基于Jensen模型的内蒙古河套灌区春玉米水分生产函数研究

为了系统分析玉米整个生育期不同时期水分亏缺对产量的影响,适时开展灌溉影响评估,基于Jensen模型和水量平衡方程,利用水分试验数据和历史观测资料研究了河套灌区玉米水分敏感指数、玉米需水量和最高产量,建立了需水量和水分敏感指数时间变化方程,包括三项式和Logisitic两种形式,在旬尺度上二者的模拟结果十分接近;通过回代和实例检验,估算产量与实测产量有较好的一致性,回代结果的相关系数在0.92以上,相对误差小于15%的样本占到80%;实例检验的相关系数在0.63~0.69之间,相对误差低于20%的样本占到80%~100%,模拟效果基本符合实际。     

不同钠钾比微咸水对土壤入渗性能和水盐分布的影响

为探究不同钠钾离子组成微咸水对土壤入渗性能和水盐运移的影响,开展室内一维土柱入渗试验,依据不同钠钾比设置3种微咸水处理(S1、S2、S3:1∶0、1∶1、0∶1),以去离子水作为对照组(CK)。比较不同处理下土壤湿润锋运移速率的差异,而后通过Philip、Green-Ampt和Kostiakov模型对入渗过程进行拟合,并分析淋洗液电导率、浊度变化和土壤剖面的水盐分布特征。结果表明：(1)与CK处理相比,微咸水处理降低了相同时间内湿润锋的运移距离,在入渗时间达到600 min时,S1、S2、S3处理湿润锋运移距离分别降低41.31%、28.75%、19.94%。在0～60 min内S2和S3处理湿润锋运移距离无显著差异,但在60 min后,S2处理湿润锋运移速率显著低于S3处理;Kostiakov模型拟合效果优于Philip和Green-Ampt模型。(2)S1、S2、S3处理土壤积盐率分别为76.11%、74.16%、73.25%;在淋洗开始的1 000 min内,不同处理淋洗液浊度表现为S1>S2>S3>CK。(3)与CK处理相比,微咸水处理并未改变土体内的总含水量...     

微咸水灌溉下滴头流量及灌水量对压砂土壤入渗及水盐分布的影响

为探讨滴头流量及灌水量对微咸水灌溉条件下覆砂土壤入渗规律及水盐分布的影响,开展室内土槽试验研究了微咸水灌溉下相同灌水量时3种滴头流量(0.85、1.70、3.40 L·h^-1)及相同滴头流量下3种灌水量（5.88、6.60、10.00 L）对压砂土壤湿润锋迁移以及灌溉后土壤水盐分布特征,以期为压砂地合理利用微咸水提供理论依据。结果表明：滴头流量越大,湿润锋在水平和垂直方向上运移距离越大,湿润锋水平和垂直入渗距离与入渗时间存在幂函数关系。供试土壤在0.85 L·h^-1和3.40 L·h^-1滴头流量下湿润体稳定的垂直/水平的比值为1.1,而1.70 L·h^-1滴头流量下其比值为0.9。覆砂条件下高含水率及低盐分区出现在距滴头较远的区域,并随着滴头流量增加逐渐向滴头靠近;随灌水量增加该区域范围不断扩大,土壤水分及盐分分布模式则越接近无覆砂条件模式。因此,砂层覆盖改变了微咸水滴灌条件下土壤水分、盐分的分布规律。     

微咸水淋洗对玉米生长发育及产量的影响

通过微咸水淋洗改良苏打盐渍土旱田的试验,探讨了微咸水淋洗对玉米生长发育和产量的影响.结果表明,与对照处理相比,补充灌溉和淋洗处理均促进了玉米植株生长和根系发育,且淋洗处理的效应更为明显;300、150 mm淋洗和补充灌溉处理分别较对照区增产68.69%,62.25%和8.41%,淋洗处理较补充灌溉处理达到了极显著增产,300 mm较150 m m淋洗处理虽有显著增产效果,但未达极显著水平.表明就本试验区玉米的正常生长发育而言,150 mm淋洗定额已基本满足,可作为改良应用的参考定额.     

微咸水灌溉对河北低平原土壤盐分动态和小麦、玉米产量的影响

在河北低平原有咸水区的2个试验站,通过田间小区试验,连续3年研究了2g·L-1咸淡混合水灌溉对土壤盐分动态和小麦、玉米产量的影响.结果表明,2g·L-1咸淡混合水灌溉显著提高了主根层和0～120 cm土体的含盐量.麦收后微咸水灌溉处理的根层土体ECe值3年平均比淡水灌溉分别增加0.092和0.091 dS·m-1,0～120 cm土体ECe3年平均比淡水灌溉分别增加0.051 dS·m-1和0.147 dS· m-1;玉米收获后微咸水灌溉处理的根层土体ECe3年平均比淡水灌溉分别增加0.059 dS·m-1和0.127 dS·m-1,0 ～ 120 cm土体ECe3年平均比淡水灌溉分别增加0.082 dS· m-1和0.131 dS·m-1.总体上2g·L-1咸淡混合水灌溉对小麦、玉米的产量没有影响.因此从微成水长期安全利用的角度,对土壤盐分动态进行长期监测,定期淡水淋盐是非常必要的.     

宁夏中部干旱带微咸水灌溉对砂土混合覆盖下土壤水盐运移的影响

通过实地布设微型蒸渗仪模拟研究了低(2.5 L)、中(3.7 L)、高(5.0 L)微咸水灌溉量对0％、20％、40％、60％、80％、100％砂土混合比的土壤水盐运移规律及动态分布.结果显示:在相同灌溉量条件下,当砂土混合比为20％～100％时,累计蒸发量减小幅度可达42.22％～83.07％,表层含水率减小幅度为0...     

苏打盐碱土微咸水淋洗改良对玉米产量和性状的影响研究

本着苏打盐碱土微成水淋洗改良与作物灌溉增产双效同步的原则，在松嫩平原苏打盐碱土区玉米拔节中期至灌浆中期进行了淋洗灌溉试验。结果表明，补充灌溉(满足亏缺水分，无淋洗定额)、小额淋洗(淋洗定额为51mm)和大额淋洗(淋洗定额为112mm)三个处理较无淋洗灌溉(生产季节自然降水209mm)分别增产39．5％、101．4％和117．5％；与补充灌溉相比，小额淋洗和大额淋洗分别增产41．2％和55．7％，同时玉米根系及相关性状亦有同样的表现趋势，明显表现出合理淋洗灌溉既满足了玉米主要生育时期水分需求又减轻盐碱胁迫的协同效应。     

燥红土微咸水滴灌下水盐运移规律的试验研究

为了探讨燥红土地区微咸水滴灌的水盐运移规律,对该地区容重为1.2 g·cm^-3的红壤土,进行了不同灌水矿化度（2.88 g·L^-1,4.86 g·L^-1,8.33 g·L^-1）的单、双点源入渗试验及不同滴头流量（2.68 L·h^-1,3.74 L·h^-1,4.68 L·h^-1）的单点源入渗试验,采用室内三维土箱入渗,分析滴头流量及矿化度对该地区红壤土水盐运移规律的影响。结果表明：单点源入渗试验中,矿化度一定（2.88 g·L^-1）的条件下,灌溉时间在150 s后, 3.74 L·h^-1滴头流量下湿润锋运移速率快且稳定,平均推进速率达1.65 cm·s^-1,最终推进深度达22 cm,可以达到灌溉要求,优于4.68 L·h^-1滴头流量的综合性能且节省灌溉水;在滴头流量一定（3.74 L·h^-1）的条件下,湿润锋推进深度随矿化度的增加而增加,其速率排序为：2.88 g·L^-1<4.86 g·L^-1<8.33 g·L^-1,其推进深度分别为21.5、22.4、22.78 cm。双点源试验中,矿化度为8.33 g·L^-1和4.86 g·L^-1的滴头正下方及交汇部分含水率均达到0.4 g·g^-1左右;但8.33 g·L^-1矿化度下含盐量可达0.4%,不适合作物生长,而矿化度为4.86 g·L^-1的微咸水灌溉时,在交汇部分会形成一个含盐量0.1%左右的适合作物生长的低盐区域。在滴头流量为3.74 L·h^-1时,将单、双点源入渗试验的同一入渗深度处进行对比分析发现,随着矿化度增大,地表湿润比由87%增加到90.8%;8.33 g·L^-1矿化度下交汇时间比2.88 g·L^-1矿化度下提前16 min;矿化度为8.33 g·L^-1时在0～15 cm土层,交汇区含盐量相对于相同湿润位置处单点源的含盐量增加了37%,而矿化度不大于4.86 g·L^-1时,含盐量增加比率几乎为负值,可知矿化度为4.86 g·L^-1的土壤积盐不显著且含水率高。在灌溉水资源匮乏的云南燥红土地区推广应用微咸水滴灌时,可参考滴头流量3.74 L·h^-1,微咸水矿化度≤4.86 g·L^-1用于作物栽培实践。     

微咸水与生物炭协同作用对盐碱土入渗特征及水盐运移的影响

为研究添加生物炭条件下微咸水矿化度对盐碱土水盐运移的影响,采用一维垂直土柱入渗试验,研究了微咸水灌溉并施用生物炭对盐碱土水盐运移特征及其对Philip和一维代数入渗模型参数的影响,并对入渗模型的适用性进行了评价。本研究设置淡水对照CK(0 g·L^-1)及4种微咸水矿化度水平(2、3、4、5 g·L^-1)与施用玉米秸秆生物炭(5 t·hm^-2)组合试验方案。结果表明：使用微咸水灌溉或施用生物炭均会增加土壤水分入渗速率及土壤含水率,提高土壤保水能力,且微咸水和生物炭协同作用下效果更好。灌溉微咸水并施用生物炭降低了土壤含盐量,在0～30 cm深度内的平均含盐量比初始含盐量降低了34.75%～74.00%,具有良好的盐分淋洗效果。Philip入渗模型能够较好模拟微咸水和生物炭协同作用下的土壤水分入渗情况,灌溉微咸水或施用生物炭会使吸渗率S增加,且两者结合使用时S增幅更大;由代数模型计算而得的土壤各层理论含水率值与实测值之间的平均绝对误差与均方根误差均小于2.2%,表现出一维代数模型较好的适用性。综上所述,使用微咸水灌溉并配施生物...     

基质栽培对微咸水灌溉下不同种类蔬菜生长的影响

环渤海区淡水资源匮乏,咸水资源丰富,为解决水资源短缺以及微咸水灌溉引起土壤盐渍化问题,研究了在微咸水灌溉条件下,基质栽培对番茄、青椒和茄子生长发育的影响,以土壤栽培为对照,基质为腐熟秸秆、珍珠岩和炉渣按 质量比1∶1∶1混合,深30 cm,整个生育期灌溉3 g·L^-1微咸水。结果表明：基质栽培条件下番茄和茄子的生长发育受到显著抑制,相对于土壤栽培,株高分别下降44.1%和25.1%,生物量分别下降80.4%和48.9%,产量下降49.2%和27.6%;青椒的株高和生物量下降15.2%和27.0%,但是产量没有显著变化。通过测定基质和土壤的盐分,发现在基质栽培条件下蔬菜受到盐分胁迫,植株耐盐性能降低,细胞膜完整性被破坏,导致番茄、青椒和茄子的光合速率分别下降18.5%、15.3%和14.1%。可见这种基质栽培条件适宜于浅根系作物,不适宜深根系作物,并且基质材料应该选择不含有盐碱土的炉渣。     

膜孔沟灌条件下春玉米水分利用效率研究

结合膜孔灌溉技术的特点,利用正交试验设计方法设计了实验方案,利用田间试验资料,分析研究了春玉米膜孔沟灌条件下水分利用效率及水分消耗规律,并相应得出春玉米地膜覆盖条件下各个生育期的水分消耗系数,为膜孔沟灌技术推广应用提供了理论和技术依据。     

膜孔灌夏玉米耗水特性和水分生产效率试验研究

通过测坑试验,研究了膜孔灌灌水频率和灌水量对夏玉米耗水量、产量和水分生产效率产生的影响。结果表明,拔节期和抽穗期是玉米需水的关键阶段;相同灌水频率时,耗水量随灌水量的增加而增大,相同灌水量时,耗水强度随灌水频率的增加而增大;玉米产量与玉米生育期总耗水量之间呈良好的抛物线关系;膜孔灌夏玉米产量和水分生产效率较佳的需水量是2546～3410 m3·hm-2;灌水条件相同时,玉米膜孔灌比常规畦灌的耗水量减少6．2％,水分生产效率提高23．3％,增产15．9％。     

膜下滴灌条件下不同矿化度水对土壤水盐动态及棉花产量的影响

塔里木盆地分布着相当大面积矿化度在3~5 g/L之间的浅层地下咸水,有很大的开发利用潜力。通过微区测坑试验,采用膜下滴灌技术,用不同矿化度的咸水灌溉棉花,探求其对土壤水盐动态和棉花产量的影响。研究表明:(1)土壤盐分和水分二者的动态变化是紧密相关的,其中,土壤盐分动态变化主要受大气和灌溉水的影响,土壤水分的动态变化主要受棉花生长阶段和灌溉水的影响;(2)咸水膜下滴灌与淡水膜下滴灌同样具有淋洗和压盐效果;(3)通过棉花产量分析发现:与采用淡水灌溉相比,咸水灌溉对产量,单株铃数和单铃重具有一定的影响,对衣分没有影响;(4)当灌溉水矿化度大于3.24 g/L时,不利于塔里木盆地进行农业生产。     

滴灌条件下春小麦耗水规律研究

通过对滴灌(4个水分处理:150、300、450mm和600 mm)和漫灌(CK)不同品种(新春6号、新春22号)的春小麦生育期耗水量的分析,研究新疆石河子地区滴灌春小麦的作物系数、耗水规律及对产量的影响。结果表明:滴灌小麦各水分处理耗水量随着灌水量的增大而增大,整个生育期内蒸发蒸腾量为545.94 mm,平均阶段耗水强度为5.35 mm/d;蒸散量、蒸散强度呈抛物线型,在抽穗~乳熟期达到最高点;滴灌小麦的产量与耗水量呈单峰曲线关系;不同生育阶段的作物系数与FAO推荐的单值作物系数法查得的作物系数不同,在初始生长期、生育后期都大于标准条件下的作物系数值。     

干旱区盐碱地覆膜滴灌条件下土壤基质势对糯玉米生长和灌溉水利用效率的影响

利用埋在滴头正下方0．2m深度的真空表负压计,通过控制土壤基质势下限（-5,-10,-15,-20,-25kPa）,研究盐碱地覆膜滴灌条件下土壤基质势对糯玉米（中糯1号）的生长、产量形成过程和灌溉水利用效率的影响。2005和2006年的试验结果表明：糯玉米的株高、茎粗、叶面积指数、地上部分干物质积累量、叶绿素含量等都随着土壤基质势的升高而增加,土壤基质势越高,糯玉米鲜食果穗产量越高,果穗性状也越好;土壤基质势在-5kPa时,糯玉米产量最高;土壤基质势在-10～-15kPa时,灌溉水利用效率最高。     

不同深松时期对旱地春玉米水分利用状况及产量的影响

于2010—2012年在晋东南旱平地设置了春季深松、夏季深松和秋季深松3种深松处理试验,以传统翻耕为对照,研究不同处理对春玉米耗水量、干物质积累与分配、产量和水分利用效率的影响。结果表明,秋季深松处理的总耗水量最高,春季深松处理次之,且两者与传统翻耕（对照）差异均显著,表明春季和秋季深松后春玉米的总耗水量增加。夏季深松总耗水量低于对照处理,这是因为夏季深松后,对玉米根系造成一定程度的伤害。在春玉米生育后期,秋季深松和春季深松能有效促进干物质积累,增加春玉米生物干重,提高作物产量。2011年秋季深松处理的产量和水分利用效率最高,且显著高于其它处理,分别比传统深翻（对照）提高13．61％和10．26％,春季深松处理次之,分别比对照提高10．32％和7．62％,夏季深松处理低于传统深翻（对照）,且分别比对照降低3．95％和1．82％,表明秋季深松和春季深松有利于产量的提高和水分的高效利用。     

垄作沟灌条件下灌溉定额对土壤水盐分布和制种玉米耗水的影响

通过田间试验对垄膜沟灌条件下,不同灌溉定额对土壤水盐分布及制种玉米产量和水分利用效率的影响进行了研究。结果表明:灌溉定额对垄顶和沟底0~100 cm土层水盐分布具有不同的影响,随着灌水定额的增加,垄顶土层盐分累积效应明显高于沟底土层,深层土壤水分含量高于浅层土壤水分含量;灌水阶段,表层土壤脱盐量随着灌水定额的增加而增大,土壤蒸发阶段,灌水定额大的处理表层土壤盐分累积效应明显;作物耗水量及土壤的储水能力受灌溉定额影响显著,当灌水定额大于400 m~3·hm~(~(-2))时能显著增加沟底土壤水分的垂直运动,促进水分在深层土壤中储存;随着灌溉定额的增加,制种玉米的穗长、穗行数、行粒数呈增加的趋势。从节水增产角度考虑,制种玉米全生育期灌水5次(播后、拔节期、大喇叭口期、抽穗期、灌浆期),灌水定额为500 m3·hm~(~(-2)),灌溉定额为2 500 m~3·hm~(~(-2)),土壤盐分累积效应最低且作物水分利用效率(0.825 kg·m~(~(-3)))和产量效应(4 219.91 kg·hm~(~(-2)))最优。     

滴灌脐橙产量和品质的水肥生产函数研究

以‘纽荷尔’脐橙为试材,在2020年4月—2021年12月抽梢开花期(Ⅰ)、幼果期(Ⅱ)、果实膨大期(Ⅲ)和果实成熟期(Ⅳ)分别设置高水和低水2个亏水处理(灌水量分别为对照处理的70%和55%),高肥、中肥和低肥3个施肥处理(施肥量分别为对照处理的80%、60%和40%),以正常水肥管理为对照(CK)。CK处理Ⅰ～Ⅳ期灌水量分别为136.43、204.65、272.86、136.43 m³·hm^-2,施肥量分别为380.00、645.00、1550.00、400.00 kg·hm^-2。基于W×F-Jensen/Minhas/Rao模型模拟脐橙产量和品质与不同生育期耗水耗肥量的关系,进而评价模型预测性能与敏感性。研究表明：脐橙产量、单果质量和可溶性糖均对Ⅲ期水、肥亏缺最敏感;维生素C对Ⅲ期水分亏缺最敏感,对Ⅳ期肥料亏缺最敏感;可滴定酸对Ⅱ期水分亏缺最敏感,对Ⅳ期肥料变化最敏感。W×F-Jensen/Minhas/Rao模型均能较好地模拟脐橙产量(决定系数R²=0.76～0.90,均方根误差RMSE=0...     

喷灌条件下不同灌溉施肥对玉米耗水和产量的影响

通过野外实测资料,定量研究大型喷灌条件下不同灌水量(3个水平)和肥力(3个水平)处理对玉米耗水规律、产量和水分生产效率的影响。结果表明,拔节期和灌浆期是玉米需水的关键阶段;玉米不同处理在各生育期耗水量在25.63~182.74 mm之间变化,变幅较大。相同肥力处理下,玉米各生育期耗水量总体变化均呈现先升高后降低的变化趋势;相同水分处理下,玉米耗水量、产量随肥力的增加而增加;对比分析发现,产量对水量变化的敏感程度远高于施肥量变化的敏感程度;玉米全生育期总耗水量与玉米产量之间呈现良好的抛物线关系(R2=0.829),耗水量为4 673 m3·hm~(-2)时产量Y值最大,为11 151 kg·hm~(-2)。在同等灌水和施肥条件下,处理SF-9比SF-10(CK)增产8.40%,水分生产效率提高15.0%,其它处理增产7.89%~54.51%,喷灌条件下玉米增产效果明显。