控制性作物根系分区交替灌溉的理论与试验

本文对控制性根系分区交替灌溉的概念及其理论依据进行了论述，并通过盆栽玉米、大田玉米、梨树根系分区交替灌溉等试验对控制性作物根系分区交替灌溉进行了较为系统和深入的研究。试验结果表明，采用控制性根系分区交替灌溉，可以达到以不牺牲作物光合产物积累、减少棵间蒸发和作物蒸腾耗水而节水的目的，灌溉水利用效率和植物水分利用效率明显提高，它是一种切实可行的灌水技术，可进一步在干旱缺水地区推广应用。     

改善旱区作物水分利用的生理调控机制

针对黄土高原半干旱地区农业生产条件，结合作物水分与抗旱生理及节水农业的生物学基础方面的有关研究进展，从植物叶片气孔非均匀关闭、光合机构运转、作物根冠通讯、水分利用效率等方面论述了改善旱区作物水分利用的生理调控机制，认为通过根源逆境感应信号——ABA来调控作物气孔行为是黄土高原半干旱地区提高作物水分利用效率的关键。     

黄羊灌区小麦、玉米春季储水灌溉技术试验研究

通过土钻取土烘干法及作物指标常规测定方法测定了不同年春季储水灌溉定额及种植方式下小麦、玉米出苗率、土壤水分变化规律、耗水规律及水分利用效率,并结合气象数据比较不同灌水处理的优越性,分析了不同春季储水灌溉定额对土壤水分及作物产量的影响。研究结果表明,将冬季储水灌改为春季储水灌从技术层面上切实可行。在适宜灌水定额条件下,小麦可减少储水灌灌溉水量45 mm,水分利用效率提高16.0%;玉米可减少储水灌灌溉水量45 mm,水分利用效率提高13.06%。在实际种植生产中小麦应以春灌定额105 mm,生育期灌水2次(灌水定额105mm)为宜,玉米应以春灌定额105 mm,采用垄沟种植,生育期灌水3次(灌水定额60 mm)为宜。这样不仅可节约有限水资源,还可提高地温及水分利用效率,达到节水、增效的目的。     

基于通径分析原理的冬小麦缺水诊断指标敏感性分析

根据冬小麦田间试验结果，用通径分析的方法，把不同灌溉决策指标对干物质和叶片水分利用效率(WUE)的影响进行了分析。通过土壤水分含量、叶面蒸腾、光合有效辐射、光合作用速率、气孔导度和叶温对作物干物质产量的通径分析发现，影响干物质产量最大的是叶面蒸腾，其次是光合有效辐射和叶温。通过充分灌溉和干旱水分处理相应时刻太阳辐射、光合有效辐射、空气水汽压差、气孔导度和叶温对作物叶片WUE的通径分析发现，对于适宜水分处理来说，主要影响WUE因子不是上述5个指标，而是土壤水分状况起到决定因素；对于干旱处理来说，主要     

干旱区大田玉米控制性交替隔沟灌溉需水量及需水规律研究

根据多年试验资料,针对石羊河流域干旱缺水的实际,分析了玉米控制性交替隔沟灌溉的高产需水量与需水规律,为拟定玉米的高产灌溉制度提供了依据。试验结果表明:控制性交替隔沟灌溉玉米,生育期灌水2100m3/hm2,需水量4185～4275m3/hm2,产量可达13000kg/hm2左右,水分利用效率达2.8kg/m3以上。在保持高产水平条件下,较常规沟灌灌水量减少30%以上,耗水量减少12%以上,具有明显的经济社会生态效益,是一种经济可行的节水高效新途径。     

两种抗蒸腾剂对栀子花叶片气孔行为及水分利用效率的影响

研究黄腐酸、改性的丙烯酸2种抗蒸腾剂对叶片气孔行为及水分利用效率的影响,结果表明:喷施适量的黄腐酸和改性的丙烯酸可以大幅度降低温室盆栽栀子花气孔蒸腾速率,气孔开度降低12.83%～78.38%,日耗水量降低(0.1～4.6)mm,黄腐酸对叶片气孔行为的调控是直接作用于叶片喷施部位,对ABA内源激素水平的间接作用可以忽略不计;喷施改性的丙烯酸各处理不如黄腐酸处理差异显著,也未出现气孔的非均匀关闭现象。喷施低浓度黄腐酸可以促进光合作用,大幅度提高作物叶片水分利用效率,喷施1∶300(药剂∶水)是较为适宜的浓度;喷施改性的丙烯酸也可以在不显著降低光合速率的条件下大幅度提高栀子花叶片尺度水分利用效率,1∶10(药剂∶水)是较为适宜的喷施浓度;2种抗蒸腾剂的持效性为(15～18)d。     

控制灌溉的水稻气孔限制值变化规律试验研究

根据国家“863”节水农业重大专项江西示范区的现场试验资料，分析了晚稻叶片气孔限制情况的日变化、全生育期变化规律及其与外界影响因子包括土壤水分和叶气温差的相互关系，分析了控制灌溉条件下水稻气孔限制值对蒸腾速率、净光合速率以及叶片水分利用效率的影响。结果表明：气孔限制值在不同的土壤水分条件下表现出不同的日变化规律，较低的土壤水分导致了较高的气孔限制；全生育期气孔限制值随土壤水分降低而升高，灌水后出现降低；气孔限制值随叶气温差的增加而增加；适度水分控制条件下气孔限制值的增加带来了净光合速率的增加，气孔限制值超过0.2后，净光合速率增加趋势变缓，蒸腾速率出现一定的下降趋势，而叶片水分利用效率持续增加。     

甜椒交替隔沟灌溉土壤水分时空分布及节水机理研究

对甘肃张掖地区甜椒进行大田试验,研究垄沟之间的土壤水分随时间、空间的变化情况。试验结果表明,在甜椒生长期内,通过灌水沟的交替干燥和湿润,可以使作物根系经受一定程度的干旱锻炼,提高根系的吸收补偿效应;交替隔沟灌溉中,由于在灌水沟和非灌水沟之间没有形成零通量面,其水分的侧向入渗明显增强,从而可减少土壤水分发生深层渗漏的机率。     

春播蚕豆水分利用效率研究

设计4个水平的调亏灌溉试验处理,对临蚕5号蚕豆的产量水平、群体水平和叶片水平3个层次水分利用效率进行了研究。结果表明:籽粒产量水平的WUE为1.24 kg/m3,最大籽粒产量时的耗水量为4 988.9 m3/hm2;各个处理的群体水分利用效率均在开花期较高,苗期及成熟期则较低;叶片的水分利用效率和气孔阻抗呈二次关系曲线,而气孔阻抗随土壤含水量增大而减小,取得最大WUE时的土壤含水量应控制在田间持水量的62%左右。因此,通过控制土壤含水量来调节气孔阻抗是提高蚕豆水分利用效率的可行措施之一。     

垄植玉米控制性隔沟交替灌溉节水高效技术及效应

民勤沙漠绿洲灌区干旱缺水，“带田”类立体种植形式，使得灌区水资源严重超采。压缩“带田”，扩种玉米，推广控制性隔沟交管灌溉技术，是灌区农业持续稳定发展的重要途径。根据初步研究成果，控制性隔沟交替灌溉实为一种节水高效灌溉技术，采用垄植沟灌、足墒播种、地膜覆盖、交替灌溉等综合技术，全生育期只需灌水2100m3／hm2，只有其他作物或灌溉方式的30％～70％，水效益2．9kg/m3以上，是其他作物的1．3～2．2倍。     

现代灌溉新技术旱作膜袋灌

通过对华北平原地区旱作大田作物田间灌溉方式的调查研究,发现传统的地面灌水方法存在着蒸发量大、深层渗漏多,水分利用效率低,田间灌水均匀度差等问题。为了提高旱作大田的水分利用效率,提出一种新的灌溉新技术——旱作膜袋灌,实现适时适量精细控制灌溉。通过试验研究,膜袋灌能够较好地提高大田作物的田间水分利用效率,避免沟灌、畦灌等传统地面灌水方法存在的棵间蒸发和深层渗漏,同时也能够解决滴灌、微润灌、喷灌等灌水方法易堵塞、系统复杂、田间工程量大和经济成本高等问题,对现代的高效节水农业具有重要的现实意义。     

大田玉米配水模式在西营河灌区的应用与研究

通过对大田玉米全膜平作、全膜垄作沟灌、全膜双垄沟播的灌水流量、灌水定额、节水效益、作物产量以及灌前、灌后土壤含水率的研究测定,认为玉米全膜垄作沟灌技术在河西地区推广有较好的效益和前景,随着石羊河流域综合治理的实施,灌区配置水权水量的减少,发展玉米全膜垄作沟灌农艺节水技术,显得十分必要。     

作物生产水足迹量化方法与评价研究

农业用水效率评价是农业水资源管理的基础。作物生产水足迹有效的统一了旱作、灌溉农业以及不同尺度的水分利用效率评价指标,为农业水资源管理提供了新的评价指标与工具。本文在现有作物生产水足迹量化方法的基础上,提出了基于区域耗水量和区域用水量的作物生产水足迹量化方法,形成了三种适用于不同评价目标和尺度的量化方法。以中国大陆为研究对象,利用不同方法对小麦水足迹进行量化,探讨了三种方法的特点和适用性。研究表明三种量化方法具有各自的适用范围和科学内涵,基于田间作物蒸发蒸腾量所得到的作物生产水足迹能够反映田间尺度水分利用效率、农业资源禀赋;基于区域耗水量的计算方法能够反映区域尺度水分利用效率、农业资源禀赋和区域耗水特性;基于区域用水量的水足迹量化方法能够反映区域尺度水分利用效率、灌溉系统运行水平与农业生产用水量。鉴于三种作物生产水足迹量化方法的差异性,在进行水足迹量化评价时,需根据具体的研究尺度和评价目标确定作物生产水足迹量化方法,使量化和评价结果更为科学合理。     

汾河三坝灌区秋冬水春用实践

汾河灌区近几年来干旱严重，汾河水源短缺剧增，农业用水大幅下降，而三坝灌区处于汾河灌区最下游，输水距离远，各种损失大，库水春浇只能满足正常引水的7．9％，甚至出现停灌针对这一大问题，三坝灌区在不影响作物正常生长与收获的情况下，秋季灌溉提前引水，以满足作物春季用水，利用拦河坝，对水资源在时间和空间上调控，提高水的利用率。     

咸淡水交替隔沟灌溉对土壤盐分及夏玉米产量的影响

为研究时空交替模式下咸淡水灌溉对土壤盐分及夏玉米产量的影响,在河北南皮对夏玉米4个生育期(出苗期、拔节期、抽穗期、灌浆期)采用微咸水(4 g/L)、淡水(1 g/L)进行咸淡水交替隔沟灌溉的遮雨测坑试验。根据不同的咸淡水灌溉模式组合,分为4个处理:处理1-全生育期4条沟均为"淡咸淡咸"交替沟灌;处理2-全生育期沟1和沟3均灌淡水,沟2和沟4均灌咸水;处理3-全生育期沟1和沟3淡咸交替,沟2和沟4咸淡交替;对照CK处理-全生育期4条沟均为淡水灌溉。结果表明:夏玉米收获后,各处理土层土壤盐分和离子累积程度大小关系为全生育期灌淡水的CK处理咸淡水交替隔沟灌的处理3 咸淡水固定隔沟灌的处理2和淡咸淡咸交替灌的处理1;较全生育期淡水处理,咸淡水交替灌溉减产率为24. 8%,咸淡水固定隔沟灌溉减产率为22. 1%,咸淡水交替隔沟灌溉减产率为11. 3%;在全生育期相同咸淡水灌溉量的情况下,选择咸淡水交替隔沟灌溉方式土壤盐分累积量最小,较全淡水节约淡水量50%。可为缺乏淡水资源的华北平原灌区夏玉米灌溉提供参考。     

基于作物耗水定额控制的灌溉管理模型

海河流域水资源供需矛盾突出,其中农业灌溉所占用水量和耗水量比例最大,而其水分利用效率相对偏低,因此节水潜力较大,为合理调控区域灌溉用水,本文将田间试验观测为基础的灌溉节水理论和方法与遥感数据反演区域耗水(ET)的点面优势相结合,提出了基于作物耗水定额管理的农业灌溉管理模型,通过控制区域上的作物耗水量分布,促进区域灌溉水资源的合理调配和利用,实现资源性节水。模型主要功能包括遥感反演数据统计分析、区域耗水目标分解、作物ET定额分配、种植结构调整、节水潜力分析以及净灌溉需水量估算。可实现从区域综合耗水控制目标向主要作物ET定额的分解,并转化为灌溉用水管理中可控制的灌溉定额,通过逐年设置主要作物的ET控制定额和种植结构情景方案,分析区域的节水潜力,消除奢侈耗水,实现不同水文年和耗水控制阶段目标下的灌溉定额管理,为区域灌溉水管理提供技术支持。     

宁夏扬黄灌区玉米限额补充灌溉制度研究

结合宁夏中部干旱补灌区限额供水的特点,集成覆盖保墒技术、大田微集水技术、限额补充灌溉技术,开展玉米限额灌溉制度试验研究。综合分析作物需水关键期、限额灌溉技术、土壤含水率、产量、水分利用效率,提出宁夏中部干旱区适宜的玉米限额灌溉制度。     

不同灌水方式下作物与地下水的相互影响效应

为了节约灌溉水资源,利用实验室内相关装置模拟浅层地下水条件,对沪油15号油菜施以不同灌水方式,研究了不同灌水方式下作物与浅层地下水之间的相互影响效应。结果表明:在表层6 cm深度土壤,不同灌水方式下土壤含水量动态变化的差异非常明显,这些差异与地下水条件无关;在稍深一些的20 cm土层深度处,在无地下水处理的交替灌溉条件下,很难看出不同灌水沟下土壤含水量的波动变化。这说明在有浅层地下水的情况下,对作物进行交替灌溉能够促使作物更有效地利用浅层地下水。     

冬小麦垄膜沟灌高效节水灌溉试验研究

本文以四个站年垄膜沟灌试验资料为依据 ,以单方水产值最大为目标 ,分析提出了各站试验年气候条件下的冬小麦垄膜沟灌节水高效灌溉制度 ,并与相应灌水条件下的畦灌灌溉制度进行了比较。结果表明 ,垄膜沟灌较畦灌可平均节约灌溉水量 2 9.7% ,平均增产 6 33kg/hm2 ;单方水产量平均增产 0 .44kg ,单方水产值平均增加 0 .5 3元 ,纯收入平均增加 5 30元 /hm2 。     

水足迹框架下稻田水资源利用效率综合评价

为综合评价稻田水资源利用效率,优选高效灌排模式,本文基于水足迹理论,考虑水资源利用率、水资源产出效益和水量及环境效益3个方面,构建稻田水资源利用效率综合评价指标体系,利用层次分析法和模糊综合评价模型对2015—2018年各处理稻田水资源利用效率进行综合评价,并与单个指标的评价进行对比。结果显示：各处理作物水足迹年均值分别为976.8（浅水勤灌）、1008.7（浅湿灌溉）、954.4（控制灌溉）和792.6 mm（蓄水-控灌）,蓝、绿及灰水比例年均值分别为16.4%、40.9%和42.7%;水资源产出效益在水资源利用效率评价中占据首要位置;各处理稻田水资源利效率综合评分值在2.8058~3.9432之间,等级为中或中高,优选出的高效灌排模式为蓄水控灌;作物水分利用效率、作物水足迹与综合评价的对比表明水资源利用效率综合评价至关重要。基于水足迹的稻田水资源利用效率评价能够为农业用水效率评价提供一种新视角,为农业节水尤其是水稻节水的科学研究和决策提供实践依据。