灌水下限对紫花苜蓿产量、品质及水分利用效率的影响

【目的】提高华北地区紫花苜蓿水分利用效率,兼顾产量与品质。【方法】于2018年4―9月,在河北涿州中国农业大学教学实验场,以紫花苜蓿品种WL363HQ为试验材料,开展紫花苜蓿田间灌溉试验。试验设置3个灌水处理:W1处理,灌水下限45%FC(田间持水率),灌水上限90%FC;W2处理,灌水下限60%FC,灌水上限90%FC;W3处理,根据当地生产经验定额灌溉为39 mm,研究了不同灌水下限对紫花苜蓿生长、产量和品质的影响。【结果】建植第5年的紫花苜蓿,全生长季需水量511.9 mm。苜蓿细根根系主要分布在0~40 cm土层,0~20 cm土层根系密度最高。灌水对第1、第2茬及全年产量没有显著影响(P>0.05),对第3茬产量有显著影响(P<0.05)。第1、第2、第3茬内采用W1处理苜蓿水分利用效率最高。不同灌水处理对苜蓿粗蛋白量没有显著影响(P>0.05),减少灌水量能增加苜蓿相对饲喂价值。【结论】建议华北地区紫花苜蓿第1、第2、第3茬采用45%FC灌水下限,第4茬采用60%FC灌水下限。     

无溶剂法制备丙烯海松酸蔗糖酯及其在空气-水界面吸附行为研究

在无溶剂条件下,以丙烯海松酸和蔗糖为原料,在高温熔融状态下通过酯化反应制备了丙烯海松酸蔗糖酯,运用红外光谱、核磁共振和凝胶渗透色谱对其结构进行了表征,并测试了其临界胶束浓度(CMC),利用再定向理论分析了丙烯海松酸蔗糖酯表面活性剂在空气-水界面的形态转变和吸附量等吸附行为。研究结果表明:成功合成了丙烯海松酸蔗糖酯,其CMC值为2.2 g/L。丙烯海松酸蔗糖酯在空气-水界面的吸附状态分为状态1和状态2,随着表面压的增加,溶剂摩尔分数逐渐降低,2种状态丙烯海松酸蔗糖酯分子在空气-水界面上的摩尔分数之和逐渐增加。计算了吸附在界面上的状态1和状态2丙烯海松酸蔗糖酯的吸附量,随着表面压增大,状态1吸附量先增大后减小,状态2吸附量占主导且持续增多,吸附量最高可达1.9 mmol/m2。丙烯海松酸蔗糖酯的吸附和胶束化摩尔自由能(ΔG)分别为-20.67和-15.16 kJ/mol,表明丙烯海松酸蔗糖酯优先吸附在界面上,达到饱和后就形成胶束。     

基于公共天气预报的三江平原ET0预报模型比较及敏感性分析

为了提出适合我国三江平原的高精度ET0预报方法,基于该区6个气象站点的天气预报数据和实测气象数据,以FAO56-Penman-Monteith(FAO56-PM)公式计算值为基准,比较Hargreaves-Samani(HS)、Thornthwaite(TH)和Blaney-Criddle(BC)3个ET₀预报模型的效果,对最优模型进行敏感性分析。结果表明:3个模型1~7 d预见期平均绝对误差均值分别为0.66、0.65、0.65 mm/d,均方根误差分别为0.93、0.96、0.95 mm/d,相关系数分别为0.857、0.828、0.840。1~5 d预见期最优预报模型为HS模型,6~7 d为TH模型。总体上预报精度由高到低为HS、TH、BC模型,建议采用HS模型在三江平原开展ET₀预报,HS模型预报对最高温预报的敏感性大于最低温。其预报值在夏季受温度预报误差影响最大,冬季最小,4季整体误差较小。研究可为灌溉预报提供较准确的数据基础。     

提高小麦单产的田间排水暗管规格模拟

改进内蒙古河套灌区田间排水系统的规格对灌区提升作物产量和保障粮食生产有重要现实意义,因此,在河套灌区对所构建的分布式SWAP-WOFOST模型进行了参数率定和验证,然后,对2000—2010年灌区春小麦种植条件下适宜的田间排水暗管规格进行探讨,并模拟评价了该条件下作物产量和水分生产力(WP)的时空分布特征。结果表明,所构建的分布式模型在河套灌区具有较高的适应性。春小麦种植条件下,灌区大部分耕地面积推荐采用田间排水暗管的规格为间距100.0m或75.0m,埋深为2.5m。相比现有排水系统,采用推荐的排水暗管规格,春小麦多年平均作物产量提高了18.5%,多年平均WP提高5.2%。研究结果为进一步改进灌区田间排水系统的效果提供了一定的参考。     

张掖黑河灌区苜蓿高效灌溉模式研究

通过对黑河流域大满灌区灌溉试验,测定了不同生育年龄甘农3号苜蓿Medecago sativacv.GannongNo.3地上生物量,经统计分析建立了苜蓿地上生物量年际动态和不同生育年内各茬间动态变化规律,结果表明,不同年际间各茬产量在不同水分处理下水分利用效率存在明显差异。不同水分处理下产量的变化呈高-低-高的“S”型变化,确定了苜蓿地的高效灌溉时期为现蕾-开花期,优化灌溉定额为520 mm,为苜蓿高产节水灌溉模式提供了理论依据。     

基于AHP-EWM-TOPSIS的温室辣椒最佳调亏灌溉方案优化研究

辣椒对土壤水分非常敏感,传统的灌溉方式以单一追求高产为目的,对农作物进行大量灌溉,辣椒产量的提高往往伴随品质的下降。为选出能平衡产量和品质的最优调亏灌溉方案,本试验以辣椒为研究对象,以全生育期充分供水(75%～85%θ_f,θ_f为田间持水量)作为对照(CK),在3个调亏时期(苗期M、花期H和果期G)分别设置2种调亏程度(轻度水分调亏LS:65%～75%θ_f,重度水分调亏SS:55%～65%θ_f)和2种调亏历时(短期调亏：连续亏水4 d,长期调亏：连续亏水8 d),研究不同调亏处理对辣椒生长、产量和品质的影响。结果表明,在各生育期进行调亏灌溉均会减小辣椒株高、茎粗、叶面积及营养器官干物质。与花期和果期相比,苗期水分调亏对辣椒生长指标及营养器官干物质的抑制程度最大,尤其在苗期长期重度水分调亏(MSS-8)下,营养器官干物质最少,较CK下降27.85%。另外,苗期和花期适度的水分调亏有利于提高辣椒生殖器官干物质和产量,其中,苗期短期轻度(MLS-4)、苗期长期轻度(MLS-8)及花期短期轻度(HLS-4)水...     

滴灌施肥周期和毛管布设方式对苹果树细根直径时空分布的影响

为探明不同滴灌施肥策略对苹果树细根直径的调控效应,于2019—2021年开展二因素二水平完全组合设计田间试验,毛管布设方式设置一行一管和一行两管,施肥周期设置15 d和30 d,采用微根管原位监测技术,分苹果树正南、正西及东北3个方位和0～19、19～38、38～57、57～76 cm不同深度土层,持续观测苹果树活跃生长期内细根直径的动态变化,分析了苹果树细根直径对毛管布设方式和施肥周期的响应。结果表明：细根直径主要集中在0.5～1.5 mm范围内,约占90%,0～0.5 mm和1.5～2.0 mm直径的细根占比很少。在夏季之前,直径≤1.0 mm的细根增多;夏季之后,细根直径加粗,直径>1.0 mm的细根迅速增加。相较于施肥周期15 d,施肥周期30 d在2020年6—11月和2021年4—7月均能增加细根直径;在大部分土层中,施肥周期30 d会增加细根直径,施肥周期15 d会减小细根直径;在2020年正南和东北方向上,施肥周期15 d会减小细根直径,施肥周期30 d会增加细根直径。一行一管较一行两管在2020年和2021年8月均能增加细根直径;在浅中层土壤(0～38 cm土层...     

农牧交错带灌溉和旱作模式下马铃薯耗水差异

为揭示北方农牧交错带地区马铃薯“水改旱”种植对其产量和水分利用的影响,选取中国北方农牧交错带地区27个站点,基于站点的气象数据、土壤数据和管理数据驱动充分验证的APSIM-Potato模型,模拟分析农牧交错带地区灌溉和雨养马铃薯的耗水差异。结果表明：北方农牧交错带地区马铃薯种植连续灌溉10、20 a和30 a的产量分别为15 900～35 600、16 400～34 800 kg·hm^-2和16 600～34 800 kg·hm^-2,改为旱作后对应的产量分别为12 800～30 600、13 900～29 100 kg·hm^-2和12 700～25 500 kg·hm^-2;灌溉马铃薯产量均表现为西部较高,旱作马铃薯产量则为东部较高。连续灌溉10、20 a和30 a的播前1 m土层土壤含水量分别为163～388、161～394 mm和154～398 mm,改为旱作后分别下降31.8%、35.3%和36.9%。连续灌溉10、20 a和30 a后的地下水消耗量分别为5 360～21 330、8 910～4...     

草坪灌溉与排水课程设计的关键环节分析

为了提高草业科学本科生创造性和独立性,要求学生完成喷灌系统课程设计。该课程设计特点是公式多、难记忆、抽象和难掌握。在课程设计过程中,学生经常找不到切入点,不知道各环节计算公式和各环节之间的联系。通过对多年教学过程的总结和概括,分析设计灌水定额和灌水周期、喷头布置和选型、轮灌组划分等关键环节,进一步阐明各关键环节之间的联系,以期指导学生更好掌握草坪灌溉与排水课程,达到满足草坪草用水、节约用水、形成水动景观效果、解决我国水资源紧张等目的。