有限灌溉对麦田蒸散影响的研究

本文通过田间与土柱结合试验的方法，进行了麦田水分平衡及冬小麦需水耗水的研究，初步探明了控制不同灌溉水量的条件下，冬小麦各生育期的耗水水平，土壤水分动态，冬小麦的生物学产量，经济产量及水分利用率和有限灌溉的经济效益。     

新疆农田防护林不同林龄生物量及碳储量

探讨新疆农田防护林主要树种不同林龄组的生物量、碳储量、碳密度及其分布特征,为进一步开展新疆农田防护林生态系统碳循环、碳储量和潜力研究提供基础。根据新疆2014年森林资源二类调查数据,利用新疆农田防护林主要树种不同林龄下不同径阶的标准解析木样本数据,估算主要树种生物量、碳储量及碳密度变化规律和龄组特征,探讨主要防护林树种的固碳能力。结果表明,3种主要农田防护林树种的面积以幼龄林和中龄林为主,占总面积的66.68%,各树种中杨树占绝对优势,占总面积的79.62%。主要树种不同林龄组生物量,树干生物量占比最高。3种主要农田防护林树种碳储量杨树（6 119.53×10⁴ Mg）＞榆树（237.63×10⁴ Mg）＞沙枣（212.31×10⁴ Mg）。3种主要树种各龄组的碳密度为幼龄林（35.42 Mg·hm^-2）＜中龄林（172.69 Mg·hm^-2）＜近熟林（250.18 Mg·hm^-2）＜成熟林（442.36 Mg·hm^-2）。新疆农田防护林具有较高的生长潜力和固碳潜力。研究结果可为新疆农田防护林经营管理和碳汇功能评价提供参考。     

冬小麦群体不同分布方式对麦田土壤水分动态变化的影响

通过对冬小麦群体分布方式的调节,研究了冬小麦田土壤水分的动态变化。结果表明,不同深度的土壤水变化趋势随土壤层次增深而增加,A与B处理(行株距分别为7 cm×7 cm和14 cm×3.5 cm)在0~90 cm层次与其它处理的差异幅度较大,而100~120 cm土层差异幅度较小。从4种灌溉处理的土壤水分纵深分布比较来看,在不灌溉条件下,A与B处理能够充分利用冬小麦田深层土壤水分,在灌溉条件下,B处理的土壤水分含量高于其它处理,有利于提高浅层土壤的水分含量。     

河西走廊气候因子对杨树防护林生长量影响的差异性分析

通过林分调查和树干解析,应用灰色理论中的关联分析方法,对杨树防护林的生长量与气候因子之间的关系进行了定量分析,得出树高生长量与气候因子的关联序为:年日照时数>年最低气温>湿润度>年最高气温>年降水量>年平均气温>年相对湿度>年蒸发量;材积生长量与气候因子的关联序为:年日照时数>年最低气温>湿润度>年最高气温>年降水量>年相对湿度>年蒸发量>年平均气温。     

不同土壤水分下杨树的蒸腾变化及抗旱适应性研究

在适宜土壤水分(70θf)、中度干旱(55θf)和严重干旱(40θf)等3种土壤水分条件下研究84K杨树的蒸腾特性及抗旱适应性.结果表明:杨树的蒸腾速率与土壤含水量密切相关,其总耗水量、总生物量的大小均为适宜土壤水分＞中度干旱＞严重干旱,总WUE在中度干旱下最高,严重干旱下最低;蒸腾速率的日变化是环境因子综合作用的结果,其中大气因子对杨树蒸腾速率的影响主要受土壤水分含量的控制.在干旱条件下杨树的抗旱性与SOD活性及K+含量之间关系不明显,杨树不具备耐旱植物的显著特征;由此建议84K杨树不宜在黄土高原地区大     

黑龙港易旱地区冬小麦耗水与麦田土壤水分变化

本文通过田间试验分析了黑龙港地区小麦耗水、及麦田土壤水分变化的规律.结果表明,从冬季到初春,土壤冻融过程中土壤水分基本上无消耗,而春季土壤水分消耗不仅与降水和土壤中原有水分有关,而且与地下水位有关。冬小麦耗水的最大时期是灌浆初期,实际蒸散与可能蒸散的比值能反映这一耗水规律。     

不同树种结构对农田防护林效益的影响机制

研究了在小黑杨、落叶松、樟子松防护林带防护范围内,玉米、大豆、向日葵的光合指标及土壤水分.结果表明:对各作物种植区土壤水分的影响,杨树林带最大,樟子松次之,落叶松最小.杨树林带胁地范围1.6H(杨树平均树高H的1.6倍)内,大豆光合指标最优,玉米最弱.1.6H外,向日葵光合指标最优,大豆最弱;落叶松林带胁地范围0.8H(落叶松平均树高H的0.8倍)内,玉米光合指标最优.0.8H外,3种作物的光合指标近似;樟子松林带胁地范围0.8H(樟子松平均树高H的0.8倍)内,3种农作物的光合指标近似.0.8H外,玉米光合指标最优,大豆最弱.对玉米净光合速率的影响,杨树林带最大,落叶松最小;对向日葵的光合的影响,杨树最大,樟子松最小;3种树种对大豆的净光合速率的影响基本相同.     

不同水氮处理对冬小麦生长及土壤水分利用效率的影响

以山东省桓台县为试验地点，分别在0、100、200、300kg·hm^-2氮水平和喷灌、漫灌两种灌溉方式下，对冬小麦的叶面积指数、地上部生物量、籽粒产量及水分利用效率进行了研究。结果表明，两种灌溉方式对冬小麦的叶面积指数、地上部生物量、籽粒产量影响不显著，冬小麦的水分利用率在1．16—1．34kg·m^-3之间，喷灌处理略高于漫灌处理。随着施氮量由0增加到200kg·hm^-2冬小麦的叶面积指数、地上部生物量、籽粒产量随着施氮量的增加而增加，但是施氮处理（100、200kg·hm^-2）间差异不显著；当施氮量超过200kg·hm^-2时，随着施氮量的增加，冬小麦叶面积指数、地上部生物量、籽粒产量不受施氮量的影响。     

不同直径保水剂对土壤水分及燕麦生长的影响

以燕麦白燕2号为材料,初步探讨不同直径保水剂对土壤水分及燕麦生长的影响。结果表明,不同直径保水剂都能提高0~105 cm土层土壤质量含水量,其中,15~65 cm各土层处理差异明显;施用保水剂能提高燕麦穗数、穗粒数和千粒质量,最终提高燕麦产量,大小直径保水剂比对照分别增产12.66%和16.83%;大小直径保水剂都能明显提高燕麦水分利用率,分别比对照增加15.18%和23.67%。表明小直径保水剂在提高土壤水分和影响燕麦生长方面比大直径保水剂效果显著。     

不同土壤水分条件下杨树人工林水分利用效率对环境因子的响应

运用涡度相关(Eddy covariance,EC)开路系统和微气象观测系统,于2007年对位于北京市大兴区永定河沙地杨树(Populus euramertcana)人工林与大气间碳、水和能量交换进行了连续测定.通过分析总生态系统生产力(GEP)、蒸发散(ET)以及水分利用效率(WUE=GEP/ET)随相对土壤含水量(REW)的变化趋势,探讨杨树人工林不同土壤水分条件下水分利用效率对气象因子以及下垫面因素的响应,为杨树人工林经营管理提供理论依据.研究结果表明:当REW＜0.1时,GEP和ET受到严重水分胁迫的影响维持在较低水平,环境因子对GEP、ET和WUE的影响较小;当0.1＜REW＜0.4时,GEP和ET随着土壤体积含水量(VWC)的增加而增大,WUE随VWC的增大而减小;REW＞0.4时,气象因子是影响碳固定和水分损耗的主要原因,由于ET对气象因子变化的响应较GEP更为敏感,因此,WUE随空气饱和水汽压差(VPD)的增大而减小.沙地土壤保水能力较差,不能保证土壤水分被植物有效利用,因此当VWC处于5.2%-8.8％(0.1＜REW＜0.4)范围时,碳固定与水分消耗达到最高效率.研究表明杨树人工林WUE随降水变化而变化,未来气候变化和变异有可能影响杨树林耗水和生产力之间的关系.     

不同畦灌方式对冬小麦土壤水分和水分利用效率的影响

通过田间畦灌试验,研究了冬小麦主要生育阶段的需水规律,分析了不同畦灌方式对冬小麦土壤水分及水分利用效率的影响,评价不同畦灌处理下的灌水质量及节水效益。结果表明,冬小麦灌浆期对水分需求量最大;与漫灌(CK）处理相比,冬小麦畦灌小区30 m×3 m的灌水均匀度与灌溉效率最高,达到93.33%和84.46%,耗水量减少了5.96%,产量增加了25.30%,水分利用效率提高了33.24%,增收1561.61元·hm^-2。结合当地实际生产情况,推 广适宜的畦灌模式是入畦单宽流量5 L·m^-1·s^-1,畦宽3 m左右,畦长30 m左右为宜。     

黄淮海平原微喷灌下冬小麦农田水分渗漏及氮素淋失模拟分析

为了解黄淮海平原冬小麦水分渗漏和氮淋失特征,以优化小麦生产灌溉制度,降低农田水肥施用后土壤氮淋失对环境的影响,本试验于2020—2022年在设置不同灌水处理(充分灌溉、亏缺灌溉)和雨养处理的大田试验基础上,利用土壤-作物系统水热碳氮耦合(WHCNS)模型,通过优化土壤水力学和作物参数,评价模型适用性,并使用校验后的模型定量化分析不同水分管理条件下的农田氮淋失、水分渗漏及特征。结果表明：土壤含水率和硝态氮(以N计)的均方根误差范围分别为0.01～0.07 cm³·cm^-3和3.37～6.39 mg·kg^-1;叶面积指数和干物质量模拟R²≥0.9,一致性指数均≥0.7,模型模拟达到预期效果。使用校验后的模型对0～100cm土层水分渗漏和氮淋失进行动态模拟的结果显示,硝态氮淋失与水分渗漏动态一致,二者均表现为单日量小且持续时间较长,产生渗漏的累计天数占全生育期天数的59.2%～69.4%。与充分灌溉相比,亏缺灌溉在两季冬小麦产量无显著差异的情况下,日氮淋失和水分渗漏量分别减少3.88%～66.94%和37...     

气候变化对河北低平原冬小麦需水量及水分生态适应性的影响

在气候变化和水资源短缺背景下,河北低平原地区冬小麦生产面临着巨大挑战。本研究以沧州市吴桥县为例,分析该地区1981—2015年冬小麦生育期内各项气象因素变化特征,采用SIMETAW模型模拟冬小麦各生育期需水量变化,分析冬小麦各生育阶段的水分生态适应性,提出影响冬小麦各生育阶段需水量的重要气象因素。结果表明:近35年来,气温是冬小麦生育期内变化最为显著的气象因素,其中最低气温呈极显著上升趋势,增幅为0.41℃/10a,平均气温呈显著上升趋势,增温幅度为0.27℃/10a;其次是降雨量的变化,冬小麦生育期内降雨量历年来呈增加趋势,每10年增加6.06mm;其他气象因素均呈不显著上升趋势。在上述气候变化背景下,冬小麦生育期内需水量近35年总体呈上升趋势,其中1981—1998年需水量呈下降趋势,1998—2015年呈上升趋势;冬小麦3个生长阶段(播种~越冬、返青~拔节、孕穗~成熟)的需水量均为上升趋势,其中拔节~返青阶段需水量显著高于其他2个生育阶段,且水分生态适应性最差,降水耦合度多年平均仅为17.84%。影响冬小麦各生育阶段需水量的气象因素有所不同,其中影响冬小麦返青~拔节阶段需水量的主要因素包括空气相对湿度(-)、最高气温(+)、平均风速(+)、太阳辐射(+)、最低气温(+)。根据回归方程,预测吴桥县冬小麦生育期需水量在2020和2030年分别为466.7和472.6mm。本研究结果将为河北低平原地区冬小麦节水种植制度构建提供理论依据。     

不同水分处理对小麦生育后期光合特性及子粒品质的影响

在盆栽条件下，研究了不同水分处理对冬小麦生育后期光合特性和子粒品质的影响．结果表明，土壤相对含水量40％务件下，旗叶光系统Ⅱ(PSⅡ)原初光能转化效率(Fv／Fm)和潜在活性(Fv／Fo)降低，光合电子传递活性减小，光合速率降低，后期子粒蛋白质和赖氨酸含量降低，但清蛋白、球蛋白和醇溶蛋白含量提高．土壤相对含水量60％和80％务件下，旗叶光系统Ⅱ(PSⅡ)原初光能转化效率(Fv／Fm)和潜在活性(Fv／Fo)提高，光合电子传递活性增大，光合速率提高，能量损耗增大，其后期叶片保护功能增强，其中80％的水分处理使子粒蛋白质和赖氨酸含量迅速降低，而60％的水分处理促进了子粒蛋白质和赖氨酸含量的提高，并改善了小麦蛋白质品质。     

限量补灌对带田冬小麦土壤水分与耗水强度的影响

试验结果表明,旱地带田冬小麦不同生育期限量补灌35mm后0～90cm土层土壤含水量在灌水后短期内显著高于来灌水处理,随着生育进程的推进,灌水与未灌水处理的土壤含水量逐渐接近一致;小麦全生育期耗水强度的变化呈"双峰"曲线,虽峰值出现时间不一致,但总是与灌水时间同步变化,各处理基本上以小麦抽穗一扬花期耗水强度为全生育期最高值,且以抽穗期灌水的处理耗水强度最高,日耗水量高达7．68mm／d,认为抽穗期灌水对土壤水分的贡献最大;水分盈亏状况分析表明,带田冬小麦全生育期0～90cm上层土壤水分处于极度亏缺状况,灌水比不灌水处理水分亏缺程度更为严重,但不同生育期灌水的处理间水分亏缺差别极小。     

不同水肥条件对杨树生物量的影响

针对神木试区因水肥不协调而导致大面积低效低产林的现状,以1龄杨树幼苗为指示植物,采用3因子5水平二次正交旋转回归设计,盆栽试验研究了不同水肥条件下,水、氮(N)、磷(P)3因子对杨树生物量的协调效应。结果表明,在试验条件下,水分对杨树生物量影响最大,其次是磷肥和氮肥,说明水分是影响杨树生物量的主导因素。水分和氮肥、氮肥和磷肥间存在交互效应,且水分和氮肥的交互作用>氮肥和磷肥的交互作用,而水分和磷肥的交互作用不明显。3个因素中,N,P2个因素对杨树生物量的边际效应较为敏感,说明合理施肥对改善杨树的生长状况有重要意义。以上结论说明,黄土高原低效低产林改造的根本途径是增加土壤含水量,培肥土壤,改善其水肥不协调的状况。     

Analysis on water requirement and water-saving amount of wheat and corn in typical regions of the North China Plain

This paper studied the variation characters on wheat and corn water consumption and irrigation watersaving amount under different water conditions (ample irrigation level, farmers conventional irrigation level and optimizing irrigation level). The water use efficiency and water saving potential of optimizing treatment and farmers’ conventional irrigation treatment were analyzed respectively. The objective of this study was to provide theoretical supporting for popularization and application of optimizing irrigation measures. Crop water requirement under sufficient water supply was calculated by Penman equation. We obtained crop water consumption under conventional treatment and optimizing treatment by field experiment. The main results showed that the irrigation amount of wheat and corn was too much under farmers’ conventional irrigation level and basically satisfied their water requirement, therefore, the water-saving amount was smaller while water-saving potential was bigger compared with the optimizing irrigation treatment. The grain yield under optimizing irrigation treatment was improved or appreciably reduced compared with that under conventional irrigation treatment, while the water consumption and irrigation amount of optimizing irrigation treatment was lower, with a higher water use efficiency. Therefore, the optimizing irrigation treatment could achieve a stable yield and high water efficiency at the same time. Moreover, when the optimizing irrigation measure was adopted, the grain yield reached 5940 kg/hm², water-saving amount reached 91mm for winter wheat, and the grain yield reached 7743 kg/hm², with water-saving amount of 49mm for summer corn in the piedmont region of Taihang Mount. The grain yield got 7710 kg/hm², with water-saving amount of 20mm for winter wheat in Heilonggang Plain. Therefore, the water-saving amount in the piedmont region of Taihang Mountain was obviously higher than that in Heilonggang Plain. Thus, the piedmont region of Taihang Mountain in the North China Plain is viewed as the key district for water-saving.     

秸秆覆盖对旱地土壤水分及冬小麦水分利用效率的影响

【目的】研究秸秆覆盖方式与覆盖量对冬小麦田土壤水分及冬小麦产量和水分利用效率的影响。【方法】在陕西渭北旱塬,通过连续2年(2007-2009)的不同秸秆覆盖方式(全程覆盖、生育期覆盖、不覆盖(CK)与不同覆盖量(9000,6000,3000kg/hm2)的大田试验,研究秸秆覆盖对土壤水分及冬小麦产量和水分利用效率的影响。【结果】2年的定位试验结果表明,同一覆盖方式不同覆盖量处理的土壤含水量与覆盖量呈正相关;同一覆盖量不同覆盖方式下土壤含水量表现为全程覆盖优于生育期覆盖和CK;全程覆盖方式9000,6000和3000kg/hm2覆盖量处理0～200cm土层平均含水量较生育期覆盖分别提高了11.5%,10.0%和8.0%,较CK分别提高了19.2%,12.9%和8.8%;全程覆盖方式和生育期覆盖方式下,小麦的水分利用效率均以覆盖量为3000kg/hm2处理最大,其中全程覆盖方式的水分利用效率较CK增加了31.5%(P0.05),生育期覆盖方式下2年平均的水分利用效率较CK增加了12.8%(P0.05);不同覆盖量在全程覆盖方式下冬小麦产量较CK增加41.1%～65.7%(P0.05),在生育期覆盖方式下冬小麦产量较CK增加了27.1%～30.2%(P0.05)。【结论】同一秸秆覆盖方式不同覆盖量均可增加冬小麦产量,而同一覆盖量下以全程覆盖方式的增产效果较优;覆盖量为3000kg/hm2时,2种覆盖方式的冬小麦水分利用效率均最大。     

不同水氮处理对冬小麦生长及土壤硝态氮含量的影响

【目的】研究不同施氮量、灌水量对覆膜冬小麦生长及土壤中硝态氮含量的影响。【方法】以"小偃22号"为供试材料,通过2010年和2011年2年的大田试验,研究了不同灌水量(750m3/hm2(冬前灌),1 500(冬前和返青期各灌750m3/hm2),2 250(冬前、返青期和拔节期各灌750m3/hm2),3 000m3/hm2(冬前、返青期、拔节期和灌浆期各灌750m3/hm2))和施氮量(75,150,225和300kg/hm2,70%基肥,30%追肥)处理对拔节期-成熟期覆膜冬小麦生长、产量及越冬期、返青期和拔节期土壤硝态氮含量的影响。【结果】在拔节期-成熟期,冬小麦的株高随着灌水量和施氮量的增大而增加,表现出明显的正相关性。在越冬期-拔节期,0～200cm土层的土壤硝态氮含量先降低后增加,高氮处理能提高表层0～60cm土壤硝态氮含量,高灌水会降低表层土壤硝态氮含量并增加深层土壤硝态氮含量。小麦产量随着灌水量和施氮量的增大而增加,但在氮肥高于150kg/hm2、灌水量高于2250m3/hm2时,产量增加不显著。【结论】灌水量和施氮量对小麦株高、地上部干质量、产量和土壤硝态氮含量都有一定的影响,灌水量和施氮量超过一定值后,小麦的生长指标则不会显著增加。在本试验条件下,灌水量2 250m3/hm2(冬前、返青和拔节期各750m3/hm2)和施氮量150kg/hm2(70%基肥,30%追肥)处理水氮利用效率最佳。