基于1961—2100年SPI和SPEI的云南省干旱特征评估

干旱是一个缓慢发展持续时间长的极端气候事件,而气候变化对干旱的影响尤为显著,评估气候变化对云南省干旱特征的影响尤为重要。使用多时间尺度的标准化降水指数（SPI）和标准降水蒸散指数（SPEI）分析了云南省的干旱状况,运用非超越概率和游程理论分别分析了SPI和SPEI的季节性变化和研究区域内的干旱特征。结果表明：1961—1995年冬季SPEI(1)小于等于-1.0的非超越概率为5.2%,但在2066—2100年增加到18.4%;SPEI(6)小于等于-1.0的非超越概率从4.4%增加到21.4%,SPEI(24)从7.0%增加到25.7%。表明由于气候变化,未来有可能发生严重干旱,且中长期干旱比短期干旱更严重。气候变化在1961—1995年和2066—2100年的冬季和夏季造成严重干旱,且中长期干旱严重程度在整个冬季和夏季尤为明显。将SPI和SPEI的时间序列应用于游程理论,发现1961—1995年SPEI(1)的干旱烈度为28.3,到2066—2100年达到60.9,表明气候变化使未来干旱加剧。本研究结果对云南省干旱预测、评估及其风险管理和应用决策具有指导性和实用性,同时可为未来旱作农业生态管理提供一定的依据。     

微润灌溉施肥对干热区芒果光合特性、产量和水肥利用的影响

为探明干热区芒果高效生产的灌溉施肥模式,应用微润灌溉施肥技术在西南干热区开展大田芒果试验。以7年生"贵妃芒"为试验材料,设置4种灌溉模式和3个施肥水平。4种灌溉模式为全生育期充分灌溉(FI,100%ETC)和3个生育阶段调亏灌溉(RDI),调亏阶段分别为开花期、膨大期和成熟期(RDIFS、RDIES和RDIMS),调亏阶段的灌水水平为50%ETC,非调亏阶段为100%ETC。3个施肥水平为高肥(FH)、中肥(FM)和低肥(FL)。研究不同水肥处理对芒果光合特性、产量和水肥利用效率的影响。结果表明:不同生育期RDI均可显著减小芒果净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr),而增大叶片瞬时水分利用效率(WUEi)。相同灌溉水平下,开花期和膨大期Pn、Gs和Tr随施肥量的增加而增加,WUEi随施肥量的增加先增后减,成熟期Pn、Tr和WUEi随施肥量的增加而增加。与FI处理相比,RDIFS减少芒果单果重量、产量和肥料偏生产力(PFP)分别为11.74%,23.43%,23.98%,RDIES分别减少为21.09%,20.29%,20.50%,RDIES和RDIMS分别提高灌溉水利用效率IWUE为11.87%和32.81%。与FM相比,FH减少产量和IWUE分别为4.17%和4.06%,FL分别减少6.75%和6.67%,PFP随着施肥量的增加而减少。与CK相比,除RDIMSFM处理增加产量6.36%和RDIMSFL增加不明显外,其余处理减少3.14%~31.76%,RDIMSFL处理下的PFP和RDIMSFM处理下的IWUE取得最大值,分别为363.93 kg/kg和15.80 kg/m3,与CK相比均显著增加。因此,综合考虑产量和IWUE等指标,RDIMSFM处理最优,是干热区芒果适宜的微润灌溉施肥模式。     

浑水灌溉和有机肥对土壤水分运移、蒸发及淋溶的影响

为揭示浑水含沙率和有机肥对土壤水分入渗和淋溶损失的影响,该研究采用室内一维土柱入渗装置,研究4个浑水含沙率水平（0、4%、8%、12%）和4个生物有机肥施肥水平（0、2 250、4 500、6 750 kg/hm²）对土壤水分运移、蒸发特性及淋溶损失的影响。结果表明：随着浑水含沙率和施肥水平的增大,相同时间内湿润锋运移距离和累积入渗量逐渐降低,且湿润锋运移距离与入渗时间符合幂函数关系。Kostiakov入渗模型可描述浑水灌溉和施肥条件下的土壤水分入渗变化过程（R²>0.9）,随着浑水含沙率和施肥水平的逐渐增大,入渗系数逐渐减小,而入渗指数逐渐增大。浑水灌溉和施肥条件下的累积蒸发量与蒸发时间符合Black和Rose蒸发模型（R²>0.9）,且Black模型的精度比Rose高。与清水入渗相比,浑水入渗可提高土壤中的电导率、有机质含量、淋溶液中的电导率和总溶解性固体物质,同时降低累积蒸发量、土壤的含水率、pH值和累积淋溶液体积。与不施肥相比,施有机肥能减少土壤水分的蒸发,同时还能降低累积淋溶液体积以及淋溶液中的电导率和总溶解性固体物质,增加土壤中的有机质含量和电导率。该研究结果可为浑水灌溉高效利用和合理施用有机肥量提供科学参考。     

不同灌水技术下水氮耦合对山地苹果产量和品质及水氮利用的影响

为探究不同灌水技术下水氮耦合对山地苹果产量、品质及水氮利用的影响,采用三因素三水平正交试验,共设3种灌水技术(涌泉根灌(S)、陶瓷渗灌(P)和地表滴灌(D))、3个灌水量(高水(H₁)、中水(H₂)和低水(H₃))、3个施氮量(高氮(N₁)、中氮(N₂)和低氮(N₃)),共9处理,每个处理重复3次。分析山地苹果产量及水氮利用效率对不同灌水技术下水氮调控的响应规律。结果表明：灌水技术对单果重、维生素C和果实色泽有显著影响(p<0.05),灌水量和施氮量对苹果的产量、单果重、硬度、色泽、可溶性固形物、可滴定酸、可溶性糖、维生素C、糖酸比、氮肥偏生产力和灌溉水利用效率影响显著(p<0.05)。T₂处理(SH₂N₂)山地苹果产量(30 490.02 kg/hm²)最大,T₅处理(PH₂N₃)氮肥偏生产...     

基于根系层水分状态的旱区净灌溉需水量模型构建和应用

为更准确计算灌区净灌溉需水量,促进灌区水资源高效利用,针对降水过剩可能产生深层渗漏和地表径流,以及采用经验公式计算不同作物有效降水量可能错误估算净灌溉需水量的问题,该研究建立了基于根系层水分状态的净灌溉需水量模型。以景电灌区为例,计算了2000－2020年平均净灌溉需水量和有效降水量,并分析了各驱动因子对净灌溉需水量的影响,结果表明：不同作物年净灌溉需水量在319.4～732.3 mm之间,降水利用效率在39.2%～56.1%之间,夏秋作物的降水利用效率高于春夏作物。夏秋作物的年净灌溉需水量与年降水量相关性更强,春夏作物的年净灌溉需水量与作物需水量的相关性更强,所有作物的月净灌溉需水量仅与月作物需水量呈显著正相关。敏感性分析表明,净灌溉需水量与作物需水量呈正相关关系,与降水量和根系深度呈负相关关系。夏秋作物比春夏作物对降水量和作物需水量的敏感性更强。对净灌溉需水量贡献程度由大到小分别为作物需水量、降水量和根系深度,其中作物需水量贡献率占86.0%发挥主导作用,特定年份根系深度贡献率为12.0%,根系深度对净灌溉需水量的影响不容忽视。与传统净灌溉需水量模型相比,该研究所计算的净灌溉需水量充分考虑了不同作物降水利用效率的差异,计算结果可为灌区水资源管理提供参考。     

水肥耦合对芒果光合特性和产量及水肥利用的影响

为探明干热区芒果高效生产的水肥耦合模式。以4a生芒果树(贵妃芒)为研究对象,采用4因素3水平正交试验设计,共9个处理。试验4因素为3个生育期施肥量(花芽分化期:F_Ⅰ、开花期:F_Ⅱ、果实膨大期:F_Ⅳ)和灌水水平。3个施肥水平分别为高肥(F_(75))、中肥(F_(50))和低肥(F_(25)),3个灌溉水平分别为充分灌溉(F_Ⅰ)、轻度亏水灌溉(DI_M)和重度亏水灌溉(DI_S)。分析芒果冠层结构、光合特性、产量及水肥利用效率对水肥调控的响应规律。结果表明,与充分灌溉相比,重度亏水显著减少叶面积指数、净光合速率(15:00除外)、蒸腾速率、气孔导度和羧化效率(P0.05)。在果实膨大期施肥之后,T8处理(F_ⅠF_(Ⅰ50)F_(Ⅱ25)F_(Ⅳ75))叶面积指数和蒸腾速率最大;T6处理(DI_MF_(Ⅰ75)F_(Ⅱ25)F_(Ⅳ50))11:00的净光合速率和羧化效率均高于其余处理;此外,大多轻度亏水灌溉下11:00的叶片瞬时水分利用效率显著大于充分灌溉(P0.05)。在全生育期定量施肥条件下,增加芒果花芽分化期和果实膨大期肥料占比,充分灌溉能提高产量和肥料利用效率,而轻度亏水灌溉能提高灌溉水分利用效率。T8处理的产量(14 480.46 kg/hm~2)和肥料偏生产力(96.54 kg/kg)最大,T6处理的灌溉水分利用效率(6.67kg/m~3)最高。由极差分析可知综合影响产量和水肥利用的各因素依次为:灌溉水平、开花期施肥、果实膨大期施肥和花芽分化期施肥。综合评分法表明,水肥耦合的最优模式为轻度亏水灌溉、花芽分化期高肥、开花期低肥和果实膨大期中肥组合(DI_MF_(Ⅰ75)F_(Ⅱ25)F_(Ⅳ50))。该研究结果可为干热区芒果水肥管理提供科学依据。     

减量施肥耦合调亏灌溉对干热区芒果产量和品质的影响

[目的]研究减量施肥、调亏灌溉对西南干热区芒果产量、水肥利用效率及品质的影响,揭示芒果产量和品质对不同水肥耦合措施的响应规律,为西南干热区芒果灌溉施肥提供科学依据.[方法]以7年生贵妃芒果树为试验材料,在云南干热区进行了大田芒果试验.以全生育期充分灌溉(IF)为对照,设开花期、果实膨大期、果实成熟期亏缺灌溉(DIFS、...