河套灌区套种粮油作物耗水规律的试验研究

2009-2010年河套灌区磴口项目区试验结果表明,小麦套种玉米与小麦套种油葵2种立体种植模式下,生育期内作物日平均蒸发蒸腾量分别为:小麦4.31 mm、覆膜玉米4.43 mm、不覆膜玉米4.39 mm、油葵3.42 mm.根据田间波文比系统监测数据,通过多种方法确定项目区ET.比较,FAO-56推荐Penman-Mo...     

盐渍化地区油料向日葵根系吸水模型的建立

在盐渍化地区进行节水灌溉研究，具有一定的难度，其影响因素较多，而盐渍化地区根系吸水量的计算是进行节水灌溉的关键。该文根据带有作物根系吸水项的垂向一维土壤水运动方程，采用有限差分法，应用节水灌溉试验野外实测资料计算了作物根系吸水速率，并检验了所计算根系吸水速率的准确性。在此基础上将人工神经网络技术引入到根系吸水模型的建立中，建立了拓扑结构为15∶12∶5的根系吸水模型。研究表明：油料向日葵根系的主要吸水层集中在距地表0～50 cm土层间，最大吸水峰在20～40 cm之间运移；计算的根系吸水速率精度较高；所建立的BP神经网络根系吸水模型对盐渍化地区油料向日葵根系吸水速率的模拟具有较高的精度。     

向日葵株高和茎粗的空间结构性初步分析

通过对向日葵的株高、茎粗两生育指标田间系统采样研究，将影响系数法进行补充后应用到对两生育指标的原始数据特异值处理中。运用地质统计学原理探讨了株高、茎粗两生育指标的空间结构性并建立了变差函数模型。结果显示两变量具有较明显的区域化变量特征和较好的空间结构性，可用区域化变量理论来分析研究，经特异值处理后块金常数(C₀)值有了不同程度的降低。弥补了单纯采用经典概率统计法对作物生育指标进行分析的不足，对作物信息进行空间结构性和定量化研究可为精确农业的实施提供必要的技术支撑。     

内蒙古东部地区喷灌灌溉制度及其经济效益

[目的]为解决内蒙古东部大兴安岭东南地区由于零灌溉所带来的"单产不高,总产不稳"等问题,确定适合于当地的高产高效节水型灌溉制度。[方法]以当地主要作物大豆为供试作物,开展了喷灌条件下的作物产量、水分生产率和经济效益等方面的研究。[结果]当地原有的零灌溉农业种植模式并不能为大豆的种植提供足够的水分,采用喷灌技术追加2次灌溉,大豆可增产20.0%,但是经济效益并没有提高;追加4水灌溉,虽然总收益最高,但是大豆的作物水分生产率却相比3水灌溉小了很多,造成了不必要的水资源浪费。[结论]在开花期、结荚期和鼓粒期分别对大豆增加3次灌水定额为200m3/hm2的灌水,不但可以提高大豆的产量(增产47.8%),而且可以获得最大的经济收益。     

干旱盐渍化地区控释肥水氮耦合效应与制度优化

为探索盐渍化地区控释肥水氮耦合效应及优化组合方案,提高水氮利用效率,减少硝态氮流失,2019年和2020年在河套灌区开展了控释肥施用农田不同水氮配比试验,研究了盐渍化地区向日葵产量和水氮利用效率对控释肥与传统肥料的响应差异,以及控释肥不同水氮配比对向日葵产量和水氮利用效率的影响,构建了向日葵经济效益与水氮交互作用的数学回归模型,并优化了水氮组合方案。结果表明：与传统肥料相比,控释肥处理产量、氮肥农学利用率、氮肥偏生产力和灌溉水生产效率平均增加了13.89%、46.42%、13.61%和13.62%（P<0.05）,收获指数差异不显著（P>0.05）。控释肥施用条件下,不同水氮处理交互作用明显,控水灌溉限制了氮素利用,充分灌溉条件下向日葵产量、氮肥农学利用效率和氮肥偏生产力平均增长了21.87%、80.89%和21.53%;低氮同样降低了水分利用效率,从低氮到中氮,向日葵产量和灌溉水生产效率平均增长了14.83%和15.35%,从中氮到高氮平均增长了3.86%和3.43%。2年最高产量均为高水高氮处理,分别为3.9435、3.7887kg/hm2。控释肥施用条件下,灌水量、施氮量与向日葵经济效益之间符合二元二次回归模型,2年预测经济效益与实际经济效益决定系数R2均为0.99,通过主因素分析,经济效益随施氮量的增加先增加后减小,通过模拟寻优及综合各项指标分析,控释肥充分灌溉条件下中氮水平经济效益在18000~21000元/hm2之间,是本试验最优处理,在增产的同时可以减少氮素流失。研究可为河套灌区向日葵种植、减少农田面源污染提供技术参考。     

小麦/玉米套作条件下氮、磷配施的肥料效应研究

针对内蒙古河套灌区农业面源污染的现状,本研究以内蒙古河套灌区常规作物小麦和玉米为供试材料,采取"3414"部分实施方案,对氮、磷肥的施用效应及养分交互作用进行了研究,探讨进一步削减当地农业生产过程中的肥料用量的施肥技术。结果表明:小麦/玉米套作条件下,作物产量与氮、磷肥施用量之间满足二次型回归模型,氮肥、磷肥及氮磷交互效应对产量产生显著影响,氮磷交互作用氮磷。在施肥水平较低时,氮、磷肥表现出较好的协同促进作用,在达到产量的极限值后,则表现为无效及拮抗作用;中氮中磷处理能够较好地满足作物生长发育过程中对氮和磷的需求,提高作物对氮、磷的利用率。但随着施肥量的进一步增加,作物植株吸肥量也随之增加,施肥效益降低,肥料利用率持续下降。通过对氮、磷单因素及二因素肥料效应的分析,对施肥水平做进一步优化,得出小麦最佳施氮量为167.67~196.61 kg·hm-2,最佳施磷量为130.43~186.64 kg·hm-2;玉米最佳施氮量为222.10~299.14 kg·hm-2,最佳施磷量为156.14~188.00 kg·hm-2。这将为进一步削减氮、磷配施量,改善当地土壤养分平衡,减轻农业面源污染提供一定的指导作用。     

环境因素对紫花苜蓿叶水势与蒸腾速率影响的初步研究

植物叶水势及其蒸腾速率除取决于本身的生物学特性外,还受外界环境因子所制约.该文根据有关田间试验资料全面分析了叶水势、蒸腾速率在不同灌溉水平下的日变化规律,并探讨了其与土壤含水率和气象因素(气温、净辐射和饱和差)之间的关系,建立了叶水势和蒸腾速率与气象因素间的定量关系式,对紫花苜蓿的合理灌溉具有指导意义.     

河套灌区控制排水对氮素流失与利用的影响

为探求控制排水对油葵农田土壤氮素流失、氮肥利用效率以及产量的影响,设置生育期控制排水深度分别为40cm（K1）、70cm（K2）、100cm（K3）3个处理,选择明沟排水作为对照处理（CK）,开展了田间试验。结果表明：K1处理土壤NH+4N含量（质量比）最高,平均值为20.17mg/kg,显著高于其他各处理（P<0.05）,较K2、K3、CK处理高31.36%、46.16%、15.22%。不同处理间土壤NO-3N含量差异性大于NH+4N。生育期灌溉后0~40cm土壤NO-3N含量由大到小依次为K1、CK、K2、K3。不同处理NO-3N流失量均大于NH+4N,K1、K2、K3、CK处理NO-3N流失量较NH+4N分别高60%、52.63%、30.77%、58.82%。暗管排水处理,出口埋深越小,排水量越小,氮素流失量越小,控制排水稳定了地下水埋深变化。控制排水处理（K1、K2）提高氮肥偏生产力3.04%~11.15%,提高了养分吸收量。K1处理氮肥偏生产力最大,分别较K2、K3、CK处理增加4.54%、7.72%、11.15%（P<0.05）。K1处理能显著提高玉米产量（P<0.05）,较K2、K3、CK处理分别增加4.52%、7.69%、11.14%。油葵收获后,各处理0~100cm土壤NH+4N含量为0.98~8.13mg/kg,随着土层深度的增加土壤NH+4N含量减少,0~40cm土层CK处理土壤NH+4N含量最大,较K1、K2、K3处理分别大11.65%、14.55%、18.19%（P<0.05）。相同处理相同土层NO-3N含量明显高于NH+4N含量;生育期灌溉后,0~10cm土壤中NO-3N均随水向深层土壤运移,而K1处理将大多NO-3N聚集在20~40cm土层中。在生长中后期,20~40cm土层为油葵根系旺盛层,K1处理对土壤中氮素利用相对较高。综合油葵产量、土壤氮素变化规律、氮肥利用效率及氮素流失情况,适宜的排水方式为生育期控制排水深度40cm（K1）。     

基于权马尔科夫链模型的河套灌区上中下游地下水埋深预测研究

以拓展和深化区域地下水埋深预测研究为目的,运用随机理论,建立了基于加权马尔科夫链的地下水埋深预测模型,预测内蒙古河套灌区上中下游在未来时段内地下水埋深所处区间值。结果表明：节水改造后灌区中游区的地下水埋深更多的时候处于［2.380, 2.742)区间,下游区的地下水埋深更多的时候处于［2.218, 2.506)区间,这两个区间的数值都低于内蒙古河套灌区的临界地下水埋深2.0 m,在未来的一段时间河套灌区中下游的盐渍化有望进一步减轻。而上游区的地下水埋深更多的时候处于［1.227, 1.727)区间,此区间的数值高于内蒙古河套灌区的临界地下水埋深2.0 m,在未来的时间河套灌区上游是控制地下水埋深的重点区域。     

水氮限量供给对盐渍化农田玉米光能利用与产量的影响

为确定河套灌区畦灌条件下盐渍化农田玉米适宜的灌溉和施氮量,田间试验设置了3个灌溉水平150、225、300mm（分别记为W1、W2和W3）和3个施氮水平172.5、258.8、345kg/hm2（分别记为N1、N2和N3）,研究限量水氮对盐渍化农田玉米生殖生长阶段土壤水盐状况、光截获率、光能利用效率（RUE）及产量的影响,并基于通径分析方法探讨了产量形成机制。结果表明：相同施氮量下,W3和W2在玉米抽雄-灌浆期的光截获率显著高于W1（P＜0.05）,W3与W2差异不显著;水、氮及交互效应显著影响RUE,特别在灌浆期,RUE与灌溉量和施氮量在一定范围内呈正相关,而过量灌溉或施氮对RUE有抑制作用,适度减氮控水能显著提高RUE;W2N2的产量分别较W3N3、W3N2增产4.01%、3.91%（P＞0.05）,适度节水节氮不会显著影响产量;产量与灌浆期叶面积指数（LAI）、光合势、光截获率呈显著正相关,RUE对产量的直接贡献最大,生物累积量、LAI、光合势和光截获率均通过RUE对产量的间接贡献较大;W2N2相比其他处理明显改善了玉米生长后期土壤水盐状况,有利于促进冠层发育和提高光合生产力,其较小平均叶倾角和较大LAI有利于提高光截获量和光合作用面积,特别是其灌浆后期LAI和光合势较其他处理提高7.15%~42.24%和5.95%~37.60%,LAI下降速率分别较W3N3、W3N2减缓37.35%、53.49%,具有更加合理的冠层结构,表现出较高的光合性能,显著促进了生物量的累积（P＜0.05）,灌浆期RUE较其他处理显著提高18.61%~66.93%,在本试验条件下产量最高。W2N2处理具有节水、节肥、稳产及高光效的优势,可作为河套灌区盐渍化农田玉米适宜水氮模式。