达拉特旗大畦灌溉夏玉米非充分灌溉制度的制定

内蒙古达拉特旗实施工业化、城镇化、农牧业产业化策略以来经济发展很快,年财政收入超3亿元。农作物种植面积94970hm2,农业产量已超4亿kg,其中粮食产量已达3.5亿kg。然而农业灌溉依然沿袭传统灌溉方式,水资源浪费严重,严重制约着工业发展,因此农业节水迫在眉睫。基于此本研究通过实验,利用水分生产函数确定了用以节水的非充分灌溉制度。     

作物非充分灌溉适宜土壤水分下限指标研究进展

从三个方面对非充分灌溉技术体系中土壤水分下限指标进行了讨论:①土壤水分下限的概念;②影响土壤水分下限的主要因素;③土壤水分下限对作物水分生产效率和作物产量的影响.认为研究中存在的主要问题有:土壤水分下限值的研究目前还集中在大田粮食作物及部分经济作物,有关瓜果蔬菜作物的土壤水分下限值有待研究;以往对土壤水分下限值的研究较少考虑到作物的旱后补偿或超补偿效应.     

基于CROPWAT模型的非充分灌溉研究

为验证FAO的CROPWAT模型在非充分灌溉中的适用性和精确性,将民勤棉花和春小麦非充分灌溉的试验方案及当地气象资料输入模型,分析CROPWAT模型在模拟作物蒸发蒸腾量和非充分灌溉对产量影响的模拟效果。结果显示,棉花各生育期日平均蒸发蒸腾量的模拟值和实测值表现出相同的分布规律,但模拟值整体高于实测值0.15~1 mm;模拟非充分灌溉对棉花和春小麦产量的影响时,模拟值和实测值显示出一致的变化规律,将结果进行统计分析,棉花和春小麦的RMSE、EF、CRM分别为20.62%和10.35%、0.98和0.856、-0.00051和-0.0155,说明CROPWAT模型总体模拟效果较好,但模型的执行值较实测值偏高。模拟结果表明,模型在非充分灌溉的研究中有着较好的适用性,但为了使模拟结果更准确,使用前需根据当地实测资料对Kc、Ky等参数进行校正。     

非充分灌溉下日光温室小型西瓜高产指标研究

以温室小型西瓜为试验材料,以日光温室内E601型蒸发器蒸发量值为控制灌溉水量依据,在西瓜的不同生育阶段设置4个灌水水平,研究非充分灌溉下不同灌水量对温室小型西瓜产量的影响,并以小型西瓜生育期结束时的株高、茎粗、地上部干重和根干重为单项指标,通过通径分析方法,计算它们与产量之间的直接通径系数和间接通径系数。结果表明,适宜的非充分灌溉能显著提高小型西瓜的产量和水分利用效率。茎粗、地上部干重和根干重与产量之间均呈显著或极显著关系,且茎粗和根干重对产量直接影响较大,可作为评价小型西瓜高产的单项指标,而地上部干重则通过与其它指标的相互影响间接作用于产量。根冠比的分析表明,根冠比维持在某一适当范围时将获得高产。     

咸水非充分灌溉下土壤水盐动态及对制种玉米生长的影响

为了探究石羊河流域地下水资源的利用方式,在甘肃省石羊河流域开展了为期2年的制种玉米咸水非充分灌溉田间试验,试验设置3种灌水水平即w1(1ETc)、w2(2/3ETc)、w3(1/2ETc),3种盐分水平即s1(矿化度0.71 g·L~(-1),淡水)、s2(矿化度3 g·L~(-1))、s3(矿化度6 g·L~(-1)),共9个试验处理,研究咸水非充分灌溉对土壤水盐动态及制种玉米生长的影响。研究结果表明:咸水非充分灌溉条件下,由于灌溉水量和灌水矿化度不同,土壤水盐动态表现出不同的特征,非充分灌溉处理土壤含水量低于充分灌溉处理,咸水灌溉处理土壤含水量高于淡水灌溉处理;充分灌溉处理盐分累积较深,非充分灌溉处理盐分主要累积在表层土壤和根系吸水层土壤。灌溉水量采用2/3 ETc的非充分灌溉方式进行灌溉,土壤盐分随着水分运移,盐分主要累积在表层土壤和根系吸水层土壤,短时期采用灌水矿化度为3 g·L~(-1)的微咸水灌溉,盐分不会在土壤产生大量累积。因此,在研究区灌溉水量控制在2/3 ETc左右,灌水矿化度不超过3 g·L~(-1),对制种玉米生长的影响较小,减产幅度在11%以下,能够达到合理利用地下咸水资源和节水灌溉的目的。     

非充分灌溉下8个小麦品种旗叶光合与产量及水分利用效率的关系

选择河北省推广面积较大的8个小麦品种,在非充分灌溉模式下,分别于抽穗期、灌浆期、乳熟期对小麦旗叶的气孔交换参数和荧光参数进行测定,分析不同品种旗叶光合特性及其与产量及水分利用效率的关系。结果表明：8个小麦品种的净光合速率（Pn）、蒸腾速率（Tr）和气孔导度（Gs）均表现为：抽穗期>灌浆期>乳熟期;叶片水分利用效率（LWUE）在抽穗期品种间差异较大,变化范围为3.7~7.9 μmol·mol ^-1,灌浆期品种间差异较小,在5.1~7.3 μmol·mol ^-1之间,乳熟期,婴泊700和邯农1412的LWUE分别高于其他品种约1~2 μmol·mol ^-1;8个小麦品种的实际光合效率（ΦPSⅡ）和光合活性（qP）均表现为：抽穗期>灌浆期>乳熟期;最大光合效率（F_v/F_m）在抽穗期和灌浆期,均稍高于0.80,乳熟期降低,在0.60~0.80之间。8个小麦品种的产量与灌浆期Pn、Tr和Gs均呈显著正相关,相关系数均在0.80左右,表明灌浆期较高的净光合速率、蒸腾速率和气孔导度可作为高产的优选指标。在非充分灌溉条件下,轮选103、婴泊700、石麦26的产量均在7 500 kg·hm^-2以上,作物籽粒水分利用效率均在2 kg·m^-3左右,考虑抗旱能力、籽粒产量和水分利用效率,此3个小麦品种可作为河北省节水抗旱型小麦品种进行推广。     

不同生育时期非充分灌溉对间作作物产量构成因子及收获指数的影响

针对内蒙古河套灌区干旱缺水的实际情况,以春小麦间作玉米、春小麦间作向日葵复合群体为研究对象,以不同生育期的非充分灌溉为试验处理,进行间作模式下的非充分灌溉试验。结果表明:间作下小麦分蘖期每多灌溉15 mm有效分蘖数提高5.4%~15.07%,而乳熟期随着水分胁迫加剧间作模式下的小麦穗粒数、千粒重、产量均呈现出先升高后降低的规律。对于间作下的玉米产量构成,适当减少小麦分蘖与拔节期的灌水量,相应增加小麦乳熟与玉米灌浆吐丝期的灌水量,有利于大幅提高缺水地区间作模式下的玉米产量,且随着灌水总量的升高,穗粒数以1.27~2.47粒·mm~(-1)的速度递增,产量以62.24,94.93,29.73 kg·hm~(-2)·mm~(-1)的"S"型曲线逐渐升高。而对于间作下的向日葵产量构成,其主要受小麦乳熟期与向日葵现蕾期水分处理的影响,且随灌水总量的提高间作向日葵的单株粒数呈先升后降的规律,而百粒重和产量则呈"N"型和"M"型规律变化。对于不同水分处理下各间作作物对水分的敏感指数表现为小麦的敏感指数最高,玉米次之,向日葵最低。不同水分处理对各间作作物收获指数的影响表现为间作模式下的小麦受水分胁迫后其收获指数普遍提高,间作模式下玉米的收获指数随灌水总量上升而逐渐上升,而间作模式下受水分胁迫处理的向日葵收获指数反而下降。     

基于VB的旱作作物种植结构决策支持系统开发

以Jensen水分生产函数为基础,运用多目标规划的方法,建立了旱作条件下小麦、玉米、大豆、马铃薯、高粱等作物种植结构优化系统,并编制了可视化应用程序。输入多年降雨资料、日照时数、每日最高最低温度、每日风速等基本气象资料以及相关的土壤、作物参数,就可优化出研究地区主要作物种植比例和结构,操作简单,具有实用性。以山西晋中地区为例进行应用,系统根据多年的降雨资料预测出不同水文年型下每种作物的单产,在此基础上对种植结构进行了优化,并与实际结果比较证明其可靠性,从而对作物种植结构进行优化和指导,使粮食产量、经济效益、水分利用达到协调统一。     

基于B/S模式的北方冬小麦实时在线非充分灌溉管理研究及应用

实时的精准灌溉能够有效提高干旱区农业水资源的利用效率,针对灌溉问题的复杂性与来水的不确定性,文中建立了作物实时非充分灌溉制度模型,提出了短期作物系数取值的确定方法.针对已有灌溉管理系统存在的共享性、实时性差问题,文中采用B/S结构模式,以java为开发语言,采用Struts、Spring和Hiber-nate框架,基于实时的气象与田间土壤墒情监测数据,应用作物实时非充分灌溉制度模型,研发了冬小麦实时在线灌溉管理系统,并在华北水利水电大学节水灌溉实验场进行调试和应用.结果表明其精度能够满足实际需要,对北方节水农业尤其是智慧灌区建设具有良好的技术支持与理论指导作用.     

河套灌区玉米膜下滴灌灌溉制度研究

为研究河套灌区膜下滴灌条件下玉米高产、节水、高效的灌溉制度,通过两年的田间试验,分析了膜下滴灌条件下玉米的耗水量规律,用Jensen模型建立了玉米的水分生产函数,并对玉米的灌溉制度进行了优化。结果表明:膜下滴灌条件下玉米在苗期对水分的敏感性较弱,此时期缺水对产量的影响较小;在拔节—抽雄、抽雄—花期和花期—灌浆期对水分的敏感性较强,此时期亏水将会减产。对玉米膜下滴灌灌溉制度优化得出:灌溉定额为275~325 mm,玉米的产量较高;对灌水量的分配为苗期—拔节灌水量为20~40 mm,拔节—抽穗的灌水量为40~60 mm,抽雄—开花的灌水量为115 mm,开花—灌浆的灌水量为80 mm,灌浆—乳熟的灌水量为20~40 mm,较本地常规地面灌每公顷节水2 546.25~3 296.25 mm,节水效果十分显著。     

滴灌水分亏缺对柑橘前期光合特性的影响

为揭示滴灌水分亏缺及复水对柑橘叶片光合特性的调控效应,以9a生'不知火'柑橘为试材,在抽梢开花期(I期)、幼果期(Ⅱ期)各设置4个亏水处理,即轻度亏水(LD)、中度亏水(MD1)、偏重度亏水(MD2)和重度亏水(SD)处理,灌水定额分别为对照的85％、70％、55％和40％,并设置1个对照处理(CK),分析柑橘叶片光合...     

调亏灌溉对荒漠绿洲膜下滴灌马铃薯生长、产量及水分利用的影响

以马铃薯品种青薯168为研究材料,研究了膜下滴灌条件下不同生育期土壤水分亏缺对马铃薯生长、薯块产量与水分利用等指标的影响。在不同生育阶段设置了8个水分亏缺处理(RD1~RD8)和1个充分灌水处理(CK)。结果表明:膜下滴灌调亏灌溉马铃薯产量、收获指数、水分利用效率、灌溉水利用效率等指标受水分亏缺影响显著,块茎形成期轻度水分亏缺RD1效果最佳,产量略有下降,但其水分利用效率、灌溉水利用效率与收获指数分别较其他处理及对照高8.10%~41.57%、3.57%~42.62%、10.16%~34.38%;水分亏缺影响马铃薯各生育阶段耗水量,且亏缺程度越大,生育阶段消耗的水量减少越明显;全生育期马铃薯光合势和叶面积指数变化趋势基本一致,即生育前期缓慢上升,中期快速上升,后期缓慢下降,总体呈现单峰曲线。因此,适度水分亏缺有利于提高膜下滴灌马铃薯产量、水分利用效率、灌溉水利用效率,促进马铃薯生长并改善其水分利用状况。     

调亏灌溉下氮肥管理对滴灌甜菜产量及水氮利用的影响

以Beta356为试材,研究调亏灌溉下不同施氮量[纯氮0 kg·hm^-2(N0)、150 kg·hm^-2(N1)、225 kg·hm^-2(N2)]与基追比[播种前、叶丛期、块根膨大期施氮比例分别为20∶60∶20(T1)、30∶50∶20(T2)、40∶40∶20(T3)]对甜菜生长特性、产量和水氮利用效率的影响。结果表明:在叶丛期和块根膨大期分别进行50%和30%田间持水量(θ_f)调亏灌溉基础上施225 kg·hm^-2氮肥的同时,增加基肥比例能够显著提高叶面积指数(124.39%～143.87%)和叶绿素含量(23.03%～119.80%);在糖分积累期进行30%θ_f调亏灌溉后施用氮肥对叶面积指数影响较小,但有利于提高叶片叶绿素含量。调亏灌溉后施氮使块根膨大期和糖分积累期干物质总量分别较对照提高了34.08%～56.84%和32.43%～76.26%,但两个施氮量处理间未达到显著差异。甜菜产量随施氮量和基肥比例增加分别升高和降低,含糖率随施氮量增加而降低...     

绿洲膜下滴灌调亏马铃薯水分生产函数及灌溉制度优化

通过田间试验研究了绿洲膜下滴灌调亏马铃薯各生育期耗水规律及其影响因素,建立了以Jensen模型为基础的水分生产函数并对马铃薯灌溉制度进行了优化。结果表明:块茎膨大期马铃薯水分敏感指数最大,块茎形成期次之,苗期和淀粉积累期较小;块茎形成期轻度调亏对马铃薯产量无显著影响(P0.05),而块茎形成期中度调亏、块茎膨大期轻度和中度调亏对其产量均有显著影响(P0.05);块茎形成期轻度调亏的水分利用效率比块茎形成期中度调亏、块茎膨大期轻度调亏和全生育期充分灌水分别提高了6.2%、8.3%和6.7%;膜下滴灌调亏马铃薯产量随耗水量增加而增加,水分利用效率随之降低,全生育期充分灌水比块茎膨大期中度水分调亏耗水量增加22.4%,产量增加20.4%,水分利用效率降低14.0%。采用遗传算法并结合水分生产函数进行灌溉制度优化,结果表明:河西绿洲区膜下滴灌马铃薯全生育期灌溉定额为225 mm时,产量最高,为43.86 t·hm-2,灌溉水利用效率为19.5 kg·m-2;灌溉制度为苗期灌水20~30 mm,块茎形成期灌水70~75 mm,块茎膨大期灌水100~115mm,淀粉积累期灌水20~25 mm,灌水间隔为7 d。因此,膜下滴灌调亏在降低马铃薯耗水量的同时,提高了水分利用效率,在块茎形成期轻度水分调亏不影响产量,可达到节水增产的目的。     

调亏灌溉对绿洲灌区膜下滴灌辣椒生长发育和产量的影响

为探明不同调亏灌溉对绿洲灌区辣椒全生育期生长和产量形成的作用机理,于2017年采用大田试验研究了调亏灌溉对膜下滴灌辣椒生长发育、产量和水分利用效率的影响。以全生育期充分灌水（75%~85%田间持水量θ_f）为对照,设置不同调亏灌溉处理：苗期轻度水分亏缺(65%~75% θ_f）WD1,苗期中度水分亏缺(55%~65% θ_f)WD2,苗期重度水分亏缺(45%~55% θ_f)WD3,苗期轻度水分亏缺-后果期轻度水分亏缺WD4,苗期中度水分亏缺-后果期轻度水分亏缺WD5,苗期重度水分亏缺-后果期轻度水分亏缺WD6,测定了各水分处理下的辣椒不同生育期生长指标（株高、叶面积指数和根冠比）及其产量和水分利用效率。结果表明：在辣椒苗期进行一定程度的水分胁迫均会抑制辣椒株高和叶面积的生长,其中WD2和WD3在后果期株高、叶面积指数分别比对照减小18.0%~37.4%和22.6%~54.6%,差异均显著（P<0.05,下同）;WD2的根冠比在后果期较对照处理显著增加14.97%;WD1对辣椒产量影响不显著,WD2和WD3与对照处理相比分别显著减产了4.3%和17.2%。全生育期辣椒耗水量受水分调亏程度影响较大,耗水量随调亏程度增大与对照处理相比减小0.7%~19.8%;WD5的水分利用效率最高,为139.47 kg·mm·hm^-2,产量达34 746.12 kg·hm^-2;后果期进行轻度调亏不影响辣椒株高和叶面积指数,且在不减产的情况下水分利用效率提高9.20%。因此,苗期施加中度水分调亏,后果期施加轻度水分调亏,其他阶段进行充分灌溉是实现绿洲灌区辣椒节水、高产高效栽培的一种较优灌溉方式。     

棉花调亏灌溉的生理基础研究

以盆栽棉花为材料,通过苗期和现蕾期不同程度的亏水处理(低、中、高三个水平),对调亏灌溉节水效应及生理机制进行了研究。结果表明:适时适度的水分亏缺可使植株旺盛的营养生长得以有效控制,株型和根冠比都更为理想。调亏期间,蒸腾速率和气孔导度都明显下降,而光合速率下降不明显,复水后光合速率和气孔导度明显恢复且接近或高于对照;此外,水分亏缺不仅影响棉桃的数量,而且影响单果重。表明适度的亏水处理可使水分利用效率明显提高,而经济产量接近或高于对照,同时节水20%以上。     

玉米苗期调亏灌溉的复水补偿效应

利用盆栽人工控水的方法,在玉米苗期造成不同强度的干旱胁迫,并在拔节期复水至充分供水和轻度胁迫,研究不同程度的水分亏缺对苗期玉米生长发育、水分利用效率和根系活力的影响以及复水后的补偿效应。结果表明,干旱胁迫对玉米苗期的植株生长、干物质累积和分配、气孔导度、光合速率、蒸腾速率以及根系活力产生了不同程度的影响;拔节期复水后,各种指标表现出不同程度的补偿生长效应。