基于作物水分生产函数和胁迫指数的棉花产量估算模式

将作物水分胁迫指数(CWSI)与作物水分生产函数相结合,得到了用CWSI表示的作物水分生产 函数,进而推导出基于作物水分生产函数和CWSI的作物产量估算模式。该估算模式利用了易于获取的红外遥感 数据,克服了水分生产函数中作物蒸发蒸腾量准确资料难于获取的限制,并且通过CWSI和作物水分生产函数的 耦合使该估产方法具有一定的物理意义。经大田膜下滴灌棉花实测资料检验表明,该模型计算值的相对误差基本 保持在10％左右。     

水分胁迫对棉花叶片的影响

用盆栽的方法研究了不同水分胁迫水平对棉花叶片叶绿素含量、游离脯氨酸含量和叶面积、叶片全氮含量的影响。结果表明，随水分胁迫程度的增加，棉花叶片中的叶绿素含量有所下降，棉花叶片中游离脯氨酸的含量逐渐增加，棉花的单株叶面积也有所减少，叶片全氮含量下降。     

水分胁迫对棉花叶绿素含量的影响

以中棉所92(CCRI-92)和中棉所60(CCRI-60)为材料,开展南疆膜下滴灌棉花不同灌水量对棉花叶绿素影响的田间试验,分析不同灌水量处理棉花叶片叶绿素a、叶绿素b、叶绿素a/b、叶绿素总量的变化。结果表明:在棉花整个生育期,采用不同的灌水量灌溉,各处理叶片中叶绿素含量及其叶绿素组成比例不同。水分胁迫初期,由于棉花自身抗逆系统的保护,叶绿素含量出现小幅度增加。生育后期,严重的干旱会造成叶绿素分解,植物光合作用受到抑制。水分胁迫程度越严重,叶绿素含量下降趋势越明显,但不同品种棉花在水分胁迫后与对照组相比,叶绿素含量产生显著差异的时期不同。     

水分胁迫对棉花养分吸收和优质铃率的影响

以提高棉花优质铃比率为研究目的,试验采用盆栽法进行。通过对不同水分胁迫条件下,棉花生长发育过程及产量构成因素的调查统计分析,结果表明,前期适当控制水分条件,可有效降低棉花主茎高度,提高蕾铃生长发育前期和中期花蕾成铃率,有利于提高棉花产量和品质;结果还表明,同样施肥条件下,前期适当控制水分,可提高生殖器官与整株干重之比,特别是能增加生殖前期和中期生殖器官量,有利于提高优质花比例。     

基于红外热图像的棉花花铃期水分胁迫指数与光合参数的关系

[目的]分析棉花冠层水分胁迫指数(CWSI)与光合参数的相关关系,建立CWSI与光合参数的相关模型,为CWS1用于定量监测新疆棉花冠层水分胁迫状况的研究提供依据.[方法]在棉花生长的花铃期,利用Fluke热像仪获取2个棉花品种4水平水分处理冠层的红外热图像,运用图像处理技术,提取棉花冠层受光叶片的温度,并将湿人工参考表面(WARS)的温度运用到Jones定义的作物水分胁迫指数(CWSI)的经验公式中,计算CWSI;同时,采用LI-6400便携式光合仪测得棉花叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr),并探索棉花水分胁迫指数与其光合参数的定量关系.[结果]水分胁迫下CWSI值升高,而Pn、Gs和Tr值相应降低.花铃期的4个关键生育时期CWSI分别与Pn、Gs和Tr呈极显著的线性负相关关系,CWSI与Pn、Gs和Tr的平均相关系数分别为rCWSI-Pn=-0.8823**、rCWSI-GS=-0.9073**和rCWSI-Tr,=-0.9356**.[结论]棉花水分胁迫指数CWSI与光合参数Pn、Gs和Tr同步反映棉花冠层的水分状况.     

苗期水分胁迫和施肥对棉花生长发育的影响

研究了水分胁迫以及水分胁迫和施肥互作对棉花生长、产量构成特征的影响。结果表明,棉花苗期采用控制水分方法能有效控制主茎生长速度,起到降低棉株主茎高度,培育壮苗的作用;同样施肥条件下,前期适当控制水分,可提高生殖器官与整株干重之比,特别是能增加前期和中期生殖器官量,有利于提高棉花优质铃比例。     

水稻间歇灌溉水分胁迫指数研究

 综合考虑间歇灌溉缺水期土壤水分含量变化与持续时间长短对水稻的胁迫作用，提出了水分胁迫指数（WSI）的定义(公式见影像原文)。 1989-1991年的试验结果：在水稻水分敏感期，WSI与水稻生育指标和产量相关密切，其相关系数较土壤含水量和土水势指标显著提高，可供生产和研究参照应用。     

滴灌棉田根区水分对棉花干物质生产及水分利用效率的影响

[目的]研究滴灌条件下根区水分对棉花干物质生产、分配及水分利用效率的影响,为制定滴灌棉花水分精确管理制度提供依据.[方法]选用对水分敏感性不同的棉花品种为试材,分别设置常规滴灌和充分滴灌处理,在灌水前后监测土壤水分变化,同时测定棉花根系生长与分布、株高、叶面积指数及生物量等生理指标.[结果]常规滴灌量条件下土壤水分活动层集中在0～60 cm的土层中,且滴水前耕层土壤相对含水率均低于55;、滴水后可保持70;～80;的水分状况,有利于诱导根系纵向生长,维持生育后期较高的叶面积指数,并促进光合产物向产量器官蕾铃分配,从而提高了经济产量水分利用效率.不同品种对根区水分的反应差异较大,新陆早6号常规滴灌条件下皮棉产量低于新陆早8号,经济产量水分利用效率与新陆早8号无明显差异;充分滴灌条件下总生物学产量水分利用效率高于新陆早8号,经济产量水分利用效率显著低于新陆早8号.[结论]滴水总量在4 050～4 275 m3/hm2,依据品种对水分响应的差异,通过协调相关栽培技术,调控干物质生产及其在器官中的分配,可实现滴灌棉花产量与水分利用效率协同提高.     

水分氮素及环境因子对南疆膜下滴灌棉花水分利用效率影响研究

试验研究了不同灌水量(2 850、3 900和4 950 m3/hm2)与施氮量(0、180、270和360 N kg/hm2)条件下南疆膜下滴灌棉花蕾期、花铃期与盛铃期功能叶水分利用效率(WUE).结果表明,在蕾期、花铃期水分与氮素对棉花叶片水分利用效率WUE无显著影响;在盛铃期,WUE显著地受到水分的影响,施氮、施氮与水分的交互作用对WUE无显著影响.在盛铃期时,灌水量为4 950 m3/hm2时的WUE显著高于灌水量为3 900和2 850 m3/hm2,后两者之间的WUE无显著差异.南疆膜下滴灌棉花水分利用效率的大小与棉田冠层环境因子密切相关,其中,温度是最主要的影响因子.WUE与叶片温度、空气温度、空气饱和差、胞间CO2与空气CO2浓度比呈现出极显著的负相关关系、WUE与光合有效辐射PAR呈显著负相关关系,WUE与空气相对湿度、空气CO2浓度呈现出极显著的正相关关系.     

作物对水分胁迫的生理响应研究进展

作物在干旱环境条件下,形成一系列抵御干旱逆境的生理机制。了解作物对水分胁迫的生理响应,研究其生理学机制,对当前作物抗逆育种和作物抗旱性能的评价都具有重要意义。简要回顾了近20 a来作物的耐旱机制、水分胁迫下其生理生化反应以及细胞超微结构变化的研究进展,并分析了该研究领域的现状和重点关注的问题。     

低压滴灌灌水均匀度试验研究

【目的】通过对灌水均匀度的研究,寻求改进和提高低压灌溉系统灌水均匀度的途径和方法。【方法】通过试验研究了低压条件下毛管进口压力、铺设长度、铺设坡度及管径等参数对灌水均匀度的影响,并用SPSS统计分析软件对试验数据进行了处理。【结果】在其他条件不变时,灌水均匀度随着毛管管径的增大而增大,随着毛管铺设长度的增大而减小,逆坡时,随着坡度的增大而减小,顺坡时,随着坡度的增大呈先增大后减小的趋势;毛管进口压力对灌水均匀度影响不显著,毛管铺设长度、管径及铺设坡度对灌水均匀度影响显著,其中毛管铺设长度影响最大,毛管管径次之,毛管铺设坡度最小。【结论】可以通过适当增大毛管管径、减小灌水器设计流量及对地形适当分区等措施,提高低压滴灌系统的灌水均匀度,保证系统的灌水质量。     

基于蒸发皿水面蒸发量的甘蔗滴灌栽培灌溉量研究

【目的】研究不同灌溉量对甘蔗生长的影响,为制定简单易行的甘蔗滴灌栽培灌溉计划提供参考。【方法】采用单因素随机区组设计进行田间试验,灌溉方式为地下滴灌。设3个不同灌溉量处理（A、B、C）,灌溉量分别为甘蔗冠层顶部水面蒸发量的1.25、1.00和0.75倍,以不灌溉处理作对照（CK）。在甘蔗生长过程调查萌芽率、分蘖率、生长速度;收获期调查株高、茎径、有效茎数,分析甘蔗品质,验收产量;甘蔗生育期统计降水量、蒸发量和灌溉量,研究不同灌溉量对甘蔗农艺性状、产量、品质、含糖量及灌溉利用效率的影响。【结果】处理A的萌芽率最高,达73.50%;处理B的分蘖率最高,达27.55%。甘蔗伸长期,各处理株高生长速度先快后慢,滴灌处理的株高生长量均显著高于对照。茎径方面表现为CK〉A〉C〉B,各处理之间无显著差异。处理A、B、C的实收产量均显著高于对照,分别比对照增产46.25%,40.75%和27.29%。处理C蔗糖分最高,达15.20%,处理B次之,CK最低;含糖量方面,处理B最高,为13163kg/ha,处理A次之,为13136kg/ha。处理B的灌溉利用效率和农田总供水利用效率均高于处理A和处理C,分别为49.32和56.60kg/ha·mm,处理B比处理A的灌溉量减少19.89%。【结论】综合考虑甘蔗产量、品质、含糖量和灌溉利用效率,在相似气候地理环境条件下,建议选择以甘蔗冠层顶部水面蒸发量的1.00倍作为甘蔗滴灌栽培的灌溉量。     

膜下滴灌棉田土壤水盐动态变化

通过对轻度和中度盐渍化棉田整个生育期土壤水分、盐分含量的动态监测,分析了膜下滴灌棉田土壤水、盐动态变化及其相互作用的关系。结果表明：整个生育期中度盐渍化棉田土壤水分含量要高于轻度盐渍化棉田,土壤水分含量变化规律和土壤盐分含量变化规律相似,均表现出生育前期下降、中期稳定、后期略微增加的趋势;膜下滴灌能够在滴水过程中明显降低土壤中表层0～40 cm盐分含量,下层40～80 cm土壤为盐分聚集区域;以0～20 cm土壤盐 分含量模拟0～40、0～60、0～80、40～80 cm土壤盐分含量,幂函数和线性函数模拟结果较好,模拟0～40、0～60 cm的盐分含量结果达极显著相关,0～80 cm的模拟结果达到显著相关,模拟40～80 cm的土壤盐分变化结果不显著。     

滴灌大豆不同灌水量的产量与水分效应分析

为了分析黑龙江省西部半干旱地区滴灌条件下不同水分处理对大豆产量和水分利用效率的影响,于2009年在黑龙江省西南部的杜蒙县农业科技示范园区进行了不同灌水量处理的大豆滴灌试验.结果表明,滴灌大豆生育期耗水量随着灌水量的增加而增加;日耗水强度在结荚期达到最大,且各处理这一时期的日耗水量分别为4.3、4.8、5.1、5.4、2.3 mm·d-1;通过分析计算得出,大豆滴灌与不灌相比可使水分利用效率显著提高,在超过某一值后,土壤水分含量的提高并不明显;根据不同水分处理对大豆的产量和生长状态的影响,确定滴灌大豆适宜的灌水量为1090 m3·hm-2     

地表滴灌条件下滴灌量对土壤水分入渗、再分布过程的影响

在新疆林业科学院枣树示范基地进行了原位土的单点源滴灌试验,研究不同滴灌量条件下地表滴灌湿润体特征值的变化规律。结果表明:滴灌过程中,当滴灌量较小时,湿润体呈平卧半椭球体分布,随着滴灌量的增大,湿润体呈直立半椭球体分布,湿润体的形状大小受到滴灌量和土壤质地的影响,湿润锋水平运移距离与入渗时间存在显著的对数函数关系;湿润体再分布时间为滴灌停止后的12 h内,滴灌过程中土壤含水率以及土壤含水量变化率在滴头正下方40 cm处达到最大值,滴灌量(Q)≥72 L时,水平再分布距离不再随着滴灌量增大而增加;土壤质地以及土壤层的分布直接影响到含水量变化率。     

滴灌水量对土壤水分变化特征和玉米水分利用效率的影响

为明确内蒙古中西部地区春玉米种植的适宜滴灌水量,以2018年内蒙古自治区农牧业科学院试验基地开始的长期定位试验为基础,设置312(W₁)、645(W₂)、945(W₃)、1 275(W₄)、1 605 m³/hm²(W₅)及雨养无灌溉(W₀)6个不同滴灌水量处理,测定2019和2020年各处理玉米不同生育时期0—60 cm土层土壤水分特征及产量差异。结果表明,随滴灌水量的增加,玉米全生育时期耗水量逐渐增加,其经济产量呈先增加后降低的变化趋势,灌溉水利用效率随滴灌水量的增加而逐渐降低;其中W₄的产量和水分利用效率综合表现优于其他处理。2019年玉米最高经济产量为16 952.9 kg/hm²,2020年为16 802.84 kg/hm²,2年均以W₄最高;2019年W₄经济产量显著高于其他处理,2020年W₄的经济产量分别比W₀和W₅高77.2%和7.3%。2019年W₄的水分利用效率显著高于W₅,位于第三位;2020年W₄的水分利用效率在所有处理中最高,显著高于W₀、W₁和W₅,但与W₂、W₃无显著差异。综上,在内蒙古中西部地区,采用1 275 m³/hm²的滴灌水量可有效提高春玉米产量及水分利用效率。     

地下滴灌技术的研究进展

地下滴灌技术是一项高效节水的新型滴灌技术,其优点是系统操作简单易行,可实现全自动水肥轮灌模式,节水省肥,并能充分利用水肥,提高作物产量和品质,有效防治病虫害,延长多年生作物的宿根性,适用于机械化,显著提高劳动生产率,对环境友好等;但也存在一些问题,如毛管容易堵塞;一些地毛管问距偏大。滴水不均;运行管理要求高。因此,需要通过对地下滴灌工程的技术参数如埋管深度、进口压力、滴孔孔径、孔距等来调控水分、养分在土壤中的分布与运移,调节作物根系的分布与生长,使水肥的利用率得以提高。     

干旱区不同地下水埋深膜下滴灌灌溉制度模拟研究

通过在新疆巴州灌溉试验站进行的膜下滴灌棉花灌溉制度试验,得出了适合当地的常规滴灌制度。为进一步研究浅层地下水对灌溉的补偿效应,利用Hydrus软件对不同地下水埋深下膜下滴灌棉花生育期耗水量进行了模拟。通过引入关键点土壤含水率的概念,提出了膜下滴灌棉花受水分胁迫的标准。结果表明：地下水对棉花的耗水具有一定的补偿作用,地下水埋深越浅,则所需的灌溉定额越小。当地下水埋深小于1.5 m时,滴灌定额为3 300 m³·hm^-2;当地下水埋深为2.0 m时,滴灌定额为4 500 m³·hm^-2;当地下水埋深很大而对作物根区没有补给时,棉花完全依赖于灌溉所需的滴灌定额则为5 550 m³·hm^-2。考虑到干旱区内具有较高的潜在蒸发势,会导致土壤的次生盐渍化,从而危及作物的生长,1.5～3.0 m的地下水埋深是灌区内较理想的水位区间。     

滴灌条件下干旱区枣树根区的土壤水分动态模拟

【目的】探明干旱区滴灌条件下枣树根区土壤水分的动态变化规律。【方法】以根系分布和土壤水分动态资料为基础,用考虑二维根系吸水的HYDRUS模型对滴灌条件下枣树根区土壤水分动态进行模拟,用含水率的模拟值与实测值的均方根误差(RMSE)和相对均方误差(RMAE)检验模拟效果。【结果】(1)各层土壤水分90d内的动态模拟结果显示,RMSE小于0.024cm3/cm3,RMAE小于14.2%;(2)典型灌溉周期剖面含水率分布的模拟结果显示,RMSE小于0.016cm3/cm3,RMAE小于5.6%。【结论】模拟结果表明,试验灌溉定额(450m3/hm2)合理,灌溉周期需调整,说明该模型可以准确反映干旱区滴灌枣树土壤水分的动态分布,可为灌溉制度的制定提供理论依据。     

灌水量和滴灌频率对甘肃省河西地区春玉米生长和水分利用的影响

为探究适合河西地区春玉米生长的灌水量和滴灌频率的最佳组合,采用‘咸科858’为试验材料,设置作物蒸发蒸腾量(ETc)60%(W_1)、80%(W_2)和100%(W_3)3个灌水水平和间隔4(D_1)、8(D_2)和12d(D_3)3个滴灌频率,共9个处理。生育期内,对春玉米株高、茎粗、叶面积指数(LAI)、干物质累积量和产量等进行测定。结果表明:同一滴灌频率下,W_3处理的株高、茎粗、LAI和干物质累积量均显著高于W_1和W_2处理,灌水量对春玉米产量、水分利用效率(WUE)和灌溉水利用效率(IWUE)影响极显著,其中产量在W_3最高,平均达到15 769kg/hm~2,比W_1和W_2分别提高29.68%和8.90%,而其IWUE最低,较W_1和W_2分别减少22.17%和12.68%,灌水量对春玉米耗水量有显著影响,且春玉米耗水量随灌水量增加而增加;同一灌水量下,亏缺灌溉(W_1和W_2)中D_1处理的生长指标、产量、WUE和IWUE最大;充分灌水(W_3)水平下,春玉米产量、WUE和IWUE均在D_2处理达到最大,分别为16 658kg/hm~2、3.16kg/m~3和4.3kg/m~3;灌水量和滴灌频率二者交互作用对春玉米株高、产量、WUE和IWUE有极显著影响;主成分分析法得出W_3D_2处理得分最高。综上,W_3D_2(100%ETc,间隔8d)处理高产且WUE较高,可作为河西地区春玉米生产的最佳滴灌灌水组合。