作物冠层对喷灌水分分布影响的研究进展

喷灌水分到达冠层以后,经过冠层的截留和水分再分配过程,主要以两种方式到达地面,即穿过冠层直接落入土壤和通过叶片的集水,然后以茎秆为通道流入土壤.以不同方式进入土壤中的水量与作物的种类、冠层结构、种植密度,以及喷灌系统和喷灌时的农田小气候等因素有关.本文根据喷灌水分在农田的分布特点,把喷灌系统和作物结合起来,提出了喷灌有效灌水均匀系数的概念.该系数能综合反映灌溉水经过冠层再分配过程以后,田间水分的有效性.     

翻耕深度对膜下滴灌棉花生长和冠层小气候的影响

为探究翻耕深度对覆膜滴灌农田小气候及棉花生长的影响机制,于2019年4—10月在新疆库尔勒地区开展田间试验,设置20、30、40 cm 3组翻耕深度处理(T20、T30、T40),以免耕处理(NT)作为对照,分析了翻耕深度对土壤孔隙率、农田耗水量、田间小气候、棉花生长状况及产量的影响。结果表明：翻耕深度的增加能够有效提高土壤孔隙率、增加膜内耕层土壤温度、促进植株耗水;棉株从膜内土壤中消耗的水分对冠层小气候的调控作用大于膜外土壤的水分蒸发对冠层小气候的调控作用,NT、T20、T30、T40处理膜内位置的农田耗水量分别是膜外位置农田耗水量的2.48、2.52、3.08、3.47倍;全生育期内,T20、T30、T40处理的农田耗水量分别是NT处理的1.30、1.42、1.52倍;深翻导致农田耗水量的增加能够有效提高冠层湿度,延长棉花生育期,使棉花增产。全生育期内,各翻耕处理(T20、T30、T40)的近地表平均冠层湿度分别比NT处理高12.83%、14.49%、17.55%,棉花全生育期分别比NT处理长10、16、23 d,籽棉产量分别比NT处理高670.68、1 252.67、1 584.02 kg·hm^-2。     

西南高原“旱三熟”地区不同覆盖栽培措施的土壤水分效应

在西南高原季节性旱区进行田间试验,研究不同覆盖栽培条件下"旱三熟"种植模式的农田土壤水分效应。研究表明,秸秆、地膜覆盖尤其是秸秆地膜二元覆盖有明显蓄集和保存土壤水的作用,土壤保蓄水度平均提高60.63%,覆盖能有效减少田间水分的无效蒸发,平均减少181.93 mm,使作物蒸腾系数和水分利用效率提高,平均提高19.84%和23.5%,而使作物耗水系数减小,平均减少18.26%,根区是作物耗水与土壤保蓄水的关键区域;农田水分变化沿土层可划分为3个层次,即0~30 cm土层为土壤水分变化活跃层和土壤贮水变化明显层、30~80cm土层为土壤水分变化次活跃层和土壤贮水变化显著层、80~100 cm土层为土壤水分变化相对稳定层和土壤贮水变化缓慢层。覆盖栽培可促进作物耗水量由田间无效蒸发耗水向有效的田间作物蒸腾耗水转化,使农田水分的有效性显著提升。     

黑河流域中游制种玉米农田土壤水分运移规律

基于2009年中国科学院临泽内陆河流域研究站绿洲农田小气候、土壤蒸发和土壤水分动态监测等多源观测试验数据,运用Hydrus-1D模型模拟大田制种玉米生长条件下,土壤水分运移过程和各水分通量,并对当前灌溉制度下农田水分利用率进行评估.结合相关监测数据对模拟结果进行评价,整个模拟期作物蒸腾量、土壤蒸发量、土壤蓄水变化量和渗漏量分别为316.4、100.3、45.5 mm和339.5 mm.玉米在初生阶段、发育阶段、中期阶段、后期阶段的蒸腾水量占灌溉水分的3.6％、10.6％、46.7％和49.6％,占蒸散量的7.2％、28％、82.7％和81.4％.农田系统各水分通量的变化规律及相对比例明显受作物生长和灌水事件影响,当前灌溉制度下农田水分利用率较低,在初生阶段减少土壤蒸发和中后期阶段增加灌溉频率、减少灌溉定额是提高干旱区灌溉水分利用效率的有效手段.     

冬小麦冠层截留及其消散过程

采用擦拭法测定冬小麦不同生育时期的冠层截留。研究发现冬小麦最大冠层截留量为1mm,发生在抽穗开花期,也是叶面积指数最大值时期。在冬小麦生长前期,冠层截留随着叶面积指数的增大而增大,后期冠层截留随着叶面积指数的减少而减少。冠层截留消散过程主要受空气温度和湿度等气象要素的影响,温度越高、相对湿度越低,冠层截留消散的越快;温度越低、相对湿度越高,冠层截留消散的越慢。冠层截留消散过程还受小麦水量的影响,在喷灌刚结束时,小麦植株上的水分多,冠层截留消散的较快,随着水分的蒸发,冠层截留消散的速度减慢。     

华北平原秸秆覆盖滴灌冬小麦中后期耗水规律研究

基于2013—2015年华北平原典型区连续两年田间试验,采用Penman-Monteith公式、FAO单作物系数法以及水量平衡法,研究分析了充分滴灌下秸秆覆盖与不覆盖对冬小麦棵间蒸发、耗水量、产量及水分利用效率的影响,研究结果表明:滴灌条件下秸秆覆盖显著抑制了日棵间蒸发量及其日变化波动幅度(P0.05),在冬小麦中后期相比不覆盖可减少棵间蒸发30%以上;基于田间冬小麦的气孔阻力系数实测值,采用P-M公式直接计算冬小麦日耗水量具有较高精度,其值与FAO单作物系数法计算值具有较高相关性(R~20.8);秸秆覆盖滴灌减少了7%~15%的灌溉定额,但与不覆盖滴灌相比,冬小麦日耗水量和生育期总耗水量不存在显著差异(P0.05),冬小麦4—6月份期间平均日耗水量在4.0~4.5 mm·d~(-1)之间;充分滴灌下秸秆覆盖并没有显著提高作物的产量和水分利用效率(P0.05)。     

水泥硬壳覆盖对春玉米蒸腾与水分利用效率的影响

水泥硬壳覆盖对春玉米蒸腾，棵间土壤蒸发，作物生长发育状况，产量有水分利用效率的影响研究结果表明，水泥硬壳覆盖农田能减少土壤无效蒸发，提高玉米蒸腾效率，促进春播作物苗全苗壮，提高作物产量和水分利用效率。     

不同水分处理下冬小麦冠层温度、叶片水势和水分利用效率的变化及相关关系

小区栽培冬小麦,设计5种程度的干旱胁迫,利用防雨棚分别控制土壤重量含水量为田间持水量的45%、55%、65%、70%、80%,观测不同水分处理下冬小麦冠层温度、叶片水势和水分利用效率的变化及相关关系。结果显示,随着含水量的增加,各处理的平均和最高冠层温度整体呈下降趋势,叶水势和蒸腾速率呈上升趋势,在小麦抽穗期干旱胁迫最严重处理表现出最大水分利用效率,开花期的水分利用效率较抽穗期整体下降了50.70%;相关分析表明,抽穗期小麦的冠层温度与空气饱和差极显著正相关(P<0.01),开花期的冠层温度和叶水势呈显著负相关(P<0.05),冠层温度和空气饱和差存在着极显著正相关,空气饱和差和蒸腾速率极显著负相关,冠层温度和水分利用效率有着显著的正相关性。综上所述,冠层温度在小麦抽穗和开花期完全可以作为作物水分状况的有效监测指标之一。     

旱区间作水分高效利用机制探讨

间作系统充分利用光热水肥资源具有高产高效特征，在旱区得到了广泛应用。综合国内外间作群体水分利用的研究成果，论述了间作具有水分优势的高效利用机制。间作系统减少土壤蒸发、提高作物蒸腾、降低棵间蒸发与耗水量的比值，增加土壤水分的有效性，提高作物根系对土壤水分的吸收利用，进而提高水分利用效率。间作系统的水分利用机制包括生态位分离减少竞争以促进资源的充分利用、水力再分配调节作物及邻体作物土壤的水分条件缓解旱区作物的水分胁迫。间作系统水分利用的影响因素包括作物种类、种植密度和空间布局、水肥管理和耕作措施。针对研究中的不足，指出未来间作系统水分高效利用研究应关注以下方面：不同区域间作群体增产和节水的规律；水分与源库关系及对种间关系的响应；量化水分与根系生长的关系，建立间作作物对水分吸收的模型；地下部对间作水分优势的响应。     

宁夏南部山地易旱区农田水分生产潜力开发初探

本文探讨了农田水分的动态变化规律及其对作物生长发育的影响，分析了农田水分利用效率及潜力。通过试验，研究了水分利用效率与地力的关系，认为地力不足是影响农田水分利用效率的重要原因，并相应地提出了开发农田水分生产潜力的途径。