干旱区滴灌核桃叶面积指数、截获辐射能对产量的影响

针对新疆阿克苏地区干旱少雨、灌水利用不合理等问题,通过开展滴灌灌水方式下的大田试验,研究不同灌水定额对核桃树叶面积指数(Leaf Area Index,LAI)、截获辐射能、产量的影响,为核桃树高效施水、优质高产提供理论依据。以7a生核桃树为研究对象,在滴灌条件下设置3组灌水定额:C1(150m3/hm2)、C2(300m3/hm2)和C3(450m3/hm2),使用HemiView冠层分析仪器测定核桃树LAI及截获辐射能,并建立灌水定额、LAI、截获辐射能与核桃干重产量的数学模型。不同灌水定额处理下的核桃树LAI变化趋势基本相同,大致呈现先增后减趋势。在试验阶段,各处理间的LAI大小排序均为C2C3C1。不同灌水定额对截获辐射能产生显著性影响,其中尤以对C2的影响最大,对C1的影响最小。截获辐射能随核桃生育期的进行呈先增后减,各处理于7月下旬先后达到最大,其中,C2处理下的截获辐射能为处理间最大值。核桃树LAI与截获辐射能在0.01水平呈极显著正相关。在3组灌水定额处理下,随着灌水量的不断增加,LAI、核桃干重产量先增大后减小,在300m3/hm2的灌水定额处理下LAI取得最大值。在影响核桃干重产量的3因素(灌水定额、LAI、截获辐射能)中,LAI对核桃产量的影响最大。综合考虑影响核桃树果实产量的3因素,结合产量数学模型,以产量最大化为目标,得到的最佳控制因素组合为灌水定额331.892m3/hm2,LAI2.279m2/m2,截获辐射能4 266.591mol/(m2·yr),此时最大核桃干重产量为2 978.445kg/hm2。     

不同灌水定额对北疆苜蓿叶面积指数和产量的影响

【目的】研究紫花苜蓿在浅埋式滴灌条件下,不同灌水定额对叶面积指数生长特性和产量的影响及二者之间相互关系。【方法】通过开展大田试验,共设置5个水分处理,依次为300 m3/hm2(T1)、375 m3/hm2(T2)、450m3/hm2(T3)、525 m3/hm2(T4)、600 m3/hm2(T5),采用植物冠层分析仪测量了不同灌水定额的紫花苜蓿叶面积指数和产量,分析相互关系,运用回归分析法拟合生长模型并进行验证。【结果】紫花苜蓿叶面积指数随着灌水定额的增大而增大,生长规律呈现先快后慢,倒"L"型趋势,2茬末期均出现衰败现象,第2茬受天气转冷因素表现更加明显。灌水定额525 m3/hm2以上叶面积指数没有明显提高,对应T4处理产量最高,叶面积指数、产量、灌水定额三者相互之间均存在显著相关性,建立三者之间相互单因素回归分析方程,拟合度较高。WUE随着灌水定额的增大呈现单侧下降趋势。【结论】运用浅埋式滴灌技术开展紫花苜蓿灌溉试验,适宜的灌水量可以改善紫花苜蓿生长状态,提高作物产量,达到节水增效的目的。     

基于HemiView分析的不同灌水定额对核桃树叶面积指数的影响

以核桃树为供试作物,研究不同灌水定额对核桃树叶面积指数的影响。试验在核桃树油脂转化期进行,分别采用滴灌和涌泉灌两种灌水方法,并设定3个灌水定额梯度(30,37.5,45mm),运用HemiView数字植物冠层分析系统对核桃树叶面积指数进行分析。结果表明:1滴灌条件下,核桃树灌水定额与叶面积指数无显著性差异。随着灌水定额的增加,核桃树的叶面积指数先增大后减小。2在相同的灌水定额条件下,与涌泉灌相比,滴灌下的叶面积指数更大。     

不同灌水处理对玉米生长特性及水分利用效率的影响

【目的】针对宁夏干旱区水资源严重匮乏、灌溉水利用效率低等问题,开展田间玉米膜下滴灌试验,探索不同灌水处理对玉米生长特性及水分利用效率的影响。【方法】通过设置4个灌溉定额(1 350、1 650、2 100、2 550 m3/hm~2)和2个灌溉次数(8次、10次)共8个处理,研究了不同灌水处理对玉米耗水量、叶面积指数、光合特性、产量及水分利用效率的影响。【结果】耗水量随灌水量增加呈上升趋势,灌水8次条件下耗水量高于灌水10次;全生育期W1处理(2 550 m3/hm~2,8次)叶面积指数最大,W8处理(1 350 m3/hm~2,10次)叶面积指数最小;光合速率日变化呈双峰凸抛物线型,蒸腾速率日变化呈单峰凸抛物线型,低水分处理的蒸腾速率普遍低于高水分处理;W5(1 650 m3/hm~2,8次)、W7(1350 m3/hm~2,8次)处理灌溉水生产效率高,但产量低,W2(2 550 m3/hm~2,10次)、W4(2 100 m3/hm~2,10次)、W1处理灌溉水生产效率很低,W3处理(2 100 m3/hm~2,8次)水分生产效率仅次于W1处理,是节水的最佳处理。【结论】综上,灌水方案以W3处理为宜。     

不同灌水定额对成龄核桃耗水量及水分利用效率的影响

为探究滴灌条件下不同灌水定额对成龄核桃耗水规律及植株生长、产量及水分利用效率的影响,并确定适宜的灌水定额,试验以10 a生成龄核桃为研究对象,设置3种灌水定额(375、450、525 m~3/hm~2)作为处理开展田间试验研究。结果表明:核桃树新梢长度与果实横、纵径大小均随灌水定额的增加而增大,耗水量则随生育期的推移逐渐增大。在硬核期和油脂转化期,核桃的蒸发蒸腾量达到峰值,耗水量也达到全生育期最高,3个处理这两个生育期的耗水模数之和分别达到66.52%,70.25%,72.00%。不同灌水处理下核桃的Kc整体上均呈单峰曲线变化,成龄核桃单日ET_0从开花结果期至油脂转化期整体呈抛物线特征。综合分析试验结果,认为灌水定额为450 m~3/hm~2的处理2为最优处理,适合在实际生产灌溉中推广应用。     

不同灌水模式对核桃树产量及品质的影响

通过大田小区试验与理论分析,研究了6 a生核桃树在不同灌水处理:灌水定额为15 mm滴灌,C1处理;灌水定额为30 mm滴灌,C2处理;灌水定额为45 mm滴灌,C3处理;灌水定额为30 mm涌泉灌,C4处理,对核桃树生理生态、产量及品质的影响。结果表明,各处理间叶绿素最大质量分数以及最终叶面积的关系为:C2处理C3处理C4处理C1处理,处理间有显著性差异;在果实纵横径及核桃体积上,各处理间差异显著,其最终值大小关系为:C2处理C3处理C4处理C1处理;脂肪量在处理间关系为:C2处理C4处理C3处理C1处理;蛋白质质量分数随着灌水定额增加而增加;C2处理单果质量最高、体积最大、出仁率最高且总产量最高。综合考虑,推荐采用C2处理进行灌溉。     

基于时序动态模型的不同灌水定额下食葵增产潜能分析

为促进食葵长势,提高食葵产量、水分利用效率,设置5个灌水定额水平(W1:300 m~3/hm~2、W2:375 m~3/hm~2、W3:450 m~3/hm~2、W4:525 m~3/hm~2、W5:600 m~3/hm~2),分析比较了不同灌水定额对食葵株高、叶片数、盘径和茎粗的影响,探明了不同灌水定额下食葵生长指标与产量和耗水量的关系,利用时序动态评价模型分析了不同灌水定额下提高食葵产量和水分利用效率的潜能。结果表明:食葵株高、叶片数、盘径和茎粗随着灌水定额增加而增大,525 m~3/hm~2和600 m~3/hm~2灌水定额下食葵生长指标增长效果明显,当灌水定额增加到600 m~3/hm~2食葵茎粗不增反减,300 m~3/hm~2灌水定额限制食葵植株生长,高灌水定额更利于促进食葵株高和叶片数增长;食葵生长指标与产量和耗水量存在正向关系,耗水量和产量随着食葵植株长势转优而增加。525 m~3/hm~2灌水定额下食葵植株长势优且耗水量高,产量高。600 m~3/hm~2灌水定额下增加食葵营养生长时长,耗水量高且不利于食葵增产。在生长阶段,525 m~3/hm~2和600 m~3/hm~2灌水定额下食葵耗水量高,株高和茎粗缩减量大。评价结果表明,300 m~3/hm~2灌水定额下食葵综合长势处于劣势,提高产量和水分利用效率的能力弱,即潜能小;525 m~3/hm~2灌水定额下食葵综合长势最优,潜能大。选择525 m~3/hm~2灌水定额作为实际食葵灌溉制度较为适宜。     

水分胁迫对冬小麦冠层辐射截获率和利用效率的影响

冬小麦地上部生物量和最终产量都取决于冠层截获光合有效辐射(Photosynthetically active radiation,PAR)的能力以及辐射利用效率(Radiation use efficiency,RUE)的大小。目前主要的作物生长模型都是利用作物冠层PAR截获率与RUE的关系来模拟作物的干物质积累和产量形成过程。为了探讨不同生育期受旱对冬小麦冠层PAR截获率和RUE的影响,本研究开展了2个生长季(2015—2016年和2016—2017年)的冬小麦田间试验。试验设置返青+拔节受旱(Early stress,ES),抽穗+灌浆受旱(Later stress,LS)以及全生育期不灌水(Whole stress,WS)3个不同处理,另外设置充分灌水处理作为对照(CK),灌水定额为80 mm。冠层接收到的太阳辐射通过每个小区中心处安装的PAR传感器全天候、不间断测得。结果表明土壤相对含水率能够有效反映冬小麦在不同受旱处理下的缺水状态。在受旱条件下,ES、LS和WS处理的最大叶面积指数分别比CK处理低31%、15%和58%。受叶面积指数影响,CK、ES、LS和WS处理的最大冠层PAR截获率分别为90%、88%、79%和42%,WS处理显著低于其他3个处理,同时,各处理叶面积指数和冠层PAR截获率的差异导致不同的冠层消光系数,其中ES处理的消光系数低于LS处理。CK、ES、LS和WS处理2年的平均地上部生物量分别为1 532、1 410、1 403、537 g/m~2。冬小麦的作物生长速率(Crop growth rate,CGR)呈现出和地上部生物量相似的规律,二者之间具有良好的相关性(R~2=0.99)。冠层辐射截获率和地上部生物量决定了冬小麦的RUE,本研究中CK处理的RUE为3.55 g/MJ,ES和LS处理的RUE要比CK处理低22%和5%,而WS处理仅比CK处理低22%。冬小麦的RUE在整个生育期呈先增大后减小的趋势,在开花期达到峰值。营养阶段受旱引起的冬小麦RUE降低幅度更大,全生育期受旱下冬小麦RUE呈现不同的干旱响应机制,有待于进一步研究。本研究认为将消光系数和RUE作为生育期或者积温的函数来对待而非单一常数,可以帮助改善作物模型中干物质的估算精度,降低模拟结果的不确定性。     

水分调控对宁夏枸杞光合特性及产量的影响

为了探索适宜宁夏中部干旱带滴灌枸杞的灌溉定额,在同心县下马关镇示范基地进行了大田试验,研究了不同灌溉定额对滴灌枸杞光合特性、水分利用效率及产量的影响。结果表明:灌溉定额2 160 m3/hm~2时,滴灌枸杞净光合速率、蒸腾速率最高,灌溉定额1 890 m3/hm~2时次之而叶片胞间CO2浓度以灌溉定额2 160 m3/hm~2最低,为230.55μmol/mol,表明随着灌水量的增加,枸杞净光合速率与蒸腾速率增加,而胞间CO2浓度随之减少;各处理的叶片水分利用效率LWUE峰值在12∶00左右出现,W4处理的LWUE最高,W2处理的最低;灌溉定额1 620 m3/hm~2时产量最高,为9 923.4 kg/hm~2,灌溉定额1 350 m3/hm~2时产量最低,为7 792.2 kg/hm~2,灌水量在一定范围内可增产,但超出1 620 m3/hm~2,产量与灌溉定额不呈正相关关系。     

日光温室延后栽培葡萄滴灌灌溉制度试验研究

以美国红提葡萄为试材,根据其在不同生育期的需水规律,以灌水次数、灌水周期、灌水定额为试验因素,对非耕地日光温室葡萄滴灌灌溉制度进行了研究。温室葡萄全生育期为228d,各生育期的灌水定额设有150、300和450m~3/hm~2 3个水平,灌溉周期设置16、20和25d3个水平,试验共设6个处理,每个处理3个重复,共设18个试验小区。经过灌水要素的优化选择,在滴灌条件下全生育期内最优平均灌水次数为14次,灌水周期为16d,次均灌水量310.71m~3/hm~2,适宜灌溉定额4 350m~3/hm~2,产量达到3.49万kg/hm~2。     

地下水埋深对再生水灌溉的夏玉米生长影响

为探讨地下水埋藏较浅地区再生水灌溉对夏玉米生长的影响,利用地中蒸渗仪控制不同地下水埋深(2、3和4 m),对夏玉米进行再生水灌溉试验,灌水量设900 m3/hm2和1200 m3/hm2二个处理,并与清水灌溉进行对比。试验表明,与对照相比,再生水灌溉叶面积指数和株高最大值出现时间要提前近10 d左右;不同地下水埋深的低水和高水处理叶面积指数变化趋势相同,都为埋深2 m>埋深3 m>埋深4 m;地下水埋深2 m3、m处理,低水和高水的株高非常接近,且都大于相应灌水量4 m地下水埋深处理;地下水埋深2 m、3 m处理再生水灌溉理论产量明显大于对照。     

不同灌水定额对北疆小麦生长和产量的影响

通过大田试验,用以探究滴灌下不同灌水定额对小麦生长和产量的影响。初步探究结果表明:总体上小麦的生长指标和产量均随着灌水定额的增加呈先升高后下降的趋势,并在灌水定额为525m~3/(hm~2·次)(T5)时达到最大值。灌水量为525m3/hm~2是一个分界线,当灌水量小于525m~3/hm~2时,灌水量的提升将促进小麦的生长发育和产量的增加;当灌水量高于525m~3/hm~2时,灌水量继续提升将不再有利于小麦的生长发育,甚至可能抑制产量的增加。灌水定额为525m3/hm~2(T5)和600m~3/hm~2(T6)的小麦产量及产量构成因素均无显著差异,但经综合对比表明:525m~3/hm~2(T5)经济效应高于600m~3/hm~2(T6),故525m~3/hm~2(T5)为最佳灌溉制度。同时该试验结果可为北疆地区滴灌小麦探究最优的灌溉制度提供合理的参考依据。     

不同灌溉定额对枸杞光合特性及产量的影响

针对宁夏灌溉水资源紧缺的生产实际,以覆膜滴灌枸杞为研究对象,设置不同灌溉定额进行田间试验,研究了不同灌溉定额对枸杞光合特性及产量的影响。结果表明:1净光合速率日变化,低水分呈双峰型,高水分呈抛物线型;蒸腾速率日变化呈单峰型,不同水分处理的蒸腾速率峰值出现时间点不同;胞间CO_2浓度随着灌水量的增加而降低;2灌溉定额2 700m~3/hm~2时叶绿素相对含量最大,为67.2,灌溉定额3 600m~3/hm~2时最小,为64;3灌溉定额2 700m~3/hm~2时产量最高,为10 440kg/hm~2,灌溉定额3 600m~3/hm~2时产量最低,为7 126.2kg/hm~2,灌水量在一定范围内可增产,但超出2 700m~3/hm~2,产量与灌溉定额不呈正相关关系。     

不同灌水量对南疆棉花墒情及长势的影响研究

通过棉花膜下滴灌大田试验,研究了不同灌水量情况下作物长势与产量影响及土壤墒情变化与分布规律的影响。试验共设了3 300、3 000、2 700、2 400m3/hm2等不同灌溉定额的处理,在各处理试验小区内装土壤墒情传感,并其传感器探头埋在地下10、20、40cm处实时监测不同层面土壤含水量和温度变化,以及同时在相应处取土样采用烘干法测土壤含水率和田间持水量。结果表明:3 300、3 000m3/hm2灌溉定额下,作物长势、土壤含水率和温度变化规律比较好,并与产量的相关性显著最佳状态,灌溉定额对土壤水分与温度灌水前后和灌水周期内变化的影响有明显显著。     

不同灌水定额对枸杞光合作用及生长特性的影响

通过对红寺堡区弘德村的红枸杞采用不同的灌水定额对其生长特性、光合作用进行研究,结果表明:枸杞的光合速率日变化呈双峰型,峰值分别在11∶00和15∶00左右,当灌水定额为135 m3/hm~2时,枸杞的光合速率[16.01 CO_2μmol/(m~2·s)]最高,比灌水定额为67.5、0 m~3/hm~2分别高22.75%,52.95%;枸杞的新稍生长长度及地径生长量随灌水定额的增加而增加,当灌水定额为135 m~3/hm~2时,新稍生长长度(31.5 cm)及地径生长量(0.618 cm)达到最大,分别比灌水定额为67.5 m~3/hm~2高28.57%,50.71%。因此,根据当地的水资源情况及经济效益考虑,选择灌水定额为135 m~3/hm~2为最佳灌水定额。     

垄作沟灌条件下不同灌溉制度对土壤水分及制种玉米产量的影响

为探求西北内陆干旱地区制种玉米合理的灌溉制度,在石羊河流域设置了灌水定额、灌水次数、次追肥量和追肥次数的L9(34)正交试验。结果表明,制种玉米生育期表层土壤水分变化大,随制种玉米播后天数的增加呈降低趋势。相同灌水定额条件下,随灌水次数增加深层土壤水分含量出现多次峰值。制种玉米经济产量介于2 704.14~4 877.57 kg/hm~2,水分利用效率介于0.737~1.053 kg/m~3。制种玉米产量与耗水量呈显著正相关关系(R2=0.84)。产量与穗粗、穗长、秃尖长、穗行数及行粒数各产量特征值呈显著正相关关系。垄膜沟灌条件下,制种玉米全生育期灌水6次(播后灌水定额500 m~3/hm~2,拔节期、大喇叭口期、抽穗期、灌浆前期、灌浆后期灌水定额均为400m~3/hm~2),总灌溉定额为2500 m~3/hm~2,拔节期、大喇叭口期分别追施N肥1次(追肥量150 kg/hm~2)的水肥调控措施作物产量和水分利用效率最优。     

养猪废水灌溉对冬小麦作物-土壤系统影响研究

采用大田试验研究养殖废水灌溉对作物-土壤系统各因子的影响。结果表明,灌水定额为900 m3/hm2有利于产量的增加,灌水定额为600 m3/hm2有利于水分利用效率提高。冬小麦叶水势随生育阶段的推移而减小,养殖废水处理的叶水势较清水处理的小。表层0~40 cm为水分交替变化的敏感土层,随深度的增加,变化幅度减小。