三江平原典型低湿地雨养农田水分特征

根据农田土壤水分要素实测资料。结合年度气象因素分析了三江平源大豆田水分收支及生长季农田土壤流水作业发盈亏状况。结果表明,正常年份作物生育期内自然降雨基本能满足大豆蒸散耗水需求;发生季节性干旱且生育期降水与正常年份持平但分配不均时,大豆生长受到阶段性水分胁迫,农田水分收支平衡;若生育期降水量比正常年份少则大豆生长受到严重水分胁迫,自然降雨不能满足作物需水量。近年,该区季节性干旱频繁发生,研究农田水分平衡和区域水资源有效利用是很重要的。     

中国北方苹果主产省降水分布特征分析

利用1970-2017年7个中国苹果主产省及周边210个气象站逐日降水资料和1km分辨率的数字高程数据,采用基于样条函数插值理论的专业气象插值软件ANUSPLIN对降水数据进行空间插值。结合地理信息系统软件Arc GIS和变异系数、气候倾向率等相关数理统计方法,分析苹果主产省的降水时空分布特征;并根据适宜苹果栽培的年降水量区间和苹果主产区降水分布情况探析苹果关键生育期适宜降水量。结果表明:苹果主产省年平均降水量与关键生育期平均降水量均具有南高北低、东高西低的空间分布特征,约51.7%的区域年降水量为500.0～800.0mm,其中,主产区的年降水量基本在500.0～800.0mm。萌芽-幼果期、果实膨大期和着色-成熟期平均降水量对年平均降水量的贡献率分别为0.114～0.385、0.428～0.712和0.000～0.270。研究区降水时间分配与苹果需水规律较吻合,但降水量变异系数较大,基本在0.15以上。从气候倾向率看,大多数区域降水量的变化趋势不显著,除着色-成熟期外,各时段降水量变化通过0.05水平显著性检验的区域不足1.0%。结合苹果主产区和苹果适宜栽培的年降水量值,初步判定苹果萌芽-幼果期、果实膨大期和着色-成熟期的适宜降水量范围分别为66.2～170.2mm、238.4～527.9mm和69.0～200.8mm。     

分次追施氮肥对红富士苹果叶片衰老及15N吸收、利用的影响

以15年生红富士苹果/八棱海棠为试材,研究等氮量分次追施氮肥对红富士苹果叶片衰老及15N吸收、利用的影响。结果表明:叶片叶绿素含量和超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）活性在盛花期均以一次性追肥处理最高,二次追肥处理次之,三次追肥处理最低,且与一次追肥处理差异显著;在花芽分化期均以二次追肥处理最高,三次追肥处理次之,一次追肥处理最低;在果实采收期均以三次追肥处理最高,一次追肥处理最低,且与三次追肥处理差异显著;三个追肥处理的叶片全氮量在盛花期和花芽分化期差异不显著,而在果实采收期以三次追肥处理最高,二次追肥处理次之,一次追肥处理最低,且与三次追肥处理差异显著;不同追肥次数处理,果实成熟期植株各器官Ndff值差异显著,三次追肥处理显著高于一次和二次追肥处理;在盛花期叶片中的Ndff值一次追肥处理最大,在花芽分化期二次追肥处理最大,在果实成熟期三次追肥处理最大。果实成熟期三次追肥处理植株的总氮量、吸收的15N量及15N肥料利用率均为最大。     

基于根系层水分状态的旱区净灌溉需水量模型构建和应用

为更准确计算灌区净灌溉需水量,促进灌区水资源高效利用,针对降水过剩可能产生深层渗漏和地表径流,以及采用经验公式计算不同作物有效降水量可能错误估算净灌溉需水量的问题,该研究建立了基于根系层水分状态的净灌溉需水量模型。以景电灌区为例,计算了2000－2020年平均净灌溉需水量和有效降水量,并分析了各驱动因子对净灌溉需水量的影响,结果表明：不同作物年净灌溉需水量在319.4～732.3 mm之间,降水利用效率在39.2%～56.1%之间,夏秋作物的降水利用效率高于春夏作物。夏秋作物的年净灌溉需水量与年降水量相关性更强,春夏作物的年净灌溉需水量与作物需水量的相关性更强,所有作物的月净灌溉需水量仅与月作物需水量呈显著正相关。敏感性分析表明,净灌溉需水量与作物需水量呈正相关关系,与降水量和根系深度呈负相关关系。夏秋作物比春夏作物对降水量和作物需水量的敏感性更强。对净灌溉需水量贡献程度由大到小分别为作物需水量、降水量和根系深度,其中作物需水量贡献率占86.0%发挥主导作用,特定年份根系深度贡献率为12.0%,根系深度对净灌溉需水量的影响不容忽视。与传统净灌溉需水量模型相比,该研究所计算的净灌溉需水量充分考虑了不同作物降水利用效率的差异,计算结果可为灌区水资源管理提供参考。     

河北省棉花灌溉需水量与灌溉需求指数分析

对不同水文年份作物需水量和灌溉需水量的分析能够为作物灌溉用水定额的制定、作物生育期的水分管理和农业水资源规划提供基础数据。该文基于河北省棉区的气象资料,采用FAO推荐的Penman-Monteith公式和作物系数法计算参照作物需水量和棉花需水量;利用水文计算应用最广的皮尔逊III型分布曲线,通过频率计算和配线法确定不同水文年份棉花生育期的有效降水量和需水量;据此分析不同水文年份棉花的灌溉需水量和灌溉需求指数。分析结果表明,河北省棉花多年平均需水量648.9 mm,多年平均灌溉需水量190.6 mm,多年平均灌溉需求指数0.29。枯水年(P=75%)、平水年(P=50%)和丰水年(P=25%)河北省棉花灌溉需水量分别为299.1、182.8和84.7 mm,灌溉需求指数分别为0.45、0.28和0.13。     

水氮耦合对南疆地区红富士苹果矿质元素含量的影响

新疆自治区南部阿克苏地区是新疆红富士苹果的主要产区。以该区红富士苹果为对象,设置不同水氮处理,利用原子吸收法测定了果实中6种矿质元素的含量,分析了不同施肥、灌溉水平对各矿质元素含量的影响。结果表明,灌水适中条件下增施氮肥量可以提高苹果果实中Ca,Mg,Zn的含量;适度的灌水量和氮肥供应能维持Fe元素含量保持较高的水平,灌水量和氮肥供应过高、过低均不利于苹果果实中矿质Fe的积累。Cu和Mn含量与氮肥施用量呈正相关关系。     

西藏冬小麦需水关键期的降水变化趋势分析

利用1961～2000年西藏不同农业气候区旬降水量资料，分析了冬小麦生育期的降水特征及趋势变化。结果发现，半干旱农区冬小麦拔节-孕穗期、抽穗-乳熟期的降水变率较大，多数年份自然降水不能满足作物需水，水分亏缺严重。半湿润农区多数年份拔节-孕穗期的降水少于作物需水量，而抽穗-乳熟期相反，水分有盈余。过去40年冬小麦抽穗-乳熟期、全生育期的降水量，在半湿润农区呈较明显的增加趋势，而在半干旱农区1980年以前呈减少趋势，1981年以后表现为显著的增加趋势。     

黑龙港流域夏玉米生育期降水、需水和干旱时空分布特征

黑龙港流域地下水超采导致水分极度匮乏,提高降水利用效率成为该区夏玉米生产的关键。该文利用黑龙港流域18个地面气象观测站1966—2015年逐日气象数据,对玉米全生育期及各生育阶段的有效降水量、需水量、作物水分亏缺指数、干旱发生频率的时空分布特征等进行了分析。结果表明,夏玉米全生育期有效降水量292.89～361.56 mm,呈"东北高、西南低"的趋势;需水量362.82～444.04 mm,呈"南部高,北部低"的趋势;近50年总有效降水量和需水量均呈下降趋势,且需水量的变化与平均日照时数、平均风速呈高度正相关;全区干旱发生频率为48.30%,其中南部超33.3%,中部及北部超66.6%;黑龙港中部和北部在成粒和灌浆阶段出现干旱的几率较大,南部在成粒阶段出现干旱的几率较大。该研究为黑龙港夏玉米降水资源的高效利用提供了理论依据。     

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。     

矮化自根砧红富士幼树对土施15N-尿素的吸收、分配和利用

【目的】 研究不同施氮水平对矮化自根砧红富士苹果幼树氮素吸收、分配和利用的影响,为矮化自根砧苹果园氮素管理提供依据。 【方法】 采用盆栽试验,以2年生矮化自根砧红富士苹果幼树为试材,利用15N同位素示踪技术,研究三个施氮水平下幼树对氮素的吸收、分配及利用特性。试验设三个处理,每千克土施氮 (N) 量为0.1 g (N_0.1)、0.2 g (N_0.2) 和0.3 g (N_0.3),分别在春梢停长期 (6月23日)、秋梢停长期 (8月25日)、养分回流期 (9月20日) 和落叶前期 (10月23日) 取全株样品进行氮的分析测定。 【结果】 至落叶前期,矮化自根砧红富士苹果幼树总干重和根系生物量以N_0.1水平最高。不同氮素水平下,植株不同器官从肥料中吸收分配到的15N量对该器官全氮量的贡献率 (Ndff) 差异较大。氮肥施入至春梢停长期,幼树地上部新生营养器官Ndff值最高;秋梢停长期至落叶前期均以根系的Ndff值最高,同时根部吸收的15N也优先向营养器官运转;树体对氮的吸收征调能力随施氮量的增加而减弱。果树春梢停长期,N_0.1处理树体新吸收的氮素可更为快速地转运至新生器官;春梢停长期至养分回流期,叶片15N分配率最大;落叶前期,N_0.1处理根系15N分配率 (33.8%) 显著高于N_0.2 (17.0%) 和N_0.3 (22.5%) 处理,叶片中约37.6%的氮素回流到树体内。随着生育期的推移,树体15N利用率显著提高,至养分回流期各处理15N利用率为N_0.1(30.0%) > N _0.2 (27.9%) > N _0.3 (21.7%)。春梢停长期至养分回流期,三个施氮水平下树体吸收的15N均占整个生育期氮素吸收的80%或以上。 【结论】 春梢停长期至养分回流期是矮化自根砧红富士苹果幼树氮素营养需求的关键时期,N_0.1处理有利于幼树营养生长和氮素的吸收利用及贮藏,建议生产上应适当控制氮肥的投入,根据果树需肥关键时期合理施用氮肥,满足树体不同生长发育阶段对氮素的需求,提高氮肥利用率。      

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。     

西辽河平原覆膜和浅埋对滴灌玉米生长的影响

为对比研究覆膜和浅埋对滴灌玉米生长的影响,以西辽河平原为研究区,设置膜下滴灌与浅埋滴灌2种灌溉方式和高、中、低3种灌溉水平,对滴灌玉米生长指标、根系分布、耗水量及产量等进行分析,寻求适宜试验区玉米高效节水灌溉模式。结果表明:(1)平均叶面积指数膜下滴灌较浅埋滴灌处理高13%～20%。膜下滴灌根系在30 cm土层内分布均匀,浅埋滴灌根系分布较膜下滴灌深10 cm。(2)膜下滴灌总耗水量较浅埋滴灌低9%,节水效果明显。(3)平水偏枯年膜下滴灌处理产量高于浅埋滴灌7%～15%,平水偏丰年膜下滴灌处理的产量低于浅埋滴灌处理6%～19%(p0.05)。(4)中水处理产量高,水分生产率最大,为最佳灌水处理。(5)对不同研究区通过多年平均降雨量和当年降雨预报推算生育期降雨量,对于268.32 mm的地方推荐使用膜下滴灌更佳,灌溉定额为186.1 mm,灌水7次。降雨量268.32 mm的地方推荐使用浅埋滴灌更佳,灌溉定额为228.0 mm,灌水8次。研究结果可为试验区及类似地区玉米高效灌溉生产提供理论依据。     

咸淡交替灌溉下生物炭对滨海盐渍土及玉米产量的影响

滨海滩涂地区蕴藏着丰富的微咸水资源，该研究提出咸淡交替灌溉和生物炭相结合的方法来促进这类次等水土资源的农业生产。于2017年和2018年进行了遮雨条件下滨海盐渍土玉米种植试验，并设置了不同咸淡交替灌溉（全淡水灌溉，分别在六叶至抽雄、抽雄至吐丝、吐丝至成熟期灌溉3 g/L微咸水而其余时期淡水）和生物炭（0、15、30 t/hm2）处理。结果表明，咸淡交替灌溉下盐渍土电导率和碱化度明显升高，盐渍化程度与微咸水比例和顺序有关。六叶至抽雄期微咸水灌溉可严重抑制叶片生长和干物质累积，并导致籽粒数量和重量下降，造成27.2%～32.7%减产；抽雄至吐丝期微咸水灌溉下作物受损降低，但减少了籽粒数量，造成11.4%～14.0%减产；吐丝至成熟期微咸水灌溉无明显影响。施用生物炭后，咸淡交替灌溉下盐渍土电导率和碱化度降低了3.7%～21.7%和9.2%～45.2%，总孔隙度和水稳性团聚体增加了3.1%～11.9%和40.0%～168.9%，有效氮、磷、钾含量提高了34.9%～109.0%、21.0%～58.1%和13.6%～57.8%。随着土壤条件改良，生物炭有助于增强玉米生长前中期的耐盐性能进而缓解盐胁迫危害，在六叶至吐丝期间灌溉微咸水仍能保持良好的叶面积指数、干物质累积和产量特性，因此促进了咸淡交替灌溉的可行性和适用性，相同交替灌溉下籽粒产量提高了10.9%～32.3%。该结果对滨海地区盐渍化水土资源的农业利用具有指导作用。     

华北平原小麦－玉米两熟制节水潜力与灌溉对策

利用详细校正的农业系统模型可以综合土壤、气候及作物等因素综合评价节水灌溉制度,为农田水分优化调控提供理论和技术支持。该文利用根系水质模型（RZWQM-CERES）模拟分析了华北平原2个代表性站点（禹城和栾城）小麦-玉米两熟制下作物产量、农田蒸散和灌溉需水量多年的变化特征（1961－1999）,结果表明栾城站小麦季农田最大蒸散量与灌溉需水量多年平均分别为632和496 mm,明显高于禹城站,而玉米季最大蒸散量相近,分别为395和384 mm。2个站点灌溉需水量都集中在小麦季（3－5月）,但在栾城站播种期（6、10月）灌溉需水量较高。由于2站点气候和土壤条件的差异,作物产量对水分胁迫的响应特征明显不同,在获得相似目标产量时,禹城站灌溉需水量低于栾城站。以作物水分胁迫指数为基础的节水灌溉制度模拟评价表明2个站点冬小麦水分敏感期为孕穗期,但播前灌溉的产量效应差异明显。综合以上结果初步建立了2个站点高效用水和环境友好型的节水灌溉策略。     

黄土区旱地春小麦农田水分生态特征与改善途径

本文应用固原与黄土高原多年多点旱作春麦农田水分资料,对旱地春麦的农田水份平衡、作物耗水规律、土壤耗水分布与利用程度、作物产量与土壤有效贮水和生育期降水的定量关系、提高土壤水分利用率的途径与效益等进行了比较系统的研究。结果:（1）旱作春麦总耗水量平均为300mm左右,丰水年近于400mm,旱年260mm左右;（2）总耗水中,土壤供水占35%,生育期降水占65%;（3）土壤耗水大部分来源于1m土层,占85%,1～2m土层仅占15%;（4）1m土层有效贮水最大利用程度已达86%以上,所剩水量已为难利用水,无多大潜力可挖;1～2m土层有效水最大利用程度仅50%左右,尚有60mm以上水分未得到充分利用,（6）生育期降水对产量的贡献大于土壤贮水,其回归系数分别为0.233和0.213kg/mm,单位水量（mm）的产量效应生育期降水比土壤贮水高9.4%;（6）作物耗水强度前期为每天1.0mm,中期为3.0mm,后期为2.0mm,全生育期平均为1.9mm,其耗水进程呈Logistic规律;（7）春麦产量与总耗水量之关系,在耗水量450mm以内呈幂函数关系,其方程为Y=aET^b。     

土壤水分状况对温室青茄水分利用和外观品质的影响

为确定温室青茄优质高效的灌溉指标, 采用小区试验方法, 研究了不同生育阶段土壤水分状况对滴灌条件下温室青茄耗水量、产量、水分利用效率及果实外观品质的影响。研究结果表明, 任何时段水分亏缺均会降低青茄的耗水量; 温室青茄果实大小、坐果数以及最终产量均随水分亏缺程度的增大而减小, 产量、水分利用均与耗水量呈现良好的二次抛物线关系, 最优耗水量在307.12~339.59 mm 之间。当青茄土壤水分(占田间持水量的百分比)下限控制在苗期60%~70%、开花坐果期和成熟采摘期均为70%时, 产量及坐果率较高, 水分利用效率较佳, 可作为滴灌条件下温室青茄适宜的土壤水分控制指标。     

北京地区旱稻作物需水与降水的耦合分析

基于4a的田间试验资料，采用农田水分平衡法确定了旱稻出苗后各生育阶段的需水量；利用1971年-2000年北京地区逐日降水资料，计算了旱稻各生育阶段在不同降水保证率下的降水量，并选取25％、50％、75％和95％保证率作为典型的湿润年、平水年、干旱年和极枯水年，进行旱稻各生育阶段降水与作物需水的耦合度分析和补灌量估算。结果表明：旱稻出苗后总需水量平均为596.1 mm，需水强度平均为4.3 mm/d，需水强度峰值出现在孕穗-抽穗阶段。4种降水年型下旱稻出苗后降水和旱稻需水的耦合度分别为0.82、0.71、0.50和0.39，所需的补灌量分别为106.6、171.1、296.0和363.9 mm。     

基于Meta分析华北冬小麦高产高效协同提升灌溉方案

目前针对灌溉对冬小麦产量和水分利用效率影响研究大多基于单点实验，受气候、土壤等因素影响，研究结果可比性较差，且难于获得区域结论。本文通过检索搜集获得186篇大田实验文献，共1876对观测数据，采用Meta分析方法分析明确了灌溉对华北冬小麦产量和水分利用效率的影响，揭示了不同区域、降水年型、土壤质地和施氮量水平下灌溉对产量和水分利用效率的影响差异，明确了不同情景下华北冬小麦产量和水分利用效率协同提升的最佳灌溉量。研究结果表明，与生长季内不灌溉相比，灌溉使华北冬小麦总体增产32.0%～38.3%，水分利用效率降低27.3%～30.1%。冬小麦生长季降水量<150mm的西北区域灌溉增产幅度（39.6%～53.5%）高于降水量>150mm的东南区域（24.3%～27.1%），灌溉后水分利用效率降低幅度（32.4%～37.5%）高于东南区域（22.0%～24.3%）。冬小麦高产高效的生长季内最佳灌溉量西北区域为150～180mm，东南区域为120～150mm；干旱年、平水年和湿润年均为灌溉两次效果最佳，且最佳灌溉时期分别为拔节期和开花期、拔节期和抽穗期、拔节期和孕穗期，最佳总灌溉量均为120～150mm；壤土条件下灌溉对冬小麦增产效果最佳，黏土条件下水分利用效率降低幅度最小，沙土、壤土、黏壤土和黏土四种土壤质地下冬小麦最佳灌溉量分别为60～90mm、120～150mm、180～210mm和150～180mm；施氮量在120～240kg·hm⁻²时，灌水80～140mm增产节水效果最佳，其中灌水110～140mm条件下冬小麦产量更高，而灌水80～110mm冬小麦水分利用效率更高。综上所述，华北地区冬小麦在湿润年型下拔节和开花期灌溉，平水年型下拔节和孕穗期灌溉，干旱年型下拔节和抽穗期灌溉，总灌溉量为120～150mm，可实现高产节水，若该区域为壤土，同时施氮120～240kg·hm⁻²，冬小麦可实现产量和水分利用效率的协同提升。 关键词：华北冬小麦|产量|水分利用效率|协同提升|Meta分析方法     

陕北矮化栽培山地苹果幼树需水规律预判

采用田间试验的方法,通过对陕北地区矮化(自根砧M9-T337)富士一年生长量及其土壤含水量的测定,收集长时间序列气象资料,根据彭曼公式计算得出山地苹果幼树的潜在腾发量ETc与当年降水量进行对比,进而得出试验区第2年生幼树的需水规律。结果表明:在2017年的降水量条件下,试验区内降水量总和大于幼树需水量之和,但是在7月之前存在阶段性缺水问题;进一步分析得出,不管在湿润年、一般年、一般干旱年和特干旱年降水量条件下,由于陕北地区降水的时间分布不均匀性,虽然年内降水量足够满足果树生长所需水量,但在7月之前存在较为严重的水量亏缺,特干旱年甚至在10月之前都存在着水量亏缺,需要在果树萌芽前(3月)、枝条旺长期(4月)、花芽分化期(5,6月)以及开花期(7月)进行人为补充灌溉4～5次,根据前期降水量以及当前土壤含水量来确定灌水定额,灌水量范围选取果园田间持水量的60%～80%为标准。     

小流域水资源持续高效利用研究探讨

采用"小流域水资源动态监测及开发利用研究"课题中的小流域水资源动态模型,计算出小流域地上、地下水资源拥有量的基础上,结合流域综合治理,在宁安市红城小流域中进行定点观测试验,经3年的研究,山地果树保水、保土率分别达到78%和89%,与传统沟灌相比,微喷灌技术节水75.9%,节电40%,节省土地12%,增产2～4倍,一级果品率可达70%以上,水果、蔬菜单位面积产量增加达30064kg/hm²和65553kg/hm²,在小流域水资源持续高效利用上进行了有益尝试.