不同灌水下限设施番茄土壤CO2排放特征及其影响因素研究

【目的】探讨不同灌水下限设施土壤CO2排放特征及其影响因素,为调控设施土壤水分和碳排放提供理论依据。【方法】在番茄生育期内采用LI-8100A土壤碳通量自动测定仪观测不同灌水下限[20 kPa(D20)、30 kPa(D30)、40 kPa(D40)]下的土壤CO2排放速率,并分析其影响因素。【结果】在番茄生育期内,不同灌水下限设施土壤CO2排放速率变化趋势基本一致,D20处理最高,平均速率为2.759μmol/(m2·s),其次是D30处理,为2.601μmol/(m2·s),D40处理最低,为2.559μmol/(m2·s)。在土壤CO2累积排放量方面,D20处理显著高于其他2个处理,而D30和D40处理之间无显著差异。就单因素模型而言,不同灌水下限处理的土壤CO2排放速率与15 cm土壤温度呈指数回归关系,且均达显著水平(P<0.05);不同灌水下限处理的土壤CO2排放速率与15 cm土壤含水率均呈显著二次回归关系(P<0.05);与单因素模型相比,土壤温度和土壤含水率的双因素复合模型(68.5%~83.8%)可以更好地解释土壤CO2排放的变化。土壤温度敏感系数Q10值在1.442~1.498之间,其中D20处理最敏感,D40处理最不敏感。相关分析结果表明,土壤CO2累积排放量与0~20 cm土层土壤有机质量、pH值、全氮量、速效磷量、速效钾量、碱解氮量和微生物量碳呈显著相关关系。采用PCA分析提取出的2个主成分累积贡献率为85.79%。【结论】灌水下限影响设施土壤CO2的排放,其中D20处理促进了设施土壤CO2的排放。     

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。     

非全流土壤排渗过滤装置对黄河含沙水过滤和滴灌堵塞的影响研究

为解决黄河含沙水滴灌过滤粘粒不易去除的问题,采用对比试验方法,设置了竖直地埋管式(V)、水平地埋管式(L)、辐射井管式(R)、渗水井管式(S)4种非全流土壤排渗过滤装置,进行了非饱和土壤处理(V2、L2、R2)与饱和土壤处理(V1、L1、R1和S)条件下的黄河含沙水过滤性能试验.试验结果表明:V1、L1、R1处理比V2、L2、R2处理两次过滤的平均滤水量分别提高3.73％、9.52％和10.56％,平均滤水含沙量分别降低2.74％、3.95％和1.84％;S处理滤水量最大,L处理滤水含沙量最小.各处理稳渗滤水含沙量均小于0.3 kg/m3,大于0.1 mm且小于0.129 mm的颗粒仅占0.58％.通过滴灌试验验证,S、V、L处理灌水器的相对流量和均匀系数分别大于75％和80％,均满足滴灌使用.综合考虑,建议在实践应用中推荐渗水井管式(S)和水平地埋管式(L)非全流土壤排渗过滤装置,可以为引黄灌区高效节水灌溉的黄河高含沙水过滤提供技术支撑.     

幼龄期压砂地枸杞产量和品质多指标耦合灌溉制度优化

为提高宁夏中部干旱带幼龄期压砂地枸杞灌水效率,保障枸杞产量和品质,进行了3水平灌水定额(300、225 m~3·hm~(-2)和150 m~3·hm~(-2))的田间对比试验,采用综合指标增量最优方法对灌溉制度进行了优化。研究发现:枸杞5月上旬萌芽期耗水以土壤蒸发为主,日耗水量0.6～1.2 mm,6月中旬进入夏果花期耗水量增大,日耗水量2.5～3.7 mm,7月中旬枸杞夏果期耗水量继续增大,达2.4～4.3 mm,7月下旬日耗水量最大,为3.2～4.7 mm,8月中旬耗水量下降,日耗水量3.0～4.2 mm。灌水定额对枸杞产量影响显著(P0.05),灌水定额300 m~3·hm~(-2)时产量最高,为1 402.65 kg·hm~(-2);灌水定额225 m~3·hm~(-2)时枸杞多糖、β-胡萝卜素和黄酮较高,含量分别为4.56%、0.15%和0.41%;灌水定额150 m~3·hm~(-2)时枸杞甜菜碱含量较高,为0.77%。进一步通过综合指标增量最优方法进行优化,结果表明β-胡萝卜素含量最高时得到综合指标增量最大,为-5.4%,总耗水量为450 mm。枸杞夏果花期进入需水关键期,阶段耗水量达70 mm以上,进入6月中旬枸杞需水量增大,旬耗水量达29 mm以上。可见,幼龄期压砂地枸杞产量及品质指标均达到最优的耗水量较难获得,但是在β-胡萝卜素含量最高时可以获得产量和品质多指标耦合的最优耗水量,据此进行灌溉制度优化,可以一定程度上实现幼龄期压砂地枸杞优质高产。     

灌水对强筋小麦籽粒产量及营养品质的影响

为明确水地强筋冬小麦高产、优质、高效的灌溉技术，试验设3个灌水时期8个灌溉处理［越冬期灌1水（W₁），拔节期灌1水（W₂），孕穗期灌1水（W₃），越冬期和拔节期灌2水（W₁₂），越冬期和孕穗期灌2水（W₁₃），拔节期和孕穗期灌2水（W₂₃），越冬期、拔节期和孕穗期灌3水（W₁₂3），全生育期不灌水处理（CK）］,于小麦成熟期测定籽粒产量、总蛋白及其组分含量和淀粉含量。结果表明，与不灌水的CK比较，所有灌水处理的籽粒产量、有效穗数、穗粒数、千粒重、蛋白质产量以及籽粒淀粉含量均显著增加，但籽粒的总蛋白及其组分含量均呈不同程度降低（W₁处理除外）。越冬期灌水对有效穗数、籽粒产量、总蛋白及其组分含量、淀粉含量的提升作用较大；拔节期灌水对穗粒数的提升作用较大，但对淀粉含量的提升作用较小，对总蛋白及其组分含量的降低作用较大；孕穗期灌水对千粒重的提升作用较大，对蛋白质产量的提升作用较小。随着灌水次数增加，小麦籽粒产量显著提高，淀粉含量先显著提高后基本不变，而籽粒总蛋白及其组分含量降低。W₁₂3处理籽粒产量最高，其次是W₁₃处理；W₁处理籽粒蛋白质及其组分含量最高，其次是W₁₂及W₁₃处理；W₂₃处理淀粉含量最高，其次是W₁₂或W₁₃处理。综合各项指标，最好的灌水组合是越冬期和孕穗期灌2水（W₁₃）。     

滴灌灌水均匀系数与灌水量对土壤水分分布及温室番茄产量的影响

为探索灌水均匀系数与灌水量对温室番茄产量和土壤水分变化的影响,确定合理的滴灌灌水均匀系数,本研究设置65%、75%和85%3个灌水均匀度水平, 190 mm、220 mm和250 mm 3个灌水量水平,测量番茄生育期内土壤含水率及番茄产量,计算土壤含水率均匀系数和番茄灌溉水利用效率。结果表明,当灌水均匀系数为65%～85%时,土壤水分均匀系数均值(82.57%～93.76%)接近或高于设置的滴灌灌水均匀系数的最大值(85%)。滴灌灌水均匀系数对土壤含水率均匀系数影响权重最大,灌水量、灌水均匀系数、土壤初始含水率均值3个影响因素与土壤含水率均匀系数均值之间呈线性关系(P0.05),决定系数为0.918。当土壤初始含水率占田间持水量比重60%,灌水量低于15mm时,灌水均匀系数与灌水量二者的交互作用与土壤含水率均匀系数为显著线性关系(P0.05),其他情况下均无显著性关系。灌水量对产量为显著影响(P0.05),灌水均匀系数及二者的交互作用对番茄产量无显著影响,考虑产量及灌溉水分利用效率,灌水量220 mm、灌水均匀系数75%组合为最优组合。因此在西北地区,综合考虑经济性和系统的可靠性,建议下调现行滴灌灌水均匀系数标准。     

不同灌水处理对滨海盐碱地土壤阳离子组成及玉米干物质累积的影响

采用田间试验对不同灌水处理灌水后玉米地（天津滨海盐碱地）0~60 cm土层土壤K⁺/Na⁺、Ca²⁺/Na⁺及玉米干物质累积量进行研究，共设计4个处理，分别为LI₁₀（常规滴灌，灌水10 mm）、LI₂₀（常规滴灌，灌水20 mm）、FI₁₀（膜下滴灌，灌水10 mm）和FI₂₀（膜下滴灌，灌水20 mm）。结果表明：灌水后不同灌水方式下灌水量较大的处理0~60 cm各土层K⁺/Na⁺均大于灌水量较小的处理，且均表现出0~20 cm土层K⁺/Na⁺较大，40~60 cm土层K⁺/Na⁺较小；相同灌水量下膜下滴灌处理0~60 cm各土层Ca²⁺/Na⁺均较大，灌水后不同灌水处理0~60 cm各土层Ca²⁺/Na⁺差异较小，变化范围为0.10~0.22；FI₂₀处理0~20 cm土层K⁺/Na⁺和Ca²⁺/Na⁺大于其他处理，分别达到0.78和0.22；随着灌水次数的增多，LI₂₀和FI₁₀处理0~20 cm土层K⁺/Na⁺和Ca²⁺/Na⁺均逐渐增大，LI₁₀处理则均逐渐减小；灌水后各处理之间0~60 cm各土层K⁺/Na⁺和Ca²⁺/Na⁺差异均达显著水平；全生育期干物质累积量与其对应的0~20 cm土层（K⁺/Na⁺）/Ca²⁺二次拟合相关系数均达0.90以上，相同（K⁺/Na⁺）/Ca²⁺下，FI₂₀处理干物质累积量始终最大，LI₁₀处理始终最小；（K⁺/Na⁺）/Ca²⁺>1.72时，各处理干物质累积量均随（K⁺/Na⁺）/Ca²⁺的增大而增大。     

牛初乳粉片混合工艺的优化研究

为提高牛初乳粉片的混合工艺的混合均匀度,采用响应面试验设计优化混合工艺参数。在单因素试验的基础上,确定采用投料方式Ⅲ,以混合时间、装载系数为主要影响因素,以混合均匀度为响应值,采用响应面法对混合工艺参数进行优化。结果表明:牛初乳粉片混合工艺最优参数为:混合时间15 min,装载系数35%,混合均匀度为94.68%,与模型预测的理论值96.52%均比较接近。采用响应面分析优化得到的牛初乳粉片混合工艺参数具有可行性和可靠性,可用于实际操作。