石羊河流域农田休闲期耗水规律研究

通过微型蒸渗器和diviner2000土壤水分测定仪测定了不同耕作及储水灌溉条件下农田休闲期土壤水分动态变化规律,并结合气象数据比较不同耕作方式和灌水处理的优越性,分析了休闲期不同耕作方式及储水灌溉措施对土壤水分及降水利用的影响。研究结果表明,春耕可减少农田表层土壤蒸发,保水效果较好;低定额储水灌溉既没有造成深层渗漏,且蒸发损失小;冬季大定额储水灌溉产生43.86 mm的深层渗漏和121.11mm的土壤水分蒸发,形成了水资源的无效流失;而春耕+免储水灌溉只产生54.41 mm水分损失,节水效果显著。土壤蒸发和深层渗漏产生的土壤水分损失大小顺序为:传统冬季储水灌溉>低定额储水灌溉>秋耕+免储水灌溉>春耕+免储水灌溉,低定额储水灌、秋耕+免储水灌溉、春耕+免储水灌溉处理土壤水分损失较对照分别减少53.44 mm、97.52 mm和110.56 mm(土面蒸发+深层渗漏)。石羊河流域春耕+免储水灌溉处理可有效减少休闲期水分损失,提高休闲期水分利用效率。     

石羊河流域节水高产高效轮作模式研究

为解决石羊河流域不合理种植模式和灌溉方法引起的水资源短缺问题, 采用轮作和调亏灌溉相结合的节水技术, 在石羊河流域设置了5 种轮作模式, 从等价产量、耗水量、等价水分利用率、经济水分利用率和经济效益等方面进行不同灌溉条件下不同轮作模式的对比分析研究。结果表明: 就单个轮作模式而言, 不同灌溉条件下作物的等价产量、耗水量和经济效益表现为: 充分灌溉>轻度调亏>重度调亏, 等价水分利用率和经济水分利用率表现为: 轻度调亏>充分灌溉>重度调亏; 对不同轮作模式而言, 在不同调亏灌溉条件下制种油葵-小麦/黄豆和小麦/黄豆-小麦2 种模式具有增产、节水、提高水分利用率和增加经济收入的潜力, 与常规小麦-玉米轮作模式相比, 等价产量分别提高14.1%~29.5%和-0.4%~28.7%, 分别节水42.5~96.5 mm 和47.9~58.7 mm,等价水分利用率分别提高24.8%~37.3%和8.2%~36.0%, 经济水分利用率分别提高119.8%~149.2%和-0.1%~26.1%, 经济收入分别增加25 785~29 656 Yuan·hm^-2 和-614~5 501 Yuan·hm^-2。因此, 制种油葵-小麦/黄豆和小麦/黄豆-小麦2 种轮作模式为比较理想的模式, 对其进行轻度调亏时, 可在少量减产的情况下起到节约灌水、提高水分利用率和水分经济利用率的效果, 替代常规小麦-玉米轮作模式, 实现石羊河流域农业可持续发展。     

交替隔沟灌溉制度对制种玉米耗水规律和产量的影响

该文研究交替隔沟灌溉下不同灌溉制度对制种玉米耗水规律和产量的影响。以制种玉米"金西北22号"为供试材料,2014年在大田条件下采用垄植沟灌技术,设置7种灌溉制度:全生育期充分供水(CK)、仅苗期中度亏水(T1)、仅苗期重度亏水(T2)、仅穗期中度亏水(T3)、仅穗期重度亏水(T4)、仅花粒期中度亏水(T5)和仅花粒期重度亏水(T6),分析灌溉制度对玉米耗水强度、作物系数、籽粒产量和水分利用效率(wateruseefficiency,WUE)的影响。结果表明:CK下制种玉米生长期内的耗水量、平均作物系数和籽粒产量均最大,分别是494mm、0.86和6478kg/hm~2。与CK相比,任一亏水处理均降低制种玉米全生育期的平均耗水强度,且T6处理下全生育期的平均耗水强度较T5处理的相应值明显减少(P0.05);任一生育期亏水均降低该生育阶段的作物系数。T2、T3、T4、T5和T6处理的籽粒产量较CK明显降低,降幅分别是13.29%、15.48%、28.13%、14.06%和19.87%(P0.05);而T1处理的籽粒产量较CK差异不显著(P0.05),与此同时,T1处理下玉米的耗水量较CK下降20.44%,使其WUE最大(1.55 kg/m~3)、灌溉水WUE最大(2.54kg/m~3)。可见,交替隔沟灌溉下采用苗期中度亏水、其他生育期内充分供水的灌溉制度可明显提高制种玉米的水分利用效率,同时不显著降低产量。该研究结果对河西走廊地区制种玉米灌溉管理具有重要指导意义。     

调亏灌溉对于玉米生理指标及水分利用效率的影响

依据在渭北黄土高原区的大田玉米调亏灌溉试验资料,分析了不同亏水处理对光合速率、气孔导度,蒸腾速率、根冠比、产量与耗水量以及水分利用效率等因素的影响,从亏水处理引起的气孔反应能提高光合与蒸腾之比,揭示了调亏灌溉的节水增产机理。最后,从既提高产量又提高水分利用效率的双重目的出发,得到了苗期土壤含水率为５０％～６０％田间持水量、拔节期土壤含水率为６０％～７０％田间持水量是最佳的调亏灌溉方案。     

调亏灌溉对玉米生理指标及水分利用效率的影响

依据在漯北黄土高原地区的大田玉米调亏灌溉试验资料,分析了不同亏水处理对光合速率、气孔导度,蒸腾速率、根冠比、产量与耗水量以及水分利用效率等因素的影响,从亏水处理引起的气孔反应能提高光合与蒸腾之比,提示了调亏灌溉的节水增产机理。最后,从即提高产量又提高水分利用效率的双重目的出发,得到了苗期土壤含水率为５０％￣６０％田间持水量１拔节期土壤含水率为６０％￣７０％田间持水量是最佳调亏灌溉方案。     

宁南山区地膜玉米隔沟灌溉试验研究

隔沟灌溉技术是一项新型的节水灌溉技术,在国内外都已进行了较长时间的研究和推广,但在宁南山区尚没有推广应用的报道.2004年“北方半干旱集雨补灌旱作区(宁夏彭阳)节水农业技术体系集成与示范”课题引进该项技术,在宁夏彭阳王洼示范区进行了地膜玉米隔沟灌试验研究.结果表明,隔沟灌与全灌相比,产量相近,水分利用效率增加了12.44%,但用水量只有全灌的一半;与不灌溉相比,经济产量和水分利用效率分别增加了38.24%和38.65%.     

夏玉米调亏灌溉的生理机制与指标研究

在人工控制试验条件下,采用子母盆栽土培法,以夏玉米为材料进行了调亏灌溉试验研究。结果表明,玉米调亏灌溉是可行的,可以实现节水、高产和高效的目标。适时适度地水分亏缺显著抑制蒸腾速率,而光合速率下降不明显,复水后光合速率又具有超补偿效应,光合产物具有超补偿积累,且有利于向籽粒运转与分配;抑制营养生长,增大作物根冠比,提高了根系传导力,增强了植株抗旱性。玉米节水高产的调亏灌溉指标是：调亏时段为三叶一心—拔节（七叶一心）,调亏度为４５％～６５％的田间持水率（θ_ｆ）,历时２１天;或拔节～抽穗调亏,调亏度为６０％～６５％,历时２１天;平均比对照增产２５．２４％,节水１５．４１％,水分利用效率提高４５．０５％。     

调亏灌溉对滴灌成龄香梨果树生长及果实产量的影响

调亏灌溉对果树节水、提高果实产量和品质具有一定效果。2009-2010年,在新疆库尔勒巴州农业科学研究所进行试验,研究滴灌调亏时间及土壤水分亏缺程度对树龄24a的成龄库尔勒香梨果树生长及产量的影响。果实细胞分裂期、果实缓慢膨大期、果实细胞分裂期至缓慢膨大期,分别进行中度土壤水分亏缺与重度土壤水分亏缺灌溉。中度土壤水分亏缺的灌水量为美国A级蒸发皿蒸发量(Ep)的60%,重度土壤水分亏缺的灌水量为Ep的40%。其它时段灌水量与对照相同,为Ep的80%;对照处理整个生育期灌水量均为Ep的80%。灌溉周期为7d。结果表明,前2个生长阶段的调亏灌溉均抑制了香梨树的营养生长,提高了香梨果实产量和灌溉水利用效率。各调亏处理的夏季修剪量比对照减小了8.4%～43.2%。2a内,细胞分裂期重度调亏处理,产量分别比对照增加了15.5%和19.2%,较对照节水9.7%和8.1%;果实缓慢膨大期中度调亏处理,产量分别比对照增加了14.0%和18.0%,较对照节水13.2%和11.3%;果实细胞分裂期及果实缓慢膨大期的重度调亏处理,产量分别比对照减少了15.4%和13.2%,较对照节水34.7%和28.4%。调亏灌溉对香梨果实品质无显著影响。结果对成龄库尔勒香梨灌溉管理具有指导意义。     

不同灌水方式下番茄节水高产机理研究

本文研究了无压灌、滴灌与沟灌3种灌水方式对番茄光合生理指标、根系吸导水能力、产量与水分利用效率的影响.结果表明,"少量多次"的无压灌下植物根系导水率高于滴灌与沟灌灌水方式,无压灌能够通过调节作物根区土壤水分状况,提高作物根系吸水能力,使作物根区土壤水分保持在最适宜作物生长的范围内.无压灌和滴灌的番茄叶绿素总量比沟灌分别提高了16.2%和12.8%;相对沟灌,无压灌和滴灌减小了气孔导度和蒸腾失水,而未降低光合速率,单叶水分利用效率分别提高51.3%和17.2%.投入、产出和效率综合评判表明,无压灌的经济效益最好,滴灌次之,沟灌最差.     

作物调亏灌溉的适宜时间与调亏程度的研究

作物调亏灌溉是建立在作物与水分关系基础上的一种节水高产灌溉技术。根据陕西长武、甘肃民勤等地的田间试验资料分析了适度缺水对作物产量的有益效应,表明调亏灌溉的适宜时段应该在作物的早期生长阶段。陕西长武和甘肃民勤小麦和棉花的试验结果表明,其水分亏缺程度可达到田间持水量的45%～50%,而对作物的产量没有不利影响,但可明显提高作物水分利用效率。并且讨论了调亏灌溉目前存在的一些问题。     

减氮节水对宁夏引黄灌区春小麦光合特性与产量的影响

针对宁夏引黄灌区春小麦生产中氮肥投入过量及水资源利用效率低的问题,探究减氮背景下节水灌溉对春小麦群体动态、光合特性及产量的影响。2021年以宁春4号为供试材料,分别设置3个施氮水平（常规施氮270 kg/hm2、减施氮肥25%和不施氮）和3个灌溉定额（常规灌溉400 mm、节水20%和节水40%）。结果表明：1）同一氮肥水平下不同灌溉处理的群体总茎数均无显著性差异;同一灌溉定额水平下常规施氮和减氮水平处理的群体总茎数均显著高于不施氮处理,但二者无显著差异,减氮节水处理亦能维持较高的群体总茎数和茎蘖成穗率。2）与常规施氮相比,减氮25%对春小麦的生长发育无明显影响,在此基础上节水20%并不会降低春小麦株高,叶面积的生长,不会减少春小麦干物质累积量。3）减氮水平与常规施氮处理的春小麦叶片SPAD值和光合指标无明显差异,减氮水平下节水20%处理的叶片SPAD值和光合指标同常规灌溉无显著差异,但显著高于节水40%处理。4）所有水氮处理中减氮水平下20%节水处理的穗粒数和千粒质量最高,春小麦产量达8 092.52 kg/hm2,与常规施氮常规灌溉处理的产量无显著差异。减氮25%节水20%处理的灌溉施肥模式,既可获得较高产量又可以节约水氮资源,达到了宁夏引黄灌区春小麦生产中减氮、节水、稳产的目的。因此,可作为当地适宜的施氮灌溉方案。     

精细水平畦灌灌水质量及效益评价

针对河套灌区宽畦田、大畦块导致的灌水效率低的问题,为探求变化环境下适宜畦田规格参数,通过不同畦宽下的精细水平畦灌灌水试验,分析了水流运动状态、灌水质量以及成本效益等变化情况。结果表明:(1)畦宽对土壤入渗水深以及灌水质量均有较大影响,畦宽为23m时水流推进时间延长,畦首入渗水深增大,有效水利用效率BWUF和灌水均匀度Du仅有59.78%~77.40%,84.61%~87.02%,灌水效果不佳;畦宽缩小到10~15m时,BWUF和Du分别增加11.96%~20.61%和2.49%~5.95%,灌水质量有显著提高;畦宽缩小到5m时,相对入畦单宽流量增大,大量灌溉水聚集在畦尾,使得畦尾入渗水深增加,畦首入渗不足,导致田面水流分布不均匀,灌水质量降低。(2)通过分析各处理成本构成以及产量效益情况,可以发现农业生产中花费最大的仍然是化肥、种子、地膜等其他费用,占到总种植成本Tc的70%以上;实施激光平地和缩宽等措施后田埂数量增加,导致机械成本较当地对照处理增加0.3~4.6倍,尽管水费略有减少,但Tc仍增加2.72%~9.98%。(3)在开展节水试验时,其节水效果和经济效益通常是矛盾的,节水效果好的方案往往经济效益较差,而节水效果较差的方案其经济效益反而会有所提高,建议在灌区推广节水新技术时按照1095~1665元/hm^2的补贴标准对农民发放节水补贴进而来增加农民积极性。(4)通过分析经济、节水效益不同权重组合下的综合效益函数,初步确定在进行方案优选时,若优先考虑节水可适当缩小畦宽,若优先考虑经济效益可适当放大畦宽,均可使其综合效益达到最大。研究结果可为灌区农业高效可持续发展提供理论依据。     

复合隔层对河套灌区盐碱土水盐运移的影响

河套灌区盐渍农田分布广、肥力质量差、生产力水平低,严重威胁粮食安全。为研究秸秆–保水剂复合隔层对河套灌区盐碱土的控盐及节水效果,通过室内土柱模拟试验,设置常规灌溉水量(10 L)和节水20%灌溉水量(8 L)2种灌溉水量下的2种隔层(秸秆隔层和复合隔层)以及对照组处理,对比研究了复合隔层与秸秆隔层在节水条件下对土壤水分入渗过程、蒸发过程以及盐分变化规律的影响。研究结果表明:入渗过程中,两种隔层均能延缓水分入渗,提高淋盐效果,相比秸秆隔层,复合隔层处理水分入渗时间延缓14.47%,对0～40 cm土层淋盐效果提升34.86%。蒸发过程中,复合隔层能够通过内部保水剂缓慢释水,对20～40 cm土层补水,其20～40 cm土层含水率较秸秆隔层提升10.90%～90.61%。节水20%的条件下,复合隔层处理在0～40 cm土层的灌溉淋盐效果及蒸发过程中的保水抑盐效果优于未进行节水处理的对照组。综合来看,秸秆–保水剂形成的复合隔层其淋盐效果、保水抑盐效果均优于秸秆隔层,在节水条件下仍具有较好的保水控盐效果。本研究可为河套灌区节水型盐碱障碍消减研究提供依据和参考。     

塔里木灌区膜下滴灌的棉花需水量及节水效益

为了确定适宜的灌溉制度,2008年通过田间灌溉试验,采用水量平衡法研究了塔里木灌区膜下滴灌棉花需水和耗水规律。以田间试验数据为基础,拟合了棉花的水分生产函数模型,分析评价了膜下滴灌棉花的节水效益。结果表明:塔里木灌区膜下滴灌棉花需水量为543 mm,其中苗期252 mm,蕾期186 mm,花铃期316 mm,吐絮期139 mm。随滴灌量减小,耗水量减小。滴灌量影响棉花各生育阶段的耗水量及产量,并不影响耗水比例。相应于灌溉水利用效率最高点的滴灌量要低于产量最高点的,因此节水与增产产生矛盾,仅从节水角度考虑,滴灌量为3 091 m³/hm²时,可以达到最大灌溉水利用效率,要获得最大产量,滴灌量应满足3 464 m³/hm²。与漫灌相比,膜下滴灌节水增产效益明显。在同一灌溉量下,膜下滴灌增产30.2%,灌溉水利用效率提高30.2%,在同一产量水平下,节水29.3%,灌溉水利用效率提高41.5%。     

Effect of Drip Fertigation With and Without Mulch on Soil Hydrothermal Regimes,Growth, Yield,and Quality of Apple (Malus domestica Borkh)

Studies were undertaken to investigate the effect of drip fertigation and conventional fertilizations with and without mulch on the productivity of apple. Soil moisture under fertigation remained greater in the upper 0–30 cm of soil, whereas under conventional surface irrigation, deeper layers registered greater values. Mulch application resulted in 2–4% greater moisture and raised the minimum but lowered the maximum soil temperatures, especially during later growth periods. Available nitrogen (N) and potassium (K) contents under fertigation closely followed the moisture distribution pattern. Irrespective of treatments, available phosphorus (P) remained confined within upper 0- to 20-cm soil depth. Fertigation resulted in 35% greater growth and yield over conventional fertilization with irrigations besides saving 25% in irrigation water. Joint use of fertigation and mulch resulted in comparable growth and yield as unmulched condition and saved 20% in fertilizers and 15% in irrigation water.     

基于加权灰色关联模型优选夏玉米沟灌方式

该文建立加权灰色关联综合评价模型,基于夏玉米耗水量、产量及其构成因素（穗长、穗周长、穗粒数、穗行数、百粒质量和产量）对沟灌方式进行优选。结果表明,同一水分控制下限,无论是产量综合评价,还是耗水及水分利用效率综合评价,宽垄沟灌种植模式的灰色关联综合评价均优于常规沟灌种植模式;其中灌水控制下限为田间持水量的70%（field water holding capacity, FC）的宽垄沟灌种植处理在第2层综合评价中耗水评价虽然位次第3,但产量评价和水分利用效率评价位次第1,在第1层综合评价中灰色关联度最大（0.852）,故灌水控制下限为70%（70%FC）最佳;其次为灌水控制下限为60%（60%FC）的宽垄沟灌种植处理,关联度为0.788,60%FC与70%FC二者关联度相差较小。加权灰色关联综合评价模型的评判结果与大田试验结果相吻合。因此,最终方案的最终选定可根据当地水资源状况而定,对于水资源相对丰富地区建议采用W70灌水方式,对于水资源相对匮乏地区建议采用W60灌水方式。研究可为灰色关联度方法在节水灌溉研究中的应用提供参考。     

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。     

再生水分根交替滴灌对马铃薯根-土系统环境因子的影响研究

分根交替（PRD）滴灌技术是很有节水潜力的灌水技术。利用再生水,采用分根交替滴灌技术对马铃薯根长密度、根重密度及土壤水盐的空间分布影响进行了研究。结果表明,马铃薯根系主要分布在0-60 cm的土层内,以植株为中心,呈放射状沿不同方向减小。通过研究所建马铃薯根长密度的空间分布函数能较好地反映根系的三维分布趋势。PRD灌溉可以刺激马铃薯根系生长,水分利用效率提高39%。进行PRD灌溉时应重点考虑滴头位置处及垄坡上的水盐变化,最好能起到节水控盐的双重作用。再生水PRD地下滴灌是对传统地表滴灌的优化和提升。     

秸秆覆盖条件下水分亏缺对春青稞水分利用和产量的影响

提高水分利用效率对发展西藏高海拔地区节水农业至关重要。该文通过小区试验,研究了秸秆覆盖条件下春青稞不同生育期对水分亏缺程度的响应。试验处理包括全生育期充分灌溉处理(对照)以及苗期、拔节期、抽穗期、灌浆期和成熟期水分亏缺处理。结果表明,水分亏缺处理显著降低了春青稞耗水量和耗水强度(P0.05),且其减小程度随着亏缺程度的增加而增大。灌浆期水分亏缺对全生育期作物耗水量的影响最大,其轻、重度水分亏缺处理分别减少全生育期耗水量19.6%和24.2%;在水分亏缺处理下春青稞产量差异不显著。在试验条件下,不同水分亏缺没有导致减产,而水分利用效率提高4.64%~21.85%,节水4.96%~24.24%。当土壤水分下限控制在55%田间持水率时,对春青稞产量及构成没有产生显著不良影响且获得了较高的节水率,表明在西藏高海拔半干旱寒区,可以通过秸秆覆盖农田管理措施,使春青稞获得更大的节水空间。     

交替隔沟灌溉水分入渗规律及其对作物水分利用的影响

以玉米为试验材料,通过大田灌水技术和灌溉制度试验对交替隔沟灌溉水分入渗规律及其对作物水分利用的影响进行了研究。结果表明,交替隔沟灌溉与常规灌溉相比,水分的侧向入渗比较明显,由于其湿润锋到达深度小于常规灌溉,因此,交替隔沟灌溉可以减少土壤水分的深层渗漏;交替隔沟灌溉不降低光合速率而蒸腾速率有所下降,并有利于提高蒸腾效率;在同等灌水量水平下,交替隔沟灌溉因为其低蒸腾和较高产量总水分利用率和灌溉水利用效率均高于常规灌溉;在同等灌水量水平下,采用交替隔沟灌溉不降低玉米产量;收获等产量的玉米,交替隔沟灌溉比常规灌溉省水33.3%。