覆膜滴灌条件下灌水量对玉米根系分布特征的影响

根系生长决定了植物吸收养分和水分的能力,在作物生长中扮演了重要的角色。为了探讨水分差异对玉米根系分布规律的影响,在民勤试验站进行了不同灌水量对覆膜滴灌玉米0~100cm土层根系质量、根径及根长的影响研究,结果表明,灌水量对膜下滴灌玉米根系特征产生了重要影响:灌水量越大,其根系所占百分比和根径越大;同一生育时期,各处理不同土层根重变化较大,但其变化规律基本一致,均随着土层深度的增加,根重逐渐减小,0~40cm土层所占的重量百分比较大,同时0~40cm土层平均根径及根长也较大。试验为探索覆膜滴灌条件下玉米根系分布特征提供一定的参考,为完善覆膜滴灌灌溉制度提供一定的指导意义。     

基肥施用方式和灌水量对土壤水分动态和玉米产量影响

为探讨基肥施用方式和灌水量对土壤水分及作物生长状况的影响,进行了夏玉米大田试验,设置2种基肥施用方式:耕后施肥(A方式)和耕前施肥(B方式),3个灌水量水平45、60和75 mm,测定了夏玉米各生育期的质量土壤含水量、生长因子和产量.结果表明:①不同灌水量的剖面含水量分布曲线在不同生育期内变化相似,在整个生育期内从拔节...     

覆膜和灌水处理下土壤水分动态与玉米生长的模拟研究

采用作物模型模拟作物生长过程和产量,是应对气候变化和人类活动的影响、实现农业节水增产的重要途径。覆膜和节水灌溉技术在我国西北旱区农田应用广泛,本研究基于覆膜增温对气积温的补偿效应以及覆膜和冠层截留对降雨入渗的影响对Aqua Crop模型进行了改进,使其适用于我国西北旱区覆膜制种玉米的模拟。利用2017年石羊河流域制种玉米的实测数据对改进模型进行了率定与验证,并模拟预测了未来气温升高和覆膜比变化情景下作物产量及水分利用效率(WUE)的变化规律。结果表明:改进的Aqua Crop模型能很好地模拟制种玉米生长发育阶段和冠层覆盖率,各处理冠层覆盖率的模拟值与实测值之间的R~2均大于0.95,RMSE为3.9%～10.1%,NRMSE为4.9%～15.3%。而在1m土层贮水量的模拟上,各处理R~2在0.60～0.92之间,RMSE在9.5～17.1mm之间,NRMSE处于4.4%～8.9%之间。改进的Aqua Crop模型在模拟不覆膜高水M0W1和M0W3处理的制种玉米干物质累积量、产量上模拟效果较差,其他处理的干物质累积量的R~2大于0.98,RMSE为0.64～1.66t/hm~2,NRMSE为9.9%～16.7%,产量的相对误差(RE)为-13.3%～4.5%,WUE则表现为除M0W1处理外,其他处理模拟效果较好,RE为-23.9%～18.1%。未来气温升高对作物产量及提高水分利用效率产生不利的影响。覆膜条件下,增温1.6℃和3.3℃分别比在实际温度下减产12.8%和20.7%,WUE降低3.0%和2.1%。不覆膜条件下减产率分别为13.9%和25.1%,WUE分别降低3.8%和7.6%。覆膜比例为50%时,可在保证产量的同时,提高水分利用效率,达到增产节水的效果。     

覆膜和灌水量对农田水热动态和制种玉米生长的影响

覆膜和节水灌溉是我国西北旱区应对水资源短缺、提高作物水分生产率的主要措施。为了探索覆膜与灌溉制度对农田水热和制种玉米生长的综合影响,揭示农田耗水及水分利用效率的变化规律,于2017年在中国农业大学石羊河流域农业与生态节水试验站进行了制种玉米田间试验,设置覆膜与水分2个控制因素,覆膜分别为完全覆膜(M1)与不覆膜(M0)2个水平,水分设置W1、W2、W3、W4和W5 5个水平,分别为当地传统灌溉定额的100%、85%、70%、55%和40%,灌水方式为滴灌,共10个处理。结果表明:相同灌水条件下覆膜相对于不覆膜处理,可减少棵间蒸发,增高生育前期土壤温度,使株高和叶面积指数的增长速率高于不覆膜,提前7~10 d达峰值,增产达6.5%~44.6%,水分利用效率提高16.9%~50.4%。但覆膜可阻滞降雨入渗,以单次典型降雨32.4 mm为例,覆膜较不覆膜降雨入渗百分比降低22.4%。相同覆膜条件下,土壤贮水消耗量随着灌水量的减少而增多,因此土壤贮水量随着灌水量的增加而增加。灌水量越多,制种玉米株高、叶面积指数和最终干物质累积量越高,而水分利用效率则越低。覆膜条件下,W1处理产量最高,W3次之,且两者之间无显著性差异,水分利用效率则为W5处理最高,W3次之。M1W3处理可以在保证较高产量的同时,水分利用效率较MIW1提高17.6%。综上,在当地制种玉米生产中,虽然覆膜可能减少地表降水入渗,但可以使生育期提前、减少棵间蒸发,对于节水增产有一定的促进作用。     

行间覆膜对玉米根系层土壤水分动态及产量的影响

2007年在黑龙江省甘南县进行了行间覆膜对玉米根系层土壤水分动态及玉米产量影响的试验研究,在玉米全生育期,采用时域反射仪(TDR)对土壤水分指标进行观测,分析了玉米全生育期农田土壤水分动态变化过程。在收获后对玉米进行测产分析。结果表明:行间覆膜与常规耕作比较,有效地提高了土壤含水量,具有较好的节水作用;玉米增产效果明显。     

集雨限量补灌条件下带田玉米土壤水分时空动态研究

对旱地小麦/玉米带田集雨限量补灌条件下玉米带0～90cm土层土壤水分时空动态及其生长发育进行了分析,认为玉米全生育期不同土层土壤含水量变化较为一致,基本上呈以小喇叭口期为峰值的"单峰"曲线。并建立了0～30、30～60、60～90及0～90cm土层土壤含水量随时间变化的数学模型,以此来预测试验条件下套作玉米带土壤水分随时间变化的动态。     

灌水量及灌水频率对玉米生长和水分利用的影响

利用遮雨棚蒸渗桶栽试验,研究灌水量和灌水频率对夏玉米生长、产量和水分利用的影响.试验以“郑单958”为研究材料,设置3个灌水量水平W1(120%ETc),W2(100%ETc)和W3(80%ETc)和3个灌水频率D1(3 d),D2(6 d)和D3(9 d)共9个处理,在生育期内对桶栽玉米的各项生长指标进行观测,分析不同处理对玉米的影响.结果表明:玉米的株高、叶面积、干物质量和产量随着灌水量的增大,均呈现出增加趋势;随着灌水频率的增大,均呈现出下降趋势.显著性分析表明,灌水量对夏玉米生长特性和产量的影响程度大于灌水频率.单株玉米产量在W₁D3处理下达到最大值,在W₃D1处理下玉米产量最小,差异具有统计学意义.水分利用效率和灌溉水利用效率则随灌水量的增大呈现先增大后减小趋势,且随灌水频率的增加逐渐降低.W₂D3处理的水分利用效率和灌溉水利用率最高,分别为1.83和1.61 kg/m3.基于各处理水分利用效率和产量变化,W₁D3(120%ETc,9 d)可作为基于试验条件下较适宜的灌水技术.     

不同灌水量对绿洲玉米生长动态及子粒灌浆特征的影响研究

为探明不同灌水量对玉米生长动态与子粒灌浆特征的影响,研究分析了不同灌水量下绿洲春玉米不同生育期株高、干物质积累和干物质生产率变化动态及子粒灌浆特征。结果表明,不同灌水处理玉米株高均随生长而增加,但其生长速度有所不同,进入灌浆期玉米株高增加明显减慢,且随灌水量的增加而增加。合理有效的限量灌水不仅有利于玉米干物质积累并保持较高的干物质生产率,而且玉米籽粒平均灌浆时间相对缩短,平均灌浆速率相应增加。     

夏玉米控制性交替灌溉条件下土壤水分动态模拟

在控制性交替灌溉土壤水分动态和根系分布试验观测的基础上,建立了夏玉米控制性交替灌溉条件下土壤水分动态模拟模型,并根据实测资料确定了参数,对模型进行验证。通过与田间实测值进行比较结果表明,模型的均方差在0.029～0.038 cm3/cm3范围内,模拟值与实测值的平均相对误差在5.26%～7.85%范围。因此,认为模型能很好地模拟夏玉米控制性交替灌溉条件下的土壤水分动态。     

玉米不同覆膜方式对土壤水分和产量的影响

基于田间试验,分析了不同覆膜方式下降水后玉米生育期土壤含水率、玉米产量和降水生产率的动态变化.结果表明,地膜覆盖显著增加玉米生长前期土壤含水率,沟播垄覆膜处理在玉米生育期内土壤含水率均保持在13％以上,蓄水保水作用显著;大垄双行覆膜处理,产量和降水生产率最高.     

滴灌条件下覆膜热效益及其对马铃薯生长的影响

2015年4—8月在甘肃地区和2017年3—7月在山东地区,在滴灌条件下对不同薄膜覆盖（透明薄膜,CF;不覆膜,NF;黑色薄膜;BF）的覆膜热效应及其对马铃薯生长的影响进行了试验。通过对马铃薯全生育期冠层净辐射、土壤热通量和土壤温度进行自动监测,对马铃薯块茎分级、产量、水分利用效率进行测量和计算。结果表明：BF处理的净辐射大于NF和CF处理,2015年BF处理在芽条生长期和苗期的净辐射最大值均比NF处理高12%,2017年则分别高22%和15%;2015年CF处理10cm深度处的土壤热通量最大值比BF处理和NF处理分别高66%和129%,2017年则为57%和91%;CF处理的土壤温度高于BF和NF处理,但在块茎形成期和块茎增长期CF处理的土壤温度稍低于BF和NF处理,2017年山东地区各处理土壤温度间的差异小于2015年甘肃地区;甘肃地区CF处理的耗水明显少于BF处理,并且该地区覆膜的热效应及其对提高马铃薯产量和水分利用效率的影响优于山东地区,建议甘肃地区采用透明薄膜覆盖马铃薯种植方式。     

微咸水膜下滴灌条件下水盐对棉花生长的影响研究

干旱和缺水已成为影响南疆农业发展的最大制约因素,微咸水资源的开发利用可有效缓解该地区水资源短缺的问题。通过大田试验研究了微咸水不同灌溉条件下土壤盐分对棉花生长的影响。结果表明：棉花生长关键期内,土壤含水量在O～30cm土层内呈增加趋势,45cm土层含水量逐渐减小,在45cm土层以下含水量又成缓慢增加趋势;土壤含盐量在0～15cm表层较大,随着灌水次数的增加,土壤水分条件改善,土壤含盐量有下降的趋势。同时测定了不同矿化度灌溉水处理的土壤含盐量,灌水后土壤含盐量总体是随灌溉水矿化度的增大而增大;通过分析土壤水盐与棉花生理特征的关系表明：土壤盐分浓度较大则会抑制棉花株高、株径的生长,并且会影响棉花的出叶进程以及加快棉铃的脱落。通过实验得出灌水定额为30mm,灌溉水矿化度在咸淡水比为2：1（电导率为2．22ms／cm）时对棉花生长影响最小,甚至有促进作用。     

不同覆盖条件对土壤水分蒸发的影响

通过对景泰县兰州理工大学大规模荒漠改良工化试验基地土壤在不同覆盖条件下的水分蒸发量进行了对比试验研究。试验结果表明:土壤表面增加覆盖物可以有效的降低土壤蒸发;随覆盖物厚度的增加,土壤水分蒸发量逐渐降低;1、3、57、cm麦秸覆盖条件下土壤水分蒸发量比纯土分别降低20.9%、51.5%、67.5%、74.5%;1、3、5、7cm沙石覆盖条件下土壤水分蒸发量分别比纯土降低25.9%、48.9%、60.6%、70.8%;同时,连续17天测定结果表明,相同厚度情况下,麦秸覆盖下土壤蒸发量明显小于砂石覆盖的土壤水分蒸发量,5 cm厚覆盖物时,砂石是纯土的60.6%,麦秸是纯土的67.5%。试验表明同一时间段内不同覆盖条件下的土壤水分蒸发差异明显。     

冬小麦不同深度灌水条件下土壤水分运动数值模拟

冬小麦深度灌水可以促进根系深扎,提高水分利用率。为了定量计算深度灌水条件下土壤水分动态,根据冬小麦不同深度灌水试验,用土壤水分运动方程的源项模拟不同深度灌水,建立了冬小麦不同深度灌水条件下土壤水分运动模型,采用有限差分法求解。利用不同深度灌水冬小麦试验数据对模型进行验证,结果表明模型计算的土壤含水率与实测土壤含水率的动态变化趋势一致,二者显著相关,相关系数在0.90以上,模型平均绝对误差最大值为0.023 cm3/cm3,平均相对误差最大值为8.22%,均方根误差最大值为0.03 cm3/cm3。所建模型具有较高的模拟精度,可用于模拟不同深度灌水条件下冬小麦土壤水分分布与动态变化。     

覆膜滴灌条件下滴灌湿润比和施氮量对甘薯生长的影响

为提高甘薯产量、品质以及水氮利用效率,设置3个灌水水平:不灌水(P1)、滴灌湿润比30％(P2)、滴灌湿润比60％(P3),3个施氮水平:90 kg/hm2(N1)、180 kg/hm2(N2)、270 kg/hm2(N3),共9个处理进行田间试验,探索不同水氮组合下甘薯生长指标、产量以及营养成分对水肥的响应.研究分析...     

不同灌水量对南疆棉花墒情及长势的影响研究

通过棉花膜下滴灌大田试验,研究了不同灌水量情况下作物长势与产量影响及土壤墒情变化与分布规律的影响。试验共设了3 300、3 000、2 700、2 400m3/hm2等不同灌溉定额的处理,在各处理试验小区内装土壤墒情传感,并其传感器探头埋在地下10、20、40cm处实时监测不同层面土壤含水量和温度变化,以及同时在相应处取土样采用烘干法测土壤含水率和田间持水量。结果表明:3 300、3 000m3/hm2灌溉定额下,作物长势、土壤含水率和温度变化规律比较好,并与产量的相关性显著最佳状态,灌溉定额对土壤水分与温度灌水前后和灌水周期内变化的影响有明显显著。     

不同覆膜对制种油菜生长及土壤水热的影响

为了给发展制种油菜节水高效栽培技术提供理论依据,采用随机区组试验设计,研究了不同覆膜栽培模式对制种油菜土壤水热变化动态、生育进程及产量的影响。试验设5个处理分别为:半膜平作(FHP)、半膜垄作(RHP)、全膜平作(FOP)、全膜垄作(ROP)和不覆膜平作(CK),从制种油菜生长发育动态,土壤水热变化规律,产量及水分利用效率等方面比较了不同栽培技术的优越性。结果表明,全生育期FHP、RHP、FOP和ROP处理0~25 cm土层土壤积温分别较CK增加97.4、132.3、196.7和257.6℃(P0.05),且有效延长了制种油菜花期,FOP、ROP、FHP和RHP处理花期分别较CK延长16、13、11、9 d;覆膜栽培可有效地改善制种油菜田0~110 cm土壤水分状况,且以0~30 cm表现最为显著,随着土层深度的增加,其影响效果逐渐减弱;FHP、RHP、FOP和ROP处理均促进了植株个体发育,提高了制种油菜单株角果数、角粒数、制种产量和水分利用效率,其中以ROP处理最为显著,制种产量较CK增加34.05%,水分利用效率较CK提高30.83%。由此可见,全膜垄作栽培可推荐为春油菜制种较为理想的节水高效栽培模式。     

地膜覆盖保墒灌溉的土壤水、热以及作物效应研究

通过小区试验研究了不同的地膜覆盖保墒灌溉措施对土壤水分动态变化、土壤微生物、土壤温度、玉米生长状况、生理生态指标以及产量等的影响。结果表明,地膜覆盖后0~50 cm土壤含水量覆膜的明显高于未覆膜处理,在玉米整个生育期内,未灌溉处理的地膜0~20 cm的含水量较对照平均提高6.1%,20~50 cm较对照平均提高3.38%,50~100 cm较对照平均提高1.57%。覆膜后耕层土壤细菌、放线菌、真菌平均分别是对照的4.1倍、2.08倍和2.41倍。覆膜后叶片光合和蒸腾速率均较对照有所增加,相同灌溉量条件下,地膜处理的玉米产量较对照平均增产14.24%、9.4%和11.15%,对于覆膜或不覆膜处理,其产量均随着灌溉水量的增加而增加。     

非充分灌溉农田土壤水分动态模拟模型

系统阐述了非充分灌溉条件下农田土壤水分动态变化的二种模拟模型 ,即大田水量平衡模拟模型和土壤水运动模拟模型 ,提出了农田计划湿润层土壤含水量非线性变化的计算方法 ,结合实例对二种模型进行分析比较 ,为非充分灌溉决策提供了新的理论依据。