基于水面蒸发法的日光温室膜下滴灌番茄需水量计算模型

通过田间试验,使用时域反射仪(TDR)、蒸发皿(E601型和D15.6型)分别测定日光温室膜下滴灌番茄的实际需水量和水面蒸发量,分析了实测需水量与水面蒸发量的关系,建立了水面蒸发法需水量计算模型,并检验其适用性。结果表明,温室内作物需水量与水面蒸发量存在良好的线性关系。基于E601型、D15.6型蒸发皿的温室内作物需水量计算模型的相对误差分别为0.293、0.336,中误差分别为0.926、0.790。以D15.6型蒸发皿的蒸发量估测作物需水量为宜。     

不同水-沼液一体化亏缺灌溉模式对设施番茄产量及品质的影响和评价

为获得不同亏缺灌溉条件下合理的沼液替代化肥施用方案,采用水-沼液一体化技术,以温室番茄为研究对象,在2020年秋季（2020A）和2021年春季（2021S）开展了两季大田试验,设置了3个灌溉水平：0.5 Ep(W1)、0.7 Ep (W2)、0.9 Ep (W3),Ep为20 cm蒸发皿蒸发量,3种施肥方案：土壤混掺生物炭+沼液（F1）、化肥（F2）、沼液（F3）,共9个处理,探索不同灌溉量和施肥方案对温室番茄生长、水分利用效率、产量和品质的影响规律,并采用主成分分析法和TOPSIS法对番茄综合营养品质和综合效益进行了评价分析。结果表明,W2F3处理可有效促进番茄株高、茎粗及干物质质量的形成,并可在高产的前提下获得较高的水分利用效率。相同施肥方式下,番茄株高及茎粗与灌溉量成抛物线关系,在灌溉水平为0.7 Ep时最大;番茄总干物质量及产量在F1和F2施肥方式下与灌溉量成正比,在F3施肥方式下随灌溉量增加先增加后减小。相同灌溉水平下,施肥方案F3可获得最优的果实品质。W3F2处理（0.9 Ep,化肥）可以获得最高的产量,但W2F3处理在产量仅降低0.3%（秋季）和0.9%（春季）的前提下...     

水分亏缺对温室覆膜滴灌番茄根系生长及吸水量的影响

[目的]探讨水分胁迫和覆膜对温室滴灌番茄根系生长和根系吸水状况的影响.[方法]以20 cm标准蒸发皿的累计蒸发量(Ep)为依据,结合地膜覆盖情况,设置3个处理:无膜高水处理(WM-0.9,水面蒸发系数为0.9)、有膜高水处理(FM-0.9)和有膜低水处理(FM-0.5,水面蒸发系数为0.5).系统研究水分胁迫和覆膜双因...     

温室内草皮蒸腾量预测的试验研究

研究了温室内草皮蒸腾量和小气候的关系,用彭蔓公式计算参考作物腾发量,用20cm蒸发皿测定温室内的水面蒸发力,并和测定的草皮蒸腾量进行对比。试验结果表明,草皮蒸腾量与温室小气候的回归系数（R^2）为0．938,明显高于蒸腾量与蒸发皿水面蒸发量的回归系数（R^2）0．8683和蒸发量与彭蔓公式计算的参考作物腾发量的回归系数0．7944,以温室小气候计算温室内的作物蒸腾量要优于以参考作物腾发量计算作物蒸腾量和蒸发皿水面蒸发量的方法。温室内草皮的蒸腾量与温室小气候线性相关,可以此计算温室内作物的蒸腾量。     

温室番茄不同灌水方式试验研究

采用Φ20标准蒸发皿的水面蒸发量为控制灌溉参数,研究不同灌水方式(覆膜滴灌、覆膜沟灌和覆膜小畦田灌)对温室环境和番茄生长和灌溉水利用系数的影响。试验结果表明:在秋冬茬口的日光温室内,与膜下沟灌和传统覆膜畦田灌溉比较,覆膜滴灌一定程度降低了温室湿度,保持了土壤水分一直处于较高的水势范围,使番茄产量和灌溉水利用效率达到最高。另外,采用覆膜滴灌时,灌水周期为3d,蒸发皿系数取1.0时,产量和灌溉水利用效率最高,推荐作为该茬口的灌溉制度技术指标。     

不同灌水量和灌水频率对田间黄瓜耗水特性及产量的影响

【目的】确定大田黄瓜最适宜的灌溉频率和灌水量。【方法】试验于2018年在华北水利水电大学农业高效用水试验场进行,以20cm标准蒸发皿的累积蒸发量(E20)作为灌水依据,灌溉处理分为2个灌溉间隔(I1:3d;I2:6d)和3种水面蒸发系数(K1:0.5;K2:0.7;K3:0.9),共6个处理,对黄瓜耗水特性、产量构成和水分利用效率进行了分析。【结果】黄瓜整个生育期耗水量在380~570mm之间波动,黄瓜的产量在18.2~46.1t/hm2之间波动。从不同灌水频率组合来看,I2K3处理的产量最高,其中,K3处理的早期产量最高,而I1与I2处理的水分利用效率无明显差异。果实数与灌水量之间、耗水量与产量之间均呈正线性相关关系。【结论】建议对于田间黄瓜栽培,灌溉间隔设置为6d,蒸发皿系数选择0.9为宜。     

根系通气对温室甜瓜生长特性的影响

以"一品甜瓜"为试验材料,采用Φ20蒸发皿的日水面蒸发量为灌溉水量控制指标,设置不同蒸发皿系数(Kp=0.75;1.0)的供水处理;以土壤孔隙率的50%为参照标准,设计1.0和1.5二个加气量系数,探求不同灌水,加气处理对温室甜瓜生长特性等指标的影响。结果表明,从甜瓜的株高、茎粗、地上部分干物质量、根干质量、根冠比、单株产量等综合分析,T3(加气系数1.0,Kp=1.0)处理明显优于其他处理;不同处理下甜瓜叶片的叶绿素含量以T2(加气系数1.5,Kp=0.75)最高,T3次之。综合考虑,T3处理的水气结合灌水模式为推荐的温室甜瓜灌溉模式。     

基于蒸发皿水面蒸发量制定冬小麦喷灌计划

该研究拟利用直径为20cm的标准蒸发皿,制定简单易行的喷灌冬小麦灌溉计划。试验于2005－2006年和2006－2007年冬小麦生长季节,在中国科学院通州农田水循环和节水灌溉试验基地进行。以布置在冠层上20 cm直径蒸发皿水面蒸发量（E）为基础,研究了不同水面蒸发量倍数（分别为0.25、0.50、0.75、1.00和1.25倍,以及不灌水对照处理）灌溉水量条件下,喷灌水量对土壤水分、冬小麦生长、产量、耗水量和水分利用效率的影响,分析了利用水面蒸发量制定喷灌灌溉计划的可行性。试验结果显示,喷灌条件下土壤水分主要在0～60 cm土层内变化。当灌溉水量小于0.25E时,冬小麦叶面积指数和生物量较小,而大于1.00E也会抑制冬小麦生长。喷灌条件下冬小麦单个生育期内的耗水量在 312～508 mm内变化,耗水量随着灌水量的增加而增加。喷灌0.50E～0.75E时,冬小麦产量和水分利用效率最高或者接近于最高;灌水量较小（≤0.25E）和较大（≥1.00E）时均会降低产量。建议在北京地区冬小麦返青后,喷灌水量可采用0.50～0.75倍的20 cm蒸发皿水面蒸发量,灌水间隔可采用5～7 d。     

温室番茄节水调质灌水方案评价

为寻求日光温室番茄优质高效的灌溉制度,采用设置于温室番茄冠层齐平位置的水面蒸发测定装置,设计3种基于水面蒸发量的灌水间隔水平和4种灌水量水平组合处理,依据小区试验观测结果,分析确定了以番茄产量、水分利用率、单果重、可溶性固形物质量分数及果实硬度等5项指标为主的节水调质灌溉制度评价体系;在采用变异系数法确定出各指标权重的基础上,借鉴TOPSIS综合评价方法,建立了温室番茄节水、优质、高产相统一的综合评价模型,应用该模型确定基于水面蒸发量的温室番茄节水调质灌溉制度,即当累积水面蒸发量Epan达到10mm±2mm时进行灌溉,灌水量为0.9Epan,在产量不降低的情况下,提高了水分利用率,并在一定程度上提高了果实的营养品质和储运品质.     

不同灌水量对温室茄子蒸腾规律及水分利用的影响

以茄子为试验对象,以直径20cm标准蒸发皿蒸发量为灌溉依据,通过设置I1(Kcp:0.6)、I2(Kcp2:0.8)和I3(Kcp3:1.0)3种灌水水平,借助称重式蒸渗仪试验平台研究了不同灌水量下温室秋茬茄子的蒸腾规律、产量及其水分利用效率。结果表明:不同灌水处理在各生育期的典型日蒸腾强度均呈单峰曲线变化,峰值在12∶00-13∶00出现。增加灌水量提高了日蒸腾强度的峰值,与处理I1相比,处理I2和I3在开花结果期的日蒸腾耗水强度的峰值分别增加了40.0%和55.0%。温室秋茬茄子在开花结果期的蒸腾量最高,为35.3~49.9mm,可占总蒸腾量的38.7%~42.0%,其次为结果盛期,而结果末期的累积蒸腾量最低。环境因子显著影响到温室茄子日蒸腾量(P<0.01),其中日蒸腾量与光合有效辐射的相关性最高,而与日均温度的相关性较低。温室茄子的全生育期蒸腾量随灌水量的增加而升高,相比处理I1,处理I2和I3的总蒸腾量分别增加了24.9%和53.2%。增加灌水量能够提高温室茄子产量,但处理I2的产量相比处理I3并无显著差异,且比处理I1显著增加了44.7%。处理I2的水分利用效率最高,为25.5kg/m^3,相比处理I1与I3分别增加了16.0%与13.3%。综合考虑温室茄子蒸腾耗水强度、产量及水分利用效率,处理I2(Kcp2:0.8)在比处理I3减少20%灌水量的条件下,仍具有较高的产量与水分利用效率,为供试条件下较优灌水处理。     

水面蒸发的盐度效应及其影响因子分析

[目的]明确滨海盐碱地水面蒸发(E)的盐度效应及其主要影响因子.[方法]于2018年5—10月设置了盐分梯度为1、3、5、10 g/L和20 g/L的水面蒸发试验.通过自制的20 cm蒸发皿获取不同质量浓度咸水的水面蒸发量,利用灰度关联分析确定了气象因子与不同质量浓度咸水蒸发量的关联程度,分别于晴天和阴天,选取关联度前...     

自动补水蒸发皿装置的原理及应用

为了更好地利用蒸发皿的蒸发量指导农田灌溉,根据马氏瓶工作原理设计了一种简单、实用,价格低廉而且操控性强的恒水位蒸发皿装置,此装置在20 cm标准蒸发皿的基础上附加了一个自动补水装置.以20 cm标准蒸发皿的蒸发量为标准,对可进行自动补水的恒水位蒸发皿的水面蒸发过程进行了验证.通过大田冬小麦试验建立了水面蒸发过程与冬小麦同阶段耗水过程的关系.结果表明,设计开发的蒸发皿装置,具有较好的稳定性,组间测量值相对平均误差小于5%,超过5 d相对平均误差小于2%;其水面蒸发过程与20 cm标准蒸发皿的蒸发量具有显著的相关关系,相关系数高达0.99;华北地区优质高产冬小麦在拔节期、抽穗扬花期和灌浆成熟期的田间耗水量,与自动补水蒸发皿同阶段累计水面蒸发量的比值分别为1.09,1.31和1.16.因此,可以用该装置的水面蒸发量来指导农田灌溉,达到农作物优质、高效、高产的目的.     

生物炭和灌水量对土壤保水性及温室番茄生理特性的影响

为了探究生物炭用量和灌水量对土壤物理性质及作物生长生理特性的影响,采用田间对比试验,以温室番茄为试验对象,设置了3个生物炭施用量处理B0,B1,B2(施用量分别为0,2.5,5.0 kg/m²);在每个生物炭处理下设置3个不同灌水量水平T1,T2,T3(分别为1.4Ep,1.2Ep,1.0Ep;Ep为累计水面蒸发量);观测并分析土壤物理性质、番茄生长及光合作用对生物炭施用量和灌水量的响应关系.结果表明,土壤中适当添加生物炭可以有效地增加土壤的保水性,处理B1和B2相对B0增大土壤最大体积含水率为21.9%和32.1%,处理B1有益于土壤的长期持水能力;降低了土壤容重2.5%~16.6%,增加了土壤孔隙度1.9%~10.5%.生物炭施用量在充分灌溉和中度亏缺的处理下均可以有效提高番茄的气孔导度和光合速率,处理B1和B2分别提高番茄叶片的光合速率为11.4%和54.8%;而在重度亏缺的条件下,处理B1和B2抑制了番茄叶片的光合速率16.7%和50.6%.     

不同水源磁化处理对生菜光合和矿质元素及产量的影响

【目的】探究不同水源磁化处理对生菜光合特性等生理生化和产量的影响。【方法】在日光温室条件下,以意大利生菜为供试对象,采用随机区组设计,设置2个因素:磁化(M)和灌溉水源(T),磁化设置未磁化处理(M0)和磁化处理(M1)2个水平,灌溉水源设置淡水(T1)、再生水(T2)、微咸水(T3)3个水平,共6个处理。通过盆栽试验研究了3种水源磁化处理对生菜净光合速率、抗氧化酶活性、矿质元素及产量等的影响。【结果】不同水源磁化处理灌溉效果有所差异。生长中期,M1T1、M1T2处理分别较M0T1、M0T2处理的净光合速率显著提高11.16%、14.73%。3种水源磁化处理灌溉的超氧化物歧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶活性显著提高12.77%~23.09%。M1T1、M1T2处理分别较M0T1、M0T2处理的生菜叶片氮质量分数显著提高7.71%、6.83%,生菜产量分别显著提高9.42%、10.15%,但M1T3与M0T3处理的生菜产量无显著差异。不同水源磁化处理的生菜叶片P、Ca、Mg、Na、K质量分数有不同程度的提高,水分利用效率提高5.03%~11.65%。【结论】磁化水灌溉有利于生菜光合等生理生化活动,提高产量和水分利用效率,淡水和再生水磁化效果优于微咸水。     

不同水氮条件下生物炭对夏玉米水氮耦合效应的影响

[目的]提高水氮亏缺下夏玉米籽粒产量并促进水氮耦合效应,实现夏玉米节水增产.[方法]采用田间小区试验,设定4个生物炭施用水平(0、5、10、15 t/hm2,分别记为C0、C1、C2、C3)、2种灌溉方式(正常灌溉I1、亏缺灌溉I2)和2个施氮水平(常规施氮N1、亏缺施氮N2),正常、亏缺灌溉灌水量分别为100％和50...     

再生稻干湿交替灌溉与根区分层施氮减少温室气体排放

【目的】探明再生稻优化灌溉与根区分层施氮下温室气体排放与产量的综合响应。【方法】基于静态暗箱–气相色谱法对再生稻进行温室气体排放的田间原位观测,设置2种灌溉模式(常规灌溉和干湿交替灌溉)和5个施肥处理(不施氮,CK;农民常规分次施氮,FFP;一次性根区5cm浅施控释尿素,RF1;一次性根区10cm深施控释尿素,RF2;一次性根区5 cm和10 cm分层施控释尿素,RF3),研究了再生稻优化灌溉与根区分层施氮对温室气体排放和产量的综合影响。【结果】(1)常规灌溉模式下,RF1、RF2处理和RF3处理在全生育期的CH_4、N_2O和CO_2排放量比FFP处理分别降低了49%～76%、55%～81%和57%～69%(P0.05),干湿交替模式下CH_4、N_2O和CO_2排放量比FFP处理分别降低了52%～77%、52%～73%和61%～75%(P0.05)。(2)3种温室气体所引起的GWP(以CO_2计,kg/hm~2),干湿交替下FFP、RF1、RF2处理和RF3处理的GWP量与常规灌溉相比分别降低了3%、10%、13%和11%(P0.05)。(3)2种灌溉模式下RF3处理再生稻产量较FFP处理分别显著提高了7%和11%。【结论】再生稻根区分层施用控释尿素在提高产量的同时对温室气体具有减排作用,而且干湿交替模式节水、增加再生稻产量,也具有一定的减排作用,因此分层施氮与干湿交替协同是实现再生稻种植的轻简化操作的可行措施。     

不同灌水方式下基于水面蒸发量的夏玉米灌溉试验研究

为了探索依据水面蒸发量确定灌溉定额的可行性,在防雨棚下测坑中进行了夏玉米灌溉试验。结果表明,从总耗水量看,畦灌略高于沟灌,而沟灌又略高于滴灌,但差别不是很大。畦灌条件下植株发育快,滴灌次之,沟灌最慢。畦灌和滴灌下产量均以中等灌溉定额处理最高,而沟灌下产量以最大灌溉定额处理最高。总体上,滴灌条件下水分利用效率高于其他2种灌溉方式。干旱条件下,畦灌下以E601蒸发皿蒸发量(PE)作为夏玉米灌溉定额,每次灌水60mm;滴灌下以2/3PE作为灌溉定额为宜,灌水定额为20mm。     

荆门和桂林灌溉试验站蒸发皿蒸发变化规律及其影响因素的初步分析

以湖北荆门灌溉试验站和广西桂林灌溉试验站的蒸发皿蒸发和气象要素实测资料为例,采用线性趋势线法分析蒸发皿蒸发量的变化趋势以及气温、降雨量、风速、日照时数、日较差和相对湿度等6个气象因子的变化趋势,采用单因素相关分析和多元线性回归分析,研究了气象因子对蒸发皿蒸发的影响。分析结果表明,荆门灌溉试验站1973~2003年蒸发皿蒸发呈下降趋势,其主要影响因素是相对湿度的增大、风速的减小和日较差的减小,桂林农田灌溉试验站1980~2003年蒸发皿蒸发呈上升趋势,其主要影响因素是日较差的增大。     

基于PenPan模型中国蒸发皿蒸发量的时空变化及成因分析

蒸发皿蒸发量是衡量大气蒸发能力的重要指标。为了研究中国地区蒸发皿蒸发量的时空变化规律和成因,利用全国751个站点1961-2017年的逐日气象观测资料(平均温度、风速、相对湿度、日照时数),基于PenPan模型对20cm蒸发皿蒸发量进行估算。对中国地区57a的气象数据和PenPan模型模拟结果进行趋势分析,探究影响蒸发皿蒸发量的主导气象因素。结果发现:在1961-1993年期间,中国地区存在“蒸发悖论”现象,影响蒸发皿蒸发量的主导气象因素为风速;1994-2017年“蒸发悖论”现象消失,此时主导因素为饱和水汽压差;两阶段相比,空气温度对蒸发的作用增大,而风速的作用减小。春夏秋冬4个季节,蒸发量在空间上差异较大。辐射项蒸发量的夏季最大值在西北地区,其余季节在华南地区;动力项蒸发量冬季最大值在华南地区,其余季节在西北地区;随着季节推移,总蒸发量最大区域由西北转移到华南地区。根据蒸发皿蒸发量的时空变化情况,可以得出西北和华南地区需要根据该地区蒸发量的季节变化合理调配水资源。     

膜下滴灌对温室甜瓜水分利用效率及品质影响

以"一品天下208"甜瓜为试验品种,在日光温室内进行了灌溉试验研究,采用φ20蒸发皿的日水面蒸发量为灌溉水量控制指标,设置了不同蒸发量系数(0.45;0.6;0.75;0.9)的供水处理,研究表明:不同水分处理条件下,单株产量T3最大,T1最小;不同处理各阶段灌水量及耗水量,采用T3处理适宜植株生长需求;T3处理水分利...