冀南平原大棚微咸水滴灌对土壤水盐分布及葡萄生长发育的影响

为确定适宜矿化度的微咸水滴灌方式,并为指导不同葡萄品种的微咸水滴灌灌溉制度提供理论依据,在冀南平原地区开展大棚葡萄微咸水滴灌试验,研究了淡水(CK)、2 g·L^-1微咸水(2 g·L^-1)、3 g·L^-1微咸水(3 g·L^-1)和4 g·L^-1微咸水(4 g·L^-1)4个不同矿化度水分灌溉处理对土壤水盐分布、葡萄生长和光合特性及果实品质的影响。结果表明：(1)2 g·L^-1处理的土壤盐分累积小于影响葡萄生长的盐分阈值,而3 g·L^-1和4 g·L^-1处理的盐分累积已超出该盐分阈值。(2)微咸水滴灌会减缓生育前期葡萄新梢的生长速度,且矿化度越高减缓程度越大。(3)随着矿化度的增加,叶片净光合速率、胞间CO₂浓度呈现逐渐降低的趋势,但2 g·L^-1处理的叶片水分利用效率高于其他处理。(4)2 g·L^-1处理‘火焰无核’葡萄的糖酸比...     

覆膜和露地旱作春玉米生长与蒸散动态比较

利用土壤水分传感器、微型蒸渗仪与涡度相关系统,连续监测覆膜和露地春玉米田土壤水分、蒸发和农田蒸散,分析春玉米田蒸散与土壤蒸发变化规律,探讨了覆膜玉米高产节水增效的机理。结果表明:与露地相比,覆膜的表层土壤温度和体积含水率分别提高4.9%和19.5%。覆膜、露地处理玉米出苗率分别为99.0%和80.0%,其差异为显著水平,覆膜提早春玉米各生育阶段平均为7d,全生育期缩短11d。生育前期、中期,覆膜的叶面积指数、株高和地上、地下干物质均显著高于露地的,播种一个月后差异最大,分别高110.2%、13.5%、42.9%和12.7%。玉米拔节期前(6月前)和8月后至玉米成熟,覆膜的农田蒸散量分别比露地的低6.8%和0.4%,但6-8月覆膜的比露地的高5.1%。全生育期覆膜的农田蒸散量为376.2mm,降低了6.0%,且土壤蒸发降低了57.7%。最终单株平均果穗质量、生物量差异不显著。但是,由于覆膜显著提高了出苗率从而增加了单位面积生物产量和经济产量,增幅分别为23.7%和15.3%。同时,覆膜作物水分利用效率提高了22.6%,达到31.3kg/(hm2·mm)。可见,覆膜能显著降低土壤蒸发和农田总蒸散量;保水增温促出苗,提前玉米各生育期;生育中期日蒸散量和干物质积累速率较高;最终显著提高单位面积生物产量和经济产量以及作物水分利用效率。     

不同氮肥与矿化度水平微咸水喷灌对冬小麦光合特征及产量的影响

为寻求合理的微咸水利用方式,揭示微咸水喷灌下作物生理生长响应机理,在河北低平原地区开展了冬小麦微咸水喷灌试验,研究了225 kg·hm-2施氮量条件下不同矿化度(2、3 g·L-1)微咸水灌溉和不同施氮量条件(高氮275 kg·hm-2,中氮225 kg·hm-2,低氮175 kg·hm-2)下2 g·L-1矿化度微咸水喷灌对冬小麦光合特性、生长和产量的影响.结果 表明,与淡水喷灌相比,采用矿化度3 g·L-1微咸水喷灌会导致冬小麦叶片蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)和净光合速率(Pn)显著下降,但叶片水分利用效率提高了37.0％～106.8％;2 g·L-1微咸水喷灌高氮和中氮处理的Gs、Pn与淡水喷灌无显著差异,且拔节期高氮处理的叶片Pn略高于淡水喷灌处理5.0％.2 g·L-1微咸水喷灌对冬小麦的叶面积指数和株高影响不显著,3 g·L-1矿化度微咸水喷灌对冬小麦的叶面积指数和群体密度造成不利影响.2 g·L-1微咸水喷灌3个处理冬小麦产量与淡水喷灌处理均无显著差异,但3 g·L-1矿化度处理冬小麦平均产量比淡水喷灌处理显著降低了25.9％.综上所述,矿化度不大于2 g·L-1的咸淡混合水喷灌适用于河北低平原地区冬小麦田间灌溉,添加适量氮肥会促进作物产量的增加.     

咸淡混合水喷灌对土壤水盐运移及小麦、玉米产量的影响

探究不同矿化度咸淡水混合喷灌对冬小麦、夏玉米生长及产量的影响,并通过监测土壤水盐分布状况来选择适宜矿化度的咸淡水灌溉方式。在河北低平原地区开展大田灌溉试验,研究了淡水畦灌、淡水喷灌、2 g·L^-1和3 g·L^-1咸水与淡水混合喷灌对小麦、玉米生长及土壤水盐运移的影响。结果表明：与淡水喷灌相比,连续两年灌溉后,小麦收获时2 g·L^-1和3 g·L^-1矿化度咸淡混合水喷灌处理的根层（0~40 cm）土体含盐量平均分别增加了17.8%和42.7%,0~100 cm土体含盐量平均分别增加了32.9%和74.3%,玉米收获时根层土体含盐量平均分别增加了40.3%和86.9%,0~100 cm土体含盐量平均分别增加了39.0%和88.9%,且3 g·L^-1矿化度咸淡混合水喷灌处理的盐分累积已超出小麦和玉米生长的盐分阈值。2 g·L^-1矿化度处理的冬小麦产量较淡水喷灌处理降低了9.8%~11.4%（差异不显著）,但3 g·L^-1矿化度处理比淡水喷灌处理的产量显著降低了25.0%~25.9%（P<0.05）;2 g·L^-1矿化度处理的夏玉米单株穗粒质量和产量较淡水喷灌处理分别降低了5.1%~10.4%和6.6%~10.5%（差异不显著）,3 g·L^-1矿化度比淡水喷灌处理的百粒重、单株穗粒质量和产量分别降低了18.6%~22.4%、18.2%~25.9%和14.7%~15.3%（P<0.05）,3 g·L^-1矿化度对冬小麦和夏玉米的产量构成因素影响显著。因此,咸淡混合水矿化度不大于2 g·L^-1的喷灌模式用于该地区冬小麦-夏玉米田间灌溉是可行的。     

基于双作物系数的旱作玉米田蒸散估算与验证

农田蒸散(ET)准确估算与区分对理解土壤-植物-大气连续系统水分传输动力学过程和调控机制具有重要意义。本研究基于FAO-56 Penman-Monteith(PM)模型计算参考作物蒸散量(ET0),运用双作物系数法计算黄土高原东部地区旱作玉米田2011-2012年蒸散(ETFAO),以同期涡度相关系统实测值(ETEC)作为标准值对双作物系数法计算结果进行评价,并将玉米田ET区分为土壤蒸发和作物蒸腾。结果表明:2011年春玉米生长季ET0、ETEC和ETFAO分别为628、400.3和492.7mm,双作物系数法RMSE、AAE和R~2分别为0.864mm·d~(-1)、0.678mm·d~(-1)和0.755,且R~2达极显著水平(P0.01);2012年三者分别为553、372.6和441.4mm,RMSE、AAE和R~2分别为0.676mm·d~(-1)、0.693mm·d~(-1)和0.781,R~2亦达极显著水平(P0.01),说明双作物系数法在该地区模拟旱作春玉米ET有较高的精度。基于双作物系数法对ET进行区分表明,2011年全生育期土壤蒸发和作物蒸腾分别占ET的36.4%和63.6%;2012年分别占ET的31.7%和68.3%,说明旱作春玉米田ET主要来自春玉米蒸腾。     

基于叶面积指数改进双作物系数法估算旱作玉米蒸散

为准确估算和区分黄土高原旱作春玉米蒸散(evapotranspiration,ET),该文基于实测叶面积指数(leaf area index,LAI)动态估算基础作物系数,利用LAI修正土壤蒸发系数,并基于修正后的双作物系数法估算和区分黄土高原地区旱作春玉米ET,并以2012、2013年寿阳站基于涡度相关系统和微型蒸渗仪实测的春玉米ET和土壤蒸发(soil evaporation)对修正后的双作物系数法的适用性进行评估。结果表明:修正后的双作物系数法能够较为准确的估算春玉米ET,2012年春玉米全生育期ET估算值、实测值分别为365.3、372.6 mm,2013年分别为385.6、369.4 mm;2012年全生育期改进双作物系数法决定系数、均方根误差、模型效率系数和平均绝对误差分别为0.824、0.561 mm/d、0.817和0.449 mm/d,2013分别为0.870、0.381 mm/d、0.871和0.332 mm/d;同时,修正后的双作物系数法可对春玉米各生育期ET进行准确区分,土壤蒸发估算值与实测值有较好的一致性,2012年全生育期估算和实测土壤蒸发分别为0.98和0.99 mm/d,分别占ET的38.12%和37.08%;2013年估算和实测土壤蒸发分别为0.86和0.89 mm/d,分别占ET的33.59%和35.90%。因此,修正后的双作物系数法能够较为准确地估算和区分黄土高原地区旱作春玉米ET。该研究可为黄土高原区农田水分精准管理提供科学指导。