干旱胁迫对辽西半干旱区玉米生长和产量的影响

以玉米丹玉77为材料,研究了干旱胁迫对辽西半干旱区玉米不同生育期作物生长、产量和水分利用效率等的影响.结果表明,各生育期干旱处理均不利于玉米生长和产量形成;且随着干旱程度增大,作物生长受抑加重,减产加剧;苗期、拔节期和抽穗期玉米生长和最终产量较容易受干旱影响,而灌浆期受旱影响相对较小;苗期轻旱处理下水分利用效率(WUE)高于对照处理,但其他处理WUE均降低,且随着干旱的加重而减小.因此,在研究区当水资源难以得到保证时,建议在玉米苗期轻旱控制或灌浆期干旱胁迫,避免拔节期和抽穗期受旱.     

亏缺灌溉对风沙区春小麦生长发育及水分生产效率的影响

20 0 1年在内蒙风沙区对春小麦进行了各生育阶段不同程度亏缺灌溉的试验研究 ,结果表明 :春小麦不同生长时期、不同程度的水分亏缺对其生长发育、产量构成及水分生产效率会产生不同的影响。拔节—孕穗期受旱对株高、叶面积、穗粒数影响最大 ,减产最多 ,其次是抽穗—开花期干旱 ;灌浆成熟期受旱主要影响千粒重。在同一生育阶段 ,水分亏缺越严重 ,春小麦受害越深。在春小麦生长前期适度的水分胁迫不但对产量无显著影响 ,反而有利于提高水分生产效率     

间作模式下玉米干旱胁迫响应研究

【目的】为了在干旱地区建立玉米大豆间作模式的节水灌溉制度,在大型防雨棚中针对玉米大豆间作模式下的玉米生长情况进行干旱胁迫研究。【方法】设置3个土壤相对含水率,进行玉米和大豆间作种植试验,通过分析玉米叶片叶绿素量、生长特性、产量等因素,研究了不同生育时期干旱胁迫对玉米生长的主要影响以及玉米和大豆之间的水分竞争情况。【结果】前期适当的干旱使玉米的株高和茎粗分别增加了6.24%、7.83%,对玉米叶绿素量积累也是有利的;在玉米生长旺盛时期,干旱导致玉米产量下降,适当干旱区域水分利用效率最大为1.39%。【结论】玉米在拔节—灌浆期对水分最敏感,在此阶段玉米和大豆对水分的竞争模式也最为复杂,在出苗中后期,适当干旱有利于玉米后期发育。     

亏缺灌溉对风沙区春小麦生长发育及水分生产效率的影响

2000年在内蒙风沙区对春小麦进行了各生育阶段不同程度亏缺灌溉的试验研究，结果表明：春小麦不同生长时期、不同程度的水分亏缺对其生长发育、产量构成及水分生产效率会产生不同的影响。拔节－孕穗期受旱对株高、叶面积、穗粒数影响最大，减产最多，其次是抽穗－开花期干旱；灌浆成熟期受旱主要影响千粒重。在同一生育阶段，水分亏缺越严重，春小麦受害越深。在春小麦生长前期适度的水分胁迫不但对产量无显著影响，反而有利于提高水分生产效率。     

基于大型蒸渗仪和遗传算法的受旱玉米蒸发蒸腾量估算

受旱胁迫下作物蒸发蒸腾量估算重要且复杂,依托新马桥农水综合试验站6台大型称重式蒸渗仪开展玉米受旱胁迫专项试验,对不同受旱胁迫下玉米蒸发蒸腾量特征进行分析,在双作物系数法估算无受旱胁迫下玉米蒸发蒸腾量的基础上,采用遗传算法优化率定基础作物系数Kcbini、Kcbmid、Kcbend和作物系数上限Kcmax,同时基于试验站实测太阳辐射数据采用遗传算法优化率定了Angstrom公式经验参数a、b,进而优化了参考作物蒸发蒸腾量(ET0)的计算结果,并以此基础运用双作物系数法估算受旱胁迫下玉米蒸发蒸腾量。结果表明:营养生长中前期轻微的水分亏缺可能会刺激玉米适应性机能,复水后各项生理功能恢复正常;水分亏缺加重时不仅会使玉米当期的蒸发蒸腾量减少,而且会产生累积效应,将这种胁迫影响传递到之后的生育阶段;相同受旱胁迫强度对玉米生殖生长阶段影响更为明显,且易造成永久胁迫;Kcbini、Kcbmid、Kcbend、Kcmax的率定结果分别为0.150、1.090、0.152和1.400,在此基础上运用双作物系数法估算无受旱胁迫下玉米全生育期蒸发蒸腾量的均方根误差RMSE和平均绝对误差MAE分别为1.39 mm和0.97 mm,比对应的FAO-56推荐值估算结果小6.74%和8.23%,受旱胁迫下玉米计算的2个处理全生育期RMSE、MAE和MRE均值分别为1.60 mm、1.18 mm和6.73%,整体估算效果虽然没有无受旱胁迫下的好,但仍优于FAO-56推荐值的估算结果。因此,基于双作物系数法和遗传算法的受旱胁迫下玉米蒸发蒸腾量估算合理可靠,该研究可为区域制定适宜灌溉制度和降低农业旱灾损失风险提供理论依据。     

作物干旱胁迫补偿效应研究进展

干旱是作物生长环境中普遍存在的逆境胁迫之一,在一定范围的干旱胁迫后复水短期内,作物在生理生化代谢和生长发育等方面产生补偿或超补偿效应的正面效应,以弥补干旱胁迫期间对作物造成的伤害和损失.补偿效应是作物抵御逆境胁迫的重要调节机制,也是对作物进行有效水分调控,实现节水高效农业的主要生理依据.文中从生长、生理生化、代谢及产量补偿效应及其影响因素等进行了综述.在此基础上,提出今后可从胁迫-复水条件下作物农艺及生理指标的补偿机制,光合作用的补偿规律及反馈机制,水分胁迫后补偿效应的效益评价3个方面进行研究.对于完善和丰富生物性节水理论和指导农业高效用水管理,发展节水灌溉和提供作物水分生产力具有重要的理论意义和实用价值.     

水分养分胁迫对冬小麦器官生长相关性影响研究

探讨作物各器官生长的相关性,对于调节它们之间的相对生长速率,使其向着有利于作物高产的方向发展和提高水肥利用效率具有重要作用.利用天津农学院灌溉试验基地对冬小麦进行了分阶段受旱试验,采用数理统计检验方法,对小麦在水分养分胁迫下各主要器官生长之间的相关性进行了分析.结果表明:①冬小麦返青后,水分、养分胁迫下对冬小麦的茎叶比有影响,对冬小麦的根冠比、茎粒比前期有影响,后期影响较小;②水分、养分胁迫下对冬小麦的根冠比、茎叶比、茎粒比随时间变化显著,地上部分和地下部分、茎和籽粒、茎和叶具有较好的相关性,各处理之间有显著差异;③水分胁迫、养分胁迫、水分养分双重胁迫会导致根冠比、茎叶比明显增大,而茎粒比明显减小.该冬小麦的各器官生长相关性定量关系可用于作物生长模型的改进,提高作物生长模型的机理性.     

灌溉水平及灌溉间隔对大豆植株干物质积累的影响

采用桶栽方法,选用黑农48为试验材料,设计4个灌溉水平及4种干旱胁迫历时进行交叉试验,研究了灌溉水平及干旱胁迫历时对大豆干物质积累的影响。结果表明,花荚期大豆植株叶、茎、根和荚果更易受干旱胁迫历时影响,干旱胁迫历时越短越有利于植株生长,灌溉水平对植株的生长影响相对弱于干旱胁迫历时。植株各器官干质量的等高线图表明高灌溉水平、短干旱胁迫历时比低灌溉水平、长干旱胁迫历时有绝对优势,同时也表现出高灌溉水平、长干旱胁迫历时处理与低灌溉水平、短干旱胁迫历时处理之间具有相似性。     

不同水盐胁迫对番茄生长发育和产量的影响研究

【目的】探究番茄植株对不同水盐胁迫情景的响应,为合理制定盐碱化土壤下的灌溉制度提供科学依据。【方法】以粉欧宝番茄品种为研究对象,开展水盐对番茄生长发育影响的盆栽试验。试验采用完全随机布置,设置3个水分水平(W1-充分灌溉、W2-1/2的W1灌水量、W3-干旱复水)和2个盐分水平(S1-无盐和S2-0.3%含盐量),每个处理4个重复,测定了番茄耗水、干物质和产量指标,分析了不同水盐胁迫对番茄植株生长发育与产量的影响。【结果】与充分灌溉W1相比,W2水平的番茄植株耗水、干物质、植株含水率、叶质量、产量、单果质量显著减少。W3水平的植株耗水量和叶茎比显著减少,但单株干质量与鲜干比所受影响不大;单果鲜质量与干质量显著减小,但坐果率提高导致产量有所增加。盐分处理的番茄植株耗水量、单株干质量、鲜干比、叶茎比、果实总产量、单果鲜质量与干质量均小于无盐处理。水分胁迫显著影响叶片生长和单个果实发育,盐分胁迫抑制植株的生长发育及产量形成。【结论】干旱复水与无盐处理组合(W3S1)下番茄植株表现出了较好的生长发育状况和产量水平,可用于最优调亏灌溉制度的制定。     

水分亏缺对覆膜玉米生长发育及产量的影响

通过系统的覆膜玉米亏水灌溉试验 ,研究了不同生育期内不同程度的水分亏缺对覆膜玉米生长发育、光合作用、产量及水分利用效率等的影响。结果表明 ,拔节期受旱对玉米株高及叶面积指数影响最大 ,抽雄后的水分亏缺对玉米生长发育影响不明显。各处理产量资料表明 ,覆膜春玉米的需水临界期为抽雄开花期 ,此期轻度的水分亏缺可造成产量大幅度下降 :灌浆期较抽雄开花期玉米产量对水分亏缺敏感程度低 ,但在这个阶段的水分亏缺也可使玉米减产 ;拔节期玉米产量对水分胁迫敏感程度较差 ,该阶段为对玉米进行水分亏缺处理的适宜时期     

淮北平原基于ARIMA模型的冬小麦日土壤水分预测

准确预测土壤水分动态变化对农作物生长以及节水灌溉至关重要。为反映逐日土壤水分动态变化,利用五道沟水文实验站蒸渗仪2017-2018年土壤水实测资料,采用时间序列分析方法,分别建立了冬小麦全生育期10、30、50 cm土层的土壤水分计算模型。结果表明:10、30、50 cm土壤含水量变异系数有明显差异,随土层深度增加逐渐减小,分别为0.190、0.103、0.040。利用ARIMA模型对土壤水分进行拟合,10、30、50 cm土层土壤水分计算模型分别为ARIMA(4,1,7)、ARIMA(1,1,2)、ARIMA(2,1,3),拟合优度R^2均大于0.95;不同土层土壤水分计算模型均具有较好的预测能力,且随深度增加预测精度提高,由10 cm增至50 cm最大相对误差从15.6%降至5.1%。研究成果为进一步制定淮北平原节水灌溉制度,提高田间水利用率具有重要意义。     

基于不同环境下的河南省典型区域土壤田间持水量研究

土壤田间持水量是衡量土壤墒情和干旱程度的一个重要指标。由于田间持水量的测定环境不同,如季节、环境等因素,可能导致相同区域的土壤其测定结果也不相同。通过颗粒分析实验,确定了全省122处人工墒情站的土壤类型,并从中选取了3个不同土壤类型的站点开展不同季节不同环境下的田间持水量试验。结果表明:①从全省范围来看,河南省的土壤以壤土类型为主,在防汛抗旱时要充分考虑该种土壤类型的蓄水特性;②通过分析试验数据可以得到,其田间持水量与干容重呈现线性反比关系;③3种土壤在不同的季节及实验室温度环境下,田间持水量测定结果差别不大,因此可以得出田间持水量基本不受温度季节的影响的结论。     

青海省民和县农村饮水安全评价指标体系研究

研究了青海省民和县农村饮水安全评价指标体系,以《农村饮水安全评价准则》(T/CHES18-2018)中的评价指标作为一级指标,结合民和县实际情况,选取、分析了影响民和县农村饮水安全的14个二级指标。运用层次分析法和熵权法得到各评价指标权重,运用模糊综合评价得到了民和县农村饮水安全状况。研究结果表明:①对民和县农村饮水安全评价影响较大的8个指标分别为水质净化与消毒设施(备)配套率、实际供水能力、水质达标率、自来水普及率、水源保证率、取水时间/距离达标率、水质监测能力和供水保证率;②通过模糊综合评价法计算,民和县农村饮水状况得分为76.1335,表明民和县农村饮水处于安全状态。同时,还提出了需要完善配套设施、强化水源保护等民和县农村饮水安全工程建设与管理方面的几点建议。     

动态水压坡地喷灌水量分布特性与均匀度研究

针对坡地喷灌水量分布不均匀、灌溉质量较低的问题,将动态水压供水技术引入坡地喷灌,以雨鸟LF1200型喷头为研究对象,分析了动态水压喷灌对喷头流量、射程、喷洒湿润面积、单喷头水量分布和组合喷头水量分布及均匀度的影响。结果表明:对于单喷头而言,采用动态水压喷灌的上下坡射程差在2.3 m左右,动压参数中动压振幅对射程影响较显著,动压喷灌时,振幅建议采用喷头正常工作压力范围内的较大值;单喷头水量分布均匀度在56%左右,动态水压参数对单喷头水量分布和喷灌均匀度影响不显著。在组合喷头的情况下,采用正三角形和矩形布置的均匀度高于正方形布置,其中采用矩形布置喷灌质量最佳。综合考虑工程投资、水量分布以及均匀度,动态水压喷灌时,当喷头采用三角形布置方式时,建议喷头间距为1.0～1.2R(R是喷头平地射程),当喷头采用矩形布置方式时,坡向间距宜采用0.6～0.8R,垂直坡向间距宜采用1.0～1.2R。     

基于无人机热红外的水分胁迫指数与土壤含水率关系研究

为了实时快速监测作物根系活动层的土壤含水率,利用低空无人机搭载的热红外相机获取经4种水分处理的棉花花铃期一天中5个时刻的冠层温度,并连续观测5 d,应用水分胁迫指数(CWSI)的理论模式、简化模式、定义模式计算得到3种CWSI,与棉花根系不同土壤深度含水率建立模型。研究表明:3种胁迫指数与土壤含水率具有幂函数关系,其中理论模式与土壤含水率的相关性最佳,定义模式次之,简化模式最差;在一天中不同监测时间点上,3种CWSI的监测精度在13∶00最高,9∶00和17∶00最差;在监测深度上,3种胁迫指数与0～60 cm处的土壤含水率关系最为紧密,0～30 cm次之,0～15 cm最差。该研究可大面积获取作物根系层土壤含水率,提高作物根系层土壤含水率的反演精度。     

基于PenPan模型中国蒸发皿蒸发量的时空变化及成因分析

蒸发皿蒸发量是衡量大气蒸发能力的重要指标。为了研究中国地区蒸发皿蒸发量的时空变化规律和成因,利用全国751个站点1961-2017年的逐日气象观测资料(平均温度、风速、相对湿度、日照时数),基于PenPan模型对20cm蒸发皿蒸发量进行估算。对中国地区57a的气象数据和PenPan模型模拟结果进行趋势分析,探究影响蒸发皿蒸发量的主导气象因素。结果发现:在1961-1993年期间,中国地区存在“蒸发悖论”现象,影响蒸发皿蒸发量的主导气象因素为风速;1994-2017年“蒸发悖论”现象消失,此时主导因素为饱和水汽压差;两阶段相比,空气温度对蒸发的作用增大,而风速的作用减小。春夏秋冬4个季节,蒸发量在空间上差异较大。辐射项蒸发量的夏季最大值在西北地区,其余季节在华南地区;动力项蒸发量冬季最大值在华南地区,其余季节在西北地区;随着季节推移,总蒸发量最大区域由西北转移到华南地区。根据蒸发皿蒸发量的时空变化情况,可以得出西北和华南地区需要根据该地区蒸发量的季节变化合理调配水资源。     

光伏提水匹配模型与优化在西藏高原草场喷灌工程中应用——以阿里地区为例

以西藏高寒地区光伏提水草场喷灌为研究对象,利用噶尔站太阳辐射数据,构建日照分布函数模型及光伏阵列最大输出功率模型,计算出设计灌溉面积2.07hm^2草场所需光伏阵列系统的峰值功率,为草场优化配置32块光伏板,即峰值功率为6.88kW时,可以满足项目区生育期的灌水需求。工程应用表明:光伏匹配模型和优化计算所确定的光伏板数量和功率是可行的,能够驱动水泵正常运行,满足燕麦灌水需求。     

豫北地区不同灌水处理对冬小麦生长发育与产量形成的影响

以河南省人民胜利渠灌区种植的冬小麦为研究对象,通过分析冬小麦在不同灌水条件下的生育进程、形态指标及产量构成因素差异,为确定冬小麦的节水高产灌溉制度及水资源高效利用提供理论基础。结果表明:土壤墒情状况对冬小麦生长发育具有决定性的影响,水分亏缺会对冬小麦群体植株形态指标产生不良影响;低水分处理(T-50)叶面积指数、植株高度、干物质积累等性状低于适宜水分处理,土壤水分不足时,会造成叶面积指数、植株高度和干物质累积量等低于正常值;穗部性状随着土壤水分的降低而减少,T-50的处理最低,无效小穗数受土壤水分的影响规律性不明显;穗粒重和产量最高出现在适宜水分处理(T-60)中。     

不同矿化度对层状土入渗规律的影响研究

为研究不同矿化度水分对沙壤土中壤土夹层入渗规律的影响,设置4种矿化度处理,分别为0,1,3,5g/L,进行室内土柱垂直一维积水入渗试验。结果表明:壤土夹层对不同矿化度水分均有阻渗作用;各处理累积入渗量在湿润锋到达夹层界面前随时间呈非线性变化,通过夹层后随时间呈线性变化,各处理稳渗率大小关系为V(3g/L)>V(5g/L)>V(1g/L)+>V(0g/L);矿化度为0~3g/L时,累积入渗量、入渗后土壤含水率均随矿化度提高而增大;入渗结束后,各处理夹层界面上层土壤脱盐,夹层界面下层土壤积盐。     

黄淮平原节水高效灌溉技术综合评价分析

以黄淮平原种植区为研究对象,综合种植区的自然地理、生态环境和农业发展状况等因素,借助层次分析和模糊数学方法,建立了黄淮平原灌水技术选择模型。利用单因素、多因素法提出了节水灌溉技术选择的方法,优选出最适宜灌溉技术。在喷灌、滴灌、微喷灌、低压管灌和畦灌5种方案中,运用所建立模型选择最优的灌水技术,综合因子大小为微喷灌>喷灌>低压管灌>滴灌>畦灌。黄淮平原种植区适宜灌溉技术为微喷带灌溉技术。