基于WIN ISAREG模型的青贮玉米灌溉制度优化研究

为了探索锡林河流域青贮玉米高效节水的最优灌溉制度,进行了连续2年的田间灌溉试验,研究了滴灌条件下青贮玉米的灌溉制度。研究表明,青贮玉米在拔节期-抽雄期土壤水消耗比率最低,作物系数、产量反应系数和腾发量在整个生育期内均达到最大,为青贮玉米的需水关键期;在田间试验的基础上,利用WIN ISAREG模型对实际灌溉制度进行了评价,并模拟了多种组合方案,得到了青贮玉米优选的灌溉制度,青贮玉米生育期内共灌水8次,灌水量200 mm,产量下降率为5.6%,灌水效率达到100%。研究结果可为流域内的青贮玉米灌溉预报,以及有效的利用当地水资源提供参考。     

锡林河流域紫花苜蓿需水规律与灌溉定额优化研究

为了确定锡林河流域紫花苜蓿生育期内不同阶段的需水量、需水规律和合理的灌溉定额。采用非充分灌溉试验,研究了紫花苜蓿的需水规律、产量与灌溉定额间的关系以及合理灌溉定额。结果表明：第1 茬紫花苜蓿需水高峰值出现在6 月下旬—7 月初,其需水强度最大可达5.09 mm/d;第2 茬紫花苜蓿需水高峰值出现在8 月上旬—8 月中旬,其需水强度最大可达5.23 mm/d。根据紫花苜蓿产量与灌溉定额间表现为二次抛物线型关系,以追求单位面积产量、灌溉水生产效率和生产弹性系数最大为目标,确定紫花苜蓿的合理灌溉定额,该成果为节水灌溉制度的制定和灌溉预报等提供了科学依据。     

土壤水分调控对滴灌紫花苜蓿作物系数和水分利用效率的影响

利用2年田间灌溉试验，研究了紫花苜蓿滴灌条件下4种土壤水分梯度(即：70%θ_fc、60%θ_fc、50%θ_fc、40%θ_fc)对作物系数(K_c)和水分利用效率(WUE)的影响，探索提高滴灌紫花苜蓿水分利用效率的途径。结果表明：分枝—现蕾期为紫花苜蓿需水关键期；紫花苜蓿耗水量(ET_a)与产量关系为二次抛物线型，相关性为0.9433；紫花苜蓿K_c在返青—拔节期为0.61～0.88，拔节—分枝期0.68～0.79，分枝—现蕾期达到最大值1.07～1.16，现蕾—开花期0.57～0.96，全生育期表现为二次抛物线型；在不同的土壤水分条件和降水量条件下时，降水量少的年份，灌水量对紫花苜蓿WUE的影响显著；反之，灌水量对紫花苜蓿WUE的影响不明显。     

网纹甜瓜网纹形成期灌水制度的探索

优美的网纹是网纹甜瓜的一个重要品质指标,其与土壤含水量关系密切,为了提高网纹甜瓜的商品率,亟需探索北京地区网纹甜瓜适宜的灌水制度。通过实时监测土壤含水量,依据网纹甜瓜需水规律进行灌溉,与常规经验灌溉方式相比较,植株长势稍弱,产量稍低,但果实品质和商品率显著提高,更能满足高端市场的需求。初步认为按需灌水利于网纹的形成,灌水时间和灌水量等有待进一步研究。     

紫花苜蓿种子高产灌溉技术研究进展

本文回顾了20世纪50年代以来国外紫花苜蓿(Medicago sativa L.)种子生产灌溉技术的研究进展,从灌溉制度的制定依据、灌溉对种子产量和产量构成因素的影响、不同土壤质地条件的高产灌溉制度以及灌溉制度的水分预算法等方面,讨论了紫花苜蓿种子高产灌溉管理的原理和基本方法.     

灌水量和灌水频率对设施小果型西瓜产量和品质的影响

以20 cm蒸发皿水面蒸发量为灌水依据,结合西瓜不同生育阶段需水规律,研究灌水量和灌水频率对设施小果型西瓜生长、产量和品质的影响。结果表明,西瓜植株的茎粗、叶片叶绿素含量、果实产量、品质和灌溉水分利用效率与灌水量、灌水频率存在密切的相关性,其中W₂F₂(灌水量75%Ep,灌溉频率6 d)处理综合表现最佳,该处理西瓜果实的可溶性固形物、葡萄糖、蔗糖、果糖和番茄红素含量等品质指标均最高,硝酸盐含量较低,产量达41247 kg/hm²,与产量最高的W₃F₁(灌水量90%Ep,灌溉频率3 d)没有显著差异,灌溉水分利用效率为53.4 kg/m³,与最高的W₁F₁(灌水量60%Ep,灌溉频率3 d)没有显著差异,其他指标均处于中间水平,为最优灌水技术方案。研究结果可为设施小果型西瓜绿色优质生产提供理论和技术支持。     

灌溉制度对机采棉生长、产量及品质的影响

1膜2管6行是新疆机采棉的主要种植模式。为确定该模式适宜的灌溉制度,采用田间试验研究了灌溉频率(F5、F8)与灌水定额(I80、I60和I40)对棉花生长、产量、品质及水分利用效率的影响。结果表明,高频高定额(F5I80)与高频中定额(F5I60)灌溉可有效降低棉花株高,增加叶面积指数,提高蕾铃生物量在地上部中的比例。灌溉频率相同时,灌水量过高与过低均不利于棉花增产;灌水定额相同时,高频(F5)较低频(F8)灌溉增产0.59%~1.56%。灌溉制度对棉花纤维品质无显著影响。灌水定额显著影响棉花耗水量及水分利用效率,而灌溉频率对二者影响不显著。研究认为高频(F5)和中灌溉定额(I60)是南疆地区机采棉种植模式适宜的灌溉制度,即在全生育期内灌水12次,灌溉定额300 mm左右。     

澳洲坚果耗水规律及灌溉制度研究

为了给澳洲坚果在干旱地区进行抗旱节水生态园的建设提供理论依据。通过田间不同的灌水处理试验,研究澳洲坚果的耗水规律及耗水量与产量关系。研究结果表明：开花座果期、果实膨大期和果实油份积累期是澳洲坚果需水的关键期。其耗水量与产量不是无穷的简单的直线关系,并不是耗水量越大,产量越大。适宜的生育期灌溉定额为2806.09 mm,开花座果期54.22 mm,果实膨大期 104.47 mm和果实油份积累期226.69 mm。开花座果期灌水周期为10 d/次,果实膨大期和果实油份积累期为8 d/次。在澳洲坚果需水的关键期合理匹配水资源是实现澳洲坚果高产优质的基础和关键。     

内蒙古东部膜下滴灌旱作水稻作物需水量与产量研究

提高水资源利用率,解决农业用水短缺一直是世界性的问题,如何在减少灌溉用水量和优化用水结构的同时保障内蒙古主要水稻产区的粮食生产能力,是目前的研究热点。本研究基于水量平衡原理,于2018—2019年的5—9月在内蒙古东部扎赉特旗开展膜下滴灌旱作水稻灌溉试验,并且以传统插秧泡田种植为参照,提出了内蒙古东部典型地区膜下滴灌旱作水稻的作物需水量和不同生育阶段需水规律,并且分析了不同灌溉方式的水稻最终产量及作物需水系数。研究结果表明膜下滴灌水稻全生育期需水量为608.4 mm,其生育阶段土壤含水率占饱和含水量的85%~100%时的产量最大,苗期需水量最小,抽穗灌浆期最大;拔节孕穗中期的耗水强度最大,需水系数在全生育期中抽穗灌浆期为最大。     

膜下滴灌棉花关键生育期不同灌水量、灌水次数对其生长、产量及水分利用效率的影响

通过2004年棉花生长季田间试验,我们研究了膜下滴灌棉花关键生育期不同灌水量和灌水次数对其生长、产量及水分利用效率（WUE）的影响,旨在建立河北南部棉区滴灌条件下的优化灌溉模式,提高作物水分利用效率,达到节水增产目的。试验结果表明：不同灌水方式对棉花产量和水分利用效率的影响具有显著差异,棉花需水关键期花铃期分2次少量灌水处理,每次灌水量10．42mm,明显优于两次多量灌水和集中一次灌溉等其他处理,产量和WUE最高,分别高达4929．0kg／hm^2和0．98kg／m^3,具有明显的节水增产效益。     

灌溉春玉米大喇叭口期光合特性及水分利用效率研究

为了寻求在气候变化过程中保持作物产量不断增长,提高作物水分利用效率的地面灌溉节水与生物节水综合配套技术。通过分期播种和不同灌溉方式对大田春玉米进行试验,采用LI-6400便携式光合仪测定了石羊河流域灌溉区环境因子和春玉米大喇叭口期叶片光合生理指标和水分利用效率,分析了不同播期和不同灌溉方式对春玉米光合参数和水分利用效率的影响。结果表明：滴灌、喷灌和漫灌3种灌溉方式中滴灌最有利于提高春玉米叶片的净光合速率（提高10%~21%）、气孔导度（提高33%~43%）和作物水分利用效率（提高12%~20%）。方差分析表明,不同播期对春玉米叶片净光合速率、气孔导度和水分利用效率影响较小,但第二播期的净光合速率较第一、三播期提高10%~20%、蒸腾速率提高20%~28%、气孔导度提高20%~28%。通过显著性相关分析,空气温度、大气CO2浓度和光合有效辐射是影响滴灌叶片光合参数的主要环境因子,相关系数达0.810~0.986(P<0.05)。光合有效辐射和大气CO2浓度是影响喷灌叶片光合参数的主要环境因子,相关系数达0.850~0.980(P<0.05)。空气湿度、温度和大气CO2浓度是影响漫灌光合参数和水分利用效率的主要环境因子,相关系数达0.969~0.989(P<0.05)。滴灌也是最适宜于干旱区的抗旱、节水、节肥和增产的灌溉方式,3个播期中第二播期（4月20日“谷雨”前后）是当地最适宜于地膜春玉米播种的时期。     

荒漠绿洲不同种植方式对青贮玉米产量及水肥利用效率的影响

合理的种植方式可以在不增加灌溉耗水量的前提下,利用植物个体间的正相互作用关系和群体适应特点来达到提高作物产量和水分利用效率的目的。通过田间试验,研究了河西走廊黑河中游边缘绿洲区1穴1株、1穴2株和1穴3株种植方式对青贮玉米产量及水肥利用效率的影响。结果表明,1穴2株和1穴3株的地上生物产量均高于1穴1株,1穴2株最高,鲜重为102.9 t/hm~2,比1穴1株提高了29.4%;1穴2株与1穴1株之间存在显著差异(P0.05),1穴3株与1穴1株之间差异不显著(P0.05)。同样,1穴2株和1穴3株的地上生物产量水肥利用效率也均高于1穴1株,1穴2株的水分和氮肥利用效率也均最高,分别为9.3 kg/m~3和342.9 kg/kg;1穴2株与1穴1株之间存在显著差异(P0.05),1穴3株与1穴1株之间差异不显著(P0.05)。在河西走廊边缘绿洲区,采用1穴2株的种植方式能显著提高青贮玉米的地上生物产量和水肥利用效率,可在生产中推广应用。     

北疆干旱荒漠地区春小麦与苜蓿灌溉制度研究

新疆北部阿勒泰草原的农牧业生产主要是在荒漠瘠薄的戈壁地上开发和发展起来的,作物灌溉制度的确定,对于北疆地区水资源合理开发利用、农田灌溉管理以及自然植被生态恢复等工作有着重要的现实意义。通过对联合国“2817项目”春小麦和苜蓿灌溉试验数据进行分析比较,初步得到达到该地区小麦和苜蓿高产的灌溉制度。结果表明,春小麦应采用“量少次多”的灌溉制度,灌溉定额为433 mm,灌水次数为10次,其中最优灌水定额抽穗前60 mm,其他生育阶段灌水定额为30~45 mm;苜蓿打3茬灌溉定额为849 mm,灌水次数为15次,第1茬的第1水灌水定额在60 mm,第2、3茬的第1水灌水定额为67 mm,其他水灌水定额在40~60 mm。研究显示,春小麦达到高产的处理是土壤含水量为田间持水量的70%;苜蓿达到高产的最优方案是幼苗期、蔓枝延长期和开花成熟期的土壤含水量为田间持水量的65%、45%和45%。     

限量补灌对旱地高产田小麦光合和产量的影响

在多年创高产旱地条件下,研究了不同补灌处理对旱地高产田小麦光合特性和产量的影响。结果表明：增加补灌次数和补灌量,小麦旗叶叶绿素含量、光合速率、气孔导度、蒸腾速率升高,胞间CO2浓度降低,光合功能持续期延长,产量和产量构成因素增加,以补灌3水（越冬＋拔节＋灌浆）处理W4效果最佳,但产量和2水（拔节＋灌浆）处理W3没有显著差异。随着补灌次数和补灌量继续增加,W5、W6改善旗叶光合衰退的效果主要表现在后期,对产量提高的贡献并不大,相对与2水、3水处理,开始产生负效应,产量和产量构成因素千粒重、穗粒数反而下降。综合考虑产量和水分利用效率等因素,在本旱地高产试验田．拔节期、灌浆期2水补灌120mm的W3处理是最经济高效的补灌方案。     

不同滴灌制度对棉花/马铃薯模式中马铃薯产量和WUE的影响

为了探索华北地区棉花与马铃薯套作模式下节水高效的灌溉制度,2011-2012年,连续两年研究了不同滴灌定额(75、90、105和120 mm)对棉花/马铃薯模式中马铃薯产量及水分利用效率的影响。结果表明,马铃薯的产量与滴灌定额呈正比,且与块茎形成期和块茎膨大期的降雨、灌溉定额显著相关,2011和2012年其相关系数分别为r=0.960 (P<0.05)、r=0.998 (P<0.01)。2011年,不同处理的马铃薯产量差异不显著,2012年,滴灌120 mm处理的马铃薯产量最高,达到24 921.2 kg hm^–2,比滴灌75 mm处理提高了15.2%,差异显著;马铃薯的耗水量随滴灌定额的增加而增加,不同处理之间差异显著,但不同处理的马铃薯水分利用效率差异不明显。初步表明,适当增加滴灌定额、合理调整灌溉时间结构有利于马铃薯产量和水分利用效率的提高。     

不同土壤肥力条件下的滴灌冬小麦水肥运筹试验研究

旨在探索滴灌冬小麦最佳水肥运筹模式,为滴灌条件下冬小麦优质高产的水肥高效管理提供科学依据。本研究选择两块不同土壤基础肥力的田块,进行冬小麦不同生育阶段的水氮组合处理对比试验研究,通过对冬小麦干物质积累、品质等指标的测定,分析不同土壤肥力条件、不同水氮运筹方案对滴灌冬小麦产量及品质的影响。结果表明：土壤基础肥力对滴灌小麦干物质积累影响显著,增施基肥能提高冬小麦光合产物从而提高冬小麦产量。土壤基础肥力提高对滴灌冬小麦籽粒容重、蛋白质含量、维生素B1、氨基酸含量和吸水率具有负效应。推荐高肥力田滴灌冬小麦水肥运筹方式为W2N2,即灌浆期水分调控和氮肥后移的组合方式;低肥力田滴灌冬小麦水肥运筹方式为W1N3即返青-拔节期水肥调控的组合方式为宜。     

石新733小麦的水分生理特点及节水灌溉效应

石新733是一个高产优质小麦新品种,为探明其是否适用于节水高产栽培,于2003—2004和2004—2005年度进行了节水灌溉对其水分生理性状和产量影响的田间试验。结果表明,石新733的叶片渗透调节能力比邯麦9、石麦9和衡7228的平均值高71.6%,叶水势比衡7228约高0.1 MPa。石新733的离体叶片失水速率较高;蒸腾速率、净光合速率和气孔导度与石麦9和邯麦9接近,均高于衡7228;胞间CO₂浓度和蒸腾效率品种间没有明显差别。与灌5水处理相比,灌2水处理的叶水势和叶片气体交换参数均相近而灌浆盛期的光合功能和蒸腾效率较高。石新733的产量高于其他3个品种,其中,不灌水和灌2水处理分别比其他3个品种平均产量增加11.3%和7.0%。全生育期只灌拔节和抽穗开花期2水的节水处理比灌4水的常规灌溉处理增产5.6%,说明该品种可在节水高产栽培上应用。