不同负压给水对小白菜生长及土壤水分的影响

为筛选出南方冬季蔬菜小白菜(brassica)主动式供水灌溉(负压灌溉)最适宜的土壤水分条件,采用盆栽试验,研究了南方地区2种典型蔬菜土壤—红菜园土和潮菜园土,3个不同负压给水(-5.0、-7.5、-10.0 k Pa)对土壤含水率、小白菜生长情况、耗水特性及其水分利用效率等的影响。结果表明,红菜园土种植冬季小白菜,最适宜的负压灌溉值为-10.0 k Pa,土壤质量含水率为18.7%,潮菜园土最适宜的负压灌溉值为-5.0 k Pa,土壤质量含水率为25.3%。     

负压渗灌条件下不同供水吸力对茄子生长及产量的影响

为探求塑料大棚茄子不同生育期适宜的土壤含水量,采用负压渗灌灌溉设备在茄子不同生育期(苗期、花果期、采摘期)设定不同供水吸力(5、10、15、20、25 kPa)控制不同土壤含水量,研究分析了不同供水吸力对茄子生长状况、产量、水分利用效率的影响。研究结果表明土壤含水量随着供水吸力的增大而减小,供水吸力为5～25 kPa时,土壤相对含水量的变化范围为49%～97%。株高与不同供水吸力呈一次线性关系,茎粗与不同供水吸力呈现三次线性关系,株高、茎粗与苗期供水的相关性高于与花果期、采摘期供水的相关性。茄子产量、水分利用效率随着供水吸力的增加先增加后减少,各处理中苗期15 kPa、花果期15 kPa、采摘期10 kPa时茄子产量和水分利用效率最高。研究结果可为大棚蔬菜精准灌溉提供理论依据。     

加气对西北旱区膜下滴灌棉花光合及水分利用效率的影响

为探明西北旱区滴灌棉花适宜的加气灌溉模式,试验以不加气灌溉为对照(CK),设置5个加气灌溉处理：苗期加气(AS)、蕾期加气(AB)、花铃期加气(AF)、蕾期加气+花铃期加气(ABF)、苗期加气+蕾期加气+花铃期加气(AW);研究了不同生育期加气灌溉对西北旱区棉花光合作用及水分利用效率的影响.结果表明,与CK相比,所有加气处理的光合特性及地上部生物量都显著提高,其中处理AW较CK的净光合速率显著增加22.68%,蒸腾速率显著增加41.19%,气孔导度显著增加33.42%,胞间CO₂浓度显著降低16.22%;花铃期加气灌溉使西北旱区棉花地上部茎、叶、蕾/铃干物质累积量分别显著增加29.26%,11.15%和33.41%.不同生育期加气灌溉下,棉花光合特性、地上部生物量以及产量最优的处理为AW和AF,且差异不具有统计学意义;但是处理AF的水分利用效率最高,为1.51 kg/m³,显著高于处理AW.因此,从高效节水增产的角度考虑,在棉花花铃期进行加气(AF)可作为西北旱区膜下滴灌棉花的最佳加气灌溉模式.     

缓释氮肥减施对夏玉米产量与氮肥利用效率的影响

针对陕西关中地区夏玉米农田存在施氮量过多、氮肥利用效率过低的问题，设置常规施氮N1（300kg/hm2）、100%缓释氮肥N2（300kg/hm2）、65%缓释氮肥N3（195kg/hm2）、30%缓释氮肥N4（90kg/hm2）、不施氮N0共5个施氮水平，磷肥和钾肥均按统一标准施用，以不施肥CK为对照，于2018年和2019年在陕西杨凌地区进行了田间试验，研究不同缓释氮肥减施量对夏玉米地上部干物质累积、氮素累积吸收量、土壤硝态氮分布及累积、产量和氮肥利用效率等指标的影响。结果表明：施加氮肥可以显著提高夏玉米地上部干物质累积量、氮素吸收量和产，与当地常规施氮N1处理相比，N2处理和N3处理的地上部干物质累积量及氮素累积吸收量、氮素吸收效率、氮肥偏生产力、产量等指标均有显著增加；两年试验，N2处理与N3处理的地上部干物质累积量、氮素累积吸收量、产量无显著差异，但N3处理的氮肥偏生产力较N2两年分别提量高54.61%和56.25%，氮肥农学利用率分别提高35.24%和61.48%，营养器官氮素转运率分别提高17.34%和18.10%；缓释氮肥减施可以显著降低0~200cm土层的硝态氮残留量，并且可以提高0~40cm土层硝态氮占比，0~40cm土层硝态氮占比最大的为N3处理，较其他施氮处理提高6.82%~118.60%。在既能满足较高产量又能满足较高氮肥利用效率、较低氮素流失的情况下，缓释氮肥纯氮施用量195kg/hm2是该地区较优的施肥方式。     

不同覆盖方式对土壤水热与夏玉米生长的影响

为探求西北半湿润地区不同覆盖方式对农田土壤水热和作物生长的定量影响,试验对比研究了平作不覆盖(CK)、秸秆覆盖平作种植(SM)、地膜覆盖平作种植(PM)和垄覆地膜沟覆秸秆(SPM)4种覆盖方式对夏玉米土壤水分、温度、作物生长、产量和水分利用效率的影响。结果表明:覆盖处理在各生育期内0~260 cm土壤贮水量都显著高于对照(P0.05),夏玉米生育期0~30 cm土层内平均温度表现为:PMSPMCKSM(其中15 cm时土壤温度CKSPM),垄覆地膜沟覆秸秆能够有效地聚集降雨。夏玉米地上部生物量随生育进程的动态变化符合Logistic生长模型,SPM处理地上部生物量理论值最大,快速累积期提前,最快累积速率较大,持续时间较长。SM、PM和SPM处理2年夏玉米产量平均值分别较CK处理提高15.4%、23.3%和28.4%(P0.05)。水分利用效率分别较CK处理提高10.2%、31.2%和28.0%(P0.05),各覆盖处理间差异不显著。综合分析,垄覆地膜沟覆秸秆可明显改善农田土壤水热状况,增加干物质积累量,提高夏玉米产量和水分利用效率,是该研究中最适合本地的覆盖栽培方式。     

积水入渗下不同矿化度水对红壤水盐运移特征的影响

【目的】探讨积水入渗条件下矿化度对酸性红壤水盐运移特征的影响,为我国南方非常规水合理利用提供参考。【方法】采取土柱入渗试验,以蒸馏水灌溉(CK)为对照,探究不同矿化度水(1、2、3、5、10 g/L)入渗下南方红壤水分动态运移、水盐分布及土壤pH值变化,并量化矿化度与入渗模型参数关系。【结果】与CK相比,1～10g/L处理抑制红壤水分入渗,同一时刻累积入渗量表现为CK1 g/L处理5 g/L处理2 g/L处理3 g/L处理10 g/L处理。5 g/L处理持水能力显著高于其他处理(p0.05),单位时间湿润锋运移距离小于CK和1、2 g/L处理。Kostiakov公式较Philip方程能更精确描述1～3 g/L处理红壤累积入渗量随时间变化,矿化度大于3 g/L时则相反。红壤累积入渗量与湿润锋运移距离符合线性关系,红壤持水能力、入渗模型参数与矿化度关系均满足三次多项式(R20.95,RMSE0.06)。1～5 g/L处理可使5～25 cm土壤平均含水率增加0.09%～4.61%,各处理土壤EC值和Na~+、Cl~-质量分数随深度增加呈减小趋势,矿化度对25～40cm范围土壤盐分的影响小于上层土壤。与CK相比,1～5g/L处理加剧红壤酸化,10 g/L处理则增加土壤pH值。【结论】矿化度对土壤酸化和分散作用程度不同是造成红壤水盐运移特征差异的原因,南方红壤区非常规水安全利用需综合考虑矿化度作用下土壤水盐、酸碱环境变化。     

旱后复水对冬小麦旗叶生理特性及籽粒产量的影响

【目的】探索冬小麦旗叶生理特性等指标对不同水分调控的响应过程。【方法】通过防雨棚测坑试验,研究了不同水分处理(抽穗扬花期设置充分供水(CK)、轻度和重度水分胁迫,灌浆成熟期恢复正常供水)对冬小麦旗叶脯氨酸质量分数、可溶性糖质量分数、叶绿素质量分数和丙二醛质量分数及籽粒产量等指标的影响。【结果】抽穗扬花期轻度亏水处理(T1)在复水后第1天旗叶的脯氨酸质量分数高于CK、叶绿素质量分数低于CK但两者均未达到显著水平,复水后第11天可溶性糖质量分数低于CK且差异显著,丙二醛质量分数高于CK但差异不显著,与CK相比,籽粒产量降低了4.3%,且差异不显著;抽穗扬花期重度亏水的处理(T2处理)在复水后第16天的旗叶脯氨酸质量分数和可溶性糖质量分数均低于CK水平,且差异不显著,与CK相比,穗粒数和籽粒产量分别降低了10.6%和13.6%,差异显著(p<0.05),千粒质量和有效穗数与CK的差异均不显著。【结论】在抽穗扬花期轻度干旱胁迫灌浆期恢复正常供水,可在保证产量不明显降低的前提下有效提高灌溉水利用效率;抽穗扬花期重度干旱胁迫,会对冬小麦叶片主要生理指标产生较大负面影响,进而影响冬小麦籽粒产量的形成。     

不同产量水平下冬小麦生长发育和耗水特性研究

【目的】通过控制施肥量来模拟冬小麦不同产量水平,进而了解不同产量下冬小麦生长状况及耗水特性变化,为田间用水管理、区域农业高效用水发展战略的制定提供理论依据。【方法】试验设置4个产量水平7 500 kg/hm~2(C0),8 250 kg/hm~2(C5),9 000 kg/hm~2(C10),9 750 kg/hm~2(C15),以不施肥(CK)为对照,研究不同产量下冬小麦叶面积指数、干物质积累、耗水特性及水分利用效率差异变化。【结果】随目标产量的增加,冬小麦叶面积指数、花前及花后干物质累积量、生物量逐渐增加,干物质转移量、干物质转移率和转移干物质对籽粒的贡献率逐渐减少,产量结果基本达到预期目标。与CK相比,C15处理冬小麦叶面积指数、花前及花后干物质累积量、生物量分别平均增加52.6%、25.9%、112.6%、51.2%,而干物质转移量平均减少44.7%,说明冬小麦后期干物质的合成对籽粒高产的形成起主要作用。随目标产量的增加,冬小麦耗水量增加,土壤含水量减少,2016—2017年C0、C5、C10、C15处理冬小麦水分利用效率无显著差异,2017—2018年各处理冬小麦水分利用效率均有显著性差异,与CK相比,C15处理冬小麦耗水量和水分利用效率分别平均增加29.7%、28.5%。【结论】冬小麦随产量提升的叶面积指数、干物质累积量和耗水量显著增加,其中后期干物质的合成是产量形成的主要原因,同时高产条件下冬小麦水分利用效率显著提高。     

不同灌溉模式对黄淮海平原区夏玉米生产性状及水分利用率的影响

为了探明黄淮海平原区不同灌溉模式对夏玉米生产性状和水分利用效率的影响,2018-2019连续2年设置覆膜浅埋滴灌(T4)、浅埋滴灌(T3)、覆膜滴灌(T2)、地表滴灌(T1)和传统畦灌(CK)等5种灌溉方式实施大田对比试验,测定了玉米株高、叶面积指数(LAI)、地上部干物质累积量、产量及产量构成因素以及水分利用效率(WUE)等指标。结果表明,各滴灌处理玉米株高、LAI、地上部干物质累积量、籽粒产量、穗粒数以及WUE均显著高于CK(p<0.05),但各灌溉处理间有效穗数和千粒重无显著差异(p>0.05)。各滴灌处理玉米性状和WUE整体表现为T4>T3>T2>T1,但T4和T3处理差异不显著(p>0.05),说明浅埋滴灌下玉米覆膜对其生长指标及WUE提升效果不明显。覆膜浅埋滴灌和浅埋滴灌均可显著提高玉米产量和WUE(p<0.05),2018年T4(T3)产量分别较CK、T1、T2高17.2%(15.9%)、9.5%(8.2%)、6.0%(4.9%),水分利用效率高33.3%(31.3%)、12.1%(10.3%)、7.0%(5.3%)。2019年T4(T3)产量分别较CK、T1、T2高10.2%(7.9%)、7.0%(4.8%)、5.2%(3.0%),水分利用效率高30.5%(25.2%)、17.5%(12.7%)、14.8%(10.1%)。覆膜浅埋滴灌和浅埋滴灌均具有节水、增产作用,且二者产量和水分利用效率差异不明显,浅埋滴灌由于地表无覆膜,不仅节约成本且能有效避免残膜污染,因此是黄淮海平原区玉米节本增产的最佳灌溉方式。     

水氮耦合条件下冬小麦生长和氮素营养诊断

基于2年大田试验,对比研究了不同施氮量(N1:80 kg/hm2,N2:160 kg/hm2,N3:240 kg/hm2)和水分(W1:拔节期和抽穗期分别补灌30 mm,W0:不灌溉)处理对冬小麦地上部生物量累积、产量和水氮利用效率的影响。此外,构建了2种水分条件下的冬小麦临界氮浓度稀释曲线模型,并据此建立氮营养指数模型对冬小麦进行氮素营养诊断。结果表明,一定水分条件下,中氮处理的地上部生物量显著高于低氮处理,且与高氮处理差异不显著;一定施氮水平下,适当补充灌溉可提高冬小麦地上部生物量累积。2种水分处理的冬小麦地上部最大生物量与临界氮浓度间符合幂函数关系,拟合度均达到极显著水平,且在年际间具有较好的稳定性。综合氮营养指数和施氮量与产量的拟合曲线得出,W0和W1条件下,冬小麦获得最高产量时对应的施氮量分别为171和186 kg/hm2。2个冬小麦生长季,W1N2处理的平均水分利用效率分别较W0N2和W1N3处理提高10.57%和14.01%;平均氮肥利用效率分别较W0N2和W1N3处理提高10.97%和55.77%,是合理的灌水施肥处理。     

滴灌控制土壤基质势对土壤水分分布和苜蓿生长的影响

采用在滴头正下20 cm深度处埋设负压计,分别设置-15、-25和-35 k Pa的土壤基质势控制滴灌,通过田间试验,研究了不同土壤基质势下土壤水分变化特点和紫花苜蓿的生长特性,分析了蒸发、降雨和灌水与土壤基质势之间的关系。从土壤剖面水分分布来看,整个生育期内-15 k Pa处理下的土壤剖面含水率整体集中在14%~15%,较-25和-35 k Pa处理的更为均匀,水分密集区域距离滴头最近;-15 k Pa处理下苜蓿株高达到41.7 cm,盖度为15.3%,生物量值达到了281.29 g/m~2,在所有处理中均为最高。     

盐碱地滴灌对新疆杨生长及土壤盐分分布影响

通过田间试验研究高垄覆膜滴灌模式下不同土壤基质势对盐碱地新疆杨生长以及土壤盐分分布的影响。试验设5个水平的土壤基质势处理：-5kPa（S1）,-10kPa（S2）,-15kPa（S3）,-20kPa（S4）,-25kPa（S5）,每个处理重复3次,按随机区组布置。试验结果表明,2009年生育末期,根系周围土体中的盐分比...     

土壤基质势调控对温室滴灌番茄土壤水分分布和产量的影响

【目的】指导设施蔬菜生产中科学合理地利用滴灌技术进行灌溉。【方法】采用小区试验的方法,以冬春茬番茄为研究对象,布置了7个不同土壤基质势阈值的试验,在番茄开花坐果期和结果期分别控制滴头正下方20 cm深度土壤基质势在-15和-15 kPa(S1)、-15和-30 kPa(S2)、-15和-45 kPa(S3)、-25和-25 kPa(S4)、-30和-15 kPa(S5)、-30和-30 kPa(S6)以及-30和-45 kPa(S7),研究了日光温室滴灌土壤基质势调控下土壤水分随时间变化及空间分布的规律,以及番茄产量、畸形果率和灌溉水利用效率等。【结果】①控制滴头正下方20 cm深度土壤基质势可以明显影响0～100 cm深度土壤水分状况。②在番茄开花坐果期,当土壤基质势阈值控制在-30 kPa或更高时,番茄根系主要吸收利用0～60 cm深度以上范围的土壤水分,70 cm深度以下土壤水分基本不变,0～60 cm深度土壤体积含水率平均为28.6%,为田间持水率的84%,60～100 cm土壤体积含水率平均为36.2%,为田间持水率的90%。③番茄进入结果期后,当土壤基质势阈值控制在-25～-15 kPa时,整个土体土壤含水率基本保持在田间持水率的77%～91%,根系主要吸收利用0～60 cm深度以上范围的土壤水分,70 cm深度以下土壤水分消耗缓慢;当土壤基质势阈值降低到-45～-30 kPa时,根系吸收利用到80～100 cm深度的土壤水分,整个土体土壤含水率不断降低,降低到田间持水率的60%～66%。④不同处理番茄产量、畸形果率和灌溉水利用效率有明显差异,其中S3和S7处理番茄产量高,S5处理产量低;S1、S3和S4处理的畸形果率大,S6和S7处理的畸形果率低;S1处理的灌溉水利用效率最低,S7处理的灌溉水利用效率最高。【结论】日光温室少量高频滴灌条件下,当滴头正下方20 cm深度土壤基质势阈值开花坐果期控制在-30 kPa、结果期控制在-45 kPa时,整个土体土壤水分状况基本良好,番茄的产量高,畸形果率低,灌溉水利用效率高。     

供水吸力、保水材料对番茄生长和产量的影响

在温室条件下,采用负水头供水控水装置来持续稳定的控制土壤水分条件,采用裂区设计,研究了在供水吸力分别为4、7、10 kPa三种水分梯度下,2种保水材料(硅藻土、保水剂)对番茄产量与水分利用效率的影响。结果表明,随着供水吸力的增加,土壤质量含水率、光合速率、蒸腾速率、番茄的产量、干物质质量、植株耗水量均呈现出逐渐减小的趋势;在高土壤水分W1(4 kPa)条件下,保水剂(B3)的各项测定指标与其他处理的差异不大,但是在低土壤水分W2(7 kPa)、W3(10 kPa)或干旱的条件下,保水剂(B3)的土壤含水率、植株生长速率、光合速率、蒸腾速率、地上和地下部干物质质量、产量、耗水量、水分利用效率均显著低于CK(B1)和硅藻土(B2)。     

盐阳离子类型对红壤裂缝开闭规律的影响

为了探究灌溉水中盐离子浓度及类型对土壤裂缝变化过程的影响,为南方灌溉用水安全提供数据理论支持,采用蒸馏水配置15,10,5和2.5 g/L等4个质量浓度梯度的NaCl,KCl,CaCl₂和MgCl₂等4种类型溶液,分别浸泡南方亚热带地区的典型红壤,并且采用恒温蒸发模拟干燥过程和喷湿法模拟增湿过程,结合数字图像技术提取土壤表层开裂闭合过程中裂缝主要几何参数,分析盐阳离子类型对红壤裂缝发育过程特征的影响.结果表明:红壤干燥过程中,裂缝在土壤质量含水率由30%降至10%时增长最快;在质量含水率低于10%后达到最大值并保持稳定不变.红壤的裂缝面积密度与4种盐阳离子浓度呈极显著正相关关系,裂缝长度密度与K⁺及Mg²⁺呈极显著负相关,与Ca²⁺呈显著负相关关系.4种盐阳离子对红壤开裂面积促进程度深浅顺序为Na⁺,K⁺,Ca²⁺,Mg²⁺;4种不同离子浓度的处理中,NaCl质量浓度为10 g/L,而KCl,CaCl₂和MgCl₂质量浓度为15 g/L的溶液对红壤开裂促进效果最好,其裂缝面积相比于蒸馏水处理分别增大了155.0%,160.1%,109.4%和39.2%.红壤的开裂含水率低于闭合含水率,4种盐阳离子浸泡后会使红壤的开裂含水率和闭合含水率均升高.     

灰色理论关于滴灌加工番茄生理特性在盐化土中的应用

为了研究土壤盐碱胁迫对加工番茄生理及水肥利用效率的影响,运用灰色关联理论,研究各生理指标间及其与产量间的联系,寻找种植加工番茄适宜的土壤盐分含量范围.采用桶栽试验,人工配制4种不同处理的盐分含量土壤:非盐碱土壤(CK)、轻度盐碱土壤(S1)、中度盐碱土壤(S2),重度盐碱土壤(S3),盐分质量比分别为1.5,4.0,7.0,10.0 g/kg.结果表明,与处理CK相比,处理S1对加工番茄各生理指标及水肥利用效率基本无抑制现象,一定程度上提高了加工番茄的光电子传递效率和光合能力,水分利用效率与CK持平,氮肥偏生产力提高了3.85%,增产1.28%;处理S2和S3较CK抑制情况显著,光合荧光参数均有不同程度下降,胞间CO₂浓度和非光化学淬灭量子产量在生育中后期大幅上升,且处理S3抑制现象最为显著,水肥利用效率较CK显著降低了52.27%和50.00%,加工番茄减产率达到51.91%;处理S2和S3较CK和S1的生育进程加快,生理指标提前达到全生育期最大值;加工番茄的产量与净光合速率P_n,蒸腾速率T_r和非光化学猝灭系数NPQ有着很高的关联度,结合以上3个参数的生理变化规律,可以得出适宜加工番茄种植的土壤盐分质量比的范围为1.5~4.0 g/kg.     

滴灌条件下土壤基质势对豇豆产量和灌溉水利用效率的影响

研究了华北半湿润区滴灌条件下不同土壤基质势对露地栽培豇豆产量和灌溉水利用效率的影响。试验共有5个处理,分别控制滴头正下方0.2 m深度处土壤基质势下限高于-10、-20、-30、-40和-50 kPa。研究分析发现,土壤基质势对豇豆的产量没有明显的影响,并且随着土壤基质势控制的降低,豇豆整个生育期的灌水量明显降低,灌溉水利用效率显著升高。因此,在华北半湿润区,在保证豇豆安全度过苗期之后,可以通过控制滴头正下方0.2 m深度处土壤基质势下限高于-50 kPa来制定豇豆的滴灌灌溉计划。     

不同时期水分亏缺对冬小麦根系效率及后期抗旱性的影响

采用盆栽试验方法研究了不同生育期水分亏缺对冬小麦根系效率、后期抗旱性和水分利用效率的影响。试验设3个水分亏缺处理时期：越冬—拔节期、返青—拔节期、拔节—抽穗期;每个时期水分亏缺程度均为田间持水率的45%～50%。设置对照（CK）土壤含水率为田间持水率的70%～75%。结果表明,返青—拔节期水分亏缺提高了小麦的根系效率和...     

生物炭对砂壤土节水保肥及番茄产量的影响研究

采用室内盆栽试验定量分析方法,研究了砂壤土中施加不同含量生物炭对土壤节水保肥及提高番茄产量的影响。试验共设5个处理:不添加生物炭(CK),每1 kg干土加生物炭10 g(C10)、20 g(C20)、40 g(C40)和60 g(C60)。结果表明:施加生物炭处理有利于提高土壤肥力,其中较高施用量的处理增幅明显。与CK相比,C60处理的有机质含量增加560%;C60和C40的碱解氮含量分别增加110%和130%,速效磷含量增加410%和290%,速效钾含量增加290%和150%。随着生物炭施用量的增大土壤含水率呈现递增趋势,其中C60较CK提高170%。较高生物炭施用量可以有效增加番茄产量,C60和C40处理分别比CK提高98%和170%,其中C40处理的产量增幅最大。相关分析可知,水、肥因素对番茄产量影响显著,相关性超过80%,通过在砂壤土中施加生物炭可有效提高肥水利用效率,提高番茄产量。