石羊河中游荒漠绿洲区土壤水分的分布特征

通过田间实验,研究了不同土壤层颗粒组成、土壤水分的分布特征及不同土壤层间土壤水分的关联性。结果表明：（1）土壤颗粒组成决定了不同土壤层的持水性能,是导致土壤水的分布及运动方式发生变化,影响水分在土壤中滞留时间的根本原因,土壤层中的砂砾所占百分数越大,粘粒含量就越少,含水率就越小,壤土中的土壤水分滞留时间远大于砂质土壤。（2）试验区3m内土壤层可分为水分散失带、水分滞留带和水分过渡带,水分滞留带是土壤水分暂时贮存的重要土层,也是为植被提供深层土壤水分的直接来源,对植被的生长及农作物生产有重要的影响,而土壤中粉砂质粘粒含量的高低决定了水分过渡带的形成及其对水分调节能力的强弱。（3）在地下水深埋区,灌溉是土壤水分重要的补给来源,也是影响土壤水分重分布的主要因素,在天然降水量大部分为无效降水的情况下,灌溉水是土壤水唯一的补给源。补给水分滞留带的灌溉水量的多寡,直接影响着水分滞留带的调节能力及作物和植被的生长。     

不同局部根区供水对棉花生长与水分利用过程的调控效应

 【目的】为了阐明根系分区交替灌溉对主根系作物生长和水分利用的调控机制。【方法】以温室盆栽棉花为试验材料，研究了全部根区均匀灌溉（BRI）、根系分区交替灌溉（APRI）、固定部分根区灌溉（FPRI）3种灌水模式对棉花生长发育和水分利用过程的影响。【结果】结果表明，根系分区交替灌溉可诱发棉花叶片的水分保护机制，在不明显降低光合速率的条件下降低植株叶片的奢侈蒸腾耗水，提高水分利用效率；根系分区交替灌溉可增强棉花的渗透调节能力，使叶片保持较高的膨压。【结论】根系分区交替灌溉能够调整作物营养生长与生殖生长的关系，有效控制作物生长冗余，调节光合产物在根冠间的比例和分配，棉花应用根系分区交替灌溉技术可优化根冠比，刺激根系生长和吸收功能的补偿效应。     

中国广义农业水土资源匹配及利用状况动态评价

作为农业发展的核心要素,水土资源匹配态势与利用程度决定着中国农业可持续发展及食物安全。为优化中国农业水土资源配置,该研究基于2000—2020年全国31个省市的统计数据,采用基尼系数评价中国农业水土匹配状况,提出广义农业水土匹配系数揭示各省农业水土资源匹配状况及配比程度,联合匹配特征与水土利用状况确定各省农业水土资源利用类型区。结果表明：1）研究期内,中国灌溉水与耕地分布差距较大（基尼系数均值0.424）,匹配情况变差;广义农业水资源与耕地资源分布相对合理（基尼系数均值为0.360）,无显著变化趋势。地理区及省际间农业水土匹配程度存在较大差异。华北、西北和东北地区匹配状况为“土多水少”,华东、华中和西南地区匹配状况为“水多土少”,广东（广义农业水土匹配系数均值为2.06）和云南（广义农业水土匹配系数均值为1.02）匹配程度分别为各省市最低和最高,匹配状况均为“水多土少”;2）农业水土资源利用程度空间异质性明显,垦殖率东南高西北低,农业水资源利用程度北高南低;3）吉林、新疆、江苏水土资源配置情况变差（转为低匹配高开发区）,北京水土资源配置情况有所好转（转为高匹配低开发区）。研究结果能够为国家农业水土资源优化配置相关决策提供支撑,对实现国家食物安全及农业可持续发展具有重要意义。     

不同年限日光温室土壤硝态氮和盐分累积特性研究

土壤养分与盐分累积是设施农业面临的突出问题,为了探明日光温室生产对土壤养分与盐分累积的影响,以甘肃石羊河流域不同种植年限的日光温室及其附近露地粮田为研究对象,应用野外调查与取样分析相结合的方法,分析了日光温室土壤硝态氮和电导率（EC）变化特性。结果表明,日光温室土壤表层有硝态氮累积和盐分积聚现象;在同一耕作层剖面上,日光温室内各土层平均土壤硝态氮含量和EC值分别为露地粮田的1.2-3.3倍和0.7-3.2倍;耕层以下土壤硝态氮含量和EC值随种植年限延长而增加,其峰值及其所在深度随种植年限延长而增大。日光温室传统的大水大肥种植习惯是造成温室土壤养分和盐分累积的主要原因,应适当调整温室生产中的灌水施肥水平,采取节水节肥的高效灌溉施肥制度。     

西北旱区苹果树茎干直径变化规律及其对环境因素的响应研究

以西北旱区苹果树为试验材料,利用植物生理环境监控系统对果树茎干直径变化及太阳辐射,大气温度,相对湿度,风速等环境因素进行了连续同步监测,对果树茎干直径昼夜变化、不同天气条件下的直径日变化及不同生长阶段茎干直径与环境因素的关系进行了研究.结果表明:苹果树茎干直径变化日过程呈现出明显的昼夜变化规律,茎干直径白天收缩,傍晚、夜间复原或膨胀;不同天气条件下,茎干直径收缩幅度有明显差异,晴天茎干直径日最大收缩量最大,阴雨天最小;果树生长过程中,茎干直径变化主要受太阳辐射与空气水汽压差的影响.     

河北低平原适水粮饲模式构建及综合效益评价

为推进“粮改饲”进程与发展节水农业,构建适水型种植制度,本研究以水资源短缺的河北沧州为研究对象,聚焦饲草作物和粮食作物,首先利用作物需水模型SIMETAW系统量化1961—2020年沧州地区6种主要饲草作物（夏播高粱、青贮玉米、饲用燕麦、饲用谷子、粮食作物冬小麦和夏玉米）的需水量及灌溉需水量,对比分析各作物需水量的时间变化规律及作物间差异,评估作物需水量的主要气象影响因素;后采用ROTAT模型建立了5种多样化粮-饲及饲-饲轮作制度,基于Entropy-TOPSIS对不同轮作模式的等价产量、生物量、经济效益、蛋白产出、生育期及周年需水量与降水耦合度进行综合评价。结果表明：1）这6种作物的年均生育期需水量表现为冬小麦 （463.5 mm）>夏玉米（366.2 mm）>夏播高粱（354.6 mm）>饲用燕麦（351.7 mm）>青贮玉米（341.8 mm）>饲用谷子（322.4 mm）。2）各作物年均生育期灌溉量表现为冬小麦>饲用燕麦>谷子、夏玉米、夏播高粱。青贮玉米生育期灌溉需水量最低为106.7 mm。3）近60年来各作物需水量呈下降趋势,主要由太阳辐射、风速的下降导致。4）相比传统麦玉模式,饲用燕麦基的一年两熟模式生育期需水量降低14.9%~18.8%、灌溉需水量降低15.1%~19.2%。5）饲用燕麦基的饲草模式（饲用燕麦-青贮玉米（0.73）、饲用燕麦-饲用谷子（0.63）、饲用燕麦-夏播高粱（0.54））的综合评价指数均明显高于冬小麦-夏玉米（0.32）和冬小麦-夏播高粱（0.37）模式。因此,本研究建议在兼顾粮食生产的同时,适当发展饲-饲模式,对当地水资源的可持续利用及产能有重要意义。     

不同生育期调亏灌溉对温室梨枣品质的影响

为探明调亏灌溉对温室梨枣品质的影响,2005－2007年以日光温室7年生矮化密植梨枣树为试材进行试验,试验期间设置充分供水处理（即对照T1）,萌芽展叶期（Ⅰ期）轻度或中度亏水处理（T2）,及开花座果期（Ⅱ期）、果实膨大期（Ⅲ期）和果实成熟期（Ⅳ期）中度亏水处理（即T3、T4和T5）。结果表明：不同生育期亏水处理对梨枣品质的影响差异明显;与对照相比,3 a间Ⅰ期、Ⅱ期亏水处理对梨枣单果质量、含水率影响较小（P＞0.05）,梨枣硬度提高13.7%～15.8%,有机酸、坏果率分别下降14.2%～18.8%和21.0%～25.0%,且均达显著水平（P＜0.05）,可溶性固形物、糖酸比分别提高22.1%～24.4%和47.8%～60.0%,达极显著水平（P＜0.01）,同时使成熟期提前10～12 d;Ⅲ期亏水处理使梨枣果实硬度、着色度、Vc、可溶性固形物及糖酸比依次提高22.3%、41.9%、27.0%、38.1%和53.5%,Ⅳ期亏水处理依次提高22.7%、42.3%、37.4%、27.1%和98.7%,两期均达极显著水平（P＜0.01）,Ⅲ期、Ⅳ期亏水处理使有机酸显著降低（P＜0.05）,并大幅降低坏果率（P＜0.01）,成熟期提前15～20 d,但同时使单果质量、果实含水率降低,且Ⅲ期亏水处理差异显著（P＜0.05）;各生育期亏水处理对梨枣品质的改善程度依次为：Ⅳ期＞Ⅲ期＞Ⅱ期≈Ⅰ期。综合考虑亏水处理对梨枣品质各项指标影响,果实成熟期中度亏水处理对品质改善效果最佳,具有重要推广价值。     

固体水的吸水特性及其抗旱节水效应

为了探讨固体水在西部生态建设和节水农业中应用的可行性，对“沙漠王”固体的吸水保水特性进行了研究，结果表明：不同浓度离子对固体水的保水性能影响较大，该产品所保持的水分主要集中于0－0．5MPa之间，属于植物易利用的水分，固体水在日光照射时易分解，施用时不宜表施，有灌溉条件时施用方式应为浅层层施，在沙漠中植树时采用混施或袋施方式（采用纸包装或袋侧打孔）更佳，盆栽玉米试验结果表明，固体水处理根冠比和根干重明显增加，玉米总耗水量减小，固体水，保水剂层施处理促进了地上，地下部分的生长，水分利用效率明显提高，固体水在干旱沙漠地区的应用展现出良好的前景。     

农业绿色高效节水研究现状与未来发展趋势

农业绿色高效节水是保障中国食物安全、农产品有效供给和农业可持续发展的重要措施。笔者分析了国内现代农业发展面临的新形势和国内外农业高效节水研究发展态势,指出了国内农业高效节水发展遇到的瓶颈和应关注的问题,提出了国内农业节水发展中应实现“四个转变”,即由单一节水灌溉技术向与农艺技术相结合转变,由单一高效节水向节水节肥节药一体化转变,由单一节水高产向节水提质高效转变,由重视节水面积数量向重视工程质量和效益转变;搞好“四个完善”,即完善节水科技推广与技术服务体系,完善农业节水试验与用水监测网络,完善农业节水补偿机制,完善节水产品市场准入机制;以及加强变化环境下农业高效节水科学研究工作的建议。指出了未来中国节水高效农业研究的关键科学问题,包括作物生命需水及对变化环境的响应、作物精量高效用水的多过程协同调控、作物生产-水资源-生态系统的互馈机制。     

水氮供应对日光温室番茄产量及其经济效益的影响

为了研究石羊河流域日光温室番茄节水节肥新模式,2011年在甘肃省武威市研究水氮供应对日光温室番茄产量及其经济效益的影响。结果表明,常规灌水(21mm)、推荐施氮量施肥虽然能促进果实早熟,有利于增加采收期和市场高价位时期的重合度,但由于总产量过低,使总体经济效益较低,为不合理方案。相反,与对照相比,花期亏水1/3、常规施肥,是本试验条件下最理想的灌水、施肥模式。即在番茄全生育期内灌水15～16次,灌水定额为21mm,施肥9～10次,总施氮量为350kg/hm2,可实现经济产量170～200t/hm2,经济效益29～30万元/hm2。