施加生物炭对节水灌溉水稻生长特征及产量影响

为揭示施加生物炭对节水灌溉水稻生长特征及产量的影响,试验设计常规灌溉和控制灌溉两种灌溉方式,采用盆栽试验,分析了施加生物炭条件下节水灌溉水稻的茎蘖、株高、叶面积指数(LAI)、叶绿素(SPAD)、产量、灌水量以及灌溉水分生产率的变化规律。结果表明:与常规灌溉相比,控制灌溉轻微抑制了水稻地上部分的生长,保证了水稻稳产,灌水量平均减少34.91%,灌溉水分生产率平均提高了0.69kg/m~3。施加生物炭处理增加了水稻茎蘖数、株高以及LAI,提高了水稻的有效分蘖率,使水稻对氮素吸收相对平稳,SPAD值变化波动小,水稻产量平均提高947kg/hm~2,灌溉水分生产率平均提高0.16kg/m~3。控制灌溉与生物炭联合应用水稻灌溉水分生产率最高,为2.12kg/m~3。     

玉米苗期非充分灌溉条件下水炭耦合的节水增产效应

为研究玉米苗期非充分灌溉条件下水炭耦合对产量及水分利用效率的影响,在玉米苗期设置3个灌水量上限水平和4个生物炭用量水平,对不同处理的产量和耗水量进行了方差分析和回归分析,研究了水、炭因子的耦合效应。结果表明:建立的回归模型均达到极显著水平。在玉米苗期非充分灌溉条件下,水、炭因素对产量及耗水量均具有极显著影响,且生物炭对产量的影响大于水,而对耗水量的影响则小于水;水炭耦合对产量具有显著的负交互作用,即水炭耦合对产量提高具有相互替代作用,而对耗水量无显著交互作用;玉米产量随灌水量上限和生物炭用量的升高而显著提高,但超过一定范围后产量则逐渐降低;当灌水量上限为田间持水率的66%、生物炭用量为33 g/kg时,玉米产量最高,为167.58 g/盆;当灌水量上限为田间持水率的57%、生物炭用量为35 g/kg时,水分利用效率最大,为4.38 g/kg。     

不同灌溉方式下施用生物炭对土壤水盐运移规律及玉米水分利用效率的影响

【目的】研究不同灌溉方式下生物炭对土壤水盐运移特征、作物生长及水分利用效率的中长期综合影响效应,推荐适宜的灌溉方式和生物炭用量,为内蒙古河套灌区农田水资源高效利用及盐碱化耕地治理提供理论依据和技术支撑。【方法】以灌溉方式、玉米秸秆生物炭用量为二因素,设计完全随机区组田间小区试验,共设置6个处理,其中灌溉方式为地下水滴灌、地下水畦灌、黄河水畦灌,生物炭用量为0、30 t/hm~2。生物炭在2016年玉米播种前施入土壤表面并通过旋耕机混入土壤耕层,2017年和2018年不再施用生物炭。2018年玉米生长季考察并分析不同灌溉条件-生物炭耦合处理下的土壤水分动态、降盐效果、玉米产量、蒸散量和水分利用效率。【结果】地下水滴灌条件下,与未施加生物炭的处理相比,施加生物炭的脱盐量增加13.3%,作物蒸散量提高10.5%,水分利用效率6.0%,产量提高3.5%。而畦灌条件下,施用生物炭的处理的脱盐量增加5.0%,蒸散量提高1.3%,产量提高4.8%,水分利用效率增加3.1%。【结论】生物炭施用后的第3年仍能抑制不同灌溉方式下玉米农田0～100 cm土壤的盐分积累,提高作物水分利用效率,增加作物产量,相比而言,膜下滴灌下施用30 t/hm~2的生物炭的节水降盐增产效果更优。     

水分调控与种植模式对枸杞生长和水分利用效率的影响

探究适于引黄灌区枸杞的水分调控和种植模式,以解决水土资源紧缺的生产实际问题。采用两因素随机区组设计进行大田试验,设置4个水分梯度（充分灌溉W0,75%～85%;轻度亏缺W1,65%～75%;中度亏缺W2,55%～65%;重度亏缺W3,45%～55%）和2种种植模式（枸杞单作D、枸杞间作苜蓿J）,研究不同灌水种植模式对土壤水分含量,以及枸杞耗水特征、生长、产量和水分利用效率的影响。研究结果表明,枸杞总耗水量随水分亏缺程度加重而减小,间作较单作增加了耗水量,但同时提高了灌水利用比例。枸杞生长随水分亏缺程度加重而减缓,间作苜蓿抑制枸杞生长。轻度亏缺W1提高了枸杞干果百粒质量,充分灌溉枸杞产量最大,轻度亏缺枸杞水分利用效率最高,DW1处理水分利用效率为3.83 kg/（hm2·mm）。间作苜蓿对枸杞产量影响不显著,降低了枸杞水分利用效率,但因苜蓿的产出而提升了综合效益。综合考虑,轻度水分调控W1的枸杞生长与水分利用效率均较优,间作会一定程度上影响枸杞生长,但能提高水土资源利用效率。      

灌水量和生物炭施加量对柑橘品质及水分利用效率的影响

为揭示不同水分管理模式下生物炭对鄂西地区柑橘品质及水分利用效率（WUE）的影响，以20 a生红肉脐橙为研究对象，于2018-2020年设置3种供水水平（W1：雨养模式；W2：果实膨大期3 L/周、转色増糖期1 L/周；W3：果实膨大期后9 L/周、转色増糖期3 L/周）和5种生物炭施加量水平（B0:0%;B1:4%;B2:8%;B3:12%;B4:16%）进行大田试验，研究灌水量和生物炭施加量对柑橘品质指标、产量及WUE的影响。结果表明：施炭量为0%～12%时，单果重、果皮厚度、可食率、果汁率、可溶性固形物、VC、可滴定酸和固酸比等指标随施炭量增加显著提高（P<0.05），果形指数无明显变化；生物炭对柑橘产量与WUE均有明显改善能力，而灌溉仅对提升产量有影响，对改善WUE无明显效果。对柑橘品质、产量及WUE进行综合性分析，可知B3W3处理是果实品质效益最大化与WUE最佳的炭水耦合模式。     

不同生育期水分亏缺对春青稞水分利用和产量的影响

对不同生育期水分亏缺程度对春青稞(Hordeum vulgare)水分利用效率和产量的影响进行了桶栽试验研究。试验处理设充分灌溉处理(2个水分控制下限和秸秆覆盖)以及在全生育期和5个不同生育期的4个水分亏缺程度(轻度、中度、重度和极度)处理,共27个处理。结果表明,在充分灌溉条件下,75%田间持水率水分下限控制处理的春青稞收获指数、籽粒产量和作物水分利用效率大于80%水分处理;秸秆覆盖处理的籽粒产量和水分利用效率在所有试验处理中最大。在全生育期水分亏缺条件下,春青稞籽粒产量均小于充分灌溉处理,且随着水分亏缺程度的增大而显著减小;轻度至重度水分亏缺处理可获得更大的作物收获指数和水分利用效率,但极度水分亏缺却导致最低的籽粒产量、收获指数和水分利用效率。除成熟期水分亏缺处理外,不同生育期水分亏缺处理条件下,春青稞籽粒产量和作物水分利用效率基本随着水分亏缺程度的增大而减小;拔节期、分蘖期和灌浆期水分亏缺对籽粒产量的不利影响较大。地表秸秆覆盖或全生育期轻度至重度水分亏缺处理可提高春青稞水分利用效率。     

生物炭与尿素混合施肥模式对节水灌溉水稻生长及产量的影响研究

为揭示不同氮肥处理对节水灌溉水稻生长特征及产量的响应机理,本试验设计常规灌溉A和控制灌溉B、C 3种灌溉模式,以及常规尿素肥、生物炭与尿素肥混合、控释肥3种氮肥管理模式,采用盆栽试验,分析了不同水氮管理条件下水稻的茎蘖、株高、叶面积指数、叶绿素含量、产量以及灌溉水分生产率的变化规律。结果表明,生物炭与尿素混合施肥模式和控释肥施肥模式水稻生长特征较为相似,但也有一定区别,生物炭与尿素混合施肥模式促进水稻地上部分的生长,提高了水稻有效分蘖率,水稻的产量和灌溉水分生产率分别较常规施肥模式提高了11.15%和7.26%,控释肥一定程度促进水稻地上部分的生长,提高水稻产量,但水稻的有效分蘖率和灌溉水分生产率较常规肥管理低。与灌溉模式A相比,灌溉模式B水稻地上部分生长受到轻微抑制,水稻产量略有降低,但灌水量显著降低(P0.05),水稻灌溉水分生产率得到大幅度提高,平均提高0.70kg/m~3;灌溉模式C水稻灌水量大幅度降低,灌溉水分生产率也最高,但水稻生长受到抑制较为明显,水稻减产幅度较高。综上所述,灌溉模式B和生物炭与尿素肥混施为本次试验最合理的水氮管理方式。     

隔沟灌溉温室番茄优化水氮耦合模式综合评价

以番茄为试验材料,设置固定隔沟灌和交替隔沟灌两种灌溉方式,每种灌溉方式设置2个灌水水平和2个施氮水平,共8个处理,分别测试每个处理番茄的产量、平均单果重、水分利用效率和品质,最后采用多指标综合评价方法提出优化的水氮耦合模式,结果表明:产量和水分利用效率最优的水氮耦合模式为T8(AFI),推荐灌水量为1 100m3/hm2,施氮量为150kg/hm2;品质最优的水氮耦合模式为T6(AFI),推荐灌水量为1 300m3/hm2,施氮量为150kg/hm2;综合最优的水氮耦合模式为T6(AFI),推荐灌水量为1 300m3/hm2,施氮量为150kg/hm2。     

秸秆生物炭对寒地黑土区玉米生长发育及耗水规律的影响

为探明在寒地黑土区不同生物炭添加量对玉米生物性状指标及耗水规律的影响,于2014年在北安市红星农场通过盆栽试验设置6个处理(CK-0g/kg、C1-20g/kg、C2-40g/kg、C3-60g/kg、C4-80g/kg、C5-100g/kg)进行研究。结果表明:适量施加生物炭(处理C1、C2)可以有效促进玉米生长发育,提高玉米的产量,也有效增加了玉米的日耗水量、全生育期耗水量及水分利用效率,处理C1、C2分别比对照CK增产20.95%、26.07%,水分利用效率增加14.62%和18.01%。而过量施加生物炭(处理C4、C5)则会抑制玉米的生长发育,导致减产,同时也降低了玉米的日耗水量、全生育期耗水量及水分利用效率。生物炭量与玉米单株产量和水分利用效率之间成二次抛物线关系,相关系数分别为0.812 2和0.772 1,当生物炭施加量为36.13和39.25g/kg时,产量和水分利用效率达到最大值150.95g/株和3.92g/kg。     

灌水方式对华北不同品种玉米产量形成和水分利用的影响

【目的】发展华北地区高效节水灌溉技术,探索华北地区主栽玉米品种的产量与水分利用对灌水量和灌溉方式响应,筛选不同灌溉模式下抗旱稳产玉米品种。【方法】设置了3种灌溉方式(地面灌溉、滴灌和微喷灌)、3种灌水量(高、中、低灌溉水平)和5~6个玉米品种处理,研究了不同玉米品种在不同灌溉模式和灌水量条件下的产量与水分利用特征。【结果】地面灌溉模式下,低灌水处理产量显著低于中灌水和高灌水处理,低灌水和中灌水处理水分利用效率显著大于高灌水处理;农华101品种夏玉米产量和水分利用效率最高,其次为浚单20和郑单958。微喷灌溉模式下,高灌水处理产量显著高于中灌水和低灌水处理,但后二者差异不显著;灌水处理对水分利用效率影响不显著;农华101品种夏玉米产量和水分利用效率显著高于其他品种,其次为先玉335和郑单958。滴灌灌溉模式下,灌水处理对夏玉米产量影响不显著,对水分利用效率影响显著,低灌水处理水分利用效率显著高于高灌水处理;浚单20、先玉335和登海605品种夏玉米产量显著高于中单909和郑单958品种的。因此,低灌水量可显著提高夏玉米水分利用效率,但3种灌溉模式下低灌水处理品种间产量差异显著。【结论】综合来看,华农101较适于地面灌溉和微喷灌,浚单20、先玉335和登海605适于喷灌技术。     

咸水非充分灌溉对春小麦产量及水分利用效率的影响

通过在西北旱区石羊河流域开展的田间灌溉试验,研究了咸水非充分灌溉对春小麦产量、耗水及水分利用效率的影响。结果表明,水分胁迫和盐分胁迫都可造成春小麦不同程度的减产,但轻度盐分胁迫仅减产1%,轻度水分胁迫减产6%;水分胁迫和盐分胁迫均可造成春小麦耗水量的减少,非充分灌溉条件下,春小麦耗水中土壤水贡献的比例增大,有利于节约灌溉水;水分利用效率最高的处理矿化度为3g/L,灌水量为80%ETc,说明适度的水分亏缺和适当浓度的咸水灌溉能够在当地达到节水的效果。     

水肥耦合对设施葡萄产量、品质和水肥利用的影响

为探究水肥耦合对设施葡萄产量、品质、水肥利用效率的影响,以便得到符合当地葡萄生长的最优的水肥组合,以扎娜葡萄为研究对象,设置不同的灌水施肥水平。灌水水平设置为3个水平(低水W_1、中水W_2、高水W_3,灌溉量分别为0.5ET_0、0.75ET_0、ET_0),施肥水平设置为3个水平(低肥F_1、中肥F_2、高肥F_3,总施肥量分别为450、675、900kg/hm~2),共9个水肥组合处理,每个处理设3个重复,探索适合设施葡萄生长水肥一体化管理模式。试验结果表明:水肥耦合效应对产量及品质产生了显著性影响(P0.01),且灌水量对产量、品质的影响大于施肥量的影响;在一定范围内,增加灌水量和施肥量,有利于果实产量和品质的提高。通过计算机建模寻优,考虑葡萄产量、品质、灌溉水利用效率和肥料偏生产力等指标因素,得到适合本地区温室葡萄最优水肥用量即灌水量为2844～3355m~3/hm~2,施肥量为588～830kg/hm~2。     

水氮耦合对温室番茄产量和水分利用效率的影响

以番茄为试验材料,设置固定隔沟灌和交替隔沟灌两种灌溉方式,每种灌溉方式设置2个灌水水平和2个施氮水平,共8个处理,展开不同水氮组合对温室番茄产量、平均单果重和水分利用效率影响的研究,结果表明:增加灌水量可提高番茄的产量和交替隔沟灌溉下番茄的平均单果重。降低灌水量或施氮量时,水氮必须满足一定比例才可增加番茄平均单果重和提高交替隔沟灌下番茄的水分利用效率。水氮耦合、氮是影响番茄产量、平均单果重和水分利用效率的主要因素。水是影响番茄产量、平均单果重和固定隔沟灌番茄水分利用效率的主要因素。灌溉方式是影响番茄产量和水分利用效率的主要因素。     

秸秆覆盖对冬小麦产量及水分生产效率的影响研究

为实现豫西半旱地区冬小麦节水高产栽培,提高水分利用效率,利用农田秸秆覆盖试验技术,研究了3种灌水模式下不同秸秆覆盖量对冬小麦生育期耗水量、作物产量以及水分利用效率（WUE）的影响。研究结果表明：秸秆覆盖对千粒重、穗粒数和产量的增长具有明显的促进作用,对公顷穗数的增长具有抑制作用。灌3水处理与灌4水处理相比较,产量与水分利用效率随覆盖量增加明显提高,产量和水分利用效率提高1.0%和1.6%,耗水量减少4%,实现了节水与高产的统一。灌2水处理下不同覆盖量的耗水量和水分利用效率都有所提高,但对产量影响不显著。试验最佳分配方案为灌3水处理与4 500 kg/hm2覆盖量。     

水稻不同节水灌溉模式的水分利用效率比较——以荆门、桂林为例

与传统的淹灌模式相比,水稻节水灌溉模式在提高水分利用效率方面优势明显.以湖北省荆门市及广西桂林市的气象资料为例,针对我国目前推广的主要水稻节水灌溉模式,选取降雨有效利用率、灌溉定额、灌水次数、排水量及渗漏量等指标,采用水量平衡方法进行灌溉制度推算,分析比较不同水稻节灌模式在不同雨后蓄水上限条件下的水分利用效率指标,比较...     

膜下滴灌玉米最佳种植密度及灌溉模式试验研究

为确定山西省北部地区膜下滴灌玉米适宜的种植密度和灌溉制度,于2015年在山西省阳高县进行了大田玉米膜下滴灌试验。研究分析了不同种植密度和灌水次数组合对玉米田水分含量、水分消耗量、植株生长发育状况、水分利用效率的影响。结果表明,种植密度、灌水次数均对玉米生长具有明显影响,进而影响到玉米产量。在种植密度8.25万株/hm~2、生育期内灌水3次的组合下,玉米的长势、水分利用效率、产量均最高,产量达到8 418 kg/hm~2,耗水量为4 057.03 m~3/hm~2,水分利用效率达到2.08 kg/m~3,是最佳的种植密度和灌溉次数组合模式。     

不同灌溉定额及施氮量对西瓜产量及水分利用效率的影响

针对宁夏干旱地区水资源贫乏,作物产量低的问题,采用膜下滴灌灌水和施肥的方式种植西瓜,研究不同灌溉定额及施氮量对西瓜生长、产量和水分利用效率的影响。试验结果表明:灌溉定额900 m3/hm2、施氮量225 kg/hm2的处理条件下茎粗最大为7.45 mm、产量最大为43.80t/hm2、水分利用效率为24.01 kg/m3;灌溉定额900 m3/hm2、施氮量300 kg/hm2的处理条件下株高最大为254.7 cm。综合考虑茎粗、株高、产量、水分利用效率和经济效益等多种因素,最优处理为T5(灌溉定额900 m3/hm2、施氮量225 kg/hm2),该处理最高产量可达43.80t/hm2,取得的经济效益最大。该研究结果能够为宁夏干旱地区节水种植西瓜提供理论依据和技术指导。     

交替灌溉下不同水氮模式对大豆生长及水分利用效率的影响

为优化交替灌溉下大豆水氮供给模式,通过田间防雨棚试验,研究了灌水量和施氮量对大豆生长及水分利用效率的影响。结果表明,水氮耦合对大豆株高、叶面积指数的影响是水分效应大于氮肥效应,而对干物质量和叶水势的影响则是氮肥效应大于水分效应,高水中氮处理下产量最高,是高水高氮、高水低氮处理的1.11、1.17倍,是该区域最佳的水肥组合。高水中氮下,水分利用效率达最高(1.75kg/m3),硝态氮对环境污染最小。     

智能氮肥在干湿交替灌溉下对水稻产量与水分利用率的影响

为探究智能氮肥(pH响应性控释氮肥)在干湿交替灌溉模式下的适宜性,设置3种程度的干湿交替灌溉W1(灌水下限100％饱和含水率)、W2(灌水下限90％饱和含水率)、W3(灌水下限70％饱和含水率),3种施肥形式智能氮肥(SF)、普通无机氮肥(MF)以及不施氮肥(NF)的桶栽试验,分析其对水稻产量及水分利用效率的影响.结果表明:SF×W1处理下下产量最高,为64.84 g/桶,高出常规氮肥21.8％(W1)、13.9％(W2).SF×W1处理下水分生产效最高,为3.17 kg/m3,SF×W2处理下灌水生产率最高,为1.20 kg/m3.智能氮肥在与适度干湿交替灌溉结合下,能达到节水、增产的目的,是实现水稻节水、高产、控肥的有效途径.     

基于多指标协同的草莓水肥耦合综合调控

为探寻草莓最优水肥组合,设置灌水和施肥二因素三水平共9个处理,分析不同水肥耦合对草莓产量、果实品质、水肥利用效率多个指标的影响。引入AHP层次分析法和熵权法对3类因素9个指标进行多层赋权,运用基于博弈论的组合赋权法获得各单一指标最终权重,基于TOPSIS法构建草莓综合生长评价体系,并以高产、高品质、高效为目标建立草莓水肥耦合响应数学模型。结果表明,水肥耦合作用对草莓的单果质量、产量、水分利用效率和肥料利用效率的影响极显著,对品质无显著影响。中水、高肥灌溉下草莓的单果质量最大,中水、中肥灌溉下草莓的产量和可溶性糖含量最优,中水、低肥灌溉下草莓的糖酸比和可溶性蛋白质含量表现最优,低水、中肥灌溉下草莓的可溶性固形物含量、水分利用效率和肥料利用效率最优,低水低肥灌溉下草莓的维生素C含量最大。综合协调各指标,赋权值最高为产量(0. 264 1),最低为可溶性蛋白质含量(0. 059 5);多指标综合评价最优水肥处理为中水中肥(T5)。解析草莓综合生长对水肥耦合的响应模型,灌水量及施肥量的单因素效应均为开口向下的抛物线;当灌水量编码值为-0. 23(2 375. 1 m~3/hm~2)、施肥量编码值为-0. 02(1 825. 88 kg/hm2~)时,草莓综合评分最高。以综合评分最大值的90%划分水肥耦合闭合区域,得到最佳灌水和施肥区间分别为灌水量2 268～2 520 m~3/hm~2、施肥量1 759. 88～1 869. 87 kg/hm~2。