灌水量和滴灌系统运行方式对番茄根系分布的影响

通过日光温室内的田间试验,探讨了膜下滴灌灌水施肥过程中不同灌水量和运行方式对番茄根系生长发育的影响。结果表明,先施氮处理(S1)的整根根长大于先灌水处理(S2),而根表面积、根平均直径、根体积和根干质量都小于先灌水处理,且S1运行方式导致根长增加主要是由于增加了直径小于1mm根系的长度,S2运行方式导致根表面积和根体积增加主要体现在直径大于1mm的根系上;番茄约95%以上根系主要集中在0~20cm土层,且随着土层深度的增加,根系密度呈指数变化下降。S2运行方式优于S1运行方式,灌水过高或过低都不利于根系的生长发育;先灌水后施肥时,总灌水量为1 600m3/km2是最佳的水氮管理模式。     

不同灌水量和秸秆还田量对玉米根系特性及产量的影响

通过对玉米根系总根长、根表面积、平均根直径、根干重及玉米产量分析,以秸秆不还田为对照,研究两种灌水量3个秸秆还田量对玉米根系特性及产量的影响。结果表明,灌水和秸秆还田均利于玉米根系生长与产量形成,成熟期根系总根长、根表面积、根干重随着秸秆还田量的增加而增长;350 mm灌水量处理下秸秆还田3 000 kg/hm²,450 mm灌水量处理下秸秆还田6 000 kg/hm²玉米产量优势明显。     

滴灌条件下鲜食葡萄红地球合理灌水量研究

通过田间试验和室内分析,探讨了不同灌溉定额对鲜食葡萄红地球生长发育及产量、品质的影响,明确了滴灌条件下红地球葡萄在风沙土产区的合理灌水量。结果表明:红地球葡萄滴水4 500m~3/hm2~能够提高果实的总糖、降低果实的总酸,提高水分利用效率,但促产效应不明显;滴水7 500m~3/hm~2时,葡萄长势较明显,能够提高果实的Vc和可溶性糖含量,但总酸含量同时升高,品质有所降低;滴水量6 000m~3/hm2~时,红地球葡萄产量最高达到29.55t/hm~2,对灌水量与红地球葡萄产量进行模拟,计算4a生红地球葡萄的最高产量灌水量为Nmax=6 173.7m~3/hm~2。     

玉米覆膜滴灌对土壤含水率的影响

通过田间试验,探讨玉米各生育期覆膜滴灌与非覆膜滴灌条件下土壤含水率变化情况。结果表明:不同滴灌方式下土壤含水率会发生明显变化;在玉米全生育期内,覆膜滴灌方式下0~60 cm土壤含水率变化趋势要好于非覆膜滴灌方式,适合在辽宁地区推广。     

滴灌玉米根系生长动态对灌水量响应的试验研究

通过连续2年的盆栽试验,设置100%ET_c,75%ET_c和50%ET_c(作物需水量)3个灌水水平,分析了滴灌不同灌水水平对土壤水分、根系生长动态分布的影响.结果表明,玉米根长密度随土壤深度和距滴头水平距离的增加均逐渐减小;玉米根长密度随着生育期的变化而变化,拔节期根长密度最小,抽穗灌浆期达到峰值,成熟期后期根长密度有所降低.拔节期各处理垂向根长密度差异较小,抽穗灌浆期处理75%ET_c0~40 cm土层根长密度分别比处理50%ET_c和100%ET_c高8%和26%;成熟期处理50%ET_c0~60 cm土层根长密度最大,分别比处理75%ET_c和100%ET_c高51%和40%.拔节期和灌浆期处理50%ET_c和75%ET_c水平方向根长密度均比处理100%ET_c高29%;成熟期处理50%ET_c水平方向根长密度最大,分别比处理75%ET_c和100%ET_c高52%和40%.     

秸秆深埋下灌水量对土壤水盐分布与夏玉米产量的影响

为探究秸秆深埋下土壤水盐分布与夏玉米产量对灌水量的响应,于2017年和2018年在河套灌区进行了秸秆深埋下单次灌水定额60 mm(W1)、90mm(W2)、120mm(W3)3个处理及常规135 mm为对照(CK)处理的大田试验.结果表明:秸秆深埋下耕作层含水率随灌水量的增加先增后减,成熟期W1处理的两年平均含水率较C...     

不同滴灌方式下咸水灌溉对棉花根系分布的影响

通过大田试验研究了不同滴灌方式利用咸水灌溉对棉花根系分布的影响。结果表明,2种滴灌方式下土壤中的水分和盐分在1 m土体内随土壤深度的增加和咸水浓度的增加而增加,且由于滴头的洗盐作用,地表滴灌和地下滴灌方式下土壤中的水盐分布深度均有所下移。正是由于水盐在土壤有这样的分布特征,2种滴灌方式下不同盐度咸水灌溉后,作物不仅可以感受到变化了的环境信息,而且自发地改变结构形态、空间构型,即增加根长、根干重、根半径以及根表面积,对盐胁迫做出适应性的根系形态变化。     

覆膜和灌水处理下土壤水分动态与玉米生长模拟研究

采用作物模型模拟作物生长过程和产量,是应对气候变化和人类活动的影响、实现农业节水增产的重要途径。覆膜和节水灌溉技术在我国西北旱区农田应用广泛,本研究基于覆膜增温对气积温的补偿效应以及覆膜和冠层截留对降雨入渗的影响对Aqua Crop模型进行了改进,使其适用于我国西北旱区覆膜制种玉米的模拟。利用2017年石羊河流域制种玉米的实测数据对改进模型进行了率定与验证,并模拟预测了未来气温升高和覆膜比变化情景下作物产量及水分利用效率(WUE)的变化规律。结果表明:改进的Aqua Crop模型能很好地模拟制种玉米生长发育阶段和冠层覆盖率,各处理冠层覆盖率的模拟值与实测值之间的R~2均不小于0.95,RMSE为3.9%~10.1%,NRMSE为4.9%~15.3%。而在1m土层贮水量的模拟上,各处理R~2在0.60~0.92之间,RMSE在9.5~17.1 mm之间,NRMSE处于4.4%~8.9%之间。改进的Aqua Crop模型在模拟不覆膜高水M0W1和M0W3处理的制种玉米干物质累积量、产量上模拟效果较差,其他处理的干物质累积量的R~2不小于0.98,RMSE为0.64~1.66 t/hm~2,NRMSE为9.9%~16.7%,产量的相对误差(RE)为-13.3%~4.5%,WUE则表现为除M0W1处理外,其他处理模拟效果较优,RE为-23.9%~18.1%。未来气温升高对作物产量及提高水分利用效率产生不利的影响。覆膜条件下,增温1.6℃和3.3℃分别比在实际温度下减产12.8%和20.7%,WUE降低3.0%和2.1%。不覆膜条件下减产率分别为13.9%和25.1%,WUE分别降低3.8%和7.6%。覆膜比例为50%时,可在保证产量的同时,提高水分利用效率,达到增产节水的效果。     

滴头流量和灌水量对滴灌土壤水分运动的影响

滴头流量和灌水量对于滴灌系统的设计具有非常重要的实际价值。通过室内试验,对不同土质、不同滴头流量情况下滴灌土壤水分运动进行了室内试验研究。结果表明,砂土条件下,滴灌湿润体呈现越来越"尖"的直立半椭球体,滴头流量的增大会使垂直湿润锋的运移更加显著。轻壤土条件下,滴灌湿润体基本上一直呈现为平卧的半椭球体,逐渐变成半球体。滴头流量的增大会使水平湿润锋的运移更加显著。在灌水量一定的情况下,滴头流量的增加在砂土条件下会加快水分在垂直方向的运移,在轻壤土条件下则会加快水分在水平方向的运移。     

覆膜和灌水量对农田水热动态和制种玉米生长的影响

覆膜和节水灌溉是我国西北旱区应对水资源短缺、提高作物水分生产率的主要措施。为了探索覆膜与灌溉制度对农田水热和制种玉米生长的综合影响,揭示农田耗水及水分利用效率的变化规律,于2017年在中国农业大学石羊河流域农业与生态节水试验站进行了制种玉米田间试验,设置覆膜与水分2个控制因素,覆膜分别为完全覆膜(M1)与不覆膜(M0)2个水平,水分设置W1、W2、W3、W4和W5 5个水平,分别为当地传统灌溉定额的100%、85%、70%、55%和40%,灌水方式为滴灌,共10个处理。结果表明:相同灌水条件下覆膜相对于不覆膜处理,可减少棵间蒸发,增高生育前期土壤温度,使株高和叶面积指数的增长速率高于不覆膜,提前7~10 d达峰值,增产达6.5%~44.6%,水分利用效率提高16.9%~50.4%。但覆膜可阻滞降雨入渗,以单次典型降雨32.4 mm为例,覆膜较不覆膜降雨入渗百分比降低22.4%。相同覆膜条件下,土壤贮水消耗量随着灌水量的减少而增多,因此土壤贮水量随着灌水量的增加而增加。灌水量越多,制种玉米株高、叶面积指数和最终干物质累积量越高,而水分利用效率则越低。覆膜条件下,W1处理产量最高,W3次之,且两者之间无显著性差异,水分利用效率则为W5处理最高,W3次之。M1W3处理可以在保证较高产量的同时,水分利用效率较MIW1提高17.6%。综上,在当地制种玉米生产中,虽然覆膜可能减少地表降水入渗,但可以使生育期提前、减少棵间蒸发,对于节水增产有一定的促进作用。     

滴灌对塔里木灌区骏枣根系分布的影响研究

以期为确定塔里木灌区骏枣灌水量、施肥方式、越冬防寒、采样区域等提供科学依据,采用整树挖根和环状壕沟分层相结合方法观察滴灌条件下骏枣根系的分布规律。结果表明,垂直方向上根系全部分布在地表以下50cm土层中,90%以上根系主要分布在0～40cm土层中,其中10～40cm土层根系约占总量的80%以上;水平方向根系全部分布在距植株80cm土层中,80%的根系主要分布距植株60cm以内的土层中,其中距植株40cm以内土层中根系占全部根系数量60%以上。因此得出,滴灌条件下骏枣根系分布较集中,但不呈对称性,有明显的向水、向肥生长特性,根系分布较浅,应注意防冻减灾。     

河套灌区膜下滴灌促进玉米生长及氮素吸收

试验选取河套灌区地下水滴灌(D)、地下水畦灌(J)、黄河水畦灌(H)三种灌溉模式,对不同灌溉模式下的玉米生长、产量、氮素利用进行比较分析,以期为河套灌区大面积推广膜下滴灌水肥一体化技术提供依据。试验结果表明:对于不同灌水模式,整个生育期内玉米生长指标(株高、叶面积指数、干物质量)均表现为:DJH;膜下滴灌较地下水畦灌、黄河水畦灌显著提高玉米产量11.68%,15.60%,氮肥利用率提高41.03%、77.19%;对干物质积累的Richards方程解析表明,采用地下水滴灌可以较快达到干物质积累的最大速率,能显著延长玉米干物质累积时间,从而提高玉米干物质量。研究表明,滴灌"少量多次"的灌水施肥方式能够提高了氮肥利用率,增加肥料氮所能生产的作物籽粒产量,促进玉米对氮肥的吸收利用及向籽粒的分配,有效协调玉米籽粒产量和氮肥利用率的关系。     

不同施氮量下覆膜滴灌玉米相对根长密度模型研究

为探明施氮量对宁夏引黄灌区覆膜滴灌玉米根长密度(RLD)的影响,设置5个施氮水平和1个对照(CK,不施氮与不覆膜)进行试验,测定玉米RLD,建立不同施氮量下相对根长密度(NRLD)模型,并加以检验。结果表明:不同施氮处理的玉米RLD分布区域均随土层深度的增加而减小,且大部分集中在0～20 cm土层;随着施氮量的增加,RLD分布区域明显扩大; NRLD分布满足三阶多项式函数模型,模拟曲线的决定系数R2为0.951,模型检验结果R2为0.845,均方根误差(RMSE)为0.248,拟合效果好,但该多项式模型不能保证NRLD在相对取样深度Zr为1时达到0,故对玉米NRLD分布多项式模型进行优化。优化模型验证结果显示,各施氮处理RMSE不大于0.308,CK、N0、N1、N2、N3和N4处理的标准化均方根误差分别为0.242、0.193、0.184、0.226、0.208和0.273,R2分别为0.903、0.953、0.920、0.944、0.962和0.898,具有较高的拟合度,解决了NRLD在Zr=1时达到0的问题。本研究可为宁夏引黄灌区膜下滴灌玉米NRLD分布拟合、根系养分吸收和施肥管理提供理论参考。     

滴灌和畦灌的幼龄核桃树根系空间分布特性研究

采用分层分段挖掘法和扫描分析法对干旱区滴灌和畦灌方式下核桃树根系总根长、有效根系的空间分布规律进行了研究。研究结果表明:1在水平方向上滴灌和畦灌核桃树根系主要分布在0~120cm范围内,滴灌占总根系分布的90.1%,畦灌占总根系分布的89.2%;在垂直方向上滴灌核桃树根系主要分布在0~90cm范围内,占总根系分布的90.6%,畦灌核桃树根系主要分布在0~120cm范围内,占总根系分布的85.7%。2畦灌核桃树有效根系在水平方向上随距离增加而递减的规律分布,在垂直深度分布上呈现出先随深度的增加而增加,在深度为110cm左右处出现峰值之后又随深度增加而减小的规律。滴灌有效吸水根根长在水平距离70cm和垂直深度70cm处为分布密集区。在距离树干水平距离70cm和垂直深度70cm附近的根区,应作为核桃树水肥管理的重点区域。     

基于Feddes模型的干旱区滴灌幼龄枣树根系特征数值模拟

研究滴灌幼龄枣树根系密度分布与吸水特征,能够为制定枣树灌溉制度、提出丰产与节水相协调的田间水分管理模式提供重要参考。以幼龄期滴灌枣树根系为研究对象,采用剖面挖掘和分层取样法采集枣树根系,利用Delta-tcan软件对枣树吸收根的根长进行分析。结果表明:实测根系密度函数与线性函数的拟合度最优,模型相关系数为0.907,通过了显著性水平为0.01的相关性检验,平均相对误差为8.32%,均方根误差为0.206mm/cm3;线性函数下的土壤水分模拟值和实测值的误差值也相对较小,其最大相对误差为2.85%,平均相对误差为1.83%,均方根误差为0.238。     

辽西北地区玉米适宜滴灌方式研究

为了探讨辽西北地区适宜的玉米滴灌方式,采用田间小区试验,研究了覆膜与非覆膜2种滴灌条件下土壤含水率、土壤温度、玉米生长性状、灌溉水利用效率及经济效益变化规律。结果表明,覆膜滴灌可有效地保持土壤计划湿润层内的土壤水分,减少灌溉水量,提高土壤温度,加速生育进程,增加每穗粒数和百粒质量进而提高玉米产量,显著提高了灌溉水利用效率,增加了经济效益。因此,覆膜滴灌更适合在辽西北推广。     

不同灌水定额对膜下滴灌玉米生长指标及产量的影响

为探明膜下滴灌玉米产量和不同灌水定额的关系,基于大田试验,对玉米全生育期内测量了株高、基部茎围,记录了灌水情况及产量等指标。试验结果表明:膜下滴灌玉米总体株高、基部茎围、产量随着灌水定额的增加而呈上升趋势,玉米基部茎围在生育后期有下降趋势。处理W5下玉米株高、基部茎围最大,当灌水定额在W5以上不利于玉米生长。因为,一方面处理W6的产量最大,W5和W6对产量无明显差异,另一方面,W5的灌溉水利用系数比W6高且在6个处理中最高,所以当灌水定额大于W5时,单方面增加灌水定额以提高玉米产量的做法是不可取的。经相关性分析,单株有效穗数、灌溉水利用系数对玉米产量呈显著性相关。综合分析后处理W5中是最好的选择。     

膜下滴灌多功能玉米精量播种机的试验研究

半干旱区玉米种植中采用膜下滴灌栽培技术能够达到节水、高产、高效的目的。膜下滴灌多功能玉米精量播种机的成功研制,为今后半干旱区玉米种植时采用膜上播种提供了更先进的农机具。使用膜下滴灌多功能玉米精量播种机可进行膜上播种,变膜下播种的三次机械作业为一次机械作业完成,同时省去二次人工作业。膜上播种具有显著的经济效益、社会效益和生态效益。