温室番茄循环曝气地下滴灌土壤水分动态及耗水特性

为探求循环曝气地下滴灌对温室番茄土壤水分及耗水特性的影响规律,采用正交试验,研究了不同滴灌带埋深、曝气水平及灌水量对温室番茄土壤含水率、耗水量、产量及水分利用效率的影响.整个生育期内番茄耗水量呈先增大后减小的趋势,曝气处理番茄耗水量显著高于不曝气处理.相比于不曝气处理,曝气滴灌处理番茄产量提高10%,水分利用效率提升0.4%.15 cm滴灌带埋深、溶氧值30 mg/L以及75%ET₀灌水量处理的番茄产量和水分利用效率达到最大值,分别为64 951.3 kg/hm²和23.26 kg/(hm²·mm).结果表明,曝气处理对番茄产量、水分利用效率的影响具有统计学意义(P<0.05).曝气对于土壤含水率有一定影响,且曝气处理有助于番茄对水分的吸收.滴灌带埋深和灌水量交互作用对番茄产量的影响具有统计学意义(P<0.05),滴灌带埋深和曝气量交互作用对番茄产量的影响具有统计学意义(P<0.01),灌水量与滴灌带埋深、灌水量与曝气水平交互作用分别对番茄水分利用效率的影响具有统计学意义(P<0.01).     

垄作沟灌土壤水盐分布及作物产量试验研究

对垄作沟灌土壤水盐分布及作物产量进行了田间试验.结果表明,灌水定额为400 m³/hm²时,沟底土壤水分的垂直运动明显增大.当灌水定额增加100 m³/hm²时,土壤水分水平运动高于垂直运动.沟底土壤全盐量受灌水定额影响明显:在灌水阶段,沟底表层土壤发生脱盐现象.土壤蒸发阶段,土壤发生积盐现象.垄顶土壤含盐量相对稳定,基本不发生向下运移.重度水分亏缺(处理T1,灌溉定额为1 700 m³/hm²)垄、沟积盐量分别为1.49,1.35 kg/m²,中度水分亏缺(处理T2,灌溉定额为2 100 m³/hm²)垄沟积盐量分别为1.42,1.12 kg/m²,充分灌水(处理T3,灌溉定额为2 500 m³/hm²)垄、沟积盐量分别为1.32,0.83 kg/m²,畦灌措施使0~100 cm土壤发生脱盐现象,脱盐量为1.29 kg/m².垄作沟灌下,制种玉米产量为2 765.1~4 619.5 kg/hm²,WUE为0.755~0.969 kg/m³.穗长(L_s)、穗粗(d_s)、行粒数(N_R)与作物产量呈显著正相关关系.     

灌水量、种植密度和行距对河西地区春玉米产量的影响

为确定河西地区膜下滴灌春玉米适宜的灌水量和配套栽培技术,2020年在中国农业大学石羊河流域农业与生态节水试验站开展大田试验,设置2个灌水量(W₁,W₂)、2个种植密度(D₁,D₂)和3种行距(L₁,L₂,L₃),共12个处理,3次重复.通过测定株高、叶面积指数(LAI)、干物质累积及分配等指标,研究灌水量、种植密度与行距对春玉米生长、产量和水肥利用效率的影响.结果表明,在相同灌水量下,处理D₂的株高和LAI显著高于D₁,增加种植密度提高了玉米群体干物质积累量、产量及水分利用效率(WUE).处理W₂D₂L₃的干物质累积量和产量最高,分别为96.45和17.72 t/hm²;处理W₁D₂L₃的水分利用效率最大,为3.57 kg/m³.灌水量与种植密度两者交互作用对产量及其构成因素的影响具有统计学意义(P<0.05);灌水量、种植密度与和行距三者交互作用对收获指数的影响具有统计学意义(P<0.05),对作物耗水量(ET)和WUE的影响具有统计学意义(P<0.01).灌水量、种植密度与行距均对河西地区春玉米群体结构、耗水量、产量及水分利用效率存在一定的调控效应:由大到小为种植密度、行距和灌水量.综合分析,“80%ET_c+10.0万株/hm²+宽窄行”为河西地区膜下滴灌春玉米适宜的灌水和种植模式.     

基于熵权-模糊层次分析法的痕灌草莓水肥效应评价

为了评价痕量灌溉条件下水肥耦合处理对温室草莓产量、品质和水肥利用效率的影响,确定最优灌水施肥量.文中采用基于熵权-模糊层次分析法的综合评价指数为应变量、水肥用量为自变量建立预测模型,分析水肥对草莓的影响并计算痕灌条件下温室草莓最优灌水量和施肥量.结果表明:当灌水下限为60.41%、灌水上限为90%、施肥量为N:721.96 kg/hm²,P₂O₅:360.98 kg/hm²,K₂O:721.96 kg/hm²时综合评价指数最大,此时产量为27 008.69 kg/hm²,灌水利用效率为84.48 kg/m³,化肥利用效率15.60 kg/kg.经优化后的痕量灌溉水肥管理模式增产27.26%,灌水利用效率提高22.27%,化肥利用效率提高26.35%.文中构建的预测模型具有较高的可靠性,提出最优水肥管理模式对于温室草莓生产具有指导意义.     

多次微量滴水技术对南疆棉田土壤水热盐分布的影响

【目的】研究多次微量滴水技术对南疆棉田土壤水热盐分布的影响。【方法】在南疆第三师开展小区试验,设置不同灌水量(每次15～45 mm)及灌水频率(1～3次)处理(1-15、1-30、1-45、2-15、2-30、2-45、3-15、3-30、3-45),以春灌为CK(225mm),研究灌水量与灌水频率对棉田土壤湿润体含水率、耗水特征、土壤温度、土壤pH值及土壤盐分的影响,以期找到南疆盐碱地棉苗发芽所需水分供应与盐分洗脱水量的平衡关系。【结果】灌水量为15 mm处理能较好的将湿润区控制在种孔附近范围,湿润体内含水率极大值交汇点在距滴头点水平、垂直10 cm处,与春灌CK整个剖面土壤含水率相比均小于10%,剖面内平均含水率达到14.6%;2-15处理棉花播种出苗期-苗期灌水后耗水量、耗水强度及水分利用效率表现最佳,分别为241.52 m³/hm²、1.42 mm/d、1.08 kg/m³,且显著高于CK;土壤温度随灌水量增加而降低,但土壤温度会在灌水一段时间后回升并高于CK,灌水次数越多,灌水12～24 h后土壤温度越高;各处...     

井式节水灌溉下苹果园土壤水分和养分空间分布特征研究

为探明土壤水分和养分在井式节水灌溉方式下的分布特征，以8 a生苹果为试验材料，采用井式节水灌溉方法进行大田试验，设置3个灌水梯度：低水[W₁,99 m³/(hm²·次)]、中水[W₂,148.5 m³/(hm²·次)]、高水[W₃,198 m³/(hm²·次)]和3个施肥梯度：高肥[F₃,225 kg/(hm²·次)]、中肥[F₂,150 kg (hm²·次)]、低肥[F₁,75 kg (hm²·次)]，设置灌溉量为W₃的不施肥对照处理(CK)，分析井式灌溉施肥条件下苹果园土壤水分和养分空间分布特征。结果表明：井式灌溉方式下，土壤水分主要分布在表层0～60 cm，以水平移动为主，移动距离随灌溉量的增加而不断扩大，W₁处...     

冷凉地区膜下滴灌大白菜耗水规律及节水潜力

为探索冷凉地区露地大白菜在膜下滴灌条件下的耗水规律与节水潜力,在张家口市灌溉试验站内使用大型称重式蒸渗仪,采用灌水下限指标控制灌水的方法,研究了在膜下滴灌条件下大白菜生育期内蒸发蒸腾与棵间蒸发规律,并通过与常规滴灌和膜孔畦灌的耗水量、产量和水分利用效率等对比,揭示了膜下滴灌在该地区节水增产潜力.结果表明:膜下滴灌大白菜全生育期蒸发蒸腾量214.76 mm,其中:幼苗期、莲座期和结球期蒸腾耗水量分别为14.76,73.56和126.44 mm,日均蒸腾强度为3.64 mm/d;全生育期棵间土壤蒸发量41.10 mm,占总耗水量的19.14%.膜下滴灌相比常规滴灌、膜孔畦灌减少大白菜耗水量14.25,94.17 mm,棵间蒸发与膜孔畦灌相近,相比常规滴灌减少16.18 mm(28.25%),但产量、灌溉水利用效率和水分利用效率可以分别达到80 439.75 kg/hm²,350.24 kg/(hm²·mm),374.56 kg/(hm²·mm),相比常规滴灌提升11 152.65 kg/hm²,18.89 kg/(hm²·mm),72.54 kg/(hm²·mm),相比膜孔畦灌提升14.7 kg/hm²,134.11 kg/(hm²·mm),114.23 kg/(hm²·mm).     

干旱沙区降解膜覆盖的玉米生长与耗水规律

针对干旱沙区水资源短缺、水分利用效率较低、“白色污染”等问题,在内蒙古乌兰布和沙区开展了2 a的可降解地膜膜下滴灌田间试验.试验设置2种类型的地膜覆盖(可降解地膜和普通地膜)与3个灌溉定额(低水、中水和高水)共6个处理,研究了可降解地膜覆盖下不同灌水处理对干旱沙区玉米生长、产量、土壤含水率、耗水量及水分利用效率WUE的影响.结果表明:可降解地膜覆盖下的玉米生长和产量与普通地膜覆盖的差异不具有统计学意义,抽雄期后耗水量较大,而WUE显著降低;可降解地膜覆盖下灌水量对玉米生长、产量、土壤含水率、耗水量及WUE有显著的影响,灌水量增加会促进玉米生长,延缓后期玉米衰老,增加玉米产量,2 a均为高水处理的产量最大,分别为13 614.97,13 726.68 kg/hm²,且与中水处理的差异不具有统计学意义;耗水量随灌水量增加呈上升趋势,而WUE随灌水量增加呈抛物线趋势,2 a中水处理的WUE均为最大,平均分别比高水、低水处理的高2.77%,19.56%.     

水氮磷钾耦合效应对旱区马铃薯增产增效的研究

为探寻宁夏干旱区马铃薯高产高效的模式,通过设置水、氮、磷、钾4个因素交互作用对膜下滴灌马铃薯的生长发育特性进行研究。结果表明:随着灌水量的增加,旱区马铃薯茎粗和干物质积累量越大,各生育时期马铃薯的茎粗和干物质积累量均为T9处理(灌水量1500 m³/hm²、施氮量240 kg/hm²、施磷量150 kg/hm²、施钾量30 kg/hm²)最大,累计最大量分别为22.60 mm和15.63 g/株。随着灌水量和施氮量的增加马铃薯产量逐渐增加,随着施磷量和施钾量的增加逐渐降低;随着灌水量和施氮量的增加水分利用效率先增加后降低,随着施磷量和施钾量的增加先降低后增加。T9处理马铃薯产量最大为30.21 t/hm²,与其他处理均存在显著差异,T8处理(灌水量1500 m³/hm²、施氮量180 kg/hm²、施磷量90 kg/hm²、施钾量150 kg/hm²)水分利用效率最高11.06 kg/m³,与T6、T5处理无显著差异,与其他处理均存在显著差异;因此,T8处理可作为干旱地区马铃薯高产高效水肥管理组合。     

水肥气热耦合对枸杞光合作用和产量的影响

为了探讨水肥气热耦合对枸杞光合指标和产量的影响规律,采用四因素三水平正交设计方法,运用极差分析和方差分析展开了研究.土壤水肥气热耦合对枸杞产量、水分利用效率和光合作用均有一定程度的影响.土壤水肥气热综合调节措施对枸杞产量和光合作用具有正效应.在枸杞生育期降雨量为135.1 mm、土壤为沙壤土和实施滴灌条件下,确定的适合当地枸杞的土壤水肥气热最优组合为A₁B₁C₁D₁,即土壤深耕调节通气量,灌溉定额为4 815 m³/hm²,追肥量为高肥(纯氮量1 395 kg/hm²,纯磷量3 60 kg/hm²,纯钾量270 kg/hm²),覆PP无纺布增温抑草.该最优组合下,产量可以达到9 281.55 kg/hm²,比对照增产25.37%,同时,枸杞植株光合作用较强,果实品质较好.该结论为枸杞土壤水肥气热高效利用和提质增效提供了理论依据.     

不同水分条件下宁夏枸杞氢氧稳定同位素变化特征试验研究

以宁夏枸杞为研究对象,采取试验区降水、不同灌溉量下枸杞根区土壤水、根系及茎秆样品并测定其氢氧稳定性同位素比率δ¹⁸O和δD,分析不同降水量及灌溉量下枸杞稳定同位素的变化特征,利用IsoSource模型计算了枸杞对各潜在水源的可能利用比例.结果表明:试验区降水中δD和δ¹⁸O之间有很好的线性关系,并得出了当地大气降水线的回归方程;不同灌溉量,枸杞主根系层(20~60 cm)的土壤含水率和与其对应的δD呈负相关趋势变化,随着土层深度加深,δD减小;降水量不同时,各土层δD变化规律相似,5 mm以下20 cm处的δD最大(-64.39‰),枸杞主要利用表层(0~20 cm)及部分中层(20~40 cm)的土壤水,分别占35.2%及25.1%;降水量为13.9 mm时,20~60 cm处δD相对较丰,为-65.20‰以上,枸杞可利用0~60 cm土层土壤含水量:0~20,20~40,40~60 cm土层的土壤水利用量分别占比22.4%,25.3%及23.2%.结论可为干旱区枸杞科学灌溉提供有益借鉴.     

工业番茄适宜土壤含水率下限研究

为研究新疆不同土壤含水率下限对工业番茄生长、耗水量产量及水分生产率的影响,以工业番茄为研究对象,进行测坑试验,开展了膜下滴灌模式下的工业番茄试验。试验表明:工业番茄的灌水次数和总灌水量随着土壤含水率下限的增大而变大。在计划湿润层设置为固定的40 cm深时,灌水定额随土壤含水率下限的降低而增加。工业番茄的株高、叶面积指数和叶绿素含量在生育期内呈先增后减的变化趋势,工业番茄生理指标适宜的土壤含水率下限为65%,对应的耗水量为405.0 mm,灌水次数为7次,灌水定额为57.8 mm。     

水分调控与种植模式对枸杞生长和水分利用效率的影响

探究适于引黄灌区枸杞的水分调控和种植模式,以解决水土资源紧缺的生产实际问题。采用两因素随机区组设计进行大田试验,设置4个水分梯度（充分灌溉W0,75%～85%;轻度亏缺W1,65%～75%;中度亏缺W2,55%～65%;重度亏缺W3,45%～55%）和2种种植模式（枸杞单作D、枸杞间作苜蓿J）,研究不同灌水种植模式对土壤水分含量,以及枸杞耗水特征、生长、产量和水分利用效率的影响。研究结果表明,枸杞总耗水量随水分亏缺程度加重而减小,间作较单作增加了耗水量,但同时提高了灌水利用比例。枸杞生长随水分亏缺程度加重而减缓,间作苜蓿抑制枸杞生长。轻度亏缺W1提高了枸杞干果百粒质量,充分灌溉枸杞产量最大,轻度亏缺枸杞水分利用效率最高,DW1处理水分利用效率为3.83 kg/（hm2·mm）。间作苜蓿对枸杞产量影响不显著,降低了枸杞水分利用效率,但因苜蓿的产出而提升了综合效益。综合考虑,轻度水分调控W1的枸杞生长与水分利用效率均较优,间作会一定程度上影响枸杞生长,但能提高水土资源利用效率。      

调亏灌溉条件下紫花苜蓿生长、作物系数和水分利用效率试验研究

为了探讨西北旱区饲草作物节水灌溉新途径,在石羊河流域下游民勤干旱荒漠绿洲区大田进行了不同调亏灌溉模式下紫花苜蓿生长、作物系数及水分利用效率试验研究。结果表明,第一茬不同调亏处理最终株高差异不显著,而返青期、分枝期土壤水分下限为55%田间持水量(θf)的水分亏缺有利于增加分枝数,而茎粗随灌水量增加而增加。不同处理的耗水强度总体趋势是随着供水量的增加而递增。作物系数(Kc)第一茬随生育阶段逐渐增大,全年Kc随茬次递减。第一茬土壤水分下限55%θf的控水处理,有利于后继茬次生长,保证全年总产量最高。在石羊河流域水资源严重不足的情况下,调亏灌溉是一种有效的灌溉方式,在民勤干旱缺水地区苜蓿第一茬土壤水分下限不应低于55%θf,第二、三茬土壤水分下限保持(55%~70%)θf可以获得较高的产量和水分利用效率。     

不同灌水方式对沙地枸杞土壤水分及产量的影响

【目的】确定根际环形多点源滴灌技术的应用效果。【方法】以陕北沙地枸杞为研究对象,采用小区灌水试验,将根际环形多点源滴灌与地表滴灌、涌泉根灌下对比,研究了不同灌水方式对土壤湿润锋垂直分布范围、土壤含水率、枸杞产量的影响。【结果】地表滴灌下69%的土壤湿润体位于地表0~20cm,涌泉根灌下72.2%的土壤湿润体位于根系主要分布层,根际滴灌下土壤湿润体100%位于枸杞主要根系层;地表滴灌和涌泉根灌、根际滴灌产量比不灌溉枸杞分别增产2 075、3 145、4 150 kg/m^2,水分利用率分别提高了22.4%、41.9%、60.2%;净收入高低排序为根际滴灌>涌泉根灌>地表滴灌,分别比不灌溉处理提高了193.1%、126.3%、81.2%,单位水产值达到了15.0、13.3、11.5元/m^3。【结论】根际环形多点源滴灌的水分湿润范围更适宜于沙质土壤的经济林,是减少地表蒸发损失和深层渗漏的有效技术措施,该技术在沙地经济林生产中有广阔的推广应用前景。     

山区苹果节水灌溉试验研究

通过3年田间试验,采用灌关键水、控制土壤水分下限和果树栽培管理相结合的管理模式,探索出苹果生长期的需水规律及节水灌溉模式,即管道输水加按棵施灌的灌水方法.以田间试验为主,通过4个小区不同灌溉制度与群众习惯灌溉的对比试验,按照水量平衡原理.确定了盛果期苹果园生长期的需水量及需水规律;根据各小区果树连续3年的需水量、果树产量和产值,确定苹果树的水分生产率和水分生产效益.求得灌溉效益最大的那组试验数据.由此制定出苹果非充分灌溉节水灌溉制度:苹果在管灌方式下,灌溉4次为宜,最佳灌水期为萌芽前、新梢生长和幼果膨大期、果实迅速膨大期和落叶期.灌溉定额为1 050 m3/hm2.     

蓄水坑灌条件下不同灌水下限幼龄苹果树叶片光合特性研究

以3a生矮砧红富士为试验材料,采用LI-6400XT便携式光合仪,对蓄水坑灌条件下不同灌水下限(分别为田间持水率的50%、60%、70%)幼龄苹果树叶片光合特性进行研究,并通过通径分析与多元逐步回归分析量化各影响因子与净光合速率的关系。结果表明:蓄水坑灌条件下不同灌水下限叶片净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、胞间CO2浓度变化规律基本一致。当土壤水分不足时,净光合速率主要受土壤含水率影响;当土壤水分充足时,净光合速率主要受光合有效辐射影响。气孔导度主要受光合有效辐射影响,地面灌溉条件下气孔导度对环境变化的响应更积极。蒸腾速率主要受土壤含水率和光合有效辐射的影响,土壤水分充足时,蒸腾速率对光合有效辐射的响应更敏感。相同条件下,土壤含水率越高蒸腾速率越大。     

不同滴灌灌溉制度对绿洲棉田土壤水热分布及产量的影响

【目的】探究不同滴灌灌溉制度对绿洲棉田土壤水热分布状况及对产量的影响。【方法】于2017年在策勒地区开展田间试验,设置了2种灌水模式:基于计算机模型的预报灌溉与基于土壤墒情的灌溉,每种灌水模式设置2种灌溉梯度:充分灌溉(100%)和非充分灌溉(75%的充分灌溉)。【结果】预报灌溉的土壤含水率和贮水量在花蕾与花铃期显著高于墒情灌溉;不同灌溉制度各剖面的土壤温度变化趋势一致,整个生育期的表层土壤平均温度表现为墒情亏缺最高,预报充分最低。作物产量在一定范围内随灌溉量的增加而增加,预报充分的产量较预报亏缺,墒情充分,墒情亏缺分别提高13.7%、12.1%、47.6%。水分利用效率表现为预报亏缺最高,且产量与预报充分的产量无显著差异。【结论】在策勒绿洲地区,预报亏缺灌溉可达到节水增产的目的。     

Response in Growth,Quality and Water Consumption of Greenhouse Tomato to Change in Matric Potential at 20 cm below the Emitter of Drip Irrigation北大核心CSCD

[Objective]Irrigation schedule needs to know the spatiotemporal dynamics of soil moisture in root zone. The objective of this paper is to investigate the feasibility of using matric potential measured at 20 cm below the drip emitter as a proxy for soil moisture in the root zone to schedule irrigation.[Method]The experiment was conducted in a greenhouse and the model plant was tomato. We compared seven matric potential (SMP) thresholds in that whenever the measured soil matric potential dropped below them, drip irrigation was resumed. The values of the SMP thresholds varied from flowering and fruit-setting stage to fruiting stage, and the seven combinations (flowering and fruit-setting stage/fruiting stage) were -15 kPa/-15 kPa (S1), -15 kPa/-30 kPa (S2), -15 kPa/-45 kPa (S3), -25 kPa/-25 kPa (S4), -30 kPa/-15 kPa (S5), -30 kPa/-30 kPa (S6), and -30 kPa/-45 kPa (S7). In each treatment, we measured growth, fruit quality, water consumption and water use efficiency of the tomato.[Result]Stem diameter increased with SMP threshold at both flowering and fruit-setting stage and fruiting stage, whereas the plant height was only responsive to SMP at flowing and fruit-setting stage. The relative chlorophyll content in leaf (SPAD) did not show significant difference between treatments at flowering and fruit-setting stage but inversely increased with the SMP threshold at fruit setting stage. Decreasing the SMP threshold at flowering and fruit-setting stage could reduce the percentage of defective fruits and increase soluble solids content. Yield increased inversely with SMP threshold at fruit setting stage, peaking when SMP was -45 kPa. Lowering the SMP threshold increased irrigation amount and hence water consumption, thereby decreasing water use efficiency. [Conclusion]Our experimental results suggest that setting the SMP at -30 kPa at the flowering and fruit-setting stage and -45 kPa at the fruiting period appears to be optimal to best balance yield, fruit quality, irrigation water use efficiency and water use efficiency for winter-spring tomato grown in solar greenhouse in North China. © The Author(s) 2019.