滴灌毛管布置方式对极端干旱区葡萄地上生物量的影响

为了了解滴灌技术对葡萄生长及产量的影响,在吐哈盆地大田条件下以无核白葡萄为研究对象,以传统沟灌(CK)为对照,分别采用地表3管(T1)、地下3管(T2)、地表2管对称滴头流量(T3)和地表2管不对称滴头流量(T4)4种不同的滴灌毛管布置方式进行滴灌,对灌后土壤含水量分布、葡萄叶面积指数和地上干物质量进行对比分析。结果表明:T1、T2和T4处理的湿润体在葡萄根系主要分布区域均能产生交汇,其中,T2处理的土壤含水量分布均匀,在根系主要分布区域均达到田间持水量,湿润范围覆盖了整个根区,且地表含水率较低,能够降低土壤蒸发,最适用于极端干旱区葡萄灌溉;T3处理的土壤含水量分布不均匀,在根系主要分布区域不能产生交汇,导致该区域含水量低于田间持水量,并且湿润范围很难覆盖整个根区。由于滴灌毛管布置方式对根区水分分布的影响,对于叶面积指数和干物质量,T2最高,T1其次,T3最低。并用Logistic修正模型对叶面积指数、地上干物质量和有效积温的关系进行模拟,理论值和实测值无显著性差异,且滴灌毛管布置方式对生物量增长趋势的影响不显著。在此基础上,建立了该地区不同滴灌毛管布置的葡萄叶面积指数和地上干物质量增长模型,有助于通过气象资料来直接推测地上干物质量并及时掌握干物质量的累积情况,为田间管理提供参考。     

干旱区地下滴灌对加工番茄生长的调控效应

通过3年的田间试验,探索地下滴灌条件下水分对加工番茄生长的调控效应.采用地表滴灌DI及地下滴灌SDI两种处理方式.地面滴灌DI1,Dl2,DI3,处理0～60cm土壤水分含量分别设定田间持水量的(80±5)%,(60±5)%和(40±5)%;地下滴灌SDI,SDI,SDI.处理灌水量及灌水时间与地面滴灌DI1,DI2,DI3相同.结果表明:加工番茄花期后水分处理对地面滴灌及地下滴灌番茄根系生物量、根长密度影响不显著,但盛果期地下滴灌处理根系生物量及根长密度显著增加,且地下滴灌处理根系分布明显比地表滴灌分布均匀;花期后地下滴灌水分亏缺处理植株地上部生长量显著低于地面滴灌相应处理,即SDI2和SDI3显著低于DI2和DI3,而盛果期则相反.适度干旱条件下,地下滴灌总体上单果重、单果数及水分利用效率都显著大于地表滴灌.在土壤水分充足条件下,地下滴灌与地表滴灌相比,对加工番茄生长发育及产量无显著影响,但在轻度干早条件下,地下滴灌显著促进了加工番茄根系及地上部分的生长,显著提高了土壤水分利用效率,提高了加工番茄的产量.     

利用HYDRUS-2D模拟膜下滴灌玉米农田深层土壤水分动态与根系吸水

河套灌区农田地下水埋深普遍较浅且年内波动较大,明确不同膜下滴灌条件下深层土壤水分对根区的补给作用及作物根系吸水的响应差异有利于膜下滴灌技术的完善和推广。本研究开展了连续2 a(2017—2018年)的春玉米田间试验,设置3个膜下滴灌灌溉水平,分别控制土壤基质势下限为-10 kPa(S1)、-30 kPa(S3)和-50 kPa(S5)。利用HYDRUS-2D模型模拟0～120 cm深度土壤含水量、根层下边界(100 cm深度处)水分通量和作物根系吸水速率。结果表明,经过率定后的HYDRUS-2D模型对0～120 cm深度土壤含水量模拟结果的根均方差(RMSE)和决定系数(R~2)分别为0.039～0.042 cm~3·cm~(-3)和0.78～0.73,模拟结果可靠。膜下滴灌农田100 cm和120 cm深度处土壤含水量较高且处理间差异不大,说明不同滴灌条件对于100 cm以下深层土壤含水量影响较小;但不同处理显著影响根区下边界的水分通量和根系吸水速率。基质势下限控制水平越低,深层土壤水分对于根区的补给量(毛管上升)越大,S1、S3、S5生育期内累积补给量在31.9～49.6 mm之间。S5处理根系吸水速率较低,根系吸水受到显著抑制,从而造成作物生长指标和产量显著低于S1和S3处理(P0.05);而S1和S3之间籽粒产量差异不显著。综上,在本研究所设置的3个滴灌处理中,S3生育期内灌溉定额为240～300 mm,既较S1显著减少灌水量、提高水分利用效率,又具有较好的根系活力,有效利用深层土壤水分,因此建议该地区春玉米膜下滴灌的灌水下限为-30 kPa。     

聚丙烯酰胺施用方式对土壤水热及春小麦生产的影响

为了寻找聚丙烯酰胺在春小麦生产中的最佳施用方式,2010年在河套灌区,采用田间试验,以不施用聚丙烯酰胺为对照,开展了沟施、混施、撒施聚丙烯酰胺对土壤水分、土壤温度和春小麦生长状况的影响研究.结果表明:不同施用方式均提高了土壤水分含量,特别是在缺乏灌溉的开花期具有显著作用,其中撒施效果较强,沟施、混施较弱;不同施用方式降低了土壤最高温度,提高了最低温度,缩小了日温差,降低了日均温,其中撒施对地表温度影响较大,沟施对10 cm土层土壤温度影响较大;沟施、混施、撒施均提高了春小麦的总生物量及根系生物量,促进了根系向深层土壤分布,分别较对照增产9.11％、3.94％和28.82％;不同施用方式提高了水分利用效率、水分产出率和灌溉水分产出率,其中撒施效果较强,沟施较弱.在河套灌区,春小麦播种时施用聚丙烯酰胺,撒施应是最适宜的方式.     

保水剂对河套灌区土壤水分和春小麦生长的影响

为了促进保水剂的应用与推广,在河套灌区开展了沟施保水剂BJ2101-L和土壤结构改良剂PAM及BJ2101-L＋PAM对土壤水分和春小麦生长的影响研究。结果表明：保水剂BJ2101-L和土壤结构改良剂PAM均可提高土壤水分,特别是在春小麦孕穗期有显著作用,0~80 cm土层BJ2101-L处理土壤水分提高了14.26%;不同处理均可促进小麦分蘖和根系向深层土壤分布,PAM处理小麦分蘖力提高了60.45%,BJ2101-L处理根系分布深度加深了70.79%。不同处理提高了春小麦生物量、产量,其中BJ2101-L处理提高了27.24%和30.96%;BJ2101-L处理提高了春小麦的水分利用效率、水分产出率和灌溉水分产出率,分别提高了20.58%,24.13%和31.00%。BJ2101-L处理显著提高了单位面积的经济效益,PAM处理则显著降低了经济效益。河套灌区小麦生产中应积极开展保水剂的应用与推广。     

不同灌溉施氮方式夏玉米生长效应

通过盆栽试验研究了不同灌溉施肥方式对玉米生长及水分和养分利用效率的影响。结果表明,滴灌施肥不同程度地提高了玉米根系活力、叶绿素含量、叶片硝酸还原酶活性和作物叶片的瞬时水分利用效率,显著增加了玉米对氮素养分的吸收和干物质的累积,其中地上部总干重和籽粒干重增加幅度分别为49.55%和67.57%。滴灌施肥与浇灌施肥相比,水分利用效率增加幅度为109.20%;肥料氮素利用率达73.55%,增加幅度为110.44%。滴灌施肥可以明显地提高水分和肥料氮素的利用率与滴灌施肥可以合理地调控土壤水分和养分供应,为作物生长提供一个理想的生长环境有关。     

滴灌春小麦生长发育与水分利用效率的研究

试验于2009-2010在石河子大学试验站进行,设置了滴灌和漫灌两种灌溉方式,滴灌又设置了一管四行和一管六行两种滴灌带布置方式,目的在于分析不同灌溉方式及不同毛管布置方式对滴灌小麦生长发育及水分利用率等方面的影响.结果表明:滴灌与传统漫灌相比,株高、叶绿素含量、根系活力增加,叶绿素后期下降缓慢,滴灌可降低小麦千物质在营养器官中的分配率,促进干物质向籽粒中分配,防止后期叶片旱衰;滴灌比漫灌相比灌水量降低了25％,产量平均增加14.4％,水分利用效率提高35.4％.滴灌小麦实行一管四行毛管布置与一管六行相比受水均匀,不同边行间植株生长差异小,产量及水分利用效率均比一管六行高.     

膜下滴灌布置方式对土壤水盐运移和产量的影响

以棉花主要根系层各生育期保持适宜土壤含水率为灌水目标,设置一膜单管四行和一膜双管四行两种毛管布置方式,以TRIME-T3管式TDR测定土壤含水率指示灌水,开展膜下滴灌大田试验,研究了干旱区膜下滴灌棉田土壤水盐运移规律及分布特征,并对不同滴灌模式下的棉花产量和灌溉水生产效率进行评价。结果表明:膜下滴灌单、双管布置棉花生育期内灌溉定额分别为390、550 mm;双管布置在10~40 cm棉花主要根系层形成适宜作物生长的淡化脱盐区,生育期内棉花主要根系层土壤含水率处于适宜的范围,灌水均匀度高,控盐效果好,棉花生长不受水盐胁迫;单管布置盐分随水分运移至湿润锋边缘至外行,棉花主要根系层有积盐的趋势,加上滴头流量大,不利于淡化脱盐区的形成。膜下滴灌毛管布置方式决定土壤水盐分布特征,进而影响植株对水分和养分的吸收,单、双管布置棉花产量分别为5 355、6 075 kg·hm~(-2),灌溉水生产效率分别为1.38、1.11 kg·m~(-3),单管布置灌溉水生产效率较高。     

生育期水分调控对河西地区滴灌春小麦生长和水分利用的影响

为探索干旱地区有利于春小麦生长和提高产量的大田滴灌灌水模式,以春小麦永良4号为试验材料,在不同生育期(苗期~分蘖,拔节~孕穗,抽穗~开花,灌浆~成熟)设置5个土壤水分下限W1(55%、60%、55%、50%),W2(60%、65%、60%、55%),W3(65%、70%、65%、60%),W4(70%、75%、70%、65%)和充分灌溉(CK)(75%、80%、75%、70%),研究了不同生育期土壤水分调控对河西地区滴灌春小麦生长、产量和水分利用效率的影响。结果表明:一定施肥水平下,随着土壤水分下限的提高,各处理株高、叶面积指数均不断增大,在成熟期充分灌溉(CK)处理分别比W4处理高2.19%和7.93%;不同水分下限处理条件下,春小麦干物质的总积累量和成熟期干物质向籽粒的分配量均为W4处理最大,比CK分别显著高5.63%和17.14%;各处理春小麦产量和水分利用效率随着土壤水分下限的增加均呈先增加后减小的变化趋势,其中W4处理的水分利用效率比W3处理降低2.82%,但其产量分别比W3、CK处理增加7.53%和4.07%。从节水增产的角度考虑,W4处理可作为基于本试验条件下较适宜的水分处理。     

大棚内膜下根系分区交替滴灌不同灌溉下限对甜瓜生长及水分利用效率的影响

以厚皮甜瓜为试验材料,研究大棚内膜下根系分区交替滴灌的不同灌溉下限对甜瓜生长过程中的一些生理指标、产量、品质和水分利用效率的影响,对照为常规滴灌(灌水上下限分别为最大田间持水量的95%和75%).研究表明,交替滴灌各处理叶片自由水与束缚水的比值都小于常规滴灌,叶片叶绿素、可溶性蛋白和丙二醛含量均高于常规滴灌;交替滴灌灌水下限为最大田间持水量的85%和75%的处理分别比常规滴灌节约用水30.33%和34.98%,水分利用效率则比常规滴灌增加40.32%和47.11%,而产量仅下降2.71%和4.34%.     

揭膜对土壤温湿度及棉花根系发育的影响

为缓解残膜污染对棉田生态的影响,在新疆农垦科学院作物所1~2号试验地进行了棉田揭膜试验,研究头水后揭膜和2水后揭膜对土壤温湿度和棉花根系发育的影响,以期为新疆滴灌棉田揭膜工作的开展提供理论依据。本研究设置头水后(6月14日)和2水后(6月23日)揭膜两个处理,以正常覆膜为对照,连续测定头水后到灌溉结束棉田土壤温湿度的变化,同时测定棉花根系发育及干物质积累动态,成熟期进行产量测定。结果表明:7月5日之前,揭膜会降低土壤温度且幅度随着深度增加逐渐减少;4水前揭膜会降低土壤湿度,降低幅度随着浇水后天数增加逐渐变大。揭膜可促进棉花根系提前建成,增加干物质的积累量及侧根数的发生。揭膜处理地上部干物质积累线性增长期较CK缩短8.54~12.72 d,根系干物质积累时间缩短9.91~11.68 d。揭膜处理干物质积累量较CK增加12.34%和11.67%,产量较CK增加6.0%~8.3%。     

盐碱棉田地表-地下接力式滴灌下水盐分布及棉花生长特征

地表-地下接力滴灌是集膜下滴灌和地下滴灌优点于一体的新型节水控盐技术,但目前针对该技术应用效果的研究尚少。针对如何对地表-地下接力式滴灌中的地表滴灌和地下滴灌进行水量分配效果最优这一问题,设置100%地表滴灌(W1)、75%地表滴灌+25%地下滴灌(W2)、50%地表滴灌+50%地下滴灌(W3)、25%地表滴灌+75%地下滴灌(W4)、100%地下滴灌(W5)共计5个处理,比较了不同水量分配下的地表-地下接力式滴灌与单一地表滴灌、单一地下滴灌对盐碱棉田土壤水盐分布和棉花产量的影响。结果表明：(1)W3处理根区土壤含水量分布最均匀,干燥区域面积最小。(2)W4处理窄行区域淋洗范围最大,脱盐效果最显著。(3)W3处理棉花吐絮期总干物质量和籽棉产量最大,分别为112.66 g和9 147 kg·hm^-2;吐絮期总干物质量比W1和W5处理分别提高11.3%和19.1%,籽棉产量比W1和W5处理分别提高14.1%和11.9%。地表-地下接力式滴灌处理下土壤含水量得以显著改善,在对土壤盐分进行淋洗的过程中表现出接力效应,淋洗面积和淋洗效果均有所增大。相比于单一地表滴灌和单一地...     

甘肃河西地区膜下滴灌条件下春玉米田水盐特征分析

通过对甘肃河西地区膜下滴灌春玉米种植条件下土壤水分、盐分的观测,分析了膜下滴灌春玉米生育期土壤水分、盐分动态变化及其产量和水分利用效率。结果表明:不同生育期,同一土层深度,土壤水分含量高低分布与土壤盐分含量高低分布相反,均表现出土壤不同深度盐分含量高的区域相应水分含量低,滴灌带之间土壤盐分积累较滴头之间显著;灌水定额480 m~3·hm~(-2)处理,灌溉水分在土层纵向运移显著,深层渗漏明显,灌水定额420 m~3·hm~(-2)处理,灌溉水在土壤不同深度横向层面运移显著,有利于作物吸收利用;膜下滴灌能够在滴水过程中明显降低土壤表层0~40 cm盐分含量,土壤下层40~100 cm为盐分聚集区域;灌水定额420 m~3·hm~(-2)处理,春玉米产量构成和水分利用效率较高。从作物生长水盐环境及高效节水的角度出发,灌水定额420 m~3·hm~(-2)处理的效益最优。     

施氮量对滴灌高产春大豆根系生长及产量的影响

为揭示施氮量对滴灌高产春大豆根系生长及产量的影响规律,在田间滴灌条件下采用挖掘取样法研究了0 kg·hm~(-2)(N_0)、75 kg·hm~(-2)(N_(75))、150 kg·hm~(-2)(N_(150))、225 kg·hm~(-2)(N_(225))4种施氮量对新大豆27号0~80 cm土层根系干物质量、侧根长度、表面积、根系活性、伤流量、根瘤数、根瘤质量及产量的影响。结果表明:随着施氮量的增加,0~80 cm土层根系总干物质量、侧根总长度、侧根总表面积呈现先增后降的变化趋势,均以N_(150)处理最高,在R_5(始粒期)期分别较N_0增加27.3%、49.46%、38.14%,其中,0~20 cm土层分别较N_0增加27.0%、29.02%、34.24%;R_5期N_(150)单株伤流量较N_0增加176.0%,R_2(盛花期)期0~20、20~40 cm土层根系活力N_(150)分别较N_0增加44.3%、25.1%;R_5期N_(150)单位面积根瘤数及质量分别较N_0减少8.74%、34.6%;施氮可增加产量,以N_(150)产量最高,为4 889.62kg·hm~(-2),氮肥农学利用效率3.58 kg·kg~(-1)。施氮增加产量主要是促进0~20 cm土层根系生长,提高0~40 cm根系活力的结果。     

Efficiency of Subsurface Drip Irrigation for Potato Production Under Different Dry Stress Conditions

Efficient water delivery systems such as drip irrigation can contribute towards increasing crop yield potential, improving crop water and fertilizer use efficiency. However, critical management considerations such as subsurface drip irrigation are necessary to attain improved irrigation efficiencies and production benefits particularly under arid regions. The objective of this study was to determine the effect of two irrigation methods, surface and subsurface drip irrigation combined with four irrigation levels, 100, 80, 60 and 40% of crop evapotranspiration on yield and yield components of potato grown on sandy soil. The field experiments were conducted in the years 2008 and 2009. In terms of soil water availability to plants, subsurface drip provided more favorable growth conditions for plant growth and maintained higher soil water content at the root zone, which resulted in a significant higher potato yield compared to surface drip irrigation. The difference between the two irrigation methods on yield components was concentrated on the mean tuber weight per plant, while no significant difference was found on the tuber number per plant. Reducing the amounts of applied water significantly decreased total potato yield and its components. Under subsurface drip irrigation, reducing amounts of applied water to 80% ETc gave comparable yield and yield components to surface drip at full irrigation supply, indicating that 20% irrigation water can be saved without affecting the potato yield. At all irrigation levels, subsurface drip recorded higher water use efficiency (WUE) over surface drip. Maximum value was observed at 40% ETc. Fertilizer use efficiency (FUE) was also higher under subsurface drip and reduced significantly under both irrigation methods with increasing water deficit. These results suggested that subsurface drip offers the potential of better water management with respect to saving and distribution of water in the root zone and to obtain maximum yield accompanied by highest water and FUE.     

根障对农田林网内土壤水分和小麦产量的影响

在农田林网内四侧林带附近分别采用不同类型的根障,阻断树木根系侵入农田,减少树木与作物间的水肥竞争。在林带与小麦竞争激烈的小麦灌浆期测定灌溉后10 d、15 d和20 d的农田表层20 cm的土壤体积含水量,并结合小麦的产量得到根障对农田防护林系统的影响。结果表明,根障对四侧林带附近土壤含水量的影响不同。灌溉后20 d内林网土壤体积含水量整体分布:林网南侧>林网东侧>林网西侧>林网北侧,根障区>无根障区。根障能够提高林带附近1.0 H内土壤体积含水量0.78%～2.33%,增加小麦产量1.05%～12.06%,使减产区由1.0 H减少到0.5 H范围内。根障仅能减小胁地影响,但不能完全消除竞争。结合土壤水分和小麦产量得出根障离林带越近效果越好。     

不同灌溉模式对西辽河平原玉米根系形态特征和生理生化特性的影响

研究了西辽河平原灌区3种主要灌溉方式(浅埋滴灌、膜下滴灌和传统畦灌)对玉米根系形态特征和生理生化特性的影响.采用大田对比试验,以农华101为供试品种,大小垄种植(小垄行距40 cm,大垄行距80 cm),种植密度7.5万株·hm-2,在设定的灌溉定额下(膜下滴灌和浅埋滴灌为3150 m3·hm-2、传统畦灌为4500 ...