不同灌溉方式对苜蓿土壤水分与灌溉水利用效率的影响

【目的】研究西北干旱半干旱地区苜蓿种植适宜的灌溉方式。【方法】设计滚移式喷灌W₁、指针式喷灌W₂、浅埋滴灌W₃3种灌溉方法,并对比研究各种灌水方法对土地水分和紫花苜蓿产量以及灌溉用水效率等的定量影响。【结果】浅埋滴灌处理在苜蓿生长期内0～100 cm土壤含水量都显著高于滚移式喷灌处理和指针式喷灌处理(P<0.05),浅埋滴灌能够有效提高土壤水分含量。浅埋滴灌四茬总产量为15 094.10 kg/hm²,较滚移式喷灌和指针式喷灌提高了7.15%、6.67%。四茬平均灌溉水利用效率提高了40.59%、41.29%。浅埋滴灌的纯利润为6 263.56元/hm²,较滚移式喷灌、指针式喷灌分别提高了37.86%、34.69%。【结论】浅埋滴灌可以明显改善土壤水分状况,提高紫花苜蓿产量和灌溉水利用效率,增加种植紫花苜蓿的利润,水资源短缺地区选用浅埋滴灌作为灌溉方式。     

局部湿润模型模拟南疆滴灌枣园蒸散量及蒸腾量适用性研究

为构建适用于模拟南疆滴灌成龄枣园蒸散及其组成成分的模型,了解枣园土壤蒸发特征,本研究在双源模型和局部湿润灌溉方式下稀疏植被蒸散估算模型基础之上构建滴灌枣园局部湿润模型,以涡度相关法实测2017年枣园蒸散数据,对双源模型（Shuttleworth-Wallace）及滴灌枣园局部湿润模型（Partial Root-zone Irrigation model）系数进行拟合;之后通过评价两种模型模拟值的可靠性以及增加和减少模型参数10%来观测模型各参数对蒸散的影响方式,并校验各模型参数计算公式的准确性;然后以涡度相关法与液流法实测的2018年枣园蒸散与蒸腾量为基准值,对双源模型与滴灌枣园局部湿润模型模拟2018年枣园蒸散及蒸腾量的可靠性进行评价,筛选出适合模拟南疆滴灌枣园蒸散及其组分的模型并模拟滴灌枣园土壤蒸发特征。结果表明：滴灌枣园局部湿润模型和双源模型的模型系数拟合准确;依据模型模拟评价标准,两种模型模拟2018年枣园蒸散的结果均为极好,且精度基本一致。滴灌枣园局部湿润模型模拟蒸腾量结果良好,与实际测定值之间的差值为15.73 mm;双源模型模拟蒸腾量结果不可取。因此筛选出滴灌枣园局部湿润模型模拟枣园土壤蒸发,枣园土壤蒸发量占蒸散量的19.74%。滴灌枣园局部湿润模型可以准确估算滴灌成龄枣园蒸散及蒸散组成成分。     

不同种类果树冠层特性比较

在新疆阿克苏地区,以核桃树、枣树、苹果树、梨树为试验材料,利用HemiView数字植物冠层分析仪器,对新疆阿克苏温宿县试验基地内沟灌条件下的5年生果树进行冠层参数比较,分析计算不同种类果树的冠层参数,研究不同种类果树冠层参数之间的差异。结果表明:在沟灌条件下,不同种类果树叶面积指数的排列顺序为核桃树枣树苹果树梨树;透光率的排列顺序为梨树苹果树枣树核桃树;平均叶倾角的排列顺序为核桃树枣树苹果树梨树;截获辐射能的排列顺序为核桃树枣树苹果树梨树。在相同条件下,核桃树叶面积指数与透光率呈极显著负相关;枣树、苹果树、梨树的叶面积指数与透光率呈负相关关系、与截获辐射能呈正相关关系,而透光率与截获辐射能呈负相关关系。     

果农间作条件下滴灌大豆耗水规律试验研究

采用水量平衡原理,通过大田小区试验与理论分析,对与10年生核桃间作的滴灌大豆耗水规律进行了研究。结果表明,果农间作的滴灌大豆花夹期、鼓粒期、鼓粒成熟期的平均日耗水强度分别为3.2、3.3、2.3 mm,全生育期累积耗水量为277.2 mm,较非间作滴灌大豆各生育期的日均耗水量显著减小,总耗水量减小26.5%,日均耗水量变化也更为平缓;果农间作的滴灌大豆在观测生育期内的平均叶绿素含量较非间作大豆减少24.6%。     

南疆枣园能量闭合分析及腾发特征

为验证涡度相关系统在干旱地区枣园测定腾发量的适用性及探究枣树腾发规律。本试验采用涡度相关法与水量平衡法对枣园的能量闭合度和腾发量进行测定。两种方法测定腾发量的相对偏差、纳什系数(NSE)与均方根误差(RMSE)分别为0. 041mm·d-1、0. 84与1. 09。以花期枣园为例,0. 5h时间步长的能量闭合度在60%-100%之间,花期能量闭合程度为79. 23%。充分灌溉下枣树全生育期腾发总量为560. 78mm,其中萌芽期与果实发育期腾发量占全生育期比重最小与最大,分别为6. 00%与48. 10%。     

水氮耦合条件下打瓜产量及耗水性的 模糊综合评判

研究水氮耦合对打瓜产量和水分利用效率的影响，以选择适宜的灌溉定额。设置3个不同灌水定额（300 、450、600 m³·hm^-2）和3个不同施氮量（0、138、276 kg·hm^-2）共9个组合，研究水氮耦合对打瓜产量和水分利用效率影响的同时，利用基于层次分析法（AHP）的模糊综合评价，对各指标进行综合分析。结果表明：当灌水定额增加300 m³·hm^-2、施氮量增加276 kg·hm^-2，打瓜产量和水分利用效率分别增加1 416.7 kg·hm^-2和5.24 kg·hm^-2·mm^-1，即打瓜产量和水分利用效率随着灌水定额和施氮量的增大而增加；当灌水定额从450 m³·hm^-2增加到600 m³·hm^-2、施氮量从138 kg·hm^-2增加到276 kg·hm^-2， 打瓜产量减少178.9 kg·hm^-2，即水肥量继续增加则产量下降；灌水定额450 m³·hm^-2(W2)和施氮量138 kg·hm^-2（N2）时，组合产量和WUE分别为2 582.9 kg·hm^-2和10.91 kg·hm^-2·mm^-1，节水增产效果最佳；该组合的模糊综合评价亦为最优，与大田试验分析结果一致。     

滴灌核桃不同灌水定额下综合效益优选

为了评估核桃综合效益,以8 a生核桃树为研究对象,通过田间试验,对比了灌水定额为150 m3/hm~2(C1处理)、300 m3/hm~2(C2处理)和450 m3/hm~2(C3处理)的冠层参数,并依托数学分析方法,筛选了果树的最佳灌水定额。结果表明,在核桃果实膨大期,C2处理提高了冠层叶面积指数,而C1、C3处理下透光率、直射光立地系数、散射光立地系数均大于C2处理。核桃生育中期及末期,C2、C3处理明显影响冠层截获的辐射能,但C1处理的作用较弱。随着果实生长,冠层叶面积指数、截获辐射能监测值均不断增大直至平稳,透光率、直射光立地系数、散射光立地系数则不断减小。叶面积指数、灌水定额可以显著影响核桃的最终产量。因此,在滴灌条件下,灌水定额300 m3/hm~2可为核桃的最优生产和最佳经济效益提供有力保障。     

塔里木盆地西北缘区密植核桃的滴灌水肥适宜用量

[目的]确定核桃主产区塔里木盆地西北缘区滴灌条件下核桃水肥适宜用量,实现核桃园水肥高效利用,为当地密植核桃滴灌水肥投入量提供指导。[方法]以9 a生密植新温"185"核桃树为研究对象,设置3个灌水量(W_1:375 mm; W_2:435 mm; W_3:495 mm)和3个施肥量(F_1:2 250 kg/hm~2; F_2:4 500 kg/hm~2; F_3:9 000 kg/hm~2。其中尿素:磷酸一铵1∶1.25),在新疆阿克苏红旗坡农场新疆农业大学林果实验基地开展滴灌核桃大田试验,研究滴灌条件下水肥耦合对核桃产量、品质及水肥利用效率的影响,建立了水肥投入量与产量及灌溉水利用效率的二元回归模型。[结果]灌水和施肥对核桃硬核期、油脂转化期和成熟期土壤硝态氮、核桃产量、品质和水肥利用率的影响均达显著水平(p0.05);水肥耦合效应对核桃产量和水肥利用率有显著性影响(p0.05);硬核期和油脂转化期为核桃的需肥关键期;F_3处理施肥量造成了土壤硝态氮的累积;W_2和W_3处理对滴灌核桃品质、产量和肥料偏生产力的影响无显著性差异,均与W_1差异显著;施肥处理对核桃出仁率、产量和水肥利用效率的影响均达显著水平。[结论]新疆环塔盆地滴灌密植核桃全生育期适宜的水肥投入范围分别为438～469 mm(包含冬春灌)和7 074～7 168 kg/hm~2,其中尿素3 144～3 186 kg/hm~2,磷酸一铵3 930～3 982 kg/hm~2。     

基于灰色关联分析与RBF神经网络的土壤浸提液电导率预测

采用灰色系统理论中的关联分析方法,对影响土壤浸提液电导率的主要盐分离子类型进行分析,挑选出影响土壤浸提液电导率的主要因素.与此同时,介绍了径向基函数(RBF)神经网络的原理、训练算法,并建立了基于RBF神经网络与灰色关联分析的土壤浸提液电导率预测模型.结果表明,所建模型具有较强的非线性处理能力和逼近能力,运算速度快、性能稳定,预测精度较高,可以应用于生产实践中.     

基于投影寻踪模型的节水灌溉工程方案优选

提出了节水灌溉工程方案优选的投影寻踪(PP)模型的新方法,利用PP模型可把方案多维评价指标值综合成一维投影值,投影值越大表示该方案越优,根据投影值的大小就可对方案集进行优选.采用实码加速遗传算法进行PP建模,简化了投影寻踪技术的实现过程,为投影寻踪技术在节水灌溉工程中的广泛应用提供了新的有力工具.应用实例的结果说明,直接由样本数据驱动的PP模型用于节水灌溉工程方案优选简便可行,PP模型的投影值比较分散、易于决策,适用性和可操作性强,不需确定评价指标的权重,优选结果较为客观.