调亏灌溉在果树上应用的研究进展

我国果树具有栽培面积大、经济效益高等特点,但其耗水量较大,同时我国又是水资源缺乏的国家,在果树上实行节水灌溉势在必行.本文综述了调亏灌溉的定义、发展及其在果树上的应用和对果树产量、品质等的影响,探讨了调亏灌溉研究中存在的问题,并提出展望.     

玉米调亏灌溉效应及其优化农艺措施

研究表明：玉米苗期调亏,能减少水分蒸腾,提高水分利用效率,结合施肥和密度处理,能调节玉米光合产物积累。使玉米同时达到高产、高水分利用效率的目的,同时对所建数学模型进行双目标联合仿真,获得不同决策目标下的水肥优化方案。     

作物调亏灌溉的适宜时间与调亏程度的研究

作物调亏灌溉是建立在作物与水分关系基础上的一种节水高产灌溉技术。根据陕西长武、甘肃民勤等地的田间试验资料分析了适度缺水对作物产量的有益效应,表明调亏灌溉的适宜时段应该在作物的早期生长阶段。陕西长武和甘肃民勤小麦和棉花的试验结果表明,其水分亏缺程度可达到田间持水量的45%～50%,而对作物的产量没有不利影响,但可明显提高作物水分利用效率。并且讨论了调亏灌溉目前存在的一些问题。     

调亏灌溉对冬小麦产量和品质及其关系的调控效应

在大型启闭式防雨棚条件下,采用筒栽土培法,以专用型冬小麦(Triticum aestivum L.)为试验材料,就调亏灌溉(regulated deficit irrigation,RDI)对冬小麦籽粒产量和品质性状及其关系的影响进行了试验研究,旨在寻求适宜的水分调亏阶段(时期)和调节亏水度,为建立节水高产优质冬小麦RDI模式与指标提供技术参数。筒栽试验采用二因素(水分调亏阶段和调节亏水度)随机区组设计,冬小麦设置3个水分调亏阶段:返青-拔节(I)、拔节-抽穗(II)、抽穗-成熟(III);每个调亏阶段设置3个水分调亏程度:轻度调亏(L)、中度调亏(M)和重度调亏(S),土壤相对含水率(绝对含水率占田间最大持水率的百分数)分别为60%~65%,50%~55%,40%~45%。结果表明:小麦籽粒蛋白质含量与土壤含水量并非总是呈负相关关系,不同生育阶段控水对蛋白质含量的影响存在明显差异性,小麦蛋白质含量仅与拔节-抽穗期土壤相对含水量呈负相关关系。在小麦拔节以前施加轻度(60%~65%)或中度(50%~55%)水分调亏,籽粒产量、蛋白质产量和氨基酸产量等不会显著降低,甚或略有增产,重度(40%~45%)调亏会导致显著减产;拔节-抽穗期,即使是轻度调亏也会导致显著减产;灌浆期轻度调亏不会导致籽粒和蛋白质产量显著减少,而氨基酸产量略有增加,并且节水效果显著。小麦籽粒产量与蛋白质含量并非总是存在显著的负相关性,在一定条件下可以减弱或改变这种关系;小麦籽粒产量与品质性状间的关系在不同阶段RDI条件下存在显著差异性。据此认为,高产与优质的矛盾并非不可协调,初步证实了RDI提高小麦籽粒品质效应的真实存在和在小麦生产中以水调质的可行性。     

玉米调亏灌溉的后效性

以玉米为试验材料,根据山西省洪洞县2年大田试验结果,研究了玉米苗期调亏处理对后期生理性状及需水规律的影响。结果表明玉米苗期调亏处理能延缓后期叶片和根系衰老,保持较高的光合速率、蒸腾速率和根系活力。复水后拔节期及抽雄期叶片光合速率、蒸腾速率和作物需水量均比对照有所下降,而在灌浆期较高。作物总需水量减少     

调亏灌溉对干旱环境下春小麦产量与水分利用效率的影响

试验研究调亏灌溉对干旱环境下春小麦产量与水分利用效率的影响结果表明,干旱环境下调亏灌溉春小麦拔节~孕穗后土壤水势低于未进行水分调亏的对照,且全生育期比对照多利用土壤水分14.3~66.5mm。调亏处理小麦产量、穗粒数、水分利用效率与充分供水对照间差异显著,并未因土壤水分亏缺而降低,甚至有较大幅度提高。试验条件下春小麦调亏的适宜土壤水分亏缺水平为营养生长期(拔节)重度水分亏缺(45%~50%田间持水量),其他生育期(孕穗、抽穗、灌浆期/生理成熟前)充分供水(65%~70%田间持水量),而最佳调亏灌溉定额为330~350mm。干旱环境下调亏灌溉春小麦产量和水分利用效率与全生育期耗水量间均呈二次抛物线关系。     

棉花调亏灌溉效应研究

盆栽试验研究棉花调亏灌溉效应结果表明 ,棉花苗期为水分亏缺最佳时期 ,土壤含水量应维持在田间持水量的 5 0 %～ 5 5 % ,吐絮期维持在田间持水量的 5 0 %左右 ,蕾期维持在田间持水量的 6 5 %～ 70 % ,花铃期是棉花生长关键期 ,其土壤含水量应维持在田间持水量的 75 %左右 ,适当降低土壤含水量有助于提高棉株蕾铃数量 ,可减少蕾铃脱落。     

棉花调亏灌溉的生理响应及其优化农艺技术

在移动式防雨棚下，采用盆栽土培法和测坑微区试验相结合的方法，分析了调亏灌溉对棉花不同生育阶段蒸腾速率（Tr）、光合速率（Pn）、光合产物积累与分配、经济产量（Y）和水分利用效率（WUE）的影响，盆栽试验采用二因素（水分调亏阶段和调节亏水度）随机区组设计，测坑微区试验采用三因素（水分调亏度、施肥水平和植株密度）正交旋转组合设计。结果表明：适时适度的水分调亏使得Tr明显下降，而Pn下降不明显，复水后光合产物具有超补偿积累，且有利于向经济产品（籽棉）运转与分配。棉花调亏灌溉（RDI）的适宜指标是：苗期轻、中度调亏，0～40cm土层湿度下限为50％FC～60％FC（田间持水量）；蕾期轻度调亏，0～40cm土层湿度控制下限为60％FC；花铃期不宜调亏，0～40cm土层湿度应不低于75％FC；吐絮期可中度调亏，0～40cm土层湿度可控制在50％FC～55％FC。     

冬小麦调亏灌溉制度田间试验研究初报

大田试验结果表明,拔节期为冬小麦水分最敏感的生育时期,其次为孕穗期和抽穗～开花期,而返青～起身期充分供水则造成冬小麦明显减产。拔节期最大调亏程度为0～50cm土层土壤含水量≥田间持水量的65%,过小则导致明显减产;孕穗～抽穗期、抽穗～灌浆前期最大调亏程度为0～80cm和0～100cm土层土壤含水量≥田间持水量的60%;灌浆后期最大调亏程度为0～100cm土层土壤含水量≥田间持水量的50%,由此建立了冬小麦调亏灌溉制度。     

冬小麦调亏灌溉制度田间试验研究初报

大田试验结果表明,拔节期为冬小麦水分最敏感的生育时期,其次为孕穗期和抽穗￣开花期,而返青￣起身期充分供水则造成冬小麦明显减产。拔节期最大调亏程度为０￣５０ｃｍ土层土壤含水量≥田间持水量的６５％,过小则导致明显减产;孕穗￣抽穗期、抽穗￣灌溉前期最大调亏程度为０￣８０ｃｍ和０￣１００ｃｍ土层土壤含水层≥田间持水量的６０％;灌浆后期最大调亏程度为０￣１００ｃｍ土层土     

充分灌与调亏灌溉条件下苹果树微喷灌的耗水量研究

田间试验设置有两个处理：整个生育期以蒸发量的80％灌溉的充分灌处理；6月中旬到7月中旬以蒸发量的40％灌溉，而其它季节恢复以蒸发量的80％灌溉的调亏灌溉处理（RDI）。 试验得出了苹果树微喷灌在上述两种灌溉条件下不同生育期的日均耗水量与蒸发皿系数。与充分灌比较，调亏灌溉处理的产量基本上没有受到影响，而灌水量减少了17%～20％，耗水量减少了10.2%～11.2%，并有效地抑制了枝条生长。     

夏玉米调亏灌溉的生理机制与指标研究

在人工控制试验条件下,采用子母盆栽土培法,以夏玉米为材料进行了调亏灌溉试验研究。结果表明,玉米调亏灌溉是可行的,可以实现节水、高产和高效的目标。适时适度地水分亏缺显著抑制蒸腾速率,而光合速率下降不明显,复水后光合速率又具有超补偿效应,光合产物具有超补偿积累,且有利于向籽粒运转与分配;抑制营养生长,增大作物根冠比,提高了根系传导力,增强了植株抗旱性。玉米节水高产的调亏灌溉指标是：调亏时段为三叶一心—拔节（七叶一心）,调亏度为４５％～６５％的田间持水率（θ_ｆ）,历时２１天;或拔节～抽穗调亏,调亏度为６０％～６５％,历时２１天;平均比对照增产２５．２４％,节水１５．４１％,水分利用效率提高４５．０５％。     

调亏灌溉条件下春小麦玉米间套农田水、肥与根系的时空协调性研究

采用池栽法对春小麦/春玉米间套系统在不同水分调亏水平下,水、肥与根系的时空协调性进行了研究。试验得出:在小麦拔节后期(玉米苗期)以土壤相对含水率(SRW)的50%进行亏缺灌水,可明显提高间作系统总的生产力;间作农田土壤速效磷(Olsen-P)与根密度的垂直分布呈明显递减特性,30%以上的Olsen-P和40%以上的根干重分布在0～10cm土层,而表层含水率常低于10%,水分空间分布与根系和Olsen-P的错位,限制了磷素养分肥效的发挥,通过磷肥深施(20cm土层以下)和玉米苗期的适度调亏灌溉,可促进根系在土壤下层的分布,便于深层根系在中、后期对养分的吸收。速效氮在空间的分布受灌溉的影响很大,生育前期速效氮虽然在表层含量较高,但随生育期的推进,逐渐向下层运移,因此灌溉农田过量施氮或施法不当,将造成氮素随水流失,降低氮肥利用效率。     

内蒙古河套灌区节水潜力的估算

从作物需水量出发，考虑经济需水量、有效降水补给、生育期作物地下水利用量、输水损失、田间损失、无效蒸腾、非充分灌溉系数等因素后，建立了一个节水潜力的理论计算公式，继而利用一个调节因子，求得实际节水潜力。利用此方法对内蒙古河套灌区近、中、远期的节水潜力进行了估算，结果表明，河套灌区远期的节水潜力(灌溉面积100%达到目前的节水灌溉标准，这在今后25～30年时间里完全可以实现)，在不考虑压盐用水的情况下，可达20.02亿m³，约为现状用水量的40%左右。     

调控亏水度灌溉对成龄桃树生长和产量的影响

自1988到1990年,在北京市林业果树研究所桃园17年生的桃树上进行了调控亏水度灌溉法(RDI-Regulated Deficit Irrigation)的试验研究。试验设有3个灌溉水平,即在果实细胞分裂完成后至快速膨大前的一段时间内果实的缓慢生长阶段(RDI期间),分别按80％(对照),40％,20％美国A级皿蒸发量补给。测得的各处理桃树的叶水势情况为:在RDI期间供水量少(处在水应力状态)的桃树,其叶水势较对照低(负的最值大);当RDI结束后各处理同样充分灌水,结果表明,此间曾经受过水应力作用的桃树的叶水势较对照(80％)高(负的量值小)。这种水应力作用的结果表现在对桃树生长量的影响上为:RDI期间,枝条的生长量明显为水势的降低所抑制;而在后期桃果实快速膨大时,经受过RDI的桃树上的果实因水势较高而膨大更快,收获时单果重更大,成熟果实略多,从而提高了产量。另外经受RDI的果树用水量明显减少,从而大幅度提高了水的利用效率。     

中国西北及中亚干旱区绿洲降水年内分配特点与现代节水农业

通过比较分析研究区域多年月平均降水量数据,得出中国西北与中亚干旱区绿洲的降水特点差异较大,中亚地区年均降水量313.2mm,6—9月降水24.3mm,降水系数平均8.07%,水热配合强不同期,冬春季相反;河西走廊等年均降水量110.6mm,6—9月降水79.8mm,降水系数平均72.14%,水热配合强同期,冬春季相反;新疆处于之间。另外,研究区域"山地-绿洲-荒漠系统"各子系统降水量差异很大,但同一季节的降水系数却很近似。上述特点深刻影响着各地的水资源利用决策及农业生产。对于新疆南疆地区而言,更需要根据当地水资源特点选用现代科学技术、加大投入,兴建绿洲农业现代节水型水利工程,结合农业节水技术体系,从"内涵"节水入手提高水资源利用率,增加灌溉面积,提高人均耕地,发展农业生产,实现大范围的科技扶贫,将有利于社会发展、稳定。     

调亏条件下春播蚕豆生长动态及其产量效应

通过大田试验研究了调亏灌溉条件下春播蚕豆的生长动态及其产量效应,结果表明:蚕豆各生育期缺水后株高、叶面积指数、干物质积累量较对照均有较大幅度下降,轻度缺水处理株高较对照最大下降分别为18.3%,21.4%,14.4%,0.4%,各生育期叶面积指数较对照最大下降分别为16.8%,21.7%,13.2%,20.8%,各生育期干物质积累量较对照最大下降分别为22.86%,25.71%,14.14%,10.56%;重度缺水处理各生育期株高较对照最大下降分别为32.3%,15.4%,24.1%,1.99%,各生育期叶面积指数较对照最大下降分别为8.6%,34.8%,34.0%,23.1%,干物质积累量较对照最大下降分别为42.86%,37.14%,28.28%,15.00%。另外随着缺水程度的加剧蚕豆株高、叶面积指数、干物质积累量较对照降低越明显,这种降低趋势不但出现在缺水阶段,而且在后续生育阶段也出现降低趋势。同时蚕豆在拔节期或苗期或花荚期轻度缺水不仅没降低产量,而是增产14.05%,9.09%和8.26%,且节水4.14%,10.92%和5.27%,说明在蚕豆实际生产中应采取苗期轻度缺水,其余阶段为充分灌溉,或拔节...