水分调控对冬小麦同化物分配与水分利用效率的影响研究

试验研究 12个灌溉组合方式对冬小麦干物质积累与分配、产量和水分利用效率的影响结果表明 ,地面灌水条件下不同处理的地上部干物质积累量由高至低依次为田间持水量 65%的处理 >50 %的处理 >80 %的处理 ;地下 3 0cm、50cm和 10 0cm灌水条件下田间持水量 80 %的处理 >65%的处理 >50 %的处理。产量以地下 3 0cm灌水× 80 %田间持水量处理最高 ,为 6512 .4kg/hm2 ,地下 50cm灌水× 50 %田间持水量处理产量最低 ,为3 568.1kg/hm2 。保持相同田间持水量的灌水处理 ,随灌溉深度的增加其作物水分利用效率呈增大趋势。地下3 0cm灌水× 80 %田间持水量处理和地下 3 0cm灌水× 65%田间持水量处理是较合理的节水灌溉组合方式     

不同沟灌方式对夏玉米耗水特性及产量影响的模糊综合评判

为了研究模糊数学在夏玉米耗水特性和产量方面的应用,该文采用改进模糊综合评判模型,综合评价夏玉米不同生育阶段耗水量、产量构成因素(穗长、穗粒数、百粒质量)对沟灌方式的响应。结果表明:无论在宽垄种植模式,还是常规种植模式下,夏玉米同一阶段耗水量随灌水下限增加而呈现递增规律,作物全生育期耗水量也随灌水控制下限增加而呈递增规律,实测结果和模糊评价结果一致;灌水控制下限为70%田间持水量的宽垄种植处理的模糊综合评价指数最高,即灌水控制下限为70%田间持水量的宽垄种植处理小区产量最高,水分生产效率也为最高,达到了1.97 kg/m3,此种灌水控制下限的宽垄种植模式为最优。因此,当水资源较充足时,种植灌溉方式建议采取水分处理为70%田间持水量的宽垄种植处理模式;当水资源较匮乏时,种植灌溉方式采取水分处理为60%田间持水量的宽垄种植处理模式。模糊综合评判结果与大田试验结果相吻合,表明该方法可用于评判节水灌溉效应。该研究可为节水灌溉试验结果评价提供参考。     

加气滴灌提高大棚甜瓜品质及灌溉水分利用效率

为揭示加气频率和滴灌带埋深等对甜瓜产量、品质及水分利用效率的影响,以甜瓜(陕甜一号)为研究对象,采用追加正交试验设计,研究不同加气频率、地下滴灌带埋深及灌水控制上限对大棚甜瓜果实形态、产量、品质及灌溉水分利用效率的影响。结果表明:对果实形态、品质及产量影响的大小顺序依次为加气频率、滴灌带埋深和灌水控制上限。对水分利用效率的影响大小顺序依次为灌水控制上限、加气频率和滴灌带埋深。根区加气能够显著改善果实产量及品质,滴灌带埋深为25 cm,每天加气1次品质及果实形态指标最好,产量最高。灌水量控制在田间持水量的80%时,果实可溶性固形物含量最高,但灌水量为70%田间持水量时,可溶性总糖、产量、水分利用效率最高。综合考虑,最优处理组合为滴灌带埋深25 cm,每天通气一次,灌水控制上限为70%田间持水量。     

土壤水分状况对温室青茄水分利用和外观品质的影响

为确定温室青茄优质高效的灌溉指标, 采用小区试验方法, 研究了不同生育阶段土壤水分状况对滴灌条件下温室青茄耗水量、产量、水分利用效率及果实外观品质的影响。研究结果表明, 任何时段水分亏缺均会降低青茄的耗水量; 温室青茄果实大小、坐果数以及最终产量均随水分亏缺程度的增大而减小, 产量、水分利用均与耗水量呈现良好的二次抛物线关系, 最优耗水量在307.12~339.59 mm 之间。当青茄土壤水分(占田间持水量的百分比)下限控制在苗期60%~70%、开花坐果期和成熟采摘期均为70%时, 产量及坐果率较高, 水分利用效率较佳, 可作为滴灌条件下温室青茄适宜的土壤水分控制指标。     

不同种植模式冬小麦产量与耗水量的模糊综合评判

产量和耗水量是作物节水高产栽培的参考依据。该文采用改进的模糊综合评判模型,从种植方式、灌水处理2个层次和7个指标对冬小麦的耗水量和产量进行了模糊综合评价。结果表明:在宽垄种植、水分处理为70%的控制下限的条件下,小麦的水分生产效率最高,即水分处理为田间持水量70%的宽垄种植方式为最优种植模式。水分处理为田间持水量70%的宽垄种植和水分处理为田间持水量60%的宽垄种植处理的水分生产效率分别为1.91、1.88 kg/m3,两者相差仅为0.03 kg/m3。因此,当水资源较充足时,种植灌溉方式采取水分处理为田间持水量70%的宽垄种植处理模式;当水资源较匮乏时,种植灌溉方式采取水分处理为田间持水量60%的宽垄种植处理模式。模糊综合评判方法得出水分处理为田间持水量70%的宽垄种植方式,冬小麦产能最优,与大田试验得出的结论相吻合,故而模糊综合评判方法可以应用于节水灌溉评价方面。     

膜下滴灌水分调控对甜椒生长和产量的影响

为了探究膜下滴灌水分调控对大田甜椒生长状况、水分利用效率、产量和经济效益的影响,在张掖市灌溉试验站开展了甜椒膜下滴灌水分调控试验,试验共设4个膜下滴灌水分调控处理(充分灌水处理(T4)、轻度胁迫灌水处理(T3)、中度胁迫灌水处理(T2)及重度胁迫灌水处理(T1))和1个膜垄沟灌对照处理(CK)。结果表明:(1)甜椒坐果期,处理T4的株高和茎粗均显著高于处理T1,且该生育期平均日耗水强度和耗水模系数均达到最大,依次为3.28mm/d和31.55%,故坐果期为甜椒需水量最大时期。(2)与处理CK相比,处理T4增产9.27%,水分生产效率(WUE)和灌溉水利用效率(IWUE)分别提高25.33%和24.62%;膜下滴灌不同处理间,充分灌水处理T4分别比水分胁迫处理T1、T2和T3增产79.46%,71.11%和33.83%,WUE依次提高26.21%,32.23%和17.01%,IUWE依次提高8.22%,14.19%和16.60%。故膜下滴灌充分灌水处理为甜椒最适灌水模式,即最佳土壤含水下限为70%田间持水量(70%θf),上限为100%θf。     

亏缺灌溉对自根与嫁接甜瓜生长发育及产量的影响

以厚皮甜瓜(伊莉莎白)、白籽南瓜砧木(青研一号)为材料,研究亏缺灌溉对自根甜瓜(T)与嫁接甜瓜(J)生长发育以及产量的影响。营养生长期灌水下限统一为田间持水量(field water holding capciaty,FC)的65%,生殖生长期设3个灌水下限,分别为T85(自根甜瓜85%FC)、T65(自根甜瓜65%FC)、T45(自根甜瓜45%FC)、J85(嫁接甜瓜85%FC)、J65(嫁接甜瓜65%FC)、J45(嫁接甜瓜45%FC)。结果表明:1)自根与嫁接甜瓜株高和茎粗在定植后的第9天表现出差异,并随着生长天数增加而增加;果实膨大期叶面积为T85J85J65T65/T45J45;果实成熟期叶面积为T85/J85J65T65J45T45;不同水分处理下甜瓜根与地上部分干质量均随水分下限降低而降低,而根冠比随水分降低而升高;不同灌溉水分下限处理甜瓜产量从高到低的顺序为J85/T85J65T65J45T45,在亏缺灌溉中,嫁接甜瓜水分利用效率及产量均高于自根甜瓜,以J65处理最高。相对于充分灌溉处理,J65处理比T85与J85分别降低17.3%、21.6%,但J65的水分利效率比J85与T85分别增加30.5%、37.7%。研究可为深入了解自根与嫁接甜瓜生殖生长阶段水分需求规律、促进设施甜瓜增产提供依据。     

不同土壤水分下限对大棚滴灌甜瓜产量和品质的影响

以厚皮甜瓜品种伊莉莎白为材料,研究大棚滴灌条件下营养生长期不同土壤水分下限(75%田间持水量,I75;65%田间持水量,I65;55%田间持水量,I55;45%田间持水量,I45)对甜瓜生长、产量、品质以及灌溉水分利用效率的影响,并以沟灌(G75)作为对照。结果表明,株高、茎粗、叶面积和地上部干重均随着营养生长期土壤水分下限的降低而减小。I75果实横径、皮厚和肉厚均最大,果形指数最小;I65果实纵径最大。果实品质方面,总可溶性固形物(TSS)含量为:I65>I55>I75>I45;可溶性糖含量为:I55>I65>I45>I75;维生素C(Vc)含量为:I55>I65>I75>I45;可溶性蛋白质含量为:I55>I65>I45>I75;游离氨基酸总量为:I45>I65>I55>I75。I75的产量和平均单果重最高;I65的灌溉水分利用效率最高,达到29.16kg/m3,相比沟灌对照提高76.4%,可节水58.1%,而平均单果重仅比对照下降3.2%。综合考虑产量和品质,可以选择65%田间持水量作为武汉地区厚皮甜瓜营养生长期适宜的土壤水分下限指标。     

覆膜方式毛管密度和灌水下限对温室甜瓜生长的影响

为探明在日光温室内不同的覆膜方式、毛管密度、灌水下限等农艺措施对甜瓜生长及产量的影响,采用正交试验设计,研究了不同的覆膜方式(全覆膜、半覆膜、无膜)、滴灌毛管密度(1管1行、3管4行、1管2行)和灌水下限(田间持水量的60%、70%、80%)组合对日光温室甜瓜的植株生长、光合效率、生物量、产量和水分利用效率等的影响,分析了甜瓜产量与植株生长、光合效率、生物量等的关系。结果表明,半膜覆盖的根区土壤温度较高、水分分布更均匀,其叶面积指数、根鲜质量、根冠比等指标优于全膜和无膜处理,土壤脲酶、磷酸酶活性等也显著高于全膜和无膜处理,提高了甜瓜的生物量和产量及水分利用效率。毛管密度对甜瓜生长与产量具有显著影响,3管4行的植株鲜质量和植株干质量等均低于1管1行和1管2行处理,但茎粗、根鲜质量、根冠比等高于其他两个处理。3管4行模式有利于作物吸收更多的养分和水分,光合产物更多地向果实分配,产量比1管1行和1管2行分别提高了8.56%和3.37%,其水分利用效率也最高。灌水下限是影响甜瓜生长和产量的重要因素,与田间持水量的60%和80%比较,灌水下限为田间持水量的70%时,植株平衡生长,产量比60%时和80%时分别提高了22.58%和2.42%。全膜、半膜覆盖的水分利用效率(Irrigation water use efficiency,IWUE)分别比无膜高57.21%、56.41%,3管4行的IWUE分别比管1行和1管2行高3.54%和0.80%,灌水下限70%田间持水量的IWUE比80%时高58.46%。根据试验结果,建议日光温室的甜瓜栽培宜采用半膜覆盖,3管4行和70%田间持水量组合。     

根系分区不同灌水上下限对茄子生长与产量的影响

为了探明根系分区交替灌溉不同灌水上、下限对作物生长状况、气体交换与产量的影响,以指导节水灌溉,通过玻璃土箱试验,选取常规滴灌（conventional drip irrigation,CDI）和根系分区交替滴灌（alternate partial rootzone drip irrigation,APRDI）2种灌水方式,研究其在3种灌水上、下限水平下（CDI处理：植株两侧根区土壤含水率控制在田间持水率(Fc)的85%～100%;APRDI85-50处理：植株一侧根区土壤含水率维持在Fc的85%～100%,另一侧维持在Fc的50%～85%,当任意一侧根区土壤含水率＜50%Fc时即进行交替灌水;APRDI70-30处理：根区一侧含水率保持在Fc的70%～100%,另一侧控制在Fc的30%～70%,当其中一侧根区土壤含水率＜Fc的30%时即进行交替灌水）作物生长、产量及水分利用效率的差异。结果表明:与CDI相比,2种APRDI处理叶水势降低了19.0%和26.4%,气孔导度和蒸腾速率也显著下降,但APRDI85-50的光合速率增加了14.7%而APRDI70-30与CDI差异不明显,蒸腾效率比CDI分别提高了26.1%（APRDI85-50）和5.1%（APRDI70-30）。APRDI处理刺激了根系生长,显著增加了根干质量和根密度,有效控制了植株营养生长,使APRDI85-50的灌水利用效率比CDI提高了43.4%,产量增加10.8%,而CDI的灌水量比APRDI85-50处理增加了29.4%,说明交替滴灌下的APRDI85-50处理是一种经济可行的灌溉方式。     

基于控制灌溉理论的水稻优化灌溉制度研究

结合田间试验研究成果及Jensen模型，建立了基于水稻控制灌溉理论的宁夏引黄灌区轻度盐碱地水稻优化灌溉制度。水稻全生育期灌溉水量为600 mm，灌水15次，主要分布在返青期、拔节孕穗期和抽穗开花期。该优化灌溉制度较常规漫灌节水69.2%。该灌溉制度的建立，对于提高宁夏引黄灌区水稻节水灌溉技术具有重要的实践参考价值。     

灌区灌溉渠系分形特征研究

灌溉渠系是一种分形体,渠系的某部分渠段在某种程度上包含了整个渠系的信息。该文将分形理论引入到灌溉渠系的研究中,对其分形特征和分维数进行了分析,并运用盒计数法计算了漳河灌区灌溉渠系的分形维数。在此基础上,论证了渠系分形维数与其灌水模数的相关性,为灌区渠系布置优化设计提供了一定的理论依据。     

棉花微咸水膜下滴灌灌溉制度的研究

为寻求微咸水膜下滴灌的最优灌溉制度,利用2008和2009年田间试验结果,从棉花生长和产量的角度出发,分析11种灌溉处理各生育期的变化情况。测定了叶面积、干物质质量、棉花产量、土壤盐分等指标。结果表明：灌溉水量越大,棉花营养生长部分生长越快,生长时间越长;灌水盐分越高,盐分胁迫使生殖生长部分所占比例越大,越易衰老;试验区内灌溉定额3 750 m3/hm2（微咸水80%,淡水20%）的轮灌处理,2008年棉花产量达到5 190 kg/hm2,接近仅灌淡水5 250 m3/hm2处理（5 205 kg/hm2）,该轮灌处理2008年总盐为负增长（-0.95 g/kg）,2009年试验结果有力验证了该灌溉制度的节水增产、保护土壤环境的优越性。     

考虑地面灌水技术制约的灌溉制度优化

制定作物灌溉制度不仅要考虑补充根层土壤水分以满足作物需求，还应考虑灌水方法对灌水量的限制。为研究我国华北地区地面灌溉条件下冬小麦－夏玉米连作的节水灌溉制度，在河北省雄县进行了连续3年不同灌水处理试验，用水量平衡模型ISAREG对各处理进行数值模拟，从而验证了选定的模型和参数。采用该模型模拟了不同水文年冬小麦－夏玉米连作的多种灌溉制度，对各方案的灌水次数、灌水量、降雨和灌溉水量损失以及作物产量等因素进行了对比，并对现行灌溉制度进行了评价。结果显示：雄县现行灌溉定额大大超过了灌溉需水量，主要原因是地面灌水技术的制约，如田面不平、进地流量过小或畦块过大等，造成难以控制小水量灌溉。为研究既能满足作物基本需水要求，又使灌溉水量损失最小的最佳灌水定额，用模拟地面灌溉水流运动的SRFR模型模拟不同生长阶段的灌溉，得到了每次灌溉时不同流量条件下的最小灌水量，以及灌水效率与灌水量的关系，据此提出了与灌水技术改进措施相结合的不同水文年的灌溉制度优化方案。     

大范围灌溉及不同灌溉水源对蒸发皿蒸发量的影响

基于山东省济宁市6个典型气象站20 cm蒸发皿逐月蒸发量、逐年降水量和气象站所在区域的灌溉面积发展资料,研究中国中纬度地区大面积人工灌溉对蒸发皿蒸发量的影响,以揭示人工灌溉发展与蒸发皿蒸发量减少之间的内在关系。分析结果表明：不同时段的蒸发皿蒸发量变化与灌溉面积发展呈现极显著的相关关系,且灌溉期相关程度高于全年和非灌溉期相关程度;地下水为主要灌溉水源区域的蒸发皿蒸发量降幅大于地表水为主要灌溉水源区域的蒸发皿蒸发量降幅。大面积、高强度的农田灌溉引起近地表面的气象因子变化是导致所在区域蒸发皿蒸发量减少的重要原因。     

灌水定额对波涌灌溉土壤中硝态氮浓度的影响

为深入研究波涌灌灌水定额对地下水硝态氮运移的影响,通过肥液（硝酸钾溶液）室内入渗试验,模拟研究了地下水位埋深150 cm条件下,灌水定额对肥液间歇入渗地下水水质的影响规律。结果表明：不同灌水定额地下水中硝态氮浓度具有相似的变化规律,地下水位埋深越浅,地下水中硝态氮浓度的增加量越大,即浅层地下水易受硝态氮的污染;灌水结束时,进入地下水中的硝态氮量最大;在同一灌水定额条件下,地下水中硝态氮的浓度总体上随时间增加呈增大趋势;灌水定额越大,随下渗水分淋溶进入地下水中的硝态氮越多,对地下水造成的污染越严重。     

不同灌水技术要素组合下畦灌灌水深度的控制目标

研究地面灌溉反馈控制技术,加强对灌溉过程的控制和管理是当前改进地面灌溉技术的重点所在。该文基于以往研究成果,结合农民实际灌水经验,提出3种灌水深度控制目标(即田面最小灌水深度大于0时关口,入渗最小的1/4区域的平均灌水深度等于灌溉需水量时关口,田面最小灌水深度等于灌溉需水量时关口),并借助灌溉模拟模型以确定关口时间,从而控制灌溉水量。将田间试验与数值模拟相结合,分析不同土质、地形、畦长、入畦单宽流量下灌溉性能指标值对3种灌水深度控制目标的响应关系,确定不同灌水技术要素组合下适宜的灌水深度控制目标。结果表明,灌水深度控制目标对灌溉性能指标值的影响程度受畦长影响最为明显,其次是田面坡度和土质、再后是田面平整精度,入畦流量的影响不明显。砂壤和黏壤土质下畦长为50 m时,灌水深度控制目标取入渗最小的1/4区域的平均灌水深度等于灌溉需水量时关口最佳;畦长为100 m时,零坡度下灌水深度控制目标取田面最小灌水深度大于0时关口最佳,有坡度下取入渗最小的1/4区域的平均灌水深度等于灌溉需水量时关口最佳;畦长为150 m时,除黏壤土有坡度田面平整精度好的情况采用入渗最小的1/4区域的平均灌水深度等于灌溉需水量时关口最佳外,其他建议采用田面最小灌水深度大于0时关口。研究成果为畦灌反馈控制方案的制定提供了决策依据。     

滴灌与沟灌马铃薯覆膜效应研究

田间对照试验研究薄膜覆盖对滴灌土壤水分分布与消散过程及滴灌和沟灌马铃薯生长的影响结果表明 ,马铃薯生长前期覆膜能明显减少表层土壤蒸发 ,并使表层土壤维持较高的含水量。马铃薯生长中后期蒸腾作用占主导地位 ,覆膜对减少表层土壤蒸发作用较小。气温较高时覆膜对马铃薯生长产生明显抑制作用     

基于RAGA-DP的饲草料作物非充分灌溉制度优化模型

中国北方牧区水资源极其匮乏,灌溉饲草料基地优化配水时,通过对非充分灌溉条件下饲草料作物进行灌溉制度优化可以有效地提高水分利用率及作物产量。该文采用基于实数编码的加速遗传算法（RAGA）与多维动态规划法（DP）相结合,建立了遗传动态规划（RAGA-DP）模型,对内蒙古锡林郭勒典型草原区灌溉饲草料地非充分灌溉条件下青贮玉米、披碱草和苜蓿进行了灌溉制度优化,试验验证结果较好,有效地解决了有限水量条件下不同生育期进行优化配水的问题,并通过相对产量与供水量、水分生产率函数和边际产量的关系得到了3种作物的适宜供水量范围。该模型解决了多维动态规划法在作物非充分灌溉条件下灌溉制度优化过程中的早熟现象及易陷入局部最优而难于求得真正最优解的问题。     

调亏灌溉合理滴灌频率提高大棚西瓜产量及品质

在调亏灌溉条件下,该试验研究了不同膜下滴灌频率对早春大棚西瓜植株生长、果实产量、品质及水分利用效率的影响,从而确定西瓜整个生育期的最佳灌溉频率方案。试验在各生育期设置3个不同的灌溉频率水平,分别为高频(每2 d灌溉1次)、中频(每4 d灌溉1次)和低频(每6 d灌溉1次),并做4因素3水平正交实验设计,共9个处理,各处理总灌水量相等。结果表明:各处理中,苗期中频、开花坐果期高频、果实膨大期中频、成熟期低频灌溉处理植株在生长势上表现最好,该处理植株的叶绿素含量、净光合速率、气孔导度、蒸腾速率以及叶片水分利用效率在全生育期中均能保持较高水平,且该处理植株具有较高的坐果率、单果质量,果实总产量和灌溉水分利用效率最高,分别达到63.72 t/hm2和303.64 kg/(hm2·mm)。品质方面,苗期中频、开花坐果期高频、果实膨大期中频、成熟期低频灌溉处理的果皮最薄,仅有8.30 mm,且具有较高含量的总维生素C和最高含量的可溶性蛋白质和中心边可溶性固形物。综合考虑生长势、产量、品质和灌溉水分利用效率,适用于西北地区早春大棚西瓜调亏灌溉的最佳灌溉频率方案为苗期中频、开花坐果期高频、果实膨大期中频、成熟期低频灌溉。该研究可为实现西北地区早春设施西瓜栽培高效节水灌溉提供理论与技术参考。