宁南山区不同灌溉方式下土壤湿润

宁夏南部山区的半干旱及同类地区作物灌溉主要采取补充灌溉,试验掌握在不同灌溉方式、不同灌溉量下的土壤湿润情况,可以为实施作物精量控制灌溉提供设计、灌溉依据。本研究选择滴灌和点灌2种灌溉方式,设计5个水平的灌溉量,在宁夏彭阳县王洼镇姬阳洼小流域进行实地试验,摸清了不同灌溉方式、灌溉量下的土壤湿润范围、深度、土壤湿润比及灌溉量与湿润土体体积的关系。     

作物根区无压地下灌溉技术灌水指标研究

作物根区无压地下灌溉技术是一个正在研究开发的新的节水灌溉技术。通过在温室大棚种植黄瓜、番茄,采用不同供水压力和不同灌溉方式试验,研究分析了根区无压地下灌溉对作物根区土壤水分、耗水量、产量和作物品质等指标的影响。研究表明该技术能够满足黄瓜和番茄需水量要求;与传统沟灌相比能够节约灌溉水量30%以上;它并不降低作物产量,反而提高了水分利用率和水分生产率,并使黄瓜和番茄作物品质得到了显著改善。     

宁南山区不同灌溉方式下土壤湿润范围研究

宁夏南部山区的半干旱及同类地区作物灌溉主要采取补充灌溉,试验掌握在不同灌溉方式、不同灌溉量下的土壤湿润情况,可以为实施作物精量控制灌溉提供设计、灌溉依据.本研究选择滴灌和点灌2种灌溉方式,设计5个水平的灌溉量,在宁夏彭阳县王洼镇姬阳洼小流域进行实地试验,摸清了不同灌溉方式、灌溉量下的土壤湿润范围、深度、土壤湿润比及灌溉量与湿润土体体积的关系.     

微喷灌技术在雨水集蓄利用工程中的研究与示范

内蒙古准格尔旗属于我国典型的黄土高原干旱半干旱丘陵山区,由于该区受特殊的地理、地形以及水文气象条件的影响,使得雨水集蓄利用工程成为解决该区农牧业生产的主要出路,利用该工程结合微喷灌技术进行集雨补充灌溉,有效缓解了水分供需错位的矛盾且为保证牧草稳产高产提供了必要条件.试验通过有限补充灌溉的方式,探讨了集雨补充微喷灌条件下对牧草产量和盖度的影响.研究结果表明:在牧草返青期采用微喷节水补灌技术,使灌溉处理牧草产量较不灌处理牧草产量提高了21.58%～68.73%,盖度提高5.77%～17.65%;旱作混播牧草较旱作单播牧草产量提高28.8%～40.8%,灌溉混播牧草较灌溉单播牧草产量提高25.0%～95.4%,为集雨补灌旱作区发展生态畜牧业建设提供了技术支持.     

膜下滴灌技术在雨水集蓄利用工程中的研究

在黄土高原半干旱丘陵沟壑区,修建集雨蓄水工程并结合滴灌、覆膜坐水等措施,对作物进行补充灌溉,以期适应年内降雨时空分配极为不均,水分供需严重错位的现状。旨在改善土壤蒸发强度、土壤温度和降雨空间分配,提高灌水效率和水分利用效率,最终达到稳产高产的目的。通过2006年的田间试验研究,结果表明:集雨滴灌3次的增产量为2353.61~3845.62 kg/hm2,增产效果为44.07%~72.01%。在同样的补灌水量及灌水次数情况下,把灌浆期增加的灌水定额转移到拔节期更有利于提高玉米增产效果和集雨滴灌效率,将灌浆期多补灌7.5 mm的水量调配给拔节期,使得补灌效率增加2.05 kg/m3,将同样的水量由灌浆期转移给拔节期后,使得增产效果和补灌效率都有不同程度的提高,增产效果提高12.93%~21.89%,补灌效率提高3.41~4.21 kg/m3。     

基于大型蒸渗仪和遗传算法的受旱玉米蒸发蒸腾量估算

受旱胁迫下作物蒸发蒸腾量估算重要且复杂,依托新马桥农水综合试验站6台大型称重式蒸渗仪开展玉米受旱胁迫专项试验,对不同受旱胁迫下玉米蒸发蒸腾量特征进行分析,在双作物系数法估算无受旱胁迫下玉米蒸发蒸腾量的基础上,采用遗传算法优化率定基础作物系数Kcbini、Kcbmid、Kcbend和作物系数上限Kcmax,同时基于试验站实测太阳辐射数据采用遗传算法优化率定了Angstrom公式经验参数a、b,进而优化了参考作物蒸发蒸腾量(ET0)的计算结果,并以此基础运用双作物系数法估算受旱胁迫下玉米蒸发蒸腾量。结果表明:营养生长中前期轻微的水分亏缺可能会刺激玉米适应性机能,复水后各项生理功能恢复正常;水分亏缺加重时不仅会使玉米当期的蒸发蒸腾量减少,而且会产生累积效应,将这种胁迫影响传递到之后的生育阶段;相同受旱胁迫强度对玉米生殖生长阶段影响更为明显,且易造成永久胁迫;Kcbini、Kcbmid、Kcbend、Kcmax的率定结果分别为0.150、1.090、0.152和1.400,在此基础上运用双作物系数法估算无受旱胁迫下玉米全生育期蒸发蒸腾量的均方根误差RMSE和平均绝对误差MAE分别为1.39 mm和0.97 mm,比对应的FAO-56推荐值估算结果小6.74%和8.23%,受旱胁迫下玉米计算的2个处理全生育期RMSE、MAE和MRE均值分别为1.60 mm、1.18 mm和6.73%,整体估算效果虽然没有无受旱胁迫下的好,但仍优于FAO-56推荐值的估算结果。因此,基于双作物系数法和遗传算法的受旱胁迫下玉米蒸发蒸腾量估算合理可靠,该研究可为区域制定适宜灌溉制度和降低农业旱灾损失风险提供理论依据。     

旱区沟垄集雨栽培技术研究综述

沟垄集雨栽培技术将旱区有限的降水蓄积于土壤供作物生长发育之用,增产效果显著,已经逐步发展成为中国旱区的主要节水灌溉技术。简要介绍了沟垄集雨种植技术的集雨原理、运用效果以及一些经典集雨模型和农业生态系统模型。综合当前研究进展指出影响沟垄集雨培植技术效果的3个要素,并就目前该技术运用状况提出自己的建议,展望未来发展方向,旨在为我国旱区沟垄集雨栽培技术发展提供理论和技术指导。     

三种作物水分生产函数模型的适用性比较

通过幂级数展开等代数变换发现,3种作物水分生产函数Jensen模型、Rao模型和Stewart模型可以近似相互转化,其各自水分敏感指数近似等价。通过在各阶段均匀受旱的特殊情况下对模型模拟的相对产量随相对蒸散发量变化过程的对比,从理论上分析了3个模型的适用性。研究发现,当作物受旱较轻微时,Rao模型和Stewart模型与Jensen模型统一具有较好模拟效果,但是当作物受旱较严重时,Rao模型和Stewart模型的模拟效果不好。通过不同气候区域不同作物田间试验的数据进行了验证计算,由于水分亏缺不十分严重,参数优化后3个模型都具有较好模拟效果,而Jensen模型模拟效果更好一些,优化得到的3种模型水分敏感指数近似相同,而采用Jensen模型水分敏感指数后,Rao模型和Stewart模型的模拟效果稍有降低。     

补充灌溉对玉米生理指标及水分利用效率的影响

为了研究玉米补充灌溉的最佳时间和增产效果,采用田间微区试验方法,研究了不同生育时期补充灌溉对玉米叶片生理特性(叶绿素、SOD、POD、MDA、可溶性蛋白)、根系生长发育及产量的影响。研究结果表明:1试验区最佳灌溉时间为玉米生育后期;2在灌浆期补灌一次即能起到显著的增产效果;3全生育期灌溉可增产6.36%,但灌溉水利用率较低。得出结论,最佳补充灌溉方式为抽雄和灌浆期各补充灌溉一次。     

基于生理生态指标的玉米受旱胁迫响应规律研究

基于安徽省新马桥农水综合试验站内有底测坑玉米受旱胁迫专项试验数据,研究分析了干旱胁迫对玉米植株生长发育的影响及其响应规律。结果表明,干旱会影响玉米光合作用的各项指标,而光合性能的变化会影响玉米株高和叶面积的生长发育;玉米营养生长中前期,作物处于快速生长期,对水分胁迫的适应机能更强,适度轻微的受旱胁迫解除后玉米可迅速恢复正常生长,其后的生长发育反而会优于未受旱作物;同等受旱胁迫程度下,玉米营养生长后期及生殖生长阶段对水分亏缺的响应更为敏感,受旱更容易造成玉米植株永久损伤并导致减产。为提高玉米全生育期内的水分利用率实现高效节水并保障稳产,认为玉米营养生长中前期可适度缺水实施非充分灌溉,而营养生长后期及生殖生长阶段则需实施充分灌溉。     

膜上灌春小麦调亏效应研究

在膜上灌水方式下覆膜和露地处理全生育期不同水分处理调亏下,膜上灌高产处理耗水量比对照减少了310.3mm却增产1363.69kg/hm2,同一水分处理下膜上灌丰水处理F(FM)比露地丰水处理F(B)增产40.99%,WUE提高了4.67kg/(mm.hm2);膜上灌中度处理M(FM)比露地中度处理M(B)增产52.55%,WUE提高了6.86kg/(mm.hm2)。相同水分条件下覆膜处理具有明显的增温、保墒增产作用,最高产量所需的土壤适宜水分下限较露地下降10%~15%。结果表明同一水分处理下覆膜小麦不仅具有较高的生物产量,而且具有较大的库容,因而开花后干物质积累量,茎、叶器官的输出率、分配率、转换率均高于露地小麦,最终表现为粒重增加经济产量提高。     

不同灌水处理对冬小麦生长及水分利用效率的影响

1998～ 1 999年在山东省桓台县进行了冬小麦节水灌溉试验。通过对冬小麦生长动态观测表明 :减少灌水量可以促进冬小麦发育。起身拔节水对冬小麦株高有显著影响。叶面积指数、冠层干物重、根系总量随着灌水量的增加而增加。各处理冬小麦根系总量的 80 %以上分布在 0～ 2 0 cm土层内。随着灌水次数的增加 ,灌水量的增多 ,灌溉水的利用效率逐渐减小。全生育期浇越冬水、起身拔节水、开花水的处理经济产量最高 ,达到 771 6.7kg/hm2 ,水分利用效率最大 ,达到 1 5 .92 kg/(hm2· mm) ,单位水资源量的边际效率也最大 ,达43 .1 2 kg/mm,单次灌水的最大平均产量为 85 1 .65 kg/hm2。     

冬小麦节水增产灌溉模式试验研究

针对华北高产粮区进行了冬小麦节水增产试验研究 ,随着灌水次数和灌溉水量的增加 ,冬小麦总耗水量也增加 ,冬小麦消耗土壤水的份额逐渐减少 ,主要以消耗灌溉水为主。 2 0 0～ 30 0 cm土层的土壤水随着灌溉水量的增加 ,利用率逐渐减小 ,最佳灌水模式为春季 2水 (试验年份为偏旱年型 )。冬小麦产量为 771 6.7kg/hm2 ,水分利用效率为 1 5 .92 kg/hm2·mm,灌溉水利用效率为 34 .3kg/hm2·mm。     

干旱区膜下滴灌棉田灌溉制度及土壤水盐运移规律研究

以棉花各生育期适宜土壤含水率上、下限差值为灌水控制指标,设置3水平灌水处理,开展膜下滴灌大田试验,分析研究适宜试验区棉花生长、水分利用效率高的灌溉制度及膜下滴灌棉田土壤水盐运移规律。结果表明:适宜土壤含水率上、下限差值形成的灌溉制度,决定了土壤水盐运移规律、盐分分布和积累特征。总体表现为:空间上土壤水分分布与滴灌带间距呈负相关系,盐分分布则相反,0~40 cm深度土壤水分在灌后重分布,盐分在滴灌水分的淋洗作用下定向运移,至湿润体边缘积聚。综合分析关键点与主根层的土壤水盐时间序列变化,T2处理(385 mm/18次)主根层0~40 cm深度水分处于棉花生长的适宜含水率范围,并形成淡化脱盐区,对盐分的调控最佳。T2处理棉田产量最高,为6 083 kg/hm~2,水分利用效率为1.05 kg/(mm·hm~2),为适宜的灌溉制度。     

宁夏黄土高原区滴灌青贮玉米灌溉参数试验研究

针对宁夏黄土高原区青贮玉米灌溉土地生产效率低、灌溉方式粗放、对产量影响不明确等技术问题,通过田间试验,分析不同土壤水分下限对滴灌青贮玉米株高、净光合速率、蒸腾速率、水分生产效率及产量的影响。结果表明:1青贮玉米株高增加量,处理F7最大,F8次之,F4最低;2日平均净光合速率,处理F7最高,为20.08μmol/(m~2·s),处理F1最低,为8.01μmol/(m~2·s);日平均蒸腾速率,处理F8最高,为3.57 mmol/(m\+2·s),处理F1最小,为1.71 mmol/(m~2·s);3处理F7产量最高,为89 724 kg/hm~2,处理F1最低,为57 136.5 kg/hm~2,同时,处理F7水分生产效率也达到最大值,为20.67 kg/m3;综合考虑作物产量和水分生产效率,滴灌青贮玉米土壤水分下限以处理F7为宜。     

华北平原冬小麦不同培肥措施的节水增产效应研究

根据华北平原农业水资源日趋减少的现状 ,开展了以减少土壤水分蒸发 ,提高水分利用效率为目的的不同培肥措施的节水田间试验。研究结果表明 :秸秆还田具有明显的节水增产效应。在相同灌溉水量 ( 1 50mm)的情况下 ,玉米秸与小麦秸全部还田较不还田 (对照 )增产小麦 540 kg/ hm2 ,仅麦秸还田较对照增产小麦4 65kg。水分利用效率分别提高了 2 .3 4和 2 .3 6kg/ ( hm2 · mm) ;同时增施有机肥可增产小麦 73 5kg/ hm2 与660 kg/ hm2 ,水分利用效率分别提高 2 .2 1和 2 .1 8kg/ ( hm2 · mm)     

黄河下游水情变化特征与引黄灌溉的可持续发展

自 2 0世纪 70年代以来 ,黄河下游年径流量逐渐减少 ,年最大流量亦在减少 ,1 990～ 1 995年本区引黄水量达到 1 0 7.8亿 m3 ,实灌面积达到 2 2 2 .3万 hm2 。1 995～ 1 999年全区用水量为 1 3 0 .5亿 m3 ,其中 ,流域内占3 1 .7% ,流域外占 68.3 %。本区河南段以引黄渠系自流灌溉为主 ,井灌为辅 ;山东段则是渠系自流、河网调蓄提灌和机井提灌相结合的综合引黄模式。本区作物灌溉定额 ,小麦为 2 66～ 3 3 5 mm,玉米为 1 1 5～ 1 3 9mm,大豆为 1 75～ 2 0 3 mm,棉花为 1 96～ 2 49mm,水稻为 699～ 75 4mm。引黄灌溉的发展潜力为 1 1 5 .8亿 m3 ,冬春占3 3 .4% ,夏秋占 66.6%。通过发展工程节水 (将综合节水率提高 7.6% )、实施适水种植 (将小麦播种面积下调1 0 .1 % ) ,则可节水 1 4.8%。     

不同灌溉制度对冬小麦产量与水分利用效率的影响

以河北黑龙港地区常用冬小麦品种石麦15和济麦22为试验材料,研究了不同灌溉制度对冬小麦产量与水分利用效率的影响。结果表明,3种灌水处理下,石麦15的产量均高于济麦22。其中石麦15灌1水处理与济麦22灌2水处理产量相当,石麦15灌1水处理与济麦22灌3水处理产量相当,石麦15表现出节水高产的优势。石麦15灌2水处理的水分利用效率最高,达20.22 kg/(mm.hm2),比灌2水的济麦22高21.9%,比灌3水的济麦22高7.4%,说明石麦15灌2水处理在所有6个处理中表现最优。     

条带种植模式下微喷带对冬小麦产量和耗水特性的影响

【目的】缓解华北平原淡水资源匮乏与冬小麦高耗水的矛盾,解决当地水资源利用率低的问题。【方法】以济麦22为试验材料,在条带种植微喷带灌溉设置了4个灌水量处理:在小麦拔节期、灌浆初期、灌浆中期(灌浆期5月下旬)3个生育时期设灌水15 mm(W1)、22.5 mm(W2)、30 mm(W3)、37.5 mm(W4),以等行距种植常规地面畦灌在拔节期和灌浆初期各灌60mm为对照(CK),分析了不同灌溉处理的耗水特性、籽粒产量及水分利用特征。【结果】小麦生育期内总耗水量在306.46～399.4 mm,W1、W2、W3、W4处理和CK土壤水占总耗水的比例分别为44.2%、42.97%、41.24%、40.15%和38.41%;随着灌水量的增加,灌溉水占总耗水的比例增加;冬小麦拔节至灌浆初期耗水量最大,占全生育期的45.33%～53.68%,条带种植模式各处理在播种至灌浆初期耗水所占比重较大,CK则在灌浆初期至成熟期较大。微喷带灌溉条件下冬小麦籽粒产量随着灌水量的增加而增加,W4处理产量最高达9 682.66 kg/hm2;W3处理的水分利用率最高,比CK提高了7.54%。【结论】微喷带灌溉灌水量在135～157.5mm,耗水量在367.5～400 mm时,冬小麦能获得最高的产量和水分利用效率。     

拱棚辣椒水肥一体化技术试验研究

【目的】制定拱棚辣椒水肥一体化施肥制度。【方法】设置3个施肥量和3个灌水量,按生育期进行调整,完全随机设计试验,旨在研究不同灌水量与施肥量对拱棚辣椒土壤酶活性、土壤硝酸盐量、果实品质等指标的影响。【结果】苗期—开花期灌水量和施肥量分别为201 m3/hm2和60 kg/hm2,开花—果实膨大期灌水量和施肥量226.5m3/hm2和119.7 kg/hm2,果实膨大期—拉秧期灌水量和施肥量分别为300 m3/hm2和180.0 kg/hm2,辣椒植株根系活力最强,为18.905μg/h;土壤脲酶、蔗糖酶、过氧化氢酶、纤维素酶活性最强,分别为182.59、874.1 mg/(g·24h)、7.5 mg/(g·min)、0.15 mg/(g·72h);土壤硝态氮量最低,为5.91 mg/kg;辣椒根干质量、根冠比最大,为20.2 g、0.22;辣椒可溶性蛋白量、可溶性糖量、维生素C量最高,分别为32.24、37.9、130.42 mg/g。【结论】苗期—开花期、开花—果实膨大期、果实膨大期—拉秧期3个时期,灌水量是201、226.5、300 m3/hm2,施肥量是60、119.7、180 kg/hm2,拱棚辣椒土壤酶活性,辣椒品质均比其他处理高。