根区不同灌溉方式对苹果幼苗水流阻力的影响

研究了滴灌条件下根区不同灌溉方式（交替滴灌ADI、固定滴灌FDI和常规滴灌CDI）和灌水量对苹果幼苗及各组成部分水流阻力、气孔导度和叶面积的影响.结果表明：根区灌溉方式和灌水量对苹果幼苗水流阻力（R）的影响显著; 在相同的根区灌溉方式下,苹果幼苗根系阻力（R_r）随着灌水量的减少而增大,冠层阻力（R_s）随着灌水量的减少而减小.在相同灌水量下,与常规滴灌相比,交替滴灌和固定滴灌均提高了苹果幼苗叶片和叶柄阻力（R_l+p）,降低了幼苗全株阻力（R_t）、R_r、R_s以及侧枝和主杆阻力（R_lb+mr）.在20 mm和30 mm灌水定额下,交替滴灌的R_l+p分别比常规滴灌高1.06%和0.63%.在平均节水达33%的前提下,交替滴灌和固定滴灌的平均R_l+p分别比常规滴灌高19.65%和24.34%,但交替滴灌和固定滴灌的平均R_lb+mr分别降低了4.83%和14.97%.交替滴灌和固定滴灌等局部根区不同灌溉方式通过有效减小苹果气孔导度和叶面积,提高了R_l+p,从而减少了叶片的蒸腾失水,提高了苹果幼苗的水分利用效率,通过降低R_r和R_lb+mr提高了苹果幼苗调控水分的能力和抗干旱能力.     

不同滴灌方式和NaCl处理对苹果幼树生长和水分传导的影响

为了探讨不同滴灌方式和土壤盐分对苹果(Malus pumila)幼树生长和水分传导(简称水分传导K)的影响。采用3种滴灌方式(交替滴灌(ADI, 根区两侧交替灌水)、固定滴灌(FDI, 根区固定一侧灌水)和常规滴灌(CDI, 根区两侧均灌水))和4个NaCl浓度梯度(0 (CK)、0.2% (S₁)、0.3% (S₂)、0.4% (S₃))。结果表明: 滴灌方式和NaCl浓度对苹果幼树生长和水分传导有显著影响。在相同的滴灌处理下, 随着NaCl浓度的增大, 苹果幼树的干物质、叶面积和净生长量及水分传导均显著地下降。根系水分传导(K_r)与总根干重间, 冠层水分传导(K_sh)与冠层干重间均呈显著的线性相关关系。在相同的NaCl处理下, 与CDI处理相比, ADI处理节水达50%, 平均根系干重、冠层干重、总干重、叶面积、净生长量和K_r仅分别下降了8.7%、19.24%、13.47%、11.87%、32.96%和10.72%; 这说明ADI处理对果树的生长和K_r具有明显的促进作用。在高盐分S₂和S₃处理下, ADI处理的叶水分传导(K_l+p)分别降低了33.56%和44.26%, 但ADI处理的K_r反而高出了CDI达1.13%和10.91%, 说明ADI处理增强了苹果幼树根源水力信号的传输效率和调控苹果幼树体内水分平衡的能力及抗盐分胁迫能力。ADI处理的生长状况和K_r均高于FDI。采用ADI处理进行灌溉不仅提高了节水调控能力, 而且也增强了抗盐分胁迫能力。     

控制性分根区交替滴灌对苹果幼树形态特征与根系水分传导的影响

采用固定滴灌(根区一侧固定供水)、控制性分根区交替滴灌(根区两侧交替供水)和常规滴灌(紧贴幼树基部供水)3种灌水方式和3种灌水定额(固定滴灌和交替滴灌均为10、20和30 mm,常规滴灌为20、30和40 mm),对比研究了控制性分根区交替滴灌对苹果幼树形态特征与根系水分传导的影响.结果表明： 交替滴灌的根区两侧土壤出现反复干湿交替过程,常规滴灌的根区两侧土壤含水率差异不显著.在灌水定额相同时,灌水侧的土壤含水率在3种灌水方式间差异不显著.与常规滴灌和固定滴灌相比,交替滴灌显著增加了苹果幼树的根冠比、壮苗指数和根系水分传导,在30 mm灌水定额处理下,交替滴灌的根冠比分别增加31.6%和47.1%,壮苗指数增加34.2%和53.6%,根系水分传导增加9.0%和11.0%.3种灌水方式下,根干质量和叶面积均与根系水分传导呈显著线性正相关.控制性分根区交替滴灌增强了苹果幼树根系水分传导的补偿效应,促进了根系对水分的吸收利用,有利于干物质向各个器官均衡分配,显著提高了根冠比和壮苗指数.     

控制性分根区交替滴灌对苹果幼树形态特征与根系水分传导的影响

采用固定滴灌(根区一侧固定供水)、控制性分根区交替滴灌(根区两侧交替供水)和常规滴灌(紧贴幼树基部供水)3种灌水方式和3种灌水定额(固定滴灌和交替滴灌均为10、20和30 mm,常规滴灌为20、30和40 mm),对比研究了控制性分根区交替滴灌对苹果幼树形态特征与根系水分传导的影响.结果表明： 交替滴灌的根区两侧土壤出现反复干湿交替过程,常规滴灌的根区两侧土壤含水率差异不显著.在灌水定额相同时,灌水侧的土壤含水率在3种灌水方式间差异不显著.与常规滴灌和固定滴灌相比,交替滴灌显著增加了苹果幼树的根冠比、壮苗指数和根系水分传导,在30 mm灌水定额处理下,交替滴灌的根冠比分别增加31.6%和47.1%,壮苗指数增加34.2%和53.6%,根系水分传导增加9.0%和11.0%.3种灌水方式下,根干质量和叶面积均与根系水分传导呈显著线性正相关.控制性分根区交替滴灌增强了苹果幼树根系水分传导的补偿效应,促进了根系对水分的吸收利用,有利于干物质向各个器官均衡分配,显著提高了根冠比和壮苗指数.     

不同膜下滴灌方式对设施黄瓜生理特性及水分利用效率的影响

为了探明黄瓜膜下分根交替滴灌的节水效果,为设施黄瓜节水灌溉提供理论依据和技术参数,以‘津优3号’黄瓜为试材,采用随机区组设计,以土壤田间持水量的65%为灌水下限,田间持水量的90%为灌水上限,研究了分根交替滴灌(APDI)、固定1/2根区滴灌(FPDI)和传统滴灌(CDI)3种灌溉模式对黄瓜生长、生理特性、产量与品质及水分利用效率的影响,结果表明:(1)随灌溉处理时间的延长,3种灌溉模式的单株叶面积和株高的差异越来越显著,而茎粗和叶片数差异不显著;(2)与传统滴灌相比,分根交替滴灌模式下黄瓜叶片净光合速率略有下降而蒸腾速率显著降低,水分利用效率显著提高;(3)分根交替滴灌处理下黄瓜可溶性蛋白、可溶性糖含量与传统滴灌相比差异不显著,Vc含量却显著增加;(4)分根交替滴灌模式下黄瓜产量比传统滴灌下降1.5%,而灌水量减少17%,水分利用效率提高18.6%,节水效果显著。综上所述,分根交替滴灌可以在保证设施黄瓜产量没有显著下降的前提下,改善品质和显著提高水分利用效率,可作为设施节水提质增效的一种灌溉模式,推广应用前景广阔。     

根区交替地下滴灌对马铃薯产量及水分利用效率的影响

采用田间试验方法,研究了根区交替地下滴灌（APRI）对马铃薯生理指标、产量及水分利用效率的影响.结果表明：在马铃薯块茎生长期,与对照处理（CDI）相比,APRI处理的马铃薯叶片光合速率的降低不显著（4.7%）,而蒸腾速率和气孔导度则明显降低,降幅分别达15.8%和15.4%,CDI处理略高的光合速率是以消耗更多的水分为代价;与CDI处理相比,APRI处理的马铃薯产量仅降低5.4%,但灌溉水量却节省了25.8%,使灌溉水分利用效率和总水分利用效率分别提高了27.5%和15.3%.对于马铃薯来说,根区交替地下滴灌是一种切实可行的节水灌溉技术.     

交替根区滴灌下不同施氮量对葡萄干物质积累、分配和产量的影响

本试验采用盆栽的方法,在避雨栽培条件下,研究不同的灌溉方式和供氮水平对葡萄干物质积累与分配、产量和水氮生产效率的影响,以探讨北方鲜食葡萄生产最佳的水氮耦合管理模式。灌溉方式包括常规灌溉100%灌溉量(CDI)、单侧固定根区灌溉50%灌溉量(FDI)和双侧根区交替灌溉50%灌溉量(ADI);土壤施氮浓度设置0.4(N₁)、0.8(N₂)、1.2 g·kg^-1(N₃) 3个水平。结果表明: 与CDI模式相比,ADI和FDI总修剪量降低了34.8%和11.2%;随着施氮量的增加,生长冗余增加;CDIN₃处理葡萄树体冗余生长最高。ADI干物质积累量最高,分别比CDI、FDI提高5.1%和12.8%;N₂和N₃处理的树体总干物质量显著高于N₁处理。与其他灌溉模式相比,ADI模式下叶果比显著降低,收获指数显著提高;施氮量对各项指标影响不显著。所有组合中,ADIN₂处理冗余生长量与当年生物量比值最低。葡萄产量表现为ADI分别比CDI和FDI平均提高6.0%和10.4%,同一灌溉模式下,产量随着施氮量的增加而增加,以ADIN₂、ADIN₃耦合处理葡萄产量最高。与其他灌溉模式相比,ADI模式显著提高了葡萄水分利用效率,以ADI与N₂、N₃水平的耦合处理水分利用效率较高;不同施氮水平下,氮素利用效率表现为ADI＞CDI＞FDI,并随施氮水平的增加而降低。综合分析认为,ADIN₂处理能够减少葡萄冗余生长,有利于干物质向果实积累,产量较高,水氮生产效率较高,是较适宜北方葡萄生产的水氮组合模式。     

交替地下滴灌对春玉米产量和水分利用效率的影响

采用自动式遮雨棚水分精量控制试验研究了交替地下滴灌条件下不同灌溉定额对春玉米产量和水分利用效率的影响.结果表明:交替地下滴灌春玉米需水关键时期为拔节-抽雄期、抽雄-灌浆期,具体表现为耗水模系数与耗水强度大,且对水分敏感性高,在灌溉条件有限的情况下要优先满足春玉米这两个时期的水分需求.随着灌溉定额的增加,产量呈现增加趋势;灌溉定额小于2764.5 m³·hm^-2时产量随灌溉定额增加快速增加,大于2764.5 m³·hm^-2时产量随灌溉定额增加缓慢增加;当灌溉定额为3357.1 m³·hm^-2时产量最高,达12109.0 kg·hm^-2.与固定地下滴灌相比,在灌溉定额相同条件下,交替地下滴灌产量提高5.4%,水分利用效率提高1.4%,灌溉水利用效率提高5.6%.与固定地下滴灌相比,灌溉定额减少20%时,交替地下滴灌虽然产量下降1.8%,但水分利用效率提高11.0%,灌溉水利用效率提高22.7%.综合考虑产量、水分利用效率两个指标,确定试验区春玉米交替地下滴灌的适宜灌溉定额为1600.4～3357.1 m³·hm^-2.     

水肥异区交替灌溉对夏玉米生理指标的影响

以夏玉米品种‘户单4号'为材料,通过防雨棚内微区试验研究了两种灌水量(450 m~3/hm~2和900 m~3/hm~2)条件下水肥异区交替灌溉和均匀灌溉对夏玉米生长以及某些生理指标的影响.结果显示:(1)在节水50%的条件下,水肥异区交替灌溉与高灌水量均匀灌溉的夏玉米生物量、产量均无显著差异.(2)低灌水量时,水肥异区交替灌溉下的玉米根系伤流液、叶片可溶性蛋白含量、硝酸还原酶活性、光合速率、蒸腾速率等均高于均匀灌溉施肥处理,而植株全氮含量及叶片水分利用效率与均匀灌溉施肥的差异不显著.(3)高灌水量时,水肥异区交替灌溉处理除根系活力、光合速率以及蒸腾速率高于均匀灌溉处理外,其他指标均低于后者.研究表明,在低灌水量条件下,水肥异区交替灌溉能使夏玉米保持较高的根系活力和正常生理代谢,提高其叶片水分利用效率,从而达到了节水增产的目的.     

石羊河流域干旱荒漠绿洲区不同滴灌模式下葡萄茎液流变化及其与环境因子的关系

研究了石羊河流域干旱荒漠绿洲区交替滴灌（ADI）、固定滴灌（FDI）和常规滴灌（CDI）模式下葡萄茎液流的变化规律及其与气象因子和土壤含水率的相关关系.结果表明：研究区葡萄茎液流表现出与太阳辐射同步的昼夜变化节律;新梢生长期和开花期CDI处理的茎液流量显著大于其它两个处理;影响瞬时茎液流的主要气象因子是太阳辐射和气温,日茎液流量与平均气温和风速具有线性相关关系;不同灌溉方式下葡萄茎液流与气象因素的相关程度依次为：CDI>ADI>FDI;葡萄日茎液流量与参考作物蒸发蒸腾量（ET₀）呈显著线性相关关系.与CDI相比,ADI节省50%水量,而茎液流总量仅降低6.56%,且其葡萄茎液流和水分传导具有明显的补偿效应.     

膜下滴灌条件下滴水量和滴水频率对棉田土壤水分分布及水分利用效率的影响

通过两年的田间试验,研究了滴水量和滴水频率对膜下滴灌棉田土壤水分分布及棉花水分利用效率的影响.结果表明： 从整个生育期来看,当滴水量(375 mm)相同时,高频滴灌(每3天1次)处理0～20 cm土层含水率较高而深层土壤湿润不够;低频滴灌(每10天1次)处理有利于水分的下渗和侧渗,深层土壤含水率较高,但水分补给不及时,表层土壤偏低;总体上中频滴灌(每7天1次)处理有利于水分在土壤剖面中的均匀分配.当滴水频率相同时,滴水量越大,土壤含水率越高,40 cm以下土层含水率也越高.不同处理的棉田耗水规律基本一致,苗期较低,平均不高于1.7 mm·d^-1,蕾期开始上升至花铃期达到最高,日均耗水量可达8.7 mm·d^-1,吐絮期回落到1.0 mm·d^-1左右.总耗水量与降水和滴水量密切相关,而与滴水频率无关;滴水频率对棉花水分利用效率无显著影响,但水分利用效率随滴水量的增大而显著降低.少量滴灌(300 mm)虽然可以获得较高的水分利用效率,但减产严重,过量滴灌(450 mm)无显著增产效应,水分浪费严重.在当地棉田自然条件下,采用中量(375 mm)+中低频(每7天或10天1次)的滴灌模式为宜.     

覆膜与滴灌对河套灌区玉米花粒期叶片光合特征的影响

光合作用是作物生长发育和产量形成的基础,栽培方式和土壤含水量变化显著影响作物的光合作用.灌浆期和乳熟期是玉米花粒期2个重要阶段,是玉米籽粒形成和干物质积累的关键时期.通过大田试验研究了河套灌区不同覆膜方式与滴灌水平对不同生育时期玉米光合特征及产量的影响.结果表明: 灌浆期玉米叶片光合特征在不同处理下无显著差异,乳熟期净光合速率和蒸腾速率在半覆膜(B₂)和全覆膜(Q₂)滴灌水平2(350 mm)处理下均显著高于半覆膜(B₁)和全覆膜(Q₁)滴灌水平1(200 mm),并且B₁和Q₁处理下灌浆期叶片的净光合速率、蒸腾速率、水分利用效率及气孔导度等显著高于乳熟期.不同处理下灌浆期和乳熟期叶片的净光合速率、蒸腾速率,灌浆期的气孔导度以及乳熟期的水分利用效率等在日变化上存在着同步关系,均呈现出倒“U”型的日变化特征,而胞间CO₂浓度则呈现相反的变化趋势.逐步回归分析显示,光合有效辐射、大气温度和空气相对湿度等气象因子是影响玉米叶片光合特征的主要环境因子.此外,B₂和Q₂处理下玉米产量显著高于B₁和Q₁处理(分别增加了29.3%和50.9%),但B₁和Q₁处理间并无显著差异.这表明与覆膜方式相比,滴灌水平对干旱地区玉米产量的影响更大.     

Film mulch with irrigation and rainfed cultivations improves maize production and water use efficiency in Ethiopia

Improving productivity of maize (Zea mays L.) and water use efficiency is of great significance for agriculture in Ethiopia. In this study, the effects of ridge‐furrow with film mulch cultivation were tested on maize yields in Melkassa, Ethiopia. Three field experiments (drip irrigation, furrow irrigation and rainfed) were conducted each with randomised complete block design with three replicates. The drip irrigation experiment was conducted in the dry season and constituted three film mulch methods (non‐mulch, transparent film mulch and black film mulch) with three irrigation levels (357, 435 and 515 mm). The furrow irrigation experiment was also conducted in the dry season and constituted two film mulches (non‐mulch and transparent film mulch) with three irrigation levels (484, 674 and 865 mm). The rainfed experiment was conducted in the rainy season and constituted three mulches (non‐mulch, transparent film mulch and black film mulch) with two farming methods (ridge‐furrow farming and flat farming). In the drip irrigation experiment, the highest maize yields (5.9 ± 0.6 t ha^?1) and irrigation water use efficiency (9.6 ± 1 kg ha^?1 mm^?1) were recorded in the treatment using black film mulch with high irrigation, with increases of 68% and 68.4% compared to using non‐mulch treatment at that irrigation level. In the furrow irrigation experiment, maize yields and irrigation water use efficiency reached 7 (± 0.8) t ha^?1 and 9.1 (± 1.9) kg ha^?1 mm^?1 in the treatment using transparent film mulch with medium irrigation (674 mm), with increases of 46% and 46.8% compared to that with non‐mulch treatment. In the rainfed experiment, the film mulch rather than farming method had positive effects on the maize yields and rainwater use efficiency. The average maize yield reached 8.5 (± 0.7) t ha^?1 in the film mulch treatments, with an increase of 39% than using the non‐mulch treatment. Compared with that of non‐mulch treatment, the net income in the film mulch treatments increased by 94% in the furrow experiment and 31% in the rainfed experiment. Our results indicate that the ridge‐furrow with film mulch system can be recommended for water‐saving irrigation with low cost in dry seasons, and film mulch with flat farming can be recommended in rainy seasons for maize production in Ethiopia. This study provides strong evidence that maize productivity can be effectively improved in Ethiopia and other similar areas of the world using this simple and cost‐effective technology.