交替隔沟灌溉对玉米耗水规律及其产量的影响

针对黑龙江西部风沙土区多风少雨,春旱严重,粮食产量及作物水分利用效率低等实际问题,于2009年在黑龙江省杜蒙县进行了交替隔沟灌溉条件下的玉米耗水规律及其产量的试验研究,为当地节水农业的发展提供必要的理论与技术支撑。试验表明,玉米整个生育期内拔节—抽雄期耗水量最大,日耗水量在抽雄—灌浆期最大。交替隔沟灌溉在适宜的灌水量水平下,产量增加显著。本试验中产量最高时,生育期灌水定额分别为苗期325 m3/hm2、拔节期300 m3/hm2、灌浆期400 m3/hm2。各生育期耗水量分别为播种—苗期38.92 mm、苗期—拔节91.14 mm、拔节—抽穗100.00 mm、抽穗—灌浆65.49 mm、灌浆—乳熟53.28 mm、乳熟—收获33.35 mm。     

咸淡水交替淋溶下土壤盐分运移试验

为确定咸淡水交替灌溉后土壤盐分的运移规律,采用2 g/L,4 g/L两种矿化度的咸水分别与淡水连续、交替淋溶室内土柱,初步研究了咸淡水交替淋溶下土壤盐分的变化规律。研究结果表明:咸淡水交替淋溶下土壤表层盐分逐渐下移,两个试验处理的土柱都出现积盐情况,且4g/L时的积盐量大于2 g/L时的积盐量,土壤溶液中Na+,Ca2+的分布与EC值的变化规律基本一致,在此条件下盐分的增加没有引起土壤的碱化,灌水结束后,两个试验处理的土壤溶液EC值都小于4 dS/m,在作物耐盐的范围内,可推广应用到大田咸淡水交替灌溉中。     

沟灌条件下不同灌溉水质对玉米产量和土壤盐分的影响

通过田间试验,研究在灌水定额相同的情况下,沟灌灌水方式（波涌灌,连续灌）、PAM（0、10和20ppm）处理、灌溉水质(对照即完全用黄河水灌溉,黄河水中加入10%和20%的地下咸水)及入沟流量(3、5L/s)对灌水沟中土壤剖面盐分累积和玉米产量的影响。地下咸水的矿化度从玉米生育初期的3.3dS/m到收获期的4.8dS/m,其钠吸附比SAR为8。方差分析结果表明,4种因素中,只有灌溉水质是影响产量的显著性因素。不考虑其他因素,只考虑灌溉水质的影响,生育期不同的灌溉水质都引起土壤剖面盐分的累积。随着灌溉水中地下咸水含量的增加,盐分累积也在增加,3种灌溉水质灌溉条件下玉米收获期1m土层平均盐渍度分别为：0.41、1.17和2.01dS/m。与对照（黄河水）相比,沟灌灌溉水中加入10%的地下咸水,作物减产9.2%,加入20%的地下咸水,则减产达到13.2%。与传统的地面漫灌方式相比,不同水质沟灌的玉米平均产量提高15.1%,用黄河水沟灌的玉米则较同水质地面漫灌的玉米增产24%。尝试建立了沟灌灌水沟中土壤盐渍度和玉米产量之间的相关关系,并据此确定了当地玉米的零产量极限盐渍度。     

交替隔沟灌溉提高农田水分利用效率的节水机理

综合国内外多学科研究成果，从田间储水效率、土壤储水与根系吸水间的转化效率、作物叶片气孔行为和光合产物在作物不同器官之间的运转等方面，论述了交替隔沟灌溉提高农田水分利用效率的节水机理。结果认为，采用交替隔沟灌溉技术，棵间蒸发明显减少，作物叶片的气孔行为得到了优化，蒸腾速率降低，而植株的光合作用没有受到明显影响，作物水分利用效率得以明显提高。     

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。     

宽垄沟灌对夏玉米生育进程及产量的影响

通过2013～2015年3年的大田试验,研究了宽垄沟灌和传统种植模式对夏玉米生育进程及产量的影响.结果表明:不同种植方式下,水分胁迫均对作物的生育进程有影响,夏玉米生育周期随着水分处理的增大而延长;与常规种植方式相比,宽垄沟灌方式下,夏玉米的生育周期延长了1～4d.过低或过高的水分胁迫均会抑制作物的正常生长,导致灌浆速度缓慢,适当水分处理(L-70)能有效促进籽粒增长,达到节水高产的效益.2013～ 2015年夏玉米的产量及其构成因子基本上都随着灌水量的提高而增加,较常规种植,宽垄沟灌方式下夏玉米平均增产率为2.38％～6.04％.说明宽垄沟灌能有效改善夏玉米穗部性状,促进籽粒灌浆,达到夏玉米节水高产的目标.     

不同灌溉方式对干旱区制种玉米产量及水分利用效率的影响

探索干旱区制种玉米的优良灌溉方式。以制种玉米为研究对象设置了4种灌溉模式,并于2022年在民勤县开展了畦灌、滴灌、常规沟灌、交替沟灌4种灌溉方式下制种玉米的大田试验,在民勤县制种玉米种植上采取交替隔沟沟灌可显著提高制种玉米的生理、产量和水分利用效率,全膜交替沟灌对比全膜畦灌产量提高12.22%、水分利用效率提高了45.35%,对比膜下滴灌产量提高了产量提高14.23%、水分利用效率也只降低了0.8%,对比全膜沟灌水分利用效率提高17.92%、产量增加17.57%。干旱区制种玉米采用交替灌溉的灌溉模式可以提高作物产量和水分利用效率。     

灌溉水质对土壤和夏玉米多氯联苯含量影响的试验研究

为明确不同灌溉水质对土壤和夏玉米中多氯联苯PCBs含量的影响,2015年在北京市通州区永乐店镇北京市灌溉试验中心站布置了田间灌溉试验,设置了再生水灌溉、再生水和清水(地下水)交替灌溉和清水灌溉等3个处理,每个处理设置3个重复。采用气相色谱-质谱仪分析了土壤和夏玉米籽粒中7大类PCBs含量。研究结果表明采集的表层土壤和夏玉米籽粒仅四氯联苯含量高于实验检出限,一氯联苯、二氯联苯、三氯联苯、五氯联苯、六氯联苯和七氯联苯均未检测出。表层土壤PCBs含量为ND(未检出)至0.06μg/kg,各处理间没有显著差异;土壤PCBs含量远低于加拿大农业土壤质量指导值和荷兰土壤质量标准中的干预值,且其生态风险概率小于10%。供试5个品种夏玉米籽粒产量为1.03~5.92t/hm~2;与清水灌溉相比,再生水灌溉条件下夏玉米籽粒产量增加52%~116%。甜玉米2000除外,其他品种夏玉米再生水灌溉条件下籽粒产量显著高于清水灌溉。夏玉米籽粒PCBs含量为ND至1.74μg/kg,总体上同一品种不同灌溉水质条件下籽粒PCBs含量无显著差异。夏玉米籽粒PCBs含量低于美国卫生及公共服务部建议指标。     

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。     

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。     

石羊河流域咸水灌溉下土壤水盐动态及春玉米产量模拟

为了探究石羊河流域地下咸水资源的利用方式,利用春玉米咸水灌溉田间试验观测资料对SWAP(SoilWater-Atmosphere-Plant)模型参数进行了率定和检验,并利用率定参数后的SWAP模型模拟了较长时期咸水灌溉对土壤盐分动态及春玉米产量的影响。研究结果表明:土壤含水量、土壤含盐量和春玉米产量的实测值与模拟值吻合较好,均方误差(RMSE)和平均相对误差(MRE)均在允许的误差范围之内,经过率定和检验后的SWAP模型可以用于研究区春玉米咸水灌溉的模拟;较长时期咸水灌溉模拟结果表明,在模拟期内,矿化度在3. 0 mg/cm~3以下的微咸水灌溉土壤盐分累积量在2. 8 mg/cm~3以下,春玉米减产幅度在20%以内,矿化度在6. 0 mg/cm3以上的咸水灌溉土壤盐分累积量在4. 0 mg/cm~3以上,春玉米减产幅度在38%以上。在研究区可以较长时期利用灌水矿化度低于3. 0 mg/cm~3的微咸水进行灌溉,土壤积盐量较少,对春玉米产量影响较小,可以达到合理利用地下咸水资源的目的。     

灌溉定额和灌溉水矿化度对土壤水盐动态影响研究

在甘肃省石羊河流域开展春玉米咸水灌溉田间试验,通过测定土壤含水量和含盐量,研究了灌溉定额和灌溉水矿化度对土壤水盐动态的影响.研究结果表明:灌溉定额与灌溉水矿化度均对土壤水分影响明显,随着灌溉定额和灌溉水矿化度的增加,土壤含水率越大;灌溉定额与灌溉水矿化度均对土壤盐分影响明显,土壤盐分累积量随着灌溉定额和灌溉水矿化度的增加而增大;收获后与播种前相比,0~100 cm土层,除淡水充分灌溉处理脱盐外,其余各灌溉处理均呈现积盐,并且随着灌溉水矿化度的增大,盐分累积量也越大,其中灌溉水矿化度为6 g/L的轻度缺水灌溉处理积盐量最大,最大值为0.838 g/kg.     

滴灌带埋深对田间土壤水氮分布及春玉米产量的影响

地下滴灌是在滴灌技术日益完善的基础上发展而成的一种新型高效节水灌溉技术。本文以春玉米为研究对象,在一种砂壤土上使用压差式施肥罐和比例施肥泵两种施肥装置,研究了3种滴灌带埋深（0cm,15cm,30cm）对田间土壤水氮分布及作物生长的影响。田间春玉米滴灌小区试验的结果表明：滴灌带埋深影响田间土壤垂直剖面中水氮的分布状态;在本试验条件下,经过多次滴灌后,0cm埋深处理的地表滴灌其土壤剖面下部70cm以下土层的土壤含水量和NO3^-N含量均高于15cm和30cm埋深处理的地下滴灌;15cm和30cm埋深处理的地下滴灌其春玉米籽粒和鲜穗产量均显著高于0cm埋深处理的地表滴灌,以T区为例,15cm和30cm埋深处理的籽粒产量比0cm埋深处理的地表滴灌分别提高10．1％和11．6％,鲜穗产量分别提高5．6％和6．6％。     

地面灌灌水频率对土壤水与温度及春玉米生长的影响

针对华北地区降雨分布规律,以北京为典型试验区,在保证作物最优土壤水分下限和灌溉定额相同的条件下,研究了地面灌(水平格田灌)灌水频率对土壤水、热状况及春玉米根系分布和产量的影响.试验结果表明,在春玉米抽雄期以前实施的地面灌各处理中,高频灌溉下土壤平均含水率波动幅度较小,土壤水分能保持在一个比较稳定的范围;灌溉显著延迟气温对地温的影响,具有显著地平抑地温作用,地温受灌水过程、土壤含水率及作物冠层面积的影响较明显.灌水频率对春玉米根长密度在行间和行上的分布存在一定影响,高频灌溉能显著促进春玉米根系在上层土壤中的分布.此外,在人工灌溉和降雨相结合灌溉模式下,地面灌不同灌水频率下春玉米产量差异不显著,北京地区的春玉米地面灌水方法宜采用低频灌.     

不同灌水定额对膜下滴灌玉米的生长、产量及水分利用效率的影响

探究适宜多砾石砂土地区膜下滴灌玉米高产、高效节水的灌溉制度,针对该地区滴灌玉米缺乏相关灌溉制度的突出问题,采用大田小区对比试验的方法,研究不同灌水定额(300 m3/hm2(W1)、375 m3/hm2(W2)、450m3/hm2(W3)、525 m3/hm2(W4)、600 m3/hm2(W5))对玉米生理指标、产量及水分利用效率的影响。结果表明:提高灌水定额对玉米生理指标有促进作用,能够加速籽粒发育;灌水定额与产量、水分利用效率呈单峰曲线变化,与耗水量呈线性变化。灌水定额大于525 m3/hm2时,对生理指标和产量无显著影响。灌水定额低于450 m3/hm2时,作物生长发育受到抑制,严重影响了产量构成要素,使玉米最终产量受到限制。在W4处理下产量与水分利用效率达到峰值。综合试验分析表明,在多砾石砂土地区选择灌水定额为525 m3/hm2的灌溉制度较适宜。     

非生育期春灌灌水量对土壤盐分变化的影响

通过田间小区试验,分析3个不同滴灌棉田春灌灌水量1350、1800和2250 m3/hm2对盐分变化的影响。试验表明:在相同灌水量下,宽行、窄行和膜间3个不同行距的脱盐效果,宽行最好;3个灌水量下,1800 m3/hm2的灌水量对盐分淋洗效果较好。此结果可为当地春灌提供指导,对制定灌溉制度有一定的借鉴作用。     

不同滴头流量和灌水频率对玉米产量、耗水及水分利用效率的影响

针对河西走廊地区水肥利用效率低、膜下滴灌灌水技术参数尚待改进的现状,在河西走廊地区进行了不同灌水技术参数下的玉米田间试验,探究不同灌水技术参数下玉米耗水量、产量及水分利用效率的变化规律,试验设置了不同的滴头流量(2.0、2.5、3.0 L/h)和灌水频率(6、8、10、12、14 d)。通过试验研究发现,玉米耗水量随着灌水频率的降低呈现先增大后减小又增大的趋势,大滴头流量低频灌溉会使耗水量有所增加。耗水量随着滴头流量的增大呈现先增大后减小的趋势。玉米产量和水分利用效率随着灌水频率的降低呈现先增大后减小的趋势,在8～10 d的灌水频率时达到最大值。玉米产量和水分利用效率在2.5 L/h滴头流量下均处于较低水平,水分利用效率随着滴头流量的增大呈现先减小后增大的趋势。因此,在灌水频率较高(6～8 d)或较低(14 d)时,宜选用2.0或2.5 L/h的滴灌带,在中等频率(10～12 d)灌溉时,宜选用3.0 L/h的滴灌带。     

不同灌水处理对多砾石砂土膜下滴灌玉米 水分分布特征的影响

为探究不同灌水定额对多砾石砂土膜下滴灌玉米土壤水分分布的影响,采用大田小区对比的试验方法,分析30.0mm、37.5mm、45.0mm、52.5mm、60.0mm五种灌水定额对土壤水分分布的影响。结果表明:同一灌水处理条件下,土壤剖面含水率等值线分布形式的变化过程是"长轴在垂向的椭圆形-长轴在横向的椭圆形-单峰曲线"。灌水24h后土壤含水率达到一个相对的稳定状态,且土壤表面25cm内的含水率明显小于灌后0h土壤含水率;40cm深度处土壤含水率达到最大。不同灌水定额土壤含水率变化趋势一致,随灌水定额的增加含水率等值线图越接近于椭圆形;在垂直方向与水平方向土壤含水率增加幅度分别表现为:中部下部上部、左部中部右部;52.5mm灌水定额处理下不同深度的土壤含水率最接近田间持水率。试验分析认为在多砾石砂土地区52.5mm灌水定额处理是水分分布最优的灌水处理。