地下滴灌条件下杨树速生丰产林林木根系生长特性

在北京潮白河沙地意大利214杨人工林中,对地下滴灌和常规灌溉下林木根系生长特点进行了研究.结果表明:地下滴灌能使林木10 mm根量（尤其是2 mm细根量）大幅度增加,如地表以下20～50 cm土层地下滴灌区10 mm根量大于常规灌溉的3倍,这是林地生产力提高的重要原因之一. 从垂直分布来看,地下滴灌林木10 mm根集中分布在20～50 cm,常规灌溉林木基本呈均匀分布状态;从水平分布来看,地下滴灌林木10 mm根主要分布在靠近地下滴灌管的地方,行间3 m处10 mm总根量甚至比常规灌溉还减少了50%. 因此建议在树体增大后,在行间、株间中线上布设“井”字形地下滴管,以扩大地下滴灌(SDI)区根系分布和吸收范围,进一步提高林地生产力.      

Carbon storage in fast-growing and high-yield poplar plantations under subsurface drip irrigation

研究了北京潮白河沿河沙地6年生I-214杨树速生丰产林地下滴灌（SDI）和常规灌溉（NI）条件下的林地碳储量,同时对10年生中林46杨树地下滴灌速生丰产示范林碳汇能力进行了评价。结果表明：1）与常规灌溉相比,地下滴灌能大大增加林地碳储量。2002年（栽植第6年）,SDI区乔木层、枯落物层和土壤碳储量分别为25.81、3.53和42.00t/hm2,是NI区的1.27、2.02和1.32倍;SDI区的林地总碳储量76.50t/hm2,比NI区49.61t/hm2增加了54.2%;年净碳增量9.49t/（hm2·a）,是NI区5.01t/（hm2·a）的近2倍。2）2010年（栽植第10年）,地下滴灌示范林达到了较高固碳水平,乔木层、草本层、枯落物层和土壤碳储量分别为34.71、8.60、8.45和56.20t/hm2,林地总碳储量为107.19t/hm2,年净碳增量达到了8.84t/（hm2·a）,比对照区6.25t/（hm2·a）增加了41.4%。建议在干旱半干旱及存在季节性干旱的地区结合当地经济条件推广基于地下滴灌的优化水肥管理技术,大幅度提高杨树速生丰产林林地生产力和碳汇能力,为减缓全球增暖趋势发挥一定的作用。     

地下滴灌对杨树速生丰产林碳储量的影响

研究了北京潮白河沿河沙地6年生I 214杨树速生丰产林地下滴灌（SDI）和常规灌溉(NI)条件下的林地碳储量,同时对10年生中林46杨树地下滴灌速生丰产示范林碳汇能力进行了评价。结果表明:1）与常规灌溉相比,地下滴灌能大大增加林地碳储量。2002年(栽植第6年),SDI区乔木层、枯落物层和土壤碳储量分别为25.81、3.53和42.00 t/hm2,是NI区的1.27、2.02和1.32 倍;SDI区的林地总碳储量76.50 t/hm2,比NI区49.61 t/hm2增加了54.2%;年净碳增量9.49 t/(hm2•a),是NI区5.01 t/(hm2•a)的近2倍。2）2010年（栽植第10年）,地下滴灌示范林达到了较高固碳水平,乔木层、草本层、枯落物层和土壤碳储量分别为34.71、8.60、8.45和56.20 t/hm2,林地总碳储量为107.19 t/hm2,年净碳增量达到了8.84 t/(hm2•a),比对照区625 t/(hm2•a)增加了41.4%。建议在干旱半干旱及存在季节性干旱的地区结合当地经济条件推广基于地下滴灌的优化水肥管理技术,大幅度提高杨树速生丰产林林地生产力和碳汇能力,为减缓全球增暖趋势发挥一定的作用。      

滴灌栽培对杨树生长量的影响研究

以辽西地区速生杨树林幼苗为试验材料,研究了滴灌栽培对杨树生长量的影响,探讨合理的灌溉量,以提高水资源利用效率,提高林地产量.结果表明,常规滴灌就可以满足杨树树高生长的要求,150％滴灌灌溉量可以满足杨树胸径生长的要求.     

三种灌溉技术对日光温室蔬菜生产效率和经济效益的影响

通过田间试验分析日光温室蔬菜在膜下滴灌、膜下沟灌和沟灌3种灌溉技术下的灌溉水生产效率及经济效益。结果表明：膜下滴灌的灌溉水生产效率可达到20.82kg/m3,膜下沟灌的灌溉水生产效率为15.91kg/m3,而沟灌的灌溉水生产效率只有11.44kg/m3;膜下滴灌的灌溉水生产效率比膜下沟灌提高30.87%,是沟灌的1.82倍;膜下滴灌每667m2增产14.8%,减少肥料投入量26.8%,减少农药投入量32.44%,省工212.5元,节水180m3,降低了生产成本和灌水量,经济效益显著。     

不同灌溉条件对甘蓝生物学性状、产量和水分利用效率的影响

在滴灌、隔沟交替灌溉和传统沟灌3个灌溉处理下,对中甘22号和秋甘3号的土壤水分变化、生物学性状、经济产量和水分利用效率等指标进行了系统研究。结果表明,与传统沟灌相比,滴灌处理灌溉水节约20.2￣27.8m3/667m2,经济产量增加24%￣27%,水分利用效率提高9.0￣9.4kg/m3,水分生产效益增加14.4￣15.1元/m3;隔沟交替灌溉处理灌溉水节约43.4￣47.9m3/667m2,经济产量无显著变化,水分利用效率增加6.0￣6.5kg/m3,水分生产效益增加9.6￣10.4元/m3。与传统灌溉相比,隔沟交替灌溉的外叶重量比有减少的趋势,中心柱有变短变粗的趋势,地上生物量显著减少,减少97￣110g,减少6.1%￣6.8%。隔沟交替灌溉的根展辐和根重比滴灌和传统灌溉的处理都有增加的趋势。     

农林业地下滴灌土壤水分运动数值模拟研究进展

对地下滴灌土壤水分运动数学模型的建立、数学模型的求解、土壤水力特性参数的测定和土壤水分运动数值模拟软件的开发等进行了详细论述.此外,结合林地土壤条件、植被类型的特点和以往土壤水分运动研究中存在的问题,指出了今后林业地下滴灌土壤水分运动数值模拟研究的发展方向.建议在掌握土壤水分运动规律的基础上,结合树木的生长节律、生理生态特性和耗水规律,建立科学合理的灌溉制度,从而实现林地生产力的大幅度提高和林业水资源的可持续利用.     

国外的节水灌溉模式

一、以色列模式 以色列是一个水资源严重紧缺的国家,人均水资源占有量只有365m3.为了利用好有限的水资源,以色列采取了明智的措施,制定并严格执行有关政策.目前,以色列的灌溉面积为22万hm2,农业用水量为12.58亿m3,占总供水量的62%.为了提高灌溉水效率,所有的灌溉农田都采用了喷灌和滴灌现代灌溉技术和自动控制技术,使灌溉水平均利用率达到90%,其中滴灌面积占其全部灌溉面积的2/3.为了提高灌溉水效率采取的其他措施还有:水量计量、水价政策、灌溉过程的计算机管理和遥控、水肥同步施用.这些措施使单位面积的平均灌溉水量由1975年的8 700m3/hm2降为1995年的5 500m3/hm2,同时在农业总用水量不增加的情况下农业产出增长了12倍.     

三种节水灌溉技术对日光温室黄瓜生产效率及经济效益的影响

通过实地调查,分析了日光温室黄瓜在膜下滴灌、膜下沟灌和沟灌3种节水灌溉技术下的灌水生产效率及经济效益,结果表明:膜下滴灌的灌水生产效率可达到32.46 kg/m3,而沟灌的灌水生产效率只有15.70 kg/m3;同时由于膜下滴灌方式灌水可有效减少病虫害,降低生产成本,其产投比比膜下沟灌高出14%,比沟灌高出39%,有较高的经济效益.     

地面滴灌对107杨幼林生长和水肥利用的影响

以北京永定河沙地107杨人工幼林为研究对象,比较滴灌和常规沟灌对杨树生长的影响。结果表明:滴灌栽培107杨,2、3年生幼龄林的蓄积量分别为13.37、41.15 m3/hm2,是沟灌的2.22、1.68倍。滴灌能明显促进107杨各器官的生长,增加生物产量,滴灌栽培使3年生杨树单株的干生物量为沟灌的2.42倍,并且滴灌还能提高107杨幼林体内含水率。滴灌栽培107杨幼林2、3年生的水分利用率分别是0.84和3.89 m3/hm2,分别是沟灌的1.91倍和2.84倍。滴灌能减少107杨幼林田间养分的流失,显著提高107杨幼林田间各养分利用率,同时对107杨单株植物各养分利用率也有一定提升。     

干旱区不同地下水埋深膜下滴灌灌溉制度模拟研究

通过在新疆巴州灌溉试验站进行的膜下滴灌棉花灌溉制度试验,得出了适合当地的常规滴灌制度。为进一步研究浅层地下水对灌溉的补偿效应,利用Hydrus软件对不同地下水埋深下膜下滴灌棉花生育期耗水量进行了模拟。通过引入关键点土壤含水率的概念,提出了膜下滴灌棉花受水分胁迫的标准。结果表明：地下水对棉花的耗水具有一定的补偿作用,地下水埋深越浅,则所需的灌溉定额越小。当地下水埋深小于1.5 m时,滴灌定额为3 300 m³·hm^-2;当地下水埋深为2.0 m时,滴灌定额为4 500 m³·hm^-2;当地下水埋深很大而对作物根区没有补给时,棉花完全依赖于灌溉所需的滴灌定额则为5 550 m³·hm^-2。考虑到干旱区内具有较高的潜在蒸发势,会导致土壤的次生盐渍化,从而危及作物的生长,1.5～3.0 m的地下水埋深是灌区内较理想的水位区间。     

The Potential Contribution of Subsurface Drip Irrigation to Water-Saving Agriculture in the Western USA

Water shortages within the western USA are resulting in the adoption of water-saving agricultural practices within this region. Among the many possible methods for saving water in agriculture, the adoption of subsurface drip irrigation （SDI） provides a potential solution to the problem of low water use efficiency. Other advantages of SDI include reduced NO3 leaching compared to surface irrigation, higher yields, a dry soil surface for improved weed control, better crop health, and harvest flexibility for many specialty crops. The use of SDI also allows the virtual elimination of crop water stress, the ability to apply water and nutrients to the most active part of the root zone, protection of drip lines from damage due to cultivation and tillage, and the ability to irrigate with wastewater while preventing human contact. Yet, SDI is used only on a minority of cropland in the arid western USA. Reasons for the limited adoption of SDI include the high initial capital investment required, the need for intensive management, and the urbanization that is rapidly consuming farmland in parts of the western USA. The contributions of SDI to increasing yield, quality, and water use efficiency have been demonstrated. The two major barriers to SDI sustainability in arid regions are economics （i.e., paying for the SDI system）, including the high cost of installation; and salt accumulation, which requires periodic leaching, specialized tillage methods, or transplanting of seedlings rather than direct-seeding. We will review advances in irrigation management with SDI.     

滴灌施肥对设施番茄水氮利用效率及土壤硝态氮残留的影响

为了解滴灌施肥是否能够提高水氮利用效率、降低环境污染风险,总结山东寿光设施番茄长期定位试验9季的试验结果,系统分析传统漫灌施肥和滴灌施肥对番茄产量、水氮利用效率、土壤硝态氮残留和经济效益的影响。与传统漫灌施肥相比,滴灌施肥每季氮肥和水分投入量分别降低78%和46%,氮肥偏生产力和灌溉水利用效率则分别提高5和2倍,番茄产量和经济效益分别提高6%和22%,且产量年际变异显著降低。传统漫灌施肥0~90cm土层硝态氮残留量平均高达819kg/hm2,滴灌施肥降低50%的土壤硝态氮残留。与传统漫灌施肥相比,滴灌施肥栽培体系是一个低投入、低环境代价和高效稳定的生产体系。     

干旱胁迫对南疆膜下滴灌棉田光合产物累积的影响

为明确适度干旱胁迫对新疆南部极端干旱区滴灌棉花生长及水分利用效率的影响。在常规滴灌(灌水量为4 650 m~3·hm~(-2))的基础上,设计4种减量滴灌模式(灌水量分别2 250、2 850、3 450和4 050m~3·hm~(-2)),分析不同滴灌量对棉花光合产物积累动态及产量形成的影响。结果表明,随着滴灌量的减少,蕾铃数比常规灌水量减少;蕾铃脱落率先减少后增加;根冠比呈现先增大后减小的趋势,在始花期滴灌量3 450m~3·hm~(-2)的根冠比大于常规滴灌处理;随灌溉量减少,干物质呈现先增加后减少的趋势,灌溉量为2 250~4 050m~3·hm~(-2)时干物质显著增加,常规灌水量下干物质量则呈下降趋势。随着灌水量的减少,单铃质量、单株结铃数也随着减小,从而阻碍棉花经济产量的提高。     

青海大通退耕还林工程区林木生产力和水分生产潜力研究

为明确青海大通退耕还林工程建设发展方向，2002年至2003年，通过对青海省大通县20世纪80年代退耕还林后，现存人工林群落标准地调查和解析木分析，研究了青杨灌木混交林、白桦云杉混交林、落叶松纯林、紫果云杉纯林、白桦纯林等5种类型的林木生产力和林木水分生产潜力．结果表明，研究地区的植物气候生产潜力约为8 462 kg/(hm2·a)，2 100～3 333株/hm2密度的青杨灌木混交林、白桦纯林、紫果云杉纯林和白桦云杉混交林的生产力指标可作为该地区常规造林技术条件下乔木成林的现实生物量生产潜力标准．其中，紫果云杉纯林和白桦纯林成林的现实潜在水分生产率分别为17.22和22.14 kg/(hm2·mm·a)，青杨灌木混交林和白桦云杉混交林成林的现实潜在水分生产率分别为21.14和19.09 kg/(hm2·mm·a)．表明上述类型的造林模式是今后退耕还林工程建设的发展方向．      

滴灌量对高产春玉米冠层结构特征及产量的影响

为春玉米高产、节水以及灌溉调控提供理论依据,研究膜下滴灌条件下灌溉量对新疆高产(≥15 000kg/hm~2)春玉米冠层结构特征及产量的影响。于2014-2015年在新疆奇台总场,采用覆膜滴灌技术,以当地高产玉米滴灌量为对照(I100),设置4个滴灌量水平,分析滴灌量对高产(≥15 000kg/hm~2)玉米冠层特征及产量的影响。综合2a试验结果表明,当滴灌量降低到常规灌溉量(600mm)的90%(I90)时,6个供试品种籽粒产量无显著降低;多数品种在滴灌量降低到常规灌溉量的80%时产量显著降低,表明降低10%滴灌量对玉米产量无显著影响。在I90(540mm)处理下,不同品种吐丝期叶面积指数为7.53~8.67,穗位层透光率为3.5%~4.5%,群体底部透光率为0.5%~0.8%,消光系数为0.56~0.72,产量达到15 686.0~19 135.4kg/hm~2。滴灌量影响玉米的株高、穗位高、叶面积指数以及各层光分布,改变玉米的群体结构。随滴灌量的降低玉米产量呈下降趋势,但滴灌量降低到常规灌溉量的90%(I90)时,提高穗下第三叶层的透光率,籽粒产量无显著的降低。因此,在节水的前提下达到较高的产量,并提高水分利用效率,实现高产与高效的统一,该灌溉制度(540mm)适宜在当地进行推广。     

冀西北地区春玉米膜下滴灌水肥一体化技术试验

针对冀西北地区水资源匮乏和化肥不合理施用问题,进行了春玉米膜下滴灌水肥一体化技术试验。结果表明,与农户传统水肥管理措施相比,膜下滴灌水肥一体化技术可明显增加春玉米产量,提高春玉米的肥料偏生产力;膜下滴灌水肥一体化技术虽增加了地膜、滴灌设备的费用,但可实现播种、施肥、覆膜、铺设滴灌带、喷施除草剂等多道工序一次性完成,可节省用工费和水电费。综合分析结果表明,春玉米膜下滴灌水肥一体化技术可提高农户的经济效益,在冀西北地区有良好的推广应用前景。     

马铃薯滴灌高产栽培及效益评价研究

为探讨青海省干旱区马铃薯发展的新途径,特开展了马铃薯高产栽培及经济效益评价研究。结果表明:(1)滴灌条件下马铃薯的最佳灌水量为405.4m3/667m2,最高产量为3 100kg/667m2。(2)马铃薯整个生育期吸收氮最多,其次为钾,磷最少。最佳追肥比例为苗期5%,团棵期21%,开花期54%。(3)示范区较农户地产量提高了50%;平均净收益提高了246.64%;平均用水量降低了49.33%。该研究可以为青海省干旱区马铃薯的高产栽培、水分高效利用和农民增收提供依据。