Effects of water and nitrogen conditions under surge-root irrigation on growth and yield of apple trees

In order to explore the effects of different irrigation and nitrogen application on growth cha-racteristics and yield of apple trees under surge-root irrigation in mountainous areas of northern Shaanxi, field experiments were carried out with different apple trees. Three irrigation levels were applied: 85%-100%(H1), 70%-85%(H2)and 55%-70%(H3)of the field water capacity, respectively, and three nitrogen levels were N1(360 g/plant), N2(240 g/plant)and N3(120 g/plant). The results show that irrigation and nitrogen application has significant effects on new shoot length, flowering, fruit-setting, fruit diameter, fruit volume and yield of apple. The leaf area index(LAI)shows a singlet trend during the growth period, and the peak value appears in the middle of July. Under the same irrigation level, compared with N3, N1 increases in yield, new shoot length, LAI, transverse diameter, longitudinal diameter, volume, flowering and fruit setting by 17.91%, 28.31%, 18.75%, 11.38%, 10.13%, 36.60%, 20.92% and 5.19%, respectively, while N2 also increases by 12.40%, 15.63%, 4.86%, 5.40%, 5.11%, 17.01%, 26.17% and 13.74%, respectively. The rate of flowering and fruit setting decreases with the increase of nitrogen application. Under the same nitrogen level, compared with H3, H1 increases in yield, new shoot length, LAI, transverse diameter, longitudinal diameter, volume, flowering and fruit setting by 34.65%, 15.49%, 30.77%, 3.93%, 4.95%, 12.86%, 33.15% and 28.62%, respectively, while H2 also increases by 33.67%, 16.42%, 67.52%, 3.81%, 2.97%, 11.57%, 43.45%, and 27.26%, respectively. The rate of flowering and fruit setting decreases first and then increases with the increase of irrigation amount. Compared with H3N3, the yield of other treatments increases by 2.69%-52.20%, While H2N1 treatment has the highest yield(26 852.55 kg/ha). Considering from the point of view of promoting growth and increasing yield, the best water and nitrogen combination mode of mountain apple in northern Shaanxi is medium water deficit irrigation and high nitrogen(H2N1)treatment. The results from this study can provide a theoretical basis for apple water and nitrogen management in mountainous areas of northern Shaanxi.     

灌水量对烤烟产量和水分利用效率的影响

灌水时期不当或灌水量过大会降低烟叶的产量,同时造成水分的浪费,探究烟草适宜的灌水量至关重要。在蒸渗仪中开展试验,研究了不同灌水量对土壤水分、烤烟的水分利用效率和产量的影响。结果表明：烤烟 K326各处理不同土层含水率变化规律比较一致,（0,10]cm 土层含水率受气温、日照等气候因素较大;（10,20]cm 土壤含水率变化较剧烈;（20,60]cm 土壤含水率在整个生育期变化比较平缓,尤其在成熟后期各处理均出现不同程度的回升趋势,结合烤烟成熟期生理活动减弱、需水量减少,说明成熟期采取较小的灌水量比较适宜。成熟期烤烟的干物质产量在一定范围内随灌水量的增大而增加,如果继续加大灌水量将出现“报酬递减”现象。结合烟叶产量、烟株长势、耗水量和水分利用效率的结果,表明2700～3000 m3／hm2可以作为烤烟K326适宜的灌水量。在烤烟生产中,应均衡协调产量、水分利用效率与耗水量之间的关系,在高产前提下,适当减少灌水量,可达到既高产又节水的协调统一。     

灌水量及灌水频率对玉米生长和水分利用的影响

利用遮雨棚蒸渗桶栽试验,研究灌水量和灌水频率对夏玉米生长、产量和水分利用的影响.试验以“郑单958”为研究材料,设置3个灌水量水平W1(120%ETc),W2(100%ETc)和W3(80%ETc)和3个灌水频率D1(3 d),D2(6 d)和D3(9 d)共9个处理,在生育期内对桶栽玉米的各项生长指标进行观测,分析不同处理对玉米的影响.结果表明:玉米的株高、叶面积、干物质量和产量随着灌水量的增大,均呈现出增加趋势;随着灌水频率的增大,均呈现出下降趋势.显著性分析表明,灌水量对夏玉米生长特性和产量的影响程度大于灌水频率.单株玉米产量在W₁D3处理下达到最大值,在W₃D1处理下玉米产量最小,差异具有统计学意义.水分利用效率和灌溉水利用效率则随灌水量的增大呈现先增大后减小趋势,且随灌水频率的增加逐渐降低.W₂D3处理的水分利用效率和灌溉水利用率最高,分别为1.83和1.61 kg/m3.基于各处理水分利用效率和产量变化,W₁D3(120%ETc,9 d)可作为基于试验条件下较适宜的灌水技术.     

控制灌溉条件下增氧对超级稻根系生长及水分利用效率的影响

以超级稻“陵两优268”为试验材料,采用控制灌溉与增氧灌溉技术相结合,设置4组处理,分别为机械控制灌溉增氧(JX)、超微泡控制灌溉增氧(WP)、控制灌溉(CK)、淹水灌溉(YS),研究控制灌溉条件下增氧对水稻根系生长特征及水分利用效率的影响.结果表明:控制灌溉条件下增氧与淹水灌溉条件相比,有效节约用水最大达15.3%,有利于促进根系生长,增大了水稻的根部干物质质量,降低了水稻的茎叶干物质质量;提高了水稻根体积、根粗及干物质的质量,能显著增强水稻的根系活力,延缓水稻根系的衰老;产量上,控制灌溉增氧处理基本与淹灌处理接近,但结实率、千粒重、水分利用效率都优于淹灌处理.     

不同水量交替灌溉对木薯产量和水分利用的影响

为探讨作物旱后复水的补偿效应,采用不同水量交替灌溉方式研究木薯的生长、产量及水分利用效率的变化规律,设计了5种水分处理模式,分别为3种常规灌水处理(T1,T2和T3处理的灌水定额分别为10,20,30 mm)和2种交替灌水处理(T4处理:即对灌水定额10和20 mm进行轮回交替;T5处理:即对灌水定额10和30 mm进行轮回交替).结果表明:与T2处理相比,T5处理的总叶面积、总干物质质量、产量和水分利用效率分别显著增加31.1%,20.3%,64.6%和114.0%.与T3处理相比,T5处理节水33.3%,其总干物质质量下降较小,而根系干物质质量、水分利用效率和产量分别显著增加11.2%,119.0%和13.3%.因此,T5处理是有利于木薯产量和水分利用效率提高的最佳灌溉模式.     

咸水灌溉对覆膜棉花生长与水分利用的影响

为了揭示棉花生长发育对咸水灌溉的响应特征,采用小区对比试验,研究了不同矿化度咸水灌溉对棉花出苗、株高、叶面积、果枝数、地上部干质量等形态指标以及产量构成、耗水量和水分利用率的影响.结果表明,棉花出苗率和成苗率随着灌溉水矿化度的增大而减小,但3 g/L灌水处理与对照间的差异不具有统计学意义,而5,7 g/L处理与对照间差异极具统计学意义.在移栽补全苗情况下,咸水灌溉对棉花形态生长指标产生了一定的抑制效应,灌溉水矿化度愈大,抑制作用愈大;对株高、叶面积和地上部干质量的影响在蕾期最明显,花铃期之后开始逐渐减弱;对果枝数和棉铃生长的影响程度随着棉花生育进程的推进而降低.处理间棉花的耗水量差异不具有统计学意义,籽棉产量和水分利用率的大小顺序,按灌水处理依次为3,1,5,7 g/L,其中7 g/L处理与对照间的差异具有统计学意义.与灌水前初始值相比,试验结束后1,3 g/L灌水处理的0~40 cm土层盐分未增加,5,7 g/L灌水处理则形成了积盐.研究结果可为咸水安全利用提供重要参考.     

水肥耦合对温室番茄产量、水分利用效率和品质的影响

为指导日光温室番茄高产节水优质的灌溉施肥,以番茄为研究对象,设置3种施肥方式(总施肥量相同,施肥时间不同,其中F₁:不施底肥,番茄移栽后随水追施总肥量的30%,剩余70%平分6次追肥,F₂:底肥施1/2,剩余平分6次追肥,F₃:全施底肥不追肥)和3种土壤水势的灌水下限(W₁:-30 kPa,W₂:-50 kPa,W₃:-70 kPa),研究滴灌条件下水肥耦合对番茄耗水量、产量、水分利用效率和品质的影响.结果表明:施肥方式对番茄的耗水量差异不具有统计学意义,而灌水下限对耗水量有极显著性影响,且耗水量与灌水量呈极显著的正相关关系(P<0.01);与产量最大处理F₂W₁相比,F₂W₂处理产量降低6.91%,但节水14.83%,水分利用效率提高8.51%;TTS质量分数与平均单果重呈极显著负相关,而与除糖酸比外其他影响品质指标呈显著性正相关关系;综合考虑产量、WUE及TTS质量分数,利用TOPSIS综合评价方法,确定了温室滴灌条件下番茄节水调质的最优灌溉施肥模式为:移栽前施入底肥为总肥量的50%,移栽后灌水20 mm,进入开花坐果期以后,20 cm土层的土壤水势控制在-50 kPa以上,每次灌水定额为10 mm,剩余肥料每隔1次灌水追肥1次,将剩余50%的肥料分6次追肥.研究成果为制定日光温室番茄节水高产优质的灌溉模式提供了理论依据.     

负压灌溉对菠菜生长及水分利用效率的影响

为筛选出南方地区菠菜生长最适宜的灌溉负压值, 采用土壤盆栽试验, 以人工浇灌为对照(CK),研究3个供水负压(-5.0,-10.0,-15.0 kPa)对菠菜生长、生理指标、品质指标、水分利用效率及养分吸收的影响.结果表明:-5.0 kPa负压供水,菠菜地上部产量178.2 g/pot, 显著高于-10.0和-15.0 kPa, 与CK差异不具有统计学意义; 地下部生物量9.99 g/pot, 显著高于CK和-15.0 kPa; 根系活力419.0 μg/(g·h), 显著高于CK,-10.0和-15.0 kPa,分别提高65.3%,51.5%和91.0%;VC和可溶性糖含量分别为50.72 mg/100 g和1.74%, 较CK,-10.0和-15.0 kPa分别提高18.3%,10.5%,44.9%和6.1%,23.4%,47.5%.-5.0 kPa负压供水,水分利用效率为3.89 g/kg,显著高于CK和-15.0 kPa, 与-10.0 kPa差异不具有统计学意义;菠菜地上部氮的累积吸收量显著高于CK,-10.0和-15.0 kPa, 磷、钾累积吸收量与CK差异不具有统计学意义, 但显著高于-15.0 kPa.综合菠菜产量和水分利用效率,-5.0 kPa负压供水较适合南方地区菠菜生长发育.     

亏缺灌溉对南疆棉花生长和水分利用的影响

针对南疆地区水资源短缺、作物水分利用效率低等问题,以棉花为试验材料进行田间小区试验,在棉花现蕾期、开花期以及结铃期分别设置3个亏缺灌溉水平(W₁:50%ET_c,W₂:65%ET_c,W₃:80%ET_c,ET_c为作物蒸发蒸腾量),以全生育期100%ET_c灌溉处理为对照(CK),研究膜下滴灌条件下,不同生育期亏缺灌溉对棉花生长、产量、氮素吸收和水分利用效率的影响.结果表明:现蕾期亏水对棉花株高、叶面积指数、地上干物质生长、氮素吸收和产量有不同程度的抑制效应,但复水后补偿效应显著,其中轻度亏水(W₃)在籽棉产量减少3.48%的条件下,WUE高达1.57 kg/m³,显著高于CK的1.48 kg/m³;开花期亏水,棉花的各项生长指标均有显著降低,复水后补偿效应不显著,不利于棉花生长发育;结铃期亏水对棉花地上干物质累积、氮素吸收和产量均有显著的抑制效应,但在W₂和W₃水平下,WUE均达1.51 kg/m³.综合考虑在保证棉花产量的同时达到节水增产的目的,可在棉花蕾期进行80%ET_c灌水,其他生育阶段实施充分灌溉,来控制营养生长,促进生殖生长,获得更高的水分利用效率.     

不同灌溉制度对制种玉米产量和阶段耗水量的影响

通过田间试验研究了相同灌水定额(900 m³/hm²)条件下,不同灌水次数(0,2,3,4次)对制种玉米生育期土壤水分分布特征、耗水规律以及产量影响.结果表明,不同灌溉制度主要影响作物拔节后0~100 cm土壤水分分布.相同灌溉定额条件下,灌水时间影响制种玉米的穗行数、行粒数产量特征值.各处理耗水强度均呈“低、高、低”的变化趋势,峰值主要出现在制种玉米抽雄期-灌浆期.制种玉米各生育阶段对缺水的敏感程度由大到小依次为灌浆期、拔节期、苗期、乳熟期、抽雄期.在西北干旱半干旱地区,制种玉米苗期-拔节期、拔节期-抽雄期、抽雄期-灌浆期进行3次灌水,灌水定额为900 m³/hm²,灌溉定额为2 700 m³/hm²的灌溉制度具有明显的经济产量效益和节水效益.     

交替隔沟灌溉对温室黄瓜生长及水分利用效率的影响

日光温室黄瓜生产中一直存在灌水量大,水分浪费严重等现象,针对这一问题,该试验以津育5号黄瓜（Cucumis sativus L）为试材,就交替隔沟灌溉和交替隔沟亏缺灌溉对日光温室黄瓜生长、灌溉水去向、水分利用效率和节水效果等的影响进行了研究。结果表明,交替隔沟灌溉减少了土壤水分的深层渗漏、土壤表面水分蒸发,植株蒸腾速率也略有下降,而植株光合作用没有受到明显影响,使同化产物有利于向果实分配,产量与对照持平,果实商品性和营养品质也有所提高。交替隔沟灌溉可节水37%～48%,作物水分利用效率提高47%～82%。此法简便易行,控漏减蒸效果明显,节水显著,在目前日光温室生产条件下极具推广应用价值。     

种植密度对滴灌马铃薯生长、产量的影响

为了了解耕培土滴灌条件下种植密度对马铃薯生长、产量以及水分利用效率的影响.试验共设密度分别为7.28×10⁴ 株/hm²(RS25),6.67×10⁴ 株/hm²(RS35),5.55×10⁴ 株/hm²(CK)3个处理.结果表明:随着种植密度的增加,株高、茎粗、干物质积累量以及商品薯率均有降低的趋势;产量、水分利用效率随种植密度的增加表现出先增大后减少,其中RS35处理产量和水分利用效率均表现最高,分别达到47 325 kg/hm²和12.05 kg/m³;在马铃薯品质方面,种植密度对马铃薯粗蛋白含量的影响不具有统计学意义;淀粉和维生素C随着密度的大幅增加而降低,其中RS25处理的淀粉较CK降低了5.57%,RS25处理的维生素C较CK降低了7.96%,同时RS35与CK处理不具有统计学意义.综上所述,种植密度为6.67×10⁴ 株/hm²的RS35处理马铃薯高产优质,且水分利用效率最高,为黑龙江地区滴灌马铃薯较为适宜的种植密度.     

控制灌溉增氧对超级稻生理生化特性及水分利用效率的影响

为了提升超级稻灌溉用水的利用效率,采用控制灌溉技术与增氧灌溉技术相结合的灌溉方式进行试验.以超级稻“陵两优268”为研究对象,设置4组处理:控制灌溉机械增氧(JX)、控制灌溉超微泡增氧(WP)、控制灌溉(CK)、淹水灌溉(YS),探究控制灌溉条件下增氧对超级稻返青期后的各生育期生理生化特性指标及产量的影响.试验表明,叶片叶绿素含量,在水稻分蘖期、拔节孕穗期、抽穗开花期差异并不明显,但乳熟期最大提升了38.2%.净光合速率、蒸腾速率、气孔导度均有显著提升,其中在抽穗开花期,早稻分别提升了44.9%,18.5%,25.0%;晚稻分别提升了14.3%,11.5%,22.2%.根系活力,在抽穗开花期,对比YS组最大提升了44.6%,对比CK组最大提升了11.5%.同时,对土壤氧化还原电位进行定期监测,得知控制灌溉条件下增氧处理后,其各时期基本均处于氧化态,而淹水灌溉下基本处于还原态.在全生育期耗水量上,控制灌溉条件下3组处理的节水效率显著提高,控制灌溉增氧条件下全生育期最大有效节水达18.5%.     

分根区交替灌溉下水分亏缺对夏玉米生长和水分利用效率的影响

为探讨玉米节水灌溉方式的理论依据,通过桶栽试验研究了分根区交替灌溉(APRI)方式下,不同生育期水分亏缺对夏玉米生长、干物质累积质量、籽粒产量、总耗水量和水分利用效率(WUE)的影响.结果表明:常规灌溉(CI)方式下,苗期和全生育期水分亏缺的株高、叶面积和总耗水量均显著低于充分灌溉,但苗期水分亏缺可以提高WUE.相同的灌水方式和亏缺时期,中度亏缺的根干物质质量、地上和总干物质质量以及籽粒产量均显著高于重度亏缺;相同的灌水方式和灌水水平,苗期水分亏缺的株高、叶面积、根干物质质量、地上和总干物质质量以及总耗水量均显著的低于灌浆期,但籽粒产量和WUE均显著高于灌浆期;相同的灌水水平和亏缺时期,APRI的根干物质质量和总耗水量均显著低于CI的,但APRI的籽粒产量和水分利用效率均显著高于CI的.本研究结果表明,APRI在苗期进行中度亏缺有利于营养生长的调控,并达到节水高产,提高WUE的目的.     

Evaluation of the influence of irrigation methods and water quality on sugar beet yield and water use efficiency

Rapid urbanization and industrialization have increased the pressure on limited existing fresh water to meet the growing needs for food production. Two immediate responses to this challenge are the efficient use of irrigation technology and the use of alternative sources of water. Drip irrigation methods may play an important role in efficient use of water but there is still limited information on their use on sugar beet crops in arid countries such as Iran. An experiment was conducted to evaluate the effects of irrigation method and water quality on sugar beet yield, percentage of sugar content and irrigation water use efficiency (IWUE). The irrigation methods investigated were subsurface drip, surface drip and furrow irrigation. The two waters used were treated municipal effluent (EC = 1.52 dS m⁻¹) and fresh water (EC = 0.509 dS m⁻¹). The experiments used a split plot design and were undertaken over two consecutive growing seasons in Southern Iran. Statistical testing indicated that the irrigation method and water quality had a significant effect (at the 1% level) on sugar beet root yield, sugar yield, and IWUE. The highest root yield (79.7 Mg ha⁻¹) was obtained using surface drip irrigation and effluent and the lowest root yield (41.4 Mg ha⁻¹) was obtained using furrow irrigation and fresh water. The highest IWUE in root yield production (9 kg m⁻³) was obtained using surface drip irrigation with effluent and the lowest value (3.8 kg m⁻³) was obtained using furrow irrigation with fresh water. The highest IWUE of 1.26 kg m⁻³ for sugar was obtained using surface drip irrigation. The corresponding efficiency using effluent was 1.14 kg m⁻³. Irrigation with effluent led to an increase in the net sugar yield due to an increase in the sugar beet root yield. However, there was a slight reduction in the percentage sugar content in the plants. This study also showed that soil water and root depth monitoring can be used in irrigation scheduling to avoid water stress. Such monitoring techniques can also save considerable volumes of irrigation water and can increase yield.     

盐胁迫条件下不同水量交替灌溉对小桐子生长和水分利用的影响

为了研究盐胁迫条件下,不同水量交替灌溉对小桐子幼树生长和水分利用效率的影响,采取盆栽试验,设置3种供水水平［W1: 19.8 mm,W2: 19.8/39.6 mm(对2种灌溉定额进行交替灌溉),W3: 39.6 mm］和3种施盐水平(每kg风干土中加入NaCl分析纯的质量分别为S0: 0 g,S1: 3 g,S2: 6 g),对小桐子幼树进行处理.结果表明:与处理W3相比,W2节水19.72%,其平均茎粗、叶面积及叶片数仅分别下降了4.10%,6.14%,1.32%,总蒸散量和干物质质量分别减少19.68%和10.14%,从而水分利用效率提高了11.61%.在处理W2下,与处理S0相比,S1的小桐子总干物质质量和水分利用效率分别显著增加17.49%和20.30%,表明在处理W2下,处理S1对提高小桐子的生长和水分利用效率具有一定的促进作用.盐分S2胁迫时,与处理W3相比,W2的株高和茎粗分别提高44.99%和3.47%,总蒸散量显著降低20.30%,总干物质质量和水分利用效率分别显著增加30.90%和65.38%,表明在盐胁迫程度较高的处理S2下,采用处理W2具有提高小桐子抗盐胁迫的能力.可见,在盐胁迫条件下采取不同水量交替灌溉处理,不仅可促进小桐子生长和水分利用效率提高,而且提高了小桐子的抗盐胁迫能力.     

生物可降解地膜对棉花产量及水分利用效率的影响

为了探求华北平原棉花可降解地膜覆盖替代普通膜覆盖的可行性,解决白色污染问题,试验设置4种处理:6 μm PE普通地膜(PE)、8 μm生物可降解地膜(M1)、6 μm生物可降解地膜(M2)及不覆盖地膜(CK),分析比较各处理对棉花出苗率、叶面积指数(LAI)、农田耗水速率、产量及水分利用效率(WUE)的影响.结果表明,与处理CK相比,覆盖地膜显著提高了棉花出苗率,但3种覆膜处理间差异不具有统计学意义;在棉花生育前期,2种生物可降解地膜处理的LAI显著低于PE处理的.3种覆膜处理之间的籽棉产量和霜前花率的差异均不具有统计学意义.3种覆膜处理间WUE的差异不具有统计学意义,但均显著高于CK的.2种生物可降解地膜处理相较于PE,对棉花的出苗率、霜前花率、籽棉产量及WUE的差异均不具有统计学意义.相较于PE,使用6 μm生物可降解膜不会造成棉花耗水量升高,而8 μm可降解膜则显著增加了棉花的耗水量.因此6 μm生物降解膜取代PE膜较好.     

喷灌条件下液膜覆盖对玉米干物质积累及水分利用效率的影响

为了探讨喷灌和液膜覆盖对玉米生产的调控作用,在大田喷灌条件下,分析了3个土壤水分灌溉下限对液膜覆盖玉米生长发育过程的影响。通过对比试验,研究了液体地膜盖对玉米产量结构和水分利用效率（WUE）的影响。结果表明,高、中、低水分处理（灌水量分别为51.8、35.0、31.4 mm）生物累积量分别达到16 699.99、14 216.38和 13 239.14 kg/hm2,液膜覆盖高水分处理有利于干物质的累积,玉米的干物质累积曲线呈“慢-快-慢”趋势。液膜覆盖显著提高了玉米的百粒质量,     

Effect of timing of first and last irrigation on the yield and water use efficiency in cotton

With increasing concern about declining water resources, there is increasing thrust in improving water management in farming systems to improve water use efficiency. The present investigation was undertaken to determine the optimum timing for the first and last irrigation of cotton on the basis of meteorological approach for scheduling irrigations. The experiment was conducted in a split plot design with three timings of first irrigation as main-plots and three timing of last irrigation as sub-plots. Delay of first irrigation from 28 days after sowing (DAS) to 42 DAS, irrespective of last irrigation, resulted in an increase of 8, 14 and 17% in seed cotton yield during first, second and third year, respectively. The corresponding increases due to delay in the last irrigation from 130 to 170 DAS were 14, 32 and 8%, respectively. On the basis of 3 years average, application of first and last irrigation at optimum time (after 42 and 170 days after sowing) resulted in an increase of 36% in seed cotton yield without involving any additional cost. Water expense efficiency (WEE) increased by 54%.     

灌溉时段及水温对膜下滴灌棉花生长及产量的影响

为探究不同灌溉时段及水温对膜下滴灌棉花生理特性及产量的影响,设置4个灌溉水温梯度分别为15.00(正常灌溉水温),20.00,25.00,30.00℃,2个灌溉时段分别为日间、夜间(分别记为DW,NW)进行完全组合设计,共计8个处理.结果表明,增温灌溉提前了棉花生育进程,促进了棉花株高、茎粗、叶面积增长,有利于棉花光合作用的进行,且在夜间进行增温灌溉效果更显著.增温灌溉使棉花产量显著提高2.95%～14.13%,夜间灌溉较日间灌溉棉花产量平均提高3.34%.基于回归分析确定提高棉花产量的最佳灌溉时段为夜间,最佳灌溉水温为26.38℃,对应的产量为7 482.96 kg/hm².该研究可为北疆膜下滴灌棉花实施增温灌溉技术提供理论依据和技术参考.