夏玉米控制性交替灌溉条件下土壤水分动态模拟

在控制性交替灌溉土壤水分动态和根系分布试验观测的基础上,建立了夏玉米控制性交替灌溉条件下土壤水分动态模拟模型,并根据实测资料确定了参数,对模型进行验证。通过与田间实测值进行比较结果表明,模型的均方差在0.029～0.038 cm3/cm3范围内,模拟值与实测值的平均相对误差在5.26%～7.85%范围。因此,认为模型能很好地模拟夏玉米控制性交替灌溉条件下的土壤水分动态。     

盐分胁迫条件下制种玉米根系吸水模型参数的推求

为了研究咸水灌溉条件下作物根系吸水与根区土壤盐分运动的关系,在石羊河流域开展咸水灌溉田间试验,引入Feddes提出的根系吸水模型,根据田间试验实际观测数据,对模型系数进行了计算。研究表明,通过计算相对根长密度和潜在蒸腾速率,推算得到最优灌水条件下的最大根系吸水速率;通过计算蒸腾强度与土壤渗透势,推算得到咸水充分灌溉条件下的盐分胁迫修正因子,并对盐分胁迫修正因子的参数p进行了验证,参数p推算和验证过程时的RMSE0.10,MRE10%,在允许的误差范围之内。建立了盐分胁迫条件下制种玉米根系吸水模型,为研究区研究制种玉米生长条件下土壤水盐运动规律奠定基础。     

灌溉强度与作物吸收率关系探讨

随着节水灌溉技术的推广,灌溉效果应该被给予更多重视,然而,灌溉强度与作物吸收率之间的关系尚未明确.通过模拟6种不同灌溉强度下土壤水运移及源汇项变化情况,证实灌溉强度的确影响着作物吸收率,并获得灌溉强度与作物吸收率的拟合曲线.说明制定合理的灌溉强度可以有效地提高根系吸水量,减少水分损耗(蒸发和渗漏量),达到真实节水的目的.另一方面,可以使用作物吸收率作为制定灌溉强度的理论指标.     

浅层地下水对玉米根区水分及根系吸水影响的数值模拟

运用实测数据校准并验证模型,采用Hydrus-1D模型模拟了无灌溉、无浅层地下水以及浅层地下水波动对玉米根区水分动态及根系吸水的影响。结果表明,校准后的Hydrus-1D模型能够较为准确地模拟土壤非饱和区水分动态;浅层地下水可以将土壤剖面水分维持在较稳定的范围内。当无浅层地下水时,观测节点水分波动较大,尤其是40~100cm的砂土层水分在灌溉后迅速降低。浅层地下水在影响根区水分的同时影响着根系吸水,CK、无地下水、无灌溉下玉米生长季累积根系吸水量分别为58.2、53.9、57.4cm。累积根系吸水量随地下水埋深的降低而呈先增加后降低趋势,且均高于CK。累积根系吸水量随着地下水埋深的升高而总体呈逐渐降低趋势,当地下水埋深增加40cm时,累积根系吸水量仅为50.7cm,相对于2013年降低了13%。适宜的地下水位对于维持根区水分和促进根系吸水具有重要作用。     

交替灌溉技术设备研究应用现状

交替灌溉作为一种新的灌溉方式,在不影响作物产量的前提下,不但可以减少灌溉用水量,还可以刺激作物的根系生长,提高吸水能力。目前对交替灌溉技术的研究集中于交替灌溉对各种作物的生育、产量、品质及微量元素积累、土壤根系中的微生物生长等情况的研究,均属于实验验证类型,而对该技术配套的灌水设备研究较少,致使该技术难以得到大面积推广应用。介绍根系分区交替灌溉技术的相关设备在实际应用中的研发与应用现状,并提出了需要进一步研究的问题。     

控制性交替灌溉条件下玉米根系的时空分布规律

采用大口径土钻对控制性交替灌溉条件下玉米根系进行取样,分析了作物根系的空间分布及动态变化规律。结果表明：春玉米根系呈指数递减规律。采用SPSS11.5多元线性回归建立质量密度（R）的二维空间分布函数,经验证,根系密度的二维分布函数均可反映作物根系的实际生长状况。     

不同微润灌溉周期下辣椒根系生长与产量的关系

为了探究微润交替灌溉不同交替周期和不同压力水头对大棚辣椒根系生长的影响,设置1 m压力水头4d交替灌溉(A处理)、1 m压力水头8d交替灌溉(C处理),1.5 m压力水头4 d交替灌溉(B处理)、1.5 m压力水头8d交替灌溉(D处理),双管灌溉(E处理)和普通灌溉(F处理)6个不同处理,每种处理重复3次,分析辣椒根系生长情况,以及根系的生长发育对辣椒产量的影响。研究表明:微润灌溉处理的灌溉水分生产率均高于普通灌溉,其中双管灌溉试验组的灌溉水分生产率最高。     

地中仪地膜棉灌溉试验特征分析

利用不同地下水埋深的地中仪进行地膜棉的灌溉试验，分析了地膜棉不同生育期时蒸发、入渗的变化特征：受地膜棉的蒸腾作用，灌溉入渗量随其日耗水量增加而显著减少；棉花根系吸水影响深度与其日耗水强度成指数关系，其根系吸水最大影响深度为2．76m；棉花根系利用地下水量随埋深增加而减小，棉田最佳的灌水湿润深度应小于1．0m，当灌水湿润深度超过1．5m时，其根系不能更多利用地下水，即可认为是深层入渗。     

水盐胁迫条件下作物根系吸水模型研究进展及展望

提高盐渍化土壤农业生产力已成为边际土壤地力提升的重要组成部分及途径,研究盐分胁迫对根系吸水的影响及其根系吸水模型的建立是该方面的重要研究内容之一。首先介绍了作物根系吸水模型的研究进展,在此基础上,对目前国内外常用的水盐胁迫条件下作物根系吸水模型及其相关研究作了综述,指出由静态向动态方向发展、突出水分胁迫与盐分胁迫对根系吸水耦合、体现作物根系吸水特征空间差异是水盐胁迫条件下作物根系吸水模型研究的重点。     

根系吸水模型参数的混合遗传算法估算方法

构建了遗传算法与Levenberg-Marquardt算法相结合的混合遗传算法,用于求解根系吸水模型参数.分别进行数值试验和棉花根系吸水试验对混合遗传算法求解精度进行验证.数值试验表明,采用混合遗传算法优化求解根系吸水模型参数的优化值具有较高的精度,含水率资料的时间步长和空间步长对根系吸水模型参数的优化精度有较大影响,在实际中时间步长可取值5～10 d,空间步长取值5～10 cm.对室内棉花根系吸水进行模拟分析,结果表明混合遗传算法求解的根系吸水模型可以很好地模拟根系吸水.该方法可用于求解根系吸水参数.     

晋中地区春玉米田集雨覆盖试验研究

以常规小畦平播为对照 ,探讨了春玉米采取集雨覆盖措施后对改善作物根际土壤水分及春玉米生长发育的影响。结果表明 ,集雨覆盖后能够有效地集蓄自然降雨 ,特别是对于≤ 1 0 mm的无效和微效降雨 ,起到改善作物根际土壤水分状况、增温、增产效果。     

不同灌水方式下春玉米的根系生长分布

为了研究不同灌水方式对春玉米根系分布的影响,在大田条件下对玉米进行垄植沟灌,设计常规沟灌（CI）、交替隔沟灌溉（AI）和固定隔沟灌溉（FI）3种灌水方式.结果表明,（0,40]cm土层中,根长密度以AI较大,FI较小;（60,100]cm土层中,CI下根长密度较小;FI下的植株两侧根长密度差异明显,CI和AI与之相反.（0,100]cm土层中,监测时期内,AI下的玉米总根长和总根干质量都较大.相较FI,AI下的籽粒产量、生物产量和灌溉水利用率分别提高17.37%,18.42%和17.45%.CI表现介于AI与FI之间.抽雄期、植株两侧和（0,40]cm土层根系生长分布受土壤含水率影响较大.可见,局部灌溉对深层根系生长有利,抽雄期植株两侧（0,40]cm土层根系生长分布受灌水方式影响最大;CI与AI下的根系分布相对均匀;与FI和CI相比,AI方式既能促进根系生长,也有利于产量和灌溉水利用率的提高.     

辽西半干旱区春玉米有限补灌制度研究

为高效利用辽西半干旱区有限农业水资源,在2006～2007年进行了两年的田间有限补灌制度研究。结果表明,有限补灌对籽粒产量和农田水分利用效率有明显的影响。通过分析不同处理的产量、灌溉效率和水分利用效率,最终优选确定了辽西半干旱区有限补灌制度,为该区春玉米大田补灌生产提供技术支撑。     

农田优化灌溉动态管理基本程序与方法研究

从土壤———作物———大气连续体角度出发 ,利用田间试验资料和气象资料 ,分析了影响优化灌溉方案制定的有关因子 ,确定出春小麦、春玉米不同生长阶段土壤水分控制下限标准 ;在土壤水分平衡理论的基础上 ,建立了时域滚动预报灌溉日期的方法 ;并以春小麦、春玉米农田为例进行了检验 ,结果比较理想     

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)。     

山西省文峪河灌区春玉米灌溉预报试验及应用

根据山西省文峪河灌区春玉米的种植特点、生长规律及生产实践需要,采用文峪河试验站春玉米灌溉试验的实测资料,开展了春玉米灌溉预报试验研究及应用,研究春玉米在有限供水条件下的耗水量、产量与经济效益的关系,研究得出的春玉米需水规律可为灌区灌溉用水计划的制定及动态修正提供依据。      

东北寒地不同土质对玉米生长发育和耗水量的影响研究

以东北地区春玉米为试验对象,利用称重式蒸渗仪,采取相同的灌溉制度,研究不同土壤条件下玉米各生育期及全生育期的耗水规律并比较玉米生理指标的不同。结果表明,生育进程上,草甸土玉米生育期最短;生理生育指标上,草甸土株高最小但其光合速率和蒸腾速率及根系活力却最旺盛;耗水规律上,不同土质基本一致,黑土耗水量最大;产量上,黑土最大,草甸土最小。     

中国玉米生长期干旱与灌溉投入问题分析

通过比较分析东北、西北春播玉米区、华北、黄淮夏播玉米区不同频率年玉米全生长期降水量(有效)、逐月降水量与相应时段需水量的关系,引入缺水率,评价各区域玉米生长期的干旱缺水状况;在此基础上,对玉米生长期干旱与灌溉投入问题进行简要分析,为国家现代玉米产业技术体系玉米增产目标的实现提供参考。     

基于SWAP模型的春玉米咸水非充分灌溉模拟

为了探究石羊河流域适宜春玉米生长的咸水非充分灌溉模式,应用SWAP模型模拟不同灌溉模式下的土壤水盐平衡、春玉米相对产量和相对水分利用效率,并预测了较长时期土壤水盐动态变化规律.研究结果表明:灌溉水矿化度为0.71 g/L和3.00 g/L的春玉米最优灌溉模式为生育期内灌4次水,灌溉定额均为408 mm,2种灌溉模式均能达到节约灌溉用水、提高作物产量和水分利用效率以及减少土体盐分累积量的目的.较长时期土壤水盐动态变化规律模拟结果表明:在冬灌条件下,春玉米最优灌溉模式下的土壤水分和盐分能够在模拟期内保持相对平稳的状态;在不同年份,相同土层土壤含水率随着土层深度的增加而增大,0.71 g/L的淡水灌溉土壤盐分主要累积在40~80 cm土层,3.00 g/L的微咸水灌溉土壤盐分主要累积在10~40 cm土层;5 a的模拟结果表明0.71 g/L和3.00 g/L的水持续灌溉5 a,不会引起土壤次生盐渍化.