亏缺灌溉对自根与嫁接甜瓜生长发育及产量的影响

以厚皮甜瓜(伊莉莎白)、白籽南瓜砧木(青研一号)为材料,研究亏缺灌溉对自根甜瓜(T)与嫁接甜瓜(J)生长发育以及产量的影响。营养生长期灌水下限统一为田间持水量(field water holding capciaty,FC)的65%,生殖生长期设3个灌水下限,分别为T85(自根甜瓜85%FC)、T65(自根甜瓜65%FC)、T45(自根甜瓜45%FC)、J85(嫁接甜瓜85%FC)、J65(嫁接甜瓜65%FC)、J45(嫁接甜瓜45%FC)。结果表明:1)自根与嫁接甜瓜株高和茎粗在定植后的第9天表现出差异,并随着生长天数增加而增加;果实膨大期叶面积为T85J85J65T65/T45J45;果实成熟期叶面积为T85/J85J65T65J45T45;不同水分处理下甜瓜根与地上部分干质量均随水分下限降低而降低,而根冠比随水分降低而升高;不同灌溉水分下限处理甜瓜产量从高到低的顺序为J85/T85J65T65J45T45,在亏缺灌溉中,嫁接甜瓜水分利用效率及产量均高于自根甜瓜,以J65处理最高。相对于充分灌溉处理,J65处理比T85与J85分别降低17.3%、21.6%,但J65的水分利效率比J85与T85分别增加30.5%、37.7%。研究可为深入了解自根与嫁接甜瓜生殖生长阶段水分需求规律、促进设施甜瓜增产提供依据。     

覆膜滴灌对日光温室甜瓜土壤环境及产量的影响

为探明不同覆膜滴灌条件下,大棚甜瓜土壤水、热等环境因素变化对脲酶及甜瓜产量的影响,该文采用正交试验设计,研究了日光温室内不同覆膜方式(全覆膜、半覆膜、无膜)、灌水下限(田间持水量的60%、70%、80%)、滴灌毛管密度(1管1行、3管4行、1管2行)以及3种因素的交互作用下的土壤水、热、p H值等的变化,以及对甜瓜土壤脲酶活性及甜瓜产量的影响。结果发现,半膜覆盖、80%田间持水量的灌水下限、1管2行滴灌毛管密度等的甜瓜根区土壤水分分布均匀、土壤温度较高、p H值较低,可显著提高土壤脲酶活性;60%田间持水量下限处理脲酶活性在果实膨大期和成熟期高,70%田间持水量下限处理在苗期高,80%田间持水量下限处理在各个生育阶段都最高;半膜覆盖、1管2行和80%田间持水量下限组合和半膜覆盖、3管4行和70%田间持水量下限组合的甜瓜产量分别为34.46、31.27 t/hm2,显著高于全膜覆盖、1管1行和80%田间持水量下限组合的28.02 t/hm2;半膜覆盖、1管2行和80%田间持水量下限组合甜瓜的可溶性糖和可溶性固形物含量高,有机酸含量低。在陕西关中地区的日光温室栽培甜瓜,建议采取半膜覆盖,1管2行的滴灌管密度,灌水量下限分别为苗期70%、开花坐果期80%、果实膨大期80%和成熟期60%田间持水量。     

调亏灌溉对干旱环境下春小麦产量与水分利用效率的影响

试验研究调亏灌溉对干旱环境下春小麦产量与水分利用效率的影响结果表明,干旱环境下调亏灌溉春小麦拔节~孕穗后土壤水势低于未进行水分调亏的对照,且全生育期比对照多利用土壤水分14.3~66.5mm。调亏处理小麦产量、穗粒数、水分利用效率与充分供水对照间差异显著,并未因土壤水分亏缺而降低,甚至有较大幅度提高。试验条件下春小麦调亏的适宜土壤水分亏缺水平为营养生长期(拔节)重度水分亏缺(45%~50%田间持水量),其他生育期(孕穗、抽穗、灌浆期/生理成熟前)充分供水(65%~70%田间持水量),而最佳调亏灌溉定额为330~350mm。干旱环境下调亏灌溉春小麦产量和水分利用效率与全生育期耗水量间均呈二次抛物线关系。     

加气滴灌提高大棚甜瓜品质及灌溉水分利用效率

为揭示加气频率和滴灌带埋深等对甜瓜产量、品质及水分利用效率的影响,以甜瓜(陕甜一号)为研究对象,采用追加正交试验设计,研究不同加气频率、地下滴灌带埋深及灌水控制上限对大棚甜瓜果实形态、产量、品质及灌溉水分利用效率的影响。结果表明:对果实形态、品质及产量影响的大小顺序依次为加气频率、滴灌带埋深和灌水控制上限。对水分利用效率的影响大小顺序依次为灌水控制上限、加气频率和滴灌带埋深。根区加气能够显著改善果实产量及品质,滴灌带埋深为25 cm,每天加气1次品质及果实形态指标最好,产量最高。灌水量控制在田间持水量的80%时,果实可溶性固形物含量最高,但灌水量为70%田间持水量时,可溶性总糖、产量、水分利用效率最高。综合考虑,最优处理组合为滴灌带埋深25 cm,每天通气一次,灌水控制上限为70%田间持水量。     

根系分区交替灌溉对温室甜椒不同灌水下限的响应

依据2006、2007年两年小区试验,对根系分区交替灌溉条件下温室甜椒生长、产量及水分利用效率对不同灌水下限的响应进行了研究.结果表明:占田间持水量60%的灌水下限(T3)处理甜椒叶片光合速率最大,有效地阻止无效蒸腾失水,水分利用效率最高,占田间持水量70%的灌水下限(T4)处理产量达到最高.对甜椒产量、水分利用效率与灌水下限之间的关系进行回归分析,得出30 cm内当灌水下限为田间持水量的70%左右时,甜椒鲜质量小区产量可达最大值;当灌水下限为田间持水量的65%时,甜椒水分利用效率有最大值.综合考虑节水、增产和提高水分利用效率等多种因素,根系分区交替灌溉条件下温室甜椒灌水下限应控制在65%田间持水量左右为宜.     

水分调控对梨枣果实品质与投入产出效益的影响分析

本试验以梨枣为试验材料, 设置5 个灌水梯度(保持70%、60%、50%、40%的田间持水量和不灌水对照), 分别在梨枣萌芽展叶期、开花坐果期与果实膨大期各灌水2 次, 研究水分调控对梨枣果实品质的影响,并进行投入产出效益的比较分析。结果表明: (1)梨枣果实膨大期与开花坐果期是影响果实品质与经济效益的关键需水时期。(2)适当灌溉可以明显改善果实的风味品质与营养品质, 并显著提高梨枣树的果实单果重与果实收获数; 但灌水过多, 产量与品质未得到明显改善, 却增加了成本。(3)合理调控“高产”与“优质”的关键需水时期, 可以均衡达到“高产和优质”。综合分析认为: 对陕北梨枣树灌溉至田间持水量的60%比较适宜,既改善梨枣果实品质, 并显著提高经济产量。     

不同水分条件和覆盖处理对夏玉米籽粒灌浆特性和产量的影响

采用二因素完全随机试验设计,研究了3种水分条件(75%、65%、55%田间持水量)下无覆盖(CK)、地膜覆盖(PM)和秸秆覆盖(SM)处理对夏玉米籽粒灌浆特性、产量、耗水量及水分利用效率的影响。结果表明,不同水分条件下,各处理夏玉米籽粒增重进程符合Logistic生长曲线。相对于无覆盖处理,地膜和秸秆覆盖处理提高了夏玉米的灌浆速率、产量和水分利用效率。其中,中水分(65%田间持水量)条件下地膜和秸秆覆盖处理夏玉米产量及水分利用效率(WUE)增幅最大,增产率分别为21.99%和35.86%,水分利用效率增加幅度分别为16.41%和16.79%;其次为低水分(55%田间持水量)处理,高水分(75%田间持水量)处理增幅最小。     

滴灌甜菜对糖分积累期水分亏缺的生理响应

滴灌条件下,于甜菜糖分积累期设置0~40 cm土层含水量下限分别为70%、50%、30%田间持水量的3种土壤水分处理,从叶片光合特性、水分胁迫指数、恢复度、产量及产糖量方面分析复水前后甜菜的生理响应,明确甜菜糖分积累期可忍受最大程度的水分亏缺下限。结果表明:30%田间持水量处理甜菜产量及产糖量都显著高于70%田间持水量和50%田间持水量,分别比70%田间持水量提高51.34%和51.47%,比50%田间持水量提高36.72%和39.48%。复水前30%田间持水量处理的甜菜叶片净光合速率显著低于其他处理,复水后处理间的叶片净光合速率的差异随时间推移减小,胞间CO2浓度表现出相反的趋势。当土壤水分下降到既定下限时,叶片脯氨酸和可溶性糖含量变化最为灵敏,且与缺水程度呈正相关;复水后叶片的细胞膜透性、抗氧化防御体系以及渗透调节物质均产生了正补偿效应,表现为丙二醛含量降低,抗氧化性酶活性增强,控制渗透调节的脯氨酸和可溶性糖含量增加。因此,在糖分积累期,土壤含水量下降至田间持水量的30%时进行补充灌溉,在一定程度上补偿水分亏缺对甜菜产生的负面影响,实现干旱区滴灌甜菜节水高产优质的目的。     

不同水分含量对潮土和火山灰土硝化动态的影响

在试验室条件下研究了不同水分含量对取自中国的潮土和日本的火山灰土硝化动态的影响。潮土在土壤硝化过程中的土壤水分含量以田间持水量的60%～90%较为适宜,低于田间持水量的60%引起土壤硝化力降低。火山灰土在土壤硝化中的土壤水分含量以田间持水量的75%～90%较为适宜,低于田间持水量的75%引起土壤硝化力降低。潮土在硝化培养中有亚硝酸盐出现,火山灰土没有亚硝酸盐被检出。土壤亚硝酸盐含量在低水分含量下峰值低,持续时间较长,在高水分含量下峰值高,持续时间较短。     

覆膜方式毛管密度和灌水下限对温室甜瓜生长的影响

为探明在日光温室内不同的覆膜方式、毛管密度、灌水下限等农艺措施对甜瓜生长及产量的影响,采用正交试验设计,研究了不同的覆膜方式(全覆膜、半覆膜、无膜)、滴灌毛管密度(1管1行、3管4行、1管2行)和灌水下限(田间持水量的60%、70%、80%)组合对日光温室甜瓜的植株生长、光合效率、生物量、产量和水分利用效率等的影响,分析了甜瓜产量与植株生长、光合效率、生物量等的关系。结果表明,半膜覆盖的根区土壤温度较高、水分分布更均匀,其叶面积指数、根鲜质量、根冠比等指标优于全膜和无膜处理,土壤脲酶、磷酸酶活性等也显著高于全膜和无膜处理,提高了甜瓜的生物量和产量及水分利用效率。毛管密度对甜瓜生长与产量具有显著影响,3管4行的植株鲜质量和植株干质量等均低于1管1行和1管2行处理,但茎粗、根鲜质量、根冠比等高于其他两个处理。3管4行模式有利于作物吸收更多的养分和水分,光合产物更多地向果实分配,产量比1管1行和1管2行分别提高了8.56%和3.37%,其水分利用效率也最高。灌水下限是影响甜瓜生长和产量的重要因素,与田间持水量的60%和80%比较,灌水下限为田间持水量的70%时,植株平衡生长,产量比60%时和80%时分别提高了22.58%和2.42%。全膜、半膜覆盖的水分利用效率(Irrigation water use efficiency,IWUE)分别比无膜高57.21%、56.41%,3管4行的IWUE分别比管1行和1管2行高3.54%和0.80%,灌水下限70%田间持水量的IWUE比80%时高58.46%。根据试验结果,建议日光温室的甜瓜栽培宜采用半膜覆盖,3管4行和70%田间持水量组合。     

不同生育期调亏灌溉对酿酒葡萄耗水及果实品质的影响

不同程度的土壤干旱对酿酒葡萄的果实品质、产量和水分利用效率具有显著影响。明晰不同生育阶段干旱胁迫效应对酿酒葡萄土壤水分精准化管理和节水灌溉方案的制定具有重要的意义。本文于2014年在河西走廊中东部武威市凉州区清源镇威龙葡萄园产区开展了酿酒葡萄不同生育期、不同干旱胁迫程度的试验研究。在保持其他生育期土壤水分为正常灌溉(土壤水分阈值70%~75%)的情况下,在葡萄的萌芽期、抽蔓期、开花期、浆果膨大期和着色成熟期分别进行中度(土壤水分阈值60%~65%)和重度(土壤水分阈值50%~55%)的干旱处理,同时增设浆果膨大期的充分灌溉(土壤水分阈值80%~85%)处理,以全生育期的正常灌溉(土壤水分阈值70%~75%)作为对照,进行葡萄耗水特征和产量品质的测定。试验结果表明:不同处理土壤含水量垂直变化趋势一致,随土壤深度增加土壤含水量呈持续递增趋势;随着土壤深度递增,调亏灌溉对土壤含水量的影响越来越弱;40~60 cm土壤剖面,调亏处理含水量较对照减少幅度最大;浆果膨大期土壤剖面内含水量均低于其他生育期。不同处理酿酒葡萄耗水强度随时间变化趋势一致,萌芽期日耗水强度最小,为0.13~0.33 mm·d-1,而浆果膨大期耗水强度最大,为2.30~4.09 mm·d-1。萌芽期中度胁迫处理酿酒葡萄产量和水分利用效率最高,分别达到15 228 kg·hm-2和3.62 kg·m-3;浆果膨大期充分灌溉处理次之,而浆果膨大期重度胁迫处理最低,仅分别为7 128 kg·hm-2和2.26 kg·m-3。着色成熟期中度胁迫下,酿酒葡萄花青苷、还原糖、单宁、总酚含量比生育期正常供水处理高2.7%、6.56%、17.91%和23.23%,且有效抑制可滴定酸积累(P0.05),而其他处理与对照之间品质指标差异不显著。综合考虑产量、水分生产效率及果实品质等指标,最佳酿酒葡萄水分调控处理为着色成熟期中度胁迫,即着色成熟期土壤相对含水率为60%~65%、其余生育期土壤相对含水率为70%~75%。由此可见,在酿酒葡萄栽培时适时、适度的调亏灌溉既能显著提高水分生产效率,实现节水、高效用水的目的,又能提高果实品质,对河西走廊地区酿酒葡萄种植具有重要的意义。     

番茄种植地土壤水分传感器最佳埋设深度试验

土壤水分传感器测定土壤含水率从而指导灌溉,对于提高作物水分利用效率和产量都具有十分重要的意义。对番茄种植中产量与水分利用效率最佳的水分条件以及土壤水分传感器的最佳埋设位置进行了试验研究。结果表明,在开花坐果期土壤含水率下限控制在60%的田间持水率,结果盛期土壤含水率下限控制在75%的田间持水率是番茄生长的最优水分条件;同时,10-20cm土层土壤含水率能很好地代表计划湿润层内的平均土壤含水率(开花坐果期和盛果期R²分别达到0.95和0.85以上),把土壤水分传感器埋设于此土层深度比较合理。     

基于HYDRUS-2D模型的玉米高出苗率地下滴灌开沟播种参数优选

开沟播种是一种可显著提高地下滴灌春玉米出苗率的新型播种方式,为了优化该技术模式,该文通过两年田间试验分析了地下滴灌玉米出苗率与灌水后种子处土壤有效饱和度(effective saturation)的关系,并基于HYDRUS-2D构建了地下滴灌开沟播种土壤水分运动模型,以90%玉米出苗率为前提,研究了不同土质和土壤初始含水率条件下3个技术参数——开沟深度、滴灌带埋深和灌水量对种子处土壤有效饱和度的影响.结果表明:1)出苗率随土壤有效饱和度线性递增,土壤有效饱和度不小于0.77时,出苗率超过90%;2)地下滴灌开沟播种HYDRUS-2D模型模拟精度较高,模拟得到的土壤有效饱和度随开沟深度增大而增大,随滴灌带埋深增大而减小;3)满足土壤有效饱和度为0.77所需的出苗水灌水量随土壤黏粒含量、土壤初始含水率和开沟深度增大而减小,随滴灌带埋深增大而增大.当表层土壤初始含水率为40%田持~60%田持时,开沟深度每增加5cm,砂壤土的出苗水灌水量减小15~20mm,粉壤和粉黏土的出苗水灌水量减小6~18mm;滴灌带埋深由30cm增大到35cm时,砂壤土的出苗水灌水量增大16~21mm,粉壤和粉黏土的出苗水灌水量增大4~14mm.不同埋深和开沟深度下,当表层土壤初始含水率由40%田持增大到60%田持时,砂壤土的出苗水灌水量减小9~14mm,粉壤和粉黏土的出苗水灌水量减小9~19mm;4)综合考虑土壤质地、玉米根系分布、机械作业、耗能、耕作深度和土壤水深层渗漏以及土壤初始含水率,玉米地下滴灌适宜的滴灌带埋深为30~35cm,开沟深度为10~15cm,灌水量范围为25~67mm.农业生产者可以根据当地实际情况对以上3个技术参数进行合理配置.     

适宜的毛管埋深提高温室番茄品质及产量

为探索地下滴灌条件下,毛管埋深对作物"地上部分-地下部分-产量和品质"相互作用的影响,合理配置滴灌措施,提高水分管理能力,该文研究了4种不同毛管埋深0、10、20和30 cm(CK、S10、S20和S30)对番茄植株生长、根系生长、光合产物分配、果实产量、品质和水分利用效率的影响,结果表明:与地面滴灌(CK)相比,毛管埋深为10 cm的番茄根系分叉数显著增加85.16%,但根长、根面积、番茄产量未显著提高,且番茄红素显著降低18.85%(P0.05);毛管埋深为20 cm,盛果期I番茄叶面积指数显著增加23.37%,根长、根面积、根系分叉数分别显著提高43.22%、20.82%、176.61%,番茄产量提高22.35%,番茄果实品质显著改善,如可溶性固形物、可溶性蛋白、维生素C、番茄红素含量和糖酸比分别提高10.86%、32.34%、35.66%、33.97%和53.01%,水分利用效率显著提高35.91%(P0.05);毛管埋深为30 cm,番茄根长、根系分叉数显著提高46.10%、122.37%,番茄产量显著提高19.53%,水分利用效率显著36.93%,但番茄红素显著降低34.02%。综合考虑番茄品质和产量,地下滴灌毛管埋深20 cm是较为适宜的布设方式。     

沟灌二维入渗影响因素实验研究

为进一步探明沟灌灌水沟的水分入渗规律，该文研究了沟灌中的灌水沟中水深、沟底宽、沟底导水率及土壤初始含水率等因素对沟灌二维入渗的影响，研究结果表明：减小灌水沟中水深和沟底导水率及增大土壤初始含水率都有利于灌水沟的水平侧向入渗，同时可相应减小垂向入渗；而灌水沟底宽不影响沟的侧向入渗，只影响垂向入渗，底宽减小时，垂向入渗减小。沟底导水率影响最大，计划灌水定额为45 mm，沟底导水率为0时垂向入渗深度较沟底裸露透水时减小41％，明显改善了沟灌入渗体的形状。研究结果可为改进沟灌灌水技术提供参考。     

调亏微喷灌对高寒荒漠区人工草地产量、品质及水分利用的影响

为获得高寒荒漠区兼顾牧草产量和品质的较优灌水调控模式,推动微喷灌和调亏灌溉技术在人工草地生产中的应用,采用大田试验对比分析了2种种植模式(燕麦单播和燕麦+箭筈豌豆混播)与7种水分调控(拔节期轻度亏水65%～75%,拔节期中度亏水55%～65%,拔节期重度亏水45%～55%,开花期轻度亏水65%～75%,开花期中度亏水55%～65%,开花期重度亏水45%～55%,以全生育期充分灌水75%～85%为对照)对牧草产量、品质(茎叶比、粗蛋白含量与产量、酸性洗涤纤维ADF含量和中性洗涤纤维NDF含量)和水分利用效率的影响,并采用AHP层次分析法和熵权法对牧草多指标赋权,基于TOPSIS模型构建评价体系,以筛选较优水分调控模式。结果表明:(1)随水分亏缺程度的加剧,牧草产量呈降低趋势,同一灌水条件下,燕麦+箭筈豌豆混播的干草产量(7 811.1～14 490.1 kg/hm~2)高于燕麦单播(7 022.3～12 242.7 kg/hm~2)。(2)同一种植模式下,随灌水亏缺程度的提高,NDF和ADF含量呈先减小后增大的趋势,粗蛋白含量、产量和牧草WUE、IWUE呈先增大后减小的趋势。(3)综合评价得出,燕麦+箭筈豌豆混播在拔节期充分灌水+开花期中度亏水条件下可获得较优的节水增产提质效果(干草产量、粗蛋白含量、WUE和IWUE分别为14 330.2 kg/hm~2,10.66%,31.49 kg/(hm~2·mm)和80.96 kg/(hm~2·mm)),是高寒荒漠草原区微喷灌人工草地适宜的生产管理模式。     

适宜施氮量提高温室砂田滴灌甜瓜产量品质及水氮利用率

为解决设施砂田甜瓜生产中的水肥瓶颈问题,该文通过大田试验,研究西北旱区设施砂田甜瓜传统水肥管理与滴灌施肥处理对不同生育时期甜瓜生长、产量、品质及水氮利用率的影响,从而确定甜瓜高效的灌溉方式及适宜的氮肥用量。试验设置了2个对照处理:大水漫灌不施氮肥(CK0)和大水漫灌传统施氮(CK),并在灌水量减少40%的滴灌条件下设置了4个氮肥水平:不施氮(T1)、传统施氮量N 180 kg/hm2(T2)、减氮40%即N 108 kg/hm2(T3)、增氮40%即N 252 kg/hm2(T4),共6个处理。结果表明:滴灌施肥处理较对照在甜瓜生长后期光合、植株干物质及氮素积累量等生理、生长指标均显著提高,甜瓜增产7.40%~14.35%,水、氮利用率分别提高28.81%~40.65%和22.78%~77.22%,果实品质中可溶性固形物及Vc含量也显著提高,硝酸盐含量显著降低,且滴灌可减少砂层含土量,从而延长砂田的使用年限。相同滴灌条件不同氮水平处理间,甜瓜植株干物质及氮素积累量随施氮量的增加而增加,而光合指标、产量、品质及水氮利用率则表现出先增加后降低的趋势,其中以T2和T3处理的甜瓜产量、品质和水氮利用率最高。综合分析表明,滴灌施肥是西北旱区设施砂田甜瓜栽培优质高产、高效和节水节肥的水肥管理模式,适宜的氮肥施用量为108~180 kg/hm2。     

基于RZWQM模型的石羊河流域春小麦灌溉制度优化

为探讨石羊河流域春小麦适宜灌水上限及不同生育期计划湿润层深度,在该地区开展田间试验。利用田间试验资料对RZWQM(root zone water quality model)模型进行率定和验证,并应用模型模拟了灌水上限及不同生育阶段计划湿润层深度对春小麦籽粒产量、灌水量、籽粒灌溉水利用效率及灌水次数的影响。结果表明:不同灌水处理间产量差异较小,但所需灌水量有较大差异,存在节水空间;灌水上限对于灌水量的影响要远远大于对产量的影响,灌水上限的降低会增加灌水次数,从而提高小麦产量;适宜的计划湿润层深度可以保证灌溉水尽可能多的分布于根系吸收范围内,避免浪费,达到节水目的;试验证明,通过调控灌水上限和各生育期计划湿润层深度可以达到节水增产的目的。综合考虑各控制因素对产量、所需灌水量及籽粒灌溉水利用效率的影响,建议该地区春小麦灌溉制度为:灌水上限选择80%田间持水量,苗期计划湿润层深度为30 cm,拔节期计划湿润层深度为60 cm,抽穗期计划湿润层深度为50 cm,灌浆期计划湿润层深度为70 cm。