滴灌冬小麦不同滴灌量土壤水分时空分布及冠层特征响应

【目的】研究滴灌冬小麦不同滴灌量土壤水分时空分布及冠层特征响应,为北疆滴灌小麦灌溉制度、滴灌参考指标提供科学理论依据。【方法】采用大田试验,设不同滴灌量处理,研究滴灌后土壤含水量时空扩散特征,离滴灌带不同距离麦行土壤含水量在不同生育期动态变化特征及冬小麦冠层特征响应。【结果】在不同时段0～20 cm表土层土壤水分变化最为剧烈,且随滴灌量的增加而趋于缓和;滴灌方式20～80 cm土层为主要储水层;滴灌量为2 475 m³/hm²滴灌后远离滴灌带麦行土壤水分补充极少,该趋势在表土层更加明显;通过增加滴灌量使水分更早向远管麦行扩散;滴灌量低于3 750 m³/hm²进入扬花期后0～60 cm土层土壤含水量低于15.0%,滴灌量低于3 150 m³/hm²进入灌浆期后0～60 cm土层土壤含水量接近10%,不利于籽粒灌浆和产量形成;总叶面积指数近管麦行较远管麦行高水处理增加9.50%,中水处理增加7.40%,低水处理增加5.72%;不同处理冬小麦倒三节茎粗近管麦行＞远管麦行位置,高水近管麦行为0.210 cm,低水远管麦行为0.182 cm。【结论】北疆冬麦区随滴灌量降低土壤水分明显下降,影响了小麦叶面积、株高、穗长、茎粗等个体生长发育;冬小麦返青后滴灌量3 750 m³/hm²缩小近管麦行、远管麦行位置土壤水分差异,减少远离滴管带麦行土壤水分亏缺对小麦生长发育的影响;滴灌量低于3 150 m³/hm²北疆冬小麦种植区扬花期后0～60 cm土层会出现水分亏缺,显著影响小麦籽粒灌浆和产量形成。     

基于正交试验的玉米最优产量渗灌技术组合分析

【目的】研究不同作物渗灌土壤水分状况与产量效应,为渗灌推广应用提供技术参考。【方法】基于正交试验设计,以渗灌玉米产量为敏感性分析指标,研究渗灌灌溉下播种深度、渗灌埋深、灌水频次和灌水定额对玉米产量影响的敏感性,观测不同处理下土壤水分状况。【结果】渗灌与膜下滴灌土壤水分分布有所不同。渗灌耕作层土壤含水率低,中下层土壤含水率渐增;膜下滴灌耕作层土壤含水率较高,中层土壤有所下降,下层含水率增高。4 200 m³/hm²渗灌定额玉米产量达9 905.56 kg/hm²。渗灌玉米平均产量9 485.10 kg/hm²,比膜下滴灌高出12.7%。【结论】对渗灌玉米产量影响最为显著的是播种深度,其次为灌水频次、渗灌埋深,影响最小的是灌水定额。播种深度20 cm,渗灌埋深30 cm,灌水定额600 m³/hm²,灌水频次7次为渗灌玉米高产最优参数组合。     

不同干燥工艺对新疆主要制干葡萄干燥特性的影响

【目的】研究不同制干工艺对新疆主要制干葡萄品种无核白和无核白鸡葡萄干燥特性的影响,为新疆葡萄干燥工艺的改进提供理论依据。【方法】对晾干和晒干干燥过程中的水分变化规律进行数学分析,研究葡萄的干燥特性。【结果】晒干工艺葡萄的失水速率高于夜间,葡萄干燥过程中白昼失水速率是夜间的2.00~6.14倍。干燥初期晒干工艺条件下无核白鸡心葡萄失水速率是晾干的1.21~3.12倍。葡萄果实干燥模型宜选用Page模型,晒干工艺条件下葡萄果实的有效水分扩散系数分别是晾干工艺的3.14和3.18倍;无核白鸡心葡萄果实的有效水分扩散系数高于无核白葡萄,晒干条件下无核白鸡心葡萄和无核白有效水分扩散系数分别为6.023 16×10^-8 和2.615 45×10^-8 m²/h;晾干条件下2种葡萄果实的有效水分扩散系数分别为1.892 12×10^-8 和8.308 75×10^-9 m²/h。【结论】2种干燥工艺下,白昼的干燥速率显著高于夜间,得到了不同干燥工艺和不同葡萄品种的有效水分扩散系数。     

膜下不同滴灌量对复播大豆农田土壤呼吸及有机碳的影响

【目的】 研究膜下减量滴灌对土壤有机碳的影响,评价出复播大豆高产稳产又能促进土壤有机碳积累的最佳膜下滴灌量。【方法】 于2019年,田间设置4 200 (W₀)、3 780 (W₁)、3 360 (W₂)、2 940 (W₃)、2 520 (W₄)、2 100 (W₅) m³/hm² 6个膜下滴灌量和未覆膜滴灌量4 200 m³/hm²处理 (CK),研究膜下不同滴灌量对复播大豆土壤CO₂呼吸、土壤有机碳及碳库管理指数的影响。【结果】 覆膜条件下,不同测定时期各处理土壤中CO₂排放速率基本表现为W₂>W₃>W₄>W₅>W₁>W₀,且W₂和W₃处理之间均无差异;土层0~ 30 cm的SOC、AOC、CPMI含量均随着滴灌量的增加呈现“先增后降”的趋势,均以W₂或W₃处理达到最大,其大豆产量以W₃处理最高,为3 304.90 kg/hm²,较W₀、W₁、W₂、W₄、W₅处理分别提高了7.45%、5.16%、0.77%、8.42%和18.68%。同等滴灌量条件下,覆膜W₀处理的各指标均高于未覆膜CK处理。【结论】 复播大豆采取地膜覆盖且滴灌量为2 940~3 360 m³/hm²时可增加耕作层(0~30 cm)土壤SOC和AOC的含量,提高产量。     

不同灌溉方式和灌水量对棉花冠层叶铃配置的影响

【目的】分析膜下滴灌和传统漫灌对棉花叶铃配置关系的影响,研究膜下滴灌棉花高产原理,寻求增产新途径。【方法】设置膜下滴灌和传统漫灌两种灌溉方式,并设两个灌水量:3 900和6 000 m³/hm²,共4个处理。测定棉花叶面积、光吸收率、干物质累积和棉花产量构成因子等指标,分析不同灌溉方式对棉花叶铃配置关系及产量的影响。【结果】盛铃后期,相比传统漫灌,膜下滴灌棉花叶面积指数高出30.66%,冠层上部叶面积指数维持在2~2.5,中下部在1~1.5,冠层各部位光吸收量均匀;同时不同冠层结铃比例适中,与各层光分布比例耦合良好,有利于光合产物生产。3 900 m³/hm²灌水量下,膜下滴灌棉花相对传统漫灌棉花增产25.07%;而6 000 m³/hm²灌水量下,膜下滴灌棉花相对传统漫灌棉花减产6.74%,过量灌水不利于膜下滴灌棉花产量形成。【结论】相比传统漫灌,膜下滴灌棉花叶铃配置更合理,光合生产力更强,有利于光合产物向生殖器官转运和产量形成     

成龄枣树光合特性与光响应曲线模型

【目的】 不同灌溉定额条件下,研究红枣光合特性变化规律及适用于滴灌模式下红枣的光响应曲线模型,为红枣滴灌决策提供数据支撑和理论依据。【方法】 以新疆南疆阿克苏地区进行地表滴灌的6年生红枣树为研究对象,通过田间试验测定不同水分处理条件下的光合-光响应曲线。【结果】 6年生红枣在20、30 m³667 m²灌溉水量区间内,最大净光合速率呈递减趋势。拟合模型针对新疆南疆成龄枣树叶片适用性排序为直角双曲线修正模型＞非直角双曲线模型＞指数模型＞直角双曲线模型。通过对比分析4种不同模拟机制的模型。【结论】 在轻度水分胁迫条件下有利于提高净光合速率及水分利用效率;直角双曲线修正模型对于南疆成龄枣树叶片的适用性最好。     

滴灌下限对日光温室葡萄生长、产量及根系分布的影响

【目的】 探究自动控制灌溉条件下灌水水平对葡萄生长发育与水分消耗的影响,为温室自动灌溉条件下葡萄水分管理提供决策依据。 【方法】 以3年生‘玫瑰香’为研究对象,利用CR1000数据采集器、土壤水分传感器和电磁阀联合自动控制灌水,设置8个不同的灌水下限（分别为田间持水率的50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%和85%）,灌水上限均为田间持水率的90%,研究不同灌水下限对温室葡萄地上部和地下部生物量、产量、水分利用等的影响。 【结果】 当灌水下限低于田间持水率的75%时,随着灌水下限的提高,新梢长度、新梢茎粗以及叶面积指数均显著增加,当灌水下限超过田间持水率的75%时,新梢的生长受到不同程度地抑制;葡萄根系在0-60 cm土层中均有分布,但主要分布在0-30 cm土层中,该层的根体积以及根系表面积分别占总根系的75%-89%、77%-83%。在葡萄根系分布最为集中的0-10 cm和10-20 cm土层中,各根系指标均随着灌水下限的提高呈先增加后减少的趋势,其中当灌水下限为田间持水率的75%时,各根系指标均最大。当灌水量低于6 000 m ³·hm ^-2时,各根系指标均随着灌水量的增加而增大,当灌水量达到7 000 m ³·hm ^-2时,各根系指标均出现下降或增长缓慢的趋势;当灌水下限是田间持水率的75%时,葡萄的产量和水分利用效率均为最高,分别达到32 270.31 kg·hm ^-2、4.85 kg·m ^-3。 【结论】 综合考虑葡萄新梢生长、根系分布、产量和水分利用等因素,滴灌条件下葡萄水分管理的最佳土壤水分区间为田间持水率的75%-90%,可以作为该种植模式下适宜的灌溉控制指标的推荐值。     

传统干燥工艺条件下葡萄制干特性及干燥模型研究

【目的】研究传统葡萄干燥工艺对葡萄果实干燥特性及水分扩散系数的影响,为新疆葡萄制干干燥理论提供理论依据。【方法】采用晾干和晒干两种传统的制干工艺制干,分析制干工艺对葡萄干燥特性及水分扩散系数的影响,建立干燥动力学模型。【结果】晒干工艺条件下,环境中的最高温度显著高于晾干环境中温度,最低温度低于晾干环境中最低温度。晒干条件下,葡萄果实的干燥速率高于晾干方式。通过对4种模型的拟合分析,Page模型是最符合葡萄干燥的模型,决定系数R²值最大,卡方检验值χ²和均方根误差R²均值最小,分别为0.998 2、8.55×10^-4和0.001 5。通过有效水分扩散系数计算,晒干和晾干工艺的有效水分扩散系数分别为2.036 25×10^-8、6.468 8×10^-9,晒干工艺的有效水分扩散系数明显大于晾干方式的有效水分扩散系数。【结论】Page模型可以有效的阐述传统葡萄会干工艺条件下葡萄果实水分的变化规律。     

枣园不同间作种植方式对土壤酶活性的影响

【目的】研究枣园不同间作种植方式中土壤酶的动态变化,以及水分胁迫对间作复合系统土壤酶活性的影响。【方法】采用两因素裂区试验设计,主区设置两种间作种植方式:红枣间作棉花、红枣间作苜蓿;副区设置四个水分梯度:W1:水量为3 750 m³/hm²(中度水分胁迫);W2:水量为4 500 m³/hm²(轻度水分胁迫);W3:水量为5 250 m³/hm²(适宜水分);W4:水量为6 000 m³/hm²(充分供水)。【结果】(1)灌水在4 500 m³/hm²水平下,间作土壤脲酶活性最高;灌水在3 750 m³/hm²水平下,间作土壤蔗糖酶、多酚氧化酶、过氧化氢酶活性最高。(2)与单作相比,间作能显著提高土壤酶活性,红枣间作棉花的土壤酶活性整体低于红枣间作苜蓿,红枣间作苜蓿能有效提高土壤酶活性。【结论】灌水量在3 750 m³/hm²水平下,枣园间作苜蓿能有效提高土壤酶活性。     

不同剂量保水剂对袋式复合沙培辣椒光合特性日变化规律的影响

【目的】 研究保水剂对袋式复合沙培辣椒光合特性的影响,利用主成分分析综合评价不同剂量保水剂对辣椒光合各项指标的影响。【方法】 以瑞霸五号为试材,以保水剂施用量为变量,通过穴施保水剂,测定盛果期时叶片的净光合速率、气孔导度、胞间CO₂浓度、蒸腾速率以及水分利用效率,研究不同剂量保水剂对袋式复合沙培辣椒光合特性日变化规律的影响。【结果】 在栽培基质中加入保水剂后,有助于提高辣椒叶片的光合特性,各处理的净光合速率均为“双峰”曲线,并在14:00时出现“午休”现象,除胞间CO₂浓度以外,各项指标随着保水剂剂量的增加呈现增加的趋势。B₅处理(3 g/穴)的光合特性表现最好,光合速率为12.91 μmol/(m²·s),气孔导度为0.22 μmol/(m²·s),胞间CO₂为163.82 μmol/mol,蒸腾速率为5.37 mmol/(m²·s),水分利用效率为3.28 μmol/(m²·s)。【结论】 在栽培基质中施加3 g/穴保水剂对辣椒的各项光合指标表现最好。     

滴灌水肥一体化配施有机肥对土壤N2O排放与酶活性的影响

【目的】 通过在有机肥基础上增施不同量无机氮,研究滴灌水肥一体化条件下温室番茄土壤N₂O排放和脲酶（UR）、硝酸还原酶（NR）、亚硝酸还原酶（Ni R）以及羟胺还原酶（Hy R）活性的动态变化,分析各处理土壤N₂O排放特征及土壤UR、NR、Ni R和Hy R活性对土壤N₂O排放的影响,揭示在滴灌水肥一体化下N₂O排放过程机制。【方法】 试验共设CK（不施氮）、N1（200 kg·hm ^-2有机氮）、N2（200 kg·hm ^-2有机氮+ 250 kg·hm ^-2无机氮）、N3（200 kg·hm ^-2有机氮+ 475 kg·hm ^-2无机氮）4个处理。采用静态箱-气相色谱法,对番茄生育期内土壤N₂O排放、土壤酶活性、土壤温湿度等进行监测。【结果】 滴灌水肥一体化,各施氮处理均在施肥+灌溉后第1天出现N₂O排放高峰,随着时间推移不断下降,不同处理番茄整个生育期N₂O排放通量在0.98—1 544.79 μg·m ^-2·h ^-1。土壤N₂O排放总量差异显著,依次为N3（（7.13±0.11）kg·hm ^-2）>N2（（4.87±0.21）kg·hm ^-2）>N1（（2.54±0.17）kg·hm ^-2）>CK（（1.56±0.23）kg·hm ^-2）,与N3相比,处理N1、N2土壤N₂O排放总量分别降低了64.38%、31.70%。番茄生育期内N₂O季节排放特征明显,秋季高,冬季低。土壤氮素转化相关酶活性大致随施氮量的升高而增高。土壤N₂O排放通量与5 cm土壤温度、0—10 cm土层硝态氮含量、土壤NR活性及土壤Hy R活性均呈极显著正相关（P＜0.01）。【结论】 滴灌水肥一体化下,土壤微生物处于好气环境,土壤N₂O主要来自于硝化过程,减少了由反硝化过程所产生的N₂O排放。综合考虑番茄产量、品质、N₂O排放等因素,推荐北方温室秋冬茬番茄施用200 kg·hm ^-2有机氮+250 kg·hm ^-2无机氮,75 kg·hm ^-2 P₂O₅,450 kg·hm ^-2 K₂O较为适宜。     

环境因子对无膜滴灌棉种萌发特性的影响

【目的】 研究水、盐、温及其交互作用等环境因子对无膜滴灌棉种中棉619萌发特性的影响。【方法】 基于正交试验、隶属函数法及聚类分析,以PEG模拟干旱胁迫、NaCl模拟土壤盐分胁迫及用生化培养箱控制环境温度,对比分析水、盐、温及其交互作用对无膜滴灌棉种中棉619(无膜棉)和膜下滴灌棉种新陆中37号2个棉种萌发特性的影响。【结果】 两者均对温度有较高的要求,而无膜滴灌棉种耐盐及抗旱性优于膜下滴灌棉种,其中温度对于种子萌发的影响达到极显著水平(P＜0.01),盐分达到显著水平(P＜0.05),而水分及交互作用未达到显著水平。【结论】 适宜无膜滴灌棉种中棉619环境因子范围是温度为25℃,盐分为0.1%~0.4%,水分为7.5%和15%,当水分含量为15%、盐分含量为0.2%及温度为25℃时,无膜滴灌棉种的萌发效果最好。     

氮素用量对设施韭菜气体交换及叶绿素荧光参数的影响

【目的】研究不同氮素用量对设施韭菜气体交换及叶绿素荧光参数的影响。【方法】以1年生韭菜作为材料,通过U₁(CK,0)、U₂9.2 kg/(667m²·y)、U₃18.4 kg/(667m²·y)、U₄27.6 kg/(667m²·y)、U₅36.8 kg/(667m²·y)、U₆46.0 kg/(667m²·y)、U₇55.2 kg/(667m²·y)、U₈64.4 kg/(667m²·y)8个处理,测定气体交换参数(净光合速率、胞间CO₂浓度、蒸腾速率、气孔导度)、叶绿素荧光动力学参数(光下稳态荧光、电子传递速率、光适应下PSII反应中心激发能捕获效率、CO₂同化的量子效率、非光化学淬灭系数和光化学淬灭系数)。【结果】韭菜叶片气体交换及叶绿素荧光动力学参数均随着氮素浓度的增加均表现出先增加后减少的趋势,光合参数的最施氮素用量为13.40~33.73 kg/(667m²·y),叶绿素荧光参数的最施氮素用量在27.72~40.76 kg/(667m²·y)。【结论】综合光合参数与叶绿素荧光参数,宁夏地区设施韭菜氮素用量为27.72~33.73 kg/(667m²·y)(即尿素施用量为60.25~73.33 kg/(667m²·y)。