玉米调亏灌溉技术的研究现状及展望

针对现代调亏灌溉技术的研究进展,本文系统地阐述了调亏灌溉的发展现状、作用机理、调亏时间及调亏程度,同时对调亏灌溉对玉米的生长发育指标、生理生化特性及产量品质的影响进行了讨论,发现在一定的时期对玉米进行合适的水分胁迫不仅能保证产量甚至增产,还能有效提高水分利用率。最后,在客观的基础上提出了玉米调亏灌溉在进一步的研究中需要解决的问题,分析了调亏灌溉技术在未来全球的应用趋势,并对玉米调亏灌溉技术的应用前景进行了展望。     

调亏灌溉对塑料大棚甜瓜光合特性、果实产量和品质的影响

以充分灌水作为对照,在伸蔓期和果实膨大期对甜瓜品种‘情网’进行轻度和中度水分亏缺处理,研究调亏灌溉对塑料大棚栽培甜瓜光合特性、果实产量和品质的影响。结果表明:与充分灌水相比,果实膨大期轻度水分亏缺处理下光合速率变化不显著,蒸腾速率和气孔导度分别提高8%和75%,单株灌水量减少6%,水分利用效率和果实硬度分别提高6%和10%,固酸比增大,产量无显著差异。与充分灌水相比,伸蔓期轻度、中度及果实膨大期中度水分亏缺处理下甜瓜果实产量分别降低25%、24%和27%,水分利用效率分别降低了19%、11%和18%。综合考虑亏缺处理对甜瓜各项指标的影响,果实膨大期进行轻度水分亏缺效果最佳,在不降低产量的情况下,显著改善甜瓜果实品质,提高水分利用效率,具有推广价值。     

调亏灌溉对酿酒葡萄生长及果实品质的影响

【目的】了解调亏灌溉（regulated deficit irrigation,RDI）技术对酿酒葡萄生长及果实品质的影响,为酿酒葡萄节水灌溉技术提供理论依据。【方法】在大田条件下,以葡萄（Vitis vinifera L.) 欧亚种酿酒品种赤霞珠(Cabernet Sauvignon）、品丽珠(Cabernet Franc）和黑比诺（Pinot Noir）为试材,以不同的灌水量进行调亏灌溉,对葡萄生长及果实品质进行比较分析。【结果】在RDI条件下,酿酒葡萄的副梢发生率、枝条生长量显著降低;随着调亏程度的加大其叶片净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、胞间CO2浓度(Ci)和气孔导度(Gs)均呈下降趋势,但水分利用效率显著提高;调亏灌溉对葡萄果粒大小和产量无明显影响,但果实中可溶性固形物及还原糖含量增加,总酸含量降低,糖酸比升高;另外,轻度的调亏灌溉有利于葡萄皮中酚类物质含量的提高。【结论】调亏灌溉在节约用水的前提下,既有效抑制酿酒葡萄的营养生长,又提高了果实品质。     

调亏灌溉对景电灌区马铃薯产量和水分利用效率的影响

水资源的充足与否直接关系到作物产量的高低,对于干旱缺水地区,如何合理的利用水资源、打破水资源时空分布不平衡成为非常重要的课题,水资源关系农业的发展,是经济社会的命脉,对于提高农作物的产量具有非常重要的作用。因此,合理的灌溉模式不仅能够确保作为稳产还能提高水分利用效率。本试验于2021年4-10月在景电灌区开展不同生育期调亏灌溉对马铃薯产量和水分利用效率的影响试验。结果表明,尽管苗期调亏灌溉产量较CK略微将低,但降幅仅5.05%,而水分利用效率和和灌溉水分利用效率分别较CK显著提高15.39%和23.86%。因此,在马铃薯苗期进行轻度调亏灌溉,而在其他生育期进行充分灌水是灌溉景电灌区马铃薯种植最佳灌溉策略。     

调亏灌溉在农业生产上的应用进展研究

本文主要论述了调亏灌溉技术对作物产量和水分利用效率的影响,并对调亏灌溉的研究方向进行了探讨,对该技术的可持续发展进行了浅析,旨在为更好地推进高效节水提供理论支撑。     

灌溉对苹果产量·品质和水分利用效率的影响

[目的]为太行山区苹果节水灌溉提供理论依据。[方法]以12～14年生富士苹果为试材,采用不同灌溉方式（常规漫灌、分区交替灌溉和调亏灌溉,研究灌溉方式和调亏灌溉对苹果产量、品质和水分利用率的影响。[结果]分区交替灌溉与常规漫灌的苹果产量、单果重、硬度、含酸量、可溶性固形物含量和可溶性糖含量均无显著差异,两者的产量和单果重显著高于对照（自然降水）,分区交替灌溉较常规漫灌水分利用率提高了31．1％-70．7％。在调亏灌溉中,果实发育早期或中期控水与全灌溉对照的产量和单果重无显著差异,在果实发育后期控水和干旱则导致苹果产量和单果重显著下降。[结论]在保证果实产量和品质的前提下,分区交替灌溉是最好的节水灌溉方式,果实发育的早期是实施调亏灌溉的最佳阶段。     

河西灌区调亏灌溉对玉米生长及产量影响

文章在玉米灌溉方式的基础上,概述了调亏灌溉对玉米光合特性、生长动态指标、耗水特征和生产力的影响,探讨了关于玉米生长发育过程中所需要的氮肥、磷肥和钾肥的施用。研究结果表明,玉米果实性状的改善以及维持产量可通过适当的水分调亏来达到目的,并同时提高了玉米对于水分的利用效率,而适量增大施肥量可提高玉米产量并改善其品质。最后,对当前玉米种植研究中存在的问题与不足进行了分析,并预期了今后的发展趋势与应用。     

灌溉对苹果产量·品质和水分利用效率的影响

[目的]为太行山区苹果节水灌溉提供理论依据。[方法]以12~14年生富士苹果为试材,采用不同灌溉方式(常规漫灌、分区交替灌溉和调亏灌溉,研究灌溉方式和调亏灌溉对苹果产量、品质和水分利用率的影响。[结果]分区交替灌溉与常规漫灌的苹果产量、单果重、硬度、含酸量、可溶性固形物含量和可溶性糖含量均无显著差异,两者的产量和单果重显著高于对照(自然降水),分区交替灌溉较常规漫灌水分利用率提高了31.1%~70.7%。在调亏灌溉中,果实发育早期或中期控水与全灌溉对照的产量和单果重无显著差异,在果实发育后期控水和干旱则导致苹果产量和单果重显著下降。[结论]在保证果实产量和品质的前提下,分区交替灌溉是最好的节水灌溉方式,果实发育的早期是实施调亏灌溉的最佳阶段。     

小麦调亏灌溉研究及其应用前景展望

综述了调亏灌溉方式对小麦产量和水分利用率的影响,从生理生态角度阐述了调亏灌溉增加小麦产量的机理,并从叶片水平、群体水平和大田水平论述了调亏灌溉的节水机理,分析了影响调亏灌溉效果的主要因素,如灌溉时期、调亏程度和其他农艺措施等,探讨了小麦调亏灌溉研究中存在的问题,并对小麦调亏灌溉理论与技术的应用前景进行了展望。     

农艺和生物节水技术在果树上的进展研究

本文综述了农艺节水技术和生物节水技术在果树中的研究进展,提出高水分利用效率树种、品种的选择,节水生化制剂的应用,水肥耦合高效利用技术以及调亏灌溉和分根区交替灌溉等节水灌溉制度。并指出了农业节水技术的发展方向。     

土壤活性水对甜瓜生长发育及产量品质的影响

土壤活性水一号剂型内含多种有益菌类。在陕西西安阎良区进行的甜瓜根部冲施试验表明,其可促进瓜蔓伸长、根系生长、叶面积系数增加、植株抗病性增强,最终提高甜瓜产量品质,尤以幼苗期、初果期两次施用效果明显。土壤活性水一号剂型价格低廉,使用方便,增产提质作用明显,可在陕西渭北甜瓜种植区推广应用。     

白籽南瓜砧木对薄皮甜瓜生长、产量及品质的影响

为了研究白籽南瓜砧木对薄皮甜瓜生长、产量及品质的影响,以‘新盛玉’自根苗为对照,用‘南砧1号’、‘壮士’等5个不同白籽南瓜砧木品种嫁接薄皮甜瓜‘新盛玉’进行田间对比试验。结果表明：白籽南瓜砧木嫁接薄皮甜瓜成活率在85.3%~90.6%,各嫁接组合植株生长势显著优于自根苗;白籽南瓜砧木嫁接组合显著降低了甜瓜枯萎病的发病率,发病率在1.8~8.0%;各嫁接组合产量与自根苗产量差异显著,增产为5.3%~60.8%;白籽南瓜砧木嫁接组合降低了薄皮甜瓜可溶性糖含量,提高了薄皮甜瓜维生素C、粗蛋白质和粗纤维含量,果肉口感风味无明显差异。综合评价认为：白籽南瓜砧木‘南砧1号’、‘壮士’可作为薄皮甜瓜的良好砧木。     

基于AquaCrop模型的北京地区冬小麦水分利用效率

【目的】作物水分利用效率(water use efficiency,WUE)是农业水分管理与决策的重要指标。北京是严重缺水的城市,其主要种植作物冬小麦灌溉用水占比高,开展冬小麦产量水分利用效率的分析研究,可为北京地区的冬小麦节水灌溉与增产平衡提供决策信息支持。【方法】利用2011—2012、2012—2013和2013—2014年国家精准农业示范研究基地冬小麦不同生育期不同灌溉处理下的田间实测数据,对AquaCrop作物模型进行参数本地化。统计北京地区2004—2014年冬小麦生育期的日降雨量数据,利用Pearson-Ⅲ型分布划分了3种降雨年型:湿润年(2012—2013年生育期)、平水年(2009—2010年生育期)和干旱年(2005—2006年生育期)。应用AquaCrop研究分析了3种不同降雨年型、14种灌溉情景下冬小麦籽粒产量水平和产量水分利用效率特征变化。【结果】基于AquaCrop模型的产量模拟值和实测值的R 2、RMSE和d分别为0.99、0.3 t·hm~(-2)、0.99。模型模拟的冬小麦产量水分利用效率:2011—2012年正常灌溉条件下为1.72 kg·m~(-3),2012—2013年正常灌溉条件下为1.67 kg·m~(-3),2013—2014年雨养、正常灌溉和过量灌溉条件下分别为1.27、1.74和1.64 kg·m~(-3),正常灌溉条件下产量水分利用效率最高,其次是过量灌溉,雨养条件下产量水分利用效率最低。在此基础上应用AquaCrop模型模拟分析了3种不同降雨年型冬小麦籽粒产量和产量水分利用效率随灌溉量变化的响应特征,其中,湿润年产量水分利用效率和籽粒产量达到最大值时所需的灌溉量分别为35和50 mm;平水年达到最大值所需的灌溉量分别为35和40 mm;干旱年达到最大值所需的灌溉量均为65 mm。【结论】AquaCrop模型可以很好预测北京地区不同年份不同灌溉条件下冬小麦的籽粒产量和产量水分利用效率。冬小麦产量与产量水分利用效率均随着灌溉量的增加逐渐增大,至最大值后开始减小,在干旱的情况下,植物通过自身适应策略会提高水分利用效率,随着水分的增加,水分利用率将降低,因此3种不同年型的产量水分利用效率的大小顺序依次为干旱年、平水年和湿润年。因此,在制定冬小麦灌溉策略时,要做到产量和产量水分利用效率兼顾。以上研究结果表明,利用Aqua Crop模型可以为北京地区冬小麦田间灌溉和决策提供指导。关于降雨年型本研究仅对湿润年、平水年和干旱年3种年型在越冬期、返青期、拔节期、开花期和灌浆期不同灌溉量和籽粒产量和产量水分利用效率之间的关系进行模拟,对于不同时期不同灌溉量对籽粒产量和产量水分利用效率的影响没有考虑,需要进一步研究验证。     

Optimization of water and nitrogen management for surge-root irrigated apple trees in the Loess Plateau of China

The Loess Plateau is one of the main regions for growing apple trees in China, but a shortage of water resources and low utilization of nitrogen have restricted its agricultural development. A 2-year field experiment was conducted which included three levels of soil water content(SWC), 90–75%, 75–60%, and 60–45% of field capacity, and five levels of nitrogen application(N_(app)), 0.7, 0.6, 0.5, 0.4 and 0.3 kg/plant. The treatments were arranged in a strip-plot design with complete randomized blocks with three replications. For both years, the water and N_(app) had significant(P0.05) effects on leaf area index(LAI), yield, water use efficiency(WUE) and nitrogen partial factor productivity(NPFP) while the interaction effect of water and N_(app) on yield, WUE and NPFP was significant(P0.05) in 2018, and not in 2017. For the same SWC level, WUE first increased, then decreased as N_(app) increased, while NPFP tended to decrease, but the trend of LAI with different N_(app) was closely related to SWC. At the same N_(app), the LAI increased as SWC increased, while the WUE and NPFP first increased, then decreased, but the yield showed different trends as the SWC increased. The dualistic and quadric regression equations of water and N_(app) indicate that the yield, WUE and NPFP cannot reach the maximum at the same time. Considering the coupling effects of water and N_(app) on yield, WUE and NPFP in 2017 and 2018, the SWC level shall be controlled in 75–60% of field capacity and the N_(app) is 0.45 kg/plant, which can be as the suitable strategy of water and N_(app) management for the maximum comprehensive benefits of yield, WUE and NPFP for apple trees in the Loess Plateau and other regions with similar environments.     

不同水分梯度和种植密度对谷子杂交种产量及水分利用效率的影响

为发挥杂交谷子耐旱节水丰产性能,对张杂谷6号进行了不同水分梯度和不同留苗密度试验研究。结果表明:拔节期补水与不补水之间产量差异达到极显著水平,但不同补水量之间产量差异未达到显著水平,说明谷子杂交种在拔节期补灌30 mm即可达到显著的增产作用,但补水量增加不利于提高水分利用效率;不同留苗密度处理间产量差异达到极显著水平,随着留苗密度增加产量随之增加;在自然降水和补灌水量30 mm情况下,种植密度以18万株/hm2和30万株/hm2为宜。杂交谷子拔节期补水增产但不利于提高水分利用效率,适宜的留苗密度是提高产量和水分利用效率的有效途径。     

不同滴灌水肥处理对温室甜瓜养分吸收、产量和品质的影响

水氮是影响作物生长的两个重要因素,在设施农业中,广大农户为了追求高产而进行盲目地灌水和施肥,导致产量减少、品质下降、土壤盐碱化、地力破坏等问题。本文针对杭嘉湖地区温室甜瓜灌水和施肥不合理的问题,采用膜下滴灌施肥技术,研究不同水氮输入量对温室甜瓜干物质累积量与养分吸收分配、产量及品质的影响,为温室甜瓜优质高产及水肥高效利用提供理论依据。根据温室内小型气象站数据,采用彭曼-蒙特斯(Penman-Monteith)修正公式计算作物需水量(ET_c),设置ET_c的60%(W₁)、ET_c的80%(W₂)、ET_c的100%(W₃)3个水分水平和70(N₁)、105(N₂)、140 kg·hm^-2(N₃)3个氮素水平,另设传统沟灌施肥CK(ET_c,140 kg·hm^-2)为对照,共10个处理,应用完全随机区组试验设计。与传统沟灌施肥(CK)相比,滴灌施肥下W₃N₃处理的甜瓜叶片净光合速率和叶绿素含量分别增加了52.3%和39.0%。成熟期干物质增加了40.96 g,增幅为39%。整株氮、磷、钾累积量分别增加了75.40%、88.20%、67.08%;产量增加了6.78 t·hm^-2,增幅为35.27%。滴灌条件下,提高灌水和施氮均能够显著提高光合作用效率,增加干物质累积量和养分吸收量,进而提高产量。采用主成分分析法对甜瓜品质指标进行综合评价,其中综合主成分能够反映出全部品质指标的91.27%,综合评价最高的处理为中水中氮(W₂N₂)。温室甜瓜滴灌水肥一体化技术能够达到提质增产和水肥高效利用的目的,滴灌施肥条件下,施氮量为N₃(140 kg·hm^-2),灌水量为W₃(1.0 ET_c)时,甜瓜干物质累积量、养分吸收量和产量均为最高。当同时追求产量和肥料利用效率时,高水中氮(W₃N₂)处理能获得较高的产量和氮肥偏生产力;当追求甜瓜品质和水分利用率时,中水中氮(W₂N₂)处理能获得最大的V_C、可溶性糖、可溶性固形物和较高的水分利用率。     

加工番茄膜下滴灌根系分布规律的研究

研究了根区水分变化对加工番茄根系分布及产量、水分利用效率的影响.结果表明:滴灌条件下,加工番茄根系干物质主要分布在0～30 cm土层内;不同水分处理对根系干物重和根长密度的垂直分布有着显著影响.其中,调亏灌溉处理在60 cm以下土壤根系分布相对较高,且显著高于其它两个处理;根系水平分布的集中区域随土壤含水量的升高逐渐远离滴灌带,适水灌溉和充分灌溉处理根量水平分布无显著差异,但均显著高于调亏处理;研究也表明,灌前0～60 cm土层土壤含水量,以开花初期根区水分保持在60;～65;、开花座果期以75;～80;、结果期保持80;～85;,结果后期又降至60;～65;的田间持水量,根系发育健壮,单株结果数较多,根冠比较高,产量和水分利用效率最高.通过滴灌自动控制根区水分,用根钻法结合DT-SCAN图像分析技术来研究大田加工番茄根系分布规律是一种可靠的方法.     

供水吸力对温室黄瓜产量与水分利用效率的影响

 【目的】研究不同供水吸力即不同土壤水分对温室黄瓜（Cucumis sativus L.）生长发育的影响,确定黄瓜不同生育期对水分的需求,为温室黄瓜灌溉决策提供理论依据。【方法】采用负水头供水控水盆栽装置,通过设定装置不同的供水吸力（WST）来持续稳定控制不同的土壤含水率,分析各供水吸力处理的黄瓜叶片光合、产量与水分利用效率的差异。【结果】负水头供水控水盆栽装置能通过调节供水吸力持续稳定控制土壤不同含水率;黄瓜植株在3—5 kPa供水吸力范围内产量与商品瓜率最高,叶片净光合速率、干物质积累量也较高;3—13 kPa处理范围内的黄瓜水分利用效率差异不明显,最高为7 kPa处理的36.57,1 kPa处理的黄瓜水分利用效率最低,与其它处理差异显著,表明对黄瓜各生育期进行分期水分调控才能显著提高水分利用效率;试验结果还表明,黄瓜随着生育进程需水量越来越大,供水不足会导致生长点枯死而停止生长,影响黄瓜产量与商品瓜率,黄瓜采收后期适当加大水分供应可以增加采收后期产量。【结论】3—5 kPa的供水吸力较适合温室黄瓜的生长,此时土壤相对含水量为67%—81%;适当降低黄瓜苗期土壤水分、控制花期土壤水分和增加结果期土壤水分能进一步提高产量与水分利用效率。     

不同灌水处理对春小麦水分利用率和光合速率的影响

在不同灌水处理条件下,对宁春4号春小麦的水分利用效率(WUE)和光合速率(Pn)的生育期变化和灌浆期日变化进行研究.结果表明:WUE、Pn、蒸腾速率(Tr)对不同水分处理的响应不同,WUE、Pn、Tr在生育期变化和日变化中都呈现双峰曲线.全生育期正常灌4水的WUE在生育前期高于其他处理,生育后期以缺灌孕穗-开花水处理的WUE最高,而延迟灌2水、3水的处理的WUE最低,且生育后期WUE下降明显.任何时期发生水分亏缺,则该时期的Pn、Tr都会下降.WUE在日出后迅速提高,上午WUE以缺灌3水的处理最高,缺灌拔节水的处理最低.相关分析结果表明:WUE与Pn之间有显著或极显著正相关关系,而与Tr及气孔导度(Gs)之间有显著或极显著负相关关系,其中对WUE直接作用最大的是Pn和Tr.因此适时灌水可以提高光合速率和水分利用效率.     

塿土旱作区施肥对小麦产量和水分利用效率的影响

研究了黄土高原南部塿土旱作区施肥对小麦产量和水分利用效率的影响。结量表明,合理增施肥料能显著提高冬小麦产量和水分利用效率,最高施肥量分别提高了1611kg/hm~2和0.235kg/mm水分。施肥量增加使小麦叶片水势有所降低,0～200cm土层贮水量呈发育前期升高而后期下降的趋势,改善了小麦植株自身调节和保持水分的能力,提高了产量和水分利用效率。