Effects of soil moisture on cotton root length density and yield under drip irrigation with plastic mulch in Aksu Oasis farmland

Effects of soil moisture on cotton root length density (total root length per unit soil volume) and yield under drip irrigation with plastic mulch were studied through field experiments. The results indicate that spatial distributions of root length density of cotton under various water treatments were basically similar. Horizontally, both root length densities of cotton in wide and narrow rows were similar, and higher than that between mulches. Vertically, root length density of cotton decreased with increasing soil depth. The distribution of root length density is different under different irrigation treatments. In conditions of over-irrigation, the root length density of cotton between mulches would increase. However, it would decrease in both the wide rows and narrow rows. The mean root length density of cotton increased with increasing irrigation water. Water stress caused the root length density to increase in lower soil layers. There is a significant correlation between root length density and yields of cotton at the flower-boll and wadding stages. The regression between irrigation amount and yield of cotton can be expressed as y = -0.0026x2+18.015x-24845 (R2 = 0.959). It showed that the irrigation volume of 3,464.4 m3/hm2 led to op-timal root length density. The yield of cotton was 6,360 .8 kg/hm2 under that amount of irrigation.     

华北平原膜下滴灌棉花水分利用效率及产量对供水方式响应研究

通过田间试验,系统地分析了膜下滴灌条件下,棉花干播湿出、湿播湿出处理与传统灌溉处理的水分利用差异。结果表明:膜下滴灌与传统灌溉相比,可以降低株高、减少蕾铃脱落和使根系集中。普通膜下滴灌处理比传统灌溉处理增产204.15 kg/hm2,总耗水量减少32.91 mm,水分利用效率增加0.73 kg/(mm.hm2)。干播湿出处理产量虽然不是最高,但是其灌溉量比其他两处理减少30%以上,水分利用效率最高,干播湿出具有一定的推广价值。     

膜下滴灌前后表层土壤水分空间变异性

以2 m×2 m的网格布点,采用经典统计学和地统计学结合的方法研究了一次灌溉前后膜下滴灌棉田的表层土壤体积含水量的空间变异性特征。结果表明:(1)灌溉前后表层土壤含水量变异系数(CV)分别为28.7%和21.8%,均表现出中等变异特性,颗粒分布能为灌溉前后表层土壤含水量的变异系数变化提供参考。(2)灌溉前后表层土壤含水量的半方差函数均可用高斯模型很好地描述(R20.9),对应的空间异质比(C0/(C0+C))分别为0.201和0.324,表现出强烈和中等的空间依赖性;灌溉后,表层土壤含水量空间自相关性减小,4.373 m可作为该研究区域的参考取样步长。(3)灌溉前后表层土壤含水量的Moran’s I随滞后距离变化的趋势大体一致,且灌前表层土壤含水量的自相关性较灌后显著。(4)Kriging插值结果表明,灌溉前后含水量空间分布较相似,表现出显著的变异性,且灌后含水量分布较灌前复杂。     

戈壁荒漠区膜下滴灌对酿酒葡萄生理特性的影响

为了探讨西北戈壁荒漠区膜下滴灌对酿酒葡萄生理特性的影响,在甘肃河西走廊戈壁荒漠区进行了田间试验,研究膜下滴灌和常规滴灌处理模式下酿酒葡萄赤霞珠光合特性、叶绿素含量以及产量和灌溉用水效率的变化。结果表明,不同滴灌处理条件下的净光合速率(Pn)和蒸腾速率(E)日变化随时间的推移呈下降趋势,气孔导度(Gs)日变化呈“凹”型,膜下滴灌处理的光合能力强于常规滴灌处理;叶绿素含量月均值膜下滴灌高于常规滴灌处理,且覆膜与常规滴灌处理间差异水平为显著;经济产量各要素中覆膜的产量高于常规滴灌处理,膜下滴灌T₁（240 mm）的水分利用效率最高,实现了产量和水分利用效率的同步提高。     

棉花膜下滴灌条件下水肥一体化协调管理模式研究

在膜下滴灌棉田,随灌水设置0,90,180,270,360 kg/hm2共5个N肥用量处理,观测不同N用量下棉花生长和干物质积累情况,尝试建立推荐施肥决策支持系统.结果表明:N 270 1g/hm2处理最好,施肥模型为y=3271.82 14.46x-0.0312x2(R=0.9604*),y籽棉产量,x滴灌棉田施N量.     

干旱区盐碱地覆膜滴灌条件下土壤基质势对糯玉米生长和灌溉水利用效率的影响

利用埋在滴头正下方0．2m深度的真空表负压计,通过控制土壤基质势下限（-5,-10,-15,-20,-25kPa）,研究盐碱地覆膜滴灌条件下土壤基质势对糯玉米（中糯1号）的生长、产量形成过程和灌溉水利用效率的影响。2005和2006年的试验结果表明：糯玉米的株高、茎粗、叶面积指数、地上部分干物质积累量、叶绿素含量等都随着土壤基质势的升高而增加,土壤基质势越高,糯玉米鲜食果穗产量越高,果穗性状也越好;土壤基质势在-5kPa时,糯玉米产量最高;土壤基质势在-10～-15kPa时,灌溉水利用效率最高。     

宁南山区膜下滴灌对马铃薯土壤酶活性、土壤养分及产量的影响

在宁南山区海原县关庄乡高台村试验田,采用膜下滴灌节水技术,研究了覆膜不滴灌、滴灌不覆膜、膜下滴灌和不滴灌不覆膜(CK)4种方式下马铃薯生育期的土壤养分、酶活性以及马铃薯产量的差异.结果表明:在0～20 cm和20～40 cm土层中,膜下滴灌种植条件下,与CK相比较,有机质含量分别提高了3.88％、18.23％,碱解氮提...     

秸秆带状覆盖对土壤有机碳及其活性组分的影响

为了探讨秸秆带状覆盖对旱地不同剖面深度土壤总有机碳(TOC)、可溶性有机碳(DOC)、微生物量碳(MBC)和易氧化态碳(EOC)的影响,于2017—2020年在甘肃省布设秸秆带状覆盖试验,设玉米整秆带状覆盖(TSM)处理,以黑膜双垄沟全膜覆盖(TPM)和传统露地平作(TNM)为对照.结果表明:土壤有机碳和活性碳组分含量...     

膜下滴灌棉田生物改良盐碱地效果研究

通过在膜下滴灌棉田间作苜蓿(Ⅰ)、孜然(Ⅱ)和碱蓬(Ⅲ),并以未间作的处理作为对照(CK),研究不同盐生植物改良盐碱地的效果。结果表明：间作盐生植物的棉田在生育期内可以达到保水和抑制盐分累积的效果,土壤含水量峰值基本保持在40 cm深度,其中以间作苜蓿(Ⅰ)和孜然(Ⅱ)的保水效果较好,在0～40 cm深度范围土壤含水量与对照组相比分别提升了29.80%和14.49%;间作苜蓿(Ⅰ)和孜然(Ⅱ)的处理抑制盐分累积的效果也较好,在0～40 cm深度范围抑盐率分别为125%和70.38%。同时,通过在膜间种植盐生植物,棉花的株高、茎粗和干物质量均有一定程度的增加,籽棉产量也有相应的提升,其中以间作孜然和苜蓿的处理提升较多,分别比对照组提升10.45%和7.74%。由此可见,膜下滴灌棉田间作盐生植物是一种有效的盐碱地改良措施,而盐生植物的选择对改良的效果影响较大,综合试验结果对比,间作孜然和间作苜蓿的生物改良措施效果较好。     

南疆膜下滴灌棉花耗水规律以及灌溉制度研究

2004年在南疆尉犁县进行了棉花膜下滴灌耗水规律以及灌溉制度的研究,通过设置三个灌水处理:345 mm、420 mm、505 mm,并连续监测每次灌前棉花全生育期土壤含水量变化,得出以下结论:在花期(7月4日)滴灌定额45 mm,灌水只能影响到土壤0~40 cm,灌后第一天,土壤水分损失可达到20 mm;灌后四天,0~40 cm含水量已降至60%以下,棉花已受到水分胁迫。在南疆,在充分满足棉花对水分需求的条件下,膜下滴灌棉花耗水量为625 mm,505 mm的灌溉量可满足棉花对水分的需求。根据实验的灌水安排以及棉花各生育阶段的耗水率,南疆膜下滴灌棉花的灌溉制度为:蕾期每次灌水定额35 mm,每5天灌一次;花铃期每次灌水定额为50 mm,7天灌一次,盛铃期后,灌水定额逐渐降低至35 mm。     

膜下滴灌条件下盐荒地土壤盐分变化规律研究

基于对下野地灌区、金沟河灌区的试验监测,从土壤盐分年内、年际变化及其与地下水埋深的关系两个方面,研究膜下滴灌条件下盐荒地土壤盐分变化规律。研究结果表明:在年际间,下野地灌区、金沟河灌区实施膜下滴灌6～8 a的盐荒地块,深度在60～100 cm的土层土壤含盐率分别保持在0.5%、0.8%上下,形成稳定积盐层,在60cm以上土层土壤盐分基本处于动态平衡;在年内,盐荒地土壤盐分整体上呈现随生育期的推后而降低的趋势,0～60cm土层脱盐效果较为明显,春秋季是两个积盐的高峰期;下野地灌区、金沟河灌区地下水埋深年际均值为3.60、2.26 m,土壤含盐率年际均值为0.49%、0.77%,土壤盐分随地下水埋深的减小而增加,说明石河子垦区土壤含盐量受地下水埋深影响较为明显。     

新疆棉花膜下滴灌技术的发展与完善

新疆棉花膜下滴灌技术发展经历了试验研究、示范推广和大面积应用三个阶段。"密、早、膜、矮、壮、高"栽培体系的建立等阶段性成果有力地保证了棉花膜下滴灌技术的应用推广;因地制宜、多种毛管田间布置模式的发展适应了棉花种植方式的多样性;对棉花膜下滴灌水分蒸散特征、干旱诊断技术的深入研究为制定灌溉制度和进行科学的水分管理提供了依据,保证了膜下滴灌技术的高效应用;施肥推荐系统和水分自动控制系统的应用增强了棉花膜下滴灌管理的目标性;各级职能部门的重视有力地推动了膜下滴灌技术的发展。当前棉花膜下滴灌技术需解决主要问题有:加快膜下滴灌技术普及与培训;加大对膜下滴灌技术推广的政策扶持力度,调整水价,努力实现经济效益、社会效益和生态效益的统一;继续深入研究棉花膜下滴灌灌溉制度和施肥技术,提高肥水利用效率;加强地下滴灌技术研究。     

膜下滴灌棉花耐盐预警值的研究

以不同次生盐渍化膜下滴灌棉田为对象,研究次生盐渍化对棉花生长发育的影响,并以此为基础探讨其状态预警问题.结果表明:在各生育期,土壤盐度与株高、干物质重、叶面积指数均呈极显著的负相关关系.低土壤盐度对棉花生物量和产量不会产生影响,说明棉花具有一定的耐盐性.籽棉产量的降低主要是由于土壤盐度的升高使棉花单株结铃数明显减少造成的.不同生育期棉花耐盐程度不同,各棉田的警度随着生育期的进行有逐渐减轻的趋势;0.6 dS/m以下的土壤盐度在各生育期都不会对棉花生长造成较大危害,2.8 dS/m以上的土壤盐度在前期更易对棉花生长造成严重影响,到吐絮期2.8 dS/m左右的盐度已不能对棉田造成较大危害.     

膜下滴灌棉花干物质积累与耗水量关系研究

选用农八师试验区目前三个主栽棉花品种,进行膜下滴灌棉花各生育时期干物质积累与耗水量关系的研究,分析干物质积累、水分消耗的变化规律和二者之间的相关性.研究结果表明,各生育时期干物质积累和水分消耗变化趋势符合"S"型变化规律,干物质积累、水分消耗最大值均出现在花铃期,其日积累量和消耗量分别为1.52～2.95 g和6.84～7.14 mm.从各生育时期干物质日积累和日耗水量拟合结果来看,其R2值均大于0.95,F检验值达到显著水平,说明干物质的积累量和水分的消耗具有极显著的相关性.     

膜下滴灌条件下不同水分处理对棉花产量和水分利用效率的影响

为探索新疆膜下滴灌棉田方便快捷的高效灌水模式,分别于2007年和2009年在乌鲁木齐采用大田小区试验,通过自制蒸发皿水面蒸发量控制灌水,研究了膜下滴灌条件下棉花生长和籽棉产量以及水分利用效率对不同水分处理的响应;两个生长季的试验结果表明,与全生育期充分灌水处理相比,蕾期和花铃期持续亏水处理均对棉花生长、产量和耗水过程产生不同程度的负面影响,但适时适度的水分亏缺对棉花籽棉产量的影响不明显,而且可节约22.78%~24.88%的灌水量,灌溉水利用效率提高了27.94%~34.85%。蕾期轻度亏水(灌水定额为70%水面蒸发量)、花铃后期重度亏水(灌水定额为50%水面蒸发量)、花铃前期充分供水(灌水定额为100%水面蒸发量)的调亏灌溉模式是一种方便快捷的优质高效灌溉模式,可作为膜下滴灌条件下新疆棉花生产的一种适宜灌水模式。     

Influences of drip and flood irrigation on soil carbon dioxide emission and soil carbon sequestration of maize cropland in the North China Plain

The need is pressing to investigate soil CO_2(carbon dioxide) emissions and soil organic carbon dynamics under water-saving irrigation practices in agricultural systems for exploring the potentials of soil carbon sequestration. A field experiment was conducted to compare the influences of drip irrigation(DI) and flood irrigation(FI) on soil organic carbon dynamics and the spatial and temporal variations in CO_2 emissions during the summer maize growing season in the North China Plain using the static closed chamber method. The mean CO_2 efflux over the growing season was larger under DI than that under FI. The cumulative CO_2 emissions at the field scale were 1959.10 and 1759.12 g/m~2 under DI and FI, respectively. The cumulative CO_2 emission on plant rows(OR) was larger than that between plant rows(BR) under FI, and the cumulative CO2 emission on the irrigation pipes(OP) was larger than that between irrigation pipes(BP) under DI. The cumulative CO_2 emissions of OP, BP and bare area(BA) under DI were larger than those of OR, BR and BA under FI, respectively. Additionally, DI promoted root respiration more effectively than FI did. The average proportion of root respiration contributing to the soil CO_2 emissions of OP under DI was larger than that of OR under FI. A general conclusion drawn from this study is that soil CO_2 emission was significantly influenced by the soil water content, soil temperature and air temperature under both DI and FI. Larger concentrations of dissolved organic carbon(DOC), microbial biomass carbon(MBC) and total organic carbon(TOC) were observed under FI than those under DI. The observed high concentrations(DOC, MBC, and TOC) under FI might be resulted from the irrigation-associated soil saturation that in turn inhibited microbial activity and lowered decomposition rate of soil organic matter. However, DI increased the soil organic matter quality(the ratio of MBC to TOC) at the depth of 10–20 cm compared with FI. Our results suggest that the transformation from conventional FI to integrated DI can increase the CO2 emissions and DI needs to be combined with other management practices to reduce the CO_2 emissions from summer maize fields in the North China Plain.     

不同耕作措施下陇中黄土高原旱作农田土壤活性有机碳组分及其与酶活性间的关系

通过设置在陇中黄土高原半干旱雨养农业区15年的不同保护性耕作措施长期定位试验,研究了传统耕作(T)、免耕(NT)、免耕结合秸秆覆盖(NTS)、传统耕作结合秸秆还田(TS)4种不同耕作措施下不同土层的土壤总有机碳、土壤活性有机碳、土壤微生物量、碳库管理指数和土壤蔗糖酶、淀粉酶、纤维素酶和过氧化物酶等4种参与碳循环土壤酶,并分析了土壤有机碳及其活性碳组分与土壤酶之间的相关关系。结果表明:0~30 cm土层,NTS处理可显著提高土壤有机碳、土壤活性有机碳、土壤微生物量碳及碳库管理指数,分别较T处理增加了16.3%、28.26%、41.88%、37.04%,NT、TS处理较T处理各指标也均有不同程度提高;在0~30 cm土层,NTS、TS、NT处理与T处理相比,蔗糖酶分别提高了33.84%、21.59%、25.15%,淀粉酶活性分别提高了20.90%、13.43%、12.69%,纤维素酶活性分别提高了39.13%、17.39%、4.34%,过氧化物酶活性分别提高了7.81%、2.08%、3.65%;土壤蔗糖酶、淀粉酶、纤维素酶、过氧化物酶与各形态有机碳及碳库管理指数均表现为显著或极显著正相关关系;蔗糖酶活性增加对有机碳积累作用最显著,有助于土壤总有机碳、活性有机碳、微生物量碳含量提高,土壤纤维素酶对土壤总有机碳和活性有机碳含量的增加有促进作用,过氧化物酶有利于总有机碳的积累。免耕结合秸秆覆盖是适宜该地区农田生态系统健康稳定发展,减少碳库损失的重要途径。     

膜下长期滴灌土壤盐分的空间分布特征与累积效应

通过对不同土壤质地和不同滴灌年限两个方面对新疆棉田膜下滴灌盐分的运移与积累规律的研究,结果表明:对于不同土壤质地,壤土中的盐分分布大致呈抛物线型,在40～60 cm处盐分积累量达到最大值.粘土中盐分分布大致呈"S"型,在60～80 cm处土壤盐分积累达到最大值;不同滴灌年限中随着滴灌年限越长,棉田中地表盐分积累越少,而在40～60 cm的盐分积累则越多.分析认为棉田土壤仅通过膜下滴灌淋洗盐分是不够的,必须与一定的灌排水技术相配合才能很好地防止棉田次生盐渍化.     

膜下滴灌水肥调控对玉米生长和水肥利用的影响

针对汾河灌区农业生产中施肥量大,水肥利用效率低的问题,通过研究滴灌条件下不同水肥供应对春玉米生长、干物质累积、分配、转运和产量及水肥利用的影响,为合理的水肥调控措施提供参考。在山西省水利水电科学研究院节水高效示范基地进行大田滴灌试验,设置3个灌水水平,即W_1:60%ETc、W_2:80%ETc、W_3:100%ETc(ETc为作物蒸发蒸腾量); 3个施肥水平(N-P_2O_5-K_2O),即F_1:100-50-50 kg·hm~(-2)、F2:170-75-75 kg·hm~(-2)、F_3:240-100-100 kg·hm~(-2)。结果表明:除产量构成要素外,施肥单因素对其它各指标影响有统计学意义,株高、叶面积指数、干物质累积和产量均随灌水和施肥量的增加而增加,水肥交互作用对产量和灌溉水利用效率影响不显著;高水(W3)处理比低水(W1)处理籽粒分配比例高4%,高肥(F_3)处理比低肥(F1)处理籽粒分配比例高4.64%; W_3F_3处理产量最大为12 474.34 kg·hm~(-2),比W_1F_1处理增产38.36%,W_2F_2处理比W_3F_3处理减产5.2%,但节水528 m~3·hm~(-2),节肥120 kg·hm~(-2)。灌溉水利用效率随灌水量增加而降低,随施肥量增加而升高,肥料偏生产力随灌水量增加而增加,随施肥量增加而降低; W_2F_2处理产量灌溉水利用效率为5.61 kg·m~(-3),比W_3F_3处理高18.9%,产量偏肥料生产力为37.05 kg·kg~(-1),比W_3F_3处理高30.7%。综合高产、高效和节水、节肥等因素,灌水量为80%ETc,施肥量NP_2O_5-K_2O 170-75-75 kg·hm~(-2)为最优灌溉施肥模式。     

民勤绿洲膜下滴灌洋葱节水高产灌溉制度

通过TDR土壤水分测定仪结合PC-2S土壤墒情监测系统及作物生理生态指标常规测定方法测定了膜下滴灌洋葱不同灌水处理下土壤水热动态、生长动态、产量效应、水分利用效率、耗水规律及经济效益,并结合TRM-ZS3全自动气象站气象数据比较不同滴灌处理的优越性,分析了不同灌水处理对水热变化、产量、灌溉水利用、耗水特性及效益的影响。研究表明,膜下滴灌土壤水热变化均匀、利用率高,有利于洋葱生长;适宜的滴灌定额条件下(T4)洋葱单株重、横茎及纵茎均较大,产量较对照(CK)增加8.65%,节水21.6%,灌溉定额降低120 mm,生育期耗水降低136.9 mm,水分利用效率提高37.31%,水分生产力达27.0元·m~(-3),净收入增加13.8%。与对照覆膜畦灌相比,滴灌处理生育期耗水强度较对照均降低0.8 mm·d~(-1)以上,能有效降低棵间无效蒸发损失,减少生育期耗水,改善土壤水热状况,提高作物产量、水分利用效率和经济效益,是一种经济可行、易于推广的节水方法。