亏缺灌溉对南疆棉花生长和水分利用的影响

针对南疆地区水资源短缺、作物水分利用效率低等问题,以棉花为试验材料进行田间小区试验,在棉花现蕾期、开花期以及结铃期分别设置3个亏缺灌溉水平(W₁:50%ET_c,W₂:65%ET_c,W₃:80%ET_c,ET_c为作物蒸发蒸腾量),以全生育期100%ET_c灌溉处理为对照(CK),研究膜下滴灌条件下,不同生育期亏缺灌溉对棉花生长、产量、氮素吸收和水分利用效率的影响.结果表明:现蕾期亏水对棉花株高、叶面积指数、地上干物质生长、氮素吸收和产量有不同程度的抑制效应,但复水后补偿效应显著,其中轻度亏水(W₃)在籽棉产量减少3.48%的条件下,WUE高达1.57 kg/m³,显著高于CK的1.48 kg/m³;开花期亏水,棉花的各项生长指标均有显著降低,复水后补偿效应不显著,不利于棉花生长发育;结铃期亏水对棉花地上干物质累积、氮素吸收和产量均有显著的抑制效应,但在W₂和W₃水平下,WUE均达1.51 kg/m³.综合考虑在保证棉花产量的同时达到节水增产的目的,可在棉花蕾期进行80%ET_c灌水,其他生育阶段实施充分灌溉,来控制营养生长,促进生殖生长,获得更高的水分利用效率.     

水肥耦合对棉花产量、收益及水分利用效率的效应

研究滴灌施肥条件下水肥耦合对棉花籽棉产量、水分利用效率和净收益的影响,并运用多元二次回归与归一化及3种不同目标值组合方式相结合的方法,探索满足多目标综合效益最大化的滴灌水肥用量。采用田间试验的方法,于2012年和2013年棉花生长季,设置5个N-P2O5-K2O施肥水平150-60-30、200-80-40、250-100-50、300-120-60、350-140-70 kg/hm2(分别记为F150、F200、F250、F300、F350)和3个灌溉水平(60%ETC:W1、80%ETC:W2、100%ETC:W3,ETC是作物蒸发蒸腾量)。结果表明,籽棉产量、水分利用效率和净收益的水肥耦合效应明显,60%ETC灌水水平显著抑制籽棉产量并降低净收益,100%ETC灌水水平能够显著提高籽棉产量和净收益,但水分利用效率低于60%ETC灌水水平。2012年灌水量为100%ETC且施肥量300-120-60 kg/hm2(N-P2O5-K2O)时籽棉产量最高,但净收益并未增加,2 a灌水量为100%ETC且施肥量250-100-50 kg/hm2(N-P2O5-K2O)时的净收益最高。二次回归分析结果表明,3种组合方式均可用于水肥多目标优化,其中乘法组合方式2 a水肥投入量差异更小且各目标值变化也更小,2012年灌水量92%ETC、施肥量278-111-56 kg/hm2(N-P2O5-K2O)以及2013年灌水量90%ETC、施肥量268-107-53 kg/hm2(N-P2O5-K2O)可作为籽棉产量、水分利用效率和净收益综合效益最大化的水肥管理策略。     

沙漠绿洲地区膜下滴灌棉花产量和氮素利用的水氮耦合效应

研究施肥量和灌水量对膜下滴灌模式棉花氮素利用效率(NUE)的水氮耦合效应的影响。试验设置1带4行、2带4行、2带6行3种滴灌模式,灌水量和施氮量采用二次通用旋转组合设计,进行大田小区膜下滴灌棉花试验。结果表明,1带4行灌水量对棉花产量的影响大于施氮量,2带4行和2带6行施氮量对棉花产量的影响大于灌水量。3种滴灌模式棉花产量与灌水量呈显著正相关。棉花产量与施肥量,1带4行呈显著的正相关,2带4行在施氮量为27.6~69.0 kg/hm2呈负相关,施氮量为69~94.2 kg/hm2呈正相关。2带6行施氮量为27.6~55.2 kg/hm2呈正相关,施氮量为55.2~94.2 kg/hm2呈负相关;灌水量和施肥量对棉花氮素利用效率的影响,3种模式均为施氮量大于灌水量。氮素利用效率与施氮量的关系,1带4行和2带4行在施氮量为27.6~82.2 kg/hm2呈负相关,施氮量为82.2~94.2 kg/hm2呈正相关,2带6行呈负相关。3种滴灌模式氮素利用效率与灌水量呈正相关;根据不同滴灌模式对水氮耦合效应,建立以棉花产量、NUE为目标的不同滴灌模式水氮管理策略。     

基于高光谱和机器学习模型的冬小麦土壤含水率监测研究

为及时获取大田作物根区土壤含水率(Soil moisture content, SMC),实现精准灌溉,运用高光谱技术,通过连续2年(2019—2020年)田间试验采集了冬小麦拔节期不同土层深度SMC及高光谱数据,构建了3类植被指数(蓝、黄和红边面积等三边光谱参数,与冬小麦根区SMC相关性最高的任意两波段植被指数和前人研究与作物参数相关性较好的经验植被指数)并筛选与各土层深度SMC相关系数最高的植被指数,随后将筛选后的植被指数作为模型输入,分别采用随机森林(Random forest, RF)、反向神经网络(Back propagation neural network, BPNN)和极限学习机(Extreme learning machine, ELM)构建冬小麦拔节期不同土层深度SMC估算模型。结果表明,绝大部分三边参数、任意两波段植被指数和经验植被指数在深度0～20 cm土层的SMC相关系数较20～40 cm和40～60 cm更高,在深度0～20 cm土层两波段组合构建的光谱指数与SMC的相关系数最高,均超过0.8,其中RI与SMC的相关系数最高,为0.851,其波长组合为675...     

灌水和施肥对温室滴灌施肥番茄生长和品质的影响

本研究目的在于分析滴灌施肥技术下,不同水肥耦合模式对温室番茄的生长和品质的影响。试验选取番茄惠玉0806为试材,设100%ET₀(I₁),75%ET₀(I₂),50%ET₀(I₃) 3个水分水平,外加高肥〔F₁(N 480 kg·hm^-2、P₂O₅ 240 kg·hm^-2、K₂O 300 kg·hm^-2)〕,中肥〔F₂(N 360 kg·hm^-2、P₂O₅ 180 kg·hm^-2、K₂O 225 kg·hm^-2)〕,和低肥〔F₃(N 240 kg·hm^-2、P₂O₅ 120 kg·hm^-2、K₂O 150 kg·hm^-2)〕3个肥料水平,共9个处理。结果表明：水肥条件的高低与株高及茎粗成正相关,I₂F₂处理其产量、干物质累积量和灌溉水利用效率均最高,依次为102 042.3 kg·hm^-2、37.19×10³ kg·hm^-2和37.3 kg·m^-3。对番茄品质而言,其灌水量和施肥量之间表现出明显的耦合交互作用,I₂F₂处理其番茄Vc含量(27.05 mg·100g^-1)、番茄红素含量(71.53 μg·g^-1)均最高,糖酸比(9.57)显著低于其余处理,其可溶性固形物含量(7.3%)较最高值I₃F₁低24.7%。综上分析,中水中肥(I₂F₂)模式,在高产的同时,其品质总体优于其它处理,极端水肥措施均不利于番茄生长及品质的提高。     

时空亏缺调控灌溉--果园节水理论的新突破

通过查阅大量献和检索有关资料,综述了基于时间、空间土壤水分调控的果园时空亏缺调控灌溉技术——调亏灌溉(RDI)和根系分区交替灌溉(APRI),阐明了两种灌溉技术的概念、理论依据、节水优产机理和研究进展,提出了考虑果树生育期和根区供水模式交互作用的时空综合调控技术,分析了RDI和APRI技术的应用前景和需要进一步研究的问题。     

非饱和土壤溶质运移数值模拟的初步研究

应用有限差分法对非饱和土壤中一维溶质运移模型数值求解，模拟了土壤水分运动和溶质运移的动态过程。以实测数据验证了模拟结果的合理性与有效性。为保证数值模拟正确进行，给出确定离散步长ｄｘ和ｄｔ的三个准则。     

土壤—根系统养分迁移和吸收的数值模拟Ⅱ.模型验证及参数的敏感性分析

用盆栽试验对玉米幼苗磷吸收进行了分析 ,并结合土壤和玉米根系磷运移和吸收参数的测定 ,用稳态吸收模型进行了计算。结果表明 ,随着土壤施磷量的增加 ,玉米幼苗含磷量和吸磷量明显提高 ;对于同一施磷水平 ,随着生长时间的增加 ,玉米幼苗的吸磷量增加的幅度较快 ;不同施磷处理玉米幼苗磷吸收的计算值和实测值均线性相关 ;养分吸收模型的玉米幼苗磷吸收模拟值与实测值具有很好的一致性 ,能很好地反映出幼苗吸收磷的变化趋势。单因素敏感性分析表明 ,影响作物根系磷吸收因素的大小顺序为 L>Cav>r0 >α>Deb>v0 >rx;某些参数的变化可以影响其他一些参数的原有水平 ;用图型分析法能准确地反映 r0 ,Deb,Imax,Cav,v0 和 rx 等参数之间的两维和多维相互关系     

用热电偶湿度计测定土壤水势的方法研究

用美国 Wescor公司生产的 PCT- 5 5热电偶土壤湿度传感器和 HR- 33T微伏计对黄土区 2种典型土壤的水势进行了测定试验研究 ,并与压力膜法测定的土壤持水曲线进行了比较。结果表明 ,热电偶土壤湿度计有测定土壤水势范围广、使用方便、准确度高且能用于田间定位监测土壤水势动态之优点