宁夏贺兰山东麓酿酒葡萄耗水规律及灌溉制度优化研究

以宁夏贺兰山东麓大田滴灌酿酒葡萄为研究对象,分析不同灌水处理条件下土壤含水率、耗水规律、品质、产量及水分生产效率的变化,基于多因素提出优化酿酒葡萄滴灌灌溉制度。主要结论有:不同生育期土壤含水率随土层深度呈下降趋势,生育期内果实膨大期土壤含水率最高。阶段耗水量呈现开花期、初果期小,萌芽期、果实膨大期、着色成熟期大的"下开口抛物线"分布,果实膨大期为耗水高峰期,日均耗水量2.26~4.48 mm/d。3 600 m3/hm~2时滴灌酿酒葡萄的可溶性固形物、总酸等含量较优,品质较好,产量、水分生产效率最高。(4)推荐优化酿酒葡萄滴灌灌溉制度为:灌溉定额3 600 m3/hm~2,灌水次数13次,其中萌芽期3次,开花期1次,初果期2次,果实膨大期4次,着色成熟期3次。     

不同生育期亏缺灌溉对酿酒葡萄生长及耗水特性的影响

为了探究不同生育期亏水对酿酒葡萄生长、耗水特性、水分利用效率及产量的影响,在武威市进行了不同生育期亏水滴灌试验,分析了不同生育期亏水对酿酒葡萄横径、纵径、耗水规律、产量、水分利用效率的影响。结果表明,酿酒葡萄横、纵径的生长总体表现为先快速,后缓慢,再由快速至稳定的趋势,浆果膨大期亏水对于葡萄横、纵径生长不利;浆果快速膨大初期葡萄横、纵径膨大速率均与产量、水分生产效率以及灌溉水利用效率极显著正相关;浆果膨大期、着色成熟期亏水显著降低酿酒葡萄的耗水强度;浆果膨大期耗水模系数占到50%以上,该阶段水分亏缺会导致葡萄产量的减少,通过试验发现减产幅度达30.2%,是酿酒葡萄需水临界期;新梢生长期适度水分亏缺有利于增产,在试验条件下,增产率为10.1%。因此,果实膨大期水分亏缺对葡萄的产量不利,在新梢生长期可适度亏水,以实现酿酒葡萄高产和高效的生产目的。     

设施延迟栽培葡萄不同水分生产函数比较

为了探究设施延迟栽培葡萄生育期灌溉水量的优化配置,根据2013—2014年设施延迟栽培葡萄不同生育期水分胁迫处理下的耗水量与产量关系的资料,分别分析了Stewart模型、Blank模型和Jensen模型3种不同水分生产函数对设施延迟栽培葡萄的适应性,计算了不同模型对应的设施延迟栽培葡萄不同生长阶段的水分敏感指数。结果表明,设施延迟葡萄水分敏感指数在果实膨大期最大,该时期为需水关键期,亏水处理会明显降低产量;萌芽期最小,该时期适度亏水对产量提高有积极影响。确立了Stewart模型和Blank模型为适用于设施延迟栽培葡萄的水分生产函数模型,在灌溉水量有限的条件下,应采取萌芽期适度亏水,将灌溉水量调配给果实膨大期的灌溉水配置方式,以期在合理调配灌溉水量的同时获得最佳经济效益。      

不同生育期调亏灌溉对荒漠绿洲区葡萄生长、产量和品质的影响

适宜土壤水分状态是决定葡萄营养生长、产量和品质的重要因素。为了探讨不同水分条件下,酿酒葡萄梅鹿辄(Merlot)生理响应机制,取13 a生酿酒葡萄梅鹿辄为试验材料,分别在抽蔓期、开花坐果期、果实膨大期、着色成熟期进行水分亏缺处理(土壤含水率下限为田间持水率的55%~60%),并监测了相关植株形态,果实品质和产量指标。结果表明,单个生育期进行水分亏缺处理,对植株形态指标(葡萄株高、新梢长度、新梢粗度等)和果实品质指标(葡萄总糖量、可溶性固形物量、单宁量、总酚量、花色苷量等)无显著性影响。就产量而言,果实膨大期的亏水处理降低产量40.2%,是其需水关键期。而抽蔓期进行亏水处理,增产10.3%。     

不同生育期干旱胁迫对温室葡萄WUE、产量及品质的影响

【目的】探讨不同生育期干旱胁迫对设施栽培葡萄水分利用效率、产量和品质的影响。【方法】在甘肃省永登县设施葡萄试验基地开展了葡萄滴灌不同生育期水分调控田间灌溉试验,在葡萄新梢生长、开花、果实膨大、着色成熟期分别以55%田间持水率(θ_f)为灌水下限的干旱胁迫处理,依次为新梢生长期干旱胁迫(PS)、开花期干旱胁迫(FS)、果实膨大期干旱胁迫(ES)、着色成熟期干旱胁迫(CS),其他生育期灌水下限均为75%θ_f;全生育期以75%θ_f为灌水下限的处理为(CK)充分供水,研究了不同处理对葡萄粒径膨大速率、产量、水分利用效率(water use efficiency,WUE)以及品质的影响。【结果】新梢生长期干旱胁迫处理能抑制葡萄粒径膨大,但不会影响其生长的"双S"变化规律,且复水后粒径恢复生长并出现复水补偿效应;横、纵径在膨大期后14 d左右和52 d左右时达到膨大高峰,且第1次膨大高峰时的膨大速率远大于第2次的;新梢期和着色成熟期干旱胁迫较对照依次增产44.6%、42.5%,WUE依次提高71%、57%,果实膨大期干旱胁迫较CK可减产9.7%,WUE降低1.2%;新梢生长期、开花期和果实膨大期干旱胁迫单穂质量、单粒质量均显著(P<0.05)高于CK,开花期干旱胁迫花青素量显著(P<0.05)高于CK,着色成熟期干旱胁迫果糖、蔗糖、葡萄糖、可溶性固形物量显著(P<0.05)高于CK,并可抑制葡萄果实可滴定酸的积累;隶属函数综合分析表明,着色成熟期干旱胁迫葡萄产量和品质最优。【结论】着色成熟期干旱胁迫为当地设施栽培葡萄最佳的水分调控处理,可达到节水和提高葡萄果实产量和品质的生产效果,其水分调控模式为:土壤含水率为田间持水率的55%～80%,灌水定额为270 m~3/hm~2。     

宁夏扬黄灌区马铃薯水分生产函数试验研究

为确定宁夏扬黄灌区马铃薯水分生产函数,以"克新一号"马铃薯为供试品种,采用膜下滴灌的方式,以不同生育期土壤水分水平为试验因素,对马铃薯不同生育期进行调亏灌溉,测定土壤含水率、耗水量、产量,研究不同生育期不同水分亏缺处理对作物耗水量和产量的影响,并对5种常用的作物水分生产函数建模分析。结果表明:马铃薯块茎形成期轻度水分亏缺处理及淀粉积累期轻度、中度水分亏缺处理对产量影响不显著,块茎形成期和块茎膨大期中度水分亏缺处理及块茎膨大期轻度水分亏缺处理对其产量影响显著;建立Jensen模型、Minhas模型、Stewart模型、Blank模型和Singh模型,根据获得的数据和模型分别求取水分敏感指数。通过分析,水分亏缺会造成马铃薯不同程度的减产,Jensen模型更适用于宁夏扬黄灌区马铃薯的需水情况。     

温室膜下滴灌甜瓜需水量与水分生产函数研究

对日光温室膜下滴灌条件下甜瓜耗水规律、产量以及水分生产函数进行了研究。结果表明:甜瓜水分消耗呈现开花前期与开花—坐果期小、膨大期大、成熟期小的规律,耗水高峰出现在膨大期。甜瓜产量与总耗水量之间呈二次抛物线关系,最佳灌水量为112.39 mm。同时,应用Jensen模型拟合了甜瓜水分生产函数,水分生产函数的敏感指数按膨大期→开花-坐果期→成熟期→开花前期的顺序依次降低。     

吐鲁番地区不同灌水量和毛管间距对葡萄生长和产量的影响

2013年对吐鲁番葡萄采用滴灌方式进行灌水实验,灌溉定额分别为720、850和960mm,滴灌带间距设置为40和60cm,监测并分析葡萄生长期生长指标、耗水和产量等数据。结果表明:滴灌带间距为60cm时的葡萄在各项生长指标和产量上优于滴灌带间距为40cm的处理;各灌溉定额处理的葡萄整个生长期耗水由低到高再降低,耗水量和耗水强度随灌水量增加而增大,其中葡萄的浆果膨大期耗水量最大,其他依次为浆果成熟期和枝蔓成熟期、新梢生长期、花期和萌芽期;灌溉定额850mm的W2处理产量和水分利用效率也最高,优于灌溉定额960mm的W3处理,增加灌水量在一定范围内可以增加葡萄产量。在综合考虑产量与水分利用效率的情况下,滴灌带铺设间距为60cm,灌溉定额为850mm为宜。     

半干旱区甜菜水分生产函数试验研究

为了研究甜菜的耗水规律和节水方法以达到在半干旱区大面积推广的目的,在具有典型半干旱区气候特征的甘南县,以不同生育期的土壤水分水平作为控制的纸筒甜菜盆栽试验,对甜菜蒸腾量和产量之间的函数关系和生育期耗水规律进行了研究,得出了不同生育期甜菜蒸腾量和产量之间的函数关系.采用Jensen模型进行了水分生产函数的求解,建立了甜菜的水分生产函数模型.试验结果表明,甜菜各个生育期耗水量从小到大依次是苗期、糖分积累期、叶丛生长期和块根增长期,需水高峰期在7月和8月;水分敏感指数的变化规律与甜菜的耗水规律相一致,叶丛生长期的λ值最大,说明这个时期甜菜对水分的需求特别敏感,应该重点进行补水灌溉.     

宽垄沟灌下冬小麦水分生产函数试验研究

为了了解宽垄沟灌下冬小麦不同生育期受旱程度对其产量、耗水量、水分利用效率的影响以及水分生产函数,进行大田小区试验研究.结果表明:受旱时期越靠后,冬小麦的产量越低,播种—拔节期轻旱产量最高为6 805.12 kg/hm~2,灌浆—成熟期重旱产量最低为5 986.50 kg/hm~2;受旱时期越靠后,耗水量越低,播种—拔节期轻旱的耗水量最大为4 260.3 m~3/hm~2,抽穗—灌浆期重旱耗水量最小为3 418.6 m3/hm~2;冬小麦水分利用效率最大出现在拔节—抽穗期轻旱为1.86 kg/m~3,最小出现在播种—拔节期重旱为1.57 kg/m~3;冬小麦的总产量与总耗水量呈二次抛物线关系,相关系数为0.966 7,两者差异极具有统计学意义,冬小麦沟灌下适宜耗水量为356~424 mm;得出了河南郑州地区冬小麦的Jensen水分生产函数模型,水分敏感指数按抽穗—灌浆期,拔节—抽穗,灌浆—成熟,返青—拔节,播种—越冬和越冬—返青依次降低.     

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。     

黑龙江西部玉米调亏灌溉的节水增产效应

采取测筒试验,对玉米单生育阶段、连续生育阶段和全生育期进行不同程度的水分亏缺处理,研究了调亏灌溉对玉米耗水量、产量和水分利用效率(WUE)的影响。结果表明:就单生育阶段调亏而言,产量和耗水量之间呈开口向下的二次抛物线关系,苗期中度水分亏缺(水分控制上限为60%)为最佳的灌水处理模式,玉米产量和水分利用效率分别提高了1.23%和11.95%;连续生育阶段和全生育期调亏均对作物的产量有不利影响;全生育期充分灌溉时的产量最高,但水分利用效率较低。     

Response of Vitis vinifera cv. ‘Tempranillo’ to partial rootzone drying in the field: Water relations, growth, yield and fruit and wine quality

This paper reports the effects of irrigation amount and partial rootzone drying (PRD) on water relations, growth, yield and wine quality of Vitis vinifera cv. ‘Tempranillo’ during two consecutive years in a commercial vineyard with a deep, light-clay soil located in Requena, Valencia, Spain. Partial rootzone drying applied at two amounts (100% and 50% of the estimated crop evapotranspiration), was compared to conventional drip irrigation, and also to rainfed vines. Results showed that the effects of irrigation amount on yield and wine quality were different between years. In 2003 with low yield values (around 6.3 t ha⁻¹) irrigation did neither affect grape production nor wine quality. However, in the following year, with much higher general yield (17 t ha⁻¹), the high irrigation dose increased yield by 30% compared to rainfed vines and it also increased must total soluble solids and wine alcohol content. In both seasons, PRD did not significantly affect physiological parameters, nor growth, yield or fruit and wine quality, when compared to the same amount of water applied by conventional drip irrigation. Overall these results suggest that, under our experimental conditions, it was the irrigation amount rather than the system of application what affected vine performance, indicating the difficulties of successfully employing the PRD type of irrigation with a drip system in heavy and deep soils.     

华北典型区冬小麦区域耗水模拟与灌溉制度优化

以经校验Aquacrop模型模拟了不同土壤条件下冬小麦水分与产量响应关系,结合北京大兴区土壤分布及其冬小麦实际种植情况,对模型模拟结果进行区域尺度拓展,以此为基础分析了研究区不同灌溉制度下冬小麦耗水量、产量及水分生产率的变化规律,并推荐了与华北地区水资源实际情况相适宜的冬小麦亏缺灌溉制度。结果表明:应用Aquacrop模型能较好模拟冬小麦生育期内土壤墒情和冠层覆盖度的动态变化过程及其生物量与产量情况,可利用经校验后的模型进行冬小麦水分与产量响应关系研究。灌溉定额在300 mm范围内,随着灌溉量增加,耗水量增大;在灌水次数相同条件下,灌溉日期不同,因蒸腾量变化导致耗水量差异显著。在相同处理下总体上降水多年份产量较高,而不同处理之间随着灌溉量增加产量增大;在灌水次数相同情况下,灌溉关键生育时段选择对冬小麦产量形成及水分生产率提高至关重要。以冬小麦增产提效为原则,在灌1水情况下重点保障拔节-抽穗阶段的需水;灌2水情况下重点保障返青-拔节、抽穗-乳熟阶段需水;灌3水情况下重点保障返青-拔节、拔节-抽穗、抽穗-乳熟阶段需水。针对华北水资源严重短缺实际,建议北京大兴区冬小麦采用灌2水的亏缺灌溉制度,较灌4水情况下的灌溉量与耗水量分别减少140、65 mm,能确保75%产量。可见,在与华北类似的资源性缺水区域,选择适宜亏缺灌溉制度,能大幅降低区域灌溉量与耗水量,在稳定区域冬小麦产量及涵养地下水源方面具有重要的现实意义。     

寒地黑土区玉米调亏灌溉耗水规律的试验研究

通过盆栽试验,于2013年研究了寒地黑土区玉米调亏灌溉条件下不同水分处理的耗水规律,结果表明：玉米不同生育阶段的总耗水量大小顺序为：拔节期＞抽雄期＞灌浆期＞苗期,其中抽雄期的敏感指数(0.6727)最高。当水分亏缺处理低于60%田间持水量时,将会影响玉米产量,产量和总耗水量之间呈二次抛物线关系,当灌水量为46.93kg/盆时,产量最高。利用玉米在不同亏水处理条件下的各生育阶段耗水量和产量数据,用Jensen模型进行拟合,得到适合该地区玉米的水分生产函数,为玉米在调亏灌溉条件下制定合理灌溉制度提供参考依据。