灌溉方式及生物质炭对冬小麦产量及水肥利用效率的影响

【目的】研究不同灌溉方式下适宜的生物质炭添加量。【方法】采用田间小区试验,研究了不同灌溉方式(漫灌、滴灌、微喷灌、喷灌)与生物质炭不同添加量(0、10 t/hm~2和20 t/hm~2)对冬小麦产量及其构成要素、灌溉水利用效率及氮肥表观利用效率的影响。【结果】与漫灌处理相比,滴灌、喷灌和微喷灌处理在节水约50%的条件下,其籽粒产量均有所降低,但未达到显著水平(p0.05)。滴灌降低了秸秆产量,并增加了小麦收获指数。喷灌降低了每穗的实粒数,提高了空瘪率。生物质炭添加对冬小麦氮肥表观利用效率和灌溉水利用效率均没有显著影响(p0.05)。节水灌溉处理的氮肥表观利用效率较漫灌处理有所降低,但差异不显著(p0.05)。与漫灌处理相比,滴灌、喷灌、微喷灌处理均显著提高了灌溉水利用效率(p0.05),增幅分别为42.79%、39.09%和47.71%,且滴灌、喷灌和微喷灌条件下添加生物质炭处理的灌溉水利用效率也显著高于漫灌条件下的生物质炭处理(p0.05)。【结论】滴灌、喷灌和微喷灌在不明显降低作物产量的条件下可节水约50%。生物质炭添加量对不同灌溉方式下的小麦产量及水肥利用效率均没有显著影响。综合考虑作物生长、产量、灌溉水利用效率等因素,初步认为滴灌为华北地区冬小麦较为适宜的灌溉方式。     

喷灌条件下冬小麦的水肥利用特征研究

对喷灌条件下冬小麦对水肥的利用进行了研究,探讨了不同灌溉水量对冬小麦产量、耗水规律以及对土壤中硝态氮含量的影响,提出喷灌条件下冬小麦适宜的灌水定额。试验结果表明随着灌溉水量的增加,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;小麦生长期间对土壤中硝态氮的吸收随土壤深度的不同而有所区别;在3个灌溉水平下,随着灌水量的减少,灌溉水的利用效率逐渐升高,经济灌溉量为209.3 mm。     

旱作农业节水灌溉技术

农业高效用水的核心是提高自然降水和灌溉水的利用效率。详细介绍低压管道输水灌溉、喷灌、微灌和渠道防渗4种管道工程节水技术的优缺点,分析沟灌和畦灌、局部湿润灌溉、间歇灌溉、地膜上灌和控制性地面灌溉4种地面灌溉节水技术的原理及节水效果,并从增加土壤水分储蓄、减少土壤水分蒸发和提高作物水分利用效率3个方面,提出具体的节水技术措施。     

垄作沟播喷灌对油葵土壤水热调控及高效利用机理

垄作沟播喷灌技术对降水及灌溉水叠加利用效果明显，适用于北方井灌农业区。通过测定不同灌水处理下土壤水分变化、土壤温度变化、干物质积累与分配、产量、水分利用效率及效益等指标，分析了不同灌水处理对油葵土壤水分、土壤温度的调控、水热高效利用机理与效应。研究表明，垄作沟播处理可减少棵间蒸发，充分利用土壤中的冬季灌溉储水量和有限的灌溉水资源，提高了水分利用效率；其土壤温度变化幅度较CK(覆膜平作喷灌)小，且较为平缓，对土壤水热的调控效果明显，提高了水热利用效率，对油葵产量形成有促进作用。垄沟处理T3(垄作沟播喷灌，灌水定额36mm)、T4(垄作沟播喷灌，灌水定额42 mm)干物质积累量均高于其他垄沟处理和CK处理，在提高总体光合产物的同时提高了经济产品的积累量。在适宜灌水定额(T3)条件下，两年油葵产量较CK分别高6.1%和8.3%，水分利用效率分别提高0.34 kg/m³和0.54 kg/m³，净产值分别提高6.7%和10.2%。在实际油葵种植生产中若采取垄作沟播喷灌技术，建议灌水定额以36mm为宜，灌水频率依据气候条件保持在3～5次。     

基于熵权系数评价模型的白茶节水灌溉模式研究

为研究不同节水灌溉模式对白茶生长发育和产量形成的影响,设计2种灌溉方式(喷灌和滴灌)及3种相对含水率控制下限水平(65%、75%和85%),观测白茶鲜/干重、叶面积指数、百芽重和芽叶颜色等指标,同时,构建熵权系数评价模型,综合考虑产量、产值、工程建设经济可行性及灌溉水利用效率等指标,优选节水灌溉方案。结果表明:喷灌下85%控水下限处理白茶百芽重、叶面积指数和干重处于最高水平;相同灌溉方式下,提升控水下限使滴灌条件下白茶产量提升2.4%～17.7%,使喷灌条件下产量提升16.7%～30.2%;熵权系数评价模型计算结果表明,喷灌条件下75%控水下限综合效益最优,熵权系数评价值达到0.96。在该灌溉模式下,白茶产量、产值、节水灌溉工程建设的国民经济内部收益率和灌溉水利用效率分别为468.6 kg/hm~2、252.4万元/hm~2、22.3%和0.387 kg/m~3。实际生产中,推荐将喷灌75%控水下限作为白茶节水灌溉模式。     

采用喷灌技术 发展节水农业——软管卷盘式喷灌机使用设计

喷灌为旱地灌溉农业的高效节水提供了技术支持。从化解淡水存量危机,合理利用水资源,建立和发展持续农业的角度看,漫灌用水量大,浪费严重。据测定,灌溉水通过渠道到田间灌溉损失达45％,其中渗漏损失占很大比重,这不但降低灌溉水的利用效率,也使得地表层下含盐的地下水水位上升,从而造成土地盐碱化。 喷灌是极具发展潜力的灌溉方式,其优点是水的利用率较高,适量而均匀的湿润,不致引起土地的板结和盐汲化;可不修     

农业节水喷灌技术以及设备的使用要点

在传统农业灌溉过程中,灌溉水的利用率仅仅在25%～40%,在水资源紧缺日趋严重的今天,节水技术特别是喷灌技术在农业中的应用更为重要。本文主要介绍喷灌技术的效能和技术要求,喷灌设备使用中注意事项。     

基于弹道理论有风条件下折射式喷头喷灌均匀度研究

为计算有风条件下折射式喷头水量分布及喷灌均匀度,以弹道轨迹理论为基础,依据风速分布模型,建立有风条件下折射式单喷头水量分布计算方法,采用该方法模拟出有风条件下Nelson D3000型喷头倒挂安装方式下水量分布特性,通过与实测资料进行对比,验证了模拟具有较高的准确度,可应用于有风条件下折射式喷头水量分布计算。在此基础上,选用4.76 mm(24号)喷嘴直径,模拟出不工况下单喷头水量分布,计算出组合情况下喷灌均匀度,分析了风速、风向、喷头间距、工作压力和安装高度5种因素对喷灌均匀度的影响,并对蒸发漂移损失进行了分析。结果表明:95%的置信区间下,喷头布置间距对喷灌均匀度的影响最显著,其次是安装高度和喷头工作压力,风速和风向对喷灌均匀度影响不显著。风速、喷头工作压力和安装高度都会对蒸发漂移损失产生影响,其中工作压力影响最大。当选用Nelson D3000型喷头在风速小于6 m/s的环境下喷灌时,应将喷头安装间距固定在2.13~3.04 m范围内。另外,该安装间距范围内,喷头安装高度和喷灌压力增大后,喷灌均匀度增大的效果不明显,因此应采用低压喷灌以降低喷灌系统运行成本;考虑到较高的喷头安装高度会产生较大的蒸发漂移损失,喷灌时还应适当降低喷头安装高度,以提高喷灌水分利用率。     

喷灌条件下河西走廊春小麦土壤硝态氮动态分布及产量关系

以当地灌溉施肥模式为对照并以探索河西走廊春小麦适宜喷灌灌溉施肥制度为目的,在甘肃省永昌县试验基地开展了田间基础性试验研究,试验分别设置高、中、低三个灌水(3 300、2 550、1 800 m~3/hm~2)、施肥(337.5、225、187.5 kg/hm~2)水平。研究了喷灌条件下不同处理间土壤硝态氮分布运移规律,分析了产量及水分利用效率与灌水量、施肥量之间相关性。结果表明:土壤硝态氮含量主要受施肥量影响;喷灌条件下中等灌水水平土壤硝态氮主要分布在0~40 cm土层,有利于春小麦根系对氮素的吸收利用,灌水水平过高或过低都不利于根系对氮素的吸收;产量及水分利用效率与灌水量呈线性正相关关系,与施肥量相关性不显著;中等灌水水平比大水漫灌增产5%、节水32%,节水、增效效果显著;根据产量回归结果,适合河西走廊喷灌灌溉施肥制度为中等灌水施肥水平。     

土库曼条件下喷灌的蒸发耗水

土库曼条件下喷灌的蒸发耗水由于喷灌在灌溉过程中和灌溉后的初期蒸发耗水过多（可达水分供应的３０～４０％），故在干旱地区喷灌的使用是有一定的限制的。尽管如此，在中亚地区其中包括土库曼斯坦，还是研究了使用这种方法的可能性和在喷灌条件下的蒸发耗水量。从１９７...     

Analysis of uniformity of sprinkle irrigation in a semi-arid area

One of the most appropriate sprinkler systems for arid or semi-arid areas – where a great deal of irrigating water is required – are the permanent set systems and the continuous-move laterals. To know the reality of water application in this type of areas, many field evaluations of solid set systems and centre pivot irrigation were conducted in Castilla-La Mancha region (Spain). The main factors affecting water application and evaporation and drift losses with these systems (pressure, wind speed, sprinkler type, etc.) were analysed. A set of performance guidelines and recommendations for the design and management of sprinkle irrigation is presented to attain the highest uniformity and efficiency in water application in semi-arid areas. To use working pressure as low as possible, but with sprinklers that produce a great deal of middle size water drops along with night irrigation for minimising evaporation and drift losses are important aspects.     

东北半干旱抗旱灌溉区有限供水对大豆水分利用效率的影响研究

东北半干旱区是我国北方旱农地区的重要组成部分,多数地区没有灌溉水源。降水量少,时空分布不均,春风大,蒸发强,春旱已成为制约本区农业生产的主要因素。为了探索适合于东北半干旱区的农业抗旱节水技术集成模式,针对本区的资源环境和灾害特点等,选取了坐水播种和苗期补灌技术,结合盆栽试验,在坐水播种和苗期补水条件下研究了不同的供水处理对大豆的生长发育及其水分利用效率的影响,提出了水分利用效率的最佳供水模式。     

Soil salinity and sodicity effects of wastewater irrigation in South East Australia

Although ‘sewage farming’ or wastewater irrigation started in Australia in the latter parts of the 19th century, it was in the late 1960s that a considerable interest was revived in arid and semi-arid parts of the world due to scarcity of alternative water sources and the urgency to increase local food production. The practice has manifold benefits in the form of water conservation, nutrient recycling, surface and ground water pollution prevention. But for arid and semi-arid regions like many parts of Australia, while wastewater irrigation can be an attractive solution to irrigation water problems, it might not be the ideal solution for the common soil types encountered in these regions. Due to characteristic low rainfall, high evaporation and low leaching, these soils tend to have higher salt accumulations. This paper examines the soil salinity and sodicity effects of wastewater irrigation in soil types typical to South Eastern Australia and takes the soils of Western Treatment Plant (WTP) as a case study to highlight these issues.     

东北半干旱区大豆抗旱灌溉最佳供水模式的盆栽试验研究

东北半干旱区是我国北方旱农地区的重要组成部分,多数地区没有灌溉水源。从气候条件来看,由于本区降水量少,年变化和季节变化大,春季多大风,蒸发强烈,春旱十分严重,已成为制约本区农业生产的主要因素。本研究针对本区的资源环境和灾害特点等,选取了坐水播种和苗期补灌技术,并进行了盆栽试验研究,提出了坐水、补水条件下的产量最佳供水模式,旨在探索适合于东北半干旱区的农业抗旱节水技术集成模式。     

非充分灌溉对冬小麦产量及水分利用效率影响研究

通过田间试验,研究冬小麦在不同生育期缺水以及不同程度的缺水对其生长发育及产量的影响,为半干旱区冬小麦建立优化灌溉制度提供理论依据。通过试验观测:枯水年份,冬小麦各生育期耗水比例相差较大,0~80cm土层的耗水量占总耗水量的绝大部分,总耗水量随灌水量的增加而增大,非充分灌溉对冬小麦叶面积、产量和水分利用率均会产生显著影响,灌水可显著提高植株叶面积,不灌水会显著降低作物产量与耗水量;灌1水的灌溉水利用效率明显高于灌2水和灌3水的灌溉水利用效率,其中以T2处理的灌溉水利用效率最高,边际效益最大;灌冬浇水与拔节水可获得较理想的产量和水分利用效率,在半干旱区水资源不足时,可作为冬小麦最佳灌水模式。     

宁夏地区潜在蒸散发变化特征及成因分析

根据宁夏地区1962-2017年11个国家级气象站的逐日气象资料,采用Penman-Monteith公式计算宁夏地区潜在蒸散发(Potential evapotranspiration,ET₀)日值系列,采用气候倾向率、Mann-Kendall突变检验、ArcGIS反距离权重空间插值、敏感性分析和贡献率等方法对宁夏地区ET₀时空变化特征及影响因素进行分析.结果表明:宁夏地区1962-2017年多年平均ET₀为1 073 mm,其中,中部干旱带最高(1 135 mm),引黄灌区次之(1 095 mm),南部山区最低(893 mm); 宁夏地区ET₀在1986年发生了突变,突变前以0.571 mm/a的幅度下降,突变后以0.109 mm/a的幅度递增,整个周期内,以0.523 mm/a 幅度递增,但变化幅度均不显著.ET₀对不同区域气象要素的敏感性不同,引黄灌区和中部干旱带对最高温度最敏感,敏感性系数分别为0.41和0.43,南部山区为相对湿度(-0.45); 不同气象要素对ET₀的贡献率不同,引黄灌区和南部山区主导因子是最低温度,中部干旱带是平均风速.突变前后,对引黄灌区、中部干旱带和南部山区ET₀贡献率最高的气象要素分别由平均风速、相对湿度和最低温度,变为相对湿度、平均风速和最低温度.     

新疆地区作物耗水时空多样性特征分析

新疆地处西部极为干旱内陆区,鉴于干旱区地理环境特征,基于各灌区1952--2008年57年积累长系列相关气象数据,采用最新修正彭曼-蒙特斯（Penman-Monteith）方法,应用非线性和多元线性模型以及时间序列指数平滑法,研究作物耗水量E丁。时空分布特征和变异规律及发展趋势。结果显示,各灌区ET0峰期均发生在春、夏...     

山区灌溉技术及应用研究

解决干旱、半干旱山地的农用灌溉用水问题，是帮助干旱山区农民脱贫致富的关键。采用YD型移动式高扬程灌溉及SYD型移动式滴灌技术，具有投资少、转移快捷方便、灌溉效率高及增产增效等优势，通过典型干旱山区的应用研究，该灌溉技术具有推广使用价值。     

垂向混合产流模型在不同地区的应用与改进

基于垂向混合产流模型的结构特征,选择不同地区加以应用比较,率定了模型在西北干旱半干旱地区的参数,在此基础之上进行了洪水模拟计算,分析对比了模型在不同地区的应用和洪水模拟结果不合格的原因。通过分时段双源蒸散发计算和改进的格林-安普特下渗公式的应用计算,使模型在北方干旱地区和南方湿润地区也具有一定的适应性、成熟性和有效性。     

Partial rootzone irrigation increases water use efficiency, maintains yield and enhances economic profit of cotton in arid area

Partial rootzone irrigation (PRI) can substantially reduce irrigation amount and has been demonstrated as a promising irrigation method for crops in arid or semiarid areas. Many earlier researches have shown that PRI reduces leaf transpiration by narrowing stomatal opening. In this study we verified the hypothesis that PRI can also save irrigation water by substantially reducing soil evaporation. Field experiment was conducted in an arid area where cotton production almost completely relies on irrigation. Water was applied to furrows in the cotton field either alternatively (AFI, alternative furrow irrigation), or evenly to all the furrows (CFI, conventional furrow irrigation), or to one fixed furrow in every two (FFI, fixed furrow irrigation). Our results show that surface evaporation constitutes a large fraction of the irrigation water loss from cropped field (more than 20%), and with the two PRI treatments nearly 40% of the evaporative water loss is saved. Transpiration accounted for 48%, 58% and 57% of the total amount of irrigation respectively for the CFI, AFI and FFI treatments. This result suggests that PRI increases the proportion of applied water that is transpired, and therefore leads to a higher water use efficiency than regular irrigation. Overall, when irrigation was reduced by 30%, the average final yield loss of AFI was only 4.44%, a non-significant reduction statistically. The FFI had a significant reduction in yield of 12.01% in comparison to CFI. Moreover, PRI brings in earlier flowering and a higher economical return due to early harvested cotton. This indicates that the final economical output could compensate for the loss of cotton yield due to water-saving. With very little extra cost to implementation, PRI proves a very promising method in cotton production in arid zone.