投影寻踪分类模型在黑河流域农业用水方案健康性评价中的应用

针对黑河流域农业用水比重大的特点,从农业资源利用、用水协调性、用水效率及效益4个方面构建了农业用水健康指标评价体系;建立了基于加速遗传算法的农业用水健康性投影寻踪评价模型;对黑河流域11个县1999、2006、2020年,3个水平年不同来水频率(50%、75%、95%)实际和拟定共计10个农业用水方案进行综合评价,并对结果进行分级。结果表明,各水平年拟定方案健康等级均高于实际农业用水方案,流域农业用水随时间1999—2006—2020年趋于健康发展,反映了各评价指标的贡献率和方向性,农业健康用水方案优化配置水资源,评价结果与区域近年来的农业用水发展情况相符,符合干旱地区水资源匮缺及生态环境脆弱的实际。     

夏玉米不同生育期亏缺-复水对蒸发蒸腾和产量的影响

【目的】探究不同时间尺度下夏玉米蒸发蒸腾量的变化规律。【方法】试验在夏玉米3个生育阶段(出苗—拔节期、拔节—抽雄期、抽雄—灌浆期)分别设置3个灌水水平(充分灌溉：100%ET_a;中度水分亏缺：80%ET_a;重度水分亏缺：60%ET_a),其中ET_a为蒸渗仪实测的充分灌溉条件下的蒸发蒸腾量,采用正交试验设计,共9个处理(CK、T1、T2、T3、T4、T5、T6、T7处理和T8处理),其中CK为充分灌溉处理,其余处理为不同程度的亏缺灌溉处理,研究了不同生育期亏缺-复水对夏玉米不同时间尺度蒸发蒸腾量、产量和水分利用效率的影响。【结果】与CK相比,不同亏缺灌溉处理下夏玉米蒸发蒸散量均有所减少。T3处理复水后蒸发蒸腾量基本可以恢复至正常水平,而T5、T6处理和T7处理复水后均未恢复至正常水平。抽雄—灌浆期土壤含水率应保持在75%田间持水率以上,土壤含水率低于50%田间持水率时,夏玉米将停止生长。不同亏缺灌溉处理的产量相较于CK减少5.85%～32.25%,其中T3处理比CK减少5.85%,且T3处理水分利用效率...     

砾石覆盖量对夏玉米作物系数及水分利用效率的影响

为评价半湿润易旱地区砾石覆盖对土壤贮水量、作物生长与产量及水分利用效率的影响,利用杨凌地区夏玉米2014年实测数据及气象数据,基于Penman-Monteith公式计算了砾石不同覆盖量下全生育期内参考作物蒸发蒸腾量,并根据FAO推荐的分段单值平均法,计算夏玉米各生育期作物系数,以及砾石不同覆盖量下作物水分利用效率。结果表明:砾石覆盖的保水效果主要体现在作物生长初期,拔节期最大砾石覆盖处理0~200 cm土壤贮水量较对照增大12.8%,后期由于冠层覆盖影响其效果减弱;夏玉米全生育期作物系数与覆盖量呈线性关系;覆盖量越大,不同生育阶段的作物系数也相应增加;叶面积和株高与作物系数有着较好的回归关系,可以对生育期内的玉米蒸散量进行预报;砾石覆盖可以缩短夏玉米生育期的天数,最大可缩短19 d;砾石覆盖能促进作物生长,提高作物产量,且在该试验覆盖量范围内,覆盖量越大,增产增效越明显,随覆盖量增加,各处理分别较对照提高4.65%~38.17%;作物水分利用效率随覆盖量的增大分别较对照提高2.94%~32.99%。     

沟垄集雨种植模式下谷子种植密度对土壤水分及产量的影响

为探索半干旱地区沟垄集雨种植模式下不同种植密度对旱地谷子降雨生产潜力的影响,以谷子品种大同29为试材,设置低、中、高三种留苗密度,于2013—2014年在宁南半干旱区进行了大田试验。结果表明,在两种降雨年型下,集雨各密度产量和总耗水量均随密度的升高而增加,在雨水偏少的2014年谷子总耗水量较少,中、高密度产量亦无显著差异(P0.05);高密度处理两年平均产量较低密度增加26.41%,总耗水量平均增加10.40%;谷子抽穗期土壤含水率、各时期0~200 cm土壤储水量及收获期供水能力在两种降雨年型下均随密度的升高而降低。WUE在多雨的2013年随留苗密度的增加而升高,在少雨的2014年则以中密度WUE最高,达到24.35 kg·mm~(-1)·hm~(-2),且该年WUE平均较2013年高10.37 kg·mm~(-1)·hm~(-2)。     

未来气候变化对关中地区冬小麦耗水和产量的影响模拟

采用IPCC第四次评估报告给出的SRA1B、SRA2和SRB1 3种气体排放情景,选用Had CM3、IPCM4、MPEH5、NCCCSM 4种大气环流模式,利用随机天气发生器LARS-WG生成逐日气象资料,结合DSSAT模型,模拟历史(1961—2010年)和未来(2011—2030、2046—2065、2080—2090年)气候变化下灌溉与不灌溉条件下冬小麦生育期、耗水量及产量的变化情况。模拟结果显示:未来气候变化情景下,冬小麦生育期内平均气温上升,降雨量下降,2011—2030、2046—2065、2080—2090年3个时间段内平均气温分别上升0.93℃、1.76℃、2.87℃,降雨量分别下降27.40、39.37、42.50 mm。灌溉和不灌溉条件下冬小麦生育期内耗水量和产量较现状均下降,其中灌溉条件下分别减少5.16%和8.63%,不灌溉条件下减少9.58%和13.76%。无论何种气候变化情景,灌溉和不灌溉方式下冬小麦生育期均缩短且与生育期内的平均气温呈现较好的负相关性,生育期内降水量与耗水量、降水量与产量、耗水量与产量均具有较好的正相关性。     

不同耕作模式对旱地小麦旗叶光合特性及产量的影响

通过在宁南旱区连续2年的定位试验,比较了连年免耕(NT)、连年深松(ST)、免耕/深松(NT/ST)、深松/免耕(ST/NT)、传统翻耕(CT)5种耕作模式下冬小麦花后旗叶叶绿素相对含量(SPAD值)、光合特性和叶绿素荧光参数。结果表明,小麦开花至灌浆期,ST、NT/ST、ST/NT和NT的旗叶叶绿素相对含量分别较CT提高32.2%、27.4%、13.5%和11%;旗叶日均光合速率平均分别提高1.6、1.2、0.9和0.6μmol.m-2.s-1(P<0.05);旗叶日均蒸腾速率平均分别提高1.2、0.9、0.7和0.3 mmol.m-2.s-1(P<0.05)。ST和NT/ST处理的叶片瞬时水分用效率较CT显著提高。开花期和灌浆期,与CT相比,其他4种耕作模式均提高了PSⅡ最大光化学效率、PSⅡ潜在活性、实际光化学效率、光化学猝灭系数和非光化学猝灭系数,减少了光抑制程度。NT/ST、ST、ST/NT和NT处理较CT分别增产42.1%、35.3%、30.3%和23.5%,基于产量的水分利用效率分别提高51.3%、37.8%、19.9%和14.6%。免耕、深松及二者轮耕处理可降低旱地土壤水分的无效蒸发消耗,并提高旱地作物的蒸腾效率,以连年深松和免耕/深松处理提高产量和水分利用效率尤为显著。     

涌泉根灌灌水器外壳材料对水力性能的影响

对使用ABS、纯HDPE、HDPE+20%EVA、LDPE+20%EVA以及40%HDPE+40%LDPE+10%LLDPE+10%EVA这5种不同外壳材料制造的涌泉根灌灌水器,从外壳材料的收缩率、弹性模量、拉伸应变特点等方面研究了外壳材料对涌泉根灌灌水器出流特性的影响.结果表明,外壳材料对涌泉根灌灌水器的水力性能影响明显:外壳材料的模塑收缩率越大,灌水器外壳与内芯流道贴合越紧密,流量就越小;灌水器外壳的刚性越强,即材料的弹性模量越大,不同压力作用下灌水器的流量相差越小;相同制造工艺下,外壳材料的自然回弹率影响灌水器的制造偏差,材料的回弹性越好,得到的灌水器流量偏差越小.因此,为了得到制造偏差小、水力性能良好的涌泉根灌灌水器,对外壳材料的选配应平衡刚性及自然回弹性.推荐使用混合材料40%HDPE+40%LDPE+10%LLDPE+10%EVA用以制备涌泉根灌灌水器外壳.     

水氮供应对温室黄瓜叶绿素含量及光合速率的影响

利用温室小区试验,以黄瓜"博耐9-1"为供试品种,设置3个灌水水平:低水W1(60%ET0)、中水W2(80%ET0)和高水W3(100%ET0),全生育期灌水量分别为126、152 mm和177 mm;4个施氮水平:无氮N0(0)、低氮N1(180 kg·hm-2)、中氮N2(360 kg·hm-2)和高氮N3(540 kg·hm-2),共12个处理,研究了不同水氮供应对温室黄瓜叶绿素含量和光合速率的影响。结果表明:黄瓜叶绿素含量随着生育期的推进呈现先增加后降低的趋势,在盛果期取得最大值。在同一施氮水平条件下,灌水量的提高对叶绿素含量的提高均起到了促进作用。其中叶绿素总含量在W3N3处理下取得最大值,为12.32 mg·g-1,且与W2N2处理之间无显著差异。在各水氮供应条件下,黄瓜叶片的净光合速率日变化呈现单峰曲线,不施氮肥或严重亏水均会显著影响作物的净光合速率,而适量的节水节肥不仅能节约农业成本,且相比于充分灌水施肥,作物也能达到较好的净光合速率。在光照较强较稳定的情况下,W2处理下黄瓜叶片净光合速率达到最大值。从总体变化趋势看,W2N2处理(80%ET0,N 360 kg·hm-2)可认为是基于本试验条件下较适宜的水氮组合。     

基于番茄产量品质水肥利用效率确定适宜滴灌灌水施肥量

研究滴灌施肥条件下水肥组合对温室番茄根系生长、产量品质和水肥利用效率的影响,并运用多元回归分析和空间分析相结合的方法,寻求满足单目标最大的灌水施肥制度,以及综合评价产量品质和水分利用效率的水肥调控效应,提出同时满足高产优质高效的最接近的灌水施肥制度。通过小区试验,设灌水和施肥（N-P2O5-K2O）2因素,3个滴灌水量（高水：100%ET0、中水：75%ET0、低水：50%ET0,ET0是参考作物蒸发蒸腾量）和3个施肥水平（高肥：240-120-150 kg/hm2、中肥：180-90-112.5 kg/hm2、低肥：120-60-75 kg/hm2）。结果表明,番茄产量、水分利用效率、肥料偏生产力和品质受灌水和施肥影响显著。产量与灌水量和施肥量正相关;减小灌水量和增大施肥量,水分利用效率增大;增大灌水量和降低施肥量,肥料偏生产力增大。维生素C和番茄红素随施肥量的增加先增大后降低（中水除外）,可溶性糖随施肥量增加而降低（中肥除外）,可溶性固形物和糖酸比分别在中水与低水、高水与低水之间差异显著（P<0.05）。根质量、根长、根表面积及根体积与产量有显著的线性正相关关系。通过多元回归分析和空间分析得出,灌水量为159 mm,施肥量为479.4、404.4和382.8 kg/hm2时,水分利用效率、番茄红素和糖酸比最大;灌水量为279 mm,施肥量为510 kg/hm2时,产量最大;灌水量为262 mm,施肥量为225 kg/hm2时,肥料偏生产力最大。产量和品质同时达到大于等于85%最大值的灌水施肥区间大约为210～230 mm和385～453 kg/hm2,产量、水分利用效率和品质同时达到大于等于85%最大值的最接近灌水施肥区间为198～208 mm和442～480 kg/hm2。此研究为当地温室番茄滴灌施肥生产过程中水肥科学管理提供指导依据。     

覆膜秸秆还田对旱作农田土壤水温及春玉米产量的影响

探索半干旱区秸秆还田对覆膜农田土壤水分、温度、春玉米产量及水分利用效率的影响.以宁南典型旱作区覆膜种植和传统种植为基础,设置平作不还田(T)、平作秸秆还田(TS)、平覆膜秸秆不还田(P)、平覆膜秸秆还田(PS)4个处理.结果表明,覆膜种植与秸秆还田增加耗水量,P和PS较T和TS平均提高玉米耗水量5.72％,PS较P,T...