内蒙古自治区农牧业高效节水灌溉工程技术研究

近年来,内蒙古自治区膜下滴灌、大型喷灌等高效节水灌溉技术得到了快速发展,"内蒙古新增四个千万亩节水灌溉工程科技支撑"项目主要围绕种植作物玉米、大豆、马铃薯和牧草,开展了膜下滴灌、地埋滴灌和大型喷灌的灌溉制度试验及水肥一体化试验,得出了不同水文年型的优化灌溉制度和水肥一体化技术。在大型灌区节水改造技术方面,围绕渠道衬砌结构型式、新技术新材料应用、地面灌溉新技术、信息化技术等方面开展了大量试验研究,取得的多项技术成果已在实践中推广应用,为内蒙古自治区农牧业节水灌溉技术发展提供了科技支撑。     

节水减氮对日光温室番茄产量和 水氮利用效率的影响

为降低蔬菜园区经验水肥管理制度造成的资源浪费,提高作物水肥利用效率,探讨了滴灌和膜下沟灌两种灌水技术下,节水减氮对番茄根区深层渗漏量、番茄耗水量、产量和水氮利用效率的影响。结果表明:在采用60%~80%园区经验灌水量的条件下,番茄耗水量降低了17%~43%、水分利用效率提高了9%~59%,灌水量对产量影响不显著;而在50%园区经验施氮量的条件下,番茄增产9%~17%、氮肥利用效率提高12%~35%;滴灌与膜下沟灌相比,春夏茬各试验处理水分利用效率、氮肥利用效率和产量均值分别提高6.9%、8.4%和8.2%,秋冬茬分别提高4.1%、4.9%和5.3%。综合分析表明,与园区经验水氮用量相比,80%的经验灌水量、50%的经验施氮量不会显著降低产量,但可以显著提高水氮利用效率;滴灌与膜下沟灌相比能减少深层渗漏量,减少水肥资源的浪费。     

水肥耦合对设施塔菜花产量、品质及水肥利用效率的影响研究

以设施塔菜花为试材,通过设置不同灌水施肥处理,开展水肥耦合对设施塔菜花产量、品质及水肥利用效率等影响研究,通过对设施塔菜花生长指标、产量、品质指标、土壤含水量及灌水量等指标的监测,分析水肥耦合对作物耗水量、水分利用效率及肥料偏生产力响应机制.结果 表明:灌水施肥对设施塔菜花株高、冠幅等生长指标以及可溶性糖、果实水分、叶绿素及Ve含量等品质指标的影响不显著;全生育期内各处理耗水量在135.45～159.68 mm,日均耗水强度在1.01～1.19 mm/d;灌溉以及水肥交互响应对塔菜花产量及水分利用效率均达到极显著水平,产量及水分利用效率均以W2N2(高水中肥)处理最大,较其他处理分别增加4％～61％、7％～60％,高水中肥处理可提高作物产量及水分利用效率;不同灌水量、施肥量以及水肥交互响应对塔菜花肥料偏生产力的影响均达到极显著水平,肥料偏生产力以W2N1处理最大,较其他处理增加54％～171％,高水低肥处理可提高塔菜花的肥料的利用率;综合观测成果提出设施塔菜花适宜土壤水分灌水下限为田间持水量的80％,适宜追肥量为230 kg/hm2,研究成果对指导北京地区果蔬种植及灌溉有一定的指导意义.     

乌兰察布市马铃薯膜下滴灌适宜农作物技术研究

文章针对内蒙古乌兰察布市种植最为普遍的作物马铃薯,开展农艺配套技术试验研究,提出乌兰察布市马铃薯适宜的种植品种,提出测土配方施肥技术和耕作栽培技术,为马铃薯种植提高产量和水肥利用效率提供科学依据,为当地农业生产提供技术支撑。     

避雨微喷灌水肥一体化技术在桃树中的应用

避雨条件下微喷灌水肥一体化技术对桃子生长过程、糖度、产量影响的试验结果表明,该模式具有明显的节水、节肥、增产等特点。与常规灌溉施肥方式相比,与露天微喷灌水肥一体化技术相比,采用避雨微喷灌水肥一体化技术节水约2 157.0 m~3/hm~2,节水率为43.0%;与常规灌溉技术相比,能够节约用水6 280.4 m~3/ hm~2,节水率为68.7%,节约肥料862.1 g/hm~2,节肥率为37.1%;与普通灌溉施肥方式、露天微喷灌水肥一体化技术相比,采用避雨微喷灌水肥一体化技术能够提高桃子尺寸(横径及纵径)2,1 mm,糖度增加0.21、0.13,增产 1 874,1 349 kg/ hm~2,肥料产出率增加6 500、900 g/g。     

概论水肥一体化技术

水肥一体化技术是现代种植业生产的一项综合水肥管理措施,具有显著的节水、节肥、省工、优质、高效、环保等优点。水肥一体化技术意为灌溉和施肥结合的一种技术,国内根据英文"Fertigation"、"Fertilization"、"Irrigation"字意翻译成"水肥一体化"、"灌溉施肥"、"加肥灌溉"等多种叫法。"水肥一体化"这个称谓目前被广泛接受。肥料自身不会从管道流动,必须溶解于水才能随管道流动,这很容易区别于传统的施肥。针对具体的灌溉形式,又可称为"滴灌施肥"、"喷灌施肥"、"微喷灌施肥"等。     

黑土区水肥一体灌溉化对玉米叶面积与叶绿素变化影响研究

通过精准控制测坑试验,研究膜下滴灌水肥一体化条件下玉米不同生育期叶面积指数LAI与叶片叶绿素变化规律。结果表明,低水灌溉条件下,在灌浆期低水中肥试验处理的LAI分别比低水低肥、低水高肥和低水无肥处理提高了8.9%、6.9%和10.2%。高水灌溉条件下,灌浆期高水中肥处理的LAI分别比高水低肥、高水高肥和高水无肥处理提高了18.9%、6.3%和28.8%。施氮量对玉米叶绿素的影响大于灌水量,随着灌水量增加,施氮量对玉米叶绿素的影响越小。10 mm和20 mm单次灌水量对玉米叶绿素含量无显著影响,不同施氮量水平对玉米叶绿素含量具有显著影响。建立的玉米叶面积指数方程和叶绿素含量方程达到了显著水平。     

不同水肥处理对膜下滴灌玉米农田养分及产量品质的影响

减施化肥增施有机肥是未来农业发展的主要任务之一,其改善土壤理化性质、调控土壤微生物区系结构的优势明显。为了进一步研究膜下滴灌条件下施用微生物有机肥对土壤养分及玉米产量品质的影响,探索适宜的水肥运筹模式,在民勤绿洲红崖山灌区以“郑单958”为材料开展膜下滴灌条件下不同水肥调控模式对玉米农田养分及产量品质的影响试验。通过测定玉米农田有机质、碱解氮、速效磷、速效钾、产量、品质等指标,分析了不同水肥调控模式对农田养分含量及吸收利用、玉米产量、品质的影响及调控效应。结果表明,施用微生物有机肥配合适宜的灌水条件均可提高土壤有机质、碱解氮、速效磷、速效钾含量,对土壤质量有明显的提升和改善作用,可提高肥料利用率。施用有机肥对玉米产量形成有积极作用,可提高玉米蛋白质与粗淀粉含量,其中G2F2产量最大,为15968.8kg/hm²,较CK提高15.4%;F1、F2、F3蛋白质含量较CK提高3.5%～7.8%、6.4%～9.2%和7.6%～14.2%,粗淀粉含量提高0.5～2.1%、0.3%～2.1%和0～2.6%。建议在实际种植中可采取G2F2模式,灌水定额42～48mm,灌水频率依...     

冬小麦水肥生产函数最小二乘法回归建模及分析

将最小二乘回归应用于北京市水利科学研究所永乐店试验站冬小麦水肥生产函数建模,建立了合理的、具有较强稳定性和预测能力的水肥生产函数模型。由该模型可知,水、肥2个因素都具有明显的增产效应。水肥耦合效应表现为水肥对产量的协同作用关系。随着作物耗水量的增加,化肥的利用效率得到提高,而增加化肥的投入量又能提高水分利用效率。     

山东省设施黄瓜水肥一体化滴灌技术应用研究

水肥一体化滴灌技术是提高设施蔬菜水分利用率的有效途径之一。本文设置了三个不同施肥量处理,对滴灌施肥与畦灌冲肥做了比较。试验结果表明：设施黄瓜采用水肥一体化滴灌技术具有较好的节水节肥效果,能够提高黄瓜产量,改善黄瓜品质,同时提高水分利用率。水肥一体化滴灌技术虽然需要投入一定的成本,但依然能够获得一定的经济效益。本试验可为今后水肥一体化滴灌技术在设施黄瓜上的推广应用提供一定的理论基础和技术支持。     

生物有机肥与水分联合调控下稻田土壤氮素变化规律

为了探究生物有机肥和控制灌溉联合调控下稻田土壤氮素变化的特征和规律,开展了水稻小区种植试验。试验设置2种灌溉模式（常规淹灌（F）、控制灌溉（C））和3种施肥模式（全施化肥（A）、生物有机肥等氮替代15%化学氮肥（B）、生物有机肥等氮替代30%化学氮肥（C））,分析水稻生育期内土壤铵态氮与硝态氮含量的变化特征。试验表明：至水稻分蘖期时,相同灌溉模式下,配施生物有机肥处理的稻田土壤铵态氮含量均值均低于全施化肥处理,降幅为19.85%~48.78%,土壤硝态氮含量均值是生物有机肥等氮替代30%化学氮肥的处理低于全施化肥处理,降幅为15.35%~33.08%;而从水稻拔节期起,相同灌溉模式下配施生物有机肥处理的稻田土壤铵态氮平均含量比全施化肥处理增加了12.71%~56.26%,除FB处理硝态氮含量降低外其余配施生物有机肥处理的土壤硝态氮平均含量比全施化肥处理增加了19.21%~105.80%。控制灌溉的水稻全生育期土壤硝态氮含量显著高于常规淹灌（P＜0.05）,而土壤铵态氮含量则是常规淹灌高于控制灌溉。结果表明：生物有机肥配施化肥有利于水稻分蘖期后土壤铵态氮和硝态氮含量的积累,提升了稻田土壤氮素的养分累积,其中生物有机肥等氮替代15%化肥的效果较好。控制灌溉使得土壤硝态氮含量增加,同时也减少了土壤铵态氮的含量。综合考虑环境与经济效益,控制灌溉与生物有机肥等氮替代15%化肥的稻田水肥管理模式较好。     

咸水灌溉下制种玉米水分利用效率的研究

为了探究石羊河流域地下咸水资源的利用方式,在西北干旱区的石羊河流域开展了咸水灌溉田间试验,通过测定土壤含水率和制种玉米产量指标,研究咸水灌溉对制种玉米耗水量、产量、水分利用效率和灌溉水分利用效率的影响.研究结果表明:在相同灌溉水量条件下,不同灌水矿化度对制种玉米的耗水量影响不明显;随着灌水矿化度的增加,制种玉米的产量逐渐降低,3 g/L的微咸水灌溉与淡水灌溉相比,减产幅度在20%以下,而9 g/L的高矿化度的咸水灌溉减产幅度在30%以上;水分利用效率和灌溉水分利用效率具有与产量类似的规律.因此,在研究区短时期采用3 g/L以下的微咸水进行灌溉,对制种玉米减产幅度、水分利用效率和灌溉水分利用效率的影响较小.     

现代灌溉水肥精量调控原理与应用

过去15年间,中国水利水电科学研究院水利研究所瞄准现代灌溉农业集约化和精量化发展目标,重点围绕不同生态区域、不同尺度农田的水肥施用与多过程综合调控中存在的问题,系统开展了现代灌溉水肥精量调控研究,取得了系列化的成果:考虑土壤空间变异和层状质地对水肥分布的影响,改进了微灌系统的设计方法;在干旱区和半湿润区等不同气候区,选取小麦、玉米、棉花和蔬菜等典型作物,全面考虑水力学参数、土壤水肥动态和淋失、环境参数以及作物产量和品质等因素对微灌均匀系数的响应机制进行研究,提出了微灌均匀系数分区标准;在国内率先开展了变量灌溉理论和控制技术的研究,发展了适用于缺水地区的非充分变量灌溉理论;从系统安全、环境安全和水肥高效利用出发,揭示了再生水滴灌对系统性能和环境的影响机制,定量评价了再生水中养分的有效性;研发了低压高均匀灌水器、多功能系列喷头和智能灌溉施肥机等装置,实现了灌水施肥性能的提升;形成了区域化的喷、微灌水肥高效利用模式。上述成果为进一步提高农田水肥利用率、推动喷、微灌理论和技术进步提供了支撑。     

现代灌溉水肥调控原理与技术研究进展

我国一般年份农业缺水约300亿m3,农业水肥利用率主要指标相当于国际先进水平的60％～70％,农业缺水和面源污染问题日益突出,严重影响国家粮食安全和生态安全.本文综述了创新团队在现代灌溉水肥调控原理、技术与模式等方面所开展的研究工作进展.通过多年的研究,发展了现代灌溉施肥变量调控理论方法,提出了精量滴灌水肥高效调控技术...     

基于AquaGIS模型的盈科灌区制种玉米农业用水效率分析

盈科灌区是黑河流域中游绿洲典型灌区之一,该灌区农业用水效率较低,农业用水矛盾十分突出。制种玉米是灌区主要种植作物,研究制种玉米的优化灌溉制度对实现该区域农业用水可持续发展具有十分重要的意义。利用分布式作物模型AquaGIS模型,基于盈科灌区土壤质地的空间变异性对该灌区制种玉米灌溉制度进行了优化,提出了适合灌区实际配水情况的最佳灌溉制度。通过灌溉制度优化,灌区制种玉米蒸散发量减少36~53mm,水分生产率WPET增加5%左右,灌溉水生产率WPI增加25%~48%,极大地提高了灌区农业用水效率。同时,对该灌区不同水文年灌溉制度进行优化,综合对比灌区制种玉米WPET、WPI和产量,其中丰水年灌溉3次、平水年灌溉4次、枯水年灌溉5次可以实现农业用水效率最高,为灌区高效节水灌溉提供理论指导。     

水肥耦合规律试验研究

不同的水肥处理对于水稻的长势形态和生理状态的影响是不同的,随着农业水资源的日益紧缺,以减少水稻的灌溉用水和肥料高效利用实现水稻稳产高产的各项理论技术研究受到广泛重视.     

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.     

沼液水肥一体化防堵塞灌溉系统在蜜桔园的推广应用研究

本文提出一种沼液水肥一体化防堵塞灌溉系统,并在新余市罗坊沼气站的蜜桔园进行推广应用。结果表明：在经过较长时间运行后流量未见明显损失,仍能保持原有效率,沼液过滤系统能够很好地将大中小固体颗粒除去,不易堵塞,保证处理后沼液满足作物正常生长使用。采用沼液水肥一体化防堵塞灌溉系统每亩平均减少肥料量50%,每亩产量平均增产2.8%,节本增收的经济效益平均每亩可达245.5元,经济效益显著,该沼液水肥一体化防堵塞灌溉系统适宜在南方果园推广应用。     

鲜食葡萄无核白滴灌水肥一体化试验研究

通过鲜食葡萄无核白水肥一体化试验研究发现,果实膨大期耗水模系数达到50%以上,是鲜食葡萄需水关键期;低氮水平下,鲜食葡萄前期轻度亏水后在后期复水能够刺激新稍分化生长,充分供水条件下较高的施氮水平能够促进葡萄LAI的生长;充分供水条件下高氮有利于葡萄产量的进一步提高,重度亏水下高氮对葡萄产量积累最为不利;轻度亏水能够在保证产量的基础上提高葡萄WUE。     

不同耕作与灌溉施肥方式对夏玉米水分利用效率的影响

为了探究北京地区夏玉米适宜的耕作和灌溉施肥方式,开展了夏玉米野外田间试验,试验设置了4个处理,分别为不起垄高灌中肥处理(AE)、不起垄低灌高肥处理(BF)、不起垄低灌中肥处理(BE)和起垄不灌低肥处理(CD)。通过测定夏玉米生育期内的土壤含水率、生长及产量指标,研究不同耕作与灌溉施肥方式对夏玉米水分利用效率的影响。研究结果表明:起垄CD处理夏玉米生育期内的土壤含水率变化不明显,不起垄处理夏玉米生育期内的土壤含水率变化明显,在垄作方式相同情况下土壤含水率随着灌溉水量和施肥量的增加而增大;夏玉米产量随着灌溉水量和施肥量的增加而增大,不起垄AE处理的产量最大,为10 768 kg/hm~2,起垄CD处理与不起垄AE处理相比,夏玉米产量减产12.86%,起垄CD处理对夏玉米的产量的影响较小;起垄CD处理与不起垄AE处理具有相同的夏玉米水分利用效率,为2.29 kg/m~3。因此,在试验区种植夏玉米,采用起垄不灌溉低肥的方式可以提高夏玉米的水分利用效率,对夏玉米生长及产量影响较小,可以达到节水节肥的目的。