春玉米需水规律及非充分灌溉条件下喷灌制度探索

1　试验情况和方法黑龙江垦区属寒带大陆性季节气候 ,由于季风多变 ,年际及年内降雨差异很大 ,尤其经常出现的春、伏、秋干旱 ,是影响玉米产量的重要原因之一 ,使玉米产量长期徘徊在 3 5 0ｋｇ上下。为了提高玉米产量 ,满足垦区日益增长的畜牧业发展的需求 ,增加经济效益 ,我们     

喷灌条件下冬小麦非充分灌溉试验研究

非充分灌溉是农业节水灌溉理论研究中的新课题，非充分灌溉的核心是节水高效。本文以喷灌条件下冬小麦为研究对象，采用数字模拟和田间试验相结合的方法，从田间水分转化规律出发，根据灌溉水量无效消耗最小原则，计算确定最优灌水定额，在此基础上根据土壤墒情、苗情制定出高效的非充分灌溉制度。该灌溉制度具有较强的可操作性、适用性、且定量化，经过5年9．33hm^2田间试验，平均每公顷产量6360kg，总耗水生产率达2kg/m^3。为非充分灌溉提供了理论依据和试验成果。     

鲁西南地区冬小麦非充分灌溉模式

经过1995～1998年的田间试验，在摸清了鲁西南地区冬小麦需水特性的基础上，结合当地降水及其分布特点，提出了冬小麦非充分灌溉的灌水指标及优化运行模式，该灌溉模式与充分灌溉相比，在单产接近的条件下，减少了灌水次数，节省了灌溉水量，提高了灌溉水的生产效率，使有限的水资源得到充分利用。     

地下水埋深对再生水灌溉的夏玉米生长影响

为探讨地下水埋藏较浅地区再生水灌溉对夏玉米生长的影响,利用地中蒸渗仪控制不同地下水埋深(2、3和4 m),对夏玉米进行再生水灌溉试验,灌水量设900 m3/hm2和1200 m3/hm2二个处理,并与清水灌溉进行对比。试验表明,与对照相比,再生水灌溉叶面积指数和株高最大值出现时间要提前近10 d左右;不同地下水埋深的低水和高水处理叶面积指数变化趋势相同,都为埋深2 m>埋深3 m>埋深4 m;地下水埋深2 m3、m处理,低水和高水的株高非常接近,且都大于相应灌水量4 m地下水埋深处理;地下水埋深2 m、3 m处理再生水灌溉理论产量明显大于对照。     

不同地下水埋深对冬小麦需水量的影响

采用排水式蒸渗仪试验,研究了不同地下水埋深时,冬小麦需水量和地下水利用量的变化规律。结果表明,冬小麦生育期内地下水控制在1.0~1.5 m以下,对减少冬小麦需水量最为有益;随着地下水埋深增加,地下水利用量和地下水利用系数显著减小;不同地下水埋深条件下冬小麦生育阶段日需水量变化规律表现基本一致,即越冬前较大,在越冬期最小,抽穗灌浆期达到最大,然后又减少。研究结果可为冬小麦节水灌溉制度的制定和高效灌溉管理提供参考。     

基于SWAP模型的春玉米咸水非充分灌溉模拟

为了探究石羊河流域适宜春玉米生长的咸水非充分灌溉模式,应用SWAP模型模拟不同灌溉模式下的土壤水盐平衡、春玉米相对产量和相对水分利用效率,并预测了较长时期土壤水盐动态变化规律.研究结果表明:灌溉水矿化度为0.71 g/L和3.00 g/L的春玉米最优灌溉模式为生育期内灌4次水,灌溉定额均为408 mm,2种灌溉模式均能达到节约灌溉用水、提高作物产量和水分利用效率以及减少土体盐分累积量的目的.较长时期土壤水盐动态变化规律模拟结果表明:在冬灌条件下,春玉米最优灌溉模式下的土壤水分和盐分能够在模拟期内保持相对平稳的状态;在不同年份,相同土层土壤含水率随着土层深度的增加而增大,0.71 g/L的淡水灌溉土壤盐分主要累积在40~80 cm土层,3.00 g/L的微咸水灌溉土壤盐分主要累积在10~40 cm土层;5 a的模拟结果表明0.71 g/L和3.00 g/L的水持续灌溉5 a,不会引起土壤次生盐渍化.     

非充分灌溉下作物优化灌溉制度仿真

以非充分灌溉理论为基础，建立了灌区单一作物优化灌溉制度的动态规划模型。建模时考虑了灌区的降水、地表水、土壤水及地下水等多种水资源联合使用问题，在模型中体现了地表水的使用优先于地下水的事实。将模型应用于华北某灌区，并对不同的初始条件进行了仿真，利用逐次渐近法求得了多种灌溉方案，计算结果对估计作物的水分生产函数、建立灌区水资源优化配置的大系统协调分解模型具有重要意义。     

地下水埋深对春玉米需水量及需水系数的影响

采用排水式蒸渗仪试验,研究了不同地下水埋深时,春玉米需水量和地下水利用量的变化规律,对春玉米需水系数进行了计算。结果表明,在全生育期内,春玉米需水量最大值出现在地下水埋深为0.5 m时,1.0 m时最小;地下水埋深对春玉米需水量的阶段分配没有太大影响,不同地下水埋深处理的规律基本一致,即拔节到抽穗期最小,灌浆到收获期最大;不同地下水埋深的春玉米日需水量变化规律也基本一致,即前期较小,生长盛期达到最大;春玉米需水系数在播种-拔节期最小,在抽穗-灌浆期最大。研究结果可为春玉米节水灌溉制度的制定和高效灌溉管理提供参考。     

非充分灌溉条件下不同栽培模式对玉米产量及土壤水分的影响

研究了大田玉米在非充分灌溉条件下,不同栽培模式对土壤水分、产量及其构成要素的影响。结果表明,全膜垄侧栽培、全膜垄沟、全膜双垄模式均能提高0～10cm土层的土壤含水率。主要生育期(抽雄期除外)内,全膜垄沟栽培模式土壤含水率高于其他处理。全膜垄沟栽培模式在苗期—大喇叭口期内耗水强度较低,但产量和水分利用效率最高,分别为17 153.91kg/hm2和37.59kg/(hm2.mm),具有显著的节水增产效应。     

基于遗传算法的非充分灌溉下最优灌溉制度设计

建立了非充分灌溉条件下的作物最优灌溉制度的非线性规划模型。针对模型中目标函数高度非线性的特点,提出利用十进制编码的混合遗传算法来进行求解,并提出了有条件的随机生成的初始种群生成方式以及伪随机变异方式来处理线性约束条件的策略。实例研究表明算法以及约束的处理策略是可行的。     

泾惠渠灌区冬小麦夏玉米连作需水量及灌水模式研究

为了寻求冬小麦-夏玉米连作下的节水高效灌溉制度,采用大田小区试验,在连作种植模式下,统筹分析了冬小麦和夏玉米的需水量及生育期内降雨量,并与当地传统灌溉制度进行了产量对比。结果表明,连作种植模式下,泾惠渠灌区冬小麦、夏玉米全生育期需水量分别为410 mm和400 mm。在年降雨量为490 mm时,连作种植1 a内的经济灌溉定额为305 mm,相比于传统灌溉能节水8.9%。连作条件下作物总产量为12 010 kg/hm~2,产量相对于传统单作种植增加了6.2%,达到了增产目的。在冬小麦抽穗期和夏玉米播种期减少灌水,可在保证产量的基础上有效提高水分利用效率,是更为优化的连作灌水模式。     

不同灌水深度对冬小麦生长及产量的影响

为了给华北平原丘陵地区的冬小麦节水灌溉提供科学依据,试验分析了4个不同灌水深度处理对冬小麦光合日变化、株高、叶面积指数和籽粒产量的影响。试验以灌水深度为控制因子,设4个处理,即:地表灌溉(T1)、灌水深度为根系分布的60%(T2)、灌水深度为根系分布的75%(T3)、灌水深度为根系分布的90%(T4),每个处理4次重复。结果表明:不同灌水深度条件下,冬小麦净光合速率、蒸腾速率和气孔导度日变化呈"M"形的双峰曲线,存在明显的"午休"现象,而胞间CO2浓度则呈"W"形的双峰曲线,深层灌的午睡现象不如地表灌的明显,且4项光合指标在同一时刻均要比地表灌的高;随灌水深度的增加,株高逐渐增大,叶面积指数呈先增大后减小的趋势,而灌水深度过大则会使影响植株后期的株高增长,使叶面积指数下降增快;适当增加灌水深度可明显提高小麦收获指数,使产量增加,但产量并不是随灌水深度的增加而增加。     

贵州省冬小麦优化灌溉制度研究

作物灌溉制度是按全生育期需水要求制定的灌水次数、灌水定额、灌水时间及灌溉定额,通过对修文节水灌溉示范园冬小麦灌溉试验研究总结分析,得出贵州省冬小麦相应水平年最优灌溉制度.     

银北灌区春小麦节水灌溉制度试验研究

通过田间试验研究了灌水次数对春小麦产量的影响,研究结果表明:减少灌水和灌水次数对春小麦产量并无显著影响,但随着灌水次数的减少,春小麦的灌溉水生产率却大幅度上升。从水资源高效利用的角度而言,综合考虑春小麦不同生育时期对水分的需求特点和土壤水分的消耗规律,春小麦以全生育期灌2水(分蘖水和灌浆水)为宜。     

限量单次补灌对套作冬小麦产量的影响

在作物生长的不同时期分别对各处理进行了35 mm限量单次滴灌,测定了土壤水分、籽粒产量及产量构成要素千粒重、穗粒重、株高等,并计算了水分利用效率和土壤水势。结果表明,小麦灌浆期限量单次滴灌对套作冬小麦增产效果最好,水分利用效率亦是如此。套作小麦灌水处理大多数产量构成要素及其它经济性状表现出明显差异。回归分析发现,WUE与籽粒产量间的关系可用幂函数来描述:WUE=-12.262+0.276Ye1/2(R2=0.912**,p<0.05)。土壤水势是降雨量和补灌量的函数。灌水后的第2个测定生育期所有套作小麦2个土层土壤水势均高于未灌水处理,且30~60 cm土层土壤水势比0~30 cm土层下降更为剧烈。     

基于DSSAT模型的冬小麦最优灌溉制度研究

为探讨DSSAT模型在不同年型冬小麦灌溉制度优化中的可行性,利用涟水县水利科学研究站1985—2015年冬小麦生育期降水资料排频适线,得到了降水量经验频率分别为25%、50%和75%对应的设计值,然后选取淮安站2001—2016年期间与3种经验频率对应降水量接近的年份作为代表年——2007—2008年(丰水年)、2006—2007年(平水年)、2011—2012年(枯水年)。通过生育阶段和灌溉次数的不同组合,拟订了15种灌溉制度(T1～T15),借助调参后的DSSAT模型对3种年型冬小麦灌溉制度进行了模拟。结果表明,经调试后DSSAT品种参数能够较为准确地反映作物的主要遗传特征。在统筹考虑产量、灌溉用水量和水分利用效率最优的情况下,2007—2008年(丰水年)、2006—2007年(平水年)、2011—2012年(枯水年)均宜选取灌溉制度T3。在BCC-CSM1. 1气候模式下,考虑RCP4. 5、RCP8. 5两种情景,模拟了2030—2095年冬小麦水分产量效应,发现当初始土壤含水率为田间持水率的60%、80%时,T3、T6相对于雨养条件具有一定的优越性。     

豫北地区冬小麦耗水规律及不同水文年灌溉制度研究

试验研究了豫北地区冬小麦耗水规律。结果表明,分蘖期和孕穗—扬花期是冬小麦生育期需水的2个高峰,后一阶段需水量约占全生育期需水量的65%;利用动态规划的方法对Jensen模型进行求解,制定该地区不同水文年不同灌溉定额条件下的非充分灌溉制度,在来水不足的情况下,应保证拔节期和灌浆期的灌水;在来水充足的情况下,应保证拔节期、灌浆期、苗期和返青期的灌水。     

不同灌水技术条件下春玉米产量及效益分析

在降雨和前期土壤特性一定的情况下,分析了春玉米在膜下滴灌、覆膜漫灌、喷灌及不灌（雨养）4种灌溉方式下的产量和灌溉用水差异,同时对各种灌水技术各项成本投入进行了详细核算。通过各项灌水技术投入产出对比分析及模糊综合评判法综合评价,结果表明,在松嫩平原干旱半干旱区,玉米膜下滴灌的节水增产增效最具优势,在考虑粮食单产水平为重要...     

不同灌溉方式下冬小麦耗水规律及产量的试验研究

分析了传统平作畦灌和垄作沟灌对冬小麦耗水规律、产量和水分生产率的影响.结果表明,与传统平作相比,垄作冬小麦降雨利用率提高11.08％～13.19％;同一水分处理,垄作沟灌冬小麦日耗水量明显小于传统平作;2种灌溉方式下,拔节-抽穗期和返青-拔节期耗水量最多,约占全生育期耗水量的50％;日耗水量在抽穗-灌浆期达到峰值;随灌水次数和灌溉量增加,各处理下耗水量显著增加,产量和水分生产率先增加后减少;垄作种植模式节水40％,增产392～776 kg/hm2,水分生产率以灌3水处理下最大(2.08 kg/m3).