灌水量及留茬对绿洲不同种植模式耗水总量及棵间蒸发量的影响

通过大田试验,研究了不同供水水平下单作小麦(SW)、单作玉米(SC)、高留茬收割覆盖小麦间作玉米(WCM)和不留茬小麦间作玉米(WC)的耗水特性.结果表明,不同种植模式耗水总量由大到小依次为:WC>WCM>SC>SW;与SW和SC加权平均对应相比,WC总耗水量增大了41.4%~47.2%、平均日棵间蒸发量增大了4.4%~7.1%、棵间蒸发量占耗水量的比例增大了7.8%~9.7%,WCM总耗水量增大了34.5%~46%、平均日棵间蒸发量增大了0.8%~2.6%、棵间蒸发量占耗水量的比例降低了2.0%~2.6%.同种种植模式内,随灌水量增加,总耗水量增大、棵间蒸发量占耗水量的比例减小.据此认为小麦高留茬覆盖是提高绿洲灌区间作土壤水分的有效途径之一.     

水分胁迫对5个沙柳种源苗木水势和蒸腾耗水的影响

采用BP3400精密天平等仪器研究了不同浇水量5个沙柳种源的日蒸腾耗水量,用压力室法测定了苗木的叶水势,得出了苗木在不同浇水量情况下水势和蒸腾耗水的变化规律。结果表明,5个沙柳种源苗木随着水分胁迫的加重,水势逐渐降低;在相同的水分条件下,不同种源的苗木有不同的蒸腾耗水量,相同种源苗木的蒸腾耗水量随着水分胁迫的加重而减少,严重水分胁迫时日耗水总量较充分供水时下降了63.57％（榆林种源）、67.89％（乌审旗种源）、68.26％（民勤种源）、59.58％（达拉特旗种源）和58.03％（盐池种源）,其中民勤种源降幅最大。通过研究苗木在不同的浇水量条件下的水势和蒸腾耗水规律,为干旱沙区选择耐旱性较强的沙柳种源提供依据。      

北疆滴灌春小麦耗水特征及作物系数的确定

为探索滴灌春小麦耗水特征, 2012年设置315、360、405、450、495、540 mm 6个滴灌春小麦水分处理,研究不同处理下春小麦各生育期土壤水分动态变化、耗水量及作物系数。结果表明,滴灌小麦根系主要吸收0~60 cm土层水分,苗期、分蘖期主要消耗0~40 cm土层水分,拔节期后主要消耗0~60 cm土层水分,80~100 cm土层含水率变化不大;水分适宜处理的春小麦生育期耗水量为523.53 mm,各阶段耗水量占全生育期耗水量的12.64%、12.91%、25.36%、33.97%、15.11%,相应的日平均耗水强度分别为3.31、6.15、8.85、11.11、3.60 mm/d,拔节期和抽穗期为小麦需水关键期,尤其在抽穗期对水分最敏感;小麦的作物系数各生育期分别为0.76、0.77、1.11、1.16、0.46,全生育期作物系数为0.87。     

液流—株间微型蒸渗仪法测定新疆杨蒸发蒸腾量适用性分析

采用液流—株间微型蒸渗仪法测定人工种植环境下新疆杨蒸发蒸腾量,并对此方法的适用性进行了分析。结果表明：在生长季5—10月,新疆杨蒸腾量具有明显的季节变化规律,总蒸发蒸腾量为508.26 mm,蒸发量、蒸腾量所占比率分别为37.1%和62.9%;树干液流速率与叶片蒸腾速率变化表现出较好的一致性,热脉冲法能够用于新疆杨蒸腾测定;液流—株间微型蒸渗仪法和水量平衡法测算结果的相对误差在±15%之内,液流—株间微型蒸渗仪法能够适用于新疆杨蒸发蒸腾量测定。     

不同灌水处理对春小麦耗水特性及产量的影响

为实现春小麦的节水高产栽培,提高麦田的水分利用效率,该试验选用了春小麦品种永良4号为试验材料,通过设计不同的灌水处理,系统的研究灌水量、灌水时间对麦田耗水量及小麦产量的影响,研究结果表明:随着灌水次数和灌水量增加,麦田总的耗水量增大,土壤水的消耗量减少.各生育阶段耗水量变化与水分供应量有关,阶段灌水量大则耗水量高.对产量构成进行分析得出,对亩穗数和穗粒数影响最大的灌水时期是拔节期.而孕穗期、开花期灌水对千粒重的增长具有明显的促进作用.不同处理之间,水分利用效率的差异表现为:2水>3水>4水>1水>CK.产量则随灌水次数的增加而增大,2水和3水处理与4水处理相比较.产量差异并不明显,但耗水量却明显减少.实现了节水与高产的统一.在各灌水处理中,以灌拔节水和开花水处理的效果最为显著,因此,在生产中可以将该确立为春小麦节水高产统一的灌溉制度.     

限量灌水对水浇地冬小麦耗水及产量的影响

水浇地麦田选用抗旱多穗型小麦品种鲁农116,浇1～2次关键水,总耗水量2306.75 m3/hm2,平均小麦产量7866.8 kg/hm2,水分生产率达3.41 kg/m3,比充分灌溉大田少浇水2～3次,总耗水量降低1301.65 m3/hm2,水分生产率提高1.44 kg/m3。     

少耕留茬小麦间作玉米的耗水特性

2009—2010年,通过大田试验,在不同灌水梯度下,研究了少耕和秸秆覆盖对小麦间作玉米产量、耗水特性及水分利用效率的影响,旨在为高效节水间作技术体系的构建提供新思路。研究表明：间作处理的土地当量比(LER)为1.46～1.56,间作优势明显;高灌水平与低、中灌水平相比,少耕留茬间作及传统间作中,玉米组分经济产量平均提高44.4%和9.31%,小麦组分经济产量平均提高10.22%和2.36%;少耕留茬显著提高了小麦间作玉米播种前和收获后0～120 cm土层平均贮水量。少耕留茬、间作及灌水量均是影响小麦、玉米耗水量的主导因子,将少耕留茬集成于间作,并结合中灌水处理,为提高小麦、玉米WUE的最优组合。     

辽西半干旱区播种期对春小麦生长发育·产量和耗水规律的影响

[目的]为了保障和提高半干旱区春小麦(Triticum aestivum Linn.)粮食生产,增强春小麦对旱情的抵御能力。[方法]研究不同播种期对春小麦生长和耗水规律的影响,通过作物形态指标、产量和水分利用效率等确定半干旱区春小麦适宜播种期。[结果]随着播种期的推迟,春小麦生育期缩短,苗期最为明显;叶面积指数、千粒重和全生育期耗水量等均随着播种期的延迟而减小,早播产量和灌溉水利用系数显著高于其他处理,分别达到6 907.5 kg/hm2和6.2 kg/m3。[结论]建议在辽西半干旱区采用适时早播种植春小麦。     

不同灌水量对吕梁山区微灌核桃生长特性、耗水规律和产量的影响

为了明确山西省半干旱区微灌条件下核桃不同生育期对水分的需求规律,以制订合理的灌溉制度,以10年生香玲为试材,探讨微灌条件下吕梁山区半干旱区不同灌水量处理的土壤剖面水分动态,分析不同灌水量对核桃生长特性、耗水规律及产量的影响。结果表明,核桃新梢长度、叶面积、果实纵横径及产量随灌水量的增加而增大,但各指标增幅降低;灌水定额为120 m~3/hm~2时,水分入渗深度可满足核桃根系耗水需求,产量和水分生产效率最优。全生育期耗水总量随灌水量增加而增加,萌芽期耗水强度最大,果实膨大期为需水关键期,硬核期为耗水量最大期。综上,半干旱区核桃适宜的灌溉制度为灌水定额120 m~3/hm~2,生育期灌溉5次,其中开花期、硬核期、油脂转化期各灌溉1次,果实膨大期灌溉2次。     

生态环境需水量计算方法的探讨

生态环境需水量主要分为河道外生态环境需水量和河道内生态环境需水量2个部分。选取具有典型代表意义的方法,指出它们的优缺点和适用条件。     

Water and Energy Consumption by Agriculture in the Minqin Oasis Region

Water used in agriculture consumes much energy, mainly due to pumping water for irrigation, but the water-energy nexus is always neglected in arid and semi-arid areas. Based on hydrological observation data, irrigation data and socio- economic data over the past 50 yr, this study has derived a detailed estimate of greenhouse gas (GHG) emissions from agricultural water use in the Minqin Oasis. Results show that the decreasing water supply and increasing demand for agriculture has caused severe water deficits over the past 50 yr in this region. The groundwater energy use rate rose by 76% between 1961 and 2009 because of the serious decline in groundwater levels. An increase in pump lift by an average 1 m would cause GHG emission rates to rise by around 2%. Over the past 10 yr, the GHG emissions from groundwater accounted for 65-88% of the total emissions from agricultural water. GHG emissions for diverted water varied from 0.047 to 0.074 Mt CO 2 e as the water input increased. Long distance conveyance and high pump lifts need more electricity input than groundwater abstraction does. Government policies have had a favorable effect on total emissions by reducing water abstraction. But groundwater depletion, exacerbated by a growing population and an expansion in arable land, remains the principal energy-water nexus challenge in the region. In response to the increasing water-energy crisis, energy-saving irrigation technology, matching to cost efficiencies, and better coordination between different infrastructural agencies could be feasible ways of rendering the water and energy sectors more sustainable over the long term.     

河西绿洲灌区不同耕作方式对春小麦土壤水分和产量的影响

在河西地区采用节水灌溉栽培方式,研究传统耕作(CT)、平作固定道(ZT)、固定道垄作(PRB)和垄作沟灌(FRB)4个处理下春小麦土壤水分、蓄水量、蒸散量、产量及其构成和水分利用效率的变化。结果表明,0～10cm土层PRB含水量分别高出CT、FRB、ZT处理13.70%、23.50%、4.80%,春小麦全生育期不同土层的土壤含水量和0～120cm土壤储水量也表现出PRB>ZT>FRB>CT的趋势。不同处理春小麦蒸散量差异很大,阶段蒸散量表现出CT>ZT>FRB>PRB,三叶期—抽穗期相差最大,CT分别比FRB、ZT和PRB高出15.56%、23.59%和38.73%,阶段蒸散量高峰值集中于生长中后期。PRB处理成穗数在4个处理中达到最大,分别比FRB、CT和ZT处理高出17.03%、2.40%和7.19%。PRB水分利用效率最高,比FRB、CT和ZT处理高出22.57%、30.49%和18.95%。PRB处理耗水量比FRB、CT和ZT处理少6.70%、28.80%和12.68%。可见,PRB处理节水效果明显,且达到增产的效果。     

春季浇一水条件下丰产冬小麦耗水特性与生育性状

为明确春季浇一水稳产6.0 t/hm2冬小麦耗水特性与生育性状,选用衡观35小麦品种,于2013—2014年和2014—2015年小麦生长季节降水量分别为126.0,142.3 mm条件下,在河北低平原缺水区采取大田跟踪对比调查,研究春季水分运筹对冬小麦耗水与生育性状的影响。结果表明,小麦全生育期农田蒸散量419.76~424.29 mm,产量水分利用效率14.58~19.08 kg/(hm2·mm);农田蒸散量较大的时期出现在播种到返青期和拔节到开花期;水分利用效率和农田蒸散量与栽培环境密切相关。受群体影响,同一处理,2 a产量表现有所不同,2014年群体较小,以I0405处理产量较高;2015年群体较大,以I0420处理产量较高。这可为指导小麦春季水氮管理提供理论依据。     

灌水次数对春小麦耗水特性及产量的影响

选用春小麦品种宁春50号为试验材料,通过3个节水处理研究灌水次数对春小麦耗水特性及产量的影响。结果表明:灌1水的W1处理可显著增加0~120cm同层土壤贮水的利用,尤其增加60~100cm深层同层土壤贮水的利用;而随着灌水的增加,春小麦深层同层土壤贮水及0~120cm同层土壤贮水的利用率随之降低。随着灌水次数的增加,总的耗水量增加,春小麦拔节至开花期的耗水量降低,但春小麦开花至成熟期的耗水量增加。春小麦灌水次数过少的W1处理抽穗期叶面积系数、旗叶叶绿素含量、旗叶叶面积明显高于其他处理,但春小麦开花以后的叶面积系数、旗叶叶绿素含量、旗叶叶面积随灌水次数增加明显增加;生育后期灌水有利于提高抽穗后的干物质积累量,灌水次数过少的W1处理不利于春小麦开花后的干物质积累。增加灌水次数,可提高灌溉水的利用比例,降低土壤贮水的利用比例,增加春小麦籽粒产量和收获指数,但春小麦灌水利用效率明显降低;灌水次数较多的处理春小麦水分利用效率明显降低,生育后期物质向籽粒转移量增加,灌水次数过少的W1处理春小麦穗数、穗粒数明显降低。综合考虑春小麦籽粒产量、水分利用效率、灌水利用效率、物质生产等因子,确定灌二棱水+拔节水2水的处理是春小麦获得高产和高水分利用效率的最佳灌水模式。     

民勤绿洲土地利用变化驱动因素分析

选取民勤县主要绿洲作为研究区,通过对Landsat遥感影像进行解译,获得了研究区2009年的土地利用数据,结合已有的1960、1985、1991、1995、2000、2002年土地利用数据,通过GIS空间分析和统计技术,探讨了近50年来民勤绿洲土地利用的变化规律,进一步分析了上游来水、降雨量、人口、GDP等驱动因素与土地利用类型变化的相关性。结果表明,民勤绿洲在1960～1985和1991～1995年生态环境总体向好的趋势发展,而在1985～1991年,生态退化严重,其余时间变化不明显;自然因素是民勤土地利用结构变化的基础,社会经济因素对土地利用结构变化起直接和主导作用。     

灌溉制度对春小麦田间水分状况及其生长的影响

通过对土壤供水能力和作物生长关系的研究表明，随灌水量的增加，春小麦总耗水量明显增加，土壤储水消耗量相应减少，覆膜土壤储水高于露地栽培，同时，植株性状发育优于露地，产量也得到提高，增幅在8.3%～18.3%，不同灌溉制度对春小麦产量结构与产量有显著影响，灌1次水以孕穗期，灌2次水以拔节期和扬花期，灌3次水以拔节期，孕穗期和扬花期灌水效果最佳。     

近58年民勤绿洲气温变化特征分析

根据民勤气象站1953—2010年逐年气温资料,利用趋势分析、Mann-Kendall、滑动平均等方法分析了近58年民勤气温月、季、年、年代际及近10年的变化特征,结果表明：①平均气温月、季、年及年代际均呈升高趋势,1989年出现突变,近10年是58年中最暖的时期。②平均最低（高）气温的月、季、年及年代际均呈升高趋势,升温趋势略有差异,最低温度比最高温度升温明显大,平均最低气温1987年出现突变,平均最高气温1989年出现突变,近10年平均最低气温最高、平均最高气温略低于20世纪90年代。③极端低温日呈明显减少的趋势,极端高温日数呈略微增多的趋势,气温日较差呈显著减小的趋势。历史极端低（高）温均出现在近10年。④气温的升高使民勤热量资源发生变化,活动积温增大,对种植棉花等经济作物有利。     

早春不同时期灌水对小麦耗水特性和产量的影响

为了提高小麦水分利用效率,针对小麦早春灌水较早的现象,以大面积应用的小麦品种周麦18为材料,设置早春起身期、拔节期灌第1水和全生育期不灌水3个处理,研究早春不同时期灌水对小麦水分利用和产量形成的影响。结果表明,与不灌水相比,起身期和拔节期灌水分别增加耗水量16.77%和14.70%,水分利用效率提高13.13%和19.38%,显著增加了成穗数、千粒重和籽粒产量,对穗粒数影响较小;早春灌水处理间水分利用效率和边际效应以拔节期灌水高于起身期灌水,分别提高5.52%和29.64%,产量及其构成因素差异不显著。因此,适时延迟灌早春第1水,能够改善小麦耗水特性、提高籽粒产量。     

河西绿洲灌区春小麦精确灌溉预报系统参数模型的建立

根据河西绿洲灌区春小麦全生育期(3—7月)的水文、气象、作物生长等资料,采用彭曼法PenmanMethod的ET0i值预报模型,运用多元线性回归进行参考作物的腾发量预测,以及其它参数模型及公式的确定,建立了河西绿洲灌区春小麦精确灌溉预报参数模型。