秸秆覆盖和灌水量对枸杞生长和水分利用效率的影响

为确定适宜引黄灌区枸杞灌溉生产模式,在甘肃省景秦县玉杰枸杞种植园进行了秸秆覆盖和灌水试 验研究。试验以三年生宁杞1号为研究对象,设秸秆覆盖下灌溉定额7 840 m³·hm^-2(T1)、6 270 m³·hm^-2(T2)、4 705 m³·hm^-2(T3)处理,无覆盖措施、灌溉定额为7 840 m³·hm^-2(CK)处理为对照,测定和分析了新梢生长量、耗水量、产 量和水分利用效率等指标。结果表明：(1)新梢生长量随灌溉定额的增大而增大,T1处理的新梢生长量显著高于 (P<0.05)其余处理,T3和对照CK处理差异不显著(P>0.05);(2)灌溉定额与枸杞干果产量没有呈现出正相关, 产量大小依次为：T2>T1>CK>T3,其中T2处理达到2 598.32 kg·hm^-2;(3)水分利用效率以T2处理最高,为2.32 kg·mm^-1·hm^-2,依次较CK、T1和T3处理提高了52.6%、24.7%和25.4%,差异显著(P<0.05);(4)T2处理的耗水量(1 121.36 mm)显著低于(P<0.05)CK和T1处理。灌溉定额为6 270 m³·hm^-2且采取秸秆覆盖处理是一种最优的枸杞节水增产水分管理模式。     

水氮耦合条件下打瓜产量及耗水性的 模糊综合评判

研究水氮耦合对打瓜产量和水分利用效率的影响,以选择适宜的灌溉定额。设置3个不同灌水定额（300 、450、600 m³·hm^-2）和3个不同施氮量（0、138、276 kg·hm^-2）共9个组合,研究水氮耦合对打瓜产量和水分利用效率影响的同时,利用基于层次分析法（AHP）的模糊综合评价,对各指标进行综合分析。结果表明：当灌水定额增加300 m³·hm^-2、施氮量增加276 kg·hm^-2,打瓜产量和水分利用效率分别增加1 416.7 kg·hm^-2和5.24 kg·hm^-2·mm^-1,即打瓜产量和水分利用效率随着灌水定额和施氮量的增大而增加;当灌水定额从450 m³·hm^-2增加到600 m³·hm^-2、施氮量从138 kg·hm^-2增加到276 kg·hm^-2, 打瓜产量减少178.9 kg·hm^-2,即水肥量继续增加则产量下降;灌水定额450 m³·hm^-2(W2)和施氮量138 kg·hm^-2（N2）时,组合产量和WUE分别为2 582.9 kg·hm^-2和10.91 kg·hm^-2·mm^-1,节水增产效果最佳;该组合的模糊综合评价亦为最优,与大田试验分析结果一致。     

不同灌溉制度对机采棉水分运移、产量及品质的影响

通过2012年南疆地区机采棉膜下滴灌大田试验,以蒸发量为灌水控制指标,研究了灌水频率和灌水量对土壤水分及棉花产量和品质的影响,进而分析了不同灌溉制度的节水、增产和调质效果。结果表明：相同灌溉频率下,土壤剖面上含水率随着灌水量的增加而增加;相同灌溉量下,灌水频率为5 d时在膜下0～60 cm土层的平均土壤含水率较高;不同灌溉制度对棉花水分利用效率和灌溉水利用效率的影响具有显著差异,当灌水频率为5 d和作物-蒸发皿系数为0.6时,棉花的水分利用效率和灌溉水利用效率分别达到1.96 kg·m^-3和3.08 kg·m^-3,可实现棉花生产的节水、高产和优质。     

盐池县扬黄灌区玉米滴灌制度的制定

为了提高宁夏扬黄灌区水资源利用效率,促进玉米滴灌技术推广应用,在位于西北黄土高原的宁夏盐池县扬黄灌区开展了玉米滴灌制度研究。试验设计了单因素施肥水平2 131～3 847 m³·hm^-2共9个梯度灌水总额,灌水次数10~11次,单次灌水定额150～450 m³·hm^-2。通过对玉米生育期灌水量、土壤含水量、产量等指标的监测,分析了玉米生育期土壤含水量变化规律、各生育阶段耗水量强度、不同灌水定额下土壤水蓄存情况、年灌水量与产量的关系。结果显示：灌水前后0~40 cm土壤含水量有显著差异,40~100 cm差异不显著;单次灌水定额为225~375 m³·hm^-2时灌溉水在土壤中得到有效蓄存,而单次灌水定额为450 m³·hm^-2时,灌溉水有深层渗漏和侧渗现象。灌水量与玉米籽粒、青贮产量均呈正相关,R²分别为0.75和0.82,,在总灌水量为3 402、3 628 m³·hm^-2和3 847 m³·hm^-2时,产量分别为14 062、11 717、12 889 kg·hm^-2,籽粒和青贮产量均随灌水量增加而减少,灌溉水生产效率分别为2.46、2.01、2.14 kg·m^-3;灌浆期、抽雄期、拔节期是玉米生长的关键需水期,灌水定额为300~375 m³·hm^-2;盐池县扬黄灌区适宜滴灌次数10～11次,灌水总额3 405～3 660 m³·hm^-2。     

浅埋滴灌水氮运筹对春玉米产量及水分利用效率的影响

采用二因素二次饱和D-最优设计,于2016-2017年在辽西半干旱区移动遮雨棚内进行了水氮精量控制试验,设灌溉量和施氮量2个因素,灌溉量分别设145.4、271.7、348.2、436.2 mm 4个水平,施氮量分别设0、84.6、136.1、195.0 kg·hm^-2 4个水平,共6个处理。试验分析了水氮交互作用对春玉米产量和水分利用效率的影响,建立了产量回归模型。研究结果表明：浅埋滴灌条件下,灌溉量在145.4~350.5 mm时,春玉米产量随灌溉量的增加而增高至11 005.60 kg·hm^-2;灌溉量在350.5~436.2 mm时,产量随灌溉量的增加而降低至10 730.09 kg·hm^-2;施氮量在0~146.9 kg·hm^-2时,产量随施氮量的增加而增高至10 983.19 kg·hm^-2,施氮量在146.9~195.0 kg·hm^-2时,产量随施氮量的增加而降低至10 862.39 kg·hm^-2。灌溉量因素的影响大于施氮量,水氮之间有明显的正向交互效应,当灌溉量为373.1 mm,施氮量为165.6 kg·hm^-2时产量最高。作物耗水量在拔节-抽雄期和灌浆-收获期较大,分别为115.64、127.50 mm;水分利用效率随灌溉量的增加呈逐渐降低趋势,降低幅度达到52.21%,随着施氮量的增加则呈先升高后降低趋势,增幅为14.73%~20.08%;其中处理6（灌溉量348.2 mm,施氮量195.0 kg·hm^-2)最利于水分利用效率的提高。综合产量和水分利用效率两方面的因素,初步建立了春玉米浅埋滴灌水氮施用优化模式,参数组合为灌溉量348.2 mm、施氮量165.6 kg·hm^-2。     

土壤水分调控对南疆滴灌棉花生长、品质及水分利用的影响

针对南疆地区水资源短缺、棉田水分利用效率低等问题,研究膜下滴灌条件下土壤水分下限调控对棉花生长、产量、品质和水分利用效率的影响。以棉花品种新陆中66号为材料,以田间持水量(FC)为土壤水分上限,棉花生育期设置85%FC(T1)、75%FC(T2)、65%FC(T3)、55%FC(T4)和45%FC(T5)5个土壤水分下限来调控土壤水分。结果表明：土壤水分下限的提升对株高和生物量有明显的促进作用, 土壤水分下限从 45%FC增至85%FC,棉花株高和生物量分别增加了25.80%和25.38%;随着土壤水分下限的降低,灌溉定额减少,T1处理灌溉定额最大（378 mm）,T2、T3、T4、T5处理与之相比分别节水11.64%、33.07%、33.95%、46.83%;随着土壤水分下限的提升,棉花产量逐渐增大,但土壤水分下限过高,棉花单株有效铃数降低,产量增加不再明显,水分利用效率较低;土壤水分下限为75%FC时棉花单株有效铃数、单铃重增加,产量和水分利用效率分别达到7 146.4 kg·hm^-2和1.40 kg·m^-3;土壤水分调控对棉花纤维品质有显著影响,土壤水分下限越低,马克隆值越大,成熟度指数越高,断裂比强度和断裂伸长率减少,采用主成分分析法得出T2为棉花品质综合较优的处理。因此,建议在膜下滴灌方式下南疆盐碱地区棉花土壤水分下限控制在75%FC为宜,非生育期进行冬灌淋盐,冬灌定额为300 mm,生育期灌溉定额为334 mm,整个生育期灌水12次,灌水周期为8 d。     

微润灌溉对日光温室番茄生长及水分利用效率的影响

在日光玻璃温室内,通过微润灌溉和滴灌的对比试验,来研究微润灌溉这项新型灌水方式对番茄生长及水分利用率的影响。研究结果表明：滴灌处理土壤水分的动态变化大于微润灌溉,滴灌处理最大变幅达60.9%,微润灌处理含水量基本维持在20%左右;至生育期末,微润灌溉处理株高、茎粗比滴灌处理分别高6.36%、3.11%,微润灌溉更有利于植物生长;同时两种处理番茄的光合速率日变化呈近似双峰曲线,叶片的蒸腾速率和气孔导度日变化呈单峰曲线;滴灌处理的折算产量为98 654.45 kg·hm^-2,微润灌溉处理的折算产量为99 142.25 kg·hm^-2,水分利用效率滴灌为53.33 kg·m^-3,微润灌溉为60.42 kg·m^-3,无论是单位面积产量还是水分利用,微润灌溉处理都优于滴灌处理;两种灌水方式下,番茄的耗水规律较为相似,但滴灌处理番茄的耗水量大于微润灌溉处理。     

调亏灌溉下氮肥管理对滴灌甜菜产量及水氮利用的影响

以Beta356为试材,研究调亏灌溉下不同施氮量\[纯氮0 kg·hm^-2（N0）、150 kg·hm^-2（N1）、225 kg·hm^-2（N2）\]与基追比\[播种前、叶丛期、块根膨大期施氮比例分别为20∶60∶20(T1)、30∶50∶20(T2)、40∶40∶20(T3)\]对甜菜生长特性、产量和水氮利用效率的影响。结果表明：在叶丛期和块根膨大期分别进行50%和30%田间持水量(θ_f)调亏灌溉基础上施225 kg·hm^-2氮肥的同时,增加基肥比例能够显著提高叶面积指数（124.39%~143.87%）和叶绿素含量（23.03%~119.80%）;在糖分积累期进行30%θ_f调亏灌溉后施用氮肥对叶面积指数影响较小,但有利于提高叶片叶绿素含量。调亏灌溉后施氮使块根膨大期和糖分积累期干物质总量分别较对照提高了34.08%~56.84%和32.43%~76.26%,但两个施氮量处理间未达到显著差异。甜菜产量随施氮量和基肥比例增加分别升高和降低,含糖率随施氮量增加而降低。氮肥农学利用效率和灌溉水利用效率均在N2T1处理下最大,其中灌溉水利用效率较对照提高了82.50%。施氮处理的产糖量和水糖比分别较对照显著提高了31.66%~63.41%和31.82%~63.64%。调亏灌溉下增加施氮量有利于提高产糖量,但增产不显著;3种施用比例中基肥比例为20%、叶丛期为60%和块根膨大期为20%时有利于提高甜菜含糖率和产糖量,同时具有较高的水糖比和氮肥利用效率。因此,在干旱区滴灌甜菜种植中以T1（20∶60∶20）基追比模式下施用150 kg·hm^-2氮素对调亏灌溉具有一定的调节作用。     

不同灌水和施氮水平对河西春玉米水氮利用效率和经济效益的影响

通过田间试验,研究了不同灌溉水平（95%θ_f (土壤田间持水量)、80%θ_f和65%θ_f,依次记为FI、DI1和DI2）和施氮量（0、70、140 kg·hm^-2和210 kg·hm^-2,依次记为N0、N70、N140和N210）对春玉米的产量、水氮利用效率和经济效益等的影响。结果表明：灌水和施氮均可使春玉米产量增加,在FI和DI2灌溉条件下,春玉米产量随施氮量的增加而显著增加,N210处理的籽粒产量比N0处理分别高21.8%和18.8%;但在DI1灌溉条件下,N140和N210处理下的春玉米产量间无显著差异,DI1灌溉水平比FI和DI2平均增产5.5%和8.3%。增施氮肥可提高春玉米水分利用效率,但施氮量超过70 kg·hm^-2水分利用效率显著降低;相同灌溉水平下,氮肥偏生产力随施氮量的增加而显著降低,N70、N140和N210处理的氮肥偏生产力均值分别为262.59、141.52 kg·kg^-1和97.31 kg·kg^-1。综合考虑产量、经济效益和环境因素,在中国河西地区推荐春玉米的最适宜水氮组合为DI1×N140,其产量达23.68 t·hm^-2,净效益达25 390元·hm^-2。     

关键生育期不同灌溉量对甜高粱产量、 品质及水分利用效率的影响

在甘肃河西走廊荒漠绿洲区甜高粱总灌水量不变的前提下,以每次灌水量相同为对照,设拔节期~孕穗期增加20%灌水量和开花期~成熟期减少20%灌水量、拔节期~孕穗期增加40%灌水量和开花期~成熟期减少40%灌水量两个处理,研究关键生育期不同灌溉处理对甜高粱生长特性、生物产量、品质和水分利用效率的影响。结果表明：拔节期~孕穗期增加灌水量和开花期~成熟期减少灌水量,甜高粱的株高和茎秆直径均有所升高,且茎秆直径显著提高;同时也显著提高了甜高粱的茎秆和地上生物产量,且拔节期~孕穗期每次灌水1 050 m³·hm^-2和开花期~成熟期每次灌水450 m³·hm^-2（拔节期~孕穗期增加40%,开花期~成熟期减少40%灌水量）处理下最高,分别为72.89 t·hm^-2和89.04 t·hm^-2。 甜高粱的糖分产量和乙醇产量也有所提高,拔节期~孕穗期每次灌水1 050 m³·hm^-2和开花期~成熟期每次灌水450 m³·hm^-2处理下也最高,其糖分产量为12.47 t·hm^-2,乙醇产量为6 842.47 L·hm^-2;水分利用效率在拔节期~孕穗期增加灌水量和开花期~成熟期减少灌水量处理下也显著提高。这说明在总灌水量不变的情况下,拔节期~孕穗期增大灌溉量40%,开花期~成熟期减少灌溉量40%有利于甜高粱生物产量和品质的提高,同时也实现了水分的高效利用。     

不同水氮处理对滴灌冬小麦生长、产量和耗水特性的影响

通过滴灌小麦大田试验,研究了不同灌水下限(灌水下限为田间持水量的45%、60%、75%)和施氮处理(45、111、146 kg·hm~(-2))对田间冬小麦生长、产量和耗水特性的影响。结果表明:灌水下限对小麦株高、叶面积指数和干物质的影响是显著的,且比施氮量影响更大。W3(灌水下限为田间持水量45%)和N3(施氮量45 kg·hm~(-2))处理不利于小麦株高、叶面积的增长。在小麦生长后期,增加灌水量和施氮量有利于小麦株高的生长。小麦的产量随着灌水下限的增大而增加;施氮量在0~111 kg·hm~(-2)时,冬小麦产量随着施氮量的增加而增加,超过111 kg·hm~(-2)时不再显著增加甚至抑制产量的增长;灌水下限和施氮量相对较小的处理有利于提高水分利用效率。不同水肥处理,小麦各生育期内耗水量和耗水模数都表现为灌浆完熟抽穗扬花期拔节孕穗期返青起身期。在此试验条件下,W2N2的处理(灌水下限为田间持水量的60%,灌溉定额为290 mm,施氮量为111 kg·hm~(-2))的干物质、产量和水分利用效率最大,是产量和效益兼优的最佳组合。     

灌水定额对食葵耗水特征和产量的影响

为研究不同灌水定额对食葵产量及其构成因素的影响并探究其耗水规律,筛选适宜的灌溉制度,设定5个不同的灌水定额,分别为300、375、450、525、600 m~3·hm~(-2),研究了不同灌水定额对食葵产量及其构成因素和耗水指标影响的同时,为弥补大田试验分析直观性不足,在生长、果实品质、产量和耗水等指标的基础上,利用MAGA-PPC模型综合且客观评价了田间试验结果。研究表明:不同灌水定额影响食葵耗水规律,食葵耗水量、耗水强度、耗水模数和作物系数随着灌水定额增加而增大,525～600 m~3·hm~(-2)灌水定额下耗水量、耗水强度、耗水模数和作物系数最大。在现蕾期和成熟初期,525～600 m~3·hm~(-2)灌水定额对食葵耗水量、耗水强度和作物系数影响更大。300 m~3·hm~(-2)灌水定额下食葵耗水量先呈现出减少趋势现象。食葵盘径、产量和水分利用效率随着灌水定额的增加而增大,525 m~3·hm~(-2)灌水定额下产量最大(4 781.86 kg·hm~(-2)),且水分利用效率较大(14.37 kg·mm~(-1)·hm~(-2)),525 m~3·hm~(-2)灌水定额更适合当地食葵农田灌溉。MAGA-PPC模型评价结果表明,525 m~3·hm~(-2)灌水定额有利于北疆地区食葵节水增产。综上表明,建议保证食葵现蕾期和成熟初期给水量充足,选用525 m~3·hm~(-2)灌水定额。     

翻耕深度对膜下滴灌棉花生长和冠层小气候的影响

为探究翻耕深度对覆膜滴灌农田小气候及棉花生长的影响机制,于2019年4—10月在新疆库尔勒地区开展田间试验,设置20、30、40 cm 3组翻耕深度处理(T20、T30、T40),以免耕处理(NT)作为对照,分析了翻耕深度对土壤孔隙率、农田耗水量、田间小气候、棉花生长状况及产量的影响。结果表明：翻耕深度的增加能够有效提高土壤孔隙率、增加膜内耕层土壤温度、促进植株耗水;棉株从膜内土壤中消耗的水分对冠层小气候的调控作用大于膜外土壤的水分蒸发对冠层小气候的调控作用,NT、T20、T30、T40处理膜内位置的农田耗水量分别是膜外位置农田耗水量的2.48、2.52、3.08、3.47倍;全生育期内,T20、T30、T40处理的农田耗水量分别是NT处理的1.30、1.42、1.52倍;深翻导致农田耗水量的增加能够有效提高冠层湿度,延长棉花生育期,使棉花增产。全生育期内,各翻耕处理(T20、T30、T40)的近地表平均冠层湿度分别比NT处理高12.83%、14.49%、17.55%,棉花全生育期分别比NT处理长10、16、23 d,籽棉产量分别比NT处理高670.68、1 252.67、1 584.02 kg·hm^-2。     

滴灌定额对棉花株型、产量及纤维品质的影响

在膜下滴灌条件下,以新陆早45号为试验材料,设5个滴灌定额处理（W₁：600 m³·hm^-2,W₂：540 m³·hm^-2;W₃：480 m³·hm^-2,W₄：420 m³·hm^-2,W₅：360 m³·hm^-2）,研究棉花农艺性状、成铃模式、产量及纤维品质对滴灌定额的响应。结果表明：随滴灌定额的减少,棉花株高表现为W₂>W₁>W₃>W₄>W₅,果枝台数和蕾花铃总数（8月10日）均以W₁处理最大,分别为9台和13.8个,W₅处理最小,分别为8.75台和10.2个,其中W₁与W₂处理上、中、下部铃数及铃重均无显著差异。棉花籽棉和皮棉产量均以W₁处理最高,达到6 431 kg·hm^-2和2 520 kg·hm^-2,但与W₂处理间均无显著差异。棉纤维长度、整齐度、断裂比在W₁和W₂处理间无显著差异,W₃、W₄、W₅处理棉纤维长度、整齐度较W₁处理分别低0.4、1.1、1.6 mm和0.5%、0.7%、0.9%。因此,控制滴灌定额在540 m³·hm^-2,可在不显著降低棉花产量和纤维品质的前提下,提高水资源利用效率。     

不同沟灌模式对甜椒生长和产量的调控效应

试验研究了交替隔沟灌溉(AFI)、常规沟灌(CFI)、固定隔沟灌溉(FFI)3种灌溉模式下甜椒植株形态变化、水分利用效率、产量及其构成因素。结果表明:(1)采收期末CFI、AFI、FFI处理平均株高分别为69.3 cm、63.6 cm和52.2 cm,差异达显著水平(P0.05);前期AFI处理株高增长量小于CFI处理,后期增长量逐渐增加且大于CFI处理。(2)整个生育期AFI处理径粗基本最大,最大值为1.38 cm。(3)采收期AFI与CFI和FFI处理叶面积指数差异极其显著,FFI和CFI处理差异达显著水平。(4)全生育期AFI主根长最长,为6.36 cm,AFI主根粗和根冠比介于CFI和FFI之间。(5)分析产量水平水分利用效率,AFI处理比CFI和FFI高46%和52%,分析群体水平水分利用效率,AFI处理比CFI和FFI高41%和38%。(6)全生育期同一水分梯度下,AFI处理产量最高,为62386.1 kg·hm-2,比CFI和FFI处理产量增加4 447 kg·hm-2和20 973 kg·hm-2,各处理间产量差异达显著水平。     

干旱区不同地下水埋深膜下滴灌灌溉制度模拟研究

通过在新疆巴州灌溉试验站进行的膜下滴灌棉花灌溉制度试验,得出了适合当地的常规滴灌制度。为进一步研究浅层地下水对灌溉的补偿效应,利用Hydrus软件对不同地下水埋深下膜下滴灌棉花生育期耗水量进行了模拟。通过引入关键点土壤含水率的概念,提出了膜下滴灌棉花受水分胁迫的标准。结果表明：地下水对棉花的耗水具有一定的补偿作用,地下水埋深越浅,则所需的灌溉定额越小。当地下水埋深小于1.5 m时,滴灌定额为3 300 m³·hm^-2;当地下水埋深为2.0 m时,滴灌定额为4 500 m³·hm^-2;当地下水埋深很大而对作物根区没有补给时,棉花完全依赖于灌溉所需的滴灌定额则为5 550 m³·hm^-2。考虑到干旱区内具有较高的潜在蒸发势,会导致土壤的次生盐渍化,从而危及作物的生长,1.5～3.0 m的地下水埋深是灌区内较理想的水位区间。     

地埋滴灌对紫花苜蓿耗水、产量及水分生产率的影响

为了探索地埋滴灌紫花苜蓿的最佳灌水量和滴灌带埋设深度,采用田间试验设置15.0、22.5 mm和30.0 mm三种灌水水平与10、20 cm和30 cm三种滴灌带埋设深度处理,研究灌水量、滴灌带埋深对紫花苜蓿耗水量、产量及水分生产率的影响。结果表明:地埋滴灌紫花苜蓿耗水量、产量和水分生产率均随灌水量的增加而显著增加(P0.01),均随滴灌带埋深的增加先增大(P0.01)后减小(P0.05);总生长季紫花苜蓿总耗水量为400~500 mm,总产量为7 500~12 000 kg·hm~(-2),水分生产率为1.80~2.50 kg·m~(-3)。建议地埋滴灌紫花苜蓿采用滴灌带埋深为20 cm,灌水定额为22.5~30 mm,灌水周期5~7 d的灌溉制度。     

喷灌条件下不同灌溉施肥对玉米耗水和产量的影响

通过野外实测资料,定量研究大型喷灌条件下不同灌水量(3个水平)和肥力(3个水平)处理对玉米耗水规律、产量和水分生产效率的影响。结果表明,拔节期和灌浆期是玉米需水的关键阶段;玉米不同处理在各生育期耗水量在25.63~182.74 mm之间变化,变幅较大。相同肥力处理下,玉米各生育期耗水量总体变化均呈现先升高后降低的变化趋势;相同水分处理下,玉米耗水量、产量随肥力的增加而增加;对比分析发现,产量对水量变化的敏感程度远高于施肥量变化的敏感程度;玉米全生育期总耗水量与玉米产量之间呈现良好的抛物线关系(R2=0.829),耗水量为4 673 m3·hm~(-2)时产量Y值最大,为11 151 kg·hm~(-2)。在同等灌水和施肥条件下,处理SF-9比SF-10(CK)增产8.40%,水分生产效率提高15.0%,其它处理增产7.89%~54.51%,喷灌条件下玉米增产效果明显。