调亏灌溉下滴灌玉米植株与土壤水分及节水增产效应

以玉米为研究对象,进行测坑微区试验,研究了地面滴灌条件下调亏灌溉对玉米植株与土壤水分分布、根长、根长密度、根数、产量以及作物水分利用效率的影响。试验于2016年分别设苗期轻度、苗期中度、拔节期轻度、拔节期中度、苗期中度拔节期轻度5个水分亏缺处理,另设全生育期适宜灌水作为对照。结果表明,各调亏处理的玉米冠部最终湿基含水率比对照处理增加-6.03%~4.61%、根部最终湿基含水率比对照处理增加1.30%~8.15%;苗期轻度调亏处理,产量比对照处理降低了7.89%、较对照处理节水8.26%、水分利用效率较对照处理提高0.33%;苗期中度调亏处理,产量比对照处理增加了5.20%、较对照处理节水16.71%、水分利用效率较对照处理提高26.25%;拔节期轻度调亏处理,产量较对照处理增加了1.49%、较对照处理节水14.07%、水分利用效率较对照处理提高18.27%;拔节期中度调亏处理,产量比对照处理降低了23.47%、较对照处理节水28.35%、水分利用效率较对照处理提高6.64%;苗期中度拔节期轻度调亏处理,产量比对照处理降低了28.13%、较对照处理节水38.54%、水分利用效率较对照处理提高16.94%。苗期中度处理与拔节期轻度处理是促进滴灌玉米节水增产的适宜水分亏缺处理,其结果对指导黑龙江西部玉米制定合理的灌溉制度具有实质性意义。     

山前平原区夏玉米对水分和密度的响应

通过田间试验,以郑单958和浚单20为试材,研究了不同密度和不同灌水处理对玉米产量和水分利用效率的影响。结果表明:不同灌水处理对产量构成影响较小;不同密度下玉米两品种的穗数和穗粒数差异显著;两品种玉米高密度比低密度处理产量平均增加16.89%;抗旱品种郑单958产量受灌水量的影响较小;浚单20灌水比不灌水处理平均增产11.40%。玉米两品种处理水分利用效率一般以不灌水处理较高,灌水处理水分利用效率均值比0水处理降低30.37%。因此,在水资源较缺乏的太行山山前平原区,选用抗旱品种进行合理密植并灌一水,对实现玉米节水与高产的统一有着重要意义。     

化学联合调控对设施番茄生长和水分利用效率的影响

为了探明保水剂(SAP)、黄腐酸(FA)两种化学制剂联合调控对设施番茄生长和水分利用效率的影响,根据施用SAP、FA的不同组合及灌溉定额的不同设置了:S、F、SF、SFL、CK 5个处理,进行了对比试验。结果表明:SAP和FA能显著促进番茄生长、提高土壤含水率、产量和水分利用效率。在灌水相同的情况下整个生育期内SF处理的土壤含水率最高,较S、F、CK处理平均增加5.0%、10.6%、17.0%;S、F处理较对照处理CK分别提高13.0%、4.0%。SF处理的产量最高为111.8 t/hm~2,较S、F、CK处理增加8.6%、6.8%、14.1%。SFL处理较其他处理少灌一次水,产量为110.6 t/hm~2,增产12.9%,水分利用效率最高,为50.3 kg/m~3,较CK处理提高23.1%。SAP和FA联合调控的蓄水保墒和增产效果显著。     

冬小麦不同水分处理下液膜覆盖的节水增产效应分析

主要探讨了液体地膜覆盖对冬小麦生长发育、节水增产效应等方面的影响。结果表明,在叶面积指数方面,当灌水下限为田持的50%时,抽穗期以前,液膜覆盖的叶面积指数均较对照偏大,之后则偏小,灌水下限为田持的80%时,整个生育期内液膜覆盖较对照偏大。在分蘖动态方面,返青期到拔节期这一阶段,液膜覆盖较对照分蘖数明显增多。当灌水下限为田持的60%时,液膜覆盖能明显提高冬小麦的产量及水分利用效率,并且此处理下,产投比增加,冬小麦经济效益显著提高。研究认为,液膜覆盖使得冬小麦在适宜灌水条件下显著达到节水增产的效果。     

不同灌水水平对日光温室萝卜产量及水分利用效率的影响

采用温室小区作物栽培的试验方法寻求温室萝卜适宜的灌水控制指标,通过对全生育期土壤水分下限的控制,研究了不同灌水条件下日光温室萝卜产量、产量分配及水分利用效率.研究发现,水分过高或过低都不利于萝卜增产,同时也不利于水分利用效率的提高,水分适宜(RT70处理)不仅可以提高萝卜的产量,而且可以提高水分利用效率和灌溉水利用效率.本研究对温室萝卜节水灌溉的进一步研究具有重要的科学指导意义.     

水分亏缺对柑橘果实生长、产量和水分利用效率的影响

为探究低压滴灌不同生育期水分亏缺对柑橘果实生长、产量和水分利用效率的影响,以8年生"不知火"柑橘为试材,2017-2018年在柑橘抽梢开花期(Ⅰ)、幼果期(Ⅱ)、果实膨大期(Ⅲ)和果实成熟期(Ⅳ)各设置4个亏水处理,即轻度亏水(LD)、中度亏水(MD1)、偏重度亏水(MD2)和重度亏水(SD)处理,灌水定额分别为对照的85%、70%、55%和40%,并设置1个对照处理(CK,充分灌水)。结果表明:Ⅰ-MD2、Ⅰ-MD1和Ⅰ-LD处理较CK处理产量分别增加3.0%、5.1%和3.1%,水分利用效率提高4.4%、5.5%和2.8%;Ⅱ-LD处理较CK处理产量提高0.9%,水分利用效率提高2.8%,Ⅱ-MD1处理较CK处理产量降低0.7%,水分利用效率提高3.5%;Ⅲ-LD处理在产量较CK处理降低3.8%的前提下,水分利用效率提高5.0%;Ⅳ-MD2、Ⅳ-MD1和Ⅳ-LD处理产量较CK处理无明显差异,但水分利用效率分别提高9.2%、6.3%和4.1%。因此Ⅰ期MD1处理,Ⅱ、Ⅲ期LD处理以及Ⅳ期MD2处理为适宜低压滴灌柑橘的灌溉模式。     

水分调控对麦茬棉产量和水分利用效率的影响

为研究麦后移栽棉对水分调控的响应,于2012年6月~2012年10月通过人工控水试验研究了水分供应对麦后移栽棉生长、产量和品质的影响。小区试验结果表明,蕾期轻度水分亏缺花铃期充分灌水处理(T2)的籽棉产量、成铃数以及单铃质量均为最大,但蕾期和花铃期轻度水分胁迫处理(T4)的产量与处理T2差异不显著,但水分利用效率和灌溉水利用效率分别提高了23.93%和34.01%;管栽试验结果表明,对照处理(T7)的单株成铃数的收获籽棉产量均最高,与对照处理相比,全生育期轻度水分胁迫处理(T8)减产3.98%,水分利用效率和灌溉水利用效率分别提高了9.70%和20.02%;桶栽试验结果表明,灌水定额为1.6倍ETp处理(T11)的籽棉产量和单株成铃数均最高,与处理T11相比,灌水定额为1.3ETp处理(T12)的籽棉产量仅降低了9.7%,而灌水定额为1.0 ETp处理(T13)的籽棉产量降低了30%。说明适宜的水分胁迫(灌水下限为60%~65%FC,灌水上限为80%~85%FC)有利于麦后移栽棉的高产和水分利用效率的提高。     

烤烟控制性分根交替灌水的生理基础研究

针对我国干旱烟区水资源供需矛盾的现状,采用盆栽试验,研究分析了控制性分根交替灌水对烤烟生长发育和水分利用效率的影响,结果表明：控制性分根交替灌水量达到对照灌水量的2／3处理,烤烟干物质重减少15％,而耗水量下降了33．3％,水分利用效率大幅提高,节水效果明显;灌水量为对照灌水量的1／2时,节水效果不好,其水分利用效率低于对照处理。     

覆膜和灌水量对农田水热动态和制种玉米生长的影响

覆膜和节水灌溉是我国西北旱区应对水资源短缺、提高作物水分生产率的主要措施。为了探索覆膜与灌溉制度对农田水热和制种玉米生长的综合影响,揭示农田耗水及水分利用效率的变化规律,于2017年在中国农业大学石羊河流域农业与生态节水试验站进行了制种玉米田间试验,设置覆膜与水分2个控制因素,覆膜分别为完全覆膜(M1)与不覆膜(M0)2个水平,水分设置W1、W2、W3、W4和W5 5个水平,分别为当地传统灌溉定额的100%、85%、70%、55%和40%,灌水方式为滴灌,共10个处理。结果表明:相同灌水条件下覆膜相对于不覆膜处理,可减少棵间蒸发,增高生育前期土壤温度,使株高和叶面积指数的增长速率高于不覆膜,提前7~10 d达峰值,增产达6.5%~44.6%,水分利用效率提高16.9%~50.4%。但覆膜可阻滞降雨入渗,以单次典型降雨32.4 mm为例,覆膜较不覆膜降雨入渗百分比降低22.4%。相同覆膜条件下,土壤贮水消耗量随着灌水量的减少而增多,因此土壤贮水量随着灌水量的增加而增加。灌水量越多,制种玉米株高、叶面积指数和最终干物质累积量越高,而水分利用效率则越低。覆膜条件下,W1处理产量最高,W3次之,且两者之间无显著性差异,水分利用效率则为W5处理最高,W3次之。M1W3处理可以在保证较高产量的同时,水分利用效率较MIW1提高17.6%。综上,在当地制种玉米生产中,虽然覆膜可能减少地表降水入渗,但可以使生育期提前、减少棵间蒸发,对于节水增产有一定的促进作用。     

灌水与覆膜对春玉米生长及水分利用效率的影响

在移动式遮雨棚内采用子母桶栽土培法,研究了充分灌水和调亏灌水2种灌水模式以及拔节期揭膜、抽雄期揭膜和全生育期覆膜3种覆膜时长对春玉米生长、产量和水分利用效率的影响。结果表明,覆膜可促进春玉米早期生长,而对后期生长不利。抽雄期是春玉米需水关键期,阶段蒸散模数达41.4%~47.2%。受前期亏水锻炼,调亏灌水复水后产生补偿效应,可有效协调植株根冠比并延缓衰老。与充分灌水相比,调亏灌水处理的总蒸散量减少4.3%~7.1%,水分利用效率提高1.9%~6.7%。抽雄期揭膜处理前期(覆膜时)增温保墒,后期(揭膜后)降温透气,与拔节期揭膜处理和全生育期覆膜处理相比,其相对产量和水分利用效率分别提高19.0%~23.3%和23.2%~26.0%。综合考虑产量、水分利用和环境因素,调亏灌水+抽雄期揭膜具有较好的节水、增产和环保效应,是适宜的春玉米灌水覆膜模式。     

膜下滴灌技术在雨水集蓄利用工程中的研究

在黄土高原半干旱丘陵沟壑区,修建集雨蓄水工程并结合滴灌、覆膜坐水等措施,对作物进行补充灌溉,以期适应年内降雨时空分配极为不均,水分供需严重错位的现状。旨在改善土壤蒸发强度、土壤温度和降雨空间分配,提高灌水效率和水分利用效率,最终达到稳产高产的目的。通过2006年的田间试验研究,结果表明:集雨滴灌3次的增产量为2353.61~3845.62 kg/hm2,增产效果为44.07%~72.01%。在同样的补灌水量及灌水次数情况下,把灌浆期增加的灌水定额转移到拔节期更有利于提高玉米增产效果和集雨滴灌效率,将灌浆期多补灌7.5 mm的水量调配给拔节期,使得补灌效率增加2.05 kg/m3,将同样的水量由灌浆期转移给拔节期后,使得增产效果和补灌效率都有不同程度的提高,增产效果提高12.93%~21.89%,补灌效率提高3.41~4.21 kg/m3。     

黄土高原典型区雨水资源化潜力模拟与评价

为充分利用雨水资源应对黄土高原水土流失和干旱缺水的问题,引入分布式水文模拟技术,构建具有物理成因机制的分布式雨水资源化潜力评估模型,解决雨水资源利用的核心问题--评价当地的雨水资源化潜力。通过研究黄土高原典型区域黄河河口镇至龙门段(河龙区间)的雨水资源情况,定量评估该区域雨水资源化潜力,结果表明:在气候变化和人类活动的双重背景下,20世纪80年代后,黄河流域河龙区间的地表径流量、土壤有效水增量和雨水资源化潜力呈现上升趋势;河龙区间大部分地区雨水资源呈增长趋势,雨水资源可基本满足现有条件下区域植被恢复的用水需求。气候变化对雨水资源化潜力起正影响作用,贡献率为63.4%,土地利用/覆盖变化则为负影响,贡献率为-36.6%。人类活动对区域雨水资源利用的影响不容忽视,应大力发展干旱半干旱区降雨-径流调控技术,提高雨水资源化利用率,以保障区域生态-经济协同可持续发展。     

青海东部雨水资源的开发利用研究——水土保持模式与关键技术

通过青海东部浅山丘陵区历年开展的水土保持工程措施的调研,对该地区雨水资源的开发利用模式与技术综合分析,就山丘区不同部位(坡面、沟道等)雨水资源的水土保持开发利用模式及相关技术进行研究,以确定青海东部雨水资源水土保持开发利用的3种模式及关键技术:山坡雨水资源开发利用模式及关键技术;沟道雨洪资源开发利用模式及关键技术;山泉溪流水资源开发利用模式。     

北方农业雨水利用实践与发展前景展望

分析了北方雨水利用的现状,对国内雨水利用技术理论和实践以及国外较成功的经验作了详细的介绍。对雨水的自然利用和集雨农业中的降雨集流技术、雨水贮存净化技术、高效利用技术进行了概述。在北方地区进行集雨灌溉,合理发展集雨农业,既可以缓解灌溉水源紧张的局面,提高农业生产力,又可以减少雨水对土壤的侵蚀和水土流失,有助于北方农业可持续发展,具有广阔的发展前景。     

生态温室雨水综合利用自动化控制系统研究

将温室雨水利用的理念与自动化控制技术相结合,引入土壤温湿度传感器来监测土壤情况,根据作物土壤含水量数值的变化,以组态王为平台,设计了温室雨水自动化灌溉系统,根据作物的土壤含水量值变化范围,决定是否需要灌溉。同时,利用计算机C++语言设计了作物土壤相对含水量查询系统,可准确查询作物所需的生长适宜温度范围、适宜空气湿度、不同生长期的土壤相对含水量值等,同时也为温室雨水利用自动化控制系统提供参数依据。最后。针对系统进行了灌溉试验,试验验证了其可靠性。     

有机硅集水措施对作物生长影响试验研究

采用有机硅喷涂、拍光压实及自然坡面3种集流措施收集雨水,研究在不同集流措施下种植带内水分动态变化,以及对作物生长发育的影响。结果表明,有机硅喷涂措施在作物生长季节能大大提高种植带内的土壤含水量和集水量。     

Effects of rainfall harvesting and mulching technologies on water use efficiency and crop yield in the semi-arid Loess Plateau, China

In semi-arid areas, crop growth is greatly limited by water. Amount of available water in soil can be increased by surface mulching and other soil management practices. Field experiments were conducted in 2005 and 2006 at Gaolan, Gansu, China, to determine the influence of ridge and furrow rainfall harvesting system (RFRHS), surface mulching and supplementary irrigation (SI) in various combinations on rainwater harvesting, amount of moisture in soil, water use efficiency (WUE), biomass yield of sweet sorghum (Sorghum bicolour L.) and seed yield of maize (Zea mays L.). In conventional fields without RFRHS, gravel-sand mulching produced higher biomass yield than plastic-mulching or straw-mulching. In plastic-mulched fields, an increasing amount of supplemental irrigation was needed to improve crop yield. There was no effect of RFRHS without plastic-covered ridge on rainwater harvesting when natural precipitation was less than 5 mm per event. This was due to little runoff of rainwater from frequent low precipitation showers, and most of the harvested rainwater gathered at the soil surface is lost to evaporation. In the RFRHS, crop yield and WUE were higher with plastic-covered ridges than bare ridges, and also higher with gravel-sand-mulched furrows than bare furrows in most cases, or straw-mulched furrows in some cases. This was most likely due to decreased evaporation with plastic or gravel-sand mulch. In the RFRHS with plastic-covered ridges and gravel-sand-mulched furrows, application of 30 mm supplemental irrigation produced the highest yield and WUE for sweet sorghum and maize in most cases. In conclusion, the findings suggested the integrated use of RFRHS, mulching and supplementary irrigation to improve rainwater availability for high sustainable crop yield. However, the high additional costs of supplemental irrigation and construction of RFRHS for rainwater harvesting need to be considered before using these practices on a commercial scale.     

Water harvesting for reclaiming alkali soils

Alkali soils give a considerable amount of runoff during the monsoon and hence provide excellent opportunities for rainwater harvesting. This paper presents a rainwater harvesting technique in which alkali plots are divided into two compartments: the upper compartment is for rainwater harvesting and in the lower one alkali-tolerant grasses are grown. Results of a 4-year study show that a water harvesting compartment at least twice as large as the grassed compartment can provide sufficient rainwater for growing grasses. The pH value of the soil decreased from 10.6 to 9.0 in the 0–15 cm soil layer and in the lower layers to about 9.6. This proposed method of reclamation offers good possibilities for poor farmers, who cannot afford to install tubewells and purchase gypsum. This technique not only reclaims the land but also decreases the runoff from alkaline areas and thus reduces downstream problems.     

下凹式绿地蓄渗能力及其影响因素分析

下凹式绿地是一种生态型的雨水渗透设施,对雨水径流有渗透、蓄积、利用有重要作用。是城市雨洪利用的重要措施之一。通过对下凹式绿地雨水量平衡及其影响因素的分析和不同设计参数的下凹式绿地雨水渗透能力的计算表明：下凹式绿地下凹深度、下凹式绿地的面积负荷率、土壤温度入渗速率和设计暴雨重现期和植物的耐淹时间是影响雨水蓄渗的主要因素。     

深松对干旱牧区天然牧场牧草生长的影响

为了解决干旱牧区天然牧场的雨水利用效率低的问题,通过对天然牧场进行全方位深松来增加雨水的利用效率。结果表明,深松后牧场的土壤密度平均下降0.14 g/cm3,牧场牧草的株高和产量增长量都比对照组有明显增加,平均增长率分别比对照组高42.98％和215.6％;水利用效率也相应提高,株高和产量的水利用效率增长幅度分别为13...