垄作沟播喷灌对油葵土壤水热调控及高效利用机理

垄作沟播喷灌技术对降水及灌溉水叠加利用效果明显,适用于北方井灌农业区。通过测定不同灌水处理下土壤水分变化、土壤温度变化、干物质积累与分配、产量、水分利用效率及效益等指标,分析了不同灌水处理对油葵土壤水分、土壤温度的调控、水热高效利用机理与效应。研究表明,垄作沟播处理可减少棵间蒸发,充分利用土壤中的冬季灌溉储水量和有限的灌溉水资源,提高了水分利用效率;其土壤温度变化幅度较CK(覆膜平作喷灌)小,且较为平缓,对土壤水热的调控效果明显,提高了水热利用效率,对油葵产量形成有促进作用。垄沟处理T3(垄作沟播喷灌,灌水定额36mm)、T4(垄作沟播喷灌,灌水定额42 mm)干物质积累量均高于其他垄沟处理和CK处理,在提高总体光合产物的同时提高了经济产品的积累量。在适宜灌水定额(T3)条件下,两年油葵产量较CK分别高6.1%和8.3%,水分利用效率分别提高0.34 kg/m³和0.54 kg/m³,净产值分别提高6.7%和10.2%。在实际油葵种植生产中若采取垄作沟播喷灌技术,建议灌水定额以36mm为宜,灌水频率依据气候条件保持在3～5次。     

灌溉定额对喷灌菜心生长及光合特性的影响

为研究不同灌溉定额对菜心生长及光合特性的影响,以四九菜心为试验材料,设3个喷灌定额,分别为780 m3/hm2(T_1)、675 m3/hm2(T_2)、600 m3/hm2(T_3)。结果表明,处理T_2植株株高分别比T_1、T_3处理显著增加13.5%和20.7%(P0.05),但T_1与T_3处理差异不显著;T_1、T_2和T_3处理植株茎粗差异显著,且T_2处理比T_1和T_3处理分别增大10.1%、25.2%(P0.05)。菜心叶片净光合速率(Pn)与蒸腾速率(Tr)日变化均呈双峰曲线,T_1、T_2、T_3处理的日均Pn差异显著,且T_2处理比T_1和T_3处理分别增加12.4%、36.0%(P0.05);T_2处理的日均Tr显著高于T_1与T_3处理,并且分别增加18.4%和32.3%(P0.05)。不同处理气孔导度(Gs)均呈前高后低的波浪曲线,T_2处理的日均Gs比T_1、T_3处理分别显著增大17.3%、37.8%(P0.05),但T_1与T_3处理无显著差异。T_2处理胞间CO2摩尔分数(Ci)日均值显著低于T_1、T_3处理,分别减少17.9%和29.2%(P0.05),而T_1与T_3处理无显著差异。T_2处理叶片水分利用效率(WUE)最高,日均值达到2.22μmol/mmol,比T_1处理增大2.3%,比T_3处理增大8.8%(P0.05)。大田喷灌条件下,灌溉定额对菜心的生长与光合生理日变化影响显著(P0.05),675 m3/hm2为研究区适宜灌溉定额。     

不同灌水方式下春玉米的根系生长分布

为了研究不同灌水方式对春玉米根系分布的影响,在大田条件下对玉米进行垄植沟灌,设计常规沟灌（CI）、交替隔沟灌溉（AI）和固定隔沟灌溉（FI）3种灌水方式.结果表明,（0,40]cm土层中,根长密度以AI较大,FI较小;（60,100]cm土层中,CI下根长密度较小;FI下的植株两侧根长密度差异明显,CI和AI与之相反.（0,100]cm土层中,监测时期内,AI下的玉米总根长和总根干质量都较大.相较FI,AI下的籽粒产量、生物产量和灌溉水利用率分别提高17.37%,18.42%和17.45%.CI表现介于AI与FI之间.抽雄期、植株两侧和（0,40]cm土层根系生长分布受土壤含水率影响较大.可见,局部灌溉对深层根系生长有利,抽雄期植株两侧（0,40]cm土层根系生长分布受灌水方式影响最大;CI与AI下的根系分布相对均匀;与FI和CI相比,AI方式既能促进根系生长,也有利于产量和灌溉水利用率的提高.     

根系分区交替滴灌条件下葡萄根系分布特征及生长动态

采用原位取土法和根系生态监测系统连续两年研究了葡萄的根系空间分布和全生育期根系生长动态,结果表明:葡萄根系在水平方向主要分布在距离树干100 cm的范围内,占到总根系的80％以上,而且在径向方向呈指数衰减;葡萄根系在垂直方向主要分布在0～60 cm范围的土层内,占到总根系的75％以上.根系分区交替滴灌条件下干燥区与湿润区根系生长是不同的,葡萄的新生根系受到土壤水分条件的限制和自身生长的影响.在整个生育期,葡萄根系分区交替滴灌两侧根系生长均呈抛物线变化.     

立体种植农田不同生育期及土壤水分的根系分布特征

在立体种植农田中,作物根系分布是影响作物间水肥竞争及利用效率的首要因素。针对滴灌条件下番茄套种玉米立体种植农田设置高(T1)、中(T2)、低(T3)3个土壤水分处理,研究不同水分处理对立体种植农田不同位置土壤含水率、作物根系分布的影响,探讨立体种植农田根系在不同生育期生长发育特征。结果显示:立体种植农田番茄侧土壤含水率平均值显著低于玉米侧,膜内土壤含水率明显高于膜外土壤含水率,膜内不同位置土壤含水率无明显差异;随着生育期的推进作物间根系呈不交叉—轻度交叉—完全交叉—轻度交叉规律;随着土壤含水率的增加根系总量呈增长趋势,在0~30 cm的滴灌湿润区,作物根系分布最密集,约占总根系的60%~70%,且高水分处理根量显著大于低水分处理,根长密度、根表面积密度、根体积密度以及根重密度均呈现T1T2T3的趋势,而在非滴灌主要湿润区则正好相反;累积根系分布曲线分析显示随着土壤含水率增加根系向土壤下层生长,随着生育期推进根系向作物中间发展。立体种植农田作物在不同生育期根系分布变化明显,同时土壤水分对根系分布影响较大。     

垄作沟灌土壤水盐分布及作物产量试验研究

对垄作沟灌土壤水盐分布及作物产量进行了田间试验.结果表明,灌水定额为400 m³/hm²时,沟底土壤水分的垂直运动明显增大.当灌水定额增加100 m³/hm²时,土壤水分水平运动高于垂直运动.沟底土壤全盐量受灌水定额影响明显:在灌水阶段,沟底表层土壤发生脱盐现象.土壤蒸发阶段,土壤发生积盐现象.垄顶土壤含盐量相对稳定,基本不发生向下运移.重度水分亏缺(处理T1,灌溉定额为1 700 m³/hm²)垄、沟积盐量分别为1.49,1.35 kg/m²,中度水分亏缺(处理T2,灌溉定额为2 100 m³/hm²)垄沟积盐量分别为1.42,1.12 kg/m²,充分灌水(处理T3,灌溉定额为2 500 m³/hm²)垄、沟积盐量分别为1.32,0.83 kg/m²,畦灌措施使0~100 cm土壤发生脱盐现象,脱盐量为1.29 kg/m².垄作沟灌下,制种玉米产量为2 765.1~4 619.5 kg/hm²,WUE为0.755~0.969 kg/m³.穗长(L_s)、穗粗(d_s)、行粒数(N_R)与作物产量呈显著正相关关系.     

不同灌水定额下核桃树吸水根系分布研究

以8a生核桃树为研究对象,采用分层分段挖掘法研究核桃树根系的空间分布,探讨滴灌条件下不同灌水定额处理组对核桃根系的作用效应,分析土层深度与水平距离变化对根长密度的影响,并建立根系密度分布函数。研究结果表明:在核桃成熟期,根长密度的一维垂直分布中,吸水根系集中分布于0~60cm,水平方向,根系集中分布于0~90cm。在垂直二维吸水根长密度分布中,C1处理主要分布在垂向0~80cm、水平0~90cm的范围内,C2处理主要分布在垂向0~60cm、水平0~90cm的范围内,C3处理主要分布在垂向0~100cm、水平0~90cm的范围内,其中尤以C3处理的根长密度分布居多。对比二元二次回归模型,利用二元多次方程拟合根长密度、水平距离与土层深度之间的关系,其函数相关度较好,可以应用于灌水施肥策略调整。     

秸秆粉碎覆盖沟播对旱地冬小麦产量及土壤水热特征的影响

为了在西北半干旱雨养农业区探索新型绿色可持续的冬小麦覆盖栽培模式,在陇中旱作农业区设置了秸秆粉碎覆盖微垄沟播(SM1)、秸秆粉碎覆盖微垄宽幅沟播(SM2)两种覆盖种植方式,以露地条播(CK)为对照,研究了秸秆粉碎覆盖栽培对冬小麦产量及土壤水热的影响.结果表明,与CK相比,覆盖处理显著提高了冬小麦全生育期土壤含水量4.3...     

喷灌条件下冬小麦生长及耗水规律的研究

揭示了喷灌条件下冬小麦生长指标的变化规律 ,建立相对产量和相对耗水量的模型 ,分析水分亏缺敏感指数 ,并提出了喷灌条件下适宜灌水定额     

垄膜沟种涌泉灌溉技术要素的试验研究

在垄膜沟种农田进行了涌泉灌灌水试验，通过对水流推进过程观测，分析了田面水流运动特性，研究了沟宽对田间灌水均匀度的影响，并对垄膜沟种涌泉灌溉技术要素进行了探讨。结果表明，涌泉灌田面水流推进曲线可用幂函数表示。随着沟宽的增大，灌水均匀度呈下降趋势。从灌水质量和管网成本两方面综合考虑，试验条件下灌水技术要素的入沟流量、沟宽和灌水器间距分别以80～100L/h、20-30cm和4～5m为宜。     

不同灌水定额对北疆地区滴灌食葵生长及产量的影响

基于滴灌技术下同一灌水周期,不同灌水定额进行大田试验,探究灌水量对食葵生长及产量的影响,进而寻找适宜的灌溉制度,最终达到节水、增产的目的。试验结果表明:不同灌水定额会影响作物生长发育,但不是灌水量越大,植株生长发育越好。同时灌水量会影响作物体内含水量的大小,灌水量越大,其作物体内含水量就越高。对植株、茎围、灌水量、产量之间关系进行分析,最终得出影响作物产量的因素为作物茎围和体内含水量。两者越高,作物产量越大。但含水量到达一定程度时,会影响限制茎围发育,造成相对减产。对试验最终产量进行对比,结果表明应用450m3/hm2的灌溉制度进行灌溉,所得产量最高,且不影响作物生长发育,经济效益最为显著。这将对北疆地区滴灌条件下食葵节水灌溉技术提供合理的参考依据。     

不同灌水方式对油葵生长及水分利用效率的影响

采用单因子随机区组试验方法,在内蒙古阿拉善左旗巴彦浩特镇希泥套海嘎查村进行了干旱地区不同灌水方式对油葵生长及水分利用效率的影响试验,定期测定油葵生长指标及土壤含水率。结果表明,膜下滴灌出苗比露地滴灌早3d,全生育期内膜下滴灌的株高、叶面积指数和干物质积累量均高于覆膜微喷、管灌+覆膜沟灌和露地滴灌,且产量分别提高了42.53%、7.03%和27.01%。膜下滴灌群体WUE比露地滴灌、覆膜微喷和管灌+覆膜沟灌分别增加47.48%、11.18%和31.26%。     

垄沟灌溉种植对玉米光合特性及产量的影响

通过田间试验,以传统种植模式平作为对照,研究了垄沟灌溉种植系统对玉米相对叶绿素质量浓度(SPAD)、光合特性和产量的影响。结果表明,垄沟种植系统能增加玉米的相对叶绿素质量浓度、光合速率和水分利用效率;垄沟系统种植玉米和对照组的光合速率日变化均呈"单峰型"曲线;60cm垄宽的垄沟种植系统的玉米叶片水分利用效率和产量最高。     

宽垄沟灌覆膜条件下土壤水分侧向入渗特性

在大棚内模拟宽垄沟灌垄上覆膜栽培条件以及灌水方案,采用中子仪进行水分观测,研究宽垄沟灌模式下灌水前后水分在垄沟间侧向入渗特性。试验结果表明,在本试验条件下,水平向及垄背垂直向含水量梯度的存在导致水分侧向及向垄背的补给明显,垄背剖面的2个观测点表层,灌水前其含水量不足田间持水量的70%,灌水后垄沟水分的侧向入渗,使该二测点表层土壤含水量呈上升趋势,17d后其平均含水量能达到田间持水量的75%~80%之间。     

宽垄沟灌覆膜条件下土壤水分运移初探

宽垄沟灌作为一种大田作物栽培灌水方式已逐步受到关注.为研究灌水前后水分在垄沟间的运移及再分布,本试验在大棚内模拟宽垄沟灌垄上覆膜栽培条件以及灌水方案,采用中子仪进行水分观测.试验数据显示,在本试验条件下,垄背剖面的两个观测点表层,灌水前其含水量仅为田间持水量的65%和66%,灌水后垄沟水分的侧向入渗,144 h(6 d)分别达到田间持水量的73%和80%,408 h(17 d)达到田间持水量的78%和79%.试验结果表明,在宽垄沟灌覆膜条件下,水平向及垄背垂直向含水量梯度的存在导致水分侧向及向垄背的补给明显,且在覆膜条件下,垄背蒸散发损失少,起到减少土壤水分无效损耗、高效利用之效果.     

垄沟集雨补灌对冬油菜根系、产量与水分利用效率的影响

为确定垄沟集雨栽培条件下冬油菜蕾薹期的适宜补灌量,设置垄沟集雨雨养(T1)、垄沟集雨补灌60 mm(T2)和120 mm(T3)3个处理,并设平作补灌120 mm作为对照(CK),通过2年田间试验,系统地对比分析了不同补灌处理对冬油菜0~30 cm和30~100 cm土层的平均土壤含水率、地上部干物质量、主根性状和侧根密度、产量构成及水分利用效率的影响。结果表明,T2和T3处理不同时期0~30 cm土层的平均土壤含水率、花期和角果期地上部干物质量均明显高于T1和CK处理,T2和T3处理角果期的主根直径和干质量、0~10 cm和10~20 cm侧根密度显著增加,且T2和T3处理间不存在显著差异。T2和T3处理能显著增加油菜籽粒产量和水分利用效率,T2和T3处理2年平均分别比T1增产50.99%和58.15%,比CK增产53.89%和61.19%;T2和T3处理2年平均水分利用效率比T1分别提高37.28%和25.98%,比CK分别提高92.77%和76.90%。2年中T3处理均能获得最高的籽粒产量,但T3与T2处理间产量不存在显著差异,T3较T2仅增产4.74%,但T2比T3能够减少灌水量60 mm,减少耗水量45.5 mm,水分利用效率提高8.97%。从节水和农业可持续发展的角度来看,垄沟集雨种植并在蕾薹期补灌60 mm(T2)为较优的冬油菜栽培灌溉措施。     

不同灌水定额对枸杞光合作用及生长特性的影响

通过对红寺堡区弘德村的红枸杞采用不同的灌水定额对其生长特性、光合作用进行研究,结果表明:枸杞的光合速率日变化呈双峰型,峰值分别在11∶00和15∶00左右,当灌水定额为135 m3/hm~2时,枸杞的光合速率[16.01 CO_2μmol/(m~2·s)]最高,比灌水定额为67.5、0 m~3/hm~2分别高22.75%,52.95%;枸杞的新稍生长长度及地径生长量随灌水定额的增加而增加,当灌水定额为135 m~3/hm~2时,新稍生长长度(31.5 cm)及地径生长量(0.618 cm)达到最大,分别比灌水定额为67.5 m~3/hm~2高28.57%,50.71%。因此,根据当地的水资源情况及经济效益考虑,选择灌水定额为135 m~3/hm~2为最佳灌水定额。