小麦/向日葵间作群体水盐运移机理及种间竞争能力研究

为量化分析河套灌区小麦/向日葵间作群体两作物间相互利用水量、盐分运移机理,明确两作物间种间相对竞争能力,采用根系分隔技术进行试验。研究结果表明:小麦/向日葵间作群体生育期内小麦条带利用向日葵侧水量为78.23~94.23 m~3/hm~2,向日葵条带利用小麦侧水量为44.96~57.97 m~3/hm~2,其中根系在土壤空间的交叉叠加效应可以多利用18.56~42.84 m~3/hm~2小麦带土壤水量,20.79~46.63 m~3/hm~2向日葵带土壤水量,降低1.32%~4.64%小麦条带土壤EC均值,2.26%~3.16%向日葵条带土壤EC均值。水分养分互补效应可以多利用15.12~26.40 m~3/hm~2小麦带土壤水量,47.60~57.44 m~3/hm~2向日葵带土壤水量,降低2.98%~4.69%小麦条带土壤EC均值,1.82%~2.44%向日葵条带土壤EC均值。种间相对竞争能力上,间作群体内小麦的竞争能力强于向日葵,限制间作群体根系的交叉叠加及水分养分互补效应有利于提升向日葵的种间相对竞争能力。     

绿洲灌区交替灌溉小麦间作玉米的产量及水分利用效率

在河西绿洲灌区,通过大田试验,研究了交替灌溉小麦间作玉米的产量及水分利用效率(WUE)。结果表明,交替灌溉小麦间作玉米的产量及WUE较单作显著提高。在低、中、高3个灌水水平下,间作土地当量比分别为1.30、1.35、1.38;净占地面积上间作小麦经济产量较单作小麦分别提高了20.96%、28.34%、33.10%,间作玉米经济产量较单作玉米分别提高了38.30%、41.65%、41.98%,间作增产作用显著;间作耗水量较相应单作耗水量的加权平均分别增加了5.37%、4.71%、4.18%;WUE间作较单作小麦和单作玉米分别提高了55.97%、63.86%、68.46%和8.29%、12.71%、14.02%,WUE间作与单作小麦差异显著,但与单作玉米差异不显著。     

灌水模式及下限对滴灌棉花产量和品质的影响

为探索滴灌条件下棉花优质高效灌溉指标,在新疆石河子研究了地下滴灌(SSDI)和膜下滴灌(SDI)条件下不同灌水控制下限对棉花耗水量、品质以及水分利用率的影响.结果表明,相同滴灌模式,棉花蕾期耗水量随灌水控制下限的提高而增加,花铃期水分胁迫处理的棉花阶段耗水量普遍低于对照处理;蕾期适度水分胁迫(灌水控制下限为60% FC)花铃期充分供水(灌水控制下限为75% FC)处理(SDI-7和SSDI-7)有利于籽棉产量的提高,与对照处理相比,籽棉产量提高了14.48%(SDI-7)和11.60%(SSDI-7);水分处理对棉花衣分、棉纤维整齐度的影响不明显,蕾期和花铃期水分胁迫对棉纤维上半部平均长度的影响随水分胁迫程度的加重而加剧,蕾期适度水分胁迫(灌水控制下限为60% FC)有利于棉纤维断裂比强度的提高.相同水分处理,地下滴灌棉花产量和灌溉水利用率均高于膜下滴灌棉花.与对照处理相比,蕾期和花铃期灌水控制下限分别为60% FC和75% FC,灌水定额为30 mm处理在节约灌溉水的同时提高了籽棉产量并改善了棉纤维品质,可作为石河子垦区滴灌棉花适宜的灌水指标.     

水分胁迫对盆栽冬小麦叶片生理生化的影响研究

采用盆栽方式种植,研究冬小麦关键生育期不同程度水分胁迫对冬小麦叶片生理生化的影响。结果表明：水分胁迫使小麦光合性能下降,拔节初期土壤相对含水量在45%以下,拔节中期在55%以下时,光合速率随生育进程呈明显下降趋势,拔节期保持土壤相对含水量在65%～75%之间可使蒸腾速率适当降低,减少水分损耗。游离氨基酸含量随拔节期胁迫程度的加剧呈先上升后下降趋势,随生育进程的推进而下降,花后7、14、21d时,处理间差异较大,28d时,处理间差异较小且氨基酸含量较低。灌浆期水分胁迫可使叶片中游离氨基酸含量增加,但胁迫过甚,叶片中氨基酸含量在短暂上升后将快速下降。花后28d时,拔节期水分胁迫使花后叶片可溶性蛋白含量增加,灌浆期水分胁迫使叶片可溶性蛋白含量下降。     

灌溉处理对冬小麦-夏玉米不同品种土壤水分和WUE的影响

在冬小麦-夏玉米轮作下,于2008—2010年采用不同小麦和玉米品种,研究不同灌溉处理下土壤水分动态及对冬小麦和夏玉米水分利用效率(WUE)的影响。2a试验结果均表明,灌水在不同土层的入渗是一个缓慢的过程,大致以1a为周期,冬小麦生长期间,0~60 cm土层土壤水分变异较大,60 cm以下土层土壤水分夏玉米无法利用是导致灌水利用效率低的原因。通过分析冬小麦和夏玉米的WUE表明,抗旱节水品种的WUE随着灌溉次数的增加而减小,而非抗旱节水品种的WUE则相反;抗旱节水品种的产量在适度水分胁迫下变化不大,而耗水量有所减少,非抗旱节水品种在适度水分胁迫时,产量减少幅度较大,致使WUE有减小趋势。因此,在冬小麦-夏玉米轮作的华北地区,选用抗旱节水品种,适度减少灌水次数,可以减少无效灌水的入渗,在不影响产量的情况下,提高WUE。     

水分调控与种植模式对枸杞生长和水分利用效率的影响

探究适于引黄灌区枸杞的水分调控和种植模式,以解决水土资源紧缺的生产实际问题。采用两因素随机区组设计进行大田试验,设置4个水分梯度（充分灌溉W0,75%～85%;轻度亏缺W1,65%～75%;中度亏缺W2,55%～65%;重度亏缺W3,45%～55%）和2种种植模式（枸杞单作D、枸杞间作苜蓿J）,研究不同灌水种植模式对土壤水分含量,以及枸杞耗水特征、生长、产量和水分利用效率的影响。研究结果表明,枸杞总耗水量随水分亏缺程度加重而减小,间作较单作增加了耗水量,但同时提高了灌水利用比例。枸杞生长随水分亏缺程度加重而减缓,间作苜蓿抑制枸杞生长。轻度亏缺W1提高了枸杞干果百粒质量,充分灌溉枸杞产量最大,轻度亏缺枸杞水分利用效率最高,DW1处理水分利用效率为3.83 kg/（hm2·mm）。间作苜蓿对枸杞产量影响不显著,降低了枸杞水分利用效率,但因苜蓿的产出而提升了综合效益。综合考虑,轻度水分调控W1的枸杞生长与水分利用效率均较优,间作会一定程度上影响枸杞生长,但能提高水土资源利用效率。      

河北省冬麦区农作技术水分生产率初探

为了解农作技术的节水效果,通过对降水、灌溉水和土壤含水量消耗的监测,观测了河北省冬麦区畦田整理、深耕深松、灌溉制度改革、秸秆覆盖、播种量及轮作制度等农作技术的水分生产率和节水效果,结果表明,农作技术能显著提高雨水的利用效率,调控土壤蓄水和水分消耗,减少灌水用量.其中,畦田整理后麦田减少灌水量15%以上.深耕深松后麦田的土壤耗水量减少11%.根据降水年型确定灌溉制度,可减少1～2次灌溉,减少麦田灌水量60～120mm,增产15%.夏茬秸秆覆盖玉米水分生产效率提高8.9%.小麦-玉米轮作1年累加节水效益109～224 mm.研究成果表明,农作技术可以显著地提高水的生产率,节水效果显著,对发展节水农业具有重要的生产实践意义.     

非充分灌溉条件下春小麦三水利用效果研究

在非充分灌溉条件下,采用不同的灌水次数和不同的灌水定额进行灌溉试验,考虑灌水与无灌水2个因素,对春小麦的水分利用系数及水分生产率进行研究。结果表明,生育期土壤水和灌溉水所产生的效果对于小麦在80%以上,土壤水和降水对春小麦产量的影响是不可忽略的。从而进一步揭示和明确了灌溉水、土壤水、降水的价值,使几种水对作物产生的效果得到客观的评价。在干旱条件下水分利用率高是以牺牲产量为代价,在实际生产中应结合考虑各因素进行优化利用。     

不同灌溉方式氢、氧同位素分布与夏玉米水分利用特征

利用氢氧稳定同位素示踪法，研究了人工控水条件下小白龙常规灌溉（X）与滴灌（D）不同灌水量（X1、D1:15 mm;X2、D2:30 mm;X3、D3:45 mm）夏玉米土壤水稳定同位素分布特征，以及土壤耗水量、光合作用及水分利用特征。结果表明：随生育期的推进，根系吸水逐渐加深。在拔节期，均以0～20 cm土层的水分贡献率最大，达60%以上。在D1和D2条件下，60～80 cm和20～40 cm土层的贡献率分别占21.4%和23.8%。到灌浆期，与常规灌溉相比，滴灌条件下更利于促进根系对40 cm以下土层水分的利用，从而减少水分的无效蒸发。随生育期的推进与灌水量的增加，玉米的日耗水量明显增加，滴灌低于传统灌溉。与常规灌溉相比，滴灌D2处理更利于提高玉米光合速率、蒸腾速率、气孔导度及叶片水分利用效率。此外，滴灌处理明显提高了收获期玉米的生物量。最终，与常规灌溉相比，滴灌降低了玉米总的耗水量，产量提高了5.3%～21.7%和水分利用效率提高了9.2%～26.8%，均以D2处理最高。相关分析表明：玉米拔节期20～40 cm和灌浆期60～80 cm土层水分更利于促进玉米产量的提高，而拔节期60～...     

水分调控对麦茬棉产量和水分利用效率的影响

为研究麦后移栽棉对水分调控的响应,于2012年6月~2012年10月通过人工控水试验研究了水分供应对麦后移栽棉生长、产量和品质的影响。小区试验结果表明,蕾期轻度水分亏缺花铃期充分灌水处理(T2)的籽棉产量、成铃数以及单铃质量均为最大,但蕾期和花铃期轻度水分胁迫处理(T4)的产量与处理T2差异不显著,但水分利用效率和灌溉水利用效率分别提高了23.93%和34.01%;管栽试验结果表明,对照处理(T7)的单株成铃数的收获籽棉产量均最高,与对照处理相比,全生育期轻度水分胁迫处理(T8)减产3.98%,水分利用效率和灌溉水利用效率分别提高了9.70%和20.02%;桶栽试验结果表明,灌水定额为1.6倍ETp处理(T11)的籽棉产量和单株成铃数均最高,与处理T11相比,灌水定额为1.3ETp处理(T12)的籽棉产量仅降低了9.7%,而灌水定额为1.0 ETp处理(T13)的籽棉产量降低了30%。说明适宜的水分胁迫(灌水下限为60%~65%FC,灌水上限为80%~85%FC)有利于麦后移栽棉的高产和水分利用效率的提高。     

限量单次补灌对套作冬小麦产量的影响

在作物生长的不同时期分别对各处理进行了35 mm限量单次滴灌,测定了土壤水分、籽粒产量及产量构成要素千粒重、穗粒重、株高等,并计算了水分利用效率和土壤水势。结果表明,小麦灌浆期限量单次滴灌对套作冬小麦增产效果最好,水分利用效率亦是如此。套作小麦灌水处理大多数产量构成要素及其它经济性状表现出明显差异。回归分析发现,WUE与籽粒产量间的关系可用幂函数来描述:WUE=-12.262+0.276Ye1/2(R2=0.912**,p<0.05)。土壤水势是降雨量和补灌量的函数。灌水后的第2个测定生育期所有套作小麦2个土层土壤水势均高于未灌水处理,且30~60 cm土层土壤水势比0~30 cm土层下降更为剧烈。     

间作小麦留茬方式对配对玉米产量和水分利用的影响

通过大田试验,探讨了间作小麦不同留茬方式对间作玉米产量、耗水量和水分利用效率(WUE)的影响。结果表明,与单作玉米(SC)相比,间作小麦25cm高茬收割压倒处理(W/C1)、25cm高茬等量秸秆覆盖处理(W/C2)、不留茬收割处理(W/C3)间作玉米产量分别增加了12.53%、17.44%、11.27%,W/C2处理下玉米产量显著高于W/C1与W/C3处理。间作增大了玉米耗水量,小麦留茬可显著降低间作玉米的耗水量,3种间作处理玉米的耗水量较单作分别增加了12.86%、9.71%、16.95%,W/C1和W/C2处理下耗水量较W/C3处理分别降低了3.63%和6.61%。3种间作处理玉米的WUE较单作分别提高10.82%、22.92%、4.78%;其中,W/C2处理间作玉米的WUE最大,且显著高于W/C1、W/C3处理。试验条件下,小麦25cm高茬等量秸秆覆盖是该区提高间作产量和WUE的有效措施之一。     

气候变化对黑河流域典型作物灌溉需水量的影响

为研究气候变化对作物灌溉需水量的影响,在假定未来气温上升0.5~4℃,降水增加10%~30%的条件下,研究了黑河流域主要作物在不同种植条件下的作物需水量及灌溉需水量的变化。结果表明,生长期内气温每升高1℃,区域内小麦净作、玉米净作和小麦与玉米间作方式下作物需水量将分别增加3.1%(15.5 mm)、2.8%(18.5 mm)和3.0%(25.6 mm),黑河流域中游每年将增加灌溉量0.15×108m3,相当于国家给黑河干流区分水量的2.4%;降水每增加10%,灌溉需水量将分别减少1.9%(7.8 mm)2、.3%(12.4 mm)和1.8%(12.8 mm)。     

冬小麦不同深度灌水条件下土壤水分运动数值模拟

冬小麦深度灌水可以促进根系深扎,提高水分利用率。为了定量计算深度灌水条件下土壤水分动态,根据冬小麦不同深度灌水试验,用土壤水分运动方程的源项模拟不同深度灌水,建立了冬小麦不同深度灌水条件下土壤水分运动模型,采用有限差分法求解。利用不同深度灌水冬小麦试验数据对模型进行验证,结果表明模型计算的土壤含水率与实测土壤含水率的动态变化趋势一致,二者显著相关,相关系数在0.90以上,模型平均绝对误差最大值为0.023 cm3/cm3,平均相对误差最大值为8.22%,均方根误差最大值为0.03 cm3/cm3。所建模型具有较高的模拟精度,可用于模拟不同深度灌水条件下冬小麦土壤水分分布与动态变化。     

Modeling soil water dynamics in a drip-irrigated intercropping field under plastic mulch

Intercropping, drip irrigation, and the use of plastic mulch are important management practices, which can, when utilized simultaneously, increase crop production and save irrigation water. Investigating soil water dynamics in the root zone of the intercropping field under such conditions is essential in order to understand the combined effects of these practices and to promote their wider use. However, not much work has been done to investigate soil water dynamics in the root zone of drip-irrigated, strip intercropping fields under plastic mulch. Three field experiments with different irrigation treatments (high T1, moderate T2, and low T3) were conducted to evaluate soil water contents (SWC) at different locations, for different irrigation treatments, and with respect to dripper lines and plants (corn and tomatoes). Experimental data were then used to calibrate the HYDRUS (2D/3D) model. Comparison between experimental data and model simulations showed that HYDRUS (2D/3D) described different irrigation events and SWC in the root zone well, with average relative errors of 10.8, 9.5, and 11.6 % for irrigation treatments T1, T2, and T3, respectively, and with corresponding root mean square errors of 0.043, 0.035, and 0.040 cm³ cm^?3, respectively. The results showed that the SWC in the shallow root zone (0–40 cm) was lower under non-mulched locations than under mulched locations, irrespective of the irrigation treatment, while no significant differences in the SWC were observed in the deeper root zone (40–100 cm). The SWC in the shallow root zone was significantly higher for the high irrigation treatment (T1) than for the low irrigation treatment, while, again, no differences were observed in the deeper root zone. Simulations of two-dimensional SWC distributions revealed that the low irrigation treatment (T3) produced serious severe water stress (with SWCs near the wilting point) in the 30–40 cm part of the root zone, and that using separate drip emitter lines for each crop is well suited for producing the optimal soil water distribution pattern in the root zone of the intercropping field. The results of this study can be very useful in designing an optimal irrigation plan for intercropped fields.     

小麦间作向日葵耗水量与优化灌溉制度研究

小麦间作向日葵是一种典型的河套灌区种植模式,研究运用WIN ISAREG模型确定了参考作物蒸发蒸腾量,结合立体种植特征,采用综合作物系数法确定小麦间作向日葵全生育期作物耗水量。同时通过实际处理结果对模型参数进行率定与验证,最终对小麦间作向日葵实际灌溉制度进行准确的评价并进行不同方案的优化,得到试验区如配有井灌等条件,优选灌溉方案为土壤含水率下降至适宜含水率70%时实施灌溉,灌水量为补充根系层水量至田间持水量85%所需水量;若灌水水源仅为黄河水,则优选灌溉方案为整个生育期灌5水,灌水量为达到根系层中总有效水量的80%。     

间作模式下玉米干旱胁迫响应研究

【目的】为了在干旱地区建立玉米大豆间作模式的节水灌溉制度,在大型防雨棚中针对玉米大豆间作模式下的玉米生长情况进行干旱胁迫研究。【方法】设置3个土壤相对含水率,进行玉米和大豆间作种植试验,通过分析玉米叶片叶绿素量、生长特性、产量等因素,研究了不同生育时期干旱胁迫对玉米生长的主要影响以及玉米和大豆之间的水分竞争情况。【结果】前期适当的干旱使玉米的株高和茎粗分别增加了6.24%、7.83%,对玉米叶绿素量积累也是有利的;在玉米生长旺盛时期,干旱导致玉米产量下降,适当干旱区域水分利用效率最大为1.39%。【结论】玉米在拔节—灌浆期对水分最敏感,在此阶段玉米和大豆对水分的竞争模式也最为复杂,在出苗中后期,适当干旱有利于玉米后期发育。     

生物炭添加量对冬小麦花后干物质积累及转运的影响

【目的】提高微咸水灌溉效率并降低土壤盐渍化风险。【方法】以冬小麦为研究对象,设计避雨条件下不同微咸水-生物炭处理(CK,淡水;B0,5 g/L微咸水;B15,5 g/L微咸水及15 t/hm²生物炭;B30,5 g/L微咸水及30 t/hm²生物炭;B45,5 g/L微咸水及45 t/hm²生物炭)的田间试验,探讨了微咸水灌溉下生物炭添加量对土壤特性和冬小麦花后干物质积累及转运的影响机制。【结果】生物炭添加后土壤表层(0~20 cm)体积质量降低了2.27%~8.33%,总孔隙度增加了4.52%~13.47%,有机质量增加了30.02%~111.12%,土壤表层(0~20 cm)及主根区(0~40 cm)钠吸附比降低了23.88%~33.27%和22.34%~30.80%;15 t/hm²能够促进盐分淋洗,降低了微咸水灌溉下土壤含盐量,然而高剂量时将加剧盐分累积。单独微咸水灌溉下冬小麦生长受抑,最终产量下降了12.04%。生物炭能够缓解盐胁迫下叶片早衰,促进光合作用能力,并增加花前干物质转运量及花后干物质积累量,进而获取了更高的籽粒质量和收获指数。B15、B30、B45处理的最终产量较B0处理分别增加9.18%、7.73%、2.74%。【结论】15 t/hm²添加量的生物炭效果最佳,可促进微咸水资源的农业利用。