管道均匀移动精准灌溉对夏玉米土壤水分变化及水分利用效率的影响研究

试验于2013年在山东农业大学农学实验站完成,设4种灌水处理方式:无灌水处理(W0)、传统沟灌(W1)、"小白龙"灌溉(W2)以及管道均匀移动精准灌溉(W3)。研究了管道均匀移动精准灌溉较其他3种处理对夏玉米土壤水分动态变化、水分利用效率(WUE)、夏玉米生理特性变化和农田产量的影响。结果表明:W3处理水分利用效率最高,较W0处理提高10.5%,较W1处理提高16.8%,较W2处理提高7.5%;W3处理灌溉水分利用效率最高,较W1处理提高39.2%,较W2处理提高6%,且W3处理的土体贮水量较高,灌水均匀度最好;W3处理下玉米产量为9 758.70kg/hm2,比W2处理高6%,比W1处理高11.4%,比W0处理高22.1%。试验表明,管道均匀移动精准灌溉是实现夏玉米高产、节水的有效手段之一,并能显著提高WUE。     

沟垄集雨系统垄宽对玉米水分和养分利用效率的影响

为探索沟垄集雨模式下不同垄宽对玉米产量及水分和养分利用效率的影响,2019-2020年采用垄沟集雨种植方式,以传统平作(垄宽60 cm)为对照,研究3种沟垄比对玉米叶面积指数、地上生物量、水分利用效率、养分利用效率和产量的影响.研究结果表明垄沟集雨种植方式下,采用60 cm:60 cm沟垄比,两年平均叶面积指数最大,为2.9,较对照增加42.16％;产量最高,为13.13 t/hm2,较对照增加26.37％;水分利用效率最高,为27.15 kg/(hm2·mm),较对照增加42.37％;养分利用效率最高,为N:7.55 kg/kg;P:48.49 kg/kg;K:4.66 kg/kg,分别较对照增加177.57％,142.69％,59.58％.在华北地区,垄沟集雨种植方式下,垄沟比60 cm:60 cm,能够促进玉米增产和水肥高效利用.     

不同铅浓度下水氮调控对小桐子生长的影响

为研究铅胁迫下水氮调控对小桐子生长的影响,采用2种灌水水平(W1:50%FC;W2:75%FC)、3种施N方式(N0:0;N1:300 mg;N2:600 mg)、5种土壤Pb污染水平(Pb1:0;Pb2:500 mg;Pb3:1 000 mg;Pb4:1 500 mg;Pb5:2 000 mg)交互试验对小桐子的生长进行了分析.试验结果表明:在土壤铅质量比达到Pb4后,铅胁迫占据主导地位,无论灌水量和施氮量如何变化,都显著的抑制小桐子幼树的生长和发育;中度水分胁迫抑制小桐子的生长发育,导致生物量降低,水分利用效率下降;高氮处理促进植物生长的同时,降低土壤的有效铅含量,减小铅对小桐子的抑制作用,水分利用效率增加;处理W2N2的小桐子平均水分利用效率分别比W1N0,W1N1,W1N2,W2N0,W2N1显著提高了54.8%,46.2%,38.4%,27.4%,9.8%.由此可见在土壤铅水平≤Pb4时,W2N2水平较其他水平更能提高小桐子生物量、水分利用效率以及植物修复的效率     

蓄水坑灌不同灌水上下限对苹果树叶片蒸腾日变化的影响

在田间试验条件下,以10a生矮化型红富士长富二号苹果树为材料,对不同灌水上下限条件(蓄水坑灌处理T1:田间持水量的80%与60%、T2:田间持水量的90%与70%、T3:田间持水量的100%与80%;地面灌溉对照处理CK:田间持水量的80%与60%)叶片蒸腾及其影响因素的日变化进行研究,并分析叶片水分利用效率对不同灌水上下限的响应。结果表明:不同处理苹果树叶片蒸腾速率日变化特征基本一致,均为单峰曲线且峰值都出现在13∶00,日平均叶片蒸腾速率大小排序为T3>T2>CK>T1;叶片蒸腾速率主要受土壤含水率、气孔导度、胞间CO2浓度、大气温度、叶面温度的影响。叶片水分利用效率日变化呈先降低后升高的趋势,日平均叶片水分利用效率大小排序为T1>T2>T3>CK,且T1与T2、T3、CK都有显著性差异。综合对比知,T1的节水效果最显著。     

小粒咖啡光合特性和抗氧化物酶对有限灌溉和氮素的响应

为了探明云南小粒咖啡水氮高效管理模式,通过温室种植槽小区进行了为期1.5 a的试验,研究4个灌水水平(W_1:充分灌水,W_2:高水,W_3:中水,W_4:低水)和3个施氮水平(N_1:高氮,N_2:中氮,N_3:低氮)对小粒咖啡生长和生理特性的影响.结果表明:土壤贮水量的降幅在灌水周期内先增后减,灌水后第3天降幅最大.灌水对小粒咖啡叶片光合及水分利用效率的影响大于氮肥,水平N_1条件下,与水平W_4相比,其他3种灌水水平在时刻10:00,12:00,14:00,16:00的净光合速率分别提高了19.60%~57.35%,18.06%~94.72%,4.40%~107.62%,2.59%~79.94%.叶片净光合速率和蒸腾速率均随着氮肥的增加呈现先增后减的趋势,叶片水分利用效率随着灌水增加而增大.叶片抗氧化物酶(超氧化物歧化酶、过氧化物酶、抗坏血酸过氧化物酶)活性随着水分减少呈现先增后减的趋势,峰值均出现在水平W_3中;与水平W_4相比,W_3水平下的3种抗氧化物酶分别增加5.01%,97.70%和167.61%,说明水分相对缺乏时,酶活性最强.增加灌水和氮肥都能够提高小粒咖啡株高、茎粗、分枝数、冠幅、叶片数和新枝长度等生长指标.处理N_2W_2下的叶片水分利用效率最大,同时此处理的小粒咖啡生长指标及初次产量也相对较大,因此N_2W_2为水氮高效利用的组合.     

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.     

水盐处理对小桐子生长和水分利用的影响

为研究盐胁迫下小桐子的生长和水分利用,通过水盐处理种植小桐子进行试验.研究采用盆栽试验,共设3种盐分处理(风干土中分别加入NaCl分析纯的质量比为S0:0 g/kg;S1:2.5 g/kg;S2:5g/kg)和3种灌水处理(W1:0.9 L;W2:1.8 L;W3:2.4 L)对小桐子进行63 d的试验处理.结果表明:施盐分处理相同时,与W1和W2水平相比,W3水平小桐子的株高、茎粗、壮苗指数、干物质量和水分利用效率均显著提高(P<0.05).因此,试验中小桐子最优的灌水量为W3.当灌水量为W3时,与W3相比较,处理W3S1促进小桐子的干物质量及水分利用效率显著提高,而处理W3S2的小桐子的干物质量及水分利用效率下降甚微(P>0.05).可见,土壤含盐量较低时,适宜的土壤水分调控有助于提高小桐子的生长和水分利用效率;土壤含盐量较高时,适宜的土壤水分调控有助于提高小桐子的抗盐胁迫能力.     

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.     

全膜双垄沟播条件下施氮量对玉米耗水特性及产量的影响

【目的】探索全膜双垄沟播玉米适宜的施氮量。【方法】以春玉米为研究材料,品种为中地88,设置4个施氮量水平(N0:不施氮;N1:225 kg/hm2;N2:275 kg/hm2;N3:325 kg/hm2),采用田间随机区组试验的方法,测定了玉米在不同生育时期的土壤含水率、株高、叶面积、产量和产量构成因子,计算了玉米的耗水量和水氮利用效率。【结果】玉米全生育期的总耗水量表现为:N3处理N2处理N1处理N0处理,分别为524.7、520.9、496.6、456.7 mm。不同生育时期的玉米株高及玉米叶面积指数,基本上符合随着施氮量的增加而增加的趋势。N1、N2、N3处理的玉米穗长、穗粒数、百粒质量、生物产量、籽粒产量及水分利用效率均显著高于N0、N1处理和N2处理,N1处理和N3处理分别差异显著(p0.05);N2处理和N3处理差异不显著。各施氮处理的氮肥偏生产力表现为:N1处理N2处理N3处理;N2处理的氮肥农学利用效率较N1处理和N3处理分别高52.3%和13.7%,N1、N2、N3处理差异显著(p0.05)。【结论】综合考虑春玉米产量及水氮利用效率等因素,275 kg/hm2为该试验区全膜双垄沟播玉米栽培的最佳施氮量。     

控制性分根交替灌溉对玉米养分吸收的影响

用 PVC管栽试验研究 1 / 2固定灌水、1 / 2交替灌水与均匀灌水对玉米养分吸收的影响。结果表明 :交替供水方式较均匀灌水方式单位耗水量氮利用效率提高 4 .54% ,磷利用效率提高 4 .54% ;节水 2 7.6% ,水分利用效率提高 5.3%。     

不同水肥处理对宁夏枸杞产量及水肥利用效率的影响

为提高宁夏中部干旱区枸杞产量、水肥利用效率及经济效益,研究不同水肥处理对枸杞产量、水肥利用效率的影响.以"宁杞7号"枸杞为研究对象,采用"311-B"D饱和最优设计,分析不同水肥处理对枸杞耗水量、水肥利用效率和经济效益的影响.建立以枸杞产量、水肥利用效率、经济效益为因变量,水肥为自变量的回归模型,计算出各因素最大时对应的水肥用量,利用TOPSIS综合评价方法结合回归分析,确定膜下滴灌下枸杞综合效益最优的水肥施用方案.结果表明,枸杞的耗水量与灌水量呈正比关系,水分利用效率则随耗水量的增加呈降低趋势,水分利用效率最高为0.39 kg/m3,较最低值高41％;中水中肥的T11处理的枸杞鲜重和干重产量最高分别为8436 kg/hm2和2250.3 kg/hm2,同时经济效益也达到最高为24.212万元/hm2,较平均水平高24.16％;中水高肥的T3处理的百粒重最大较T11处理高3.0％,粒度最小较T11处理低12.18％;肥料偏生产力与灌水量和水氮交互有极显著影响,与肥料用量呈反比关系.综合考虑灌水量、氮肥、钾肥对枸杞产量、水肥利用效率及经济效益的影响,兼顾节水节肥,膜下滴灌方式下枸杞的最优水肥方案为:灌溉定额为2324.25～2464.05 m3/hm2,肥料施量(N-P2O5-K2O)为419.85-269.25-330 kg/hm2～486-294-330 kg/hm2.     

隔沟调亏灌溉对冬小麦旗叶生理特性与产量形成的影响

为了解垄栽模式下隔沟调亏灌溉对冬小麦生理生化特性以及产量形成过程的影响及其机理,在移动式防雨棚测坑内进行了试验。试验设置5个处理,即T1(常规畦灌):全生育期计划湿润层土壤含水率控制在65%～75%田间持水率(FC); T2(隔沟交替灌溉,AFI):全生育期1/2交替灌,当土壤含水率下降至(55%～65%) FC区间内,即灌水至95%FC; T3、T4、T5为隔沟调亏灌溉处理:分别在返青-拔节期、拔节-抽穗期、抽穗-灌浆期将土壤含水率控制在(55%～65%) FC,其余生育阶段按T2处理控制土壤含水率。测定冬小麦花后旗叶光合特性指标、脯氨酸含量、可溶性糖含量和产量构成等指标。试验结果表明,常规畦灌方式下冬小麦旗叶具有最高的净光合速率、蒸腾速率,但隔沟交替灌溉处理和隔沟调亏灌溉方式下的各个处理表现出较高的叶片水分利用效率,其中T3在开花期和灌浆期的日均叶片水分利用效率均为各处理中的最大值。各处理的籽粒产量由大到小依次为:T1、T2、T3、T4、T5,与T1相比,T2与T3分别减产1. 98%(P 0. 05)和5. 68%(P 0. 05),但分别节水10. 01%(P 0. 01)和16. 91%(P 0. 01),产量水分利用效率分别提高9. 04%(P 0. 05)和15. 82%(P 0. 01)。本试验条件下,隔沟调亏灌溉方式在返青-拔节期施加适当的水分调亏((55%～65%) FC)是兼顾节水、稳产的最佳处理。     

灌水对滴灌红枣产量、品质及水分利用的影响

为了获得南疆沙区红枣适宜的滴灌灌溉制度,以新疆第一师沙区骏枣为试验材料,考虑灌水量(W1:900 mm,W2:1 050 mm,W3:1 200 mm)和灌水次数(F1:10次、F2:14次、F3:18次)2个因素,设置9个滴灌处理和一个漫灌(CK:1 500 mm)处理进行大田试验,结果表明,灌水量和灌水次数对沙区红枣产量、品质、水分利用效率、土壤水分分布和土壤贮水量均具有一定的影响.灌水量对土层深度100 cm以下土壤贮水量相对100 cm以上影响更加显著,灌水次数主要影响土层深度100 cm以上的土壤贮水量,土壤贮水量垂直变化整体上随着灌水量、灌水次数的增加而增加.红枣耗水量、产量和水分利用效率受灌水量和灌水次数影响均呈规律性变化,1 050mm灌水量各处理产量、水分利用效率显著高于其他滴灌处理;相似产量和品质条件下,滴灌比漫灌节约灌水量30%,有效提高水分利用效率43%.     

资兴市大坪洞采用低压管道输水的节水效应

1　管道使用效应采用低压管道输水的节水方案 ,在大坪洞项目区的使用效应表现为以下十个方面。( 1)利用管道代替明渠输水 ,减少了输水过程中的渗漏与蒸发损失 ,从而达到了节水的目的 ,提高了项目区农业用水的利用率。农用水利用率由过去的 0 .3提高到现在的 0 .8,水的利用效率超过了 1.5ｋｇ ｍ3。项目区年节约用水超过 2 0 0万ｍ3。( 2 )达到了旱涝保收的目的 ,提高了项目区灌溉保证率。项目区农田灌溉保证频率由原来的 75 %提高到了现在的 95 %。排涝渍标准达到 10年一遇 ,项目区做到了旱能灌 ,涝能排 ,排灌自如 ,水旱无忧。( 3)扩大了项…     

青枣荫蔽栽培下微润灌溉对小粒咖啡生长和水光利用的影响

为探索小粒咖啡幼树的水光耦合模式,通过小区试验研究青枣荫蔽栽培条件下微润灌溉压力水头对小粒咖啡根区土壤水分分布、生长和光合特性的影响.设置3个压力水头:低水头(H_1.0:1.0 m)、中水头(H_1.5:1.5 m)和高水头(H_2.0:2.0 m);3个青枣荫蔽栽培程度:无荫蔽(S₀:100%自然光照)、轻度荫蔽(S₁:65%~75%自然光照)、重度荫蔽(S₂:45%~55%自然光照).研究结果表明:微润灌溉压力水头和荫蔽栽培水平对小粒咖啡根区土壤湿润体内水分含量均值影响显著,湿润体剖面面积随着压力水头的增大而增大,而随着荫蔽程度的增大略有减小;压力水头增大,微润灌湿润体内含水率均值与均匀度显著增大,荫蔽程度增大,湿润体及体内含水率均值与均匀度略有减小;与S₀相比,S₁的小粒咖啡株高、茎粗、冠幅和叶片数分别增大20.31%,12.44%,24.45%和52.00%;与H_1.0相比,增加微润灌压力水头使小粒咖啡叶片日均净光合速率、蒸腾速率、光能利用效率和瞬时水分利用效率分别增大22.10%~60.75%,28.02%~70.49%,35.51%~81.65%和26.42%~39.61%,而叶片胞间CO₂浓度减少14.16%~31.32%;与S₀相比,增大荫蔽栽培程度,日均净光合速率和蒸腾速率分别增大12.20%~26.10%和5.37%~26.28%,胞间CO₂浓度减小5.88%~11.97%;S₁下表观光能利用效率和瞬时水分利用效率分别增大15.02%和15.53%,而S₂下分别减小5.88%和11.97%;H_2.0S₁处理的小粒咖啡幼树生长、净光合速率、瞬时水分利用效率和表观光能利用效率显著提高,为适宜的灌溉和青枣荫蔽栽培耦合模式.     

农作物秸秆沼气发酵与直接利用效益比较

通过对农作物秸秆沼气发酵与直接利用效益比较,得出沼气发酵与直接燃烧比较,提高了能量的转换和利用效率,秸秆沼气发酵比直接燃烧能量利用效率提高0.2～0.9倍.沼肥还田使农作物秸秆中的营养元素得到充分利用,减少了化肥的使用量,改善了农业生态系统内部的物质循环状况.对天津市武清区、唐山市丰润区两地所取土壤样品的检测结果表明,长期施用沼肥的土壤有机质含量为2.17%,全氮量0.08%,密度1.189 g·cm-3,孔隙度55%,和施用无机肥的土壤相比,有机质、全氮、孔隙度分别增加0.8%,0.018%,6.3%,密度则下降0.199 g·cm3.另外,常年施用沼肥的土壤中,土壤酶活性增强,土壤理化性状改善.总之,农作物秸秆沼气发酵,无论在能量利用、物质循环还是对生态环境的影响方面都比秸秆直接还田的效益显著.     

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。     

水氮耦合对干热区小粒咖啡产量和品质的影响

为探明干热区小粒咖啡优质高产的水肥管理模式,通过连续2 a大田试验研究旱季4个灌水水平(充分灌水W1和亏缺灌水W2、W3、W4,W2、W3和W4灌水量分别为W1的80%、60%和40%)和3个施氮水平(N1:140 g/棵、N2:100 g/棵和N3:60 g/棵,纯氮量)对小粒咖啡产量、品质及水分利用效率的影响,并通过主成分分析对综合营养品质进行评价。结果表明,与W4相比,提高灌水量可增加干豆产量42.8%~151.0%、生豆中绿原酸含量16.9%~31.5%,水分利用效率随灌水量的提高先增后减,W2的水分利用效率最大。与N3相比,提高施氮量增加干豆产量、水分利用效率、生豆中蛋白质和绿原酸含量分别为32.9%~42.6%、32.0%~45.8%、5.9%~9.7%和7.0%~12.6%,N2的干豆产量和水分利用效率最大。与W4N3相比,提高水氮用量能同时增加干豆产量和水分利用效率,分别增加22.0%~307.5%和18.2%~205.3%。W1N2处理获得2 a的最大均产,为5 587.42 kg/hm2。主成分分析结果表明,W2N2的综合营养品质最优,而水氮不协调会导致品质下降。与W4N3相比,W2N2显著提高干豆产量、水分利用效率和生豆中蛋白质和绿原酸含量,降低粗纤维含量。因此,从优质高产角度考虑,干热区小粒咖啡的水氮耦合模式为W2N2组合。     

分根区交替灌溉对北疆加工番茄生理生长及产量的影响

分根区交替灌溉被广泛应用于园艺作物和农作物中,以达到高效节水的目的.采用桶栽试验,供试加工番茄为当地主栽品种"金番3166",研究了3种灌溉方式(AI,FI,CI)与滴灌覆膜结合,在3个灌水水平(W1:5 850 m~3/hm~2,W2:4 500 m~3/hm~2,W3:3 150 m~3/hm~2)下的加工番茄生理生长及产量变化.结果表明:W1条件下,AI较CI加工番茄生育期末根系干物质质量、产量及水分利用效率分别提高5.95%,16.87%及17.29%;较FI分别提高14.62%,19.77%及8.33%.叶绿素SPAD,F_v/F_m,Q_p,P_n,叶片iWUE最大值均在AIW1处理,Npq最大值在FIW3处理.产量与Pn、根冠比有较好的相关关系.分根区交替灌溉在适宜的灌溉定额下不仅能提高水分利用效率,还能提高叶片叶绿素含量以提高净光合能力,达到增产的目的.综上,AIW1处理是加工番茄高效节水增产的最佳灌溉模式.     

基于熵权-模糊层次分析法的痕灌草莓水肥效应评价

为了评价痕量灌溉条件下水肥耦合处理对温室草莓产量、品质和水肥利用效率的影响,确定最优灌水施肥量.文中采用基于熵权-模糊层次分析法的综合评价指数为应变量、水肥用量为自变量建立预测模型,分析水肥对草莓的影响并计算痕灌条件下温室草莓最优灌水量和施肥量.结果表明:当灌水下限为60.41%、灌水上限为90%、施肥量为N:721.96 kg/hm²,P₂O₅:360.98 kg/hm²,K₂O:721.96 kg/hm²时综合评价指数最大,此时产量为27 008.69 kg/hm²,灌水利用效率为84.48 kg/m³,化肥利用效率15.60 kg/kg.经优化后的痕量灌溉水肥管理模式增产27.26%,灌水利用效率提高22.27%,化肥利用效率提高26.35%.文中构建的预测模型具有较高的可靠性,提出最优水肥管理模式对于温室草莓生产具有指导意义.