基于ETgage法对南疆膜下滴灌棉花灌溉制度优化的研究

本研究基于模拟蒸散仪ETgage的方法对南疆膜下滴灌棉田实际蒸散量进行测定,进而制定棉花最优节水的灌溉策略。结果表明:棉田ETgage(G2#)模拟蒸散量与ET_0变化规律几乎一致,表现为显著线性正相关;灌溉定额和灌水频率的增加能够显著提高棉花的各项生长和生理指标;根据不同处理下收获的棉花产量和品质,基于ETgage的最优灌溉方式为以1.0倍的ETgage(G2#)累积蒸散量作为灌溉定额的处理,灌溉频率采用每隔5天灌溉策略,籽棉产量可达7 896.80 kg/hm~2,水分利用效率为1.76 kg/m~3。     

滴灌频率对南疆棉田水分蒸散特征及WUE的影响

[目的]明确不同灌溉频率对南疆滴灌棉田耗水特征及水分利用效率的影响.[方法]在田间设置5个灌水频率(3、6、9、12和15 d/次),研究根区水分调节对南疆滴灌棉田蒸散量(耗水量)、蒸散组分、产量、WUE的影响.[结果]增加灌溉频率能降低苗蕾期的无效耗水比例和花铃期蒸散量,植株生长正常,产量、WUE等均增加.[结论]高频灌溉能降低无效耗水,提升WUE,增产效果显著.     

长沙丘陵区油茶林地土壤蒸发的时空变化

2019年4—9月,采用微型蒸渗仪测定长沙丘陵区油茶林地土壤蒸发量;利用ETgage模拟蒸散仪监测林地局部蒸散量,对比分析长沙丘陵地区土壤蒸发量的时空变化,探讨土壤蒸发随气象因素和土壤含水量的变化关系.结果 表明:长沙丘陵区油茶林土壤蒸发总量约为192.15 mm,日均为1.05 mm;不同空间位置上,阳面、绝对阴面、...     

基于新型超声波稻田蒸散仪晚稻蒸散量的特征分析

【目的】分析晚稻蒸散量日变化、日平均蒸散量、累积蒸散量和典型天气条件下蒸散量的特征, 探讨新型稻田蒸散仪的实际可应性。【方法】采用新型超声波蒸散仪,基于水量平衡法,以双季晚稻为研究对象, 测定 2017—2019 年的晚稻蒸散量。【结果】新型超声波蒸散仪仪数据实采率、有效数据获取率均在 93% 以上, 测定精度可达 0.2 mm,数据稳定性方面可以保证大田观测数据的可用性;分析双季晚稻不同时间尺度的蒸散量 发现,晚稻全生育期内的蒸散量约 466 mm,其中分蘖期的累积蒸散量最大、约 135 mm,拔节 - 抽穗期的平均 蒸散量最大、为 5.4 mm/d,表明晚稻在分蘖期和拔节 - 抽穗期需水量最大;典型天气（雨天除外）晚稻蒸散量 日变化均表现为“Ω”型,以晴天的蒸散曲线峰值最大、为 1.3 mm/h,通过拟合的 R2 和 P 值看,晴天、多云和 阴天蒸散量均呈六阶曲线分布。【结论】开展新型蒸散仪测定田间水稻蒸散量特征值的研究,研讨其适用性, 可以为推广使用低成本、高精度、便捷的新型稻田蒸散量测定仪提供重要参考。     

水分氮素及环境因子对南疆膜下滴灌棉花水分利用效率影响研究

试验研究了不同灌水量(2 850、3 900和4 950 m3/hm2)与施氮量(0、180、270和360 N kg/hm2)条件下南疆膜下滴灌棉花蕾期、花铃期与盛铃期功能叶水分利用效率(WUE).结果表明,在蕾期、花铃期水分与氮素对棉花叶片水分利用效率WUE无显著影响;在盛铃期,WUE显著地受到水分的影响,施氮、施氮与水分的交互作用对WUE无显著影响.在盛铃期时,灌水量为4 950 m3/hm2时的WUE显著高于灌水量为3 900和2 850 m3/hm2,后两者之间的WUE无显著差异.南疆膜下滴灌棉花水分利用效率的大小与棉田冠层环境因子密切相关,其中,温度是最主要的影响因子.WUE与叶片温度、空气温度、空气饱和差、胞间CO2与空气CO2浓度比呈现出极显著的负相关关系、WUE与光合有效辐射PAR呈显著负相关关系,WUE与空气相对湿度、空气CO2浓度呈现出极显著的正相关关系.     

棉田地下滴灌土壤水分变化及需水规律初探

在大田实地观测的基础上,对地下滴灌水分变化、棉花各生育阶段蒸腾量进行测定,同时取棉花根系观察,结果表明:地下滴灌棉田土壤水分变化深度主要在20-60cm;棉花根系分布在10-80cm范围,主要集中在15-50cm,并且有两个明显的根系层;博乐垦区棉花日均耗水量苗期为1.4mm／d,蕾期为2.3mm／d,花铃期为3.8mm／d,絮期为1.5mm／d,并由此制定该地区的灌水制度。     

干旱区膜下滴灌棉田蒸散发研究

对膜下滴灌棉田全生育期内蒸散量及不同生育期日蒸散量的研究,可以为西北干旱半干旱区综合开发利用水资源,制定合理的灌溉制度提供科学依据。采用大型蒸渗计对实际的蒸散量进行测定,结果表明,膜下滴灌棉田全生育期内总蒸发量为438.3 mm,花期日蒸发量达到最大值(4.7 mm),棉花最大耗水时段为6月20日至9月10日,总耗水量265.2 mm,以每次灌水40 mm,约灌水7次,间隔时间8~9 d;土壤深度5 cm时,微型蒸渗计逐日土壤蒸散量大小表现为膜内不封底膜外不封底膜内封底膜外封底,在开孔面积相同的情况下,微型蒸渗计口径越大,蒸发量越小;降水或灌溉以后,棉田的蒸散发以土壤蒸发为主,随着土壤含水量的减少变为棉花蒸腾为主,蒸发量也随之逐渐减小。     

残膜和灌溉水平对绿洲棉田水分时空分布的影响

[目的]探讨不同残膜和灌溉水平下土壤水分的时空分布,揭示残膜量对棉田土壤中水分分布影响,调控灌水.[方法]在连续15 a覆膜种植棉花的棉田设置0、225、450 kg/hm2三个残膜梯度,全生育期设置3 450、4 650、5 850 m3/hm2三个灌溉水平.分别在蕾期、花铃期、盛铃期灌水后第1、3、5d取土测定其土壤含水率,分析不同处理对土壤水分变化趋势、横向、纵向的影响.[结果]土壤水分分布明显受到残膜含量与灌溉量的影响,灌溉量较小时,450 kg/hm2的残膜处理土壤含水率最低且灌水后第1d到第5d土壤含水率下降最多,随着灌溉量增加残膜处理土壤含水率相比对照也有所增加,当灌溉量达到5 850 m3/hm2时,无残膜处理土壤含水率最低.垂直方向上在3 450 m3/hm2灌溉量下,450 kg/hm2残膜处理在各土层土壤含水率均最少,当灌溉量为5 850 m3/hm2时225、450 kg/hm2残膜处理的各土层土壤含水率均大于0 kg/hm2残膜处理,各处理土壤含水率随着土层加深而增加.[结论]不同灌溉水平下不同残膜处理土壤含水率不同,含残膜棉田相比无残膜棉田土壤含水率会随着灌溉量的增加增大,5 850 m3/hm2灌量促进高残膜量棉田水分的均匀分布.     

新疆4 500 kg/hm2超高产棉田光合特性与冠层研究

[目的]研究超高产棉田的光合生理特性及冠层结构,提出超高产光合生理指标,为新疆棉花的超高产栽培提供理论支持.[方法]以陆地棉品系10-108-3为研究对象,以陆地棉品系华棉1号(3 000 kg/hm2)、杂交种07-16(3 300 kg/hm2)高产棉田为对照,对比研究分析蕾期、花期、花铃期等主要生育期超高产棉田的叶面积指数、单叶净光合速率、群体光合速率、呼吸速率、叶绿素含量、平均叶倾角、光合物质积累与分配的变化情况.[结果]与华棉1号、07-16高产棉田相比,10-108-3单叶光合速率在花期、花铃期高于对照,花铃期后光合速率下降趋势较平缓,群体光合速率峰值高于对照,叶面积指数较高且持续期长,主要生育期平均叶倾角明显高于对照,时绿素SPAD值较高,初絮期仍能保持较高的叶绿素含量;群体呼吸速率占总光合的比例在中后期低于对照,超高产棉田干物质积累速度快、积累量大、后期积累速度下降缓慢.[结论]新疆4 500 kg/hm2超高产棉田光合特性与冠层各项指标皆优于高产棉田,干物质积累多,且分配合理.     

陕西渭南抽渭灌区棉田需水规律的研究

冬、春灌的棉田,一般都能满足棉花发芽、出苗和苗、蕾期发育的需水量。春旱年份,高密度棉田、早熟品种先显旱。地膜覆盖有明显的保墒提墒作用。花铃期棉田需水量最大,常年气候条件下,需补充灌水70～80立方/亩,这是增产的关键措施之一。地膜棉田、早熟品种需水高峰期明显提前。吐絮期棉田一般不需灌溉,但个别秋旱年份,初絮期灌溉对创高产有利。在春旱情况下,提倡蕾期蓄水灌溉,但要注意控制徒长。     

水分调控对机采棉土壤水盐运移的影响

【目的】为了探索生育期内水分管理对机采棉田根区土壤水分的调控效应。【方法】在石河子大学现代节水灌溉兵团重点实验室试验基地通过田间人工控水试验重点研究了不同水分处理对棉田土壤水盐、棉花生长、产量等指标的影响规律,试验共设置3个水分处理,各处理重复3次。【结果】机采棉种植模式下W2(蕾期下限为60%,花铃期下限为70%)水分处理棉花根系层(0～60 cm)土层土壤含水率可以达到田间持水率的63.28%,处于适宜棉花生长的含水率范围;土壤盐分观测数据表明,处理W2条件下在保持根区适宜土壤水分的前提下,可以有效淋洗根区土壤盐分,使根区土壤处理脱盐淡化区;籽棉产量为5482.38 kg/hm~2,水分利用效率为1.30 kg/m~3。【结论】机采棉种植模式下生育期灌溉策略可显著调控棉田根区土壤水盐状况,从而改善棉田根区水盐环境,科学合理的灌溉管理可有效提高棉花产量和水分利用效率,本试验条件下W2(蕾期下限为60%,花铃期下限为70%)灌水处理为适宜的水分调控策略。     

水氮互作对石羊河流域春小麦群体产量和水氮利用的影响

【目的】探讨西北旱区春小麦最佳的水氮耦合形式。【方法】在甘肃石羊河流域绿洲区采用田间试验,研究不同生育阶段的水量分配以及氮肥处理对春小麦群体产量和水氮利用的影响。【结果】施氮量、拔节期和抽穗期灌水对干旱区春小麦的产量影响显著;施氮量168 kg/hm2,并于拔节期灌水90 mm、抽穗期灌水70 mm,小麦可获得较高的籽粒产量。水氮对小麦地上干物质累积量的影响与对籽粒产量的影响相似,但抽穗期灌水对地上干物质累积量影响不显著。在施氮量224 kg/hm2、抽穗期和灌浆期灌水均为50 mm的条件下,小麦可获得较高的收获指数。在生产中考虑提高小麦收获指数时,首先应保证较高的籽粒产量。分蘖期和灌浆期灌水均为30 mm时,小麦的水分利用效率高达2.424 kg/m3,但产量降低约45%。施氮量对小麦地上干物质和籽粒氮素累积量影响显著;拔节期灌水90 mm、施氮量168 kg/hm2时,小麦籽粒的氮素累积量最大。【结论】石羊河流域春小麦最优灌水施氮模式为:施氮量168 kg/hm2,全生育期灌水4次,拔节期灌水90 mm,分蘖期、抽穗期、灌浆期均灌水60 mm。     

三江平原寒地稻田蒸散量估算研究

基于非称重式蒸渗仪测定的寒地稻田实际蒸散量,探讨波文比能量平衡法和Penman-Monteith参考作物蒸散-作物系数法(PM-Kc模型)在寒地稻田蒸散量计算中的适用性。结果表明,波文比能量平衡法估算的蒸散量较实测蒸散量偏低9.1%,但总体有较好的相关性(R2=0.87);校正后的PM-Kc模型低估了水稻生长中期和后期的累积ET,但其相对误差均小于10%,而生长初期,PM-Kc模型得到的累积ET比实测的累积ET_a高19.34%,以生长初期为例进一步分析PM-Kc模型与实际蒸散ET_a的关系,展现了随着间隔日数的增加,RMSE、MAE有降低的趋势,一致性系数d有提高的趋势,PM-Kc模型得到的7日平均模拟实际蒸散与实测蒸散数据最为接近。     

种植密度和水氮互作对南疆棉花生长和水氮利用的影响

【目的】研究种植密度和水氮互作对南疆棉花生长、产量和水氮利用效率的影响,为棉田合理密植和水氮优化调控提供技术支撑。【方法】在新疆库尔勒市尉犁县31团进行大田棉花滴灌试验,采用裂区设计,设置种植密度、灌水量和施肥量3个因素,其中种植密度设置2个水平:26万株/hm~2(D_1,当地种植密度,株距10 cm)和32万株/hm~2(D_2,株距8 cm);灌水量设置2个水平:80%ET_C(W_1,ET_C为作物蒸发蒸腾量)和100%ET_C(W_2);施氮量设置3个水平:200 kg/hm~2(N_1)、300 kg/hm~2(N_2)和400 kg/hm~2(N_3)。在生育期(苗期、蕾期、花期、铃期和吐絮期)测定棉花生长指标,收获时统计产量及产量构成要素。【结果】种植密度和水氮交互对棉花生长、干物质累积、产量和水氮利用效率有显著影响,在高种植密度(D_2)下,棉花株高、茎粗、叶面积指数和干物质累积量均随灌水量和施氮量的增加而增加;在低种植密度(D_1)下,各指标随施氮量的增加呈先增后减的趋势。吐絮期棉花株高和茎粗均在低密度高水中氮(D_1W_2N_2)处理下达到最大值,分别为105.33 cm和11.16 mm,较D_1W_2N_1、D_1W_2N_3处理分别提高了10.10%,6.40%和6.69%,3.65%;全生育期内各处理棉花叶面积指数(LAI)和干物质增长量均于铃期达到最大值,D_1W_2N_2和D_2W_2N_3处理的最终干物质累积量较大,但二者之间并无显著差异(P0.05)。籽棉产量、水分利用效率均以D_1W_2N_2处理较大,分别为7 421.0 kg/hm~2和1.50 kg/m~3。在相同种植密度和灌水量下,氮素利用效率(NUE)、氮素吸收效率(UPE)和氮肥偏生产力(NPFP)均随施氮量增加呈降低趋势,以D_2W_2N_1处理的氮素吸收效率最高,为0.77 kg/kg,较产量最高的D_1W_2N_2处理高4.05%,但其产量较D_1W_2N_2下降约7.0%。【结论】综合高产、节肥和水氮利用效率等因素,种植密度26万株/hm~2、生育期灌水100%ET_C(311.98 mm)和施氮量300 kg/hm~2是南疆棉花膜下滴灌施肥管理的最优栽培方式组合。     

北疆棉花膜下滴灌耗水规律的研究

在3种灌溉量(2 850、3 900、4 950m3/hm2 )下研究了棉花膜下滴灌各生育期的耗水量与耗水强度.结果表明棉花的耗水量随着灌量的增加而增大,在北疆滴灌棉花适宜的灌溉量为3 900 m3/hm2,棉花最大蒸散量出现在花铃期,其中开花-吐絮期,耗水量240.96 mm,最大耗水时段为现蕾-吐絮,日均耗水量3.29～4.15 mm.棉花根系主要吸水层在0～60 cm土壤深度,高灌溉量棉花的吸水强度在0～40 cm大于低灌溉量,而在40～60 cm恰恰相反 .高灌溉量下棉花蕾期以前的土壤蒸发强度增大,干物质生产能力并没有相应增加,适当调节蕾期以前的灌溉量可以提高水分的利用效率.     

冬春灌条件下棉田水盐对产量的影响研究

南疆灌区是以棉花为主栽作物的灌溉农业区,土壤普遍含盐量高,且棉花收获至来年春播棉田休闲期长,蒸发返盐明显,采取冬春灌可压盐提墒促进棉花生长发育。然而大定额的冬春灌又使灌区地下水位普遍抬升,土壤次生盐渍化问题日益凸显。为此,本文开展了冬春灌不同灌水定额下棉田水盐变化及其对棉花产量的影响研究。结果表明：各处理生育期灌溉制度相同时,冬春灌总灌溉定额较高的处理,全生育期土壤含水率相对较高;在冬春灌条件下棉田盐分含量呈现以下变化趋势：苗期到蕾期下降,蕾期到花铃期上升,花铃期到吐絮期下降;冬灌2000m。／hm。与春灌1000m’／hm。的组合灌溉定额下增产效果明显,能够确保棉田实现较高产量。     

水分与氮素对南疆膜下滴灌棉花水分利用效率与蒸腾速率的影响

研究了不同滴水量(2 850、3 900、4 950 m3/hm2)与施氮量(0、180、270、360 N kg/hm2)条件下南疆膜下滴灌棉花蕾期、花铃期与盛铃期功能叶水分利用效率WUE与蒸腾速率E。结果表明,在蕾期、花铃期水分与氮素对棉花叶片水分利用效率WUE无显著影响;在盛铃期,WUE显著地受到水分的影响,施氮、施氮与水分的交互作用对WUE无显著影响。在盛铃期时,滴水量为4 950 m3/hm2时WUE显著高于滴水量为3900、2 850 m3/hm2时的WUE,后两者之间的WUE无显著差异。不同处理棉花叶片蒸腾速率E在蕾期均高于花铃期和盛铃期。在蕾期,水分与氮素对蒸腾速率无显著影响;在花铃期,水分对蒸腾速率E的影响达到了显著水平,最高滴水量处理的蒸腾速率也最高,而施氮、水分与施氮的交互作用对蒸腾速率E无显著影响。在盛铃期,最高滴水量4 950 m3/hm2条件下,蒸腾速率E显著地受到施氮的影响,施氮量最高时,其蒸腾速率也最高。南疆膜下滴灌棉花水分利用效率、蒸腾速率的大小与棉田冠层环境因子密切相关,其中,温度是最主要的影响因子。WUE与叶片温度、空气温度、空气饱和差、胞间CO2与空气CO2浓度比呈现出极显著的负相关关系,WUE与光合有效辐射PAR呈显著负相关关系,WUE与空气相对湿度、空气CO2浓度呈现出极显著的正相关关系。蒸腾速率与空气温度、叶片温度、光合有效辐射PAR呈现出极显著的正相关关系。蒸腾速率与空气CO2浓度、胞间CO2与空气CO2浓度比呈现出极显著的负相关关系。     

土壤耕层重构与灌水对棉田水分含量及棉花产量性状的影响

为探明土壤耕层重构与灌水对棉花生育性状及产量的影响,采用随机区组设计,于2015和2016年在河北省农林科学院棉花研究所威县试验站设置5个处理,分别是CK(旋耕),常量底墒水(675m~3/hm~2);T1,旋耕,高量底墒水(1 200m~3/hm~2);T2,土壤耕层重构,高量底墒水;T3,土壤耕层重构,高量底墒水,花铃期超量灌水(1 800m~3/hm~2)模拟涝灾;T4,土壤耕层重构,高量底墒水,中后期不灌水;2016年降雨量偏大,各处理只灌底墒水。调查测定不同生育时期不同耕层土壤水分含量、棉花生育性状和产量性状。结果表明:T1在干旱年份(2015年)能提高籽棉产量,在多雨年份(2016年)增产效果不明显。耕层重构提高棉田土壤20cm以下土层蓄水保墒与缓冲调节能力,在暴雨(模拟)条件下不致形成涝灾,在干旱条件下深层土壤水分上移供棉花生长需求。T2棉花苗期与蕾期生长慢,花铃期生长快,具有明显的后发优势,干旱年份(2015年)与多雨年份(2016年)分别较对照籽棉产量增加27.0%与8.7%,T4处理2年较对照分别增产14.6%与10.1%;T3与T2处理2年产量差异均不显著,表现出较强的耐涝能力。土壤耕层重构是棉田节水增产的有效耕作措施,具有抗旱耐涝作用,可有效提高棉花产量。     

博尔塔拉州膜下滴灌棉田氮肥施用技术研究

[目的]探讨适宜博尔塔拉州滴灌棉区的氮肥施用技术.[方法]通过田间小区试验对滴灌条件下不同质地和不同肥力棉田氮肥施用技术进行研究.[结果]肥力较低的滴灌棉田氮素最佳经济用量为248.6 kg/hm2,最佳经济产量为2 158.9 kg/hm2;肥力较高的棉田氮素最佳经济用量为310.9 kg/hm2,最佳经济产量为2 236.5 kg/hm2.氮肥用量一致的条件下,适量基施有提高产量的作用,肥力较低的砂壤土滴灌棉田以30;作基肥,70;滴施效果最好,按照"前轻、中重、后补"的原则,从盛蕾期到铃期持续滴施对提高铃重、增加铃数进而提高产量有明显的作用;中高肥力的壤土上,集中在盛蕾期到花铃期持续滴施即可满足棉花的需氮要求.[结论]膜下滴灌棉田氮肥用量控制在尿素525.0～560 kg/hm2,可以获得较高的产量和收益.     

华北平原冬小麦农田蒸散动态变化及其影响因子的通径分析

针对华北平原冬小麦麦区,利用中口径蒸渗仪对冬小麦蒸散ET变化规律进行研究,通过通径分析法,确定影响冬小麦农田蒸散的直接和间接影响因子。结果表明：冬小麦全生育期裸地和麦地累积蒸散量分别为136.74mm和326.26 mm,蒸散强度分别为0.59 mm/d和1.41 mm/d。冬小麦越冬期蒸散量最少,仅占全生育期的5.63%,返青期至灌浆期是麦地蒸散量最大的时期,此时期麦地蒸散量为238.77mm,占总蒸散量的73.19%,蒸散强度为2.49 mm/d,相对裸地增加了2.41倍。各发育期蒸散强度表现为拔节期>抽穗开花期>灌浆期>返青起身期>越冬前>成熟期>越冬期。冬小麦日蒸散量变化规律表现为早晚低、中午高的“单峰型”曲线特征。通径分析表明,平均相对湿度、日辐射辐照度和日照时数对麦地蒸散的影响程度最大,日辐射辐照度与日平均气温对麦地蒸散的直接作用最大。