灌水频率对绿洲菊芋耗水特征及水分利用效率的影响

灌水频率对作物耗水特征和水分利用效率有重要影响,但对以收获地下块茎为主要目的的经济作物研究并不多见。以菊芋为材料,分别在苗期(S)、枝繁叶茂期(L)、现蕾期(B)和开花期(F)施加不同灌水组合,包括苗期600 m3/hm2(S600,下同)处理J1、S600+L600为J2、S600+B600为J3、S600+L300+B900为J4、S600+L900+B300为J5、S600+L600+B300+F900为J6及全生育期不灌水的对照CK,研究菊芋农田水分利用状况。结果表明,枝繁叶茂期和苗期是菊芋水分消耗和需求最大的时期,其次为现蕾期。不同灌水频率下菊芋苗期耗水量、耗水强度及耗水模数差异不大(p0.05),但与不灌水相比差异显著(p0.05)。枝繁叶茂期和现蕾期缺水导致菊芋耗水量和耗水强度显著下降,而开花期灌水菊芋耗水量、耗水强度及耗水模数显著增大。菊芋全生育期耗水量随灌水频率和灌水量增大而增大,但灌水频率和总灌水量一定时,不同生育期灌水量分配对菊芋耗水量无显著影响。不同灌水频率下菊芋全生育期耗水量比不灌水显著增加55.3%~205.6%,灌水频率越高耗水量越大。菊芋水分利用效率随灌水频率和灌水量增大而降低,但相同灌水频率和灌水量下菊芋生育期内灌水量不同时水分利用效率差异不大。总体而言,以收获地下块茎为主要目的的经济作物在耗水规律和水分利用特征方面明显不同于以收获籽粒为目的的粮食作物,应保证营养生长期和并进生长阶段的水分供应以满足蒸腾需水和光合同化对水分的需求,而生殖生长期则应适当减少灌水量以抑制作物奢侈蒸腾,提高水分利用效率。     

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。     

不同灌水处理对冬小麦生长及水分利用效率的影响

1998～ 1 999年在山东省桓台县进行了冬小麦节水灌溉试验。通过对冬小麦生长动态观测表明 :减少灌水量可以促进冬小麦发育。起身拔节水对冬小麦株高有显著影响。叶面积指数、冠层干物重、根系总量随着灌水量的增加而增加。各处理冬小麦根系总量的 80 %以上分布在 0～ 2 0 cm土层内。随着灌水次数的增加 ,灌水量的增多 ,灌溉水的利用效率逐渐减小。全生育期浇越冬水、起身拔节水、开花水的处理经济产量最高 ,达到 771 6.7kg/hm2 ,水分利用效率最大 ,达到 1 5 .92 kg/(hm2· mm) ,单位水资源量的边际效率也最大 ,达43 .1 2 kg/mm,单次灌水的最大平均产量为 85 1 .65 kg/hm2。     

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.     

不同灌水下限对棉花产量及水分利用效率的影响

基于田间试验,分析了棉花耗水量与产量、边际产量、棉花水分利用效率之间的关系.结果表明,棉花产量、水分生产率均与棉花耗水量呈二次抛物线关系.就棉花产量而言,苗期、蕾期、花铃期、吐絮期对应的0.6m土体适宜土壤水分下限分别为55％FC～60％FC、65％FC～70％FC、75％FC～80％FC、60％FC～65％FC.棉花水分利用效率而言,苗期、蕾期、花铃期、吐絮期对应的0.6m土体适宜土壤水分下限分别为60％ FC～65％ FC、65％FC～70％FC、80％FC～85％FC、55％FC～60％FC.     

不同灌水处理对冬小麦产量及水分利用效率的影响研究

利用2001~2002年度冬小麦测坑试验资料,研究了冬小麦不同生育期灌水处理对冬小麦产量和水分利用效率的影响。在试验结果分析的基础上,提出冬小麦生育期适宜灌水时间和土壤水分控制指标,这对干旱缺水的华北地区,实现冬小麦节水与高产的统一有重要意义。     

不同灌水定额对冬小麦耗水规律及产量的影响

对比分析了不同灌水定额下冬小麦生长、产量及耗水特性。结果表明,冬小麦拔节至抽穗阶段,灌水定额较小时对株高增长不利。播种—拔节期和灌浆—成熟期阶段耗水量较大,但日耗水量较小;拔节—抽穗期和抽穗—灌浆期阶段耗水量较小,但日耗水量较大;不同灌水定额对穗粒数和穗长的影响较小,灌水定额越大,千粒质量和产量越高,但亩穗数和水分利用效率越低。综合考虑,灌水定额以900m3/hm2为宜。     

灌水延迟对冬小麦产量及水分利用效率的影响研究

通过田间试验,研究了冬小麦关键生育期灌水延迟对其产量和水分利用效率的影响,结果表明:冬小麦冬浇水延迟20 d灌溉,与优化灌水处理相比,产量与水分利用率均无显著差异;拔节水延迟20 d灌溉,枯水年会显著降低水分利用率,丰水年会显著提高水分利用效率;灌浆水延迟20 d灌溉,枯水年会显著提高产量。冬小麦全生育期内不灌水会极显著的降低其产量和水分利用效率。通过综合分析冬小麦全生育期耗水量、产量与水分利用效率之间的关系,提出半干旱地区冬小麦最佳灌水模式:枯水年份,冬小麦灌浆水延迟20 d灌溉,丰水年份,冬小麦拔节水延迟20 d灌溉,可获得适宜的产量和较高的水分利用效率。     

不同灌水量对滴灌猕猴桃光合、产量与水分利用效率的影响

【目的】揭示不同灌水量对滴灌猕猴桃生长、产量及水分利用效率的调控效应。【方法】以7 a生金艳猕猴桃为试材,在果实膨大期(Ⅲ期)、果实成熟期(Ⅳ期)各设置1个对照(CK)和4个灌水处理,即高水(HW)、中水(MW-1)、偏低水(MW-2)和低水处理(LW),灌水量分别为CK的55%、65%、75%和85%。【结果】猕猴桃叶片光合特性因生育期和灌水量的不同而呈现明显差异,其光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)和气孔导度(gs)均随灌水量的减小而减小,但Ⅲ-HW、Ⅳ-HW处理的Pn与CK差异不显著(P>0.05),Ⅲ-HW和Ⅳ-MW-2处理的瞬时水分利用效率较CK分别显著提高了2.70%、5.41%(P<0.05);各处理猕猴桃产量较CK仅下降0.09%～6.24%,产量水分利用效率(WUEy)则提高了2.82%～23.16%,其中Ⅲ-HW、Ⅳ-MW-1处理产量仅下降了0.09%、2.45%,而WUEy提高了2.82%、10.73%。【结论】滴灌猕猴桃果实膨大期高水处理、果实成熟期中水处理保持产量无明显下降,有效提高WUEy,并节水2.50%、11.62%(分别节水156、726 m3/hm~2),具有较好的节水稳产效果。     

灌水下限对甜瓜生长及水分利用效率的影响

为指导华北地区设施甜瓜节水高效生产,以日光温室甜瓜为试材,控制灌水下限分别为田间持水量的90%(T1),75%(T2)和60%(T3),研究了膜下滴灌条件下不同灌水下限对甜瓜生长指标、水分利用效率的影响.结果表明:相对较低的土壤含水量促进根系发育、分生,有利于甜瓜叶面积、茎粗的增加,但株高对灌水下限的响应不明显(P=0.1).75%田间持水量灌水下限有利于提高甜瓜产量和品质.甜瓜根系主要水平分布在以植株为中心20 cm的范围内,垂向主要分布于0~40 cm土层内.各处理的水分利用效率从大到小依次为T3,T1,T2.制订了甜瓜高效灌溉制度,各主要生育期作物系数分别为1.81,1.61,2.21,2.19.     

不同灌溉方式对玉米产量及水分利用效率的影响

以畦漫灌为对照,对隔行喷灌、隔行沟灌、膜上灌溉和穴灌4种灌溉方式下玉米的产量及水分利用率进行了分析。结果表明:膜上灌溉产量高于畦漫灌,隔行沟灌、隔行喷灌与畦漫灌接近;膜上灌溉与畦漫灌和穴灌差异达0.01显著水平,与隔行沟灌、隔行喷灌差异达0.05显著水平。灌溉处理的水分利用效率均高于对照的畦漫灌,膜上灌溉的水分利用效率最高。     

不同灌溉条件对甘蓝生长、水分利用效率和产量的影响

甘蓝苗期结束时浇一水,会延长莲座期,缩短结球时间。只在结球前期浇一水可比对照节水39.75 mm,增产8.7%,水分利用效率提高23.38%,根重密度提高8.3%,而叶球的干物质、可溶性糖和蛋白质积累高于对照,但与对照无明显的差别。同时,地膜覆盖条件下浇三水和不浇水都不利于产量形成,也达不到节水高产的效益。     

不同节水灌溉方式对小麦产量及水分利用效率的影响

为探讨不同节水灌溉方式对小麦产量及水分利用效率的影响,在通许试验基地进行了节水灌溉方式(滴灌、微喷灌、喷灌和小白龙)及灌水量(45、90、135mm)的大田试验,分别于拔节和灌浆前期灌水。结果表明:小麦收获时土壤储水量表现为滴灌微喷灌喷灌小白龙,总耗水量以滴灌和微喷灌方式下较少;小麦千粒重随灌水量增加有降低趋势,且在微喷灌方式下明显高于其他处理,而小麦群体、穗长、小穗数和穗粒数均以滴灌方式下表现较佳;灌水能增加小麦产量,水分利用效率随灌水量的增加而降低;以滴灌135 mm的产量最高,水分利用效率以滴灌45mm处理为最高。4种节水灌溉方式中,滴灌更有利于增产和节水,其次为微喷灌。     

咸水灌溉对棉花耗水特性和水分利用效率的影响

采用田间对比试验,连续3 a研究了1、3、5、7 g/L 4个矿化度咸水(记作S1、S2、S3、S4)灌溉对棉田土壤水盐、土壤蒸发、棉花阶段耗水量、籽棉产量和水分利用效率的影响。结果表明,棉花生育期内根系层土壤含水率和电导率有随灌溉水矿化度的增加而增大的趋势,土壤电导率增加尤为明显;年际间,各处理土壤含水率和电导率差异非常大,经过连续3 a灌溉,根系层土壤电导率均未逐年增加。S3和S4处理的平均土壤蒸发强度大于S1处理,S2与S1处理间的差异很小;7 g/L以下咸水灌溉对棉花耗水过程产生了一定影响,但对总耗水量影响并不明显。3 a的平均籽棉产量和水分利用效率由大到小顺序均为:S2、S1、S3、S4,S2比S1处理增产2.43%,水分利用效率增加1.15%,S3和S4比S1处理减产1.67%和8.88%,水分利用效率降低0.25%和7.31%,其中,S2和S3与S1处理间差异不显著,S4处理产量和水分利用效率降低显著。     

不同灌溉处理对玉米生长及水分利用效率的影响

通过温室试验,研究了不同灌溉处理对玉米的生长状况,生理特性及产量和水分利用率的影响。结果表明,充分灌溉处理(FI)的植株株高、茎粗与叶面积长势优于其它处理,而地上部分及根系的干物质累积量低于其它处理。相同的灌溉量条件下,分根交替灌溉处理(PRD)的植株产生的脯氨酸含量高于调亏灌溉处理(DI),说明PRD处理能够使植株提高渗透调节能力。在产量构成中,FI处理的植株产量最高,PRD 75%(灌水量为充分灌溉的75%)处理的植株产量略低于FI处理,二者差异不显著,其次为D I75%处理(灌水量为充分灌溉的75%)。尽管FI处理的植株绝对产量最高,但是以牺牲水分利用率为代价的,而其它处理尽管绝对产量较FI处理略低,但由于其耗水量也低,水分利用率反而高于FI处理。特别是PRD 75%处理的植株绝对产量和水分利用率都有较好的表现。     

不同种植模式下水资源利用效率的探讨

研究了6种种植模式下耗水量、产量、等价产量以及水分利用效率和水分经济利用效率等的变化。结果表明,冬小麦-夏玉米1年2作的传统种植模式下等价产量、耗水量均最高;等价产量的水分利用效率以春玉米1年1作种植模式最高,棉花1年1作种植模式最低;棉花-冬小麦-夏玉米2年3作种植模式下经济效益和水分经济利用效率最高,棉花1年1作种植模式次之,远高于以粮食作物为主的种植模式。从农业水资源可持续发展和粮食安全角度考虑,该区域应采用棉花-冬小麦-夏玉米2年3作种植模式。     

不同灌溉模式对水稻生长、水分和辐射利用效率的影响

为研究不同灌溉模式对寒地黑土水稻农艺性状、光合特性、水分利用效率以及辐射利用效率的影响,设置了控制灌溉、浅湿灌溉和全面淹灌3种灌溉模式,于2017—2018年在黑龙江省庆安灌溉试验站进行了试验。结果表明：两个生长季内,控制灌溉水稻各生育时期叶面积指数比全面淹灌分别增加了7.94%～23.67%和5%～14.47%,控制灌溉下地上部干物质量的积累量比全面淹灌增加了12.13%和7.98%,控制灌溉和浅湿灌溉的冠层光合有效辐射截获总量较全面淹灌分别增加了74.05、23.65μmol/（m2·s）和63.35、16.85μmol/（m2·s）;除乳熟期外,其余生育期控制灌溉叶片叶绿素含量（SPAD）显著高于浅湿灌溉与全面灌溉;3种灌溉模式下最大初始转换效率从分蘖期开始上升,拔节期和抽穗期达到最大值,在乳熟期开始下降,非光化学荧光淬灭系数、光化学荧光淬灭系数前期略有波动,在乳熟期迅速下降,光合电子传递速率从分蘖期到乳熟期逐渐下降。两个生长季内,控制灌溉下产量略高于全面淹灌,但灌溉用水量较全面灌溉分别减少了31.45%和31.67%,水分利用效率比全面淹灌提高了46.45%和46.20%,辐射利用效率分别较全面淹灌增加了1.042%和1.036%,表明控制灌溉为黑龙江省半湿润区最佳灌溉模式。