地中仪地膜棉灌溉试验特征分析

利用不同地下水埋深的地中仪进行地膜棉的灌溉试验,分析了地膜棉不同生育期时蒸发、入渗的变化特征：受地膜棉的蒸腾作用,灌溉入渗量随其日耗水量增加而显著减少;棉花根系吸水影响深度与其日耗水强度成指数关系,其根系吸水最大影响深度为2．76m;棉花根系利用地下水量随埋深增加而减小,棉田最佳的灌水湿润深度应小于1．0m,当灌水湿润深度超过1．5m时,其根系不能更多利用地下水,即可认为是深层入渗。     

北京市园林绿化树种蒸腾耗水特性分析

以白皮松、侧柏、桧柏和沙地柏为试材,采用盆栽称重方法,研究了水汽压亏缺与叶片气孔导度对苗木蒸腾耗水的影响,以期测得苗木的蒸腾耗水特性。结果表明:在土壤水分充足的情况下,苗木的水分利用率总体呈下降趋势,苗木日平均水分利用率表现为白皮松(3.01μmol·mmol~(-1))侧柏(2.62μmol·mmol~(-1))沙地柏(2.57μmol·mmol~(-1))桧柏(2.35μmol·mmol~(-1))。3种典型天气中,苗木蒸腾耗水为晴天半晴天阴天。苗木昼夜蒸腾耗水排序为白皮松(0.030g·cm-2·d~(-1))沙地柏(0.026g·cm-2·d~(-1))侧柏(0.018g·cm-2·d~(-1))桧柏(0.008g·cm-2·d~(-1))。苗木的蒸腾耗水与水汽压亏缺、叶片气孔导度呈正相关关系,受其影响最大的是白皮松。研究结果可为科学评价园林绿化树种耗水状况、提高园林绿地水分利用率提供参考依据。     

宁夏中部干旱区滴灌条件下枸杞耗水规律研究

通过开展枸杞覆膜与不覆膜滴灌田间试验,研究了覆膜和灌溉定额对枸杞产量的影响以及枸杞耗水规律。结果表明,(1)除F6(灌溉定额2 160 m3/hm2)、F7(灌溉定额2 430 m3/hm2)处理外,覆膜处理产量均高于不覆膜处理。随灌溉定额增大,覆膜和不覆膜枸杞产量均先增大后减小。当灌溉定额为1 620 m3/hm2时,覆膜和不覆膜枸杞产量均最高,覆膜枸杞产量最高为10 400.7 kg/hm2,不覆膜枸杞产量最高为9 923.40 kg/hm2。(2)不覆膜比覆膜处理全生育期耗水量平均值高19.02 mm。覆膜与不覆膜枸杞各生育期耗水量及耗水模系数随生育期延长均先增大后减小,均呈"果熟期落叶期开花初期春梢生长期"的变化趋势。(3)覆膜枸杞各处理水分利用效率平均为2.99 kg/m3,不覆膜枸杞各处理水分利用效率平均为2.76 kg/m3,覆膜高于不覆膜。除F6(灌溉定额2 160 m3/hm2)、F7(灌溉定额2 430 m3/hm2)处理外,膜下滴灌枸杞各处理的水分利用效率(WUE)均高于不覆膜。枸杞膜下滴灌技术有利于保持土壤水分,减少棵间蒸发,有效节约水资源,适宜在宁夏中部干旱区广泛推广。     

聚丙烯酰胺连年施用对燕麦生产的影响

为探明聚丙烯酰胺(PAM)施用后对燕麦不同生育阶段水分利用的影响,在长城沿线旱作丘陵区,设置6个处理,分别为对照(CK)、PAM施用一年(M1)、PAM连续施用二年(M2)、PAM连续施用三年(M3)、PAM连续施用四年(M4)、PAM连续施用五年(M5),通过大田试验,研究PAM施用不同年限对燕麦不同生育阶段的土壤保水、燕麦耗水特征、水分利用效率等特性的影响。结果表明,施用PAM提高了燕麦田不同生育阶段0~60cm土层的土壤含水量,促进了燕麦生物量的积累,降低了燕麦总耗水量,提高了燕麦产量和水分利用效率。各处理中,M4和M5处理的土壤含水量及贮水量均高于其他处理,而总耗水量最低,差异均显著(P0.05);M1、M2处理的多数被测指标与CK无显著差异。苗期0~10cm、拔节期10~20cm、抽穗期20~40cm、灌浆期0~10cm、成熟期10~20cm和40~60cm土层土壤含水量对产量的影响最大。各生育阶段,除播种-苗期及抽穗-灌浆期外,M5处理耗水量均显著低于M4处理。M4处理的经济效益和水分利用效率均最高,较对照分别增加35.67%和3.67kg·hm~(-2)·mm~(-1)。综合考虑产量、经济效益、水分利用效率,燕麦旱作地区应连续4年施用聚丙烯酰胺。     

绿洲灌区不同密度玉米群体的耗水特性研究

针对水资源不足严重制约绿洲灌区玉米生产,密植对玉米耗水特性影响研究薄弱,以及生产实践中缺乏调控种植密度以同步提高产量和水分利用效率的理论依据等问题,2012—2015年,以先玉335为参试品种,在相同施肥、灌水制度下,设75 000株hm–2(低,D1)、87 000株hm–2(中,D2)、99 000株hm–2(高,D3)3个密度水平,探讨密度对玉米耗水的时间动态、耗水结构以及利用效率的影响,以期为优化密植增产节水技术提供理论依据。结果表明,随密度增大,玉米全生育期总耗水量(ET)增大,大喇叭口期至吐丝期是耗水量增大的主要时期,高、中密度处理与低密度处理相比,全生育期总耗水量4年平均分别高22.8%、14.4%,大喇叭口期至吐丝期平均分别高28.4%、18.2%,其他生育时期不同处理的耗水量差异不显著。增加密度可降低玉米的无效耗水,提高水分利用率,高、中密度处理较低密度处理全生育期的棵间蒸发量(E)4年平均分别减少56.5 mm、27.6 mm,密植降低棵间蒸发量的主要时期在拔节至灌浆期,其中大喇叭口期至吐丝期的日均棵间蒸发量分别减少0.51 mm、0.27 mm;高、中密度与低密度处理相比,全生育期的E/ET分别降低15.8%、6.2%,其中拔节至大喇叭口期减小幅度最大,分别为22.1%、10.7%。与低密度处理相比,高、中密度处理的籽粒产量分别提高了17.9%、14.8%,但高、中密度处理间的产量差异不显著;高、中、低密度处理的水分利用效率(WUE)分别为18.2、19.3和16.8 kg hm–2 mm–1,中密度处理的WUE显著高于低密度处理;与低密度处理相比,高、中密度处理4年平均灌溉水利用效率(IWUE)分别提高了34.5%、19.6%。本研究说明,在传统供水覆膜条件下,进一步增加种植密度是干旱绿洲灌区提高玉米产量和灌溉水利用效率的可行措施。     

调亏灌溉下滴灌玉米根冠生长与水分动态响应特征

以玉米为试验材料,在自动感应式遮雨棚下,采用测坑微区试验方法,研究黑龙江西部滴灌条件下调亏灌溉对作物根冠生长、干物质分配特征、根冠比、耗水特征及植株伤流量的影响。以土壤相对含水率(占田间持水率的百分数)为控制上下限,设置5个水分调亏处理,分别为苗期轻度(60%~70%FC)处理,苗期中度(50%~60%FC)处理,拔节期轻度(60%~70%FC)处理,拔节期中度(50%~60%FC)处理,苗期中度、拔节期轻度处理,另设全生育期保持适宜土壤水分(70%~80%FC)作为对照。试验结果表明,调亏灌溉不改变玉米根部和冠部生长的原有总趋势,也不改变冠部各器官生长的基本趋势,但是显著地增大了作物根冠比(R/S),复水后根、冠补偿生长效应明显,促进光合同化产物向生殖器官的运转与分配,增大了生育后期干物质向果穗的分配率。苗期中度处理和拔节期轻度处理的玉米,在调亏期间使根系维持较高的根质量,水分胁迫复水后根系活力明显提高,其伤流量表现出超补偿效应,在灌浆期仍保持较高的伤流量并且在生育后期仍保持有较高的根冠比(R/S),是协调玉米根冠生长关系的适宜水分调亏处理。     

华北典型区冬小麦区域耗水模拟与灌溉制度优化

以经校验Aquacrop模型模拟了不同土壤条件下冬小麦水分与产量响应关系,结合北京大兴区土壤分布及其冬小麦实际种植情况,对模型模拟结果进行区域尺度拓展,以此为基础分析了研究区不同灌溉制度下冬小麦耗水量、产量及水分生产率的变化规律,并推荐了与华北地区水资源实际情况相适宜的冬小麦亏缺灌溉制度。结果表明:应用Aquacrop模型能较好模拟冬小麦生育期内土壤墒情和冠层覆盖度的动态变化过程及其生物量与产量情况,可利用经校验后的模型进行冬小麦水分与产量响应关系研究。灌溉定额在300 mm范围内,随着灌溉量增加,耗水量增大;在灌水次数相同条件下,灌溉日期不同,因蒸腾量变化导致耗水量差异显著。在相同处理下总体上降水多年份产量较高,而不同处理之间随着灌溉量增加产量增大;在灌水次数相同情况下,灌溉关键生育时段选择对冬小麦产量形成及水分生产率提高至关重要。以冬小麦增产提效为原则,在灌1水情况下重点保障拔节-抽穗阶段的需水;灌2水情况下重点保障返青-拔节、抽穗-乳熟阶段需水;灌3水情况下重点保障返青-拔节、拔节-抽穗、抽穗-乳熟阶段需水。针对华北水资源严重短缺实际,建议北京大兴区冬小麦采用灌2水的亏缺灌溉制度,较灌4水情况下的灌溉量与耗水量分别减少140、65 mm,能确保75%产量。可见,在与华北类似的资源性缺水区域,选择适宜亏缺灌溉制度,能大幅降低区域灌溉量与耗水量,在稳定区域冬小麦产量及涵养地下水源方面具有重要的现实意义。     

宝鸡峡灌区小麦水足迹时空变化特征与归因分析

基于水足迹理论,计算了实际耗水和施肥情况下宝鸡峡灌区小麦水足迹的各项指标,分析了小麦水足迹各指标的时空变化特征,利用对数平均迪氏指数分解法推导了总水足迹变化量分解公式,细致定量了气候变化和人类活动因子对总水足迹变化的贡献。结果表明:灌区小麦总水足迹1994—2010年均值为6.73亿m~3,Mann-Kendall检验呈显著下降趋势,年均变幅为-0.17亿m~3/a,水足迹结构由蓝水主导演变为灰水主导。单位产量的小麦生产水足迹、生产绿水、蓝水和灰水足迹多年平均值分别为1.04、0.36、0.32、0.37 m3/kg。生产水足迹、生产绿水和蓝水足迹在灌区内从西向东呈递增趋势,生产灰水足迹以兴平为中心向两侧递增。归因分析表明,影响灌区小麦总水足迹变化的主导因子为人类活动,其贡献率和为-113.57%,而气候变化因子的贡献率仅为13.57%。人类活动因子中,贡献率从大到小依次为灌溉定额(-56.58%)、总种植面积(-55.78%)、小麦种植比例(-43.76%)、单位面积施氮量(39.96%)、灌溉水有效利用系数(2.59%)。     

行距比例及密度对绿洲灌区玉米水分利用效率的互作效应

探究是否可以将行距比例和种植密度集成于同一作物生产系统中来提高作物产量,增加水分利用效率。以玉米"五谷568"为研究材料,于2017—2018年进行大田试验,设7∶3(L_1,宽行56 cm∶窄行24 cm),6∶4 (L_2,宽行48 cm∶窄行32 cm),5∶5(L_3,等行距40 cm) 3个行距比例水平,82 500株/hm~2(D_1)、90 000株/hm~2(D_2)、97 500株/hm~2(D_3)、105 000株/hm~2(D_4)、112 500株/hm~2(D_5) 5个种植密度,探讨不同行距比例及密度处理对玉米的耗水特征、产量及水分利用效率的影响。结果表明,L1行距比例可有效降低玉米耗水量,但会增加棵间蒸发,对E/ET影响不显著,其中2017年L_1较L_3能有效降低耗水量11.9%,2018年无显著差异;此外与传统行距比例相比,L_1行距比例具有增产优势,玉米增产5.2%～10.5%,提高水分利用效率6.5%～8.7%。密度间比较,D_3密度较传统密度D_1能有效降低耗水量、棵间蒸发量以及E/ET,对玉米增产及水分利用效率的提高有促进作用;其中D_3密度较传统密度D_1耗水量降低13.3%,2018年差异不显著;棵间蒸发量减小7.1%～7.2%;E/ET减小6.8%～19.2%;玉米增产7.5%～17.1%;水分利用效率提高23.9%～46.2%。2年L_1D_3较传统处理L_3D_1耗水量降低12.8%～30.6%;棵间蒸发量降低8.5%～10.4%;E/ET降低7.3%～7.5%;玉米产量增加7.7%～25.5%;水分利用效率提高36.0%～41.2%。因此,在河西绿洲灌区,7∶3(L_1,宽行56 cm∶窄行24 cm)行距比例结合97 500株/hm~2(D_3)种植密度可有效增加玉米产量,提高玉米水分利用效率。     

潮汐灌溉在番茄育苗上的应用研究

为了筛选番茄潮汐灌溉育苗技术适宜参数,以瓯秀201为试材,采用L9(3³)正交试验设计,研究了潮汐灌溉和顶部洒水灌溉2种方式下的番茄生长发育变化和灌溉指标。结果表明,与顶部洒水灌溉方式相比,潮汐灌溉可节水34.1%~77.0%。在试验所设的3个处理因素中,对番茄植株地上部生长及耗水量起主要作用的是灌溉高度,对番茄地下部生长起主要作用的是浸盘时间,而对番茄植株的光合生理起主要影响的是灌溉频率。综合来看,灌水高度2.0 cm,浸盘时间1.5 h,灌溉频率为每3 d一次的组合可以作为番茄潮汐灌溉育苗技术的适宜参数。