膜下滴灌条件下棉花年际需水量变化试验分析

为探索新疆准噶尔盆地南缘区膜下滴灌棉花年际需水量、水分生产率、作物系数、生长动态等变化,连续3年开展了灌溉试验,研究棉花耗水规律及气象因素对耗水规律的影响。结果表明:棉花生育期总耗水量随灌水量增加而增大,各处理(处理T1、T2、T3、T4分别为300、375、450、525 m~3·hm~(-2))耗水量差异显著,耗水量在343~625 mm之间;不同年份气象要素中气温对棉花生育阶段需水量影响最大;棉花皮棉产量与全生育期灌水量呈二次抛物线关系,水分生产率随灌水量的增加而降低,其值范围0.65~0.34 kg·m~(-3);不同时期棉花作物系数大小表现为:开花~吐絮现蕾~开花吐絮~收花出苗~现蕾播种~出苗,全生育期作物系数呈现单峰值变化,峰值出现在开花~吐絮期;生育期内棉花株高、叶面积指数和叶绿素均呈先增后减,最后保持平稳的趋势。不同处理棉花株高和叶面积指数与灌水量呈正比关系,随灌水量增大而增加,全生育期内株高和叶面积指数峰值出现在花铃期,叶绿素峰值出现在蕾期。     

不同灌水量对尖果沙枣耗水特性及生长的影响

干旱地区尖果沙枣（Elaeagnus oxycarpa）是水土保持的先锋树种。通过田间试验,利用中子水分仪和烘干法监测土壤水分变化,观测主要气象要素,结合水量平衡原理,计算出不同灌水量下尖果沙枣在生育期内的总耗水量以及日耗水强度,分析尖果沙枣各生长指标对水分的响应关系。结果表明:在实验灌水量条件下,尖果沙枣的耗水量随着灌水量的增加而增大,不同灌水量下尖果沙枣在生育期内的总耗水量依次为172.14 mm、301.11 mm、346.92　mm、372.53 mm、428.74 mm、564.62 mm和631.96 mm;各处理的耗水模系数与其对应的阶段耗水量保持着相同的变化规律。尖果沙枣属于前期耗水型树种,5、6月的耗水量较其他月份高。尖果沙枣逐月日平均耗水强度总体上表现为随着灌水量的增加呈逐渐增大的趋势。在30～90 mm灌水量中,[JP2]各生长指标随着灌水量的增加而增大,但当灌水量达到90 mm后,随着灌水量的增加各生长指标的差异性不再显著,其中以新枝长对水分的响应最为敏感。尖果沙枣的凋萎系数约占田间持水率的11.33%,土壤含水率保持在49.15%以上是不会限制尖果沙枣生长的。     

民勤绿洲膜下滴灌洋葱节水高产灌溉制度

通过TDR土壤水分测定仪结合PC-2S土壤墒情监测系统及作物生理生态指标常规测定方法测定了膜下滴灌洋葱不同灌水处理下土壤水热动态、生长动态、产量效应、水分利用效率、耗水规律及经济效益,并结合TRM-ZS3全自动气象站气象数据比较不同滴灌处理的优越性,分析了不同灌水处理对水热变化、产量、灌溉水利用、耗水特性及效益的影响。研究表明,膜下滴灌土壤水热变化均匀、利用率高,有利于洋葱生长;适宜的滴灌定额条件下(T4)洋葱单株重、横茎及纵茎均较大,产量较对照(CK)增加8.65%,节水21.6%,灌溉定额降低120 mm,生育期耗水降低136.9 mm,水分利用效率提高37.31%,水分生产力达27.0元·m~(-3),净收入增加13.8%。与对照覆膜畦灌相比,滴灌处理生育期耗水强度较对照均降低0.8 mm·d~(-1)以上,能有效降低棵间无效蒸发损失,减少生育期耗水,改善土壤水热状况,提高作物产量、水分利用效率和经济效益,是一种经济可行、易于推广的节水方法。     

不同灌水方式下温室青椒的耗水规律

通过盆栽试验,研究了膜下滴灌、无膜滴灌和漫灌条件下温室青椒耗水规律。结果表明．不同条件下青椒生育期总耗水量、生育阶段耗水量及生育期内蒸腾蒸发比有明显差异。三种条件下生育期内日平均耗水量分别为1．78mm．2．64mm．3．09mm．总耗水量分别为162mm．240mm,281mm。无膜滴灌和漫灌条件下蒸腾量与蒸发量之比分别为1．53：1．0．92：1。通过对温室青椒耗水量与水面蒸发量进行回归分析．得出不同条件下以水面蒸发量为参数的青椒耗水模型,其中无膜滴灌情况下相关性最好．相关系数为0．834。     

砾石覆盖量对夏玉米作物系数及水分利用效率的影响

为评价半湿润易旱地区砾石覆盖对土壤贮水量、作物生长与产量及水分利用效率的影响,利用杨凌地区夏玉米2014年实测数据及气象数据,基于Penman-Monteith公式计算了砾石不同覆盖量下全生育期内参考作物蒸发蒸腾量,并根据FAO推荐的分段单值平均法,计算夏玉米各生育期作物系数,以及砾石不同覆盖量下作物水分利用效率。结果表明:砾石覆盖的保水效果主要体现在作物生长初期,拔节期最大砾石覆盖处理0~200 cm土壤贮水量较对照增大12.8%,后期由于冠层覆盖影响其效果减弱;夏玉米全生育期作物系数与覆盖量呈线性关系;覆盖量越大,不同生育阶段的作物系数也相应增加;叶面积和株高与作物系数有着较好的回归关系,可以对生育期内的玉米蒸散量进行预报;砾石覆盖可以缩短夏玉米生育期的天数,最大可缩短19 d;砾石覆盖能促进作物生长,提高作物产量,且在该试验覆盖量范围内,覆盖量越大,增产增效越明显,随覆盖量增加,各处理分别较对照提高4.65%~38.17%;作物水分利用效率随覆盖量的增大分别较对照提高2.94%~32.99%。     

半干旱区旱作春小麦耗水规律研究

对甘肃定西由大型称重式蒸渗计(Lysimeter)实时观测得到的1993-1997(1995年除外)4a春小麦生育期日蒸散资料进行分析,研究了早作春小麦的耗水规律及对产量的影响。结果表明;在春小麦生育期内,日耗水量变化的幅度比较大,高值一般出现在较大降水之后;耗水量的年际变化也很大,其最小值还不到最大值的一半;春小麦在整个生长过程中的耗水量远达不到需水量要求,平均相差达1．0mm／d;而耗水量多少及其耗水规律与需水规律是否一致,对春小麦产量的影响十分明显。     

辽宁地区玉米耗水量与产量的关系

为探讨生长季自然降水条件下水分状况对玉米产量的影响,利用锦州2011、2012年和2014年玉米分期播种试验数据和1981—2010年辽宁农业气象历史资料,研究干旱年份水分与玉米产量的定量关系。结果表明:玉米产量和总耗水量间呈二次抛物线的关系(R~2=0.793,F=105,P=0.0001,n=57),当耗水量达到400~600 mm时,玉米能够获得高产;玉米不同生育阶段需水量呈现抽雄~乳熟期拔节~抽雄期出苗~拔节期乳熟~成熟期播种~出苗期的变化规律,各阶段日耗水强度分别为5.75、4.78、2.36、1.84 mm·d~(-1)和1.35 mm·d~(-1)。在分析相对叶面积指数和相对作物系数关系的基础上,提出了作物水分胁迫系数的相对叶面积订正方法,建立了以Jenson模型为基础的玉米水分生产函数模型。     

不同水肥条件下春小麦耗水量和水分利用率

通过温室盆栽试验,研究了不同土壤水分和施氮量条件下春小麦的耗水量和水分利用率等相关参数的变化情况。结果表明:春小麦耗水量、生物产量及经济产量均因土壤水分和施氮量的不同而变化。水分充足,春小麦耗水量、生物产量及经济产量均随施氮量的增加而显著增加;中度水分胁迫下,低氮处理的耗水量、生物产量及经济产量均最高,最适氮处理与CK处理接近;干旱条件,低氮与CK处理耗水量和产量接近,而最适氮处理则极显著降低。各生育时期的耗水量和日耗水量在不同生育时期存在差异,其中以灌浆期春小麦日均耗水量为最高。在不同土壤水分条件下,春小麦地上部分干重和籽粒的水分利用效率随施氮量的增加而增加,尤以水分充足条件下水分利用率随施氮量的增加最为显著。     

北疆地区滴灌冬小麦农田蒸散特征

于石河子大学灌溉试验站运用大型称重式蒸渗仪和小型棵间蒸发器开展滴灌冬小麦田间控水试验,设置3个灌量处理(W1=375 mm、W2=600 mm、W3=750 mm),旨在探明北疆地区滴灌冬小麦生育期农田蒸散与棵间蒸发特征。结果表明:滴灌冬小麦产量随灌量的增加呈显著增加趋势,但W2(8 450 kg·hm~(-2))与W3(8 670kg·hm~(-2))处理间差异不显著;水分利用效率以W2处理最大(1.4 kg·m~(-3)),显著高于W3和W1处理;滴灌冬小麦全生育期蒸散量随灌量增加而增加,介于412.3~707.6 mm,其中棵间蒸发量占蒸散量的27.9%~29.1%。表层土壤含水率和叶面积指数对棵间土壤蒸发影响明显,二者与棵间土壤蒸发占耗水比例均有良好的指数函数关系。深入分析表明,北疆地区滴灌冬小麦高产高效实现背景下生育期内的耗水特征为:生育期内耗水强度播种~越冬为1.0mm·d~(~(-1))、越冬~返青为0.3 mm·d~(~(-1))、返青~拔节为2.6 mm·d~(~(-1))、拔节~抽穗为6.3 mm·d~(~(-1))、抽穗~乳熟为6.6mm·d~(~(-1))、乳熟~成熟为6.2 mm·d~(~(-1))。     

滴灌棉田不同盐分土壤水分变化规律及其利用效率研究

通过研究滴灌条件下不同盐分含量土壤含水率、日蒸散量和棉花干物质积累量的变化规律,以及棉花的干物质水分利用效率,探讨滴灌棉花的水盐互作效应。设置室内模拟试验,采用称质量法获得棉花蒸散量和干物质积累量,分析不同土壤盐分含量〔0(CK)、0.15%、0.25%、0.35%、0.45%、0.55%、0.65%〕条件下,棉花日蒸散量、干物质积累量以及土壤水分含量变化规律,计算棉花干物质水分利用效率。结果表明:随着棉花生育期的推进,不同盐分含量土壤的水分含量变化和日平均蒸散量均呈现先增大后减小的趋势,蕾铃期土壤日平均蒸散量达到最大;棉花的干物质积累量和生育期耗水量随土壤盐分含量的增大呈减小的趋势。棉花的干物质水分利用效率在T4处理达到最大,与CK、T1、T2、T5处理差异并不显著,说明土壤中适量的含盐量在一定程度上可以有效提高水分利用效率。     

新疆主要粮食作物滴灌条件下作物系数及水分生产率试验研究

通过3a小区试验,摸清新疆主要粮食作物在滴灌条件下作物系数和水分生产率的变化规律,为提高水资源利用效率、加强灌区用水管理、编制流域综合规划等项工作提供科学的试验数据和决策依据。采用小区试验方法,以小麦、旱稻、玉米、土豆、谷子、大豆6种粮食作物为试验对象,设置灌水定额单因素4水平(300m³/hm²、375m³/hm²、450m³/hm²、525m³/hm²)随机分组的灌溉试验方案,利用测坑传感器实测各处理各年份作物需水量,利用气象数据计算作物参考蒸发蒸腾量,通过考种测产分析产量和灌水量关系。结果显示:滴灌条件下6种作物各生育期阶段作物系数0.45~1.21间,全生育期0.70~1.03之间;6种作物水分生产率在7.65~81.72 kg/(hm²·mm)之间。各作物的需水敏感期分别在快速发育期和生育中期。本研究摸清了滴灌条件下新疆主要粮食作物的作物系数和水分生产率的主要规律,为全区推进现代化灌区建设和田间高效节水提供科学的数据支撑。     

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。     

不同生育时期非充分灌溉对间作作物产量构成因子及收获指数的影响

针对内蒙古河套灌区干旱缺水的实际情况,以春小麦间作玉米、春小麦间作向日葵复合群体为研究对象,以不同生育期的非充分灌溉为试验处理,进行间作模式下的非充分灌溉试验。结果表明:间作下小麦分蘖期每多灌溉15 mm有效分蘖数提高5.4%~15.07%,而乳熟期随着水分胁迫加剧间作模式下的小麦穗粒数、千粒重、产量均呈现出先升高后降低的规律。对于间作下的玉米产量构成,适当减少小麦分蘖与拔节期的灌水量,相应增加小麦乳熟与玉米灌浆吐丝期的灌水量,有利于大幅提高缺水地区间作模式下的玉米产量,且随着灌水总量的升高,穗粒数以1.27~2.47粒·mm~(-1)的速度递增,产量以62.24,94.93,29.73 kg·hm~(-2)·mm~(-1)的"S"型曲线逐渐升高。而对于间作下的向日葵产量构成,其主要受小麦乳熟期与向日葵现蕾期水分处理的影响,且随灌水总量的提高间作向日葵的单株粒数呈先升后降的规律,而百粒重和产量则呈"N"型和"M"型规律变化。对于不同水分处理下各间作作物对水分的敏感指数表现为小麦的敏感指数最高,玉米次之,向日葵最低。不同水分处理对各间作作物收获指数的影响表现为间作模式下的小麦受水分胁迫后其收获指数普遍提高,间作模式下玉米的收获指数随灌水总量上升而逐渐上升,而间作模式下受水分胁迫处理的向日葵收获指数反而下降。     

半干旱区春小麦水分与产量关系及其影响因素分析

水分是影响半干旱雨养作物生长、发育及产量形成最重要的环境因素。以中国西北半干旱区田间试验为基础，收集长期观测资料和文献数据，分析春小麦产量与水分之间的关系及其环境影响因素，揭示不同环境条件下春小麦水分限制特征和调控机制。研究表明：半干旱区常规管理水平下，雨养春小麦产量与水分间的关系相对稳定，然而播前土壤储水影响生育期降水与春小麦产量间的关系，不同播前土壤储水条件下，每增加1 mm降水量，春小麦产量的增加量分别为21.3 kg·hm^-2和16.8 kg·hm^-2。生育期大气干湿条件（潜在蒸发量与降水的差值）对播前土壤储水与春小麦产量间的关系也有影响，其中大气较为干燥时（潜在蒸发量与降水的差值大于425 mm），产量与土壤水分间关系斜率为22.9 kg·hm^-2·mm^-1，大气较为湿润时（潜在蒸发量与降水的差值小于425 mm），斜率为20.1 kg·hm^-2·mm^-1。相较生育期降水，播前土壤储水对春小麦产量更具有决定性作用。半干旱雨养春小麦的气候年型由播前土壤储水和生育期大气干湿条件共同决定。增加播前土壤水分储量、在生育期的特定阶段灌溉均会改变小麦耗水量与产量之间的关系，并最终导致小麦水分利用效率发生变化。大气干湿条件和灌溉条件共同导致中国西北不同地区春小麦边界函数存在差异。     

地埋滴灌对紫花苜蓿耗水、产量及水分生产率的影响

为了探索地埋滴灌紫花苜蓿的最佳灌水量和滴灌带埋设深度,采用田间试验设置15.0、22.5 mm和30.0 mm三种灌水水平与10、20 cm和30 cm三种滴灌带埋设深度处理,研究灌水量、滴灌带埋深对紫花苜蓿耗水量、产量及水分生产率的影响。结果表明:地埋滴灌紫花苜蓿耗水量、产量和水分生产率均随灌水量的增加而显著增加(P0.01),均随滴灌带埋深的增加先增大(P0.01)后减小(P0.05);总生长季紫花苜蓿总耗水量为400~500 mm,总产量为7 500~12 000 kg·hm~(-2),水分生产率为1.80~2.50 kg·m~(-3)。建议地埋滴灌紫花苜蓿采用滴灌带埋深为20 cm,灌水定额为22.5~30 mm,灌水周期5~7 d的灌溉制度。     

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。     

不同水氮处理对滴灌冬小麦生长、产量和耗水特性的影响

通过滴灌小麦大田试验,研究了不同灌水下限(灌水下限为田间持水量的45%、60%、75%)和施氮处理(45、111、146 kg·hm~(-2))对田间冬小麦生长、产量和耗水特性的影响。结果表明:灌水下限对小麦株高、叶面积指数和干物质的影响是显著的,且比施氮量影响更大。W3(灌水下限为田间持水量45%)和N3(施氮量45 kg·hm~(-2))处理不利于小麦株高、叶面积的增长。在小麦生长后期,增加灌水量和施氮量有利于小麦株高的生长。小麦的产量随着灌水下限的增大而增加;施氮量在0~111 kg·hm~(-2)时,冬小麦产量随着施氮量的增加而增加,超过111 kg·hm~(-2)时不再显著增加甚至抑制产量的增长;灌水下限和施氮量相对较小的处理有利于提高水分利用效率。不同水肥处理,小麦各生育期内耗水量和耗水模数都表现为灌浆完熟抽穗扬花期拔节孕穗期返青起身期。在此试验条件下,W2N2的处理(灌水下限为田间持水量的60%,灌溉定额为290 mm,施氮量为111 kg·hm~(-2))的干物质、产量和水分利用效率最大,是产量和效益兼优的最佳组合。     

缺水和灌水对冬小麦产量影响评估

比较不同时期缺水和灌水对冬小麦产量的影响,对于开展节水灌溉和干旱影响评估有重要意义.根据2008-2010两个年度冬小麦田间水分控制试验,利用盈亏指标和水分影响率分析了不同时期缺水和灌水对冬小麦最终产量及产量构成要素的影响,结果表明:缺水和灌水对作物产量构成及最终产量影响最明显的时期并不完全一致;分蘖～越冬期灌水对成穗...     

内蒙古主要灌区春小麦、春玉米农田优化灌溉指标研究

根据田间试验资料，在系统分析土壤相对有效含水量Ar和耗水量与产量、灌溉量与WUE及需水关键期Ar与WUE关系的基础上，提出适合内蒙古主要灌区春小麦、春玉米不同发育时期农田水分优化灌溉指标，即苗期、孕穗开花期和灌浆期春小麦的灌溉指标分别为Ar60%、70%和55%，春玉米的灌溉指标分别为Ar60%、75%和60%。同时给出了供试作物适宜耗水量、灌水量及WUE最高时的Ar等参数。     

春季储水灌溉条件下啤酒大麦节水增产机理研究

测定了不同春季储水灌溉定额下啤酒大麦出苗率、生长发育动态、土壤水分变化、耗水规律及水分利用效率,并结合气象资料比较不同灌水处理的优越性,分析不同春季储水灌溉定额对土壤水分、降水利用及作物产量的影响。结果表明,将冬季储水灌改为春季储水灌从技术层面上切实可行;在适宜灌水定额条件下,采用春季储水灌溉技术较冬季储水灌溉技术可减少储水灌灌溉水量75 mm,减少土壤蒸发37.4%,水分利用效率提高26.2%。在实际大麦种植生产中应以春季储水灌定额75 mm,生育期灌水5次,灌水定额75 mm为宜,这样不仅可节约有限水资源,还可提高地温及水分利用效率,达到节水、增效的目的。