集雨节灌种植技术对春玉米光合特性及产量的影响

以春玉米为供试材料,以传统灌溉方式沟灌、水平畦灌为对照,研究了集雨节灌种植技术对春玉米功能叶片的相对叶绿素含量（SPAD值）、光合参数以及籽粒产量的影响。结果表明,在同期灌溉处理中,集雨节灌处理各测定时期的净光合速率（Pn）、蒸腾速率（Tr）以及气孔导度（Gs）较沟灌处理分别提高10.57%～16.15%、4.10%～9.24%、15.38%～33.33%;较水平畦灌分别提高11.31%～26.19%、5.73%～13.56%、22.73%～47.37%;较沟垄集雨种植分别提高-0.12%～26.19%、0.16%～9.95%、-4.35%～25%。集雨节灌处理的相对叶绿素含量（SPAD值）和瞬时水分利用效率（WUE）与沟灌、水平畦灌、沟垄集雨种植相比差异不明显。在播前灌1水条件下集雨节灌处理的产量和水分利用效率（WUE_Y）较沟灌、畦灌和沟垄集雨种植分别提高15.45%（P<0.05）、21.85%（P<0.05）、3.28%和39.82%（P<0.05）、53.13%（P<0.05）、4.44%,在开花期灌1水条件下分别提高7.06%、18.42%（P<0.05）、2.32%和28.41%（P<0.05）、39.58%（P<0.05）、5.09%,在播前和开花期均灌1水条件下分别提高5.03%、14.57%（P<0.05）、5.72%和40.23%（P<0.05）、54.70%（P<0.05）、2.99%。试验表明,集雨节灌 种植技术在大幅度降低灌水量的情况下可以提高叶片的光合性能,并显著提高玉米籽粒产量。     

集雨节灌种植技术对夏玉米光合特性及产量的影响

以沟灌、水平畦灌为对照,通过2年大田试验分析了在关中灌区集雨节灌种植技术对夏玉米功能叶片的光合参数、荧光参数、叶绿素含量及产量的影响。结果表明,在同期灌溉处理中,集雨节灌处理各测定时期的最大荧光（Fm）、可变荧光（Fv）、最大光能转换效率（Fv/Fm）、PSⅡ潜在活性（Fv/Fo）和叶绿素含量显著高于沟灌、畦灌。集雨节灌处理的籽粒产量在播前灌1水处理下较沟灌、畦灌和沟垄集雨种植分别提高4.9%（P<0.05）、8.5%（P<0.05）和2.2%,在开花期灌1水处理下提高6.0%（P<0.05）、8.3%（P<0.05）、1.3%;在播前和开花期均灌1水处理下提高7.0%（P<0.05）、11.2%（P<0.05）和7.2%（P<0.05）。不同灌溉时期集雨节灌处理的净光合速率（Pn）和叶片瞬时 水分利用效率（WUE）均在灌浆期显著高于畦灌,对基础荧光（Fo）和蒸腾速率（Tr）的影响不明显。除开花期灌1水处理外,其它灌水时期下的集雨节灌处理百粒重显著高于沟灌、畦灌处理。研究表明,集雨节灌可以显著提高叶片光合性能,增强PSⅡ反应中心的电子传递、光合化学效率和潜在活性,且产量显著高于传统沟灌、水平畦灌处理。     

不同供水水平对玉米/豌豆间作系统作物耗水特征的影响

为探明根系分隔对间作群体产量、耗水量和水分利用效率的影响,解析间作群体高产和提高水分利用效率的机理,以玉米、豌豆为材料,设置了单作豌豆、单作玉米、玉米间作豌豆三种种植模式和地方传统供水水平(高)、生育期灌水低于地方传统供水水平10%(中)、生育期灌水水平低于地方传统供水水平20%(低)三个灌水梯度,并将玉米间作豌豆隔根方式分为塑料布分隔、尼龙网分隔和不分隔三种方式,于2011年4—10月在甘肃省武威市绿洲农业区系统研究了不同供水条件和根系分隔模式下玉米间作豌豆的耗水特征。结果表明:间作可以提高土地利用效率13.01%~42.13%,较单作平均提高作物水分利用效率3.07%~43.38%;不同间作处理的经济产量和生物产量比单作高12.90%~30.45%;不隔根间作作物产量比塑料布隔根处理高13.79%~17.17%,较尼龙网隔根处理高1.12%~3.52%。未隔根间作处理时,地方习惯灌水处理与低于10%灌水水平处理耗水量差异不显著,但显著低于降低20%灌水的处理。与单作相比,玉米/豌豆间作具有提高土地利用效率和作物产量的作用。隔根影响间作土地利用效率和产量的提高,且当地的传统灌水习惯也有待改进。     

石羊河流域制种玉米咸淡水轮灌模式 的SWAP模型模拟

为了探究石羊河流域制种玉米的咸淡水轮灌模式,利用2014年田间试验观测资料对SWAP模型进行了参数率定和验证,模拟了不同咸淡水轮灌模式下的土壤水盐平衡,并筛选出了较优的咸淡水轮灌模式,预测了较长时期土壤盐分动态变化及制种玉米产量。结果表明：SWAP模型率定与验证过程中,土壤含水量的均方误差(RMSE)值在0.05 cm³·cm^-3以下,平均相对误差（MRE)值在15%以下;土壤含盐量的RMSE值在4.2 mg·cm^-3以下,MRE值在25%以下;制种玉米产量的RMSE值在380 kg·hm^-2以内,MRE值在10%以下,率定和验证后的SWAP模型可用于研究区咸水与淡水灌溉的模拟与预测。3.0 g·L^-1微咸水条件下采用2次淡水、1次咸水和1次淡水、2次咸水的轮灌方式以及6.0 g·L^-1咸水条件下采用2次淡水、1次咸水的轮灌方式为研究区制种玉米的较优轮灌模式,这3种较优咸淡水轮灌模式下的土壤盐分累积量较少,并且能够提高制种玉米的产量。3种较优轮灌模式模拟预测结果显示,在模拟期内土壤含盐量增幅不大,能够达到平稳,不会造成土壤盐渍化,制种玉米减产幅度较小,制种玉米产量能够保持平稳。     

新疆杨树/紫花苜蓿林草复合系统中根系分布特征及生产力

为了解杨树（Populus L.）/紫花苜蓿（Medicago sativa L.）林草复合系统中两种植物根系的分布及相互关系,利用WinRHIZOTM对3 a生紫花苜蓿和7 a生杨树在单作和间作条件下0~60 cm土层中的根长密度（RLD）、平均根直径（ARD）和比根长（SRL）的分布进行测定分析。结果表明：间作紫花苜蓿RLD降低了10.01%~54.29%,20~60 cm土壤中紫花苜蓿ARD降低了11.15%~37.30%, 间作苜蓿的SRL比单作苜蓿高10.52%~28.78%;间作增加了 0~40 cm土层中杨树ARD的20.36%~28.08%,增加了苜蓿种植区域0~20 cm土层中杨树RLD的15.51%~34.23%。杨树SRL受到的影响较小,仅在8月5日的0~20 cm 土层中测得单作和间作SRL存在差异,单作杨树SRL比间作杨树高14.46%。单作和间作苜蓿的最高产量均在第一次收获时期,间作降低了苜蓿的产量,在第一次、第二次和第三次收获中产量分别降低了24.7%、30.9% 和 43.7%,与单作苜蓿相比,杨树/紫花苜蓿林草复合系统中苜蓿的总产量减少了31.2%。通过计算土地当量比,发现杨树与紫花苜蓿复合经营为杨树林带增加了额外来自紫花苜蓿的收入,能够提高系统41%的生产力。综上所述,林草复合系统中紫花苜蓿根系分布及生长受到了不利影响,而杨树根系受到了有利的影响。相比单作种植,林草复合系统有较高的生产力和资源利用效率,具有提高新疆地区防护林带生态和经济回报率的潜能。     

干旱区棉花水分胁迫指数对滴灌均匀系数和灌水量的响应

为了修订和完善滴灌均匀系数的设计与评价标准,在新疆干旱区研究了滴灌均匀系数和灌水量对作物水分胁迫指数（CWSI）的影响。供试作物为棉花,试验中滴灌均匀系数（C_u）设置0.65（C1）、0.78（C2）和0.94（C3）三个水平,灌水量设置充分灌水量的50%、75%和100%三个水平。结果表明：棉花冠层温度和CWSI表现出随灌水量增加而降低的趋势;冠层温度和CWSI均匀系数的变化范围分别为0.91～0.98和0.65～0.91,均随滴灌均匀系数增加而增大;灌水量对冠层温度和CWSI均值的影响达到极显著水平（α=0.01）,滴灌均匀系数对冠层温度和CWSI均匀系数的影响达到显著水平（α=0.05）或极显著水平。CWSI与皮棉产量呈显著或极显著的负相关关系;滴灌均匀系数越低,水分亏缺引起的减产幅度越小。     

马铃薯抗旱栽培土壤含水量及产量效益研究

于2014年在宣威市农业技术示范基地开展了玉米间作马铃薯集雨保墒抗旱栽培复合技术试验研究。试验处理包括：T₁：玉米+开沟覆膜‖马铃薯;T₂：玉米+打塘覆膜‖马铃薯;T₃：玉米+平作覆膜‖马铃薯;T₄：玉米平作覆膜单作;T₅：马铃薯单作。结果表明,T₁和T₂处理玉米土壤含水量均高于其它处理,T₁、T₂处理0～7.6 cm土层玉米平均土壤含水量比T₄处理最多增加28.32%,0～20 cm土层最多增加28.12%;间作处理马铃薯的土壤含水量均高于马铃薯单作,T₁、T₂处理马铃薯平均土壤含水量在0～7.6 cm和0～20 cm两个土层分别比T₅处理最多增加23.52%和12.78%;T₁、T₂处理玉米产量、复合产量和土地当量比（LER）均高于T₃处理,其中,T₂处理的土地当量比最大（LER=1.20）,比T₃处理增加10.52%,产量效益明显。     

基于AquaCrop模型的塔额盆地夏玉米节水潜力分析

以AquaCrop模型为基础,结合2021—2022年塔额盆地夏玉米实测数据,对模型部分保守参数和产量模块的标准水分生产力（WP^*）和参考收获指数（HI₀）进行校准与验证,通过设置起始灌水时间、灌溉定额和灌水周期三因素交叉试验,对夏玉米进行产量模拟,分析其产量与作物水分利用效率受灌溉定额和起始灌水时间的影响程度,在产量和作物水分利用效率均为较高值的前提下选择最优灌溉方案。以实际夏玉米播种面积为参考值,模拟并预测2022年及未来4年在不同灌溉方案下的夏玉米产量和节水总量,并依此分析塔额盆地夏玉米节水潜力。结果表明：（1）对AquaCrop模型作物生长模块主要参数、土壤水分胁迫参数和产量模块参数WP^*和HI₀进行参数率定,最终产量模块参数选择WP^*=35 g·m^-2、HI₀=43%,2021年和2022年产量模拟相对误差值分别为1.26%和1.07%。（2）结合模型模拟得出最优灌溉方案如下：起始灌水时间5月20日,灌溉定额470 mm,灌水周期7 d,灌水11次,作物水分利用效率2.005 kg·m^-3,产量9.423 t·hm^-2。（3）以2022年为现状水平年,最优灌溉方案下,现状水平年和未来水平年（2022—2025年）可分别实现节水量2.1338×10⁵、2.1826×10⁵、2.1992×10⁵ m³和2.2306×10⁵ m³。     

膜下滴灌小麦-西兰花复种水肥利用效率

于2017年4月—2018年9月连续2 a进行田间试验,以传统畦灌为对照,开展膜下滴灌不同灌水定额对小麦复种西兰花生长状况、水肥利用效率及效益的影响研究。结果表明：膜下滴灌有利于提高小麦产量和水分利用效率,较传统畦灌处理分别平均提高12.6%和39.10%,但随灌水量增加,作物增产效应下降、耗水量增长率出现回落,膜下滴灌条件下,高水处理(3 225 m³·hm^-2)小麦获得最大产量,平均为5 468.57 kg·hm^-2,但与中水处理(2 700 m³·hm^-2)无显著差异（P＞0.05）;西兰花中水处理(1 920 m³·hm^-2)增产效应最大,较传统畦灌产量平均提高15.65%,水分利用效率和氮肥偏生产力平均增加40.03%和15.65%;膜下滴灌有利于补充土壤氮库,增加土壤肥力,较传统畦灌土壤中N肥消耗平均减小25.52%;当膜下滴灌定额为4 620 m³·hm^-2时,小麦-西兰花净产值较传统畦灌处理平均增收8513.77元·hm^-2,产投比较传统畦灌处理平均提高15.30%。     

不同施氮水平下小麦/玉米套作群体产量和水氮利用

通过2018—2020年连续两年田间试验,以小麦/玉米套作群体为试验对象,研究N0、N1和N2 3个水平下（施N量分别为小麦0、120 kg·hm^-2和240 kg·hm^-2,玉米0、180 kg·hm^-2和360 kg·hm^-2）小麦/玉米套作群体产量、土地当量比与土壤水分利用的差异。结果表明：小麦/玉米套作具有明显的产量与水分利用优势,与单作相比,套作小麦产量提高21.34%~27.80%（P＜0.05）,产量优势主要来源于边1行与边2行的增产,而套作玉米表现受氮肥供应的调控,在N0与N1水平下套作产量减少3.02%~11.43%,仅在N2水平下高于单作玉米;小麦/玉米套作群体的土地当量比（LER）在1.04~1.16,具有土地利用优势;在相同产量下小麦/玉米套作群体比单作群体的耗水量更少,水分利用效率更高,其中在N1水平下耗水量减少最为明显,两年内平均减少消耗47.30 mm的水分,而水分利用效率比单作系统提高2.77%~6.46%,小麦/玉米套作群体在3个施氮水平下均表现出节水与水分利用优势;套作种植还可以提高小麦和玉米的氮肥农学利用率及小麦的氮肥偏生产力,两年内套作小麦的氮肥偏生产力和氮肥农学利用率最高可达64.17 kg·kg^-1和11.17 kg·kg^-1。因此在半湿润区雨养条件下具有发展小麦/玉米套作种植模式的可行性。     

河西走廊干旱区的水资源分布及循环过程

运用河西走廊3大内陆河流(疏勒河、黑河和石羊河)1955～2006年河流流量、冰川、地质水文和气象实测资料,系统分析了区域内水资源的分布规律及其循环转化关系等.结果表明,河西走廊水资源主要以冰雪水资源、地表水资源与地下水资源的形式存在,分布于3大相对独立的流域水系中；南部祁连山区发育大小河流共计57条,多年平均出山径流...     

新疆主要农作物生产水足迹研究

农业是新疆水资源消耗最大的产业。本研究应用水足迹理论对新疆83个县市主要农作物的生产水足迹进行研究分析,比较不同作物之间生产水足迹的差异,探讨新疆农业生产水足迹在空间上的变化规律。研究结果表明,全疆2014年主要农作物生产水足迹总量为355.47×108m3,其中主要为蓝水足迹,所占比例高达91.31%;绿水足迹极低,所占比例仅为8.69%。7种主要作物生产水足迹由高到低分别是棉花,向日葵,小麦,水稻,玉米,苜蓿以及甜菜。水足迹空间分布在不同区域差异显著,南疆以及伊犁地区的生产水足迹总量相对较高,二者总量为243.46×108m3,东疆和北疆地区水足迹总量相对较低,二者总量为112.01×108m3,总体呈现出西南高东北低的分布趋势。     

“南水北调”西线工程与中国西北开发和生态环境的改善

我国是个水资源既丰富又贫乏的国家 ,总量有 2 .8万亿 m3,但人均仅 2 2 60 m3,处于缺水的上、下限之间。北中国人均只有 1 1 2 7m3,接近缺水的下限 ,华北地区更少 ,仅 556m3。随着北中国社会经济的发展 ,缺水问题日益严重 ,不仅制约了社会经济的进一步发展 ,更造成了地下水资源破坏、黄河断流、土地荒漠化等一系列生态环境恶化问题。据估算 ,2 1世纪 50年代 ,北中国将缺水 2 0 0 0亿 m3,解决的根本途径是“南水北调”。今天考虑的“南水北调”,进到北方的水量仅 60 0亿 m3左右 ,只能是“解渴”工程 ,如要“重整河山 ,再造中国”,彻底解决北中国缺水和土地荒漠化问题 ,必须考虑和启动“大时空南水北调”,调除长江水外的西南诸水。这是一项“利在当代 ,功在千秋”的大业 ,更需要全民族不懈地努力和奋斗     

吉林省主要农作物的生产水足迹研究

基于生产水足迹的视角,借鉴粮食生产虚拟水的算法(Aldaya&Llamas,2008),采纳灰水足迹的最新研究成果(2010),应用联合国粮农组织提供的CROPWAT软件,对吉林省玉米、水稻和大豆三种农作物在丰、平、枯条件下的生产虚拟水及其水足迹进行计算,并着重探讨了灰水问题。主要结论是:1)无论降水量多寡,玉米、水稻和大豆的生产虚拟水量均以绿水为主,且蓝水、绿水虚拟水量之和比全国均值低、比东北三省的均值高,具备提高水资源利用效率的空间;2)施用化肥产生的灰水足迹在总水足迹的比重较大,与"吉林省在东北地区面源污染贡献率高"的结论一致,增产百亿斤商品粮计划实施过程中,粮食安全和生态安全的"双赢"目标任重而道远。     

近百年来人类活动对黑河流域水环境的影响

在总结前人研究成果的基础上 ,系统论述了黑河流域近百年来的水环境变化。流域水环境包括流域水系、水资源时空分布以及水资源质量等方面。近百年来 ,由于人类活动强度的增加 ,河流湖泊水系逐渐从自然水系、半自然水系演化为人工水系 ,地表径流基本上为人类所控制 ,使水资源利用主要集中在中游和下游上段地区 ,下游河道年平均断流天数从 5 0年代的 37.6d上升至 90年代的 89.9d,尾闾湖西居延海于 1 960年干涸 ,东居延海处于干涸和充水交替状态。水资源在年际和年内的分配都发生了极大变化。由于工农业发展、水资源利用方式、重复利用率提高以及人工合成物质的使用和排放等多种因素 ,流域水质持续恶化。由于人类活动的特点 ,在整个环境演变过程中定量分析人类活动的影响还没有适宜的理论和方法。     

对墨西哥水政策变迁的考察

墨西哥是缺水的国家。 2 0世纪 90年代前的三项核心政策是 :( 1 )增加政府投资 ;( 2 )改进水事工程技术 ;( 3 )加强保护水资源有关的社会意识。但是 ,90年代后水政策调整的理念是 :水这样的自然资源 ,财产权的标准的制度设计包含三项基本属性 ;界定清晰 ;可执行性 ;让与性。由于传统的集权管理的影响 ,供水设施的私有化尚遥遥无期。私有化不触及现存法制结构的根本内容 ,而政府又企求以有限的私有化建立水市场 ,这是政府的矛盾选择。政策调整的方向应当是实现水权的私有化。在此基础上才能真正建立水市场     

陕西省近10年来水资源足迹动态变化研究

水足迹是指在一定的物质生活水平下,维持一定人群消费所需要的总的水资源数量[3]。文中以陕西省为例,运用产品虚拟水研究方法测算并分析了陕西省1998-2007年的水足迹及其动态变化,结果表明:自1998年来陕西省水足迹总量稳定在239-267亿m3,人均水足迹保持在660-730m3,两者总体呈上升趋势,10年间陕西省水资源集约利用度提升迅速,水资源压力指数由于受到降雨量等因素的影响,波动较大,总体有所升高。将陕西省水足迹与同期全国其他城市以及国外一些国家进行了对比,并提出了降低水足迹以缓解陕西地区水资源压力的几条途径。     

生态环境用水研究的某些进展

随着当今科学技术日新月异的发展 ,不同学科的界限逐渐模糊 ,重叠交叉越来越明显 ,精确化与数量化方法与手段逐步完善 ,新的学科生长点不断出现。生态环境用水研究是当前生态学、水文学、土壤学、环境科学等的前沿领域与热点之一 ,尤其是联系生态过程与水文过程 ,描述生态演化与水资源相互关系的关键指标与中心问题。 2 1世纪全球问题 (人口 -资源 -环境-发展 )变得更加严峻 ,生态环境用水研究面临着如何满足社会的经济可持续发展对水资源日益增长需要的挑战。近 6年来有关生态用水研究在概念、重要性、理论计算方法、不同生态系统背景下水资源承载力等方面都有了共识并取得了有意义的发展 ,本文旨在有关工作基础上 ,对上述相关方面及存在的问题进行论述 ,为推动国家进行大规模的生态环境建设在理论和实践方面提供参考。     

西北干旱区水问题对策探讨

水维系着干旱区经济的持续发展和生态系统的动态稳定。在阐述干旱区水资源独特的禀赋基础上,探讨了包括水资源短缺、水环境恶化、洪水灾害威胁与水土流失严重等在内的水问题,分析了水问题之间的相互影响和叠加连锁效应。对干旱区常见的开荒扩耕增产增收的做法进行了剖析,结果表明:在脆弱的生态约束下,开荒扩耕并非发展经济的良策。结合干旱区实际状况,提出了一些应对水问题的对策。     

地下水生态需水量的估算方法及其恢复问题的研究

本文以石家庄市为背景,对地下水生态环境需水量和补给来源等一系列问题进行了研究探讨,提出了生态环境需水量的计算方法,给出了降雨入渗、河道与湖泊等地表水体入渗补给量的估算方法。并在采补平衡的原则上,对石家庄地下水生态环境恢复问题进行了研究。结果表明:石家庄地下水生态环境问题十分严重。既使恢复期是30年时间,该地区允许开采量也只能在4.20~7.76亿m3/a左右,它比石家庄市目前平均的开采量9.51亿m3/a还小。这样,在目前的开采程度下,如果没有外来水的补充,恢复石家庄的地下水生态环境问题是相当困难的。