪草的污水灌溉为例，选用了高羊茅、黑麦、早熟禾等3种典型的冷季型草坪草为主要试验草种，以地下滴灌和渗灌为2种灌水方式，以城市居民小区的生活污水经过沙过滤和沉淀处理的出水和自来水为2种灌溉水源，共设12个试验处理，进行了污水灌溉和清水(自来水)灌溉的田间对比试验研究，探讨了污水灌溉对土壤与植株氮含量的影响。实验结果表明，污水灌溉使草坪草根系层(0～30 cm土层)土壤中的全氮、速效氮和铵态氮的含量低于清水灌溉；与此相反，污水灌溉可使草坪草根系层及其以下土层硝态氮明显高于清水灌溉。污水灌溉也导致草坪草的植株中全氮的含量比清水灌溉平均高48%。两种污水灌溉方式下，土壤全氮、速效氮和铵态氮的含量差异不明显。但与滴灌相比，污水渗灌的土壤硝态氮的含量高于污水滴灌的情况，尤其是15～30 cm和30～45 cm土层，二者硝态氮含量差异显著。     

西北干旱区戈壁葡萄膜下滴灌需水量和灌溉制度

为了取得高产、实现高水分利用率及达到节水的目的,通过野外定位试验在西北干旱荒漠气候区进行葡萄覆膜与不覆膜滴灌的灌溉制度的试验研究。结果表明,膜下滴灌第一种处理T1（240mm）比不覆膜常规滴灌CK（360mm）节水33%,生育期内浆果生长期日耗水量最大,为需水关键期。在当地气候、土壤及试验研究的栽培模式下,葡萄全生育期的灌水量是240mm;葡萄的灌溉制度为全生育期内灌水12次,灌水定额为10～20mm,这种滴灌与覆膜技术相结合的灌溉方法能显著提高葡萄的水分利用效率和产量,为西北干旱荒漠戈壁葡萄园膜下滴灌提供了一种优质高效的节水灌溉模式。     

建筑回填土中再生水灌溉对草坪草生长及土壤理化性质的影响

为探明建筑回填土条件下草坪草种植的适宜性以及再生水灌溉对草坪草生长和土壤理化性质的影响情况,选用黑麦草为试验对象,通过室内盆栽试验的方式,设置清水灌溉、再生水灌溉、清水—再生水交替灌溉3个处理,研究了呼和浩特市建筑回填土灌溉再生水对草坪草生长及土壤理化性质的影响。试验发现:(1)与清水灌溉相比,清水—再生水交替灌溉、再生水灌溉下的草坪草生长速率分别增长了23%,34%。(2)各处理草坪草在质地、盖度、均一性方面的得分表现为:再生水灌溉清水-再生水交替灌溉清水灌溉,但差异性不显著(P0.05)。(3)到观测结束期时,再生水、清水—再生水交替灌溉下的土壤全盐量较对照组分别增加了8%,3%。(4)不同灌溉水质条件下黑麦草对土壤重金属的富集具有差异性,土壤中重金属含量有增有减。试验结果表明,再生水灌溉对草坪草的生长速率有很明显的促进作用,草坪草的颜色在再生水灌溉下要显著优于其他处理(P0.05)。同时,对试验土壤及草坪草的后期分析能够发现,短期内再生水灌溉下的土壤不会对草坪草产生盐害,土壤也均未受到污染,可见短期内建筑回填土下使用再生水灌溉草坪草是可行的。     

不同水分处理对高羊茅草耗水及生长质量的影响

为了探求不同土壤水分条件对草坪草耗水和生长质量的影响,对冷季型高羊茅草坪草在整个生育期内的蒸散量、生长速度和表观质量等特性进行了研究。研究结果表明,草坪草的耗水量随着土壤水分的增加而增加,蒸散量在中午(12:00—15:00)最活跃;植株生长速度与灌水量呈显著的正相关性,但当土壤水分达到一定程度之后,再增加灌水量不能明显提高草坪草的生长速度;土壤含水量越大草坪草表观质量不一定越好,当灌溉控制土壤水分下限小于70%FC(田间持水量)时,灌水量能显著提高草坪草的质量,当灌溉控制土壤水分下限大于70%FC时,灌水量对草坪草的表观质量影响较小。     

灌溉水盐分及灌水量对土壤水盐分布与春玉米生长的影响

在大田试验的基础上探明灌溉水盐分以及灌水量对土壤水盐分布的影响规律以及对春玉米生长的影响。以河套灌区春玉米为研究对象,设置2种灌溉水含盐量（1.1,5.0 g/L）与3种灌水量（210,255,300 mm）进行大田试验。结果表明,至成熟期,5.0 g/L微咸水灌溉处理0—100 cm土层土壤平均含水量及电导率相比1.1 g/L地下水灌溉处理显著增加;地下水灌溉处理中,随着灌水量的增加,生育期内土壤平均含水量下降趋势减小,土壤盐分淋洗作用更加明显;微咸水灌溉处理中,剖面土壤在灌水量少时出现盐分表聚现象,随着灌水量的增加,表层土壤盐分呈下降趋势,深层土壤由于盐分的积累呈增加趋势;在灌水后表层的土壤含水量变化明显且出现返盐现象,微咸水灌溉处理中土壤水分水平运移及深层土壤盐分累积更明显;在地下水和微咸水灌溉处理中,灌水量的增加能够显著提高玉米产量,但255,300 mm灌水量处理间差异不显著,微咸水灌溉条件下春玉米的产量较地下水灌溉条件下显著降低。综上所述,在地下水和微咸水灌溉条件下,255 mm灌水量既能适合春玉米生长,又能保证产量,可作为较好的灌溉定额选择,能够同时满足保障灌区作物生产和节约淡水资源的要求。     

灌溉水质对草坪草生理生化特性及质量的影响

为了大面积利用再生水灌溉，加大污水资源化力度，确保高质量的都市草坪，在永乐店试验站进行了不同灌溉水源灌溉草坪的试验研究。试验采用3种水源灌溉盆栽草坪：清水灌溉；清水和再生水1：1混合灌溉；再生水灌溉。各处理的灌水时间、灌水次数相同。试验结果表明：再生水灌溉在一定程度上能提高草地早熟禾出苗率，与清水适宜灌相比出苗率提高达29％，能获得较为密致的草坪，确保草坪细腻的质地。当外界气温较高时，与清水灌溉处理相比，再生水灌溉会促使草坪草叶片细胞膜透性、过氧化氢酶活性及脯氨酸含量增大；当外界气温转低时，水质对生理生化指标影响减弱，而温度成为影响草坪草生理生化指标的主导因素。     

基于随机降水的冬小麦灌溉制度制定

为了确定合理的冬小麦灌溉制度,该文在分析广利灌区30 a降水分布规律的基础上,应用蒙特卡罗方法对其进行模拟出长系列（500 a）的旬降水,结合试验所得到的冬小麦耗水的基本参数,制定出了每个模拟年份冬小麦最优灌溉制度,并对灌水规律进行统计分析,得到不同灌溉定额条件下,各生育期灌水定额的的概率分布以及不同灌水定额的高产概率。结果表明：以30 mm为灌水定额的变化步长情况下,灌溉定额为60 mm时,越冬和拔节期各应该灌30 mm,高产概率为1%;灌溉定额为120 mm时,越冬和返青期灌30 mm,拔节期灌60 mm,高产概率为12%;灌溉定额为 180 mm时,越冬和灌浆期灌30 mm,返青和拔节期灌60 mm,高产概率为62.8%;灌溉定额为240 mm时,拔节期和抽穗期灌60 mm,其他生育期灌30 mm,高产概率为98.8%。该文丰富了灌溉制度的研究方法,为冬小麦的科学灌水提供了有力的技术支持。     

再生水灌溉草坪对土壤质量影响的试验研究

采用随机区组设计,研究了再生水(Reclaimed Water)灌溉黑麦草(Lolium perenne L.)、早熟禾(Poapratensis)、高羊茅(Festuca arundinacea)、结缕草(Zoysia japonica)、野牛草(Buchloe dactyloides)、麦冬(Radix liriopes)6种草坪草对土壤质量的影响,结果表明:(1)再生水灌溉能增加土壤养分,但根据养分在土壤中迁移的难易程度及不同草坪的根系分布特征,再生水灌溉输入的养分在土壤剖面分布不同;(2)再生水灌溉后的土壤虽然碱化度处在5%～10%弱碱化范围,但与自来水灌溉相比,其在土壤剖面中的分布有扩大的趋势;(3)在6种供试草坪草中,再生水灌溉后黑麦草和结缕草土壤质量最好,可见黑麦草和结缕草比较适宜进行再生水灌溉。     

Puddling and N management effects on crop response in a rice-wheat cropping system

Coarse-textured soils are puddled to reduce high percolation losses of irrigation water under rice (Oryza sativa L.). This practice, however, reduces yield of succeeding wheat (Triticum aestivum L.) owing to deterioration in soil physical conditions. The 6 year field study reported in this paper evaluated the effects of puddling level and integrated N management on the development of subsurface compaction and growth and yield of rice and the following spring wheat grown in 1 year sequence on a sandy loam soil. Treatments were combinations of three puddling levels: low (one discing and one planking), medium (two discings and one planking), and high (four discings and one planking), and three nitrogen sources: (1) 120 kg N ha⁻¹ from urea, (2) 60 kg N ha⁻¹ from urea plus sesbania (Sesbania aculeata Pers.) green manure, and (3) 60 kg N ha⁻¹ from urea plus 20 Mg ha⁻¹ farmyard manure. Percolation rate decreased from 14 mm day⁻¹ with low puddling to 10 mm day⁻¹ with high puddling, with a corresponding reduction in irrigation water requirement of rice of about 20%. Bulk density profiles in the 0–30 cm soil layer showed the formation of a compact layer at 15–20 cm depth, and bulk density increased with puddling level and cropping season. The impact of organic amendments in reducing bulk density was immediate, but the rate of increase in bulk density with time was the same in all the nitrogen sources. Organic amendments did not affect percolation rate and irrigation requirement of rice. Rice yields were not significantly affected by puddling and N source treatments throughout the study period. Residual effects of treatments on wheat yield were observed from the second season onwards. Interactive effects of puddling and N source on yields of rice and succeeding wheat were not significant. Yield differences in wheat between high and low puddling were 8% and 11% during the second and the fifth cropping season, respectively. This study indicates that medium puddling was optimum, as it reduced percolation without decreasing yield of succeeding wheat.     

石河子地区冬小麦生育期需水量变化特征及其气候成因

[目的]探究作物生育期需水量的变化趋势及其与气象因子的关系,为气候变化下农作物灌溉排水决策提供理论基础。[方法]基于联合国粮农组织(FAO)推荐的参考作物蒸散计算方法和相关作物系数,利用石河子地区1954—2012年逐日气温、降水、日照时数、风速、相对湿度等资料,计算石河子地区冬小麦近59a作物需水量和灌溉需水量,并探究其气候趋势变化的影响。[结果](1)过去50a,石河子垦区冬小麦需水量总体呈增加趋势,越冬—返青期增势最为明显(气候倾向率为2.65mm/10a);拔节—抽穗期冬小麦需水量最大,为130.23mm。(2)灌溉需水量总体呈减少趋势,其中拔节—抽穗期灌溉需水量最大(平均值为88.65mm)且减少趋势最为明显(气候倾向率为-3.11mm/10a)。(3)气象因子对冬小麦不同生育期的需水量和灌溉需水量有很强的相关性,其中冬小麦生育后期需水量与气象因子有极强的相关性;气象因子中,降水对于灌溉需水量影响最大。[结论]气候变化下,石河子地区冬小麦作物需水量呈增加趋势,但降雨量的增加趋势下,灌溉需水量总体呈减少趋势。     

非充分灌溉条件下农田水分转化SWAP模拟

非充分灌溉改变了农田水分转化过程,以往的研究较少讨论作物根系层以下的土壤水分转化动态及其对作物耗水的影响。该文在北京市典型农田开展了冬小麦-夏玉米非充分灌溉试验,在对SWAP模型率定与验证基础上,模拟分析了非充分灌溉农田耗水规律与水分转化过程,并应用模型得到了研究区不同降水年型的最优非充分灌溉模式。结果表明:非充分灌溉的实施促使作物消耗大量土壤贮水,当降雨或灌溉量较小时,土壤水可占作物耗水量的46.1%;根区和储水区之间土壤水分交换明显,转化通量变化范围为-2.67～0.45mm/d,而储水区底部水分通量较小且无明显变化,根区土壤水分渗漏出现在灌溉或较大的降雨之后,储水区水分向上补给主要发生在作物需水关键期;与常规灌溉相比,最优非充分灌溉模式在丰水年、平水年和枯水年分别节水375、225和225mm,储水区底部深层水分渗漏量分别减少了89%、17%和2%。     

不同矿化度微咸水灌溉冬小麦对下季作物产量和周年土壤盐分平衡的影响

冬小麦夏玉米一年两熟是环渤海低平原主要粮食作物种植模式,该区淡水资源匮乏,但浅层微咸水相对丰富,在降水较少的冬小麦生长季,适当利用微咸水代替淡水灌溉对维持冬小麦稳产高产有重要作用。冬小麦季实施微咸水灌溉后土壤盐分累积如何影响下季作物夏玉米生长以及对土壤周年盐分平衡影响,是微咸水能否长期安全利用的关键。为探究上述问题,于2015—2019年连续4年在环渤海低平原中国科学院南皮生态农业试验站进行冬小麦季不同矿化度微咸水灌溉定点试验,共设置含盐量为1 g·L~(-1)淡水(F)、3 g·L~(-1)微咸水(S3)、4 g·L~(-1)微咸水(S4)、5 g·L~(-1)微咸水(S5) 4个梯度,在拔节期灌水1次,灌水量均为70 mm;另以生育期不灌水作为对照(旱作, CK)。结果表明,不同矿化度微咸水灌溉处理间冬小麦产量没有显著差异,但平均比CK显著增产31.6%。同时,冬小麦生长季微咸水灌溉均增加了收获时1 m以上土层的含盐量,并随灌溉水含盐量增加而增加;对1 m以下土层含盐量影响不明显。夏玉米播种时灌溉70 mm淡水不仅解决了土壤墒情不足问题,并可使0～20 cm土层盐分控制在1 g·kg~(-1)以下,保证夏玉米出苗和群体建立,对夏玉米产量没有显著影响。经过夏季降雨的淋洗, S3、S4和S5处理0～40cm土层含盐量降低幅度超过30%,深层土壤含盐量变化不明显,1m以上土层可以实现周年盐分平衡。本研究表明冬小麦-夏玉米一年两季种植,冬小麦耐盐能力较强的特征使其生育期可以通过不大于5g·L~(-1)的微咸水灌溉维持稳产,在保证夏玉米出苗水进行灌溉的条件下,夏玉米季通过雨季降水淋盐维持0～1m主要根层土壤不发生明显积盐过程,可实现长期微咸水灌溉下土壤和作物安全。     

基于水分供需关系的冬小麦夏玉米节水灌溉模式研究

节水灌溉是解决水资源短缺问题的重要途径之一。在长期田间试验的基础上, 运用Hydrus-1D模型对研究区冬小麦 夏玉米轮作条件下的田间水分运移过程进行了模拟分析, 探讨适宜的节水灌溉模式。结果表明, 表征土壤水分实测值与模拟值精度关系的Nash-Suttcliff效率系数Ens为0.652~0.903, 均大于0.5, 模型效果良好; 在灌水量为520 mm的传统灌溉模式下, 1.6 m土层深层土壤水分无效渗漏量为189 mm, 占地表总入渗补给水量的22.3%, 土壤水分无效渗漏大, 且与降雨和灌溉关系密切; 根据作物水分供需状况及土壤水分状况得出夏玉米、冬小麦季的灌溉量分别为50 mm、320 mm, 比传统灌溉模式共节水100 mm。改进后的灌溉模式对于土壤水分渗漏具有良好的控制作用, 土壤水分渗漏峰值明显降低, 根据作物供需与土壤水分状况提出的节水灌溉模式能减少土壤水分渗漏, 提高灌溉水利用效率。     

微咸水滴灌对黄瓜产量及灌溉水利用效率的影响

试验主要研究了华北半湿润地区微咸水滴灌条件下，滴头正下方0.2 m深度土壤基质势分别控制在－10～－50 kPa时，不同盐分浓度微咸水(2.2～4.9 dS/m)对黄瓜产量、灌水量及灌溉水利用效率(IWUE)的影响。研究发现当灌溉水电导率(EC)大于1.1 dS/m时，黄瓜的产量随着EC的增大而降低。当滴头下0.2 m深度土壤基质势控制在－25～－35 kPa时，黄瓜表现出来的耐盐性最强，EC每升高1 dS/m产量大约降低3%。总的趋势是土壤基质势控制越高(－10 kPa)处理的灌溉量越多，IWUE越低，而土壤基质势控制越低(－50 kPa)处理的灌溉量越少，IWUE越高。通过研究，在年降雨量大约为600 mm的半湿润地区，当没有足够的淡水用于作物灌溉时，可以在采用一系列灌溉与栽培管理措施条件下，利用2.2～4.9 dS/m的微咸水来灌溉黄瓜等对盐分中等敏感的作物。     

负水头供水源位置对番茄生长和水分利用率的影响

[目的] 研究负水头灌溉对番茄生长、灌水方式和水分利用率等的具体影响,旨在为完善负水头灌溉技术体系和提高水资源高效利用等提供科学依据。[方法] 采用单盆单株的盆栽试验方法,利用负水头灌溉技术,研究了供水源位置对番茄长势、灌水量、产量和水分利用率的影响。[结果] 负水头供水源位置对于番茄的生长和水分利用率有显著影响。与双盘埋设于根系两侧并交替供水相比,单盘竖向埋设于根系一侧供水和供水盘水平埋放于根系底部供水的单株产量分别增产14.3%和0.5%;根系两侧并交替供水的番茄植株生长趋势和地上部植株干物质量相对较小,但与其他两种供水位置相比其根冠比均提高33.3%;另外,根系两侧并交替供水的单株番茄总灌水量可降低24.7%和17.4%,较其他两种供水源位置的单侏水分利用率分别提高43.8%和14.8%;根系趋向供水源处生长。[结论] 不同的负水头灌溉水源埋设位置显著影响番茄生长的参数是不同的,就设计的试验组次而言,在有效利用水资源,促进番茄植株生长和提高番茄产量等方面,双盘埋设于根系两侧并交替供水的方式最优,能有效降低灌水量,提高水分利用率,是最优处理,可以在实践中予以推广。     

黄土高原旱地果园土壤水分管理研究

在黄土高原中、南部的延安宝塔区和淳化县,测定了旱地果园土壤储水量,测定结果表明:在苹果生育期,以60%田间持水量作为水分亏缺的标准,不同月份土壤储水量变幅很大,均出现不同程度的亏缺,需要补水才能满足苹果的正常生长要求。进行苹果需水规律试验和品质测定表明,在该地区优质苹果生产需水量为600mm左右。通过有限灌水技术试验证实,穴灌的净增值率高达58.7%。     

滁州市冬小麦生育期作物需水量和降水变化特征

基于1961—2013年滁州市气象数据,运用集合经验模态分解和交叉小波分析,探究了冬小麦生育期需水量和灌溉需水量的变化特征。结果表明:1961—2013年滁州市冬小麦生育期需水量和灌溉需水量均呈增加趋势（增势分别为:2.80,1.48 mm/a）;年代变化上,冬小麦生育期需水量逐渐增大,灌溉需水量大致呈现先减少后增加的变化特征。冬小麦生育期作物需水量和灌溉需水量均呈现明显的多尺度变化特征,表现为多尺度的周期变化特征和趋势变化特征。作物需水量存在2.65,6.63,13.25,26.50 a的周期,灌溉需水量存在3.11,5.89,10.60,26.5 a的周期。研究时段,作物需水量和灌溉需水量与潜在蒸散量呈同相位分布,与降水量呈显著的反相位。     

咸水负压渗灌对番茄生长和土壤盐分的影响

该研究旨在探讨日光温室条件下咸水灌溉对番茄生长发育和土壤盐分积累的影响。试验采用负压渗灌设备在番茄不同生育期（全生育期、花果期、果实膨大期、采收期）、使用不同质量浓度咸水（淡水、3、5、7、9 g/L）和土壤基质势（0、-40、-80 hPa）下进行咸水灌溉,研究咸水灌溉对番茄产量、根质量、耗水量、水分利用效率和土壤盐分的影响。结果表明,番茄不同生育期耐盐能力差异明显,花果期对土壤基质势与盐分胁迫比较敏感,采收期忍耐性最强。咸水灌溉的盐分浓度临界值全生育期与花果期为3 g/L,果实膨大期为5 g/L,采收期可以用较高浓度咸水灌溉。咸水灌溉会造成温室生产系统土壤的盐分积累。适量咸水灌溉,对株体发育具有"控上促下"调节效应,利于降低耗水量、提高番茄产量与水分利用效率。因此,依据番茄不同生育阶段耐盐性的差异,利用一定浓度的咸水灌溉不仅可替代淡水资源,还可提高水分利用效率。