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。     

圆形喷灌机条件下变量灌溉对苏丹草产量与品质的影响

以苏丹草为研究对象，于2019年5—8月在河北涿州中国农业大学教学实验场开展了圆形喷灌机条件下变量灌溉对苏丹草产量与品质的影响研究。依据土壤表观电导率（ECa）差异划分出3个灌溉管理小区（1区、2区、3区），并分别对其进行变量灌溉（VRI）和均匀灌溉（URI）处理。结果表明：全生长季内，URI和VRI处理之间年产量没有显著性差异（P>0.05）,但VRI处理比URI处理节水13.4％，灌溉水分利用效率提高了17.5%，尤其是在第二茬雨季VRI处理的灌溉水分利用效率提升了43.8%（P<0.05）；第一茬，VRI处理与URI处理苏丹草粗蛋白含量与相对饲喂价值没有显著性差异（P>0.05），但在降雨量较大的第二茬VRI处理可以显著提高苏丹草的粗蛋白含量（提高9.5%，P<0.05）和相对饲喂价值（提高3.5%，P<0.05）。     

喷灌条件下灌水量对建植初期紫花苜蓿产量与品质的影响

通过圆形喷灌机条件下的大田试验,研究了华北地区紫花苜蓿需水规律以及灌水量对苜蓿产量与品质的影响。结果表明:建植1年刈割4次的苜蓿,年需水量为663.39mm,平均日需水强度为3.6mm/d,需水量最大时期为第二、三茬。灌水量对全年产量影响不显著,其中85%ETc处理下年产量最高。在第一、四茬中,灌水量对产量影响不显著,85%ETc处理下获得最高产量;第二、三茬中,随灌水量增加产量逐渐增加,适当减少灌水(85%ETc)不会使产量明显减少,而灌水量减少至70%ETc时产量下降明显。同时,结果表明随着灌水量增加灌溉水分利用效率(IWUE)逐渐降低,且灌水量对各茬苜蓿品质均无显著性影响。综合考虑产量、品质与节水效果,建议采用85%ETc作为最优灌水量。     

我国燕麦水分利用效率和耗水系数

本文系统总结了我国燕麦(Avena spp.)水分利用效率和耗水系数。我国燕麦饲草、籽实和生物水分利用效率范围依次为5.7～58.4、1.0～21.3和3.4～95.8kg/(mm·hm²)。我国燕麦饲草、籽实和生物耗水系数范围依次为171～1754、470～10000和104～2941。我国燕麦饲草、籽实和生物水分利用效率及耗水系数最大值与最小值之比依次为10.3、21.3和28.2,饲草燕麦生产水分利用效率和耗水系数远较籽实燕麦生产稳定。     

北斗定位系统在大型喷灌机精准水肥管理的应用

导航定位系统是实现大型喷灌机精准水肥管理的基础。本文阐述了北斗系统在大型喷灌机精准作业中的应用背景和工作原理,分别介绍了圆形喷灌机尾枪定位系统和基于北斗系统的喷灌机运行管理实例。实践证明,北斗系统具有高精度、低成本等特点,在大型喷灌机精准定位管理中具有良好的应用前景。     

基于土壤表观电导率的变量灌溉管理分区方法

科学划分田块管理小区是实现变量灌溉的前提，确定可快速、准确表征土壤空间变异性的指标是其中的关键环节。该研究利用Veris EC 3100大地电导率勘测仪对3块试验地的土壤表观电导率（ECa）进行了调查，获取了0～30 cm（ECash）与0～90 cm（ECadp）2种不同土层深度的数据，分析了ECa空间分布特征，并测定了土壤质地颗粒组成。研究结果表明，1～3号试验地ECa平均值变化范围分别为13.20～29.25、2.34～5.79、2.69～6.86 mS/m，对应的变异系数均值为25.60%、67.64%与64.20%。ECa与砂粒含量呈线性负相关，与粉粒、黏粒含量呈正相关。相比于ECash，ECadp与砂粒、粉粒与黏粒含量具有更强的线性关系，其R2分别可达0.83、0.90与0.86，可间接表征土壤质地分布情况。因此，可基于ECadp空间分布结果划分变量灌溉小区。在综合考虑ECadp的空间变异系数、分布特征以及喷灌系统变量灌溉控制能力的基础上，对试验地进行了变量灌溉管理小区的划分。基于Java语言开发了一款变量灌溉管理分区软件，可实现基于ECa的灌溉管理小区自动划分与实时管理。该研究为变量灌溉管理小区提供了快速、可靠、简单的划分方法。     

圆形喷灌机条件下水肥耦合对紫花苜蓿产量的影响

在内蒙古鄂尔多斯市赛乌素地区开展了圆形喷灌机喷灌均匀性试验和苜蓿水肥耦合试验,研究了圆形喷灌机水肥耦合对苜蓿产量的影响。结果表明,建植5a并每年刈割3茬的紫花苜蓿,年需水量为469.4 mm,其各茬产量和水分利用效率(WUE)均逐茬递减,耗水量逐茬增加。适当减少灌水量(80%ETc)不会造成苜蓿的产量下降,但当灌水量减少至60%ETc时,产量会显著下降。苜蓿全年3茬均采用80%ETc的灌水处理可获得产量和WUE的最佳组合。第1茬施用90 kg/hm2的磷钾复合肥,第2、3茬施用70 kg/hm2的尿素时苜蓿的肥料偏生产力(PFP)最高,但不同肥力水平对苜蓿产量无显著影响,在全生长季内水肥耦合效应对苜蓿产量影响均不显著。圆形喷灌机尾枪控制面积内的实际灌水量超过其余控制面积的1/3,但产量未相应增加,建议合理配置尾枪以提高苜蓿水分利用效率。     

我国燕麦耗水量及其影响因子研究

本文系统总结了我国燕麦（Avena spp.）耗水量及其影响因子研究结果。燕麦耗水量的影响因子包括降水量、降雨季节分配、地形、播种期、灌溉、施肥、混播、耕作方式和茬口；在一定范围内，雨养燕麦耗水量与降水量直线正相关，灌溉燕麦耗水量与灌溉量直线正相关；我国燕麦耗水量范围为79～597mm。籽实燕麦棵间蒸发耗水占全部蒸腾蒸发耗水比例之动态曲线呈单谷型，谷值位于抽穗-灌浆阶段，为23%～30%；播种-拔节阶段燕麦棵间蒸发耗水比例最高，为44%～50%；燕麦全生产期平均棵间蒸发耗水比例为34%～38%。     

基于机器学习和无人机多光谱遥感的苜蓿产量预测

作物产量快速准确预估对规模化农业生产具有重要意义。该研究在河北省涿州市开展田间试验，设置5个灌水处理及雨养对照区，使用无人机搭载多光谱相机在苜蓿的分枝期、现蕾期和初花期进行遥感监测，将光谱参数与苜蓿产量做相关性分析，分别挑选各生育时期相关性较好的5种植被指数，以去除土壤噪声后的5种植被指数和作物表面模型提取的苜蓿株高为输入变量，通过支持向量回归算法建立各生育时期的苜蓿产量预测模型，并结合实测产量进行模型评价。结果表明，苜蓿产量预测模型精度由高到低的生育时期依次为初花期、现蕾期、分枝期，使用植被指数和株高组合作为输入变量可以提高产量模型的预测精度。在初花期使用植被指数和株高组合输入变量所构建的估产模型最优，其决定系数、均方根误差和标准均方根误差分别为0.90、500 kg/hm2和14.3%，可用于苜蓿产量的快速准确评估。研究结果可为苜蓿的规模化生产和精细化管理提供技术支持。     

我国燕麦耗水强度及其影响因子研究

本文系统总结了我国燕麦(Avena spp.)耗水强度及其影响因子研究结果。燕麦耗水强度的影响因子包括降水量、降雨季节分配、地形、播种期、灌溉、施肥、混播、耕作方式和茬口;在一定范围内,雨养燕麦耗水强度与降水量直线正相关,灌溉燕麦耗水强度与灌溉量直线正相关;我国燕麦耗水强度范围为0.6～5.8mm/d。我国各地燕麦耗水强度动态曲线差别明显。