集雨限灌对旱作马铃薯产量及水分利用效率的影响

在大田条件下研究了集雨有限补偿灌溉对旱区马铃薯产量及水分利用效率的影响。结果表明,补灌能显著提高旱作马铃薯的产量、水分利用效率和经济系数。与对照相比,补灌处理产量增幅在3.99%~21.21%之间,苗期补灌产量高于薯块膨大期补灌,苗期补灌45 mm具有超补偿效应,补灌90 mm具有高补偿效应。低定额补灌有利于水分利用效率和灌水利用效率的提高,且苗期补灌高于薯块膨大期补灌。补灌明显降低了薯块小薯率而提高了大薯率和中薯率,另外单株薯重也提高了,单株薯重与大薯率对马铃薯的产量贡献最大。综合分析认为苗期补灌45 mm和90 mm是最优补灌方案和备选方案。     

温室集雨与集雨水高效利用研究

在半干旱偏旱区设置了清除土表杂草、红沙覆盖、废膜覆盖和日光温室棚面4种不同的集流面处理,结合日光温室秋冬茬黄瓜、番茄不同灌水量试验,通过水的转化效率探讨不同集流面的使用价值和提高水转化效益的适宜灌水量.结果表明:温室棚面的年产流率最高为85.4%,其次为废膜集流面45.4%,清除土表杂草集流面的年产流率仅有8.2%.从单方水集流费用看,清除土表杂草>红沙集流面>废膜集流面>日光温室棚面,平均集流费用为2.18元/m3,单座温室棚面(450 m2)集流面加上温室间隔区废膜集雨(600 m2),集雨水总量可达到197 m3,能够满足温室一茬黄瓜和一茬番茄的需水量.     

灌溉方式对大豆光合性状及土壤水分利用率的影响

设置均匀灌溉、固定隔沟灌溉、交替隔沟灌溉3种灌溉方式,分别在大豆开花期、结荚期和鼓粒期进行灌溉,每次单沟灌水量分为60、45和30 mm 3个水平,以不灌溉为对照,研究了灌溉方式对大豆光合特性的影响.结果表明:灌溉可极显著提高大豆叶片的光合速率和大豆产量,交替隔沟灌45 mm的R4期光合速率、产量与交替隔沟灌60 mm差异不显著,而且土壤水分利用效率最高,从节水增产增效角度分析,交替隔沟灌溉45 mm的灌溉方式最佳.     

日光温室青花菜耗水规律及水分利用效率的研究

在膜下滴灌条件下,研究了温室秋茬青花菜不同生育阶段控制水分对耗水规律、水分利用效率以及产量的影响。结果表明,青花菜全生育期内耗水量、耗水强度均表现为苗期﹥莲座期结球期的规律;水分生产函数的敏感指数为结球期﹥苗期﹥莲座期,因此青花菜节水宜在莲座期进行,结球期应保证水分供应充足,避免减产;苗期和莲座期分别控制灌水量为常规灌水量65%的处理,产量高、水分利用效率较高,是青花菜适宜的灌溉量。     

半干旱区坡耕地抗旱保水技术集成对大豆水分利用效率的影响

黑龙江省西部半干旱区属典型的东北黑土区,为我国重要的商品粮生产基地。然而,由于地形地貌、气候条件的复杂多变,降水的时空分布不均,以及人类的长期干预造成的生态环境的改变,致使该区连年干旱。干旱及水土流失已成为制约该区经济发展的主要因素。根据黑龙江省西部半干旱区的自然特点,选取了坐水播种和苗期补灌2种抗旱节水技术和垄向区田保水技术,在甘南县国家863试验基地研究了该3项技术的集成对WUE的影响。结果表明,该项技术可以显著的提高大豆的WUE值。     

底墒对旱地冬小麦产量和水分利用效率的影响研究

针对甘肃陇东旱作雨养农业区的冬小麦产量低而不稳,水分利用效率低下,冬小麦夏季休闲期正值该区的降雨高峰期,降雨和无效蒸发同步且土壤保持水分不足的问题开展试验研究。通过夏季休闲期的地膜覆盖、集雨抑蒸,提高播前底墒,并对模拟底墒试验的产量、水分利用效率进行了研究分析得出:播前底墒对该区冬小麦产量和水分利用效率有显著的影响,通过提高底墒,对于稳定产量有较大贡献,提高生育期降水利用率,对提高产量有较大贡献。在分析多年研究资料的基础上,提出了该区冬小麦产量和播前土壤水分含量之间的模拟关系式以及冬小麦产量和生育期降雨量之间的模拟关系式。     

天水旱作农业区膜侧小麦不同施肥水平增产效应分析

通过不同施肥条件对膜侧小麦水分利用、农艺性状、增产效应、经济效益等方面分析,研究干旱地区膜侧小麦的施肥问题。结果表明:施肥可以提高水分利用率1.1~3.1 kg/(mm.hm2),促进小麦生长发育;不同施肥水平对小麦的增产效应不同:低肥、中肥、高肥3种施肥水平分别比不施肥的对照增产731.5 kg/hm2,1461.0kg/hm2和1 648.5 kg/hm2,增产率分别为25.5%、50.9%和57.4%;经济效益以中肥水平(折合施纯N118.1kg/hm2,P2O594.5 kg/hm2和K2O 60.0 kg/hm2)最高,产值可达2 045.4元/hm2,产投比为2.7∶1。因此,在低、中、高3个施肥水平中,中等施肥最为有效、合理,有利于增产增收。     

不同灌水方式对烤烟光合作用的影响

在烤烟生长季节设逐沟灌(对照)、交替隔沟灌、微喷灌、摇臂式喷灌、滴灌五种灌水方式,利用LI-6400便携式光合作用仪研究了不同灌水方式对烤烟光合作用的影响。结果表明:与对照相比,各处理不同程度地提高烤烟大田现蕾期以前的光合能力,降低蒸腾速率,提高叶片水分利用效率。特别是,摇臂式喷灌使烤烟的光合速率(Pn)提高了7.05%~24.97%、蒸腾速率(Tr)减少了5.10%~38.74%、WUE提高了16.48%~83.01%,滴灌使烤烟的Pn提高了6.23%~22.71%、Tr减少了7.65%~39.92%、WUE提高了34.55%~78.15%,而且使烟田供肥特性和烟株光合生理与烤烟的生长发育规律相吻合,利于烤烟及时落黄,是烟田最优的灌溉方式,而交替隔沟灌和微喷灌可以用作烟田前期灌溉。     

降水、灌溉和品种对玉米产量和水分利用效率的影响

8年田间试验结果表明,玉米产量明显受降水和灌溉的影响。玉米苗期灌溉最为关键,是保证高产的基础。在只灌溉苗水而没有其他灌溉条件下,夏玉米产量与7、8月份降水密切相关,而与生长季节的降水总量关系不明显。除了极干旱年份(季节降雨量小于200 mm)外,随着灌溉量增加,玉米水分利用效率(WUE)降低。玉米最优灌溉制度为:干旱年份,除了苗期的1次灌溉外,在拔节和扬花期分别实施2次灌溉;常年和湿润年份,除了出苗水外,在抽穗到扬花期的8月初实施1次灌溉。3年的田间试验结果表明,当地种植的不同玉米品种之间产量最大相差20%,水分利用效率差异在12%~19%。因此,将适宜的品种与优化的灌溉制度相结合,是提高华北平原夏玉米产量和水分利用效率的有效途径。     

不同降雨年型黑膜垄作对土壤水肥环境及马铃薯产量和效益的影响

【目的】探索降水年型与垄型互作对黑膜垄作土壤水肥环境及马铃薯产量和效益的影响,解析水肥互作促进作物增产、高效用水机制,为深挖覆膜垄作技术增产潜力提供理论依据。【方法】2016—2018年布置大田试验,以当地推广应用的白膜覆盖双垄集雨耕作（WRF,垄高16 cm,垄宽60cm,沟宽40 cm）为对照,基于垄上微沟集雨耕作技术,设置由黑膜覆盖低垄（垄高16 cm,垄宽 60cm）、中垄（垄高24 cm,垄宽 60 cm）、高垄（垄高32 cm, 垄宽60 cm）+垄上微集水沟（宽20 cm,深10 cm）+垄间小集水沟（沟宽 40cm）组成的3种黑色地膜覆盖垄上微沟集雨土壤水肥调控耕作处理（BLRF,BMRF 和BHRF）,测定了马铃薯播种、出苗、现蕾、开花、结薯、成熟6个生育关键时期0—200 cm土层土壤含水量和研究期末0—30 cm土层土壤有机碳及氮磷钾养分含量,计算土壤贮水量、水分利用效率,分析土壤水、肥与马铃薯产量的相关关系。【结果】不同降水年型,黑、白地膜覆盖垄作都显著增加了马铃薯生长发育期对40—120 cm土层土壤水分的消耗。BHRF,BMRF和BLRF处理马铃薯6个生育关键时期0—200 cm土层土壤含水量和贮水量（SWS）都显著高于WRF处理（P<0.05）。较高的降水量以及黑膜覆盖集蓄增加的土壤水对120—200 cm土层的土壤水具有明显的补充作用。在干旱年（2016）和平水年（2017）,BLRF和BMRF处理的集水和保水效应较好,BHRF处理次之,都显著优于WRF处理;在丰水年（2018）三者无显著差异,也都显著优于WRF处理。研究期末（2018）黑膜垄作0—30 cm 土层的全氮全钾（TN 和TK）及速效氮磷钾（AN,AP和AK）含量均显著高于白膜垄作（P<0.05）,分别增加了4.5%—5.6%、3.6%—5.9%、8.4%—18.4%、15.3%—22.3% 和7.1%—13.3%。归因于显著增加了大薯结薯个数和结薯重,黑膜垄作马铃薯产量、WUE、纯收益和产投比均显著高于白膜垄作,3年平均分别提高了16.9%—19.0%、15.5%—19.2%、23.3%—27.3% 和12.1%—18.2%。这4个效益参数在干旱年和平水年以BLRF和BMRF处理较好、BHRF处理次之,丰水年三者都优于WRF处理,且无显著差异。相关分析表明,3年马铃薯平均产量与研究期末平均土壤氮磷钾养分含量呈显著正相关关系,与作物平均耗水量（ET）呈显著负相关关系（P<0.05）。通径分析表明,土壤AP、AK、AN含量,马铃薯生育期平均耗水量（ET）和平均降水量（GPR）解释了99.4%的产量变化。【结论】黑膜覆盖垄沟与垄上微沟的叠加集水效应显著改善土壤水分状况;水分条件的改善促进了马铃薯旺盛生长,使更多的根茎（茎叶、根等）类有机物归还土壤,其腐解释放的养分与施肥结合提高了土壤养分含量。良好的土壤水肥条件有效改善了土壤水肥互作关系,增加了作物水肥供应而显著提高马铃薯产量、WUE、纯收入和产投比。BLRF和BMRF处理在干旱年和平水年表现较好,BLRF、BMRF和BHRF处理在丰水年表现较好,BLRF和BMRF处理在各种年型都有良好的表现。因此,黑膜覆盖低、中垄垄上微沟集雨耕作（BLRF和BMRF）是继白膜覆盖双垄集雨耕作（WRF）之后最适用于半干旱区的马铃薯高产高效栽培模式。