调亏灌溉对膜下滴灌菘蓝生长发育和产量的影响

2019年在河西绿洲冷凉灌区民乐县益民灌溉试验站进行了调亏灌溉对膜下滴灌菘蓝生长动态、产量和水分利用效率影响的大田试验研究。在苗期充分供水条件下,以全生育期充分供水(75%～85%的田间持水量)为对照,在营养生长期进行轻度、中度和重度水分调亏,在肉质根生长期进行轻度和中度水分调亏,在肉质根成熟期进行轻度水分调亏,分别测定了水分调亏菘蓝农艺性状的阶段性改变、干物质积累和分配、产量及水分利用效率。结果表明,在营养生长期和肉质根生长期对菘蓝进行中度和重度水分调亏、成熟期进行轻度水分调亏均会显著降低其株高、主根长、主根直径和叶面积指数(P0.05),而营养生长期和肉质根生长期对菘蓝进行轻度调亏其株高、主根长、主根直径和叶面积指数与对照处理间无显著差异(P0.05)。营养生长期以及肉质根生长期进行中度水分调亏和重度水分调亏会降低菘蓝干物质积累量,降幅为3.11%～15.67%,而轻度水分调亏则不会显著影响其干物质积累量。WT1和WT4处理的经济产量与对照无显著差异,其值分别为8 554.18,8 398.70 kg/hm~2,其他各处理均导致菘蓝经济产量降低,降幅为6.89%～18.33%,WT4处理的水分利用效率和灌溉水利用效率最高,比对照提高7.91%和7.39%。因此,在营养生长期—肉质根生长期施加连续轻度水分调亏,其他生育期充分供水是实现河西绿洲冷凉灌区菘蓝节水高产高效灌溉制度。     

陇中半干旱区不同覆盖种植方式对土壤水热效应和玉米产量的影响

【目的】探讨黄土高原半干旱区不同覆盖种植方式对土壤水热效应及春玉米产量和水分利用效率的影响,为优化陇中旱作农业区春玉米农田土壤水热环境,提高作物产量提供依据。【方法】于2015—2016年在甘肃省榆中县石头沟省级旱作农业示范点开展田间定位试验,设平地全膜覆盖（WM）、平地半膜覆盖（HM）、隔沟覆膜垄播（MRM）、全膜双垄沟播（WRF）、秸秆覆盖（SM）和露地平播（CK）6种种植方式,测定分析春玉米各生育时期土层剖面水热状况、物候特征、不同生长阶段耗水特性和水分利用效率,以及收获后春玉米产量与水分利用效率。【结果】与露地平作（CK）相比,地膜覆盖处理较CK具有增温效应,全生育期土壤平均增温2.42℃,而SM处理表现为降温效应,平均降温0.36℃,且该调节效应主要表现在苗期,随后温度调节效应逐渐减弱;MRM、WRF、HM和SM处理在春玉米整个生育期内保墒效果显著,而WM处理不利于降水收集,仅在春玉米生长前期具有保墒效果,而在中后期随作物耗水增加,土壤含水率低于CK;春玉米在生长中期（拔节至吐丝）耗水最多,生长后期（吐丝至成熟）次之,生长前期（出苗至拔节）耗水最少,其中地膜覆盖耗水量大于秸秆覆盖,全膜覆盖耗水量大于半膜覆盖;地膜覆盖能显著提高春玉米中前期水分利用效率,其中生育前期和中期分别以HM和WRF处理提高幅度最大,2年平均较CK分别提高250.68%和61.30%;地膜覆盖种植方式在增温、促进耗水作用下使春玉米各生育期提前并增加单株干重,最终表现为产量和水分利用效率的提高,其中以WRF和MRM处理增产和提高水分利用效率效果最为显著,产量较CK分别平均增加171.40%和155.05%,水分利用效率分别平均增加142.80%和125.44%。【结论】垄沟集雨种植方式可明显改善黄土高原半干旱地区土壤水热环境,增加玉米物质积累量,其中全膜双垄沟播种植方式的玉米产量和水分利用效率最佳。     

不同生育期干旱胁迫对温室葡萄WUE、产量及品质的影响

【目的】探讨不同生育期干旱胁迫对设施栽培葡萄水分利用效率、产量和品质的影响。【方法】在甘肃省永登县设施葡萄试验基地开展了葡萄滴灌不同生育期水分调控田间灌溉试验,在葡萄新梢生长、开花、果实膨大、着色成熟期分别以55%田间持水率(θ_f)为灌水下限的干旱胁迫处理,依次为新梢生长期干旱胁迫(PS)、开花期干旱胁迫(FS)、果实膨大期干旱胁迫(ES)、着色成熟期干旱胁迫(CS),其他生育期灌水下限均为75%θ_f;全生育期以75%θ_f为灌水下限的处理为(CK)充分供水,研究了不同处理对葡萄粒径膨大速率、产量、水分利用效率(water use efficiency,WUE)以及品质的影响。【结果】新梢生长期干旱胁迫处理能抑制葡萄粒径膨大,但不会影响其生长的"双S"变化规律,且复水后粒径恢复生长并出现复水补偿效应;横、纵径在膨大期后14 d左右和52 d左右时达到膨大高峰,且第1次膨大高峰时的膨大速率远大于第2次的;新梢期和着色成熟期干旱胁迫较对照依次增产44.6%、42.5%,WUE依次提高71%、57%,果实膨大期干旱胁迫较CK可减产9.7%,WUE降低1.2%;新梢生长期、开花期和果实膨大期干旱胁迫单穂质量、单粒质量均显著(P<0.05)高于CK,开花期干旱胁迫花青素量显著(P<0.05)高于CK,着色成熟期干旱胁迫果糖、蔗糖、葡萄糖、可溶性固形物量显著(P<0.05)高于CK,并可抑制葡萄果实可滴定酸的积累;隶属函数综合分析表明,着色成熟期干旱胁迫葡萄产量和品质最优。【结论】着色成熟期干旱胁迫为当地设施栽培葡萄最佳的水分调控处理,可达到节水和提高葡萄果实产量和品质的生产效果,其水分调控模式为:土壤含水率为田间持水率的55%～80%,灌水定额为270 m~3/hm~2。     

绿洲农田土壤团聚体组成及有机碳和全氮分布对秸秆还田方式的响应

通过田间定位试验，在甘肃干旱灌区，研究了不同小麦秸秆还田方式(NTSS: 25~30 cm 高茬收割立茬免耕; NTS: 25~30 cm高茬秸秆覆盖免耕; TIS: 25~30 cm 高茬秸秆深翻耕; CT: 传统不留茬深翻耕—对照) 对农田土壤团聚体及有机碳和全氮分布特征的影响，以期为优化试区种植模式与提高农业可持续发展提供依据。结果表明：免耕秸秆还田处理(NTSS、NTS)≥0.25 mm团聚体含量较高，与CT相比，在0~10、10~20、20~30 cm土层分别提高5.4%与12.5%、13.3%与14.1%、11.1%与19.2%，以NTS提高幅度较大。NTSS、NTS提高了0~10、20~30 cm土壤团聚体的平均重量直径，较CT处理分别提高6.7%与11.6%、7.6%与8.1%，以NTS提高效果最明显。NTSS、NTS处理土壤有机碳和全氮含量均高于 CT 处理，在0~10、10~20、20~30 cm土层，有机碳含量分别增大8.1%与13.3%、7.4%与11.4%、7.8%与12.8%；全氮含量分别提高14.6%与17.9%、14.5%与17.9%、16.2%与20.5%，同样，以NTS提高土壤有机碳及全氮程度较大。各级别团聚体中有机碳和全氮含量均随土层深度增加而减小，团聚体中有机碳和全氮含量随团聚体直径减小而增加，NTS处理在各土层各级别团聚体均保持较高的土壤有机碳及全氮含量。因此，前茬小麦25~30 cm秸秆覆盖免耕还田是干旱灌区增强土壤团聚体形成、提高土壤有机碳及全氮含量的适宜栽培措施。     

河西绿洲膜下滴灌调亏对食用向日葵耗水特征、光合特性及品质的影响

于2019年在张掖市益民灌溉试验站进行食用向日葵膜下滴灌调亏大田试验,探究在现蕾期、开花期和灌浆期充分灌溉条件下,苗期轻度—成熟期(轻度、中度)水分调亏、苗期中度—成熟期(轻度、中度)水分调亏、苗期重度—成熟期(轻度、中度)水分调亏处理分别对食用向日葵耗水、光合特性、品质及产量的影响,为河西绿洲冷凉灌区优质高产高效种植食用向日葵提供理论依据。结果表明:(1)苗期和成熟期食用向日葵的阶段耗水量、耗水模数、日耗水强度均随水分调亏程度增加而降低,与充分灌溉相比,苗期水分调亏处理阶段耗水量、耗水模数、日耗水强度降幅分别为10.10%～46.08%,7.57%～34.58%,10.68%～46.60%,成熟期水分调亏处理阶段耗水量、耗水模数、日耗水强度降幅分别为5.50%～30.29%,2.93%～16.72%,5.56%～30.34%,苗期重度水分调亏经后期复水补偿作用有限;(2)苗期重度和成熟期中度水分调亏显著降低食用向日葵叶片净光合速率、气孔导度和蒸腾速率(P0.05),与充分灌溉相比,苗期重度水分调亏的降幅分别为40.30%～45.98%,43.99%～47.37%,38.20%～42.10%,成熟期中度水分调亏的降幅分别为14.23%～32.07%,15.98%～51.23%,10.02%～28.45%;(3)苗期中度—成熟期轻度处理品质最优,其粗脂肪含量与粗蛋白含量较充分灌溉分别显著提高10.84%,14.90%(P0.05)。(4)苗期中度—成熟期轻度水分调亏处理产量为4 145 kg/hm~2,与对照CK处于同一水平,产量无明显降低情况,具有节水、调质作用。综合考虑食用向日葵耗水量、光合特性、品质及产量等指标,在其他生育期充分灌溉条件下,进行苗期中度—成熟期轻度水分调亏,作为当地食用向日葵节水优质最优调亏灌溉模式。     

滴灌水肥耦合技术在西北干旱区作物栽培中的应用

水分和养分是影响作物生长发育的关键因素,明确作物需水需肥规律及其交互作用有助于农作物优质高产栽培。我国西北干旱区水资源极端匮乏,滴灌水肥耦合技术可以准确而均匀地将水肥施用于作物根部。对滴灌水肥耦合技术的优点及其对西北干旱区作物的影响研究进行了综述。滴灌水肥耦合技术通过扩大水分和养分在作物根区的运移范围,有利于作物对水分和养分的汲取和利用,实现节水省肥增产调质的目标。滴灌水肥耦合技术的优点为提高农作物水肥利用效率、促进农作物优质高产栽培、减少田间劳动力和有利于健康绿色可持续农业的发展。      

向日葵调亏灌溉研究进展

调亏灌溉作为一项具有节水、稳产、优质作用的灌溉技术,被广泛应用于农业生产中。概述了水分调亏对向日葵生长指标、光合特性、耗水规律、水分利用效率及产量和品质的影响,分析目前向日葵水分调亏所面临的问题,并提出了解决方案。研究结果可为进一步丰富向日葵调亏灌溉理论提供依据,从而更科学地指导向日葵调亏灌溉方案的制定与实施。      

河西绿洲灌区制种玉米生长特征及产量对不同抗旱措施的响应

为探寻河西绿洲灌区制种玉米最佳抗旱措施,本研究以制种玉米 NC242为供试材料,分别于 2018和2019年开展 5个不同处理大田试验,包括施用保水剂(SA)、白色地膜覆盖(WF)、黑色地膜覆盖(BF)、秸秆覆盖(SM)和露地平种(CK),测定制种玉米不同生育阶段生长特性、收获后产量、水分利用效率(WUE)及品质等指标。结果表明,较露地平作(CK), BF和 WF处理年均产量和 WUE分别提高了 3 107.02、 2 693.12 kg/hm²和 0.88、 0.78 kg/m³,以黑色地膜覆盖方式增幅最显著。利用抗旱措施可显著改善制种玉米子粒品质,淀粉、粗蛋白、粗脂肪和可溶性糖含量分别较 CK提高 3.33%～10.32%、 8.06%～24.48%、 16.03%～43.04%、 11.59%～32.76%,其中 BF处理综合品质最高。综合制种玉米的产量、水分利用效率和品质,河西绿洲灌区制种玉米覆盖黑色地膜较其他抗旱措施更能促进产量和水分利用效率的提高,并显著改善子粒品质。     

作物水氮耦合对农田土壤环境的影响

作物所处的土壤环境对提高作物产量和品质至关重要。为深入研究土壤生产力可持续发展提供理论依据,迫切需要了解现阶段作物水氮耦合效应对土壤环境的影响,重点总结了作物水氮耦合效应对土壤容重、孔隙度、含水量、温度、养分、有机质、酶活性、微生物和气体排放等土壤环境的影响,并提出未来水氮耦合的重点研究方向,以期为土壤的高效生产和可持续利用提供理论依据。      

不同覆盖方式和灌水定额对河西绿洲食葵农田土壤水热、养分和产量的影响

为明确不同覆盖方式结合灌水定额在食葵种植中的增产机制,以无覆盖（N）种植为对照,设置地膜覆盖（S）、秸秆覆盖（F）和碎麦秸垫式膜覆盖（SF）共3种覆盖方式,结合900 m³·hm^-2（H）和750 m³·hm^-2（M）2个灌水定额,对食葵农田土壤水热、养分及产量展开研究。结果表明：覆盖处理结合不同灌水定额均较无覆盖种植增加土壤贮水量,其中当灌水定额为900 m³·hm^-2时,SF和F显著增加23.89%和12.37%、S增加了6.50%;当灌水定额为750 m³·hm^-2时,SF、F、S分别显著增加20.64%、8.23%、6.96%。覆盖处理结合不同灌水定额对土壤温度的影响不同,其中当灌水定额为900 m³·hm^-2时,SF和F较N提高2.82%～7.43%,S较N降低4.3%;当灌水定额为750 m³·hm^-2时,SF和F均高于N,增幅为1.40%～6.87%。覆盖处理结合不同灌水定额可提高土壤碱解氮、速效磷、速效钾和有机质含量,其中SF处理有机质、速效磷、速效钾和碱解氮含量较N处理分别显著增加16.7%、15.2%、12.8%和16.5%,F和S处理有机质、速效磷和速效钾较N处理分别提高6.3%～6.8%、4.7%～7.8%和8.6%～8.8%。覆盖处理结合不同灌水定额可提高食葵产量及水分利用效率,其中SFH、SH、FH、SFM、FM处理分别较N处理增产25.9%、6.7%、10.4%、18.2%、15.2%,SM降低了3.1%,SFM处理水分利用效率提高6.3%。综上所述,SFM处理在改善食葵土壤水热、增加土壤养分、提高食葵产量及水分利用效率方面具有较大优势,故SFM种植模式是适宜于河西绿洲食葵种植的农业生产技术。