灌溉与施氮对留茬免耕春小麦耗水规律、产量和水分利用效率的影响

在甘肃省石羊河流域绿洲灌区,研究了不同灌溉量(常规灌溉327 mm,节水20%灌溉261 mm和节水40%灌溉196 mm)和施氮量 (0,140,221和300 kg N/hm²) 对留茬免耕绿洲农田0～120 cm 土壤水分动态、小麦耗水规律、籽粒产量和水分利用效率的影响。结果表明,灌溉影响灌水前24 h深层(80～120 cm)土壤含水量和灌水后24 h浅层(0～80 cm)土壤含水量,施氮处理对深层(0～120 cm)土壤含水量影响不显著。就全生育期而言,土壤贮水量和植株耗水强度随灌水量增加而增加,不施氮处理的土壤贮水量高于施氮处理,施氮对植株耗水强度影响不显著。当施氮量达到221 kg N/hm²时,春小麦水分利用效率(14.51 kg/hm²·mm)和春小麦籽粒产量(6 365 kg/hm²)达到最大值。春小麦籽粒产量随灌溉量增加而增加,常规灌溉的平均籽粒产量比节水20%灌溉和节水40%灌溉分别增加8.2%和32.2%。不同灌溉之间的水分利用效率相差不显著。     

灌溉和施氮对种植第2年紫花苜蓿产量、水分利用效率及土壤全氮含量的影响

在甘肃省河西绿洲灌区石羊河流域进行大田试验,研究不同灌溉量,分别为常规灌溉(330mm)、节水20%灌溉(264mm)和节水40%灌溉(198mm)和施氮量0、40、80和120kg/hm2对种植第2年紫花苜蓿(Medicago sativa)干草产量、水分利用效率(WUE)以及土壤全氮的影响。结果表明:紫花苜蓿全生育期总干草产量随灌溉量增加而显著增加,他们的次序是常规灌溉总干草产量(15 575kg/hm2)>节水20%(14 763kg/hm2)>节水40%灌溉(14 017kg/hm2)。节水20%灌溉的水分利用效率为27.49kg/(mm.hm2),显著高于常规灌溉25.96kg/(mm.hm2),节水40%灌溉的水分利用效率为26.89kg/(mm.hm2),与常规灌溉和节水20%灌溉之间相差不显著。各处理全氮主要富集于表层土壤(0～60cm),土壤全氮含量随土层深度的增加而减少。在0～120cm土层,灌溉对各土层全氮含量的影响没有出现规律性变化;施氮40kg/hm2土壤全氮含量显著高于不施氮和施氮80、120kg/hm2。当施氮量为40kg/hm2时,第2年紫花苜蓿干草产量15 905kg/hm2、WUE为28.62kg/(mm.hm2)以及土壤全氮含量达到最大值。在河西绿洲灌区石羊河流域种植第2年紫花苜蓿,从经济、生态和环境方面考虑,节水20%灌溉(灌溉量为264mm,不包括生育期降水量)和施氮40kg/hm2处理是较高干草产量、较高WUE及较高土壤肥力取得一致的处理,应大面积推广。     

灌溉和施氮对免耕留茬春小麦农田土壤有机碳、全氮和籽粒产量的影响

在甘肃省石羊河流域绿洲灌区,研究不同灌溉量和施氮量对留茬免耕春小麦收后0~30 cm土层土壤有机碳、土壤全氮和土壤碳氮比的影响。结果表明,在0~140 kg/hm²施氮范围,土壤全氮和有机碳含量增施氮肥均明显增加,当施氮量超过140 kg/hm²时,土壤有机碳随施氮量增加而降低,土壤全氮含量无明显变化。就平均施氮水平而言,土壤全氮和有机碳含量随灌溉量增加呈先升高后下降的趋势,适量灌溉 (节水20%灌溉) 促进土壤氮和碳的矿化速率,从而增加全氮和有机碳含量,但少量或过量灌溉降低土壤氮和碳的矿化速率,同时增加土壤氮和碳的损失,导致节水20%灌溉的土壤全氮含量(0.9 g/kg)和有机碳含量(14.22 g/kg)最高。就各灌溉水平平均值而言,当施氮达到221 kg/hm²,春小麦籽粒产量(6 365 kg/hm²)达到最大值,春小麦籽粒产量随灌溉量增加而增加。     

地下滴灌苜蓿地土壤水分分布规律

本文在地下滴灌条件下开展苜蓿田土壤水分分布规律的研究,以期为苜蓿高效节水生产提供理论依据。试验设置11个压力处理,研究工作压力对滴头流量的影响;设置600、750和900m3·hm-2 3个灌溉量处理,研究土壤湿润体入渗规律及土壤水分再分布规律。结果表明,滴头流量随工作压力增加而增大,呈对数函数关系;灌溉初期湿润体形状呈近似球体,灌溉30min后变为垂直地面方向狭长的椭球体,120min后呈开口较小,中部凸起、下部略尖的坛状,3种灌溉量下土壤湿润体形状相似,但湿润体入渗深度随灌溉量增加而增大。灌溉停止48h后不同土层土壤水分分布不均,垂直方向上,水分主要分布在0-30cm土层;水平方向上,随与滴灌带距离增大土壤含水率呈递减趋势,不同灌溉量比较表现为水平距滴灌带10cm处,0-50cm土层随灌溉量增大土壤含水率呈增加趋势,50-70cm土层无明显规律,水平距滴灌带20和30cm处各土层土壤含水率与灌溉量之间也无明显规律。     

新疆绿洲区不同灌溉方式及灌溉量下苜蓿田间土壤水分运移特征

为探讨新疆绿洲区不同灌溉方式及灌溉量对苜蓿田间土壤水分空间分布及运移的影响,在苜蓿生长第二年设滴灌和漫灌两种灌溉方式,每种灌溉方式设3个灌溉梯度,对土壤含水量进行了测定与分析。结果表明,苜蓿生长季内,随生育进程的推进及灌水次数的增加,土壤水分含量呈波动式递减变化趋势。灌溉后垂直方向上0~40cm、水平方向上0~30cm土层土壤含水量明显增加,且垂直方向上土壤水分湿润峰明显大于水平方向。苜蓿整个生育期随灌水量及收获茬次的增加,水分利用效率逐渐下降。滴灌和漫灌水分利用效率分别为4.55~5.48kg/(mm·hm2)、3.21~3.81kg/(mm·hm2),与漫灌相比,滴灌方式总水分利用效率提高了42%~44%。当滴灌灌溉量为3000m3/hm2、漫灌为5250m3/hm2时,苜蓿生产的综合经济效益最好。     

施氮和灌溉互作对垂穗披碱草生物量及构成要素的影响

施氮和灌溉是提高牧草产量和资源利用效率的重要途径。本研究采用盆栽试验分析了不同氮素水平(0、200和400 mg·kg–1)和灌溉量(土壤饱和持水量的35%～40%、 60%～65%、 75%～80%)互作对垂穗披碱草(Elymus nutans)生物量及其构成要素的影响。结果表明:随施氮量增加,垂穗披碱草株高、分蘖数、地上地下生物量比呈显著增加趋势(P 0.05),地上生物量先增加后降低,但施氮量对垂穗披碱草根系体积和根系生物量没有显著影响(P0.05)。随灌溉量增加,垂穗披碱草株高、分蘖数、地上生物量、根系体积、根系生物量呈显著增加趋势(P 0.05),地上地下生物量比先增加后降低。施氮和灌溉互作时垂穗披碱草株高、分蘖数、地上生物量、地上地下生物量比呈开口向下的抛物线趋势,其中施氮量为200 mg·kg–1、灌溉量为土壤饱和持水量60%～65%时最佳。因此,施氮和灌溉互作对垂穗披碱草产量及构成要素具有明显的协同增加效应,且存在最佳组合模式。     

灌溉定额对夏播裸燕麦产量和品质的影响

在大田条件下,采用随机区组设计,研究了不同灌溉定额对夏播裸燕麦白燕8号籽粒产量、籽粒品质、籽粒矿质元素含量和饲草品质的影响。结果表明,夏播裸燕麦灌溉定额为150mm的滴灌处理(W4)时籽粒产量最高,其次为W5(180mm)、CK(200mm)、W3(120mm)、W2(90mm)、W1(60mm)。灌溉定额较小的W1、W2、W3三处理的产量构成三要素均受到一定程度的影响,尤其是穗粒数和公顷穗数显著减少,造成产量显著降低。灌溉定额为120mm的滴灌处理(W3)品质最好,粗蛋白、粗脂肪和β-葡聚糖含量分别比传统灌溉处理(CK)提高4.53%,8.58%和18.29%,差异显著(P<0.05)。W3处理籽粒中钾、锌、铁、铜、锰含量均显著高于传统灌溉,钙、镁含量差异不显著。W3处理有较高的可消化干物质和相对饲用价值,分别比传统灌溉处理提高3.37%和9.28%,差异显著(P<0.05)。     

紫花苜蓿根系主要功能性状对分根区交替灌溉的响应

分根区交替灌溉是一种具有节水潜力的灌溉方式，为了揭示紫花苜蓿(Medicago sativa L.)根系对分根区交替灌溉的响应，在甘肃武威绿洲农业高效用水国家野外科学观测研究站设置3种占田间持水量(Field capacity, FC)不同比例的灌水梯度(T1:80%～100%FC,T2:60%～80%FC,T3:40%～60%FC)去开展分根区交替灌溉与不分根区灌溉的对比试验。结果表明：分根区交替灌溉在80%～100%FC灌水量时，根颈直径小于不分根区灌溉，60%～80%FC和40%～60%FC灌水量时，根颈直径大于不分根区灌溉。分根区交替灌溉的根系分支多于不分根区灌溉，但根平均直径小于不分根区灌溉。两种灌溉方式下紫花苜蓿地上部和地下部的生物量均随着灌水量梯度的下降而下降。同一灌水梯度下，不分根区灌溉的地下和地上生物量均高于分根区交替灌溉。上述结果说明紫花苜蓿采用分根区交替灌溉方式对根系生长发育具有重要影响。     

灌溉水钠吸附率及灌溉强度对匍匐翦股颖生长和外观质量的影响

通过模拟不同盐浓度的灌溉水钠吸附率（SARw）及灌溉强度对匍匐翦股颖Seaside II在沙质土壤上的生长和外观质量进行了评估,同时,还测定了盐水灌溉对根层土壤电导率的影响。结果表明,不同盐浓度处理,以SARw=0处理的草坪生物量和草坪外观质量均为最高。不同灌溉强度处理,均以过量灌溉（120%）处理的草坪生物量和草坪外观质量为最高,但和其余处理差异不显著（P〈0.05）,不同深度根层土壤电导率,各处理均以0～10cm为最大,以30～40cm为最小,总体上随着土层深度增加而降低。     

三种供水处理对紫花苜蓿播种当年生长及品质的影响

研究了三种供水处理(W1、W2、W3灌溉量分别近似为650mm、580mm、500mm)对河西地区种植的紫花苜蓿第1年的生长状况、株高、叶面积、地上生物量、地下生物量及其营养品质的影响.结果表明,W1下生长速率最大,比W2、W3分别高9.5%和33.3%,初花期生长速率差异较大;随水分供应量增加,叶面积指数增大,开花期达到最大值,之后下降,整个生育期内叶面积指数变化呈抛物线形状.地上生物量与水分供应量呈线性正相关;根系主要分布在土壤表层0～40cm.W1和W2对紫花苜蓿的营养品质影响差异不明显,但W3的影响显著.同一水分处理下,蛋白质(CP)与脂肪(CE)含量随生育期延迟而减少,粗纤维(CF)含量则增加.在该地区灌溉选择W2处理(灌水580mm),即保持在最大土壤饱和持水量的70%,既能保证紫花苜蓿较高的地上生物量和较好的品质,又能节约当地的水资源.     

西北绿洲灌区饲用燕麦耗水特性及产量变化对水氮耦合的响应

灌水和施肥是调控作物生长和产量形成的两大重要技术措施,研究水氮互作对燕麦耗水特性及产量的影响,对于优化燕麦高产高效栽培理论和技术具有重要意义。2014-2015年连续两个生长季,在甘肃河西绿洲灌区,田间试验设置3个定额灌溉和3个施氮(纯N)水平,研究水氮耦合对陇燕3号农田0~150 cm土层耗水量、棵间蒸发、产量及水分利用效率的影响。3个灌溉处理的灌水量分别为270.0 mm (I₁)、337.5 mm (I₂)和405.0 mm (I₃),3个施N水平分别为90 kg/hm² (N₁)、120 kg/hm² (N₂)和150 kg/hm² (N₃)。在全生育期内,棵间蒸发量(E)及E/ET(总蒸散量)的比例表现先降后升趋势,且相同施氮量下,拔节至灌浆期随灌水量的增大而增大,而灌浆至成熟期则随灌水量的增大而减小。相同施氮量下,燕麦耗水量与籽粒产量随着灌水量的增加而显著增加,水分利用效率却随着灌水量的增加而降低。所有处理中,N₃I₃产量最高(5466.0~5727.5 kg/hm²),N₃I₂次之(5428.5~5678.5 kg/hm²),N₁I₁最小(4504.5~4804.3 kg/hm²),而N₃I₂的水分利用效率最大[12.11~12.82 kg/(mm·hm²)],N₃I₁次之[12.04~12.63 kg/(mm·hm²)],N₁I₃最小[9.79~10.58 kg/(mm·hm²)]。由此表明,水氮耦合对燕麦水分利用及产量具有显著互作效应,施氮量150 kg/hm²、灌溉定额337.5 mm是西北绿洲灌区燕麦种植较佳的节水、高产水氮管理模式。     

不同灌溉量对紫花苜蓿产量影响的对比

为了查明景泰地区紫花苜蓿Medicago sativa生育期灌溉量与产草量的关系,探索既能使紫花苜蓿高产,又能节约用水的灌溉模式,对不同灌溉条件下紫花苜蓿的鲜草产量和经济效益进行研究,确定出最适宜的灌溉量。试验结果表明,紫花苜蓿生长期,在2040 cm土层内,土壤水分含量达到30%左右时,紫花苜蓿均能良好生长,鲜草产量随灌溉量增加而增长,增产幅度也逐渐增大;但当灌溉总量达到5 400 m3/hm2时,灌溉量增加对苜蓿增产幅度影响不明显,灌溉总量4 800 m3/hm2左右时经济效益最高。     

水肥耦合对敖汉苜蓿营养成分的影响

采用3因素完全裂区试验设计,在大田条件下研究氮、磷、水对敖汉苜蓿营养成分及其变化规律的影响。结果表明:粗蛋白和干物质含量随着氮、磷肥用量的增加而升高,随着灌水量的增加而降低。随着氮、磷肥用量和灌水量的增加纤维含量降低,粗脂肪含量升高。粗灰分含量随着氮肥用量和灌水量增加而升高,随着磷肥用量增加而降低。粗蛋白、粗灰分、粗脂肪、酸性洗涤纤维、中性洗涤纤维最佳营养成分所需的水肥组合为:氮肥300kg.hm-2+磷肥450kg.hm-2+灌水2300m3.hm-2。干物质含量最高的处理为:氮肥300kg.hm-2+磷肥450kg.hm-2+灌水1150m3.hm-2。     

张掖黑河灌区苜蓿高效灌溉模式研究

通过对黑河流域大满灌区灌溉试验,测定了不同生育年龄甘农3号苜蓿Medecago sativacv.GannongNo.3地上生物量,经统计分析建立了苜蓿地上生物量年际动态和不同生育年内各茬间动态变化规律,结果表明,不同年际间各茬产量在不同水分处理下水分利用效率存在明显差异。不同水分处理下产量的变化呈高-低-高的“S”型变化,确定了苜蓿地的高效灌溉时期为现蕾-开花期,优化灌溉定额为520 mm,为苜蓿高产节水灌溉模式提供了理论依据。     

紫花苜蓿和短花针茅根系分布与土壤水分研究

以陕北农牧交错带人工草种紫花苜蓿(Medicago sativa L.)和天然草种短花针茅(Stipa breviflora Griseb.)为对象,采用根钻法调查两个草种的根系垂直分布以及刈割后苜蓿根系变化特征,并通过定位观测研究土壤水分动态变化。结果表明:紫花苜蓿和短花针茅根系密度随土壤深度增加而减少,而且均以直径小于等于1 mm的须根为主;0~50 cm土层紫花苜蓿和短花针茅根系量分别占0~100 cm剖面总量的67%和84%。紫花苜蓿和短花针茅根系分布与土壤水分消耗特征吻合。生长旺盛期苜蓿大量消耗0~140 cm土层土壤水分,5-9月平均有效土壤储水不足10 mm;生长季末深层(140~280 cm)土壤储水也逐渐降低,约为裸地储水量的50%。短花针茅0~280cm剖面土壤水分状况明显好于苜蓿地,比苜蓿地多储水100 mm左右;主要消耗浅层(0~50 cm)土壤水分,深层水分利用较少。     

河北片麻岩山区核桃×苜蓿模式早期细根分布特征

以河北片麻岩山区退耕地核桃(Juglans Regia)×苜蓿(Medicago sativa)模式为研究对象,采用挖掘取样法,研究了果草复合系统早期细根根系密度的空间分布特征,并比较分析了单作和间作模式下核桃细根分布的差异。结果表明:间作模式下核桃细根根系在垂直方向和水平方向上均呈现"低高低"的二次多项式分布,集中分布于20~60cm(垂直)、10~80cm(水平);苜蓿细根在垂直方向和水平方向上分布分别呈现负指数型和指数型分布,集中于0~30cm(垂直)、110~150cm(水平);在垂直深度0~20cm和水平距离100~150cm范围内,苜蓿核桃相对重叠比大于1,苜蓿根系占据主导地位,核桃根系则在较深垂直空间和较近林带具有明显优势;与核桃单作模式相比,果草间作模式下核桃细根从量上有所减少,在垂直方向上分布变深,在水平方向上亦有所下降。核桃苜蓿间作模式下细根分布具有一定的交织区域,存在竞争。     

寒旱荒漠地区不同灌水处理对紫花苜蓿生长与产量的影响

为了研究寒旱荒漠地区紫花苜蓿(Medicago sativa L.)适宜的灌水周期和灌水量,寻找合理的灌溉制度,对紫花苜蓿在浅埋式滴灌条件下开展了大田滴灌试验,采用双因素方差分析法,分析了灌水周期和灌水定额对不同生育阶段紫花苜蓿株高、茎粗和干物质积累的影响。结果表明:灌水周期和灌水定额对不同生育阶段的紫花苜蓿株高、茎粗和干物质积累量影响程度各不相同,合理安排灌水周期和灌水定额可以达到节水增产的效果。寒旱荒漠地区紫花苜蓿全生育期适当的灌水总量约为6 450m3·hm~(-2)。其中第一茬紫花苜蓿灌水约8次,灌水量约为3 075m3·hm~(-2);第二茬紫花苜蓿灌水约10次,灌水量约3 375m3·hm~(-2)。     

水分胁迫下新疆大叶苜蓿水分代谢指标变化及相互关系研究

应用盆栽试验,对新疆大叶苜蓿（Medicago sativa ‘Xinjiangdaye’）用人工控制土壤含水量分别为田间持水量的90%（充分供水TA）、70%（轻度土壤水分胁迫TB）、50%（中度土壤水分胁迫TC）、30%（重度土壤水分胁迫TD）条件下的水分代谢响应进行了研究。结果表明,随干旱胁迫程度加剧,叶片相对含水量、自由水含量及叶水势呈下降趋势;随干旱胁迫程度的加剧和干旱时间的延长,水分饱和亏、束缚水含量及束缚水/自由水上升且叶片持水力不断增强,轻度土壤水分胁迫并未使以上指标发生显著变化;叶片相对含水量与束缚水/自由水相关系数为-0.94,呈极显著负相关,与叶水势相关系数为0.89,呈显著正相关;叶水势与束缚水/自由水呈显著负相关。