低压滴灌不同生育期水分亏缺对柑橘叶片生理特性和产量的影响

【目的】寻找适宜的低压滴灌节水模式。【方法】以8 a生"不知火"柑橘为试材,2017—2018年在柑橘抽梢开花期(Ⅰ)、幼果期(Ⅱ)、果实膨大期(Ⅲ)和果实成熟期(Ⅳ)各设置4个亏水处理,即轻度亏水(LD)、中度亏水(MD1)、偏重度亏水(MD2)和重度亏水(SD)处理,并设置1个对照(CK,充分灌水)。探究了低压滴灌不同生育期水分亏缺对柑橘叶片生理特性的影响。【结果】Ⅰ期MD1和LD处理对H_2O_2量、GSH量和PRO量并没有显著影响,但可以显著提高NR活性和产量,分别较CK提高20.9%和21.7%以及5.1%和3.1%;在Ⅱ期进行MD1和LD处理对灌水后的H_2O_2量和GSH量以及PRO量、NR活性和产量都没有显著影响,但可以显著提高作物水分利用效率;在Ⅲ期进行水分亏缺会导致H_2O_2量和GSH量以及PRO量上升,以及NR活性和产量的下降;在Ⅳ期进行LD处理的H_2O_2、GSH、PRO、NR活性和产量均与CK处理无显著差异,但可以提高水分利用效率。【结论】Ⅰ期中度亏水处理(Ⅰ-MD1),Ⅱ期轻度亏水处理(Ⅱ-LD),Ⅲ期充分灌溉,Ⅳ期轻度亏水处理(Ⅳ-LD)在维持柑橘叶片生理活性的同时,可以获得最高产量和较高的水分利用效率,是适合低压滴灌柑橘的灌溉方式。     

不同灌水量对滴灌猕猴桃光合、产量与水分利用效率的影响

【目的】揭示不同灌水量对滴灌猕猴桃生长、产量及水分利用效率的调控效应。【方法】以7 a生"金艳"猕猴桃为试材,在果实膨大期(Ⅲ期)、果实成熟期(Ⅳ期)各设置1个对照(CK)和4个灌水处理,即高水(HW)、中水(MW-1)、偏低水(MW-2)和低水处理(LW),灌水量分别为CK的55%、65%、75%和85%。【结果】猕猴桃叶片光合特性因生育期和灌水量的不同而呈现明显差异,其光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)和气孔导度(gs)均随灌水量的减小而减小,但Ⅲ-HW、Ⅳ-HW处理的Pn与CK差异不显著(P>0.05),Ⅲ-HW和Ⅳ-MW-2处理的瞬时水分利用效率较CK分别显著提高了2.70%、5.41%(P<0.05);各处理猕猴桃产量较CK仅下降0.09%～6.24%,产量水分利用效率(WUEy)则提高了2.82%～23.16%,其中Ⅲ-HW、Ⅳ-MW-1处理产量仅下降了0.09%、2.45%,而WUEy提高了2.82%、10.73%。【结论】滴灌猕猴桃果实膨大期高水处理、果实成熟期中水处理保持产量无明显下降,有效提高WUEy,并节水2.50%、11.62%(分别节水156、726 m3/hm~2),具有较好的节水稳产效果。     

水分亏缺对柑橘果实生长、产量和水分利用效率的影响

为探究低压滴灌不同生育期水分亏缺对柑橘果实生长、产量和水分利用效率的影响,以8年生"不知火"柑橘为试材,2017-2018年在柑橘抽梢开花期(Ⅰ)、幼果期(Ⅱ)、果实膨大期(Ⅲ)和果实成熟期(Ⅳ)各设置4个亏水处理,即轻度亏水(LD)、中度亏水(MD1)、偏重度亏水(MD2)和重度亏水(SD)处理,灌水定额分别为对照的85%、70%、55%和40%,并设置1个对照处理(CK,充分灌水)。结果表明:Ⅰ-MD2、Ⅰ-MD1和Ⅰ-LD处理较CK处理产量分别增加3.0%、5.1%和3.1%,水分利用效率提高4.4%、5.5%和2.8%;Ⅱ-LD处理较CK处理产量提高0.9%,水分利用效率提高2.8%,Ⅱ-MD1处理较CK处理产量降低0.7%,水分利用效率提高3.5%;Ⅲ-LD处理在产量较CK处理降低3.8%的前提下,水分利用效率提高5.0%;Ⅳ-MD2、Ⅳ-MD1和Ⅳ-LD处理产量较CK处理无明显差异,但水分利用效率分别提高9.2%、6.3%和4.1%。因此Ⅰ期MD1处理,Ⅱ、Ⅲ期LD处理以及Ⅳ期MD2处理为适宜低压滴灌柑橘的灌溉模式。     

不同种植方式和亏缺灌溉对设施黄瓜生理特性及WUE的影响

【目的】揭示滴灌水分亏缺和种植方式对设施黄瓜叶片光合特性、物质积累与水分利用效率的调控效应,筛选适宜的亏缺灌溉栽培模式。【方法】以"津优316"黄瓜为试材,在定植密度相同时,设置了"等行距+70%灌溉量"(T1)、"宽窄行+70%灌溉量"(T2)、"等行距+常规灌溉量"(T3)、"宽窄行+常规灌溉量"(T4)4个处理,定植后第5天开始不同灌溉量处理,分析了定植后6周内黄瓜叶片生理特性、光合作用、水分利用率(WUE)、形态指标和物质积累、以及全生育期黄瓜总产量对滴灌水分亏缺和种植方式的响应规律。【结果】不同种植方式对黄瓜生理特征、光合作用、形态指标、物质积累、水分利用效率的影响均不显著。亏缺灌溉黄瓜植株受到不同程度水分胁迫,可溶性物质量和脱落酸量显著增加;由于气孔限制值(Ls)增加,净光合速率(Pn)降低了10.75%,蒸腾速率(Tr)降低了15.03%,物质积累减少了15.46%,总产量降低了12.60%,但水分利用效率提高了20.97%。不同处理中,T4处理产量最高,作物水分利用效率(WUEET)最低,与T4处理相比,T1处理的黄瓜植株受到一定程度的水分胁迫,Pn显著降低了13.68%,干物质积累显著降低了9.41%,黄瓜总产量降低了9.30%,但WUEET提高了23.96%;T2处理黄瓜叶片过氧化物酶(POD)活性、丙二醛(MDA)量、可溶性蛋白量、脱落酸(ABA)量显著增加,植株受到水分胁迫,Pn显著降低了10.52%,干物质积累显著降低了23.55%,总产量显著降低了12.37%,但WUEET显著提高了23.96%;T3处理黄瓜植株未受到水分胁迫,Pn、干物质积累、总产量、WUEET差异不显著。【结论】亏缺灌溉黄瓜虽然产量降低,但由于耗水量的大幅降低,水分利用效率显著提高。T1处理虽然总产量降低了9.30%,但提高黄瓜水分利用率23.96%,是适宜的滴灌水分亏缺模式。     

滴灌水肥一体化对柑橘光合生长及产量的影响

为探明不同滴灌水肥一体化管理模式对柑橘光合特性、生长和产量的调控效应,以7年生"不知火"柑橘为试材,设置1个对照处理(CK),在果实膨大期、果实成熟期分别设置2个亏水水平(即轻度、重度亏水处理,分别记为HW、LW,灌水量分别为CK的80%、60%)和3个施肥水平(即高肥、中肥和低肥,分别记为HF、MF、LF,施肥量分别为CK的85%、70%和55%),探索适合柑橘生长的最优滴灌水肥一体化管理模式。结果表明:两个生育期不同滴灌水肥一体化处理对柑橘光合特性影响显著,在相同施肥条件下,除叶片瞬时水分利用效率(WUEi)外,各光合指标均随亏水度加重呈减小趋势,且相同亏水水平下不同施肥处理间差异基本不显著;水分亏缺处理会显著降低Pn,复水后有所提高,存在一定的复水补偿效应;复水后与CK相比,Ⅲ-HWHF(T4)和Ⅲ-HWMF(T5)处理Pn提高,Tr降低,因此WUEi显著提高10.43%和6.75%(P0.05),达1.80、1.74μmol/mmol;复水后与CK相比,除Ⅳ-HWMF、Ⅳ-HWLF处理的Pn显著下降(P0.05)以外,Ⅳ-HW(T10、T11、T12)各处理各光合指标差异均未达显著水平(P0.05)。在相同施肥水平下,Vf和产量均随灌溉水平的降低显著下降;与CK相比,Ⅲ-HWHF(T4)、Ⅳ-HWMF(T11)处理Vf差异未达显著水平(P0.05),产量变幅分别为-3.36%、-0.26%(P0.05),达38 114.85、39 338.40 kg/hm2。综合比较柑橘光合特性、生长及产量,Ⅲ-HWHF处理及Ⅳ-HWMF处理,光合能力较强,产量稳定,是较适宜的滴灌水肥一体化管理模式。     

滴灌水肥一体化对柑橘生育早期光合特性的影响

为探明不同滴灌水肥一体化管理模式对柑橘生育早期光合特性的调控效应,以7年生"不知火"柑橘为试材,设置1个对照处理(CK),抽梢开花期(Ⅰ期)和幼果期(Ⅱ期)分别设置2个灌水水平(即高水和低水,分别记为HW、LW,灌水量分别为CK的80%、60%)和3个施肥水平(即高肥、中肥和低肥,分别记为HF、MF、LF,施肥量分别为CK的85%、70%和55%),探索最优滴灌水肥一体化管理模式。结果表明:各生育期不同水肥一体化模式的光合指标日变化趋势相似;施肥量一定时,Pn、Tr、Gs、Ci均随灌水量提高而增大,灌水量一定时Pn随施肥量的提高而增大,但Tr、Gs、Ci随施肥量的变化规律并不一致;复水处理后柑橘叶片Pn、Tr、Gs、Ci均大于复水前,且复水后各指标在不同处理间的差异明显减小,Pn表现得尤为突出;增加施肥量有利于叶片瞬时水分利用效率(WUEi)的提高,不同生育期复水前后灌水量对WUEi的影响不一致,但HWHF处理均表现出最高WUEi;与CK相比Ⅰ期HWMF、Ⅱ期HWHF处理Pn较CK分别降低7.62%、6.08%,WUEi分别提高3.13%、9.03%。所以在抽梢开花期采用高水中肥处理,幼果期采用高水高肥处理,可以在获得较高净光合速率的同时达到节水节肥的目的。     

旱后复水对冬小麦旗叶生理特性及籽粒产量的影响

【目的】探索冬小麦旗叶生理特性等指标对不同水分调控的响应过程。【方法】通过防雨棚测坑试验,研究了不同水分处理(抽穗扬花期设置充分供水(CK)、轻度和重度水分胁迫,灌浆成熟期恢复正常供水)对冬小麦旗叶脯氨酸质量分数、可溶性糖质量分数、叶绿素质量分数和丙二醛质量分数及籽粒产量等指标的影响。【结果】抽穗扬花期轻度亏水处理(T1)在复水后第1天旗叶的脯氨酸质量分数高于CK、叶绿素质量分数低于CK但两者均未达到显著水平,复水后第11天可溶性糖质量分数低于CK且差异显著,丙二醛质量分数高于CK但差异不显著,与CK相比,籽粒产量降低了4.3%,且差异不显著;抽穗扬花期重度亏水的处理(T2处理)在复水后第16天的旗叶脯氨酸质量分数和可溶性糖质量分数均低于CK水平,且差异不显著,与CK相比,穗粒数和籽粒产量分别降低了10.6%和13.6%,差异显著(p<0.05),千粒质量和有效穗数与CK的差异均不显著。【结论】在抽穗扬花期轻度干旱胁迫灌浆期恢复正常供水,可在保证产量不明显降低的前提下有效提高灌溉水利用效率;抽穗扬花期重度干旱胁迫,会对冬小麦叶片主要生理指标产生较大负面影响,进而影响冬小麦籽粒产量的形成。     

不同灌溉施肥时机对稻田肥料分布和水稻生长的影响

【目的】探索水肥耦合灌溉方式下最佳的灌溉施肥时机。【方法】设置4个处理,分别为撒施(CK)、灌水0~2 h内灌液体肥(T1)、灌水2~4 h内灌液体肥(T2)和灌水4~6 h内灌液体肥料(T3),研究了不同施肥时机对稻田肥料分布均匀性、水稻农艺性状、产量及水分利用效率的影响。【结果】在相同施肥量与灌水量条件下,T1处理在肥料分布均匀度、分蘖数、产量、水分利用效率方面均高于其他处理(p<0.05);施肥后第3天CK田间氨态氮和硝态氮量达到最高,而其他水肥耦合处理均为第1天氨态氮和硝态氮量最高且在肥料分布均匀度方面较CK高5.63%~21.65%;孕穗期后各处理株高比CK增加6.37%~6.53%;在分蘖数和干物质量方面,T1处理较其他处理分别高11.25%~23.17%和5.75%~8.48%;在产量和水分利用效率方面,T1处理较其他处理分别高13.73%~17.46%和14.15%~17.47%。【结论】从肥料分布均匀度与增产节水效益方面考虑,灌水0~2 h是最佳的施肥时机。     

不同水氮管理模式下玉米光合特征和水氮利用效率试验研究

【目的】提高水氮利用效率、玉米产量和经济效益。【方法】设置3个灌水定额水平(W0:0 mm、W1:40 mm、W2:80 mm),4个施氮量水平(N0:0 kg/hm2、N1:180 kg/hm2、N2:230 kg/hm2、N3:280 kg/hm2),分析比较了不同水氮管理模式对拔节期春玉米光合速率、叶片瞬时水分利用效率(WUEi)、成熟期地上部分干物质量、产量、水分利用效率(WUE)、氮素积累量以及对氮素利用的影响。【结果】施氮可以显著提高拔节期光合速率,当施氮量由230 kg/hm2提高到280 kg/hm2,光合速率的增幅减小。施氮对WUEi有促进作用,而灌水定额在40～80 mm之间时,增加灌水定额不利于WUEi提高。N2W1处理的成熟期地上部分干物质累积量和产量较N0W0处理分别提高54.27%和78.36%。玉米水分利用效率在2.31～3.61 kg/m3之间,在各施氮水平下WUE表现为W0水平W1水平W2水平。灌水施氮处理植株和籽粒的氮素累积量明显高于N0W0处理的,施氮对成熟期籽粒和植株的氮素累积均有显著影响(P0.05)。W1水平下植株氮素积累量与W0水平差异显著,但与W2水平差异不大。W1水平下的籽粒氮素积累量最大,与W0水平差异显著。氮肥偏生产力随施氮量的升高而减小,在同一个施氮水平下,氮肥偏生产力表现为W1水平W2水平W0水平。N2W1处理的氮素籽粒生产效率最高,除N3处理外,当灌水定额增加时,氮素籽粒生产效率有所增加,但增幅变小。【结论】增加施氮量可以提高产量和干物质量积累,提升水分利用效率,而氮素利用效率随着施氮量的增加呈先增加后减小的趋势,氮肥偏生产力与施氮量负相关。建议当地采取灌水定额40 mm,施氮量230 kg/hm2的灌水施氮方式。     

不同滴灌带布置方式对黄金梨生长及水分利用效率的影响

【目的】探究不同滴灌带布置方式对黄金梨生长及水分利用效率的影响。【方法】农田试验设4个处理,分别为地面单行(CK)、地面双行(T1)、地下双行(T2)、地面环状(T3)。分析不同处理对新梢、果实日增长量、果形指数、产量、品质、耗水及水分利用效率的影响。【结果】T2处理的黄金梨产量、水分利用效率均高于其他处理;T3处理的新梢长势、果实日增长量、产量及水分利用效率均高于CK、T1处理;T1处理的新梢长度、果实日均增长量均高于CK,产量较CK降低了4.88%,但总耗水量较CK降低了46.92%,水分利用效率提高了40.08%。滴灌带布置方式对果形指数、品质的影响不显著。【结论】从增产节水的效益考虑,地下双行滴灌带布置方式最优。     

夏玉米不同生育期亏缺-复水对蒸发蒸腾和产量的影响

【目的】探究不同时间尺度下夏玉米蒸发蒸腾量的变化规律。【方法】试验在夏玉米3个生育阶段(出苗—拔节期、拔节—抽雄期、抽雄—灌浆期)分别设置3个灌水水平(充分灌溉:100%ET_a;中度水分亏缺:80%ET_a;重度水分亏缺:60%ET_a),其中ET_a为蒸渗仪实测的充分灌溉条件下的蒸发蒸腾量,采用正交试验设计,共9个处理(CK、T1、T2、T3、T4、T5、T6、T7处理和T8处理),其中CK为充分灌溉处理,其余处理为不同程度的亏缺灌溉处理,研究了不同生育期亏缺-复水对夏玉米不同时间尺度蒸发蒸腾量、产量和水分利用效率的影响。【结果】与CK相比,不同亏缺灌溉处理下夏玉米蒸发蒸散量均有所减少。T3处理复水后蒸发蒸腾量基本可以恢复至正常水平,而T5、T6处理和T7处理复水后均未恢复至正常水平。抽雄—灌浆期土壤含水率应保持在75%田间持水率以上,土壤含水率低于50%田间持水率时,夏玉米将停止生长。不同亏缺灌溉处理的产量相较于CK减少5.85%~32.25%,其中T3处理比CK减少5.85%,且T3处理水分利用效率最高(2.81 kg/m3),比CK增加了4.07%。【结论】在苗期实施中度水分亏缺,拔节—抽雄期充分灌溉,可以提高夏玉米的水分利用效率,同时不造成产量的显著减少。     

极端干旱区滴灌葡萄耗水特征及水肥制度寻优

【目的】探寻极端干旱区无核白葡萄的适宜水肥制度。【方法】在萌芽期充分供水条件下,以全生育期充分灌溉为对照(CK),设置新梢生长期(W1)、开花期(W2)、果实膨大期(W3)、着色成熟期(W4)4个亏水处理(θ_f=65%~90%),同时设置3个施肥配比,分别为:N施量、P₂O₅施量、K₂O施量为275.0、275.0、275.0kg/hm²(F1),235.7、235.7、353.6 kg/hm²(F2),330.0、165.0、330.0 kg/hm²(F3),共15个处理,研究了不同水肥配比对滴灌葡萄产量、品质和耗水特征的影响。【结果】灌水是影响土壤含水率的主要因素,果实膨大期调亏灌溉土壤含水率波动最明显;在果实膨大期进行调亏灌溉,会造成大幅减产和品质降低,而在着色成熟期进行调亏灌溉对产量影响不显著,且可以显著提高还原性糖量和可溶性固形物量,F2施肥处理产量、还原性糖量和可溶性固形物量均达到最大值。CKF2处理产量最大,为28003kg/hm²,W4F2处理产量与最大处理无显著差异,但还原性糖量和可溶性固形物量取得最大值,分别为23.00%和23.50%,W3F3处理产量和还原性糖量最低,较CKF2处理和W4F2处理降低34.29%和28.70%。果实膨大期是无核白葡萄的需水关键期,调亏灌溉会大幅降低生育期耗水强度和耗水量,耗水强度和耗水量随氮肥施用增加而逐渐增大。【结论】W4F2处理,即在着色成熟期进行调亏灌溉,且N施量、P2O5施量、K2O施量分别为235.7、235.7kg/hm²和353.6kg/hm²(F2),可作为极端干旱区无核白葡萄的适宜水肥制度。     

加气频率和灌水量对云南冬马铃薯产量和品质的影响

【目的】研究加气频率和灌水量对云南冬马铃薯的生长、产量和品质的影响,以期获得高产优质的灌溉制度。【方法】采用水气分离的方法对冬马铃薯进行加气灌溉,试验设置3个灌溉水平W1(100%ETC)、W2(80%ETC)、W3(60%ETC),加气频率设置3个水平D1(1 d)、D2(5 d)、D3(7 d),共9个处理,在各生育期对马铃薯生长、产量和品质等指标进行观测,分析了不同水气灌溉处理对马铃薯各指标的影响规律。【结果】加气频率和灌水量对马铃薯的株高、茎粗、叶面积指数、产量都有显著影响(P<0.05),D2、D3加气频率下W1处理的株高、叶面积指数、商品薯质量、产量都大于W2、W3处理。在D1加气频率下,W2处理的株高、茎粗、叶面积指数和产量都显著大于W1处理和W3处理,W2处理下的产量为44 522 kg/hm²,比W1、W3处理分别高9.28%和13.9%。D1处理的株高、茎粗、叶面积指数、商品薯质量和产量都显著大于D2、D3处理(P<0.05)。在W2灌溉水平下,D1处理的产量最高为44 522 kg/hm²,比D2、D3处理分别高20.0%和28.8%。D1W1(高频高水)处理下的块茎淀粉和维生素C的质量分数最大,还原糖质量分数最小,分别为16.6%、20.8 mg/100g、0.53%。【结论】从生长和产量来看,D1W2(1 d,80%ETC)处理最优,从品质来看,D1W1(1 d,100%ETC)处理最优。     

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。     

不同滴灌灌溉制度对绿洲棉田土壤水热分布及产量的影响

【目的】探究不同滴灌灌溉制度对绿洲棉田土壤水热分布状况及对产量的影响。【方法】于2017年在策勒地区开展田间试验,设置了2种灌水模式:基于计算机模型的预报灌溉与基于土壤墒情的灌溉,每种灌水模式设置2种灌溉梯度:充分灌溉(100%)和非充分灌溉(75%的充分灌溉)。【结果】预报灌溉的土壤含水率和贮水量在花蕾与花铃期显著高于墒情灌溉;不同灌溉制度各剖面的土壤温度变化趋势一致,整个生育期的表层土壤平均温度表现为墒情亏缺最高,预报充分最低。作物产量在一定范围内随灌溉量的增加而增加,预报充分的产量较预报亏缺,墒情充分,墒情亏缺分别提高13.7%、12.1%、47.6%。水分利用效率表现为预报亏缺最高,且产量与预报充分的产量无显著差异。【结论】在策勒绿洲地区,预报亏缺灌溉可达到节水增产的目的。