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。     

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。     

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...     

不同覆盖方式和灌水量对设施延后栽培葡萄生长特性和产量品质的影响

试验研究了不同灌水量和覆盖方式对葡萄新梢生长期新梢生长特性、膨大期果实粒径大小变化、成熟期品质、产量和水分利用效率的影响,旨在确定延后葡萄栽培最理想的处理模式。研究结果表明:对于同一种覆盖处理,在两种不同的灌水水平下葡萄植株新梢生长特性、果实大小重量和可溶性固形物含量、Vc含量都没有显著性差异(P0.05);不同覆盖方式下,适度调亏灌溉下葡萄的可溶性固形物含量和Vc含量均比标准灌水的高,其中适度调亏灌溉下的秸秆地膜覆盖处理的可溶性固形物含量和Vc含量分别达到18.03%和0.20 mg·g-1;在同一灌水梯度下,覆盖相比不覆盖处理均能不同程度改善植株新梢生长特性、果实大小重量、可溶性固形物含量和Vc含量,且地膜秸秆双重覆盖处理的效果最好,标准灌水下的秸秆地膜覆盖处理各品种指标均最大,其可溶性固形物含量和Vc含量分别达到18.33%和0.22 mg·g-1;不同水分处理均能增加葡萄产量,提高水分利用效率,且适度调亏灌溉的葡萄产量和水分利用率最高,分别达到36 381.1 kg·hm~(-2)和6.29 kg·m-3。由此可知,适度亏水处理的秸秆地膜覆盖处理时,葡萄新梢生长速度、果实大小重量、葡萄品质和产量及水分利用效率均达到最高水平,该结论可以在今后设施栽培葡萄节水、优质灌溉制度中推广应用。     

调亏灌溉对膜下滴灌辣椒生长及水分利用的影响

通过大田试验研究了调亏灌溉[苗期:SRD1(轻度)、SRD2(中度)、SRD3(重度);开花坐果期:BRD1(轻度)、BRD2(中度)、BRD3(重度);盛果期:FRD1(轻度)、FRD2(中度);后果期:LRD1(轻度)、LRD2(中度);CK为对照]对膜下滴灌辣椒生长、耗水规律、产量和水分利用效率的影响。结果表明:苗期轻度水分调亏和后果期轻度水分调亏对辣椒株高、茎粗和叶面积指数均无显著影响(P0.05),而开花坐果期重度水分调亏使辣椒株高、茎粗和叶面积指数分别比对照显著(P0.05)小39.03%、32.94%和51.21%。同时,与对照处理相比,辣椒生物量随着水分调亏程度的增加而不断下降。其中,苗期中度水分调亏处理SRD2在苗期地上部分和根系干物质量分别比对照处理显著小40.32%和24.99%,但辣椒总产量为35322.79 kg·hm-2,与对照处理无显著差异。不同水分处理辣椒各生育期耗水量和耗水强度均表现为盛果期后果期开花坐果期苗期,并且与对照处理相比,辣椒阶段耗水强度和耗水量均随着水分调亏程度的增加而显著下降。苗期中度水分调亏处理SRD2的辣椒水分利用效率和灌溉水利用效率分别比对照处理显著提高8.45%和9.20%,并且产量处于最高水平。因此,SRD2为本试验方案中的最优灌溉方式。     

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.     

调亏灌溉对荒漠绿洲膜下滴灌马铃薯生长、产量及水分利用的影响

以马铃薯品种青薯168为研究材料,研究了膜下滴灌条件下不同生育期土壤水分亏缺对马铃薯生长、薯块产量与水分利用等指标的影响。在不同生育阶段设置了8个水分亏缺处理(RD1~RD8)和1个充分灌水处理(CK)。结果表明:膜下滴灌调亏灌溉马铃薯产量、收获指数、水分利用效率、灌溉水利用效率等指标受水分亏缺影响显著,块茎形成期轻度水分亏缺RD1效果最佳,产量略有下降,但其水分利用效率、灌溉水利用效率与收获指数分别较其他处理及对照高8.10%~41.57%、3.57%~42.62%、10.16%~34.38%;水分亏缺影响马铃薯各生育阶段耗水量,且亏缺程度越大,生育阶段消耗的水量减少越明显;全生育期马铃薯光合势和叶面积指数变化趋势基本一致,即生育前期缓慢上升,中期快速上升,后期缓慢下降,总体呈现单峰曲线。因此,适度水分亏缺有利于提高膜下滴灌马铃薯产量、水分利用效率、灌溉水利用效率,促进马铃薯生长并改善其水分利用状况。     

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。     

甘肃民勤荒漠绿洲区调亏灌溉对西瓜水分利用效率、产量与品质的影响

2005～2006年在甘肃民勤地区对大田西瓜进行了调亏灌溉试验,结果表明:水分亏缺同时降低了土壤含水率和作物的蒸腾速率,土壤含水率的降低减少了作物的棵间蒸发,二者综合作用降低了土壤的水分消耗速率;开花-座果期的水分亏缺会同时降低西瓜的蒸腾速率、光合速率和单叶片水平的水分利用效率,并且最终会造成产量的下降;座果-膨大阶段轻度水分亏缺处理在复水后获得补偿生长的效应,产量高于充分灌水的对照;各调亏处理均不同程度提高了西瓜的Vc含量和可溶固形物浓度,其中以座果-膨大期进行水分亏缺的处理提高程度最大.综合考虑不同调亏处理对西瓜各项指标的影响,座果-膨大期轻度的水分亏缺不仅提高了果实的Vc含量和可溶固形物浓度,而且与对照相比,产量也有所提高,达到了大量节水而不减产,提高水分利用效率,改善果实品质的综合效应,是实施调亏灌溉的理想阶段.     

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。     

不同冬小麦品种对秸秆覆盖响应的差异

对6个冬小麦品种的秸秆覆盖试验结果表明,秸秆覆盖处理节水效应明显,但不同品种对秸秆覆盖的响应存在一定差异。在华北平原秸秆覆盖农田小气候条件下,8901和6365对春季低温效应不敏感。在节水的同时,可以增产,提高水分利用效率。水分利用效率高的品种总干物质累积以及干物质向穗、茎、叶的运转,与3种处理下品种产量水平水分利用效率的综合评价位次一致,即产量水平水分利用效率高的品种的总干物质累积,以及干物质在穗、茎、叶的累积在不覆盖充分灌溉处理、覆盖充分灌溉处理、和不覆盖亏缺灌溉处理情况下都较高,黄叶干物质累积规律与之相反。     

基于RAIGA的PPC模型评价调亏灌溉对东北春玉米生长和产量的影响

为了研究调亏灌溉对东北春玉米生长和产量的综合影响,在移动式遮雨棚下,以东北春玉米为试验材料,采用测筒栽培试验方法,分析了玉米在苗期、拔节期、抽雄期中度调亏灌溉处理后对玉米干物质重、耗水量的影响,并采用实码加速免疫遗传算法进行投影寻踪建模,综合评价灌水方案优劣,结果表明：苗期亏水使玉米具有较强的适应干旱的能力,苗期可中度亏水,即控制土壤水分到田间持水量的50％～60％,且苗期调亏的方案经模型评价要优于其它方案。     

水肥调控下糯玉米生长、产量和水分利用效率研究

通过盆栽试验,研究了7个不同生育期亏水组合和4种施肥水平对糯玉米生长、总干物质量、干子粒产量和水分利用效率（WUE）的影响。结果表明,与正常灌水相比,中肥水平时拔节前期～孕穗期中度亏水明显降低总耗水量而不显著影响糯玉米总干物质量、干子粒产量和WUE,但是该处理WUE稍高于其它亏水处理。与不施肥相比,施肥明显增加糯玉米孕穗期和开花期叶面积、总干物质量和WUE,并缩短玉米开花至吐丝天数为0.7～1.0 d,其中中肥水平时总干物质量、干子粒产量、WUE_t（以干物质为基础）和WUE_s（以干子粒产量为基础）分别提高37.7%、50.0%、33.1%和45.1%。因此,中肥水平时（N、P₂O₅、K₂O分别为0.25、0.10、0.25 g·kg^-1）糯玉米拔节前期～孕穗期进行中度亏水效果较好。     

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.     

补水时期和施钾量对旱作马铃薯产量和水分利用的影响

采用裂区试验设计,以施钾水平为主处理,补水时期为副处理,研究了补充供水和钾素处理对马铃薯产量和水分利用效率的影响,结果表明:施钾量、补水时期以及交互作用对马铃薯产量和水分利用效率的影响达到了显著水平.在施钾量150 kg/hm2、苗期补水的条件下,产量达到36 324.97 kg/hm2,水分利用效率达到94.2kg/(mm·hm2),比不施钾、不补水处理产量和水分利用效率分别提高了32.24%、30.7%.     

玉米生长指标的土壤水分上下限调控机理

采用桶栽试验,开展了土壤水分不同上下限组合处理对夏玉米生长指标调控效应的研究。结果表明:不同灌水上下限处理夏玉米株高、茎粗、叶面积等生长指标及产量和水分利用效率(WUE)均存在显著差异;苗期55%θF(拔节期以后60%θF,下同)灌水下限的中度水分胁迫和85%θF(90%θF)灌水上限的中水复水有利于提高水分利用效率(2.93)和产量(113.70 g·株-1),相比于苗期65%θF(70%θF)灌水下限的充分灌溉,灌水上限为苗期75%θF(80%θF)的高频次低定额灌溉有利于提高产量(115.44 g·株-1);苗期~拔节期,(根重/干物质重)×全株干重(2.604)较小,拔节~灌浆期,茎粗/根重(5.010)和(茎粗/株高)×干物质量(7.860)较小,灌浆~成熟期,干物质重/株高(0.914)、(茎粗/株高)×干物质重(17.434)或穗重/叶面积(0.044)较大。叶干重/茎干重(0.930)较大的夏玉米为试验条件下节水高产的合理生长株型,对应的水分处理为:苗期~拔节期灌水上下限分别为85%θF和55%θF;拔节~灌浆期,灌水上下限分别为80%θF和70%θF;灌浆~成熟期,灌水上下限分别为100%θF和50%θF。