南疆无膜滴灌棉花灌溉制度对土壤水分和产量品质的影响

【目的】通过小区试验,探究南疆地区无膜滴灌不同灌水定额对土壤水分、棉花生长和产量品质的影响。【方法】试验设置3个无膜滴灌灌水定额(I_1、I_2和I_3),即36、45和54 mm,并以膜下滴灌I_4(36 mm)作为对照。【结果】无膜滴灌棉花茎粗和株高随灌水定额的增加而增加,但I_4处理对提高棉花茎粗和株高更显著。无膜滴灌棉花土壤含水率在0～60 cm剖面上随灌水定额的增加整体表现为增大趋势,而膜下滴灌处理的土壤水分波动要小于无膜滴灌处理。无膜滴灌棉花随着灌水定额的增加,籽棉产量显著增加,I_3处理的籽棉产量可达7 195.48 kg/hm~2,较膜下滴灌增加了19.54%,且棉花品质最好,但膜下滴灌的灌溉水利用高效率最高。【结论】从棉花生长、产量品质及灌溉水利用效率综合分析,无膜滴灌灌水定额为54 mm时,棉花生长及产量品质较优。     

水盐胁迫对早熟棉花品种“中棉619”幼苗生长的影响

【目的】研究水盐胁迫对无膜种植的早熟棉种"中棉619"幼苗生长的耐盐、耐旱性的影响。【方法】试验在人工气候室内进行,共设置I1(1.0 ET)、I2(0.8 ET)、I3(0.6 ET)3个水分处理,和T1(50 mmol/L)、T2(100mmol/L)、T3(150mmol/L)3个盐分处理,并以1.0ET无盐处理为对照(CK),研究了水盐胁迫对棉花幼苗株高、叶面积、根系生物量、叶绿素量(SPAD值)、光合参数及叶绿素荧光参数的影响。【结果】当灌水定额相同时,棉花幼苗株高、叶面积、SPAD值、根鲜质量及根干质量随含盐量的增加而减小,而当盐分相同时棉花幼苗各项指标随灌水定额的增加呈先增加后减小的趋势;在水盐交互作用下,I2T1处理的棉花株高、叶面积、SPAD值、根鲜质量及根干质量,较CK分别增加了33.74%、29.79%、18.96%、128.70%、28.20%;I2T1处理的棉花光合参数及绿素荧光参数最优。【结论】从棉花幼苗生长及生理指标综合分析,灌水定额为0.8 ET、盐分为50 mmol/L最适于早熟棉种"中棉619"幼苗的生长。     

基于AquaCrop模型的南疆无膜滴灌棉花灌溉制度优化

为探究AquaCrop模型对南疆地区无膜滴灌棉花种植的适用性、寻求最优灌溉制度,以2018—2019年田间实测数据对模型进行校验,并利用校准模型分别模拟2种不同灌水情景下的棉花冠层覆盖度、生物量及产量的变化规律。结果表明：采用AquaCrop模型模拟2019年冠层覆盖度的均方根误差（RMSE）、拟合指数（d）、标准均方根误差（NRMSE）及决定系数（R2）分别为6.03%、0.12、13.08%和0.97,生物量模拟的各参数分别为810kg/hm2、0.93、6.41%和0.80,产量模拟的各参数分别为751kg/hm2、0.84、14.02%和0.87,说明AquaCrop模型可以较好地模拟南疆地区无膜滴灌棉花的生长与产量。基于1960—2019年的气象数据,利用AquaCrop模型对无膜滴灌棉花进行情景模拟：灌水周期相同时,无膜滴灌棉花产量随灌溉定额的增加呈先增加、后减小的变化趋势,总灌水量为7200m3/hm2时产量达到最大值（5398kg/hm2）,水分利用效率（WUE）为0.75kg/m3;灌溉定额相同时,无膜滴灌棉花产量随灌水周期的增加而增加,总灌水量为5400m3/hm2、灌水周期为5d时,产量达到最大值（5315kg/hm2）、WUE为0.98kg/m3。研究表明,灌水周期5d、灌溉定额540mm的灌溉制度可保证无膜滴灌棉花具有较高的产量和水分利用率,可作为无膜滴灌棉花的参考灌溉制度在南疆地区推广应用。     

干旱区不同灌溉方式下棉花生长与水分利用研究

通过田间试验,研究不同灌水方式(膜下滴灌、地下滴灌与微润灌溉)和水分处理对棉花生长与水分利用的影响,结果表明:在单株叶面积方面,膜下滴灌﹥地下滴灌﹥微润灌溉,分别为0.79m2,0.7m2与0.57m2;地上部干物质积累量以膜下滴灌最大(55.3g),地下滴灌次之(38.16g),微润灌最小(18.3g);棉花根冠比,微润灌(0.6)>地下滴灌(0.52)>膜下滴灌(0.28);作物产量以膜下滴灌最大(3810kg/hm2),微润灌最小(3135kg/hm2),地下滴灌介于二者之间(为3720kg/hm2);从水分生产效率来看,微润灌高达1.43kg/m3,膜下滴灌和地下滴灌分别为0.82kg/m3和0.8kg/m3.研究结果对于指导当地棉花产业节水灌溉技术发展具有重要参考价值.     

不同残膜量对土壤环境及玉米生长发育的影响

为探究不同农田残膜量对土壤环境及玉米生长发育的影响,采用盆栽试验方法,设置T0(0)、T1(90 kg/hm2)、T2(180 kg/hm2)、T3(360 kg/hm2)和T4(720 kg/hm2)5个残膜水平,研究不同残膜量对玉米主要生育期生物量、土壤水分及抗逆性指标的影响,首次提出根重比概念,并采用Logistic生长模型定量分析不同残膜量对玉米不同生育期株高的影响。结果表明:残膜导致收获后各处理土壤容重较对照(T0)增加2.03%~5.41%,土壤孔隙度降低2.36%~6.76%,土壤水分下渗速度减慢;残膜量与玉米株高呈负相关关系,T0株高较T1、T2、T3、T4提高了10.40%~35.22%;玉米生育前期的根系干重、根重比、地上部干重受残膜量影响显著;残膜使玉米植株生长发育受到胁迫,残膜量越大,叶片中脯氨酸和丙二醛含量越高。可见,农田残膜通过增大土壤容重,降低土壤孔隙度,从而阻碍土壤水分入渗,减弱土壤保水能力,进而胁迫玉米的生长发育。     

灌水频率对膜下滴灌土壤水盐分布和棉花生长的影响研究

新疆是我国最严重干旱区之一,也是我国最大的优质棉花生产和出口基地,棉花种植面积达101.2万hm2。目前仅新疆兵团已推广棉花膜下滴灌面积25万多hm2,占我国微灌面积的2/3以上。棉花膜下滴灌在不同的土壤含盐量条件下,灌水频率对土壤水盐运动和棉花生长的影响。试验结果表明:在灌水量相同的情况下,高含盐量土壤花铃期高频灌溉与低频灌溉相比,棉花增产28%,而对于低盐土,灌溉频率对产量没有显著影响。     

吉林西部玉米膜下滴灌耗水特性研究

利用2014年吉林省通榆县玉米膜下滴灌灌溉定额对比试验资料,计算了玉米各生育期耗水量,研究了玉米全生育期耗水规律,分析了不同灌溉定额对膜下滴灌玉米灌溉水生产率及产量的影响,从而确定了不同种植模式下膜下滴灌玉米最佳灌溉定额。结果表明:不同灌溉定额下膜下滴灌玉米耗水规律基本相同,灌浆期耗水量最高,成熟期最低;从产量角度看,轮茬倒作种植模式下膜下滴灌玉米最佳灌溉定额为1 031.86m3/hm2,全覆盖种植模式下膜下滴灌玉米最佳灌溉定额为1 394.46m3/hm2;从灌溉水生产率角度,轮茬倒作种植模式下膜下滴灌玉米最佳灌溉定额为990.32m3/hm2,全覆盖种植模式下膜下滴灌玉米最佳灌溉定额为1 347.07m3/hm2。     

不同灌溉定额及施氮量对西瓜产量及水分利用效率的影响

针对宁夏干旱地区水资源贫乏,作物产量低的问题,采用膜下滴灌灌水和施肥的方式种植西瓜,研究不同灌溉定额及施氮量对西瓜生长、产量和水分利用效率的影响。试验结果表明:灌溉定额900 m3/hm2、施氮量225 kg/hm2的处理条件下茎粗最大为7.45 mm、产量最大为43.80t/hm2、水分利用效率为24.01 kg/m3;灌溉定额900 m3/hm2、施氮量300 kg/hm2的处理条件下株高最大为254.7 cm。综合考虑茎粗、株高、产量、水分利用效率和经济效益等多种因素,最优处理为T5(灌溉定额900 m3/hm2、施氮量225 kg/hm2),该处理最高产量可达43.80t/hm2,取得的经济效益最大。该研究结果能够为宁夏干旱地区节水种植西瓜提供理论依据和技术指导。     

不同灌水条件下施氮量对滴灌夏棉冠层指标的影响

[目的]揭示施氮量对滴灌夏棉冠层指标的调控作用。[方法]设置3个灌水水平(滴灌,灌水定额30、22.5、15mm,分别记为I1、I2、I3)和5个氮素水平(0、60、120、180、240kg/hm2,分别记为N0、N1、N2、N3、N4),研究了不同灌水条件下施氮量对株高、叶面积指数、叶片含氮量和比叶重的影响。[结果]I2条件下,株高和叶面积指数随施氮量增加呈不断增加趋势,施氮量为240kg/hm2时达到最大。I1和I3条件下,增加施氮量,株高和叶面积指数先增加后减小,在施氮量为60或120kg/hm2的处理达到最大。夏棉比叶重和叶片含氮量随着生育期推进分别呈不断上升和不断下降趋势,5个施氮水平下夏棉叶片比叶重均表现为I1相似文献   

沙漠绿洲地区膜下滴灌棉花产量和氮素利用的水氮耦合效应

研究施肥量和灌水量对膜下滴灌模式棉花氮素利用效率(NUE)的水氮耦合效应的影响。试验设置1带4行、2带4行、2带6行3种滴灌模式,灌水量和施氮量采用二次通用旋转组合设计,进行大田小区膜下滴灌棉花试验。结果表明,1带4行灌水量对棉花产量的影响大于施氮量,2带4行和2带6行施氮量对棉花产量的影响大于灌水量。3种滴灌模式棉花产量与灌水量呈显著正相关。棉花产量与施肥量,1带4行呈显著的正相关,2带4行在施氮量为27.6~69.0 kg/hm2呈负相关,施氮量为69~94.2 kg/hm2呈正相关。2带6行施氮量为27.6~55.2 kg/hm2呈正相关,施氮量为55.2~94.2 kg/hm2呈负相关;灌水量和施肥量对棉花氮素利用效率的影响,3种模式均为施氮量大于灌水量。氮素利用效率与施氮量的关系,1带4行和2带4行在施氮量为27.6~82.2 kg/hm2呈负相关,施氮量为82.2~94.2 kg/hm2呈正相关,2带6行呈负相关。3种滴灌模式氮素利用效率与灌水量呈正相关;根据不同滴灌模式对水氮耦合效应,建立以棉花产量、NUE为目标的不同滴灌模式水氮管理策略。     

灌水流量对涌泉灌及涌泉根灌湿润体影响的研究

为了研究相同灌水量条件下,不同灌水流量对涌泉灌及涌泉根灌湿润体的影响,以及二者的不同之处,进行了室内土壤水分入渗试验和理论分析.结果表明:入渗结束后,涌泉灌的湿润体形状是一个近似半球体,涌泉根灌的湿润体形状是一个近似半椭圆球体;灌水流量对涌泉灌湿润体的形状有显著的影响,流量越大,湿润体形状越扁平,但在一定流量范围内,灌水流量对涌泉根灌的湿润体形状无显著影响;在相同的灌水量和灌水流量条件下,涌泉灌在水平方向的入渗距离显著大于涌泉根灌,在垂直方向上的入渗距离显著小于涌泉根灌;相对于涌泉灌,涌泉根灌不易产生土壤表面积水,水分分布更深,入渗的水量更容易到达作物根区,减少了水分的无效蒸发,有利于作物对土壤水分的吸收.     

石津灌区储水灌溉条件下土壤水分动态及灌水适宜阈值研究

从土壤水分能态角度,研究储水灌溉条件下土壤水分的动态变化及空间分布,探求适宜储水灌溉定额阈值范围。研究结果表明,灌水定额大于200 mm时,2 m以下土层出现水分深层渗漏,灌水定额300、2502、00 mm时,深层渗漏量分别达到587.63、236.32、152.05 m3/hm2;灌水定额75～150 mm,2 m以下土层无水分渗漏。因此,储水灌溉灌水定额阈值范围控制在750～1 500 m3/hm2,可以把灌溉水储存于深层土体内,以供作物生长期使用;储水灌溉模式在石津灌区可有效解决灌区来水与灌溉用水的错位矛盾,满足作物正常生长对水分的需求。     

喷灌定额和灌水频次对冬小麦产量及品质的影响分析

为了解圆形喷灌机不同灌溉定额和灌水频次对冬小麦产量及籽粒品质的影响,于2014—2016年在北京市顺义区进行了水肥一体化大田试验,共设置3种灌水处理(W1、W2、W3),其中2014—2015年灌溉定额分别为135、112.5、90 mm,2015—2016年分别为154.5、132、109.5 mm。每种处理在冬小麦的返青-拔节、拔节-抽穗和抽穗-灌浆期土壤含水率分别达到田间持水量的70%、75%和75%时进行灌水。每个生育时期又按灌水定额设置为1次灌水(C1)和均分成2次灌水(C2),其中C2处理2次灌水时间间隔为9 d。试验结果表明,冬小麦拔节-抽穗期的阶段耗水量和日均耗水量均最大,W1处理产量最高。2015—2016年灌溉定额与灌水频次对水分利用效率的影响均不显著,但水分利用效率有随灌溉定额增加而降低的趋势,最大水分利用效率为W3处理的2.28 kg/m3。在W1和W2处理下,分2次灌水有利于提高冬小麦的穗数、产量和容重等指标,其中W1C2组合获得最高产量9 286.4 kg/hm2。灌溉定额与灌水频次组合对产量的效应中,灌溉定额起主导作用。建议北京地区冬小麦在圆形喷灌机条件下采用W1C2灌水方案,在返青-拔节、拔节-抽穗、抽穗-灌浆期分别灌水45、55.5、54 mm,且均分成2次灌水。     

畦田水流特性及灌水质量的分析

在陕西杨凌区的冬小麦及果树地进行了畦田规格和灌水技术要素对水流推进和消退过程、灌水效率及灌水均匀系数影响的田间试验，结果表明，文中给出的地面灌溉模型可较好地模拟畦田水流运动。根据灌水前、后土壤体积含水量计算了入渗水深均匀系数。结果表明，入渗水深均匀系数随畦宽的变化趋势与灌水效率相同，但可以达到0.75以上。对地面灌溉来说，高均匀系数并不一定意味着高灌水效率(田间水利用系数)。     

根灌和吊瓶输液技术在芒果抗旱施肥中的应用

试验结果表明：对芒果树采用根灌技术施肥灌水,芒果果数可增加38.95%,单果重可增重44.69%,总产量可增产101.04%;对芒果树采用吊瓶输液技术,芒果果数可增加23.85%,单果重可增重22.77%,总产量可增产52.06%;应用根灌结合吊瓶输液技术,芒果果数可增加56.24%,单果重可增重59.87%,总产量可增产149.78%.在上述3种方法中,根灌结合吊瓶输液的方法增产效果最好,产投比在4.26：1以上,是对照产投比（2.29：1）的1.86倍.     

内蒙古河套灌区三湖河灌域井渠双灌试验与探讨

为了缓减黄河水资源日益短缺的局面,提高内蒙古引黄灌区的灌溉水保证率,以乌拉特三湖河灌域为研究对象,从2010年开始开展井渠双灌试验。结果表明:在实际运行中,井渠双灌起到了在灌溉紧张期缓解用水矛盾的作用,改善了地下水水质,但通过两年来的运行,出现了地下水采补不平衡形成漏斗的情况,并由于开采地下水水费没有开征,使用井灌成本低,灌溉方便及时,导致井灌面积不断扩大,引黄灌溉面积逐渐萎缩,地下水得不到有效补充,致使采补失衡,长此下去必将威胁三湖河灌域的可持续发展和生态平衡。     

河套灌区畦灌灌水质量评价与优化

针对河套灌区农田规格不合理问题,为探求变化环境下适宜的畦灌灌水技术要素,在不同畦田宽度下进行田间灌水试验,采用模型模拟与回归分析方法,分析了畦灌水流运动状态及灌水质量变化情况。结果表明:畦田宽度为18～23 m时灌水质量不佳,灌水效率、灌水均匀度仅分别为59. 78%～77. 40%和84. 61%～87. 02%,尽管此时储水效率为100%,但其灌水效果仍然较差;畦田宽度缩小到10～15 m时,灌水效率为70. 20%～87. 00%,灌水均匀度为86. 77%～90. 80%,灌水质量最好;当缩小畦田宽度到5 m时,灌水质量反而降低。在此基础上,结合田间实测资料,通过模型模拟、均匀试验设计以及多元回归分析相结合的方法,构建了包含灌水效率、灌水均匀度以及储水效率的单目标优化模型(Single objective optimization model),将单宽流量和灌水时间作为决策变量,采用冒泡排序法(Bubble sort method)对模型进行求解,得到畦灌适宜的单宽流量和灌水时间组合,根据示范区实际入田流量,初步确定最优畦田宽度为10. 7～14. 2 m。研究结果为灌区节水改造设计、水资源高效利用和农业可持续发展提供了理论依据。     

漳河灌区灌溉用水量及水分生产率变化分析

根据湖北省漳河灌区长系列灌溉用水量、作物产量及灌溉面积等资料 ,从田间、灌溉系统及整个灌区3个不同尺度分析了漳河灌区历年来灌溉用水量及灌溉水分生产率变化情况。结果表明 ,漳河水库农业灌溉供水从第一阶段的 8.5亿 m3减少到第三阶段的 3.94亿 m3 ,单位面积灌溉供水量从第一阶段的 5 94 6m3 /hm2减少到第三阶段的 30 91 m3 /hm2 ,灌溉水分生产率从第一阶段的 0 .6 5 kg/m3提高到第三阶段的 2 .37kg/m3。相应的在灌溉系统和田间尺度 ,单位面积灌溉供水量及灌溉水分生产率呈现同样变化规律。由于灌溉系统和灌区尺度水的重复利用程度逐渐提高 ,使从田间、灌溉系统到灌区灌溉水分生产率逐渐提高。分析灌溉水利用率及水分生产率提高的原因表明 ,节水灌溉技术的推广应用以及通过各类调蓄设施提高水的重复利用率等占一半 ,农业结构的调整及作物品种改进使粮食单产提高等占另一半。     

膜孔灌溉条件下玉米灌溉制度试验

通过大田试验研究了膜孔灌溉条件下，不同灌溉制度对玉米土壤水分动态、产量及其指标以及水分利用的影响。研究表明：灌溉定额4500m3/hm2时与灌溉定额为5400 m3/hm2的产量相近，但前者的水分利用效率却明显高于后者，灌溉定额为3600 m3/hm2时，虽产量明显低于前两者，但其水分利用效率最高2.7273kg/m3，故最节水。在当地灌溉定额为4500m3 m3/hm2.、灌水四次的灌溉制度经济效益最优。且在相同的灌溉制度下膜孔灌溉与不覆膜对照相比，具有明显的增产效果和较高的水分利用率。     

引黄灌区畦田灌水技术试验研究

在华北引黄灌区内,大田作物的主要灌溉方式依然是畦灌。由于畦田规格过长过宽,导致灌溉水浪费严重,灌水效率低下。在平原县张庄管道灌溉示范区进行畦田灌溉试验,研究了黄河下游引黄灌区不同灌水技术参数组合对灌水质量的影响。利用地面灌溉水流运动的计算机模拟软件WinSRFR4.1,对不同规格畦田的灌水过程进行模拟,得出畦田灌溉的田间灌水效率和灌水均匀度,研究不同灌水技术参数组合对灌水质量的影响。综合考虑管道灌溉出水口规格与当地耕作农具尺寸等因素,模拟了多种畦长、畦宽、坡度和单宽流量下灌溉方案的灌水效果,结果表明,畦宽1.5m,畦长50~60m,坡度为0.3%畦田灌溉技术改进方案的灌水效率和灌水均匀度均提高到80%以上,灌水性能较优,建议在黄河下游引黄灌区内推广使用。