膜下滴灌水氮耦合对棉花生长和产量的影响

通过在5个试验点田间试验研究水氮耦合对棉花生长和产量的影响。研究结果表明:灌水对棉花生长的作用比施氮大,表现在棉花干物质积累量、养分的吸收和籽棉产量3个方面。灌水量、施氮量和产量耦合二元二次回归方程为:y=300+2.482W+4.384N-0.001067W×N-0.000267W2,回归分析表明灌水量和施氮量对棉花籽棉产量有促进作用,但灌水量和施氮量的交互作用是负效应,还说明过多的水肥投入并不有利于棉花增产。合理肥料投入有利于发挥灌溉的增产作用,最高产量为5999.98 kg/hm2时,全生育期中总灌水量和施氮量分别为4112.8 m3/hm2和270.47 kg/hm2。     

膜下滴灌水氮耦合效应对玉米干物质与产量的影响

通过大田试验研究膜下滴灌水氮耦合效应对玉米干物质与产量的影响,设置3个水分水平,按土壤含水率占田间持水率百分比的上下限不同设低、中、高水:低水 W1(拔节前60%~80%,拔节后55%~80%)、中水W2(拔节前65%~85%,拔节后60%~85%)、高水W3(拔节前75%~95%,拔节后70%~95%).施氮梯度按224,270,330 kg/hm²设低、中、高氮3个施氮水平.寻求适宜于科尔沁左翼中旗的玉米膜下滴灌适宜水氮用量,为玉米膜下滴灌达到高产、高效目标提供理论依据.研究结果表明:生育期中等施氮水平270 kg/hm²与高灌溉水平组合下可获得较高的全株干物质总量,但收获指数低于中水中氮的组合,中水中氮耦合用量下可获得较高的收获指数,能较好地调节光合产物在籽粒与营养器官间的分配;在当地典型地域及气候条件下,玉米采用膜下滴灌种植方式,增加水和氮的投入均能增产,并对产量有报酬递减效应,单因素施用水平的变动引起产量的改变是水分作用大于施氮作用.     

膜下滴灌水氮耦合对玉米光合特性的影响

通过大田试验设置水氮2因素3水平计9种组合处理,研究膜下滴灌水氮一体化施用条件下二因素不同用量对玉米灌浆前期穗位叶光合速率和蒸腾速率的影响效应及其他光合因子与光合速率的关系,寻求适宜松辽平原到内蒙古高原过渡地带的水氮施用量。结果表明:气孔导度、蒸腾速率与光合速率线性正相关,胞间CO_2浓度与光合速率线性负相关。灌水与施氮均能提高光合、蒸腾速率,灌水作用大于施氮。氮亏缺抑制光合速率的程度大于抑制蒸腾速率,灌水量的增加促进光合速率的程度小于促进蒸腾速率。生育期1 351~1 465 m~3/hm~2的低灌溉量阻碍氮对光合速率和蒸腾速率的作用,水分亏缺引起过量施氮的负效应。1 802~2 315 m~3/hm~2的中高灌溉量下氮效应显著,而施氮量由240 kg/hm~2增至288 kg/hm~2效应微弱。生育期施氮240 kg/hm~2与灌水1 802~2 315 m~3/hm~2可作为适宜的水氮耦合用量。     

膜下滴灌水氮耦合对烤烟综合效益的影响

为了寻求贵州烟区膜下滴灌条件下烤烟优质高产的水氮耦合方案,设计不同滴灌量与施氮量处理,观测不同处理对烤烟品质、产量和灌溉水利用效率的影响,计算不同处理膜下滴灌工程的经济效益(国民经济内部收益率,经济净现值,经济效益费用比),并引入主成分分析方法与熵权系数评价模型,对水氮耦合方案进行优选。结果表明,T5处理为膜下滴灌条件下综合效益最优的水氮处理,熵权评价值为0.934;T6次之;T7最差,熵权值仅为0.611。因此伸根期、旺长期、成熟期滴灌量12、16、12mm/次,施氮量75kg/hm2可作为贵州烟区膜下滴灌工程烤烟优质高产的水氮耦合方案。     

棉花膜下滴灌灌溉制度试验研究

以田间试验为基础对棉花膜下滴灌的灌溉制度及其各因素的特点进行了分析研究。膜下滴灌技术采用局部灌水，男间地面蒸发量很小，另外，该技术为浅灌且可控性强，使灌水深度与棉花根系吸水深度相一致，避免深层渗漏，极大地提高了田间水分利用率。     

水氮耦合对膜下滴灌玉米产量和水氮利用的影响

【目的】提高黑龙江西部地区玉米水肥利用率及产量,探索不同水肥配比下玉米氮素吸收、利用与分配规律。【方法】设置3个灌溉定额水平(200、400、600 m3/hm~2)以及5个施氮水平(0、150、200、250、300 kg/hm~2),研究分析了不同水肥处理下玉米干物质积累、氮素分配、氮素吸收效率、氮收获指数、氮肥偏生产力以及氮肥农学生产效率等指标。【结果】增加施氮量可以显著提高玉米产量、干物质和氮素积累量,水分不足会抑制产量、干物质和氮素的累积,但灌水定额过高会降低氮收获指数。W400N250处理产量、干物质量、氮素积累量、氮肥利用率、氮收获指数、氮肥农学效率、水分利用效率均为最高,分别较其他处理高了0.71%～45.28%、1.07%～48.87%、9.54%～70.61%、2.63%～37.65%、3.19%～10.38%、0.84%～32.80%、1.27%～43.24%。【结论】在膜下滴灌方式下,黑龙江西部地区玉米最佳灌水量为400 m3/hm~2,最佳施氮量为250 kg/hm~2。     

咸水膜下滴灌对棉花生长和产量的影响

试验研究了膜下滴灌方式下持续利用咸水灌溉对棉花生长和产量的影响.试验设置了3种灌溉水盐度水平:0.33(淡水)、3.62、6.71 dS/m.结果表明:土壤盐分表现出了不同程度的表聚;不同灌溉水盐度处理棉花的干物质积累无明显差异.咸水灌溉后,棉花的产量随着灌溉水盐度的增加有所降低,但差异不显著,说明棉花具有一定的耐盐性,少量咸水灌溉对棉花生长和产量的影响不明显.     

大田棉花膜下滴灌灌溉制度对土壤水盐变化的影响研究

针对新疆棉花膜下滴灌条件下不同灌溉定额和灌水周期对土壤水盐变化的影响进行了大田试验.试验设置了3个灌溉定额和3个灌水周期;观测内容有土壤水分、盐分及棉花生长状况和产量.试验结果表明:土壤含水量随着灌水周期减小而增大,灌水周期为5 d的处理的土壤保持在最适宜含水量;较小灌水周期使得棉株内行和外行土壤含盐量持续降低,降幅相对较大;同一灌溉定额下,较小灌水周期产量较大;中量灌溉定额获得最高产量.     

灌水频率和灌溉定额对膜下滴灌棉花生长及产量的影响

为探究棉花灌水频次和灌溉定额时膜下滴灌棉花生长及产量的影响,进行了农艺性状监测、产量实测定实验.研究表明:在16、12、8次这3种灌水频次和4种灌溉定额(6 000、5 250、4 500、3 750 m3/hm2)的12种组合下,高灌水频次(16次)时小灌溉定额(4 500、3 750 m3/hm2)的水分生产率较高...     

膜下滴灌棉花水-土壤改良剂耦合效应研究

采用二因素五水平正交组合设计方案,建立回归模型并进行效应解析后表明:灌水对棉花产量的影响大于改良剂;灌水对棉花生育期土壤脱盐率的影响大于改良剂;水-改良剂耦合效应对棉花产量和生育期土壤脱盐率均为协同效应;按照所建立的水-土壤改良剂对棉花产量的耦合模型和水-土壤改良剂对棉花生育期土壤脱盐率的耦合模型,通过计算机模拟,提出了高产抑盐的灌水-施用土壤改良剂方案:灌水指标为3 285~4 590 m3/hm2,施用改良剂指标为112.5~120 kg/hm2。     

膜下滴灌棉田冻融期土壤剖面水盐热分布动态

为了深入揭示干旱区膜下滴灌棉田冻融期土壤水、盐和温度的动态变化规律,利用Hydra水盐热系统实现对冻融期宽行、窄行和膜间位置15,25和40 cm深度土壤液态水分、温度和电导率实时等间隔加密监测,分析了冻融期土壤水盐热动态变化过程.结果表明:同一位置不同深度液态水分、电导率和温度动态变化规律一致;冻融期内盐分垂向运移规律为深层土壤内的盐分向表层运移,冻融作用使盐分发生了重分布,加重了土壤40 cm深度的盐分含量,电导率增值范围为20~80 μS/cm,并且冻融前后不同位置电导率以位置排序由大到小为宽行,窄行,膜间;在冻融过程中不同位置土壤温度、液态水分和电导率两两之间存在着正相关关系(P<0.01),其相关系数大于0.74,而电导率与温度和液态水分两者也存在极强的多元一次函数关系(P<0.01),其相关系数大于0.90;冻结和融化并不是重合的过程,而是在期间会出现分叉点,分叉点出现在-1 ℃附近.研究结果对制定合理的非生育期灌溉制度具有重要参考意义.     

灌溉时段及水温对膜下滴灌棉花生长及产量的影响

为探究不同灌溉时段及水温对膜下滴灌棉花生理特性及产量的影响,设置4个灌溉水温梯度分别为15.00(正常灌溉水温),20.00,25.00,30.00℃,2个灌溉时段分别为日间、夜间(分别记为DW,NW)进行完全组合设计,共计8个处理.结果表明,增温灌溉提前了棉花生育进程,促进了棉花株高、茎粗、叶面积增长,有利于棉花光合作用的进行,且在夜间进行增温灌溉效果更显著.增温灌溉使棉花产量显著提高2.95%～14.13%,夜间灌溉较日间灌溉棉花产量平均提高3.34%.基于回归分析确定提高棉花产量的最佳灌溉时段为夜间,最佳灌溉水温为26.38℃,对应的产量为7 482.96 kg/hm².该研究可为北疆膜下滴灌棉花实施增温灌溉技术提供理论依据和技术参考.     

干旱区秸秆覆盖对滴灌棉花生长及产量的影响

为探索秸秆覆盖对北疆滴灌棉花生长特征和产量的影响,2009—2012年期间,以小麦秸秆为材料,在非盐碱土和盐碱土2种土壤条件下,进行了无覆盖（LUM）、表层覆盖（LSM）、地表以下30 cm深处覆盖（LM30）的测坑对比试验.结果表明：秸秆覆盖对棉花生长及产量具有一定的促进效果,对盐碱土种植的棉花株高、叶面积指数和产量的促进作用显著,而对非盐碱土棉花株高、叶面积指数和产量的促进作用不明显.地表覆盖综合调控效应优于30 cm深层覆盖,尤其是在棉花花铃期,在盐分抑制方面地表覆盖要比30 cm覆盖效果好;30 cm覆盖在苗期和蕾期可以给棉花生长创造比较好的条件,而在花铃期以后这种覆盖效果不太明显;表层覆盖处理棉花产量最高,高出无覆盖处理3.2%-17.9%,高出30 cm深层覆盖3.1%-16.3%.     

滴灌水氮耦合对水氮利用及冬小麦产量的影响

以华北地区冬小麦为试验对象,参考直径20 cm标准蒸发皿的累计水面蒸发量E,通过2 a的大田试验(2012—2013),研究了大田地表滴灌条件下水氮耦合制度对作物耗水量、作物生理指标、产量、氮残留及水氮利用效率的影响,结果表明,冬小麦生育期内的耗水量、叶面积指数及产量受灌水定额的影响更为显著(P<0.05);滴灌条件下,当施氮量在120~290 kg/hm²时,水氮耦合效应对冬小麦耗水量的影响不具有统计学意义;在滴灌灌水定额为0.80E,施氮量为140~190 kg/hm²的水氮耦合模式下,冬小麦的产量较高,土壤硝态氮的当季残留较少,且进一步显著增加灌水定额和氮肥投入量将导致产量的明显下降;综合考虑冬小麦水氮利用效率和对地下水的潜在淋失风险,华北典型区滴灌水氮耦合的优化组合范围宜为灌水定额为0.80E,施氮量为140~190 kg/hm².     

灌水模式及下限对滴灌棉花产量和品质的影响

为探索滴灌条件下棉花优质高效灌溉指标,在新疆石河子研究了地下滴灌(SSDI)和膜下滴灌(SDI)条件下不同灌水控制下限对棉花耗水量、品质以及水分利用率的影响.结果表明,相同滴灌模式,棉花蕾期耗水量随灌水控制下限的提高而增加,花铃期水分胁迫处理的棉花阶段耗水量普遍低于对照处理;蕾期适度水分胁迫(灌水控制下限为60% FC)花铃期充分供水(灌水控制下限为75% FC)处理(SDI-7和SSDI-7)有利于籽棉产量的提高,与对照处理相比,籽棉产量提高了14.48%(SDI-7)和11.60%(SSDI-7);水分处理对棉花衣分、棉纤维整齐度的影响不明显,蕾期和花铃期水分胁迫对棉纤维上半部平均长度的影响随水分胁迫程度的加重而加剧,蕾期适度水分胁迫(灌水控制下限为60% FC)有利于棉纤维断裂比强度的提高.相同水分处理,地下滴灌棉花产量和灌溉水利用率均高于膜下滴灌棉花.与对照处理相比,蕾期和花铃期灌水控制下限分别为60% FC和75% FC,灌水定额为30 mm处理在节约灌溉水的同时提高了籽棉产量并改善了棉纤维品质,可作为石河子垦区滴灌棉花适宜的灌水指标.     

生物可降解地膜对棉花产量及水分利用效率的影响

为了探求华北平原棉花可降解地膜覆盖替代普通膜覆盖的可行性,解决白色污染问题,试验设置4种处理:6 μm PE普通地膜(PE)、8 μm生物可降解地膜(M1)、6 μm生物可降解地膜(M2)及不覆盖地膜(CK),分析比较各处理对棉花出苗率、叶面积指数(LAI)、农田耗水速率、产量及水分利用效率(WUE)的影响.结果表明,与处理CK相比,覆盖地膜显著提高了棉花出苗率,但3种覆膜处理间差异不具有统计学意义;在棉花生育前期,2种生物可降解地膜处理的LAI显著低于PE处理的.3种覆膜处理之间的籽棉产量和霜前花率的差异均不具有统计学意义.3种覆膜处理间WUE的差异不具有统计学意义,但均显著高于CK的.2种生物可降解地膜处理相较于PE,对棉花的出苗率、霜前花率、籽棉产量及WUE的差异均不具有统计学意义.相较于PE,使用6 μm生物可降解膜不会造成棉花耗水量升高,而8 μm可降解膜则显著增加了棉花的耗水量.因此6 μm生物降解膜取代PE膜较好.     

膜下滴灌对水稻根系形态及生理性状的影响

为探明水稻在膜下滴灌灌溉方式下根系生长发生的变化,设置小区试验与传统淹灌进行对比,以粳稻品种“T-04”和“T-43”为材料,研究了膜下滴灌灌溉方式对水稻根系形态、根系氧化力和硝酸还原酶的影响.结果表明:土表下20 cm深度,膜下滴灌水稻的根系长度、表面积、体积和平均直径都高于传统淹灌,并且差异具有统计学意义.土表下40 cm,膜下滴灌对水稻根系形态影响不具有统计学意义;水稻根系氧化力都是呈先增大,后减小的趋势,水稻根系氧化力最大期因品种而异.分蘖期膜下滴灌对水稻根系氧化力的影响因品种而异,但在拔节孕穗期、齐穗期和乳熟期,膜下滴灌水稻根系氧化力高于传统淹灌,并且差异具有统计学意义,膜下滴灌水稻后期根系具有较强的抗衰老能力;膜下滴灌水稻根系硝酸还原酶活性高于传统淹灌,但在分蘖期和乳熟期的差异不具有统计学意义,在拔节孕穗期和齐穗期差异具有统计学意义.     

极端干旱区降解膜对滴灌棉花土壤水热及产量的影响

为了探明降解膜在哈密盆地滴灌棉花种植的应用效果,选取降解膜M1,M2,M3,M4及普通塑料地膜PE(CK)开展对照试验,研究降解膜的降解性能及其对滴灌棉花土壤水热变化与产量的影响.结果表明:M2在覆膜80 d左右最早出现降解、180 d左右进入残存期,生育期末仍有小块地膜残片存在;而降解膜M1与M3于生育期末才进入崩解...     

种植密度对滴灌马铃薯生长、产量的影响

为了了解耕培土滴灌条件下种植密度对马铃薯生长、产量以及水分利用效率的影响.试验共设密度分别为7.28×10⁴ 株/hm²(RS25),6.67×10⁴ 株/hm²(RS35),5.55×10⁴ 株/hm²(CK)3个处理.结果表明:随着种植密度的增加,株高、茎粗、干物质积累量以及商品薯率均有降低的趋势;产量、水分利用效率随种植密度的增加表现出先增大后减少,其中RS35处理产量和水分利用效率均表现最高,分别达到47 325 kg/hm²和12.05 kg/m³;在马铃薯品质方面,种植密度对马铃薯粗蛋白含量的影响不具有统计学意义;淀粉和维生素C随着密度的大幅增加而降低,其中RS25处理的淀粉较CK降低了5.57%,RS25处理的维生素C较CK降低了7.96%,同时RS35与CK处理不具有统计学意义.综上所述,种植密度为6.67×10⁴ 株/hm²的RS35处理马铃薯高产优质,且水分利用效率最高,为黑龙江地区滴灌马铃薯较为适宜的种植密度.     

改进CERES-Maize模型在玉米膜下滴灌模式下的适用性

针对CERES-Maize模型没有覆膜处理模块而无法从机理上实现对覆膜玉米生长发育及产量形成过程进行模拟的问题,依据作物生长发育的有效积温原理,利用膜地增温对有效气积温的补偿效应,量化覆膜地温对气温的补偿值,改进模型气象模块中的气温输入数据,同时将模型中影响腾发量及水量平衡计算的冠层能量消光系数K调整为0.5,构建了适宜于膜下滴灌的改进型CERES-Maize模型,并依据2014和2015年膜下滴灌玉米田间试验数据对改进模型进行验证.结果表明覆膜地积温对气积温的增温补偿系数C_c:播种-出苗期为0.45,出苗~抽雄前期为0.20;随着K降低,地上生物量与籽粒产量的相对误差绝对值ARE降低并趋近于0;改进后的模型能够较好地模拟覆膜玉米开花期天数、成熟期天数、收获期地上生物量和籽粒产量,其模拟值和实测值的ARE分别为0.58%,0.37%,7.65%和16.95%,相对均方根误差RRMSE分别为0.84%,0.51%,8.75%和17.50%.