基于土壤水分下限的灵武长枣微孔渗灌灌溉制度研究

为探明土壤水分下限对灵武长枣微孔渗灌的影响及确定各生育时期的最佳灌水量,以6年生灵武长枣为研究对象,采用GC-003物联网控制和土壤水分传感器监测系统,对枣树4个生育时期分别设置不同的土壤水分下限,共6个处理,研究枣树光合特性、形态指标的变化,产量、水分利用效率与耗水规律、灌水量之间的关系。结果表明,开花座果期和果实膨大期,土壤水分下限的提高有利于枣树光合作用;萌芽展叶期降低土壤水分下限和开花座果期提高土壤水分下限有利于提高枣树形态指标; T6处理(土壤水分下限萌芽展叶期为65%θ_f(θ_f为田间持水率)、开花座果期为75%θ_f、果实膨大期为75%θ_f、果实成熟期为65%θ_f)在各生育时期土壤水分下限较高,与其他处理的光合特性和形态指标均有显著性差异(P 0. 05)。随着土壤水分下限的增加,枣树耗水量、产量随之增加;T6处理耗水量、产量最高,T3处理(土壤水分下限萌芽展叶期为55%θ_f、开花座果期为75%θ_f、果实膨大期为65%θ_f、果实成熟期为65%θ_f)的水分利用效率最佳; T3与T6处理的产量无显著差异(P 0. 05),T6处理产量仅比T3处理高5. 68%(2018年)、0. 90%(2019年),T3处理较T6处理灌水量分别降低了22. 57%(2018年)、13. 59%(2019年)。因此,枣树各生育时期最适宜的土壤水分下限分别为:萌芽展叶期55%θ_f、开花座果期75%θ_f、果实膨大期65%θ_f、果实成熟期65%θ_f,上限均为90%θ_f。本研究结果可为微孔渗灌种植宁夏灵武长枣和水分管理提供科学依据。     

日光温室芹菜适宜灌溉指标研究

研究了不同灌水控制下限条件下日光温室芹菜的外观形态,地上部分干物质积累,耗水规律,灌溉指标以及产量与耗水量的关系。根据芹菜的生理特性及耗水特性确定其适宜的土壤水分控制下限为T70(占田间持水率的70%),在T70条件下的芹菜植株生长健壮,地上部分干物质积累及产量最大,水分利用效率和灌溉水利用效率最高。此指标作为灌溉水分控制下限,利于温室栽培芹菜的发育,地上部分干物质积累,水分利用效率和灌溉水利用效率的提高。     

调亏灌溉对滴灌甜菜生长和产量的影响

为探讨滴灌条件下甜菜节水、高产、高效灌溉指标,于2016年在呼和浩特市开展了田间灌溉试验,研究了调亏灌溉对甜菜生长特性及产量和水分利用效率的影响。结果表明,叶丛快速生长期中度水分亏缺处理(50%θ_f~60%θ_f)在复水后叶面积、根部干物质量、净光合速率和蒸腾速率都有补偿效应,重度水分亏缺处理(40%θ_f~50%θ_f)对植株的生长有抑制作用;块根糖分增长期的调亏灌溉对甜菜生长和生理过程影响小于叶丛快速生长期的,中度水分亏缺处理(50%θ_f~60%θ_f)在复水后根部干物质量和光合作用都有补偿效应,重度水分亏缺处理(40%θ_f~50%θ_f复水后也能恢复生长。综合考虑甜菜块根产量和水分利用效率等指标,叶丛快速生长期和块根糖分增长期的适宜灌水量为1 147.78和635.54 m~3/hm~2。     

调亏灌溉条件下紫花苜蓿生长、作物系数和水分利用效率试验研究

为了探讨西北旱区饲草作物节水灌溉新途径,在石羊河流域下游民勤干旱荒漠绿洲区大田进行了不同调亏灌溉模式下紫花苜蓿生长、作物系数及水分利用效率试验研究。结果表明,第一茬不同调亏处理最终株高差异不显著,而返青期、分枝期土壤水分下限为55%田间持水量(θf)的水分亏缺有利于增加分枝数,而茎粗随灌水量增加而增加。不同处理的耗水强度总体趋势是随着供水量的增加而递增。作物系数(Kc)第一茬随生育阶段逐渐增大,全年Kc随茬次递减。第一茬土壤水分下限55%θf的控水处理,有利于后继茬次生长,保证全年总产量最高。在石羊河流域水资源严重不足的情况下,调亏灌溉是一种有效的灌溉方式,在民勤干旱缺水地区苜蓿第一茬土壤水分下限不应低于55%θf,第二、三茬土壤水分下限保持(55%~70%)θf可以获得较高的产量和水分利用效率。     

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。     

灌溉方式和灌水下限对温室青茄生长、耗水特性及产量的影响

【目的】探明插入式地下滴灌和地表滴灌条件下,不同灌水下限对温室新乡糙青茄(Solanum melongena L.)的生长、耗水特性及产量的影响。【方法】试验设置2种灌溉方式:插入式地下滴灌(SDI-R)、地表滴灌(DI)。灌水下限设置4个水平:开花坐果期60%θF、成熟采摘期60%θF(F60M60);开花坐果期60%θF、成熟采摘期70%θF(F60M70);开花坐果期70%θF、成熟采摘期60%θF(F70M60);开花坐果期70%θF、成熟采摘期70%θF(F70M70),处理简称为T1(DI,F60M60)、T2(SDI-R,F60M60)、T3(DI,F60M70)、T4(SDI-R,F60M70)、T5(DI,F70M60)、T6(SDI-R,F70M60)、T7(DI,F70M70)、T8(SDI-R,F70M70)。研究了不同处理对温室青茄的株高、根干物质、产量、耗水特性及水分利用效率的影响。【结果】SDI-R处理的青茄株高和总根干质量均高于DI处理的;SDI-R处理的总耗水量和各生育阶段的耗水量均小于DI处理的,2种灌水方式中T7处理和T8处理总耗水量最大,分别为338.09 mm和331.25mm,4种灌水下限下,DI处理较SDI-R处理分别高2.06%～16.67%;SDI-R灌水方式中的T4处理的产量和水分利用效率最大,分别为56 046.30 kg/hm~2和20.43 kg/m3,DI条件下T7处理的产量和水分利用效率最高,分别为51 546.30kg/hm~2和15.24 kg/m3,T4处理显著高于T7处理(P<0.05)。【结论】插入式地下滴灌相对于地表滴灌能达到增产节水的目的,且插入式地下滴灌开花坐果期和成熟采摘期的灌水下限宜分别设为田间持水率的60%和70%。     

土壤水分下限对地下渗灌辣椒生长发育及水分利用效率的影响

通过大田试验对辣椒4个生育时期分别设置不同的土壤水分下限,研究地下渗灌辣椒生长、耗水规律、产量和水分利用效率的影响.结果表明,T3处理[苗期土壤水分下限为65％θ?(θ?为田间持水率)]和T9处理(后果期土壤水分下限为65％θ?)对辣椒株高、茎粗等生长指标无显著影响(P>0.05),而T1处理(苗期土壤水分下限为45％θ?)使辣椒株高、茎粗和叶面积指数分别比对照显著(P<0.05)小24.67％、21.49％和29.83％.随着土壤水分下限的增加,辣椒耗水量、产量随之增加.T2处理(苗期土壤水分下限为55％θ?)的辣椒水分利用效率最佳,比对照处理显著提高10.83％,并且产量与对照处理的产量无显著差异(P>0.05),处于最高水平.因此,T2处理为本试验方案中的最优灌溉方式.     

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。     

土壤水基质势膜下滴灌春玉米生长和耗水特性研究

为缓解内蒙古河套灌区水资源短缺并实现农业节水,在河套灌区连续开展2 a(2016年和2017年)的田间试验,采用膜下滴灌种植春玉米,设置5个基于土壤水基质势的灌水下限水平,分别为-10(S1)、-20(S2)、-30(S3)、-40(S4)、-50 kPa(S5),研究不同灌溉处理下的土壤水分分布与春玉米生长及耗水特性。研究结果表明2个生长季内不同基质势水平下土壤含水率差异明显,基质势越高土壤剖面平均体积含水率越高。不同土壤水基质势下限控制的灌水水平显著影响玉米生长,随着生育期内土壤水基质势控制下限的降低,玉米株高与叶面积指数显著降低(p0.05),其中基质势下限为-50 kPa的处理玉米发生早衰现象。地上部分干物质积累量、百粒质量、穗粒数等产量构成指标都随土壤水基质势下限的升高而增加。土壤水基质势水平越高,玉米产量越高,其中S1、S2和S3处理玉米产量显著高于S4和S5,但是前三者之间不存在显著差异(p0.05)。随着土壤水基质势的降低水分利用效率先增大后减小,-30 kPa时水分利用效率最高。综合考虑作物产量和水分利用效率,建议将河套灌区玉米膜下滴灌土壤水基质势下限控制在-30 kPa。     

不同灌水上下限对温室白萝卜产量、品质及WUE的影响

探讨温室种植条件下设施蔬菜适宜的灌水上下限,以北方普遍种植的白萝卜为研究对象,开展了不同灌水上、下限对白萝卜品质、产量及其分布、水分利用效率的影响研究。结果表明,白萝卜耗水量随着生育期的推进逐渐增加,全生育期耗水量在102.9~196.5mm;灌水下限为60%θFC或70%θFC、上限为90%θFC时白萝卜的产量达到最高值,分别为83 238和83 801kg/hm2;灌水下限为60%θFC、上限为90%θFC或者灌水下限为70%θFC、灌水上限为100%θFC时,白萝卜肉质根单重较大,市场等级较高,营养品质综合指标值最高,营养品质最佳,同时粗纤维含量较低,口感品质较好;WUEY随着灌水上限的降低显著提高,灌水下限为60%θFC、70%θFC、处理间WUEY未有显著差异;灌水下限为60%θFC、灌水上限为90%θFC或者灌水下限为70%θFC、灌水上限为100%θFC时,营养品质综合指标值最高,营养品质最佳,同时粗纤维含量较低,口感品质较好。综上所述因此,综合考虑品质、产量及其分布、WUEY的交互效应,灌水下限60%θFC、灌水上限90%θFC为温室白萝卜最适宜的灌水上下限水平。     

不同灌水下限对膜下滴灌马铃薯生长及水分利用效率的影响

为探索宁夏中部干旱带马铃薯适宜的灌水下限和合理的灌水次数,通过设置不同田间持水量的百分比作为土壤水分控制下限来控制灌水次数,分析不同处理对马铃薯株高、叶面积指数和各部位干物质产量,以及对产量和水分利用效率WUE的影响。结果表明:灌水下限为75%田间持水量的处理平均各生长指标也较大,如在块茎增长期下限为70%田持和75田持株高最大,平均分别为41.4 cm和39.5 cm,和其他处理之间存在极显著性差异(P0.01),在生长后期也有一定的延缓衰老的作用。灌水下限为70%田持的处理产量最高,平均为3 9894.2 kg/hm~2,但水分利用效率WUE以灌水下限为55%田持处理最大,平均为13.04 kg/m~3,灌水下限为75%田持处理WUE最小,平均仅为8.84 kg/m~3。拟合马铃薯腾发量和产量之间相互关系,发现指数模型具有较好的效果,决定系数R~2达到0.989 3,对其分析可知,当马铃薯ET_a大于440 mm时马铃薯产量急剧降低,不利于节水和提高灌水效率。因此,推荐灌水下限为70%田持的灌溉可作为该区域马铃薯生产的参考。     

基于HYDRUS模型筛选滴灌模式下适宜灌水上下限的研究

通过开展不同土壤初始含水率和不同滴头流量的沙壤土室内滴灌试验,率定了土壤水动力学参数,验证了HYDRUS模型的适用性;利用HYDRUS模型模拟不同灌水上下限点源滴灌土壤水分运移过程,分析了不同灌水上下限对实际湿润体与计划湿润体间差异的影响规律。结果表明,以田间持水量为灌水上限时,实际土壤湿润体体积均大于计划湿润体体积,较小的灌水下限有利于将灌溉水控制在计划湿润体内;以50%θFC、60%θFC及70%θFC为灌水下限时控制实际湿润体体积对应的灌水上限分别为81%θFC、85%θFC及86.5%θFC。经模拟验证,适宜灌水上下限滴灌结束时,没有灌溉水分运移到计划湿润体外。     

基于通径分析的膜下滴灌温室甜瓜高产指标研究

利用通径分析方法研究了膜下滴灌不同灌水下限条件下温室甜瓜主要植株性状指标(干物质重、鲜物质重、茎粗、叶面积和根冠比)与单果重的定量关系,建立了基于可视植株形态特征的温室作物高产调控指标。通径分析结果表明,鲜物质重对单果重产生重要的直接影响,充足的灌水量是保证温室甜瓜高产的必要前提,同时植株地上和地下部分的协调生长也有助于产量的提高。对于本试验处理,75%θf是温室甜瓜高产的最优灌水下限处理。     

渗灌条件下水分胁迫对青椒的节水效应研究

为了探求日光温室渗灌条件下青椒适宜的土壤水分控制下限,采用温室小区试验的方法在青椒全生育期内采用土壤体积含水率作为控制指标,研究了不同土壤水分对青椒的长势、叶绿素、耗水量、产量、水分利用率的影响。结果表明,不同土壤水分对青椒株高无显著影响,对茎粗的影响是5%显著水平和1%极显著水平。相同生育阶段青椒叶绿素含量随土壤水分控制范围降低而增加。在(55%~65%)θf处理下青椒的产量最高,而且水分生产率分别为(65%~75%)θf和(75%~85%)θf处理下的1.2倍和1.4倍。     

节水灌溉模式对烤烟生产及水分生产效率的影响

为优化烤烟节水灌溉模式,采用避雨控水试验研究了9种节水灌溉模式对烤烟干物质、养分积累与分配、产量及水分生产效率的影响。结果表明,干物质在叶部的积累比在其他器官中对水分调控更为敏感,处理3(50%θF-80%θF-60%θF)较其他处理更有利于提高烤烟叶片生产能力;烤烟氮、磷、钾元素积累受水分调控的影响程度由大到小依次为氮、磷、钾,处理6(60%θF-80%θF-70%θF)对氮、磷、钾元素吸收相对均衡;9个节水灌溉模式中,处理3节水增产效果明显。     

膜下滴灌旱作水稻甲烷的排放研究

采用对比观测方法,研究了膜下滴灌旱作水稻甲烷的排放变化。结果表明,膜下滴灌旱作水稻(品种为D10)土壤水分下限为0.8θ田时,观测15min内甲烷的排放量比土壤水分下限θ田条件下平均降低32%,甲烷日平均排放量则平均降低12.69%,说明土壤水分是影响甲烷的主要因素之一;12:00,甲烷排放量最大,为2.52mg/L,此时光合速率值最大,胞间CO2摩尔分数最小;16:00,甲烷排放量最小,为0.96mg/L,光合速率为次大,胞间CO2摩尔分数上升。说明温度和光合作用是影响甲烷的重要因素。     

不同灌水下限对盆栽油葵生长、耗水及产量的影响

为华北平原地区油葵节水灌溉提供参考。盆栽试验采用两个不同品种油葵(新葵20号和DW567),灌水控制下限分别设置为田间持水率的80%(T_1)、70%(T_2)、60%(T_3)、50%(T_4)和40%(T_5),研究了不同灌水下限对盆栽油葵生长、耗水及产量的影响。结果表明,T_4和T_5对油葵的生长形成了严重的水分胁迫,影响了植株的正常生长,T_2或T_3则可以满足油葵正常生长的水分需求,T_1的土壤水分过高不利于油葵的正常生长;盆栽油葵的全生育期耗水量随着灌水下限的降低而减小;不同灌水下限对盆栽油葵的产量影响显著,T_2或T_3较其他处理更有利于增加油葵的百粒重和产量。新葵20号在T_2时,其水分利用效率最大;DW567在T_3时,其水分利用效率最大。总体上看,DW567的百粒重、单株产量和水分利用效率均高于新葵20号,且DW567的抗旱性优于新葵20号。     

不同微润灌溉模式对枣树生长的影响

为探寻不同灌水器压力及不同微润灌溉模式下枣树生长情况,试验设置了两种灌水压力(0.01、0.02 MPa)及3种不同灌水方式,试验结果表明:枣树主要吸收根系分布范围10～60 cm土层的耗水量和供水量大体保持平衡,土壤含水率保持在70%θ_f～75%θ_f之间;枣树生长期灌水量以处理S2最大,S1次之,S3灌水量最小;耗水强度以S2最大,S1次之,S3灌水量最小,各处理间灌水量与耗水强度变化趋势一致;枣树全生育期中各处理地径生长量S2S1S3,新枝生长量S1S2S3,不同处理枣树地径增长量和新枝生长量中S3与S1和S2之间的差异均达到了极显著水平,S1和S2之间差异均不显著,据此,枣树全生长期微润灌溉方案以处理S2最优,处理S1次之,综合来看,枣树全生长期微润灌溉方案以处理S2最优,处理S1次之;以各月生长量为目标优选,5月、6月、7月和8月的微润灌溉方案以处理S2最优,9月以处理S3方案最优。     

不同水分调亏下冬小麦适宜灌水定额研究

通过测坑试验,对比研究了不同灌水控制下限和灌水定额下冬小麦的生长发育、耗水及产量形成的差异。结果表明,分蘖数倍增是拔节以前冬小麦LAI增加的主要动力;各轻旱和中旱处理间的总耗水量差值以及冬小麦苗期耗水量均随灌水定额增加而增大;冬小麦的茎粗和千粒质量受土壤水分及灌水定额影响均不大;各受旱处理的总耗水量和籽粒产量分别较适宜水分处理下降了约11.98%~35.32%和8.87%~31.12%。综合考虑籽粒产量和WUE,选择灌水定额105 mm作为冬小麦受旱条件下的适宜灌水定额。     

花期线辣椒适宜土壤水分上下限指标研究

在盆栽条件下,应用二次回归正交旋转组合试验设计研究了线辣椒开花期适宜的土壤水分下限及灌水上限,并进行了大田经济收入仿真预测。结果表明:灌水上限与土壤水分下限对线辣椒产量有明显的正效应和交互效应,土壤水分下限主效应为灌水上限主效应的2.76倍;线辣椒灌水上限与土壤水分下限效应函数为一报酬递减函数,根据这个效应函数,理论上线辣椒获得最大产量的适宜灌水上限为相当于田间持水量的83.4%,土壤水分下限为相当于田间持水量的55.4%,预测大田条件下产量5585.85 kg/hm2,收入9821.85元/hm2。