基于COTTON2K的华北平原和新疆2个棉区棉花耗水特征比较

利用校正过的棉花模拟模型COTTON2K对华北平原和新疆的棉花生产和耗水进行了模拟,分析2个地区棉花的耗水特征。结果表明,新疆石河子地区在水分充分供给条件下石河子的耗水量为655 mm,而禹城的耗水量为541 mm;石河子的平均产量几乎为禹城的2倍;同时分析了2个站点产量和耗水量的关系以及不同生育期耗水规律和降雨的同期性,结果表明禹城的降雨能满足棉花80%的需水量,灌溉时期主要集中在苗期和蕾期;石河子的降雨仅能满足棉花需水的21%;另外,石河子的水分利用效率大于禹城,但是新疆的棉花生产基本依靠灌溉,成本较高。     

设施蔬菜现代节水技术研究进展

我国水资源匮乏,农业每年用水量约占全国总用水量的65%,设施农业用水效率整体不高,各种节水技术尚未得到广泛应用。本文综述了我国的水资源现状,蔬菜作物耗水规律,现代节水技术,水肥耦合技术以及节水的发展趋势等,希望为设施蔬菜节水提供参考。     

用分布式水循环模型与机器学习预测内蒙古河套灌区节水潜力

为探究内蒙古河套灌区真实节水潜力,该研究构建河套灌区分布式水循环模型与基于机器学习的盐分模型,设置节水方案集,定量分析各方案下的灌区引、耗水量、地下水埋深、积盐量变化等。结果表明：1）水面蒸发的纳什系数均不低于0.654,相对误差绝对值不高于分别为4.82%,相关关系为0.88,排水过程纳什系数均不低于0.600,相对误差绝对值不高于分别为5.11%,相关关系为0.82,地下水埋深的纳什系数均不低于0.628,相对误差绝对值不高于分别为5.12%,相关关系为0.86,满足灌区水循环满足精度要求。本文选择采用土壤盐分模型,得到土壤积盐量与实测值的纳什系数均不低于0.76,满足精度要求。2）渠道砌衬方案S1、田间节水调控方案S2、种植结构调整方案S3的耗水节水量分别为2.93亿、3.02亿和2.54亿m³。S1+S2+S3组合方案灌区耗水节水量最多,为9.11亿m³,S2+S3方案组合次之。3）渠系水利用系数提高,将引起地下水水位下降,不利于排盐,S1方案下地下水埋深大于3 m的面积比例较基准方案增加了7.59%,不利于灌区排盐。田间工程措施使得相应的农田入渗量减少,地下水位下降,有利于灌区脱盐,S2方案下地下水入渗补给量较基准方案减少2.57亿m³,灌区地下水位下降较为明显,S2方案有利于灌区脱盐。S3方案下地下水入渗补给量略微减少,地下水位变化不大,有利于灌区脱盐。不同方案组合,S1+S2、S1+S2+S3方案下对地下水埋深影响较大,尤其是S1+S2+S3方案在灌区西北部、山前、乌拉特前旗、乌梁素海东部的形成连片埋深高值区,影响区域生育期农田作物与林草地植被生长。S1S2方案下不利于灌区脱盐,自然植被生育期平均埋深超过2.5 m的比例较基准方案增加了5.46%。在综合考虑生态环境的约束下,推荐耗水节水量最大的方案S2+S3,即灌区适宜的耗水节水潜力为5.69亿m³。该方案下虽然也会引起地下水位略有下降、进乌梁素海排入水量略微减少,但最有有利于灌区排盐。研究可为引黄灌区节水方案制定与灌溉管理提供技术支撑。     

科尔沁沙地灌溉与施肥对退化草地生产力的影响

在科尔沁沙地典型退化草地上开展了裂区组合设计的灌溉与施肥二因素试验。结果表明,科尔沁沙地退化草地土壤储水量受降水量的影响强烈。由于受到干旱气候和灌溉量的影响,灌水仅对地表0~30 cm的土壤含水量变化有作用,对深层土壤的含水量没有作用。灌溉和施肥对沙地退化草地的植物生物量有着明显的促进作用。灌溉处理中,灌溉90 mm试验区的植被生物量为最高(128.3 g/m2),施肥处理中,每hm2施600 kg氮肥试验区的植被生物量为最高(147.3 g/m2)。灌溉90,60,30 mm和对照试验区的植被耗水量分别为379.00,349.90,313.20和293.50 mm。与其相应的水分利用率分别为0.28,0.38,0.34和0.35 kg/(mm.hm2)。综合分析认为科尔沁沙地退化草地的基本耗水量为294 mm。     

冬小麦限水灌溉条件下磷肥补偿效应的研究

为探索磷肥对土壤水分亏缺的补偿效应,研究了灌水和施磷对冬小麦耗水和产量等的影响。结果表明,冬小麦总耗水量与灌水量成正相关关系,而土壤贮水肖耗量与灌水量成负相关关系;施磷能提高作物耗水量,促进深层土壤水分的消耗。灌水和施磷均能显著提高冬小麦产量;两者相比,灌水增加了单位面积穗数和提高了千粒重,而施磷仅增加了穗数。灌水对经济系数无明显影响,但明显降低水分利用效率;施磷对经济系数和水分利用效率均无明显影     

坡地土壤水分动态及耗水规律研究

8年长期坡耕地土壤水分研究表明:裸地2m土层水分季节性变化呈倒S型;40～100cm内土层水分对作物供水极为重要;在降水量为500mm左右的黄土丘陵沟壑区,降水能完全满足坡耕地作物生长发育;在降雨因素不成为限制作物生长发育主要因素时,水平沟耕作可以有效地控制地表蒸发,降低作物耗水量;人工草地耗水强度趋势为:沙打旺>草木樨>紫花苜蓿>红豆草>柠条（二年生）;3年生人工草地主要利用50～200cm土层水分,8年生人工草地利用150～400cm土层水分,且8年生人工草地土壤水分恢复维艰。     

基于贝叶斯分析的干热河谷区橙子林冠层蒸腾耗水模拟

需耗水机制是进行农田/果园水分管理和调控的基础。本文聚焦蒸腾耗水机制,基于贝叶斯参数估计方法对比了不同Jarvis-Stewart模型配置对干热河谷区橙子林蒸腾耗水量的模拟效果,探索了Jarvis-Stewart模型在影响因子交互效应较强条件下蒸腾耗水模拟中的适用性。结果表明,考虑不同影响因子及其限制函数会对模拟效果产生较大影响,其中考虑土壤含水率和叶面积指数对模拟效果改善作用明显,而引入饱和水汽压差和气温则不同程度地降低模拟精度;考虑的影响因子越多,模型结构越复杂,模拟效果不一定越好;筛选出的最佳模型结构基本实现了橙子林蒸腾耗水的可靠模拟,但模拟效果仍有明显改进空间,因此,应综合考虑模型复杂程度、模拟精度及不确定性等,进一步探究适宜的模型结构。研究可为果园节水灌溉技术体系建立和水分管理优化提供科学依据,也能为耗水模型的进一步发展和完善提供理论支撑。     

多次微量滴水技术对南疆棉田土壤水热盐分布的影响

【目的】研究多次微量滴水技术对南疆棉田土壤水热盐分布的影响。【方法】在南疆第三师开展小区试验,设置不同灌水量(每次15～45 mm)及灌水频率(1～3次)处理(1-15、1-30、1-45、2-15、2-30、2-45、3-15、3-30、3-45),以春灌为CK(225mm),研究灌水量与灌水频率对棉田土壤湿润体含水率、耗水特征、土壤温度、土壤pH值及土壤盐分的影响,以期找到南疆盐碱地棉苗发芽所需水分供应与盐分洗脱水量的平衡关系。【结果】灌水量为15 mm处理能较好的将湿润区控制在种孔附近范围,湿润体内含水率极大值交汇点在距滴头点水平、垂直10 cm处,与春灌CK整个剖面土壤含水率相比均小于10%,剖面内平均含水率达到14.6%;2-15处理棉花播种出苗期-苗期灌水后耗水量、耗水强度及水分利用效率表现最佳,分别为241.52 m³/hm²、1.42 mm/d、1.08 kg/m³,且显著高于CK;土壤温度随灌水量增加而降低,但土壤温度会在灌水一段时间后回升并高于CK,灌水次数越多,灌水12～24 h后土壤温度越高;各处...     

准噶尔西部人工碳汇林原生荒漠植被梭梭蒸腾耗水研究

在克拉玛依造林碳汇基地外围,使用包裹式茎流计（Flow4）对梭梭（Haloxylon persicum Bge.）枝液流动态进行了监测;根据生物统计结果选取被测标准枝,标准枝基径在l～3 cm范围内;通过基径断面积和被测枝液流计算丛蒸腾耗水量,通过冠幅最为扩展纯量,利用丛蒸腾耗水量对灌丛群落耗水量进行了尺度转换.结果表明,在转化过程中,梭梭液流速率同枝基径、丛蒸腾耗水量同冠幅具有强相关性;克拉玛依造林碳汇基地蒸腾耗水量的背景值为3.25 t/（d·hm2）;梭梭液流同太阳辐射、光合有效辐射、风速、空气湿度、土壤含水率呈极显著相关,是影响液流变化的主要因子,排列顺序为：光合有效辐射＞太阳辐射＞风速＞土壤含水率＞空气湿度;使用主导因子对梭梭液流通量进行拟合,方程为f=0.024PAR ＋6.859,R2达0.887.