调亏灌溉对棉花生长,生理及产量的影响

通过盆栽试验在棉花不同生育时期进行不同程度的调亏灌溉试验。结果表明,调亏灌溉对棉花株高、蕾铃脱落、成桃数等影响较显著;苗期和吐絮期重度水分亏缺、蕾铃期中度水分亏缺均有利有棉花产量的形成。棉花的光合速率和气孔阻力随土壤含水量变化的阈值约在１４％土壤含水量水平,该阈值相当于田间持水量的６０％～６５％。合理的棉花调亏灌溉制度是苗期控制水分供应,土壤含水量维持在田间持水量的５５％～６０％;蕾期和花铃期是棉     

棉花调亏灌溉效应研究

盆栽试验研究棉花调亏灌溉效应结果表明 ,棉花苗期为水分亏缺最佳时期 ,土壤含水量应维持在田间持水量的 5 0 %～ 5 5 % ,吐絮期维持在田间持水量的 5 0 %左右 ,蕾期维持在田间持水量的 6 5 %～ 70 % ,花铃期是棉花生长关键期 ,其土壤含水量应维持在田间持水量的 75 %左右 ,适当降低土壤含水量有助于提高棉株蕾铃数量 ,可减少蕾铃脱落。     

棉花调亏灌溉的生理响应及其优化农艺技术

在移动式防雨棚下，采用盆栽土培法和测坑微区试验相结合的方法，分析了调亏灌溉对棉花不同生育阶段蒸腾速率（Tr）、光合速率（Pn）、光合产物积累与分配、经济产量（Y）和水分利用效率（WUE）的影响，盆栽试验采用二因素（水分调亏阶段和调节亏水度）随机区组设计，测坑微区试验采用三因素（水分调亏度、施肥水平和植株密度）正交旋转组合设计。结果表明：适时适度的水分调亏使得Tr明显下降，而Pn下降不明显，复水后光合产物具有超补偿积累，且有利于向经济产品（籽棉）运转与分配。棉花调亏灌溉（RDI）的适宜指标是：苗期轻、中度调亏，0～40cm土层湿度下限为50％FC～60％FC（田间持水量）；蕾期轻度调亏，0～40cm土层湿度控制下限为60％FC；花铃期不宜调亏，0～40cm土层湿度应不低于75％FC；吐絮期可中度调亏，0～40cm土层湿度可控制在50％FC～55％FC。     

调亏灌溉对玉米生理指标及水分利用效率的影响

依据在漯北黄土高原地区的大田玉米调亏灌溉试验资料,分析了不同亏水处理对光合速率、气孔导度,蒸腾速率、根冠比、产量与耗水量以及水分利用效率等因素的影响,从亏水处理引起的气孔反应能提高光合与蒸腾之比,提示了调亏灌溉的节水增产机理。最后,从即提高产量又提高水分利用效率的双重目的出发,得到了苗期土壤含水率为５０％￣６０％田间持水量１拔节期土壤含水率为６０％￣７０％田间持水量是最佳调亏灌溉方案。     

调亏灌溉对于玉米生理指标及水分利用效率的影响

依据在渭北黄土高原区的大田玉米调亏灌溉试验资料,分析了不同亏水处理对光合速率、气孔导度,蒸腾速率、根冠比、产量与耗水量以及水分利用效率等因素的影响,从亏水处理引起的气孔反应能提高光合与蒸腾之比,揭示了调亏灌溉的节水增产机理。最后,从既提高产量又提高水分利用效率的双重目的出发,得到了苗期土壤含水率为５０％～６０％田间持水量、拔节期土壤含水率为６０％～７０％田间持水量是最佳的调亏灌溉方案。     

调亏灌溉对冬小麦生理机制及水分利用效率的影响

在人工控制试验条件下，采用子母盆栽土培法，以冬小麦为试验材料进行了调亏灌溉试验研究。结果表明，适时适度的水分调亏显著抑制蒸腾速率，而光合速率下降不明显，复水后光合速率又具有超补偿效应，光合产物具有超补偿积累，且有利于向籽粒运转与分配；抑制营养生长，促进生殖生长。冬小麦调亏灌溉的适宜时段为三叶—返青，调亏度为40%～60%田间持水率(θ_F)，历时约55 d；平均比对照增产0.88%～8.25%，节水12.80～18.55%，水分利用效率提高15.96%～32.98%。     

调亏灌溉对滴灌成龄香梨果树生长及果实产量的影响

调亏灌溉对果树节水、提高果实产量和品质具有一定效果。2009-2010年,在新疆库尔勒巴州农业科学研究所进行试验,研究滴灌调亏时间及土壤水分亏缺程度对树龄24a的成龄库尔勒香梨果树生长及产量的影响。果实细胞分裂期、果实缓慢膨大期、果实细胞分裂期至缓慢膨大期,分别进行中度土壤水分亏缺与重度土壤水分亏缺灌溉。中度土壤水分亏缺的灌水量为美国A级蒸发皿蒸发量(Ep)的60%,重度土壤水分亏缺的灌水量为Ep的40%。其它时段灌水量与对照相同,为Ep的80%;对照处理整个生育期灌水量均为Ep的80%。灌溉周期为7d。结果表明,前2个生长阶段的调亏灌溉均抑制了香梨树的营养生长,提高了香梨果实产量和灌溉水利用效率。各调亏处理的夏季修剪量比对照减小了8.4%～43.2%。2a内,细胞分裂期重度调亏处理,产量分别比对照增加了15.5%和19.2%,较对照节水9.7%和8.1%;果实缓慢膨大期中度调亏处理,产量分别比对照增加了14.0%和18.0%,较对照节水13.2%和11.3%;果实细胞分裂期及果实缓慢膨大期的重度调亏处理,产量分别比对照减少了15.4%和13.2%,较对照节水34.7%和28.4%。调亏灌溉对香梨果实品质无显著影响。结果对成龄库尔勒香梨灌溉管理具有指导意义。     

调亏灌溉对夏玉米光合生理特性的影响

在移动式防雨棚下，采用子母盆栽土培法和池栽微区试验相结合的方法，以夏玉米（Zeamay L．）为材料进行了调亏灌溉试验研究。结果表明，适时适度的水分调亏显著抑制蒸腾速率（Tr），而光合速率（Pn）下降不明显，复水后Pn又具有超补偿效应，光合产物具有超补偿积累，且有利于向籽粒运转与分配；抑制营养生长，促进生殖生长。玉米节水高产的调亏灌溉指标是：调亏时段为三叶-心-拔节（七叶一心），调亏度为45％FC（Field water capacity，FC）～65％FC，历时21d；或拔节一抽穗调亏，调亏度为60％FC～65％FC，历时21d；平均比对照增产25．24％，节水15．41％，水分利用效率提高45．05％。根据3因子正交旋转组合设计综合试验资料，分别建立了经济产量（Y）及水分利用效率（WUE）数学模型。     

调亏灌溉对海岛棉生物量和氮素累积分配及产量的影响

研究蕾期调亏灌溉对海岛棉生物量、氮素累积分配特征及产量的影响,可为海岛棉水氮高效利用和高产栽培提供理论依据。以‘新海24号’和‘新海35号’为材料,设置重度调亏(蕾期滴灌定额为0 m3·hm-2,生长期总灌溉定额为2 850 m3·hm-2)、轻度调亏(蕾期滴灌定额为900 m3·hm-2,生长期总灌溉定额为3 750 m3·hm-2)、丰水(蕾期滴灌定额为1 800 m3·hm-2,生长期总灌溉定额为4 650 m3·hm-2),对不同品种不同灌溉处理的生物量和氮素累积分配进行调查。结果表明,滴灌定额间,重度调亏处理地上部生物量最大累积速率出现时间较轻度调亏和丰水处理提前3 d和7 d,最大累积速率降低45.1%和51.0%;生物量快速增长持续期表现为重度调亏轻度调亏丰水;重度调亏处理的氮素累积最大速率出现时间分别比轻度调亏和丰水处理平均提前8 d、15 d,氮素最大累积速率表现为轻度调亏丰水重度调亏。重度调亏处理茎和叶的氮素分配比例与轻度调亏、丰水处理差异显著,而轻度调亏与丰水处理之间差异不明显。盛蕾期以后,蕾/花/铃的氮素累积量均以轻度调亏处理较高。皮棉产量以轻度调亏处理最高,可达2 372.9 kg·hm-2,比丰水、重度调亏处理分别平均高11.0%和41.8%。品种间,‘新海24号’的地上部生物量及氮素的最大累积速率出现时间较早,生物量及氮素的累积速率较大,皮棉产量较高。因此,轻度调亏(蕾期滴灌定额为900 m3·hm-2)下,海岛棉地上部生物量及氮素累积特征值较协调,各器官分配比例较合理,使皮棉产量较高。     

玉米调亏灌溉的后效性

以玉米为试验材料,根据山西省洪洞县2年大田试验结果,研究了玉米苗期调亏处理对后期生理性状及需水规律的影响。结果表明玉米苗期调亏处理能延缓后期叶片和根系衰老,保持较高的光合速率、蒸腾速率和根系活力。复水后拔节期及抽雄期叶片光合速率、蒸腾速率和作物需水量均比对照有所下降,而在灌浆期较高。作物总需水量减少     

亏缺灌溉对马铃薯生长产量及水分利用的影响

为了解析马铃薯不同品种对水分亏缺的响应,探讨不同品种对水分需求量的差异,该研究在大田遮雨棚滴灌下,以马铃薯品种‘青薯9号’和‘大西洋’为材料,参考西北区和本试验区的年平均降雨量,设置5个水分处理,将参考试验区年平均降雨量的值划分为正常灌水(A),逐级调亏灌水量的值划分为轻度(B)、中度(C)、重度(D)和特重度(E)亏缺灌水处理,研究灌水量对不同品种马铃薯植株生长(株高、茎粗、叶面积)、生物量与分配、叶片相对含水量、产量与构成因素、水分利用的影响。结果表明:正常灌水下,‘青薯9号’株高增长速度大于‘大西洋’,且测定期内持续增高,但‘大西洋’叶面积快速扩增期的扩增速度大于‘青薯9号’;2个品种各器官干质量变化趋势不一致,‘大西洋’各器官干质量呈增长趋势,‘青薯9号’茎叶和根干质量呈前期增长后期下降、块茎干质量呈显著增加趋势(P0.05),且‘青薯9号’块茎生物量分配比例最高值为57.96%,仅是‘大西洋’最高值的67.43%;2个品种叶片相对含水量均呈先升高后降低的变化趋势;‘大西洋’单株结薯数、单株产量、公顷产量、商品薯率高于或显著高于亏缺灌溉(P0.05),‘青薯9号’仅商品薯率和大薯率高于或显著高于亏缺灌溉(P0.05),其他指标则显著低于轻度亏缺灌溉(P0.05),水分利用效率和灌水效率分别为152.62kg/(hm~2·mm)和130.70%。亏缺灌溉下,随水分亏缺度加重,‘大西洋’株高、茎粗和叶面积扩增的抑制大于‘青薯9号’,2个品种叶片相对含水量降低、生物量积累的增速和绝对值降低、产量和大薯率显著下降(P0.05),且‘青薯9号’上述指标的降幅小于‘大西洋’,其中轻度亏缺灌溉下,‘青薯9号’单株结薯数和公顷产量具有补偿效应,较正常灌水分别增加22.79%和11.71%,水分利用效率提高41.48%、灌水效率提高60.05%,抗旱系数为1.12。因此,‘青薯9号’轻度亏缺灌溉,可控制其地上部旺盛生长,利于块茎形成和膨大,‘大西洋’应保证充足水分供给,不宜亏缺灌溉。     

不同土壤条件下节水灌溉对棉花产量和灌溉水生产力的影响

在黑河中游边缘绿洲通过田间试验研究不同土壤条件下节水灌溉对棉花产量及灌溉水生产力(Irrigation Water Productivity,IWP)的影响,为区域农业土壤的合理利用和制定不同土壤的灌溉对策提供依据。田间试验涉及不同肥力和粒级组成梯度的5种土壤(砂土S1、S2;壤砂土S3和砂壤土S4、S5三个质地类型),设三个灌溉水平:常规充分灌溉(I1)、减量10.5%节水灌溉(I2)和减量21.0%节水灌溉(I3)。结果表明,与充分灌溉相比,减量10.5%和21.0%的节水灌溉,在棉花不同生育期的地上单株生物量和叶面积及收获时的茎干生物量有所降低,但籽棉产量增加了11.6%和11.2%。在减量10.5%和21.0%的节水灌溉下棉花IWP分别为0.51 kg m-3和0.57 kg m-3,较传统灌溉(0.41 kg m-3)提高24.4%和39.0%。不同质地土壤棉花生物量、产量及棉花IWP有显著差异。棉花IWP随土壤黏粉粒和有机质含量的增加而增加,但在黏粉粒和有机质含量最高的土壤出现下降,呈多项式关系。土壤质地与灌溉量对棉花霜前花率、生物量及产量有显著的交互效应。有机质和黏粉粒含量最高的砂壤土S5在充分灌溉下营养生长过旺、吐絮期延后,导致霜前花率降低、籽棉产量和IWP降低。节水灌溉可显著提升棉花IWP,在水资源紧缺的边缘绿洲区,对新垦的砂质土壤种植耗水量较低的棉花、并进行节水灌溉管理,是实现区域节水和合理土地利用的适宜选择。     

微咸水非充分灌溉对冬小麦生长发育及夏玉米产量的影响

为实现微咸水替代淡水, 缓解环渤海地区淡水资源紧缺的目的, 采用桶栽和大田试验相结合的方法,研究了不同矿化度咸水非充分灌溉对冬小麦产量、产量构成、生理指标及其后茬玉米产量的影响。桶栽试验表明, 小麦产量灌2 水>灌1 水>旱作, 产量差异主要由千粒重变化引起;两种灌水处理中灌水的矿化度对产量无明显影响。大田冬小麦试验设越冬后不灌水(A0), 越冬后拔节期灌淡水(A1)、2 g·L^-1 微咸水(A2)和4 g·L^-1 微咸水(A3)4 个处理。结果表明, 微咸水灌溉降低了小麦离体叶片的失水速率, 提高了小麦的比叶重;微咸水灌溉引起了小麦千粒重降低, 但对穗粒数和穗数无显著影响;不同处理小麦产量为A2>A3>A1>A0。微咸水灌溉增加了0~40 cm 土壤含盐量; 随着灌溉水矿化度的增加, 土壤含盐量呈增加趋势, 且主要增加了0~40 cm 土层的K⁺+Na⁺含量。虽然后茬玉米季未进行微咸水灌溉, 但土壤积累的盐分对玉米形成了减产效应, A2 和A3 处理的玉米产量比A1 分别降低11.8%和18.8%, A3 比A2 处理的玉米减产8.0%;全年产量为A2>A1>A3>A0。因此, 在冬小麦-夏玉米一年两熟种植区, 利用2 g·L^-1 及以下的微咸水灌溉小麦, 对全年产量无显著影响。     

不同矿化度咸水造墒灌溉对棉花生长发育和产量的影响

采用裂区设计, 灌溉量作为主处理, 灌溉水的矿化度作为副处理, 研究了播前不同灌溉量下不同矿化度咸水对棉花生长发育及产量的影响。研究结果表明, 不同矿化度咸水灌溉对棉花出苗时间和出苗率的影响差异较大, 随灌溉水矿化度的增大, 棉花出苗速度变缓, 出苗率降低, 其中4 g·L^-1 以下的咸水灌溉处理棉花出苗率在90%以上, 6 g·L^-1 矿化度处理平均出苗率仍可达85%左右, 但出苗时间推迟。播种前咸水灌溉量以22.5~34.0 mm 为宜。灌溉水矿化度对棉花生长发育的影响程度前期大于后期, 前期大于4 g·L^-1 矿化度处理表现出明显的抑制生长作用, 后期大于6 g·L^-1 矿化度处理才表现出明显的抑制生长作用。从产量上看, 棉花的咸水矿化度计算阈值为3.38 g·L^-1, 即在矿化度小于3.38 g·L^-1 时, 咸水灌溉的棉花产量与淡水灌溉产量差异不明显, 高于此矿化度阈值时, 棉花产量呈直线下降趋势; 但低于8 g·L^-1 咸水灌溉的棉花产量均显著高于纯旱地的棉花产量。     

Effects of nitrogen fertigation frequency on yield and nitrogen retention in drip-irrigated cotton

Fertigation techniques have been widely used in drip-irrigated cotton. The timing of nitrogen (N) fertilizer injections then becomes a management question producers need guidance on. This study investigated the effect of nitrogen (N) fertigation frequency on drip-irrigated cotton. Experiments were conducted in the Southeastern Anatolia Region of Turkey in 2011 and 2012. A split-plot experimental design was applied. The main plots contained two different lateral spaces: A, one drip-line (lateral) per row; and B, one lateral for every two rows. Sub-plots were designed with different frequencies of fertigation as follows: a, the application of fixed amount of N at each irrigation cycle (5 days); b, the application of fixed amount of N every two irrigation cycles (10 days); and c, the application of one-fifth of the total N between the first irrigation and first flowering, two-fifths between the first flowering and formation of the first boll, and one-fifth between the formation of the first boll and last irrigation cycle. One-fifth of the total N was applied to the soil at sowing in all treatment regimens. The maximum cotton yield (4120 kg ha^?1) and highest total N content (2.57–2.94%) in the leaves were obtained with one lateral for every two rows and the application of fixed amount of N every two irrigation cycles (10 days). One-fifth of the total N might be applied to the soil at sowing, and the remaining N should be applied in equal doses (an average of 7 fertigations) every two irrigation cycles (10 days) by fertigation. However, further research fertigation methods for cotton, including the amount of N that needs to be applied and the use of different injection systems, is required.     

咸水沟灌对土壤水盐变化与棉花生长及产量的影响

为持续高效利用咸水资源,在棉花长期定位咸水沟灌试验（始于2006年）的基础上,研究了不同矿化度（1、2、4、6、8、10 g/L）咸水连续灌溉第10年土壤水盐分布与棉花生长响应以及历年土壤盐分和籽棉产量的变化特征。结果表明：1）年际间,各处理0～100 cm土层土壤盐分受灌溉和降水影响而波动,但未随灌溉年限的增加而逐渐累积,灌溉水矿化度≤4 g/L处理可基本维持土壤盐分周年补排平衡。单个棉花生长季（2015年）,各处理沟底部位的土壤含水率大于垄上,灌溉水矿化度≥6 g/L时主根层土壤含水率高于1 g/L处理;土壤盐分随灌溉水矿化度增加而增大,随棉花生育期的推进先增大后降低,灌水沟剖面土壤盐分呈向垄上和深层运移的趋势;与播种时比,棉花收获后各处理主根层土壤盐分均未出现累积。2）低矿化度咸水沟灌对棉花成苗率、株高和叶面积指数影响不明显,超过一定限值后3项指标显著下降,与1 g/L处理相比,当灌溉水矿化度达到6 g/L时棉花成苗率和叶面积指数显著降低,当灌溉水矿化度达到8 g/L时株高显著降低;咸水沟灌对棉花纤维品质影响较小,5项品质指标在处理间差异均不显著。3）适量浓度的咸水灌溉对籽棉产量影响较小,与1 g/L灌水处理相比,2和4 g/L处理对历年籽棉产量（2006－2015年）无显著影响,大于6 g/L时历年籽棉产量显著降低。在该研究灌溉制度下,推荐试验区咸水沟灌棉花的灌溉水矿化度阈值为4 g/L。     

灌溉水中NaCl和Mn对棉花生长及产量的拮抗效应

盐分和某些微量元素对植物的共同影响,不仅仅是简单的叠加效应,还可能存在一定的协同或拮抗作用。为揭示盐(NaCl)和微量元素(Mn)对棉花的影响,在中国科学院武汉植物园,采用盆栽试验,设置30组不同浓度Mn(4.5μmol·L?1、9μmol·L?1、18μmol·L?1、36μmol·L?1、72μmol·L?1)和NaCl(0、5 mmol·L?1、15mmol·L?1、25 mmol·L?1、35 mmol·L?1、45 mmol·L?1)正交灌水处理。通过Abbott方程计算拮抗因子,评判这2个因素对棉花生长和产量的共同作用。结果表明,NaCl浓度大于25 mmol·L?1时,抑制棉花根系及地上部生长,促进棉花产量;NaCl浓度在15~25 mmol·L?1时,棉花生长情况最好;Mn浓度为36μmol·L?1时对棉花生长及产量最为有利。NaCl可促进棉花叶子中Na积累,抑制Mn积累;灌溉水中Mn浓度超过18μmol·L?1时,棉花叶片中Na含量减少,而Mn含量增加。利用Abbott方程的计算结果表明,NaCl与Mn对棉花生长和产量存在显著的拮抗作用。本试验中,当灌溉水中NaCl浓度为0~45 mmol·L?1、Mn浓度为4.5~72μmol·L?1时,可以缓解NaCl或Mn作为单一因素对棉花的毒害。     

亏缺灌溉对温室番茄产量与水分利用效率的影响

为了探讨西北旱区日光温室番茄节水高效灌溉模式,2008年进行了不同生育阶段水分亏缺对膜下沟灌番茄产量与水分利用效率的影响研究。结果表明,在番茄果实成熟与采收期亏水虽然可使果实早熟,增加收获期和市场高价位时期的重合度,但由于产量降低幅度较大,总体经济效益低,为不合理灌溉方案。相反,在对照处理灌水定额21 mm的基础上,苗期减少2/3灌水量、开花和果实膨大期减少1/3灌水量、果实成熟与采收期正常灌溉,是西北旱区日光温室番茄较适用的灌溉模式。即在番茄全生育期内灌水11～12次,灌溉定额为200～210 mm时,可实现市场产量170～180 t/hm2,毛效益31～34万元/hm2,水分利用效率和单方耗水毛效益分别为64～69 kg/m3和120～125元/m3,同时节约灌水量40～50 mm。