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。     

不同覆膜模式下调亏灌溉对土壤积温和玉米生长的影响

为了揭示不同覆膜模式下调亏灌溉对土壤温度、玉米生长和产量的影响效应,于2021年在兰州市永登县试验站基地开展玉米覆膜与调亏灌溉试验,设计覆盖普通白色地膜(M1)、黑色地布(M2)、生物降解膜(M3)、液态地膜(M4)4种覆膜模式,设置充分灌溉(D1)和轻度水分胁迫(D2)2种补充灌溉制度,共8个处理。以普通白色地膜覆盖结合充分灌溉(D1M1)为对照,分析各处理对土壤温度、玉米生长和产量的影响。结果表明：普通白色地膜(M1)增温效果最好,液态地膜(M4)增温效果最差;相同覆膜模式下,不同水分胁迫处理间土壤温度差异不显著。不同覆膜模式对玉米生长和产量等影响有所不同,轻度水分胁迫对玉米产量影响不显著,覆膜模式和水膜交互作用对玉米产量影响极显著(P<0.01),表现为覆膜模式的影响大于水膜交互作用的影响。D2M1(白色地膜覆盖结合轻度水分胁迫)处理产量最高,为19 761.32 kg/hm²,显著高于其他处理。D1M3(生物降解膜覆盖结合充分供水)处理产量稍高于对照,考虑环境友好因素D1M3种植模式有利于灌区可持续发展。     

不同生育期补灌对覆膜马铃薯土壤水及水分利用效率的影响

以马铃薯为试验材料,研究了不同生育期补灌对马铃薯土壤水及水分利用效率的影响。试验共设计5种处理模式(T1、T2、T3、T4、T5):T1平地种植,全生育期不灌水;T2到T5处理为沟垄覆膜栽培模式,补灌时间依次为播种期、苗期、发棵期和薯块膨大期。试验结果表明,T4和T5处理中40～80cm剖面段的水分消耗显著,分别为25.6mm和27.4mm;从产量及其构成来看,T4处理的产量为24 984kg/hm2,其大薯和中薯的产量为14 490.7kg/hm2,商品率最高;从水分利用效率和灌溉水利用效率来看,T4和T5处理最优。总体而言,在发棵期实施补灌的T4处理是一种能有效节水增产的限额补灌模式。     

沙漠绿洲灌区棉花苦咸水利用节水高效技术及效应

根据多年试验资料，针对民勤干旱缺水，无霜期短，苦咸水资源利用效率和效益低的实际．研究提出了超早熟区苦咸水灌溉棉花节水高效生产技术，即低拱棚种植技术、地膜覆盖技术、足墒播种技术、矮杆密植技术和控水灌溉技术等。试验证明：苦咸水区发展地膜棉花节水高效，籽棉产量达4300～4800kg／hm2，净效益19560元/hm2，水效益达4.74元／m3，是春小麦的4．56倍，春小麦-玉米“带田”的4．69倍，瓜类的2．14倍。发展低拱棚地膜棉花是苦咸水区农民脱贫致富奔小康的有效措施，其籽棉产量达6000～7500kg/hm，净效益可达26505元／hm2，是春小麦的4.6倍，“带田”的2.86倍，瓜类的2.93倍；水效益662元／m3，分别是春小麦、“带田”、瓜类的6．37倍、6．55倍、3.15倍。发展低拱棚及地膜棉花是苦咸水资源高效合理利用的有效途径，也是干旱缺水区水资源可持续高效利用的重要途径之一。     

覆膜种植夏玉米需水规律的试验研究

通过大田试验研究了覆膜种植夏玉米需水规律,并计算得出覆膜种植条件下相应作物系数Kc值为0.552~1.184以及作物水分利用效率达16.93 kg/(hm2·mm)-1,得出覆膜种植能有效提高作物水分利用效率。为更精确的确定覆膜种植夏玉米灌溉制度提供理论基础,从而为干旱地区发展覆膜节水农业技术提供一定的理论依据。     

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。     

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。     

不同沟垄集雨方式对旱地燕麦耗水强度及产量的影响

沟垄覆膜集雨技术在旱区农业中的显著节水增产作用,使其在我国西北半干旱农业区得到了广泛地应用。为了研究适宜于燕麦的沟垄集雨方式,分析其耗水规律,丰富沟垄集雨模型,设计了4个处理:T1—平地种植,T2—沟垄不覆膜不供水种植,T3—沟垄覆膜不供水种植,T4—平地充分供水种植。结果表明:(1)在燕麦的主要生育阶段,除T4处理之外,T1处理的耗水量要高于T2和T3处理;(2)T3处理显著地增加了耕作层0～30cm剖面的土壤水分,达到6.93mm,而T1处理土壤各剖面的水分消耗量最高;(3)T4处理的产量最高为1 854kg/hm2,T3处理的产量为1 611.2kg/hm2,T4较T3高242.8kg/hm2。而在不供水的各处理之中(T1、T2、T3),T3较T1和T2分别增产28.1%和27.8%;(4)T4处理各产量构成为各处理中最高,T3处理显著降低了燕麦的千粒重,其值仅为13.9g,其余主要指标均显著高于T1处理。     

北方旱区覆膜滴灌对玉米生长发育及水分利用的影响

在北方旱区采用大田对比试验,研究了传统种植、覆膜种植、滴灌种植和覆膜滴灌种植技术对玉米生长发育以及水分利用的影响。试验结果表明:覆膜滴灌技术既能使玉米出苗时间提前,又能在生长期增加玉米株高和叶面积。与传统种植相比,覆膜滴灌技术对玉米产量和水分利用效率增幅效果要好于单独使用覆膜技术或单独使用滴灌技术。从增加作物产量和农业节水角度综合考虑,覆膜滴灌技术是比较适合北方旱区的节水高产种植措施。     

宁夏中部干旱带雨水集蓄利用技术及发展

雨水集蓄利用技术是宁夏中部干旱带解决人蓄饮水及干旱缺水、促进雨水资源化和实现农业可持续发展的一项关键技术。通过对宁夏中部干旱带雨水集蓄利用技术的发展现状进行调查分析，提出了发展宁夏中部干旱带先进、高效、雨水集蓄利用技术的具体措施。     

宁夏半干旱区玉米滴灌灌溉制度试验研究

为了促进宁夏半干旱区节水灌溉技术的推广应用,本文针对宁夏扬黄灌区规模推广玉米大田滴灌缺乏相关滴灌灌溉制度的突出问题,采用大田小区对比试验与示范区技术应用监测相结合的方法,开展了玉米裸地滴灌灌溉制度试验研究。在综合分析玉米生育期灌溉定额、土壤含水率变化、耗水量、作物产量、水分生产效率的基础上,研究提出了玉米生育期滴灌11~12次、灌水定额300~450 m3/hm~2,灌溉定额4 200~4 425 m3/hm~2的滴灌灌溉制度。研究结果表明:玉米大田滴灌目标产量15 000 kg/hm~2,水分生产效率达到3.0 kg/m3,玉米滴灌较大田畦灌可提高经济效益3 735元/hm~2,同时节水1 800 m3/hm~2、节水30%以上。     

黄河三角洲水土资源空间匹配格局探析

水土资源二者在空间上的匹配程度直接影响着区域农业的可持续发展、资源的可持续利用。本文以黄河三角洲中心城市东营市及所辖区县为研究区域,分析了该区域水土资源空间分布的差异、构建了水土资源匹配测算模型、测算了水土资源匹配系数、划分了水土资源空间匹配程度。结果表明:该区域水土资源总体呈现出"土地资源丰富,水资源缺乏"的态势;东营市水土资源匹配系数为0.19万m3/hm2,低于山东省平均水平0.30万m3/hm2,更远远低于全国平均水平1.72万m3/hm2,东营市各区县水土资源匹配系数利津县最低0.07万m3/hm2,广饶县最高0.42万m3/hm2,相差达到0.35万m3/hm2。研究区水土资源空间匹配程度总体呈现出"南高、北次之、中间低"的格局;地表水资源短缺、地下淡水资源非常有限,是导致黄河三角洲水土资源空间匹配程度差的主要限制因子。     

不同水肥耦合对宁夏枸杞生长、产量及品质的影响研究

为了探讨不同树龄枸杞的生长量、产量及品质对水肥供给差异的响应特征并提出合理的水肥制度,2017—2020年连续开展大田试验,以宁夏中部干旱区宁杞七号枸杞为研究对象,设置灌水量和施肥量2因素3水平试验处理,定位监测各处理枸杞的基径、株高、新梢茎粗与条长等生长指标,以及干果产量、百粒重、粒度等产量指标和营养成分含量的品质指标,分析不同水肥供给对枸杞长势、产量及品质的影响,并提出合理的水肥耦合制度,为干旱区枸杞的田间水肥管理提供科学依据。结果表明：2017—2020年,各处理枸杞基径年均增长量为3.5~5.8 mm/a,BF2处理（中水中肥）基径的4 a累计增量最大,为19.9 mm,较对照组（CK）大31%;株高年均增长量为13.4~26.2 cm/a,CF2处理（高水中肥）的株高年均增幅最大,为30.9 cm/a;新发枝条茎粗增长量平均为2.3 mm/a,BF2处理的新梢条长4 a累积增长量最大,为148.8 cm;枸杞鲜干比为3.89~4.55,平均百粒重为20.77 g,2017—2019年粒度为305~330粒,果品均达到特级;BF2处理枸杞甜菜碱含量最高,为9.0%,CF3处理（高水高肥）枸杞多糖含量最大,为7.4%;蛋白质平均含量为11.09%~12.08%,氨基酸含量平均为7.35%。通过综合分析提出宁夏中部干旱带4~7年龄宁杞七号枸杞最优水肥制度：灌溉定额为3 750 m³/hm²（其中春灌为450 m³/hm²,生育期灌水为2 700 m³/hm²,冬灌为600 m³/hm²）,施肥量为720 kg/hm²（施肥8次,单次施肥量为90 kg/hm²）。     

水足迹视角下辽宁省春玉米生育期水土资源匹配特征研究

随着气候变化及种植结构调整,农业水土资源配置状况发生改变,研究农业水土资源匹配特征对农业可持续发展具有重要意义。基于作物生产水足迹视角,采用广义农业水土资源匹配系数的计算方法,对 1985—2018年辽宁省春玉米生育期的水土资源匹配特征进行分析。结果表明：1985—2018 年间辽宁省春玉米农业水土资源匹配系数变化波动明显,总体以 14 m³/（hm²·a）增长,多年平均农业水土资源匹配系数值为 5733 m³/hm²。同时,1985—2018 年间辽宁省春玉米农业水土资源匹配状况呈现向好趋势,东部农业水土资源匹配良好的地区增多,西北部农业水土资源匹配较差的范围缩小。未来辽宁省玉米种植结构调整,应立足各地区农业水土资源匹配特征,构建水土资源空间均衡的农业生产体系。     

碎麦秸垫膜覆盖对民勤绿洲食葵产量及土壤酶活性的影响

为解决民勤绿洲灌区水资源短缺、土壤耕层状况恶化、食葵产量不佳等问题,在民勤灌区设置无覆盖(CK)、秸秆覆盖(S)(秸秆量为4 500 kg/hm²)、地膜覆盖(F)、碎麦秸垫膜覆盖(SF₁)(秸秆量为4 000 kg/hm²)、碎麦秸垫膜覆盖(SF₂)(秸秆量为4 500 kg/hm²)5个处理,采用当地农户普遍的灌溉水平(750 m³/hm²),研究了食葵生长状况及土壤酶活性的变化。结果表明：碎麦秸垫膜覆盖(SF₁)处理下土壤温度显著高于其他处理,并且有着更高的保水效果,保证了食葵的正常生长发育;碎麦秸垫膜覆盖(SF₁)条件下平均出苗率较CK处理提高了12.1%(P<0.05),较S处理的出苗率提高了9.7%(P<0.05);碎麦秸垫膜覆盖(SF₁)条件下食葵产量达到4 780.95 kg/hm²,较SF₂、F、...     

基于SD模型的张掖盆地水资源生态足迹核算与预测

根据水资源生态足迹模型,通过构建张掖盆地水资源利用SD模型,设计5类不同情景来核算和预测现状（2000—2020年）和未来（2021—2050年）张掖盆地水资源生态足迹和生态承载力。结果表明：对于现状,人均水资源生态足迹、生态承载力和生态盈亏均值分别为3.517、0.272和-3.245 hm²/人,水资源生态压力指数和生态足迹强度均值分别为12.969和2.822 hm²/10⁴元;农业用水在张掖盆地水资源生态足迹核算中占绝对优势但占比在下降,农业领域是节水的重点且潜能较大;水资源生态足迹强度明显下降（降幅90.21%）,证明了张掖盆地用水效率的上升;张掖盆地的水资源利用压力较大。平均而言,预测期内张掖盆地不同情景中人均水资源生态足迹均大于人均水资源生态承载力,由此导致人均水资源生态亏损的出现;各情景下水资源生态压力指数和生态足迹强度均值分别为12.932、13.483、10.055、12.698和9.846及0.281、0.206、0.201、0.281和0.196 hm²/10⁴元,未来时间里张掖盆地的水资源利用仍然处于不安全的状态。2021—2050年张掖盆地无法有效缓解水资源利用紧张的状况,需采用经济发展与水资源保护兼顾的发展方案,推荐政府部门采用情景ZS₅。因此,张掖盆地未来水资源利用需要全社会、各部门的通力合作,不断提高水资源利用效率,大力推进节约用水措施和技术的普及与应用,才能确保水资源的可持续利用。     

基于DNDC模型的东北半湿润区膜下滴灌玉米施肥制度优化

东北半湿润地区玉米生育期内的降雨量通常较多,给田间试验开展施肥制度优化研究带来一定困难。本文结合田间试验结果,利用DNDC模型优化了玉米膜下滴灌施氮次数和施氮比例。其方法是在对DNDC模型参数进行敏感性分析的基础上,分别利用2012和2011年东北膜下滴灌玉米田间试验数据对DNDC模型中作物参数进行率定和验证,最后利用验证后的模型优化出适宜的施氮次数和施氮比例。研究结果表明,对玉米吸氮量和产量影响较大的参数为大气CO_2浓度、作物需水量、降雨量和籽粒C/N等;验证后的模型能较精确模拟玉米的产量和吸氮量,而对玉米的生长动态模拟精确度相对较差;当土壤初始无机氮含量在60 mg/kg时,东北半湿润区膜下滴灌玉米的适宜施氮量为150~200 kg/hm~2,且在玉米抽穗期和灌浆期以1:3的比例施入氮肥可使氮肥的淋失量减少,而产量也可保持在较高水平。     

膜下滴灌不同灌水定额及水氮耦合对打瓜耗水规律的影响

为研究不同灌水定额和不同施氮量对北疆打瓜耗水规律的影响,2016-2017年在新疆阿勒泰地区灌溉试验站陆续开展2 a大田打瓜灌水试验,讨论连续2 a不同灌水定额及水氮互作下打瓜耗水规律。2016年试验设置5个不同的灌水定额分别为300、375、450、525、600 m~3/hm~2。2017年设置3个不同灌水定额分别为300、450、600m~3/hm~2,3个不同施氮量分别为0、138、276 kg/hm~2,共9个处理。研究结果表明:不同灌水定额和水氮互作下打瓜旬均耗水量变化规律均呈先增大后减小变化规律;耗水量、耗水强度和果实膨大期的耗水模数随着灌水定额增加而呈"增大-平缓"态势;打瓜作物系数随灌水定额增加而增大,且在0. 360～0. 431间变化,其中600 m~3/hm~2灌水定额耗水量、耗水强度和作物系数最大;合适的水氮供给量有利于打瓜耗水模数、作物系数、耗水量和耗水强度增大,作物系数在0. 317～0. 445间变化;与其他生育阶段相比,不同灌水定额和水氮互作均在果实膨大期对打瓜耗水量、耗水强度和作物系数的影响最大。研究可为理解大田打瓜的耗水特性和当地打瓜节水高效生产提供依据。     

黄土高原农业水资源有效管理技术研究

通过对黄土高原农业水资源状况及干旱发生规律的分析 ,认为黄土高原主要作物生长需水关键期恰好处于土壤水分的低值槽期 ,降水的高峰值又和土壤水分蒸发期同步 ,加之土壤水分变化幅度较大 ,贮水效率低 ,表现出土壤水分稳定性亏缺的常住性。黄土高原农田水分供需状况因作物种类和地区分布不同而异。通过大量的调查 ,提出黄土高原地区水资源高效开发利用的技术策略