膜下滴灌水源矿化度对棉花生长的影响及AquaCrop模拟

利用微咸水灌溉是缓解干旱区灌溉淡水资源短缺的有效途径。为探讨膜下滴灌水源矿化度对棉花植株体内盐分累积、生长及产量的影响,该研究开展了2 a(2020-2021年)测坑试验,共设置6个灌溉水矿化度,分别为1、2、3、4、5和6 g/L,分析了棉花生育期内不同土层盐分累积规律,构建了不同矿化度水源膜下滴灌棉花的AquaCrop作物生长模型。结果表明：1）不同矿化度水源膜下滴灌棉花土壤盐分在40～60 cm土层积累量达到峰值,80～100 cm土层盐分积累较少。不同矿化度水源膜下滴灌棉花2 a末40～60 cm土层盐分分别累积44.29%、42.68%、43.40%、34.92%、35.69%、39.32%。2）灌溉水源矿化度为3～4 g/L时棉花生长指标和产量优于其他处理,且不会造成盐分累积过高,灌溉水源矿化度为4 g/L与1 g/L相比棉花各生长指标和产量受到影响较小,综合考虑棉花适宜灌溉水源为3～4 g/L之间。3）通过构建AquaCrop作物生长模型模拟冠层覆盖度、地上干物质量模拟值与实测值的决定系数大于等于0.812,标准均方根误差不大于24.1,一致性指数不小于0.984,模拟效...     

基于AquaCrop模型的有机稻灌溉制度优化

随着人们对提高农业生产效率方法的不断探索,水稻生产模式正发生很大变化,并由化肥农药高投入的传统农业向生态环保的有机农业转变,但有机稻需耗水特性及其适宜的灌溉制度研究较少。为揭示有机稻耗水规律及不同降水年型下的灌水与产量关系,2015-2016年在湖北省漳河灌区开展了有机稻灌溉试验研究,统计分析了有机稻与普通稻的需耗水差异,获得了有机稻耗水及其产量特性,提出了基于Aqua Crop模型与熵值法耦合的有机稻灌溉制度多目标多情景优化方法。结果表明:1)有机稻与普通稻需水量无显著差异,但前者的排水量显著高于后者,且前者排水中的氮磷浓度均显著降低。有机稻产量为普通稻产量的84%,但单方灌水产值高28.5%(P0.05),具有显著的经济效益。2)优化后中国南方灌区有机稻适宜的优化灌溉制度为:枯水年,108%(以RAW计,下同)的土壤含水率控制下限、30 mm的灌水定额、灌水8~9次,平水年113.85%的土壤含水率控制下限、32.31 mm的灌水定额、灌水6~7次;丰水年,116.92%的土壤含水率控制下限、32.31 mm的灌水定额、灌水3~4次。该文为选择节水、高产的有机稻灌溉方案提供参考。     

基于AquaCrop模型的东北春麦区小麦冠层生长模拟研究

在AquaCrop作物模型数据库组建的基础上,应用该模型对东北春小麦冠层生长进行模拟。结果表明,除2010年呼玛地区模拟值低于实测值外,其余年份和地点的模拟值均高于实测值,IoA在0.726～0.995之间,模拟值与实测值的一致性较为理想;AquaCrop模型能较好反映正常年份下春麦生育活动,模型模拟情况与各地观测到的冠层发育情况较为一致。但对极端气候下的春麦冠层发育的模拟效果较为一般。在以后的研究中,需进一步对气象参数做出修正,以更好地应用于小麦的生产和预测。     

库尔勒香梨叶片全钾含量高光谱估算模型研究

为实现库尔勒香梨养分状况的无损、实时、快速监测,利用便携式光谱仪(SVC HR-768)测定不同钾肥施用量的20年树龄库尔勒香梨叶片光谱反射率,并结合叶片全钾含量的室内分析,对叶片全钾含量与原始光谱、一阶导数光谱、高光谱参数之间相关性进行分析。结果表明:在425 nm处原始光谱与叶片全钾含量构建的线性模型,调整决定系数R2值达到0.913;在630 nm处一阶微分光谱与全钾含量构建的线性模型,调整决定系数R2值为0.986。叶片全钾含量与高光谱特征变量中绿峰位置变量(Rg)和红谷位置变量(Ro)的相关性极显著,由此构建的线性模型调整决定系数R2值均达到0.96以上。通过模型检验,确定基于630 nm的光谱一阶微分(X630)模型Y=1 136.835X630+50.709为库尔勒香梨叶片全钾含量(Y)的最优估测模型。     

库尔勒香梨成熟度量化评价方法

为探讨库尔勒香梨的成熟规律,定量评价其成熟度及理化特征,以成熟过程中的库尔勒香梨为研究对象,研究库尔勒香梨理化指标随积温增长的变化规律,建立成熟度的量化评价方法。选取果实硬度值及可溶性固形物、叶绿素、维生素C含量为评价指标,检测成熟期间各指标随积温增长的数值。应用Sigma Plot软件对试验数据进行处理分析,建立库尔勒香梨的成熟规律的数学模型,并提出基于成熟规律的库尔勒香梨成熟度与理化指标间关系的量化评价方法。结果表明:所建模型可以描述积温和理化指标的联系,模型系数显著性P0.0001;提出的方法可量化评价和预测积温、成熟度和理化指标间相互关系,相对误差均小于2.4%。研究结果可为库尔勒香梨的采摘期确定、成熟度评价和理化指标预测提供依据,为水果成熟度量化研究方法提供参考。     

AquaCrop模型在西北胡麻生物量及产量模拟中的应用和验证

为了预测水分和养分对胡麻籽粒产量、生物量与水分生产率的影响,使用FAO研发的水分驱动作物模型AquaCrop对胡麻在不同灌溉与氮磷水平下的生长情况进行模拟和验证。试验分别于2011年、2012年在甘肃省榆中县良种场进行,试验设置4个灌溉水平,3个氮水平,3个磷水平。模型性能的评价采用模型效率(E)、决定系数(R2)、均方根误差(RMSE)和平均绝对误差(MAE)等统计指标。分析结果表明:AquaCrop模型校正的籽粒产量和生物量在不同灌溉与氮磷水平处理下的预测误差统计值为:0.97E0.99,0.11RMSE0.33,0.11 t·hm 2MAE0.42 t·hm 2,与2012年的试验观察数据(0.96E0.99,0.11RMSE0.42,0.11 t·hm 2MAE0.39 t·hm 2)基本一致;同时,群体覆盖(CC)与生物量的模拟结果与测定值也非常拟合。AquaCrop模型在充分灌溉处理下预测胡麻产量,比非充分灌溉处理下具更高的准确性。因而,水分驱动模型AquaCrop在西北胡麻区不同的灌溉与田间管理措施下有较高的模拟精确性,具有广阔的应用前景和价值。     

库尔勒香梨年生长期生物量及养分积累变化规律

以6年树龄的库尔勒香梨为试材,对香梨树生物量及养分吸收规律进行了研究。结果表明,年生长期内香梨单株树体干物质、氮、磷、钾的积累量均随生育期的推进呈增长趋势,与萌芽前期相比,分别增加5804.92 g、75.71 g、27.11 g和103.10 g。其中膨果期的积累量和积累速率都较大,干物质、氮、磷、钾的积累量分别占积累总量的53.52 %、 22.93 %、 44.04%和62.66%。库尔勒香梨每生产1000 kg 果实需要吸收氮（N）7.52 kg、磷（P）4.29 kg和钾（K）6.05 kg。     

减氮条件下基于AquaCrop模型的北疆膜下滴灌棉花水氮制度优化

[目的] 为检验减氮条件下AquaCrop模型对北疆膜下滴灌棉花生长及生产的模拟适用性,探究棉花生育期最优减氮与灌水制度。[方法] 通过2022年、2023年大田试验,明确4种施氮水平(常规施氮量、减氮10%、减氮20%、减氮30%)、3种灌溉定额(488,444,400 mm)对棉花产量、水氮利用效率及土壤养分含量的影响;利用各处理实测数据率定并验证模型参数,并用校正好的模型模拟6种施氮水平(常规施氮量、减氮6%、减氮12%、减氮18%、减氮24%、减氮30%)、6种灌溉水平(300,360,420,480,540,600 mm)组合下棉花产量及水氮利用效率,通过综合评价方法筛选出最优水氮组合。[结果] 减氮与灌溉定额共同作用对棉花产量、水氮利用效率及土壤养分具有显著影响。减施氮肥时,可通过适当增加灌溉定额达到对产量的弥补稳定棉花产量,相同施氮量下,适当减少灌溉定额提高水分利用效率;相同灌溉定额下,适当减少施氮量提高氮肥偏生产力;常规施氮时,增加10%的常规灌溉定额(W1N1)可有效提高耕作层土壤中养分含量。模拟与实测结果表明,2年试验处理的冠层覆盖度及地上部生物量各评价指标均满足决定系数(R²)≥0.936,均方根误差(NRMSE)≤40.58%,纳什系数(E_NS)≥0.72;产量与水分利用效率各评价指标均满足(R²)≥0.87,NRMSE≤4.29%,(E_NS)≥0.81;该模型实现较好的模拟效果。[结论] 基于36种减氮与灌水组合下的情景模拟,综合考虑产量、水氮利用效率及实际生产成本,推荐在北疆地区采用减氮12%,360 mm灌溉定额的减氮灌溉制度。可为AquaCrop模型在今后对不同施肥灌溉制度下的应用提供经验,为干旱区棉花种植过程中提升水分及氮肥利用效率提供理论依据和科学指导。     

库尔勒香梨土壤主要养分与产量关系的研究

以综合管理水平较高的库尔勒香梨(Pyrus Bretschneideri Rehd,简称香梨)示范园为研究区域,通过测定香梨园土壤主要营养元素含量及标准株的产量,构建库尔勒香梨土壤主要营养元素与产量之间关系模型。结果表明:(1)不同土壤层次,0~20 cm土壤有机质含量和有效磷含量高于20~60 cm,0~20 cm碱解氮含量和速效钾含量低于20~60 cm;(2)0~20 cm和20~60 cm土壤层有机质含量与香梨产量关系显著,分别呈对数(P=0.021)和幂函数(P=0.034);0~20 cm土壤层碱解氮与产量关系不显著,而20~60 cm土壤层碱解氮与产量呈对数函数(P=0.053);0~20 cm和20~60 cm土壤层有效磷与产量关系极显著(P=0.014,0.002),相关模型均为对数函数;0~20 cm土壤层速效钾与产量呈幂函数(P=0.041)。总体而言,库尔勒香梨园20~60 cm土壤有机质、碱解氮、有效磷和速效钾含量与库尔勒香梨产量显著相关,表明香梨施肥应深施为宜,施肥深度应≥20 cm;同时,构建土壤养分(x)和单株产量(y)关系模型,即有机质y=28.56x0.22、碱解氮y=16.02lnx+91.72、有效磷y=16.42lnx+110.11、速效钾y=75.96x0.28,达到通过库尔勒香梨目标产量进行定量推荐施肥的目的。     

辐照对库尔勒香梨贮藏保鲜的研究

研究了新疆库尔勒香梨经60 Coγ射线 5～ 1 1kGy处理后 ,在贮藏期间总糖、维生素C、呼吸强度、蔗糖转化酶和细胞膜透性等的变化情况。辐照对果品具有杀菌效果 ,抑制并推迟了采后生理进程。辐照引起酶的活性降低 ,延缓呼吸强度 ,从而减少了糖份的消耗 ,使香梨贮藏期延长了 1 5～ 2个月。经 8个月贮藏 ,γ射线处理的香梨保存率为 94 2 % ,对照为 82 2 %。     

稳定同位素技术鉴别库尔勒香梨产地可行性研究

为开展碳、氮、氢、氧(C、H、O、N)稳定同位素鉴别库尔勒香梨产地的可行性研究,明确新疆库尔勒香梨δ¹³C、δ¹⁵N、δ²H、δ¹⁸O值,本研究以甘肃香梨和陕西红香酥梨作为对照,采用稳定同位素比值质谱仪(IRMS)分析新疆库尔勒香梨与对照样品的δ¹³C、δ¹⁵N、δ²H、δ¹⁸O值,并采用正交校正的偏最小二乘判别分析(OPLS-DA) 鉴别新疆库尔勒香梨产地真实性。结果表明,新疆、甘肃两个产区香梨与陕西产区红香酥梨的δ¹³C、δ¹⁵N、δ²H、δ¹⁸O值存在显著差异(P<0.05)。新疆产区的66份库尔勒香梨判别准确率为95.45%;甘肃产区的20份香梨样品判别准确率为60%;陕西产区的23份红香酥梨样品判别准确率为95.65%。C、N、H、O 4种稳定同位素可有效鉴别新疆库尔勒香梨和陕西红香酥梨,但在新疆库尔勒香梨与甘肃香梨鉴别方面,误判率较高,如果能结合其他鉴别技术,则有可能出现较好的鉴别效果。本研究为库尔勒香梨产地真实性鉴别提供了科学依据。     

不同施肥处理对库尔勒香梨长势与产量的影响

为了掌握库尔勒香梨的生长规律及其对土壤氮素、磷素、钾素的响应,在田间试验条件下,设置不同的施肥处理,对20a树龄的库尔勒香梨进行生育期长势与产量监测。结果表明:与不施肥处理相比,施肥能明显促进香梨的生长和果实发育,改善果形指数,提高产量。不同施肥处理下,香梨基径、树高、梢粗、梢长及叶片的生长施肥效应均表现为:N>P>K,而单果重和产量的施肥效应表现为:N>K>P。     

不同有机物料对库尔勒香梨长势与产量的影响

在田间条件下,设置不同有机物料(生物黑炭、羊粪)的施肥处理,对20a树龄的库尔勒香梨进行生育期树体长势与产量监测。结果表明,4-10月为香梨生长期,夏季(5月5日至8月7日)为香梨枝干生长最快时期,嫁接基径、树高、新梢直径和长度的增长量最大;春季(4月1日至5月5日)为香梨叶片生长最快时期,叶片厚度、叶绿素含量及叶面积指数增长量也最大;施用有机物料可以促进香梨树体生长和提高产量,而且随着有机物料施入量的增加其效果越显著。羊粪施肥效应大于生物黑炭。     

根灌和滴灌对三种典型荒漠植物生长的影响

根灌是一种能将水直接灌到植物根部的高效节水农业新技术,具有抗旱、保水的功能。利用根灌和滴灌对人工栽植于退耕地上的柽柳、沙枣、柠条锦鸡儿进行了灌溉试验,通过研究不同灌溉方式下植物生长量和土壤含水率及其变化规律,探讨了两种灌溉方式对土壤水分的补给和保持作用以及对植物生长的促进作用。结果表明:（1）根灌和滴灌对土壤水分补给的范围和深度不一致,滴灌主要集中在土壤表面,而根灌主要集中在20 cm以下区域,而且与灌水时间和灌水量密切相关。（2）根灌能够更好地保存土壤水分,而滴灌表层土壤水分散失较快。（3）根灌灌溉的三种植物生长量均大于滴灌灌溉的,根灌能够更好地促进植物生长,是三种典型沙生植物理想的灌溉方式。     

灌溉定额对浅埋滴灌春玉米生长与产量的影响

[目的]通过不同灌溉定额对浅埋滴灌春玉米生长与产量的影响研究,筛选出适合内蒙古东部地区的最佳灌水定额,为应用和推广浅埋滴灌提供理论和实证依据。[方法]采用大田试验方法,设置400.20m~3/hm~2(CK),1 050.53m~3/hm~2(DG1),1 700.85m~3/hm~2(DG2),2 351.18m~3/hm~2(DG3),3 001.50m~3/hm~2(DG4)浅埋滴灌和常规地面漫灌3 201.60m~3/hm~2(GG)共6个灌溉定额处理,运用统计分析方法开展研究。[结果](1)随灌溉定额的增加,浅埋滴灌春玉米的株高、叶面积指数和叶绿素相对含量呈增加趋势;(2)净光合速率和蒸腾速率表现为DG4最大,DG3次之,叶片水平水分利用效率DG3DG4且GG处理最低;(3)DG3较GG处理的产量提高6.03%,灌溉水利用效率提高44.50%。[结论]浅埋滴灌条件下,全生育期灌溉定额为2 351.18m~3/hm~2的灌溉制度节水、节膜、增产效益最优。     

气候变化对库尔勒香梨始花期的影响及其预测模型

利用1980-2010年库尔勒市气象局农业气象站香梨物候观测资料和地面气象观测资料,对影响香梨始花期的气象因子进行分析。结果表明,近31a来,受气候变化影响,库尔勒香梨始花期有明显的提前趋势(P<0.01);香梨始花期与冬季平均气温、春季气温以及不同深度地温呈显著负相关关系(P<0.01);而与开春日期及5日平均气温>10℃日期呈显著正相关关系(P<0.01)。利用偏最小二乘法回归分析,建立了香梨始花期的预测模型,并进行校正,通过检验模型效果良好,可为香梨始花期预报提供参考。     

不同灌溉目标下玉米滴灌制度研究

以夏玉米为研究对象,就不同灌溉目标下合理滴灌定额和滴灌周期进行了研究,旨在为不同类型区玉米生产因地制宜的采用不同滴灌制度提供参考.