调亏灌溉对绿洲灌区膜下滴灌辣椒生长发育和产量的影响

为探明不同调亏灌溉对绿洲灌区辣椒全生育期生长和产量形成的作用机理，于2017年采用大田试验研究了调亏灌溉对膜下滴灌辣椒生长发育、产量和水分利用效率的影响。以全生育期充分灌水（75%~85%田间持水量θ_f）为对照，设置不同调亏灌溉处理：苗期轻度水分亏缺(65%~75% θ_f）WD1，苗期中度水分亏缺(55%~65% θ_f)WD2，苗期重度水分亏缺(45%~55% θ_f)WD3，苗期轻度水分亏缺-后果期轻度水分亏缺WD4，苗期中度水分亏缺-后果期轻度水分亏缺WD5，苗期重度水分亏缺-后果期轻度水分亏缺WD6，测定了各水分处理下的辣椒不同生育期生长指标（株高、叶面积指数和根冠比）及其产量和水分利用效率。结果表明：在辣椒苗期进行一定程度的水分胁迫均会抑制辣椒株高和叶面积的生长，其中WD2和WD3在后果期株高、叶面积指数分别比对照减小18.0%~37.4%和22.6%~54.6%，差异均显著（P<0.05，下同）；WD2的根冠比在后果期较对照处理显著增加14.97%；WD1对辣椒产量影响不显著，WD2和WD3与对照处理相比分别显著减产了4.3%和17.2%。全生育期辣椒耗水量受水分调亏程度影响较大，耗水量随调亏程度增大与对照处理相比减小0.7%~19.8%;WD5的水分利用效率最高，为139.47 kg·mm·hm^-2，产量达34 746.12 kg·hm^-2；后果期进行轻度调亏不影响辣椒株高和叶面积指数，且在不减产的情况下水分利用效率提高9.20%。因此，苗期施加中度水分调亏，后果期施加轻度水分调亏，其他阶段进行充分灌溉是实现绿洲灌区辣椒节水、高产高效栽培的一种较优灌溉方式。     

绿洲膜下滴灌调亏马铃薯水分生产函数及灌溉制度优化

通过田间试验研究了绿洲膜下滴灌调亏马铃薯各生育期耗水规律及其影响因素,建立了以Jensen模型为基础的水分生产函数并对马铃薯灌溉制度进行了优化。结果表明:块茎膨大期马铃薯水分敏感指数最大,块茎形成期次之,苗期和淀粉积累期较小;块茎形成期轻度调亏对马铃薯产量无显著影响(P0.05),而块茎形成期中度调亏、块茎膨大期轻度和中度调亏对其产量均有显著影响(P0.05);块茎形成期轻度调亏的水分利用效率比块茎形成期中度调亏、块茎膨大期轻度调亏和全生育期充分灌水分别提高了6.2%、8.3%和6.7%;膜下滴灌调亏马铃薯产量随耗水量增加而增加,水分利用效率随之降低,全生育期充分灌水比块茎膨大期中度水分调亏耗水量增加22.4%,产量增加20.4%,水分利用效率降低14.0%。采用遗传算法并结合水分生产函数进行灌溉制度优化,结果表明:河西绿洲区膜下滴灌马铃薯全生育期灌溉定额为225 mm时,产量最高,为43.86 t·hm-2,灌溉水利用效率为19.5 kg·m-2;灌溉制度为苗期灌水20~30 mm,块茎形成期灌水70~75 mm,块茎膨大期灌水100~115mm,淀粉积累期灌水20~25 mm,灌水间隔为7 d。因此,膜下滴灌调亏在降低马铃薯耗水量的同时,提高了水分利用效率,在块茎形成期轻度水分调亏不影响产量,可达到节水增产的目的。     

苗期调亏灌溉对大豆生长发育和产量的影响

在盆栽条件下,研究了苗期调亏灌溉对大豆生长发育和产量的影响.结果表明,苗期中度(土壤含水量为16%～18%)、重度(土壤含水量为13 %～16 %)调亏灌溉处理对大豆整个生育期的株高、叶面积均有一定影响,均显著低于对照(土壤含水量为23%～26%);重度调亏灌溉处理下,地上重和根重均显著低于对照;重度调亏处理根冠比在整个生育期大于中度调亏和对照处理;苗期中度调亏对大豆产量影响不显著, 重度调亏处理对产量影响较大,参试大豆品系辽51064和辽51095分别比对照减产6.69 g/株、10.79 g/株;耗水量随着水分胁迫加强而降低,两个参试大豆品系辽510 64和辽51095,在中度调亏灌溉处理下水分利用效率(WUE)最高,分别为1.49 g/ kg、1.38 g/kg.     

土壤水分调亏处理膜下滴灌马铃薯耗水特征及生长动态

以青薯"168"为试验材料,通过大田试验,研究了膜下滴灌调亏对河西绿洲马铃薯土壤水分动态、耗水特征、生长动态及产量的影响。试验设5个水分调亏处理,即块茎形成期和块茎膨大期分别进行轻度(55%~65%田间持水量,FC)和重度(45%~55%FC)调亏,淀粉积累期轻度(55%~65%FC)调亏,以全生育期充分供水(65%~75%FC)为对照。结果表明:受水分调亏影响,上层0~40 cm土壤水分变化较下层40~60 cm明显,马铃薯块茎膨大期经受轻度和中度水分亏缺土壤贮水量显著(P0.05)低于充分供水8.1%和18.7%,耗水强度则显著降低60.0%和73.0%。块茎形成期进行不同程度水分调亏后复水,其叶面积指数(LAI)、光合势(LAD)、相对生长率(RGR)均表现出补偿效应,而块茎膨大期进行轻度和中度水分调亏以及淀粉积累期轻度水分调亏LAI、LAD及RGR均呈下降趋势,其薯块产量与全生育期充分供水相比分别降低22.3%、26.5%、38.7%。因此,马铃薯生长后期应注重供水以延长绿叶面积,对作物产量的形成有利。     

基于AHP-EWM-TOPSIS的温室辣椒最佳调亏灌溉方案优化研究

辣椒对土壤水分非常敏感,传统的灌溉方式以单一追求高产为目的,对农作物进行大量灌溉,辣椒产量的提高往往伴随品质的下降。为选出能平衡产量和品质的最优调亏灌溉方案,本试验以辣椒为研究对象,以全生育期充分供水(75%～85%θ_f,θ_f为田间持水量)作为对照(CK),在3个调亏时期(苗期M、花期H和果期G)分别设置2种调亏程度(轻度水分调亏LS:65%～75%θ_f,重度水分调亏SS:55%～65%θ_f)和2种调亏历时(短期调亏：连续亏水4 d,长期调亏：连续亏水8 d),研究不同调亏处理对辣椒生长、产量和品质的影响。结果表明,在各生育期进行调亏灌溉均会减小辣椒株高、茎粗、叶面积及营养器官干物质。与花期和果期相比,苗期水分调亏对辣椒生长指标及营养器官干物质的抑制程度最大,尤其在苗期长期重度水分调亏(MSS-8)下,营养器官干物质最少,较CK下降27.85%。另外,苗期和花期适度的水分调亏有利于提高辣椒生殖器官干物质和产量,其中,苗期短期轻度(MLS-4)、苗期长期轻度(MLS-8)及花期短期轻度(HLS-4)水...     

调亏灌溉对小桐子幼树形态特征与水分利用的影响

在盆栽条件下,研究调亏灌溉对小桐子幼树形态特征与水分利用的影响。设置2种调亏水平:重度亏缺W1(田间持水量的25%~45%)和轻度亏缺W2(田间持水量的45%~65%);3种亏水处理时间:D1(亏水120d)、D2(亏水90 d)和D3(亏水60 d);CK为常规灌溉(田间持水量的65%~85%)。结果表明:亏水度对小桐子幼树的株高、茎粗、壮苗指数、叶面积、基茎截面积、干物质质量和水分利用效率的影响趋势表现为轻度调亏处理>重度调亏处理;对根冠比和胡伯尔值的影响趋势表现为:重度调亏处理>轻度调亏处理。亏水时间对小桐子幼树的株高、茎粗、壮苗指数、叶面积、基茎截面积、干物质质量和水分利用效率的影响趋势表现为60 d>90 d>120 d;对根冠比和胡伯尔值的影响趋势均表现为120 d>90 d>60 d。与正常灌水相比,轻度调亏60 d的处理节约灌溉用水11.2%,其叶干重和叶柄干重显著下降,根系、茎秆和总干重下降并不明显,而粗高比和根冠比显著提高,因此,灌溉水利用效率和壮苗指数显著增加7.8%和8.1%。可见,苗后期轻度亏水不仅具有明显的壮苗作用,而且促进水分利用效率显著增大。     

麦草覆盖免耕栽培马铃薯调亏灌溉技术试验研究

2008~2009年在甘肃民乐县洪水河灌区进行了麦草覆盖免耕栽培马铃薯调亏灌溉大田试验,结果表明:麦草覆盖马铃薯栽培苗期进行轻度水分胁迫,处理的产量较覆盖充分灌溉处理没有显著降低,而马铃薯的水分利用效率、干物质、淀粉以及维生素C含量都与其它处理间存在差异,其值均达到了最大,分别为7.41 kg/m3、22.41%、15.44%1、4.56 mg/100g鲜薯;同时麦草覆盖栽培充分灌溉处理产量等各项指标均优于常规土壤起垄种植充分灌溉处理,说明该技术能更有效地提高作物水分利用效率(WUE),改良块茎品质,提高产量,且幼苗期轻度水分亏缺是覆盖马铃薯调亏灌溉的最佳时期和调亏程度。     

河西绿洲膜下滴灌调亏对制种玉米籽粒发育及幼苗生长的影响

为探究河西绿洲灌区膜下滴灌调亏对制种玉米籽粒发育及幼苗生长的影响,以充分灌溉（CK）为对照,设置不同生育时期与调亏梯度双因素随机组合的8种水分调亏处理,共计9个处理,测算了各处理产量、水分利用效率及其籽粒萌发生长、生理活性和营养物质。结果表明：与CK相比,除T1与T3外,不同生育期调亏灌溉均降低了制种玉米籽粒产量,降幅3.07%~26.84%;调亏处理中,T1处理水分利用效率最高（1.61 kg·m^-3）,T3次之（1.59 kg·m^-3）,分别较CK提高6.62%和1.32%; T8处理籽粒的发芽指数和活力指数较CK分别降低30.39%、30.07%,其余中度亏水玉米籽粒的活力指数均较CK无显著差异;丙二醛含量除T1和CK处于较低水平且无显著性差异外,其余处理均提高了MDA含量,较CK增幅13.04%~134.78%;T3（40.64 mg·g^-1）和T5（40.35 mg·g^-1）处理可溶性蛋白含量较CK无显著差异,其余亏水处理均显著下降,降幅6.90%~16.60%; T1处理的抗氧化酶活性和营养物质含量相对最高,SOD、CAT、可溶性糖、维生素C、根系活力较CK分别提高3.77%、0.10%和19.67%、3.89%、8.56%。运用主成分分析及隶属函数进行灌溉制度评价,结果表明制种玉米最佳水分调亏处理为苗期轻度水分调亏,即苗期相对土壤含水率保持在70%~75%、其余生育期保持在85%~90%可作为河西绿洲灌区制种玉米最佳灌溉模式。     

调亏灌溉对绿洲干旱环境下辣椒叶片光合特性的影响

以制干辣椒品种美国红为试验材料,在石羊河下游干旱绿洲大田条件下,设置3个调亏处理（轻度、中度、重度调亏）和正常灌水,研究结果盛期叶片气体交换和叶绿素荧光参数的变化规律,为辣椒水分管理提供理论参考。结果表明,在正常灌水、轻度调亏条件下,光合速率和蒸腾速率日变化分别呈双峰和单峰曲线,在中度和重度调亏下均呈单峰曲线。调亏灌溉使叶片的光合速率、蒸腾速率、气孔导度显著降低,随着调亏程度的增加,光合下降过程中非气孔限制因素作用的时间提前和延长,叶片水分利用效率显著降低。轻度调亏对叶片光合色素含量和PSⅡ荧光参数的影响不显著;中度调亏下,叶绿素含量显著降低,类胡萝卜素含量下降不明显,PSⅡ潜在活性和量子产额显著降低,PSⅡ反应中心的光化学活性受到了明显抑制,最大光化学效率和电子传递速率无明显变化,非光化学猝灭系数显著升高,热耗散对光合机构起到了重要的保护作用;重度调亏对光合色素含量、气体交换参数和叶绿素荧光参数的影响均达显著水平,PSⅡ系统受到明显损伤。该时期轻度调亏对辣椒叶片PSⅡ系统影响不显著,在降低光合速率的同时,更大幅度地降低了蒸腾速率,提高了叶片水分利用效率,可以实现节水增效。     

膜下滴灌条件下不同水分处理对棉花产量和水分利用效率的影响

为探索新疆膜下滴灌棉田方便快捷的高效灌水模式,分别于2007年和2009年在乌鲁木齐采用大田小区试验,通过自制蒸发皿水面蒸发量控制灌水,研究了膜下滴灌条件下棉花生长和籽棉产量以及水分利用效率对不同水分处理的响应;两个生长季的试验结果表明,与全生育期充分灌水处理相比,蕾期和花铃期持续亏水处理均对棉花生长、产量和耗水过程产生不同程度的负面影响,但适时适度的水分亏缺对棉花籽棉产量的影响不明显,而且可节约22.78%~24.88%的灌水量,灌溉水利用效率提高了27.94%~34.85%。蕾期轻度亏水(灌水定额为70%水面蒸发量)、花铃后期重度亏水(灌水定额为50%水面蒸发量)、花铃前期充分供水(灌水定额为100%水面蒸发量)的调亏灌溉模式是一种方便快捷的优质高效灌溉模式,可作为膜下滴灌条件下新疆棉花生产的一种适宜灌水模式。     

苜蓿草田地下滴灌适宜冬灌量

为了研究不同冬灌量对苜蓿越冬和返青期土壤水热状况、返青期苜蓿生长及第一茬饲草产量的影响,采用随机区组设计,设置4个冬灌量水分梯度(T1为600 m~3·hm~(-2)、T2为900 m~3·hm~(-2)、T3为1 200 m~3·hm~(-2),以1 500 m~3·hm~(-2)为CK),开展地下滴灌不同冬灌量单因素试验。结果表明:苜蓿草田不同冬灌量对土壤水热状况影响差异明显,各处理冻融期历时为CK=T3T2T1,分别达6、6、12 d和18 d,冻结期历时为CKT3T2T1,分别达51、61、63 d和67 d,随灌水量的增加冻融期和冻结期历时变短且延迟;消融期随冬灌量增加历时延长且逐步提前,各处理消融期历时为CKT3=T2T1,相差在1～4 d之间,以CK的3月5日结束期为最早。在苜蓿越冬期内,各处理0～100 cm土层土壤贮水消耗量随冬灌量的增加而增加,T1耗水量为53.70 m~3·hm~(-2),T2为102.95 m~3·hm~(-2),T3为301.5/hm~2,CK为469.16 m~3·hm~(-2),且以40～60 cm土层耗水量最高;60～100 cm土层土壤贮水变化表现不一致,T1和T2贮水量增加且增幅随冬灌量增加而下降,T3和CK贮水量下降,且随冬灌量增加降幅增大。在苜蓿返青期始末,各处理0～100 cm土层土壤贮水均呈消耗状态,以冬灌量900 m~3·hm~(-2)的T2土壤贮水消耗量为最高值,达212.87 m~3·hm~(-2)。越冬率、第一茬草产量均与冬灌量呈正相关关系,一级分枝数各处理间差异不显著;以苜蓿越冬率、一级分枝数、第一茬草产量、越冬期和返青期耗水量为指标,采用隶属函数法对各处理进行综合评价,各处理隶属函数平均值大小为:T2T3T1CK,认为宁夏灌区苜蓿草田地下滴灌最优冬灌灌水量为T2处理(900 m~3·hm~(-2)),有利于提高冬灌灌溉水利用效率和改善苜蓿越冬、返青状况。     

灌溉方式对土壤水分与灌水量影响的模拟研究

为明确灌溉方式对土壤水分和灌水量的影响,采用土壤水分概率模型分析了传统灌溉和连续灌溉的土壤水分概率分布特征与土壤平均水分变化规律,研究了灌溉方式对灌水量的影响效应。结果表明：不同灌溉方式的土壤水分概率分布特征差异明显,连续灌溉的土壤水分概率密度极大值出现在s=s^*处,传统灌溉的土壤水分概率密度极大值出现在s=s_fc处;与传统灌溉方式相比,连续灌溉使土壤平均水分含量保持在相对较低的水平,当降雨发生时,其土壤能够容纳更多的入渗水量。连续灌溉明显减少了土壤水分深层渗漏和地表径流损失水量,显著提高了降雨利用率并降低了灌溉水量,从而提高了农业水资源利用率。     

节水农业的形成与灌溉水价改革

我国人均水资源占有量仅为世界人均水资源占有量的1/4,但目前在水资源的使用上存在着惊人的浪费现象,水资源的利用率极低。为解决水资源严重短缺的问题,可行的途径是大力普及各项节水技术,以提高水的利用率,努力建成节水型社会。当务之急是尽快建成节水型农业。而节水农业的形成首先必须依赖于水价制度的改革,利用经济杠杆以提高广大用水者的节水意识。深化水价制度的改革必须走出两个思想误区:其一是误认为农业供水成本远低于工业供水成本,所以农业水价必须远低于工业水价;其二是认为农业是弱质产业,所以农业供水已没有涨价的空间。     

喷灌条件下不同灌溉施肥对玉米耗水和产量的影响

通过野外实测资料,定量研究大型喷灌条件下不同灌水量(3个水平)和肥力(3个水平)处理对玉米耗水规律、产量和水分生产效率的影响。结果表明,拔节期和灌浆期是玉米需水的关键阶段;玉米不同处理在各生育期耗水量在25.63~182.74 mm之间变化,变幅较大。相同肥力处理下,玉米各生育期耗水量总体变化均呈现先升高后降低的变化趋势;相同水分处理下,玉米耗水量、产量随肥力的增加而增加;对比分析发现,产量对水量变化的敏感程度远高于施肥量变化的敏感程度;玉米全生育期总耗水量与玉米产量之间呈现良好的抛物线关系(R2=0.829),耗水量为4 673 m3·hm~(-2)时产量Y值最大,为11 151 kg·hm~(-2)。在同等灌水和施肥条件下,处理SF-9比SF-10(CK)增产8.40%,水分生产效率提高15.0%,其它处理增产7.89%~54.51%,喷灌条件下玉米增产效果明显。     

限量灌溉对冬小麦水分利用的影响

利用防雨池栽方式研究了不同灌水处理的土壤水分变化规律及其土壤干旱对冬小麦水分利用的影响。实验结果表明,冬小麦对土壤供水具有较高的利用能力。耗水强度最大的时期是拔节至开花期,平均日耗水量达到5.71mm;耗水强度最小的是越冬至返青期,日耗水量不足0.25mm。灌水后使耗水强度加大,总灌水量为420mm的处理(E)的耗水强度是只在播前灌60mm底墒水处理(A)的4.65倍,而前者全生育期耗水量是处理A的1.92倍。生育后期过多灌水或土壤严重缺水均显著影响冬小麦对土壤水分的利用效率。过多灌水显著地降低了灌溉的边际效益,造成了水资源的浪费。     

干旱区春小麦垄作沟灌灌水质量评价指标研究

为了提高干旱区春小麦垄作沟灌的灌水质量,建立灌水技术参数优化模型,本试验研究垄沟参数(垄坡、垄宽、沟深、沟宽)、灌水技术参数(沟长、沟坡、入沟流量)之间的五种不同组合对垄作沟灌小麦的灌水质量评价指标、产量及水分利用效率的影响。结果表明:在田面坡度和沟型等参数不变的情况下,以第一次灌水为例,随着入沟流量的增长,10m测点的横向灌水均匀度T1、T2、T4和T5分别较T3处理降低了5.05%、10.1%、4.04%和9.09%,30m测点的横向灌水均匀度T1、T2、T4和T5分别较T3处理降低了7.96%、11.8%、2.15%和10.75%,田面坡度与各测点的横向灌水均匀度呈现负增长的规律;T4处理平均灌溉水利用率最高,T4较T1、T2、T3和T5分别增加了4.76%、5.94%、0.36%和2.9%;沟长50 m、垄宽40 cm、入沟流量1.5 L·s~(-1)、田面坡度1/1000的参数组合为垄作沟灌春小麦适应生长的最优组合,此组合下小麦各生育期的平均田间灌溉水利用率最高为85.3%,小麦产量最高为9142.87 kg·hm~(-2),同时水分利用效率亦达最高为29.18 kg·hm~(-2)·mm~(-1)。     

滴灌条件下土壤水分再分布过程研究

对均质风干砂壤土在滴灌条件下水分再分布过程进行研究发现:距离供水滴头较近的点,水分再分布过程开始后该点土壤含水量突然下降1~2个百分点,随后该点土壤含水量随时间延长而减少,前期较快,后期变缓;原湿润锋边缘处各点的土壤含水量在再分布过程前期表现为继续增加,后期则随时间的延长而缓慢减少。土壤水分的再分布运动使得湿润体内的土壤含水量均有不同程度的下降,土壤水分由高含水区向低含水区运移。在试验条件下水平湿润锋增长幅度6%,垂直方向增长幅度为9%,垂直方向大于水平方向;灌溉结束24 h后土壤水分运动达到暂时的平衡,此后土壤含水量变化很小,土壤湿润锋几乎不再扩展。     

浑水灌溉入渗特性研究进展与展望

在综合国内外相关研究文献的基础上,分析了浑水入渗机制和浑水入渗模型方面的研究进展。从研究成果中可以得出:利用静水做浑水灌溉入渗试验的较多,而利用动水做浑水灌溉入渗试验研究的比较少;不同含沙率对土壤入渗的影响研究方面研究成果比较多,而对不同的泥沙粒度组成对土壤入渗的影响研究较少;一次浑水灌溉土壤入渗研究较多,而致密层形成后进行二次灌溉情况下的土壤入渗研究较少;在室内利用下渗环等试验设备进行土壤入渗试验的较多,而在大田实验土壤入渗试验方面的研究较少;在裸地做土壤入渗试验的较多,而在有种植作物的大田上进行土壤入渗试验的较少。为了更深入的进行浑水灌溉下的土壤入渗机制的研究,建议以后试验中考虑浑水灌溉中动水入渗试验方面的研究,并将不同泥沙粒度组成对土壤入渗的影响、大田作物的影响、多次浑水灌溉对土壤入渗的影响以及浑水灌溉条件下水肥耦合方面的试验研究和浑水膜孔灌溉方面的试验研究等作为研究的重点,逐步深入的研究浑水灌溉入渗特性,为实际应用提供理论依据。     

玉米施水播种增加灌水下渗的松土方法和试验

研究了下插式土壤松耕方法,分析了其工作原理、理想的刀具结构和合适的松土距离为50～70 mm,并用这种方法松土后进行了施水试验。结果表明：灌水入渗深度比未耕地或旋耕地对应值平均增加20 mm以上,且土壤湿润区整体下移约13 mm,灌水水平方向和垂直方向入渗深度的比值由1.3降低到0.8,而且,土壤紧实度和含水率均满足玉米施水播种的需要。这种方法有效增加了玉米施水播种灌溉水的下渗深度,减少了水分蒸发。