基于ORYZA＿V3模型的水稻节水灌溉模式研究——以赣抚平原灌区为例

作物生长模拟能克服田间试验的不足,为水稻种植的节水增产提供参照。基于江西省灌溉试验中心站2012、2013年的田间试验资料对ORYZA_V3模型进行率定及验证。使用率定后的模型模拟1961-2016气象条件不同灌溉模式下试验区的早晚稻生长,分析丰、平、枯水文年组早晚稻产量、灌溉定额、灌水次数、腾发量、降雨利用率、水分生产率的差异。结果表明:在一定范围内降低灌前水分下限能提高试验区早晚稻的产量。当灌前水分下限降低到一定水平后增产率将有所下降。降低灌前水分下限,能降低灌溉定额、灌水次数及腾发量,提高降雨利用率,提高水分生产率。从节水增产的角度,推荐试验区早稻在丰、平水年采用重度干旱的节水灌溉模式W4(耕作层灌前土壤含水率下限占饱和含水率65%),枯水年采用中度干旱的节水灌溉模式W3(耕作层灌前土壤含水率下限占饱和含水率75%)。与传统淹灌模式W0相比在丰、平、枯水年能分别增产2.1%、2.6%、1.6%,节水38.4%、48.8%、47.4%。推荐试验区晚稻在丰、平水年采用中度干旱的节水灌溉模式W3,枯水年采用轻度干旱的节水灌溉模式W2(耕作层灌前土壤含水率下限占饱和含水率85%)。与传统淹灌模式W0相比在丰、平、枯水年能分别增产2.7%、3.2%、1.9%,节水37.6%、27.9%、15.7%。     

节水灌溉稻田水肥调控技术试验研究

水和肥是制约水稻生长的重要因素,合理的灌溉和施肥有利于提高水肥利用效率和减轻农田面源污染。根据田间试验资料,分析了不同灌溉和施肥方式对水稻产量和水肥利用效率的影响。结果表明,与淹水灌溉相比,控制灌溉水稻节水45.9%,减产7.8%,水分利用效率提高了6.3%~79.8%,群体水平和产量水平下达到显著差异,氮肥利用率增加5.2%~38.4%。与农民习惯施肥相比,实地氮肥管理和控释肥水稻施氮量减少59.8%和55.4%,减产2.4%和13.7%,氮肥利用率增加40.8%~70.8%,叶片水平和群体水平下水分利用效率提高了4.8%~22.8%。水肥综合调控表明,控制灌溉和实地氮肥管理可以作为节水、控污、高效的稻田水肥管理措施。     

智能氮肥在干湿交替灌溉下对水稻产量与水分利用率的影响

为探究智能氮肥(pH响应性控释氮肥)在干湿交替灌溉模式下的适宜性,设置3种程度的干湿交替灌溉W1(灌水下限100％饱和含水率)、W2(灌水下限90％饱和含水率)、W3(灌水下限70％饱和含水率),3种施肥形式智能氮肥(SF)、普通无机氮肥(MF)以及不施氮肥(NF)的桶栽试验,分析其对水稻产量及水分利用效率的影响.结果...     

浙江低山丘陵区单季稻节水增产减污水肥综合调控模式

根据2006-2010年在浙江永康灌溉试验站开展的不同水肥处理田间对比试验,从节水、增产、提高水肥利用率及减少稻田氮磷和COD排放等4个方面的具体指标,分析了不同水肥处理的效果,提出了适合浙江省低山丘陵区单季稻的最优水肥综合调控模式,即间歇灌溉配合3次施氮肥方式,施氮肥量根据当地土壤肥力确定。与农民习惯模式相比,采用该最优水肥综合调控模式下的水稻灌水量减少26.5%,稻田总氮、总磷、COD排放分别减少50.1%、36.6%、45.2%,增产率9.4%,灌溉水分生产率提高47.8%,氮肥利用率提高36.7%。     

鄂北地区水稻适宜灌溉模式研究

针对鄂北地区干旱现状,采用长渠灌溉试验站水稻试验成果,对ORYZA模型进行了率定与验证。利用ORYZA模型模拟评价了中蓄、浅灌和湿润3种现行灌溉模式。针对现行灌溉模式存在问题,根据不同灌溉下限和灌水定额设置了不同方案,采用模型对不同方案进行了优化分析,提出了鄂北地区水稻适宜的灌溉模式:蓄水深度为60 mm;返青期和抽穗开花期灌溉下限为0,黄熟期自然落干,其他生育阶段灌溉下限设定为耕作层土壤饱和含水率的80%;灌水定额为30~40 mm/次。     

大田土壤耕作层覆膜防渗灌溉栽培水稻研究

为了推广应用一种新的覆膜栽培水稻方法——覆膜防渗灌溉,对比分析了土壤耕作层覆膜防渗灌溉与常规灌溉条件下水稻的耗水量、水稻生长分蘖状况、水稻产量及土壤中氮磷钾营养元素的变化情况。结果表明,防渗灌溉能明显减少灌溉用水量,较常规灌溉节水9.54%。防渗灌溉可减少土壤中的肥力损失,能有效阻隔土壤中速效钾的淋溶损失。防渗灌溉与常规灌溉的耗水系数分别为711和786 kg/kg,灌耗比分别为0.5和0.6。防渗灌溉降低灌溉水在总耗水量中的比重,减少渗漏损失提高水分利用率。     

土壤水分下限对滴灌春小麦生长和产量的影响研究

通过田间试验,设3个水分处理(分别以0～60cm土层灌前土壤田间持水量的55%、60%和65%作为各处理的灌溉下限含水量临界值,灌溉上限为田间持水量的90%),分析了不同土壤水分下限状况下土壤水分下限对滴灌小麦生长和产量的影响。试验结果表明,灌前土壤相对田间持水量为65%处理的小麦生长状况较好,产量和水分利用效率较高,可以实现高产高效的节水灌溉。     

拔节孕穗和抽穗开花期控制灌溉对水稻生长的影响

在水稻拔节孕穗和抽穗开花期,分别以土壤饱和含水率的70%、80%和90%作为灌溉下限进行控制灌溉。结果表明,与常规灌溉相比,拔节孕穗期水分控制条件下水稻生长受到抑制,单穴有效穗数和千粒质量变化较小,每穗粒数和每穗实粒数显著减少,产量也有减小趋势,但差异不显著;抽穗开花期控制灌溉对水稻生长和产量影响相对较小,均未达到显著水平;拔节孕穗期控制灌溉较抽穗开花期节水效应明显,但抽穗开花期控制灌溉有利于获得更高的水分生产效率,因此,制定水稻控灌灌溉制度时,拔节孕穗期轻控,抽穗开花期适当增大水分控制下限有利于水稻节水增产。     

控释氮肥对节水灌溉水稻产量及水肥利用效率的影响

为了揭示控释氮肥对节水灌溉水稻产量及水肥利用效率的影响,开展了稻田不同水氮管理田间试验,分析了水氮调控条件下水稻产量、灌水量、耗水量、植株吸氮量及水肥利用效率的变化规律。结果表明:与常规灌溉相比,节水灌溉在保证稳产的同时,减少稻田灌水量和耗水量55.32%和33.71%,植株对氮素的吸收增加3.13%,水肥利用效率分别提高47.23%和7.54%。控释氮肥管理降低了植株吸氮量,但氮肥利用效率显著提高37.65%。节水灌溉与控释氮肥的联合应用在显著减少水分和氮素投入的同时,水稻产量减少不显著,吸氮量大幅增加,水稻水肥利用效率较常规水肥处理显著提高45.31%和47.73%。     

水肥交互作用对稻田氮素利用率和氮素平衡的影响

采用蒸渗仪方法和同位素示踪技术研究了稻田常规灌溉和节水灌溉条件下不同施肥水平和施肥方式的氮素利用率和氮素平衡,结果表明:稻谷氮素累积量占植株氮素累积量一半左右,间歇灌溉模式和传统淹灌模式氮素累积量的差异反应在茎和绿叶和实粒,而在黄叶和秕粒中差别不大;差值法测得氮肥利用率比同位素法偏高,但二者均表现为间歇灌溉氮肥利用率高于淹灌模式,且间歇灌溉模式下低氮水平氮肥利用率高于高氮处理;根据同位素示踪法计算氮素平衡,氮素在稻田系统中的分配为氨挥发和反硝化占37.4%~51.7%,土壤残留占20.4%~37.7%,作物吸收占9.2%~36.4%,淋失占0.3%~16.4%。     

水稻控制灌溉与栽培模式研究

根据在黑龙江省庆安县和平灌区水稻灌溉试验站进行的田间试验,采用正交试验设计的方法,研究不同的灌溉方式、施氮肥比例和栽培密度对同一品种水稻产量和生理动态影响,从而寻求寒地水稻节水控灌水肥一体化管理技术模式。结果表明:水稻稀植和前氮后移的模式有利于水稻有效分蘖的形成,减少无效分蘖;灌溉方式对水稻产量和水分生产率的差异有极显著影响,其中控制灌溉Ⅱ各处理较当地常规灌溉各处理单产量最高提高11.78%,水分生产率最高提高30.56%,A2B3C2组合模式使水稻产量和水分生产率最高,是寒区水稻节水增产的最佳组合模式。     

15N示踪分析节水灌溉下水稻对不同时期氮肥的吸收分配

为揭示节水灌溉下水稻对肥料氮素吸收利用情况,利用~(15)N示踪技术分别标记施用的基氮肥、蘖氮肥、穗氮肥,将传统淹水灌溉作为对照,研究了稻作控制灌溉模式下成熟期水稻基肥、蘖肥、穗肥氮素的积累量及各时期肥料氮素在水稻地上部各器官的分布情况,并对比研究了两种灌溉方式不同施氮水平下的各期肥料利用率。试验结果表明:稻作控制灌溉模式较传统淹水灌溉显著提高了水稻地上部干物质积累量、氮素总积累量及产量,起到了"节水、高产"的作用;不同施氮量下水稻氮素总积累量中肥料氮素的占比约为16.49%~22.23%,不同灌溉方式之间差异并不显著;不同施氮水平控制灌溉处理水稻的肥料氮素总利用率为31.82%~36.29%、基肥氮素利用率为10.91%~15.36%、蘖肥氮素利用率为34.84%~36.90%、穗肥氮素利用率为55.78%~63.85%,稻作控制灌溉模式下除水稻对基肥氮素的利用率较低外,肥料氮素总利用率、蘖肥和穗肥氮素利用率均优于传统淹水灌溉,肥料氮素得到了高效利用,降低了肥料氮素残留引起环境污染的风险,相关性分析表明:肥料氮素的总利用率与蘖肥和穗肥氮素利用率呈极显著正相关,研究结果可为进一步提高稻作控制灌溉条件下肥料氮素利用率提供理论依据。     

水稻三种灌排模式的节水增产和改善土壤肥力效果比较分析

水稻生态灌排模式对改善农田生态环境和保障水稻生产可持续发展具有重要的作用。在南京淳东灌区采用田间小区试验对水稻"控灌中蓄"灌排新模式进行试验研究,观测淹灌、浅湿灌和控灌中蓄三种不同的灌水模式结合晒田程度(轻晒和重晒)条件下降雨的利用率、土壤含水量和水稻产量、土壤速效N和速效P等指标。初步的试验结果表明,控灌中蓄灌溉模式较淹灌处理节水幅度平均达47.2%,控灌中蓄处理的降雨利用率和水分生产效率为最大,分别达到47.8%和1.30kg·m-3,同时控灌中蓄灌溉模式下土壤氧化还原电位和速效性养分较为适宜,水稻实际产量比淹灌增产19.9%~46.6%。水稻控灌中蓄灌排模式在节水、增产和改善农田生态环境中有着显著作用。     

不同渗漏强度下两种水稻节水灌溉控制指标对比研究

【目的】为明确稻田在不同渗漏强度下以地下水埋深为指标的节水控制灌溉与传统以土壤含水率为指标的节水控制灌溉的差异性。【方法】本研究在盆栽试验的基础上设置了三种渗漏强度水平D1(1 mm/d)、D2(2 mm/d)、D3(3 mm/d),观测并比较了两种灌溉控制指标与不同渗漏强度水平下水稻的生长发育情况、产量和水分利用率。【结果】1）以地下水埋深为指标的节水控制灌溉在水稻分蘖、水稻株高和叶面积等作物参数上均优于以土壤含水率为指标的节水控制灌溉技术,但渗漏强度越大,LAI峰值越小,随着渗漏强度的增大,水稻的最终产量越低;2）在三种渗漏强度下,以地下水埋深为指标的控制灌溉相比以土壤含水率为指标的控制灌溉均具有更高的产量,两种控制灌溉方式的灌溉水分利用率大致相同,两者均能达到节水灌溉的效果。【结论】以地下水埋深为指标的控制灌溉在节水效果上能够替代以土壤含水率为指标的控制灌溉,同时也能够解决以土壤含水率为指标的控制灌溉技术检测成本高、测量精度低等问题,具有应用推广价值和前景。但本试验结果仅限于东北黑土地区,对于不同地区的节水灌溉地下水位下限仍需进一步研究。     

不同微灌形式对土壤水肥分布和枸杞产量的影响

通过研究地表滴灌、地下滴灌、架上滴灌和涌泉灌等4种微灌形式对枸杞园土壤水分、养分以及枸杞产量等的影响,以期为中宁地区枸杞现代节水微灌形式的选择提供建议和支持。结果表明,相同灌水量条件下,涌泉灌方式下土壤水分横向运移更明显,土壤质量含水率比灌水前增加8.82%,并且整个土体土壤质量含水率最高,达14.49%,且水分分布均匀;而其他三种微灌方式下,灌溉后土壤水分增加幅度、土壤剖面水分分布及平均含水率量均没有显著差异;涌泉灌和架上滴灌养分在根区的淋洗强度大于地表滴灌和地下滴灌,而地下滴灌与架上滴灌有造成养分在非根区积累的风险;地表滴灌和涌泉灌方式下,枸杞生长状况和产量均好于地下滴灌和架上滴灌。总体来看,地表滴灌方式下水肥耦合最好,枸杞生长状况和产量最佳。因此,地表滴灌可以作为宁夏中宁地区枸杞灌溉的首选灌溉方式。     

蓄水控灌模式下水稻耗水量及灌排定额初探

提出了水稻"蓄水控灌"的概念。以杂交水稻"K优818"为试验材料,采用小区试验,研究了蓄水控灌模式下水稻耗水量、灌排定额、产量和水分生产效率的变化规律。结果表明,蓄水控灌模式下耗水量较淹水灌溉减少5%~14%;灌溉和排水分别减少21%~37%和25%~54%。籽粒产量略有增或降低,而灌溉水生产效率大幅度提高。表明水稻蓄水控灌是一种节水、高效、环保的灌溉模式,适于多雨地区应用。     

实用型滴灌模式在温室番茄生产上的应用效果分析

采用田间试验,以传统滴灌模式为对照,系统研究了以张力计读数制定的实用型滴灌模式对番茄生长、产量、水肥利用率及土壤环境的影响。结果表明,与传统滴灌模式相比,采用实用型滴灌模式(当埋深15 cm的张力计读数大于35 k Pa时进行灌溉施肥,灌水定额为5 mm,每次施纯氮浓度为120 mg/L,氮磷钾比例为1∶0.3∶1.5)可维持番茄植株正常生长,实现节水40.4%,节肥45.6%,产量提高8.6%,灌溉水利用率提高82.1%,肥料偏生产力提高99.5%。并且该模式可显著降低0~20 cm土层的碱解氮、速效磷、速效钾含量及全盐含量,避免表层养分及盐分累积,显著降低深层土壤20~40 cm的土壤含水量,避免土壤根层水分向下运移造成水分浪费。     

沼液施用对设施土壤饱和导水率的影响

为探求沼液灌溉对土壤饱和导水率的影响。系统研究了不同沼液配比及灌溉量对番茄根区不同深度土壤的pH值、容重、总孔隙度、颗粒机械组成、含水率和有机质的变化规律,进而分析对土壤饱和导水率的影响。灌施沼液能一定程度降低土壤pH值,降幅为1.25%～3.75%;施用沼液可以降低土壤容重,降低幅度在2.13%～8.97%之间;灌施沼液可以降低土壤砂粒含量,增加土壤粉粒及黏粒含量;随着沼液灌溉配比增大以及沼液灌溉量的增加,不同土层深度的总孔隙度均呈现增加的趋势;土壤含水率与沼液配比无关与沼液灌溉量呈正相关,土壤含水率随土层深度呈抛物线变化;垂直剖面上,沼液灌溉处理土壤剖面的饱和导水率都随土壤深度的增加而下降;有机质对土壤饱和导水率的影响阈值为18.51 g/kg。多元逐步回归分析表明土壤容重、黏粒含量以及土壤有机质含量是影响土壤饱和导水率的主要因子,建议沼液合理的配比及灌溉量应控制为T2处理,但是其长期施用效果还有待于进一步验证。     

基于SWAP模型的桓台县主要农作物灌溉制度优化

为实现节水增产,以山东省桓台县冬小麦和夏玉米为例,运用SWAP模型模拟了不同灌溉方案组合下的土壤含水率以及作物产量,优化了灌溉制度.研究结果表明:SWAP模型能够较好地模拟桓台县冬小麦和夏玉米的生长过程,模拟效果理想;通过利用率定好的SWAP模型模拟3种ETc条件下不同降雨年型的作物相对产量和水分利用效率,结果发现,小麦灌3水和玉米灌2水的模式能够提高作物产量,并且能明显提升水分利用效率;根据模拟结果获得最优灌溉制度为:80％ETc下,不同生育期冬小麦平、枯水年的灌水额应为,拔节(87.3、92.9 mm)、抽穗(124.7、132.7 mm)和灌浆(62.4、66.4 mm);不同生育期夏玉米的灌水定额为,拔节(19.8、40.2 mm)和抽雄(29.8、60.6 mm).优化后的方案可保证研究区冬小麦和夏玉米的产量,并且能提高作物灌溉水利用效率.     

不同灌溉水源及方式对玉米生长特性及水肥利用效率的影响

【目的】探求河套灌区不同灌溉水源及方式对玉米生长特性及水肥利用效率的定量影响。【方法】试验设置地下水畦灌(J)、黄河水畦灌(H)和地下水滴灌(D)2种灌溉水源及3种灌溉方式,对比分析了不同灌溉水源及方式对玉米生长特性及水肥利用效率的影响。【结果】滴灌能显著促进玉米对氮肥的利用效率以及玉米生长,增加玉米籽粒产量。滴灌处理玉米产量较黄河水畦灌、地下水畦灌分别提高8%~15%和10%~15%(P0.05);滴灌处理作物水分利用效率较黄河水畦灌、地下水畦灌分别提高36.7%~57.6%和44.4%~66.7%,黄河水畦灌较地下水畦灌分别提高5.6%、17.3%(P0.05);滴灌处理氮肥偏生产力较黄河水畦灌和地下水畦灌提高117%~131%、120%~131%(P0.05)。【结论】膜下滴灌可以明显提高玉米水分利用效率,促进植株生长和产量增加,是目前适宜于河套灌区玉米灌溉的节水方式之一。