干旱地区谷子适宜土壤湿度下限动态指标

采用大田遮雨和盆栽的方法进行水分控制试验，通过相关和回归分析，研究了谷子5个发育时段适宜土壤湿度下限指标，通过多项式拟合方法插值形成土壤水分下限动态指标曲线。结果表明：谷子生长期土壤水分下限呈抛物线型变化，播种至出苗土壤水分下限为60%,土壤湿润层深度为0～20cm;出苗至拔节水分需求较低，土壤水分下限为55%,土壤湿润层深度为0～30cm;拔节至抽穗为水分敏感期，根系继续向下伸展，土壤水分下限为65%,土壤湿润层深度为0～50cm;抽穗至灌浆为谷子需水最多时期，土壤水分下限为75%,土壤湿润层深度为0～50cm土层；灌浆至成熟期需水有所减少，土壤水分下限为65%,土壤湿润层深度为0～50cm土层。基于发育进程和积温方法建立的土壤湿度动态方程，相关指数R²分别为0.9706和0.9302,此方法可在谷子节水灌溉预报工作中应用。     

膜下滴灌条件下土壤基质势对辣椒产量和水分利用效率的影响

为了提高西北干旱地区作物的水分利用效率,研究了膜下滴灌条件下,不同土壤基质势对辣椒产量、耗水和水分利用效率的影响。试验根据滴头下25 cm深处土壤的基质势设置5个控水下限:-10、-20、-30、-40kPa和-50 kPa,测量指标主要有气象要素、土壤水分特性曲线、土壤基质势、土壤水分、辣椒产量和单果重等。试验结果表明,基质势下限控制在-10～-40 kPa之间对产量影响较小,但是当基质势下限降至-50 kPa时会导致严重减产,灌水量与辣椒腾发量一般随着基质势控制下限的降低而逐渐减少,水分利用效率随着基质势控制下限的降低呈现先升高再降低的趋势。土壤基质势下限控制在-30～-40 kPa时辣椒产量和水分利用效率均较高,因此建议在西北干旱地区膜下滴灌条件下辣椒的基质势控制下限宜为-30～-40 kPa。     

黄瓜初花期适宜灌溉控制指标研究

采用盆栽试验,通过控制不同灌溉下限,研究了黄瓜初花期的不同土壤水分状况对其植株生理指标、形态指标、产量、品质和水分利用效率的影响.结果表明:初花期和盛瓜期各光合参数(光合速率、气孔导度、蒸腾速率)的日变化为单峰曲线,初瓜期各光合参数的日变化为双峰曲线.气孔导度和蒸腾速率均与光合速率基本呈现相同的变化规律.不同土壤水分状...     

不同灌溉制度对覆膜春玉米的耗水规律及产量的影响

研究了不同灌水定额和灌水次数处理下覆膜玉米的耗水规律和产量,试验结果表明:灌溉定额相同时,灌水次数的变化对产量有较大影响;灌溉次数较多的处理土壤平均含水率波动幅度较小,土壤水分能保持在一个比较稳定的范围.相同的灌水次数下,适当增加灌溉定额在一定程度上可增加作物产量,但超过一定值之后,产量并无显著提高.玉米的耗水量随着灌溉水量的增加而增加,玉米在拔节～抽雄、抽雄～乳熟期的耗水量最大,对水分亏缺最敏感,是需水关键期.水分利用效率随着灌溉量的增加而减少.     

土壤水分调控对南疆滴灌棉花生长、品质及水分利用的影响

针对南疆地区水资源短缺、棉田水分利用效率低等问题，研究膜下滴灌条件下土壤水分下限调控对棉花生长、产量、品质和水分利用效率的影响。以棉花品种新陆中66号为材料，以田间持水量(FC)为土壤水分上限，棉花生育期设置85%FC(T1)、75%FC(T2)、65%FC(T3)、55%FC(T4)和45%FC(T5)5个土壤水分下限来调控土壤水分。结果表明：土壤水分下限的提升对株高和生物量有明显的促进作用, 土壤水分下限从 45%FC增至85%FC，棉花株高和生物量分别增加了25.80%和25.38%；随着土壤水分下限的降低，灌溉定额减少，T1处理灌溉定额最大（378 mm），T2、T3、T4、T5处理与之相比分别节水11.64%、33.07%、33.95%、46.83%；随着土壤水分下限的提升，棉花产量逐渐增大，但土壤水分下限过高，棉花单株有效铃数降低，产量增加不再明显，水分利用效率较低；土壤水分下限为75%FC时棉花单株有效铃数、单铃重增加，产量和水分利用效率分别达到7 146.4 kg·hm^-2和1.40 kg·m^-3；土壤水分调控对棉花纤维品质有显著影响，土壤水分下限越低，马克隆值越大，成熟度指数越高，断裂比强度和断裂伸长率减少，采用主成分分析法得出T2为棉花品质综合较优的处理。因此，建议在膜下滴灌方式下南疆盐碱地区棉花土壤水分下限控制在75%FC为宜，非生育期进行冬灌淋盐，冬灌定额为300 mm，生育期灌溉定额为334 mm，整个生育期灌水12次，灌水周期为8 d。     

土壤水分下限调控灌溉对春青稞生长、产量和水分利用的影响

为探究林芝河谷地区利于春青稞生长发育和产量提高的大田调控灌溉模式,以喜马拉22号为试材,在全生育期分别设置了80%～85%θ_f(W_1)、75%～80%θ_f(W_2)、65%～70%θ_f(W_3)、55%～60%θ_f(W_4)和45%～50%θ_f(W_5)5个土壤水分下限调控水平和1个旱作处理(CK),研究了不同土壤水分调控下限对春青稞生长、耗水、干物质积累及产量的影响。结果表明:灌水处理对春青稞中后期株高生长影响显著,抽穗期、乳熟期株高较CK分别提高了37.28%和44.33%;W_1、W_2及CK处理的春青稞单株叶面积在抽穗期后率先降低,平均衰减速率为-0.20 cm~2·cm~(-2)·d~(-1),且乳熟期后各处理的叶面积相对生长率呈显著负增长;春青稞生育期总耗水量随水分调控下限的降低直线下降,耗水强度基本在5 mm·d~(-1)左右;灌水处理较CK提高了春青稞干物质积累量,平均增幅13.95%,以抽穗期最大。不同处理的春青稞产量及水分利用效率均随水分调控下限的降低呈先升高后降低的趋势,其中W_4的水分利用效率和作物收获指数分别为1.15 kg·m~(-3)和0.40,明显高于W_1(0.28 kg·m~(-3),0.28)、W_2(0.91 kg·m~(-3),0.30),且该处理在较低的灌水量(252.52 mm)下获得最高的产量(6 237.05 kg·hm~(-2))。综合认为,基于本试验条件下的春青稞全生育期土壤水分调控下限为55%～60%θ_f时,节水增产效应显著。     

土壤水分对向日葵生长状况的影响

为了研究土壤水分对向日葵生长状况的影响,2012年在巴彦淖尔市农业气象试验站,通过灌溉试验,对供试向日葵采取不同的水量处理,测定了土壤含水量和向日葵生长指标。结果表明：苗期水分亏缺和过湿灌溉都将导致向日葵生长高度、叶面积、干物质积累在该时期较其它处理低,亏水处理即使后期复水,作物生长补偿虽然明显,但最终在所有处理中各个观测指标最低。苗期的过湿灌溉在后期的适宜灌溉下,可以逐渐恢复正常。水分对向日葵叶面积的影响可以看出：生育前期干旱,推迟叶面积最大值的出现日期,前期不缺水,中期水分影响叶面积的高低,后期水分影响到叶面积的衰减速率。地上干物重的积累与土壤水分的含量成正相关。向日葵整个生育期间适宜水分为：二对真叶到花序形成期土壤水分应以55%～70%为宜,花序形成到开花后一周是向日葵的需水关键期,土壤水分保持在70%～90%为宜,开花后一周到成熟期土壤水分以55%～70%为宜。     

线辣椒苗期适宜的土壤水分下限与灌水指标研究

应用盆栽试验研究了线辣椒苗期土壤水分下限、灌水上限对后期产量的协同效应,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,灌水上限主效应为土壤水分下限主效应的1.65倍;线辣椒灌水上限与土壤水分下限之间的效应函数为报酬递减函数,灌水上限与土壤水分下限效应存在一个合理协同区域,灌水上限为62%~84.1%,土壤水分下限为40%~49%;在上述协同区域内,提高灌水上限、土壤水分下限均能起到增产的目的,且两因素之间的作用具有补偿性,即灌水上限(或土壤水分下限)的降低可以通过增加土壤水分下限(或灌水上限)的水平保证产量不减;本盆栽试验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84.1%,土壤水分下限为相当于田间持水量的49%。     

穴播地膜小麦有限灌溉的产量效应及其影响机制

研究了有限灌溉条件下穴播地膜小麦的产量变化,根系分布,群体动态和源库协调。认为土壤水分下限低于５０％时产量显著下降,相同水分条件下穴播地膜小麦具有明显的增产作用,最高产量所需的土壤适宜水分下限较露地下降１０％,根系分布,干物质积累和叶面积差异及源库的抑制是影响产量的关键机制。     

甘肃河西地区不同储水灌溉和生育期灌溉农田水分特征分析

对甘肃河西地区不同储水灌溉和生育期灌溉农田水分特征进行了试验研究.结果表明:在河西地区,冬季储水灌溉定额为180 mm的处理,其生育期剖面的土壤水分较多地分布在140～160 cm,且土壤含水量达到30%以上,容易发生深层渗漏;较小的储水灌溉定额,土壤水分主要分布在0～100 cm范围内,不会引起土壤剖面水分的深层渗漏.冬季储水灌溉定额愈大,春播前农田无效土壤蒸发也愈大.冬季储水灌溉定额相同,生育期灌溉定额大的处理其剖面含水量高,且分布愈深,深层土壤的水分渗漏也愈大.总的灌水定额相同,冬季储水灌溉和生育期灌溉比较,生育期灌溉定额较大的处理,剖面水分的分布主要集中在0～100 cm的土层内,没有出现易发生深层渗漏较高的水分分布.在小麦生育期,总的灌溉定额相同的条件下,冬季储水灌溉定额大的处理,0～200 cm土壤水分有亏缺,冬季储水灌溉定额大或生育期灌溉定额大,农田腾发量也愈大.适中的储水灌溉定额,不仅有利于作物的生长,还有利于灌溉水分利用效率的提高.     

缺水条件下非充分灌溉制度预报系统的研制

以Jensen作物水分生产函数模型为基础,运用动态规划方法,建立了非充分灌溉条件下冬小麦、棉花、夏玉米的优化灌溉制度预报系统;并编制了可视化的程序界面,只要输入相关参数(土壤田间持水率、初始含水率、土壤容重、可供水量、不同阶段潜在作物蒸发蒸腾量,各阶段不同水平年的有效降雨量值和作物不同阶段的计划湿润层深度),就可得出适合于不同地区的优化灌溉制度,操作简单,具有实用性。以山西晋中和临汾地区为例验证,系统计算显示上述3种作物比传统灌溉分别节水为9%,7%和3%;在供水量不足的情况下,系统可指导如何在时间上分配水量以使减产最小,且可得知在这种灌溉方式下的具体减产量。     

玉米膜孔灌农田土壤水氮分布特性

通过大田玉米灌水试验,研究了畦灌和膜孔灌条件下农田土壤水氮运移特性。结果表明:在相同灌水定额条件下,膜孔灌土壤剖面含水率比畦灌土壤剖面含水率变化均匀,0~30 cm土层灌水后1天和灌水后5天膜孔灌土壤含水率比畦灌土壤含水率高19.2%和18.3%;在相同灌水定额条件下,土壤铵态氮含量受土壤水分运动的影响较小,主要分布在30 cm以上土壤层,膜孔灌条件下土壤铵态氮含量随时间分布比畦灌均匀,其含量最大值为41.6 mg/kg,同畦灌相比铵态氮含量增加了4.3%;硝态氮含量受灌水方式的影响较大,在相同灌水定额条件下,10~50 cm各土层硝态氮含量膜孔灌比畦灌分别增加了41.3%、96.3%、55.3%、50.7%和46.5%,膜孔灌土壤硝态氮含量随时间和垂直土壤剖面分布均匀,其硝态氮含量主要集中在0~50 cm土层,有利于作物对氮素的吸收,提高氮素利用率。     

灌溉方式对绿洲灌区小麦间作玉米耗水特性的影响

通过大田试验,在不同供水水平下,研究了交替灌溉小麦间作玉米的耗水量、土面蒸发特征及其主要影响因子。结果表明：小麦间作玉米耗水量较单作小麦、玉米耗水量的加权平均高12.7%~20.1%,与传统灌溉相比,交替灌溉可降低间作耗水量;小麦间作玉米的日均土面蒸发量较相应单作的加权平均增大了9.19%~13.6%,交替灌溉小麦间作玉米的日均土面蒸发量较平作漫灌低10.1%;与单作相比,间作土面蒸发量占蒸散量的比例(E/ET)高于单作。间作较低的平均叶面积指数(LAI)和较大的叶日积(LAD)是耗水量增大的重要原因之一。与传统灌溉相比,交替灌溉可降低间作表土层的含水量,可作为减小间作土面蒸发技术的切入点。     

Quantifying the impacts of soil water stress on the winter wheat growth in an arid region, Xinjiang

Wheat growth in response to soil water deficit play an important role in yield stability. A field experiment was conducted for winter wheat (Triticum aestivum L.) during the period of 2002-2005 to evaluate the effects of limited irrigation on winter wheat growth. 80%, 70%, 60%, 50% and 40% of field capacity was applied at different stages of crop growth. Photosynthetic characteristics of winter wheat, such as photosynthesis rate, transpiration rate, stomatal conductance, photosynthetically active radiation, and soil water content, root and shoot dry mass accumulation were measured, and the root water uptake and water balance in different layer were calculated. Based on the theory of unsaturated dynamic, a one-dimensional numerical model was developed to simulate the effect of soil water movement on winter wheat growth using Hydrus-1 D. The soil water content of stratified soil in the experimental plot was calculated under deficit irrigation. The results showed that, in different growing periods, evapotranspiration, grain yield, biomass, root water up- take, water use efficiency, and photosynthetic characteristics depended on the controlled ranges of soil water content. Grain yield response to irrigation varied considerably due to differences in soil moisture contents and irrigation scheduling between seasons. Evapotranspiration was largest in the high soil moisture treatment, and so was the biomass, but this treatment did not produce the highest grain yield and root water uptake was relatively low. Maximum depth of root water uptake is from the upper 80 cm in soil profile in jointing stage and dropped rapidly upper 40 cm after heading stage, and the velocity of root water uptake in latter stage was less than that in middle stage. The effect of limited irrigation treatment on photosynthesis was complex owing to microclimate. But root water uptake increased linearly with harvest yield and improvement in the latter gave better root water uptake under limited irrigation conditions. Appropriately controlled soil wate     

Effects of irrigation on precipitation in the arid regions of Xinjiang,China

Soil moisture is an important parameter for the interaction between soil and atmosphere.It is the second important factor that influences climate change,next to sea surface temperature(SST).Most previous studies focused on the monsoon regions in East China,and only a few laid emphases on arid environments.In Xinjiang, which is located in Northwest China,the climate is typically arid and semi-arid.During the past 20 years,the precipitation in Xinjiang has shown a significant increasing trend,and it is closely related to oasis irrigation.This paper aims at discussing whether abnormal soil moisture in spring can be the signal to forecast summer precipitation.The effects of abnormal soil moisture due to farm irrigation in spring in arid environments on regional climate are investigated by using a regional climate model(RegCM3).The results indicate that positive soil moisture anomaly in irrigated cropland surface in May led to an increase in precipitation in spring as well as across the whole summer. The impact could last for about four months.The effects of soil moisture on the surface air temperature showed a time-lagging trend.The summer air temperature declined by a maximum amplitude of 0.8oC.The increased soil moisture could enhance evaporation and ascending motion in the low troposphere,which brought in more precipitation.The soil moisture affected regional weather and climate mainly by altering the surface sensible and latent heat fluxes.     

水量订单制度下黄河下游灌区水资源实时分配模型及管理软件开发

针对黄河下游引黄灌区水量订单随意性大、水资源利用率低的问题,本文紧密结合当前调度管理制度,基于实时灌溉预报与模糊聚类理论,提出了黄河下游灌区水资源实时分配管理模型,模型包括考虑土壤墒情、雨水资源及天气情况影响的作物需水预测模型和灌区实时水量订单模型两部分内容.在典型灌区,进行了模型的应用,并开发了相应的水资源管理软件;应用结果的合理性表明了模型的正确性,该模型可广泛用于黄河下游灌区的用水管理和调度.     

不同灌水下限对膜下滴灌棉花土壤水盐运移和产量的影响

通过2014年在新疆巴州灌溉试验站开展的棉花膜下滴灌大田试验,在各生育期选取不同的灌水下限,设置4个水平的灌水量处理(处理A、B、C、D分别为425 mm·30次~(-1)、345 mm·22次~(-1)、545 mm·18次~(-1)、595mm·16次~(-1)),研究不同灌水下限对膜下滴灌棉花土壤水盐运移规律、盐分分布及积累特征的影响,并对土壤水盐运移规律、分布特征及棉花产量进行评价。试验以TRIME-T3管式TDR监测土壤含水率指示灌水,初步得出:不同灌水下限影响棉花的田间灌水及产量,灌水下限定的高时(处理A、B),灌水频率增加,增大了田间耗水量且滴灌土壤水分水平运动距离和范围有限,对盐分的淋洗效果一般;灌水下限较低时(处理C、D),次灌水量大,灌溉定额增加,综合控盐效果较好,棉花产量较高。基于不同灌水下限对膜下滴灌棉花生育期内的生长有显著影响,对棉花产量有一定的影响,B处理(345 mm·22次~(-1))可获得最高的灌溉水生产效率为1.79 kg·m~(-3),D处理(595 mm·16次~(-1))可获得最大籽棉产量为6 630 kg·hm~(-2)。     

不同灌溉量下春小麦土壤水分变化规律

研究了不同灌水量处理条件下春小麦土壤水分变化规律。结果表明:不同灌水量处理下土壤含水率在垂直方向上的变化规律一致,随着深度的增加,土壤含水率变异系数逐渐变小;在春小麦整个发育期,不同灌水量处理在拔节期耗水强度均达最大值,为其需水高峰期;从节水效益看,全生育期灌水量为428.6 mm的处理水分利用效率和灌溉水利用效率较好,灌溉效果最佳,达到节水灌溉效果。     

草炭保水机制的初步研究

灌溉是干旱区农业存在与发展的必要条件。如何提高灌溉水的利用率，及如何保持土壤中的水分以保障作物需求，是本区农业研究的重要问题。通过测定并分析不同草炭处理土壤的表层（30cm)含水量，物理性质及作物产量，本文探讨了草炭处理土诘的水分动态变化及草炭的保水机制，观测数据显示，与对照组相比，在观测期间，2%加拿大草炭处理土壤含水量提高3.96%;2%石河子草炭处理土壤含水量提高3.43%。进一步的研究表明，草炭对土壤水分的保持机制，不仅是因为其所具有的巨大持水能力，对土壤物理性质的改善，也是其保水机制之一，由于大空隙的增加，切断了毛管水的上升，从而降低了土壤表面的水分蒸发，在下层土壤中保持了更多的水分。