番茄垂向分根区交替控制滴灌室内试验及节水机理

开展了垂向分根区交替控制滴灌番茄试验研究,设中等水分处理和低水分处理的垂向分根区交替控制滴灌、中等水分处理的表面滴灌3个处理。结果表明：垂向分根区交替控制滴灌可以在作物上下根区层形成干湿交替的区域,在适宜水分条件下能够大大降低耗水强度,使耗水过程趋于平缓,有利于控制植株长势、壮大径杆直径,以及增加下层根系的比重与根冠比,番茄产量在无显著下降的情况下可实现节水46.5%。在较高的土壤水分下限条件下适时进行番茄垂向分根区交替控制滴灌能够有效降低设施农业的运行管理费用、增加番茄商品率及实现节约水资源的目的。     

分根区交替滴灌施肥频率对土壤水氮运移及番茄产量的影响

针对目前我国设施蔬菜实际生产过程中水肥调控不合理及水肥利用效率低的问题，本文通过温室试验研究了分根区交替滴灌施肥(ADF)条件下，不同施肥频率对土壤水分养分运移及番茄产量的影响，为番茄高效水肥调控提供理论依据。试验在ADF下设3个滴灌施肥频率处理F3(3 d)、F6(6 d)、F12(12 d)和1个常规滴灌施肥处理作为对照(CK，频率为6 d)。结果表明，在0～40 cm土层，高频滴灌施肥处理(F3)相比于低频处理(F12)生育期内两年平均土壤含水量和无机氮含量分别增加了7.9%和28.3%；在40～60cm土层，F3和F6相比于F12处理，两年平均无机氮累积量分别降低了37.8%和23.0%。与F12处理相比，F6处理两年平均番茄生物量、吸氮量和产量分别显著增加16.9%、15.2%和22.6%，而F3和F6处理之间均无显著差异。在相同施肥量和滴灌施肥频率条件下，F6处理在减少40%灌水量的同时能够保持与CK相当产量。因此，适当提高滴灌施肥频率能够促进番茄生长及产量的形成，ADF较常规滴灌施肥具有较大的节水稳产效果。本研究推荐ADF条件下6d一次的滴灌施肥频率可作为温室番茄生产中较...     

分根区交替灌溉对盆栽甜玉米水分及氮素利用的影响

分根区交替灌溉(APRI)是高效节水新技术,该文通过盆栽试验,研究了不同水肥条件下,3种不同灌溉方式对甜玉米干物质积累、水分和氮素利用的影响。结果表明：在施肥和充分供水条件下,与常规灌溉(CI)相比,分根区交替灌溉节水29.1%,总干物质量和冠干物质量仅分别减少6.3%和5.6%,而水分利用效率和氮肥表观利用率分别提高24.3%和16.4%,这表明分根区交替灌溉的节水节肥效应要与合理施肥和适宜的灌水量相结合才能发挥更好的作用。而部分根干燥灌溉(PRD)由于总干物质量下降太多,水分利用效率和氮肥表观利用率都没有得到提高。     

分根区交替灌溉对土壤水分养分条件及作物生长的影响

分根区交替灌溉技术可充分利用生物学特性,调节作物自身生理活动,降低作物耗水量,达到节约灌水量和提高水分利用效率的目的。综合国内外研究成果,从土壤水分、土壤养分(氮素)、作物生长、产量、品质等方面,论述了分根区交替灌溉提高农田水肥利用效率的机理及其对作物生长的影响,并对将来需要重点研究的方向作了展望,以期为进一步发展和丰富分根区交替灌溉理论和技术提供科学支撑。     

分根区交替灌溉对玉米水分利用和土壤微生物量碳的影响

分根区交替灌溉由于创造了一个土壤水分分布不均匀的环境,从而影响土壤中微生物活性,作物水分和养分利用。为探明这种影响,该文通过盆栽试验,研究了在2种灌水水平(正常灌水W1,70%～80%田间持水率;轻度缺水W2,60%～70%田间持水率)和2种有机无机氮比例(100%无机氮,70%无机氮+30%有机氮)条件下,常规灌溉和不同生育期分根区交替灌溉(分别在苗期～灌浆初期、苗期～拔节期以及拔节期～抽雄期进行分根区交替灌溉(AI),即AI1、AI2和AI3)对玉米干物质积累、水分利用以及拔节期、抽雄期和灌浆初期土壤微生物量碳(MBC),可溶性碳(DOC)含量以及基础呼吸和诱导呼吸CO2释放量等的影响。结果表明,与常规灌溉相比,轻度缺水时,拔节期～抽雄期分根区交替灌溉总干物质质量增加23.2%～27.4%,水分利用效率提高23.3%～26.7%;相同施肥和灌水水平条件下,抽雄期时拔节期～抽雄期分根区交替灌溉土壤MBC增加,但是土壤诱导呼吸CO2释放量降低。与单施无机氮相比,有机、无机氮配施增加玉米干物质质量,在某些水分条件下(W1CI、W1AI1和W1AI2)还提高灌浆初期基础呼吸和诱导呼吸CO2释放量。因此,轻度缺水时拔节期～抽雄期进行分根区交替灌溉可以提高玉米总干物质质量、水分利用效率和微生物量碳。     

分根区垂向交替供水对玉米生长影响的研究

为探索1种新的节水灌溉技术——分根区垂向交替供水的节水增产效应，选用3种不同灌水方式(表面灌、下部灌、交替灌)和不同灌水周期(3 d、5 d、7 d)及不同灌水方式下的相同灌水量组合进行了盆栽玉米对比试验研究。结果表明，垂向交替供水是可行的，相同灌水量条件下交替供水对作物根系的生长有明显促进作用，使根系在土壤垂直剖面分布更为均匀。同时根系活力和吸收功能明显增强，整株作物长势呈现出苗壮根旺的特点。此外5 d的交替灌与3 d的表面灌相比，作物长势明显改善，且节水26%以上；7 d的交替灌与5 d的表面灌相比，作物长势无明显差异，但节水20%以上，而5 d的灌水周期是试验范围内交替灌应用时较为成功的方式。     

基于茎秆直径微变化信号强度监测交替沟灌玉米水分状况

为研究茎秆直径微变化信号强度与交替沟灌玉米水分状况,试验设置常规沟灌处理、交替沟灌高水处理和交替沟灌低水处理,研究了3种处理玉米茎秆直径最大日收缩量(maximum daily shrinkage,MDS)、茎秆直径日增长量(daily increase,DI)与土壤含水率的关系,探讨了以信号强度(指标实测值与参考值的比值)诊断玉米水分状况的可行性,并通过"信噪比"结合水分敏感性对各生育期内MDS信号值(signal MDS,SIMDS)与DI信号值(signal DI,SIDI)适宜性进行评价。结果表明:MDS和DI在不同生育期表现出显著差异(P0.01),易受到气象因素影响,对土壤含水率变化的响应较弱。信号强度可排除气象因素干扰,各水分处理信号值呈现出不同规律,交替沟灌玉米信号值高于常规处理信号值。不同生育期内信号强度与水分敏感性表现出显著差异,拔节期内3组处理SIDI信噪比平均值大于SIMDS,且复水后SIDI信号强度降低幅度平均值(51.44%)大于SIMDS(30.55%),因此SIDI是更适宜的拔节期水分诊断指标;抽穗期内2种指标敏感性和信噪比相差不大,SIMDS与土壤含水率相关性更好,抽穗期应选择SIMDS作为水分亏缺诊断指标。成熟期SIMDS信噪比平均值大于SIDI,复水后信号强度降低幅度平均值(65.12%)大于SIDI(52.78%),SIMDS更适宜作为玉米水分状况诊断指标。该研究可为监测交替沟灌玉米水分技术提供技术支撑。     

烤烟不同生育时期分根区交替灌溉的节水调质效应

为寻找烟田节水调质灌溉方式的理论依据,本文通过盆栽试验研究了两种施肥条件下,不同生育时期分根区交替灌溉（APRI）对烤烟生理特性、水分利用以及主要品质指标的影响。结果表明,APRI能有效地调节气孔开度,降低气孔导度和蒸腾速率,减少其奢侈蒸腾耗水,达到节约灌水量和提高水分利用效率（WUE）的目的。与常规灌溉（CI）相比,不同生育期APRI处理低肥时平均节水10.6%,高肥时平均节水6.1%,低肥时烟叶WUE平均提高2.3%。APRI还可以明显提高烟叶K、还原糖和粗蛋白含量,改善烟叶的内在品质。与CI相比,APRI处理烟叶K和粗蛋白含量,低肥时平均提高19.9%和7.1%;高肥时平均提高29.5%和15.1%,低肥伸根期APRI还原糖含量提高17.6%,烟碱含量降低25.7%。本研究结果表明,低肥时在烤烟伸根期进行分根区交替灌溉是烟叶生产中一种较好的节水调质的烟田灌溉方式。     

分根区交替灌溉对马铃薯水氮利用效率的影响（简报）

分根区交替灌溉已被证实是一种有效节水灌溉技术同时保持作物产量,但有关分根区交替灌溉提高作物氮素利用效率、降低对水土环境的影响机理还不是很清楚。为了探明地下滴灌条件下充分灌溉及分根区交替灌溉（APRI）对马铃薯水氮利用效率的影响,通过田间小区试验,对各处理马铃薯全生育期灌水量、植株体氮素残留、土壤氮素残留及水氮利用效率进行了比较分析。研究结果表明：收获后,APRI处理（E、I、K）与充分灌水处理产量（F、J、L）差异不大,但APRI处理灌溉水利用效率显著高于充分灌水处理（p=0.05）;充分灌水处理不同土层（0～ 30 cm和30～60 cm）土壤中残留硝态氮、矿物质氮较APRI处理高;APRI处理（I、K）作物氮利用效率及农田氮利用效率显著高于充分灌水处理（J、L）（p=0.05）。因此,APRI处理不仅能够显著提高作物的水分利用效率,而且还能显著提高土壤矿质氮的活性,有利于作物对土壤氮素的吸收利用。     

分根交替灌溉下氮形态对番茄苗期光合日进程的影响

本试验以番茄为材料,研究分根区交替灌溉下氮形态对番茄苗期叶片光合日变化规律的影响。试验设置灌溉方式(正常灌溉、交替根区灌溉)以及氮素形态(铵态氮、硝态氮),且交替根区灌溉设置两种灌溉下限(60%或40%田间持水量,θf)。水分处理30d后测定番茄苗叶片光合日进程与叶绿素含量、生物量等的变化。结果表明:(1)与硝态氮处理相比,铵态氮处理有利于苗期番茄生长发育;(2)与正常灌溉相比,交替灌溉处理下植株叶片光合速率、蒸腾速率、气孔导度、叶绿素含量及生物量随灌溉下限不同而有差异,只要交替灌溉水分下限控制适当(60%θf),在节约水分的同时对番茄光合作用与生长的影响不大,但过分的水分胁迫对番茄的生长发育产生不利的影响并最终导致生物量降低。     

根系分区交替灌溉对温室甜椒不同灌水下限的响应

依据2006、2007年两年小区试验,对根系分区交替灌溉条件下温室甜椒生长、产量及水分利用效率对不同灌水下限的响应进行了研究。结果表明：占田间持水量60%的灌水下限（T3）处理甜椒叶片光合速率最大,有效地阻止无效蒸腾失水,水分利用效率最高,占田间持水量70%的灌水下限（T4）处理产量达到最高。对甜椒产量、水分利用效率与灌水下限之间的关系进行回归分析,得出30 cm内当灌水下限为田间持水量的70%左右时,甜椒鲜质量小区产量可达最大值;当灌水下限为田间持水量的65%时,甜椒水分利用效率有最大值。综合考虑节水、增产和提高水分利用效率等多种因素,根系分区交替灌溉条件下温室甜椒灌水下限应控制在65%田间持水量左右为宜。     

分根交替滴灌对管栽黄瓜光合作用及水分利用效率的影响

【目的】探讨分根交替滴灌对管栽黄瓜光合作用及水分利用效率的影响机理。【方法】以津优3号黄瓜为试材,设分根交替滴灌(alternate partial root-zone drip irrigation,APDI)、 固定1/2根区滴灌(fixed partial root-zone drip irrigation,FPDI)和传统滴灌(conventional drip irrigation,CDI)3个处理,随机区组排列,研究了不同滴灌方式对黄瓜生长、 光合作用及水分利用效率的影响。【结果】分根交替滴灌(APDI)作物根区的干湿交替能够刺激根系的补偿生长,提高植物的根系活力。固定1/2根区滴灌(FPDI)黄瓜叶片相对含水量、 水势和渗透势都显著低于传统滴灌(CDI),而细胞汁液浓度显著高于其他两个处理,说明FPDI在一定程度上影响了黄瓜对水分的正常吸收和转运,抑制其正常生长。与CDI相比,APDI显著降低了黄瓜叶片净光合速率和蒸腾速率,却显著提高了水分利用效率。APDI处理的PSⅡ有效光化学量子产量(Fv/Fm)与CDI相比差异不显著,但较FPDI显著升高。FPDI处理的非光化学猝灭系数(NPQ)显著高于其他两个处理,说明固定一侧根系的干旱胁迫导致PSⅡ吸收的光能用于光化学反应的份额显著减少,从而使得光反应的能力和效率降低,过剩光能的热耗散显著增加。另外,APDI和FPDI虽然都不同程度地减少了耗水量和渗漏量,但FPDI黄瓜生长和光合作用均受到严重抑制,因此不适用于设施黄瓜的节水灌溉,而APDI处理在节水的同时能保证黄瓜正常生长及适宜的光合作用。【结论】分根交替滴灌(APDI)可作为设施节水高效灌溉的一种灌溉模式,具有广阔的应用前景。     

分根交替膜下滴灌条件下南疆棉花耗水特性与生长特征

该文以棉花为供试材料,研究了2种不同膜下滴灌（分根交替膜下滴灌和全根区均匀膜下滴灌）在3种不同灌水量（3750、4500、5250 m3/hm2）条件下南疆膜下滴灌棉花的耗水特性、生长状况（株高、根长等）以及水分利用效率。结果表明,分根交替膜下滴灌在中等灌水量（4500 m3/hm2）下干旱区棉田土壤水分的垂向最大湿润深度达50 cm多,土壤水分水平最大湿润半径为40 cm左右,其中覆膜中间点土壤含水率最大,其次是覆膜边缘,而在棵间裸地中间点土壤含水率最小。土壤平均含水率在棉花全生育期内有着上升的趋势,在2种滴灌模式下,棉花株高和根长随灌水量的增加而增高。当灌水量一定时,不同灌水模式对株高和根长的影响不明显,棉花株高和根长在分根交替膜下滴灌模式下其生长量受灌水量的影响要大于全根均匀膜下滴灌模式。相比全根均匀膜下滴灌,分根交替膜下滴灌抑制了棉花蒸腾速率,即分根交替膜下滴灌通过减少棵间蒸发和作物蒸腾耗水来提高了棉花的水分利用效率,这对实现干旱区滴灌棉田节水高产高效具有重要意义。     

不同根区交替滴灌方式对赤霞珠葡萄幼苗根冠生长的影响

为探讨不同根区交替滴灌供水模式对赤霞珠葡萄幼苗生长的影响,筛选出适合中国干旱区酿酒葡萄生产的最佳滴灌供水模式和方法。该研究以酿酒葡萄品种赤霞珠(Vitis vinifera L.‘Cabernet Sauvignon’)为试验材料,分别测定左侧地下穴贮滴灌,右侧地表滴灌(SDI-DI)、两侧地下穴贮滴灌(SDI-SDI)、左侧地表滴灌,右侧地下穴贮滴灌(DI-SDI)、两侧地表滴灌(DI-DI)4种根区交替滴灌处理对赤霞珠葡萄幼苗根冠生物量、根系分布、根系活力及叶片生理功能的影响。结果表明:同一灌水条件下SDI-SDI、DI-SDI、SDI-DI能保持根冠比在较适宜水平(1~1.3),DI-DI所受胁迫较大,根冠比增加,植株正常生长受到限制;根系水平分布上DI-SDI与SDI-DI根区左侧与根区右侧根量指标差异较大,DI-DI与SDI-SDI根区左右两侧根量指标差异较小,其中DI-SDI根区右侧根量指标分别比根区左侧高13.3%、10.5%、14.0%、22.1%;根系垂直分布上一侧为SDI的根区交替滴灌能促进根系下扎,提高土层深度20~60 cm处根系的根系活力,其中根区右侧SDI-SDI与DI-SDI处理根表面积、根体积在土层深度20~40 cm处分布最多,根表面积分别占右侧根总表面积的48.8%、49.2%,根体积分别占右侧根总体积的47.5%、46.3%;灌水量一定的条件下,灌水侧为SDI的根区交替滴灌能有效维持同一灌水周期内地上部叶片光合性能的稳定,保持叶片瞬时水分利用效率在较高水平,适宜降低表层根量增加深层根量可提高植株叶片的净光合速率和蒸腾速率。综合生产成本、田间实际操作与植株根冠生长差异,该试验条件下采用一侧地表滴灌、一侧地下穴贮滴灌的根区交替滴灌供水模式为最佳处理。     

果树根系分区交替灌溉研究进展

通过对国内外分根区交替灌溉研究成果分析,综述了一种既能满足果树水分需求,又能控制植株长势、减少“奢侈”蒸腾、改善果实品质的果园节水灌溉新技术——果树根系分区交替灌溉,阐明了其理论体系和节水优产机理,概述了与该技术有关的部分根区干燥技术研究现状和存在的问题,提出了几种适合在果园应用的根系分区交替灌溉技术实施模式并对其可行性进行了探讨。分析了果树根系分区交替灌溉技术的应用前景和需要进一步研究的问题。