膜下滴灌和淹灌两种栽培模式下水稻光合生理特性的研究

以粳稻品系T-04和T-43为试材,通过盆栽控水试验,比较了在膜下滴灌和淹灌两种栽培模式下乳熟期叶片的光合色素含量、光合特性、叶绿素荧光参数和渗透调节物质含量的差异,分析了两种栽培模式下的水分利用效率和产量构成因素。结果表明,在膜下滴灌栽培模式下,2个水稻品系的水分利用效率显著高于淹灌,叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素含量均降低;最大净光合速率、胞间CO2浓度、气孔导度、蒸腾速率显著降低,表明光合速率下降受叶绿素含量和气孔的双重影响;表观量子效率、羧化效率、ΦPSII、电子传递速率、Fv/Fm均显著降低,说明光合色素含量降低导致PSⅡ反应中心捕光能力减弱和光化学转化效率降低,从而使叶片光合速率降低;可溶性糖、可溶性蛋白均显著低于淹灌栽培;丙二醛、脯氨酸含量高于淹灌栽培,说明滴灌栽培水稻植株的膜脂过氧化加剧,细胞膜系统受到一定程度的破坏,通过主动积累渗透调节物质,适应干旱胁迫。膜下滴灌栽培水稻单位面积有效穗数和结实率显著降低,导致最终减产。

高浓度沼液淹灌土水系统中氮、磷和有机物的动态变化

通过室内静置培养模拟试验,研究了高浓度沼液淹灌稻田土壤后上覆水和土壤中氮、磷和有机物的动态变化特征。结果表明,全沼液淹灌处理的上覆水中总磷和NH+4-N浓度分别在30 d和50 d内降低到允许排放标准以下;降低灌溉沼液的浓度,可缩短排放达标所需时间;但硝态氮浓度经过迅速下降后又会显著升高,全沼液灌溉处理100 d后,上覆水中NO-3-N的浓度比灌溉初期提高了44.9%。灌溉沼液中污染物浓度的降低,主要是降解和挥发作用的结果,只有少部分留在土壤中。因此,在水田休闲期进行高浓度的沼液淹灌,不仅可以消解和净化沼液中污染物质,还能有效改善土壤养分性质,不会引起土壤中氮、磷和有机物质的过量积累。

温室土壤盐分在浸水淹灌作用下的垂直再分布

以露地土壤(栽培芹菜)为对照,对上海郊区栽培年限5年(栽培西瓜)和9年(栽培番茄)的温室土壤进行浸水淹灌处理96h,研究不同栽培年限温室土壤剖面盐分在浸水淹灌后的垂直再分布规律。结果表明:露地土壤的表土层(0～15cm)、次表土层(16～30cm)及心土层(31～60cm)的各盐基离子均有向下淋洗运移的趋势。对温室土壤而言,淹灌后表土层盐分含量有所下降,次表土层盐分含量明显高于灌水前的初始含盐量,心土层盐分含量变化甚微。这说明温室土壤表层的盐基离子随着淹灌土壤水向下运移,并非直接洗脱进入地下水体,而是在土体的次表土层内受阻并逐渐聚集。栽培年限5年和9年温室土壤次表土层的平均容重分别为1.48和1.54mg·m-3,表明在温室土壤的次表土层可能已经形成一个容重较大的紧实层,阻断温室土壤的毛管孔隙作用,阻碍浸水淹灌时土壤毛管水携盐下行运动,使得土壤次表土层含盐量明显上升。

淹灌稻田的暗管排水中氮素流失的试验研究

为研究淹水稻田在排水条件下的氮肥流失规律，在上海青浦农田水利试验站进行了田间试验。试验资料分析表明，在淹水层中施肥后氮素（ＮＨ＋４ － Ｎ 或ＮＯ－３ － Ｎ）浓度衰减呈指数消退。在稻、麦连作田块，水稻生长期内，氮的挥发损失较大，而通过暗管排水流失的氮素占全部损失量比例较小。当控制沟水位及田面水层的水位差，合理控制稻田渗漏量时。

膜下滴灌和淹灌对水稻叶片PSⅡ叶绿素荧光光响应曲线的影响

为探明水稻在膜下滴灌和淹灌2种栽培模式下叶绿素荧光参数的差异,以T-04、T-43、T-66、T-69水稻品系为试材,大田环境条件下,采用膜下滴灌和传统淹灌2种栽培模式种植。测定并分析2种栽培模式下,每个材料在分蘖期、孕穗期、抽穗期、乳熟期、蜡熟期5个生育期叶片的快速叶绿素荧光诱导动力学曲线。结果发现,不同研究材料之间,同一材料在不同生育期,不同栽培模式下叶绿素荧光参数具有明显差异,其中大部分差异达到显著水平(P<0.05)。膜下滴灌栽培模式下,分蘖期T-43、T-66、T-69的α值,T-04、T-43、T-66、T-69的Pm值,T-04、T-66、T-69的Ik值高于淹灌;孕穗期T-04、T-43、T-69的α值,T-04、T-43、T-66、T-69的Pm值,T-43、T-66、T-69的Ik值高于淹灌;抽穗期T-04、T-43、T-66的α值,T-04、T-43、T-66、T-69的Pm值,T-43、T-66、T-69的Ik值高于淹灌;乳熟期T-43、T-66的α值、Pm值,T-04、T-66、T-69的Ik高于淹灌;蜡熟期T-04、T-43、T-66、T-69的α值、Pm值,T-43、T-69的Ik值高于淹灌。由此得出,滴灌栽培模式下,叶片的光能利用效率、最大光合能力、半饱和光强总体上高于淹灌,进一步可说明,水稻在该模式下,叶片的光合机构并未受到干旱胁迫,作为一种全新的水稻节水栽培方式,在保证高产的同时,还可充分提高水分利用效率。

用TDR确定沙壤土非饱和淹灌条件下NH_4^+的硝化反应及NO_3^-的入渗迁移

对于沙壤土柱实验，用ＴＤＲ（时间域反射计）结合土壤抽提液的溶质分析，研究了在非饱和灌溉条件下的硝化和ＮＯ－３的迁移．测得的土壤体电导率与土壤抽提液的电导率之比和土壤含水量成线性关系，籍此用ＴＤＲ可以确定非饱和灌溉条件下土壤中溶质浓度的变化规律；硝化过程是在土壤表层的不连通的小孔隙中进行的，几乎不受水分运动的影响；由示踪剂Ｂｒ－的入渗及土壤表层的ＮＯ－３（相当于ＴＤＲ测得的电导率值）入渗分布得出，入渗是按活塞推移作用进行的，借此方法可以研究非饱和入渗的机理．

稻田淹灌期土层剖面上压力分布和稳定渗流强度的分析和计算

本文论述了稻田土层剖面特征和下渗强度对于水稻生长、稻田水管理、排水系统规划设计和农业生态环境评价的重要意义。根据达西方程推导了稻田淹灌期在犁底层或粘性土层的下部和底土层的上部形成非饱和流动的判别条件,根据Gardner的非饱和水力传导度与负压水头成指数关系的K(h)描述模型,推导出通过稻田土层剖面下渗强度q的解析表达式,及两个非饱和区域内的负压水头分布方程。根据文献[5]提供的实测资料,应用本文有关方程分析和计算了二层土中的下渗强度和非饱和区域内的负压分布,所得结果与该文献中的实验观测和数值分析结果完全一致。本文结果可用于分析由任何三种不同土质组成的层状土层剖面中的饱和-非饱和下渗流动问题。

淹灌量和施氮量对黄河三角洲地区棉花生殖分配的影响

通过田间试验,研究了淹灌量和施氮量对黄河三角洲地区棉花生殖分配的影响。结果表明:淹灌量和施氮量对棉花生殖分配有极显著影响,二者有着极显著交互影响。淹灌水深5 cm比水深10 cm有着低的生殖分配,这与其高的枝生物量比有关。适宜的施氮量能够增加生殖分配。相关分析表明,生殖分配与其他器官分配呈显著或极显著负相关。随水肥条件的改善,生殖分配与植株生物量之间由负相关变为正相关。

围框淹灌仪器法测定土壤田间持水量试验研究

田间持水量是重要的土壤水分常数之一,是开展墒情评价和旱情分析,指导科学灌溉不可缺少的基础信息。传统的土壤田间持水量测定方法操作复杂,给土壤墒情评价带来一定难度。通过将先进的无线土壤测量传感技术与传统的围框淹灌法相结合,提出了一种基于无线传感器的新方法,利用“滑动平均含水量法”和“移动平均法”计算确定土壤田间持水量,并在陕西、北京、吉林和河北不同土壤类型的农田开展验证试验。结果表明,与传统环刀法相比,围框淹灌仪器法测定结果的平均相对误差为4.89%,不同质地土壤上测定结果均比较稳定,两种方法测定的田间持水量随土层深度的变化规律一致。围框淹灌仪器法测定土壤田间持水量具有可靠性和便捷实用性,是土壤墒情监测与评价的有效方法,适宜推广应用。

基于物联网技术的额河生态淹灌监测系统

物联网技术在额河生态淹灌中具有至关重要的作用,从淹灌的特点和具体的技术支持分析,将物联网技术应用于淹灌工作。在防洪度汛、水资源管理、生态环境改善、经济效益、提高管理水平等方面具有较高成效。本文着重介绍了淹灌监测系统建设的主要内容及其具备的功能,并对其工作进行总结和后期规划提出建议。

叶尔羌河下游河岸胡杨种群长势与植物多样性对淹灌的响应评估

通过定量研究叶尔羌河下游河岸胡杨(Populus euphratica)种群长势与植物多样性对淹灌的响应,为优化叶尔羌河流域水资源管理与生态保护实践提供理论依据。于2016—2018年3次调查叶尔羌河下游植被数据,采用Pielou指数、Shannon-Wiener指数、Simpson指数和重要值等指标分析植被对淹灌的响应。结果表明,淹灌2 a后,叶尔羌河下游河岸胡杨Simpson指数、Shannon-Wiener指数和Pielou指数分别增加124.8%、119.6%和246.9%,且新增喜湿和一年生草本植物等12种,植被盖度为42.5%,增幅达112.5%。研究区胡杨林为中老龄,胡杨长势没有恶化,中等级以上胡杨林增加3.9%,胡杨平均枝下高下降7.7%。随着距生态闸口距离的增加,植物密度和多样性均有减小趋势,但距生态闸口距离450 m处植物多样性和植物密度较高,与150、300和600 m处差异显著(P<0.05),在150和300 m处优势种为苦豆子和芦苇等一年生草本和喜湿植物,在450 m范围外优势种则为胡杨、柽柳和耐旱多年生草本。2 a的淹灌工程遏制了胡杨林退化趋势,植物多样性和植被盖度显著提高,同时荒漠河岸林植物群落在450 m范围内更新能力得到增强,生物多样性得到保护。为维持目前生态好转趋势,应继续实施淹灌工程。

塔里木河上中游荒漠河岸林植物群落对淹灌的响应

[目的]定量分析淹灌对典型断面荒漠河岸林植物群落的长势、植物多样性的影响,为今后改进干旱区科学补水方案,实现生态水高效利用提供理论依据。[方法]通过2016—2018年6次在塔里木河上中游进行植被调查获得数据,运用Pielou指数、Shannon-Wiener指数、Simpson指数以及重要值等指标对淹灌的影响进行分析。[结果]淹灌2a后,塔里木河上中游新增了11种植物,主要是胡杨苗、柽柳苗、喜湿植物以及一年生草本,其中胡杨苗密度增加0.72株/m^2,增长率为855.9%;柽柳新枝长增加41.8cm,增长率为71.58%,胡杨长势得到好转:优、中等胡杨出现频率增加0.11株/m^2,增长率为32%;随着距生态闸距离的增加,胡杨林密度有减小的趋势,林龄老龄化也逐渐凸显;林下物种多样性有随淹灌距离的增加而减少的趋势;距生态闸300m范围内以胡杨、柽柳幼苗及喜湿的一年或多年生草本植物成为优势种(其重要值分别为0.243,0.195,0.248),大于300m后优势种逐渐被柽柳、耐旱的多年生草本植物所取代,一年生草本植物、胡杨苗在距生态闸450m后消失。[结论]淹灌使荒漠河岸林植物群落更新能力增强,物种多样性增加。为了维持目前的生态好转趋势,淹灌工程需要继续开展。

塔里木河上、中游极端干旱区淹灌对胡杨(Populus euphratica)长势的影响

为加强塔里木河流域胡杨林生态保护,维系胡杨林植被系统多样性、稳定性和完整性,针对塔里木河上游吐江、中游坎白尔吾斯坦生态监测断面,从胡杨冠幅、长势打分、年龄结构、幼苗出现频率及生理指标进行了调查和测定。分析距水源远近对胡杨林群落特征的影响。结果表明:①淹灌前后胡杨幼苗在单位面积内(植)株(个)数从0.08株·m^-2增加到0.80株·m^-2;长势较差的胡杨逐渐被长势较好的替代;同一柽柳在淹灌前后新枝增幅71.6%。②随着距生态闸距离的增大胡杨冠幅、单位面积内胡杨数呈现下降趋势;且长势打分也呈下降趋势,随着淹灌距离的增大分别下降了5.0%、19.3%、45.5%;胡杨幼林和中成林随着淹灌距离增大分布呈下降趋势、过熟林呈上升趋势,幼林分别下降了28.6%、85.7%、100%。过熟林分别增加了32%、88%、132%;胡杨幼苗出现频率随着淹灌距离增大分别下降了21.83%、44.51%、27.78%;③生态补水后,可溶性糖(SS)、脯氨酸(Pro)和脱落酸(ABA)均呈现减少趋势。在淹灌距离300 m、450 m、600 m处可溶性糖(SS)减少了37.4%-42%;脯氨酸(Pro)减少了36.6%-41.9%;脱落酸(ABA)减少了29.8%-41.9%。生态补水在一定程度上缓解了胡杨水分胁迫,使的胡杨生长环境得以好转。

某水库下游用小流量配合工程措施进行生态淹灌的思考

对比分析某水库多年入库水量及淹灌下泄水量、汛期5～6月的来水及下泄水量，系统和科学地论证了采取小流量配合工程措施淹灌的紧迫性和必要性，并提出了修建新型的坝型（橡胶坝、自动翻板坝）及草场渠系等措施。图3幅，表2个。

辽河下游平原区淹灌条件下水稻的需水规律

下辽河平原的台安地区,水田灌溉用水量,约占农业灌溉用水总量的80%左右。在灌溉用水量中,只有水稻的叶面蒸腾量才是灌溉的有效水量,只有这部分水量被水稻所吸收,其余水量都是损失量。因此水稻叶面蒸腾量的确定,对水稻的节水灌溉、对实现水稻生产的可持续发展和农业水资源的可持续利用具有重要的意义,

辰溪县稻田“淹灌+施石灰”降镉技术应用试验

为了探索适合辰溪县环境条件的稻田重金属镉污染防治技术,在4个区域开展了'淹灌+施石灰'降镉技术应用试验。试验结果表明,该项技术降镉效果显著、稳定,技术有效率为100%,降镉幅度为24.3%~87.6%(平均53.1%);该技术适合在稻谷镉污染值为0.264 mg/kg以下的区域推广应用,可将稻谷镉污染值降至安全限0.2 mg/kg以下,实现镉污染稻田安全生产的目标。

滴灌和淹灌栽培模式下水稻光合生理、荧光参数及产量构成因素分析

为明确膜下滴灌和淹灌两种栽培模式对水稻光合生理及产量构成因素的影响,本研究对4个水稻品系齐穗期剑叶的光合色素含量、光-CO_2响应曲线、叶绿素荧光参数、保护酶活性、渗透调节物质等光合生理指标,以及成熟期产量构成要素进行了分析。结果表明:膜下滴灌模式下,4个参试材料的光合色素含量均低于淹灌,但差异均不显著;光合及光-CO_2响应曲线分析表明,光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、饱和光强和饱和CO_2浓度下的最大净光合速率(P_(n,max))、光饱和点(LSP)及羧化效率(CE)均低于淹灌,胞间CO_2浓度(C_i)、光补偿点(LCP)、CO_2补偿点(CCP)、光呼吸速率(R_p)、表观量子效率(AQY)、暗呼吸速率(R_d)等指标总体上高于淹灌,大部分指标差异显著;叶绿素荧光参数研究表明,实际光化学量子效率(ΦPSII)、光化学淬灭系数(q_P)和光系统II(PSII)最大光化学量子产量(F_v/F_m)高于淹灌,电子传递速率(ETR)、暗适应下最小荧光(F_o)及最大荧光(F_m)低于淹灌,非光化学淬灭系数(NPQ)在两种栽培模式下差异不大;可溶性蛋白(SP)含量和可溶性糖(SS)含量总体上低于淹灌,丙二醛(MDA)含量总体上高于淹灌;超氧化物歧化酶(SOD)活性总体上高于淹灌,过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)活性差异不大;株高、分蘖数、穗长、穗粒数、千粒重、有效穗数、产量等性状总体上低于淹灌,结实率和二级枝梗数差异不大。膜下滴灌水稻大部分光合生理指标以及产量构成因素均低于淹灌,可能遭受轻度水分胁迫,这也可能是膜下滴灌水稻产量进一步提高的主要限制因素。

基于稻蟹综合种养的半干旱区水田水分管理模式对比研究

为进一步提升吉林省稻蟹田节水灌溉研究与应用的科技含量,提高稻蟹田灌溉水有效利用效率、土地利用率及产出率。在吉林省半干旱地区选择具有典型区域代表性的水田试验区进行稻蟹综合种养水分管理模式对比试验,研究不同水分管理模式对稻蟹产量及收益影响,分析水分管理模式与稻蟹田灌溉水量及灌溉水生产率的响应特征。分析结果表明:从水稻产量和显著性、河蟹成活率和产量、收益率和灌溉水生产效率等角度与农户稻蟹田进行综合对比,浅水淹灌10cm水分管理模式的应用可使水稻增产率为1.38%,河蟹增产8.62%,收益率提高7.36%,田间节水率15.06%,灌溉水生产效率提高20.03%,各项指标表现良好,故较为适合在吉林省半干旱区稻蟹综合种养区进行应用推广。

不同灌溉方式对稻田土中NH_(4)^(+)-N迁移转化途径的影响

为探究不同灌溉方式对稻田土壤中NH_(4)^(+)-N迁移转化途径的影响,采用自制装置模拟稻田,测定土壤施入尿素后在不同灌溉方式下稻田氨挥发量以及土壤、淋溶液中NH_(4)^(+)-N浓度及相关指标的变化.结果表明,常规淹灌方式下,施肥后15 d内以淋溶途径损失的NH_(4)^(+)-N量约为湿润灌溉方式下的2.7倍;湿润灌溉方式下,施肥后15 d内以氨挥发、硝化反应途径损失的NH_(4)^(+)-N量分别约为常规淹灌方式下的16.5倍和2.02倍.研究结果表明,常规淹灌方式下施肥后15 d内NH_(4)^(+)-N主要以淋溶途径进行迁移转化;湿润灌溉方式下施肥后15 d内NH_(4)^(+)-N的迁移转化途径主要为氨挥发.通过分析不同灌溉方式下土壤中NH_(4)^(+)-N的迁移转化途径可为合理灌溉及控制农田面源污染提供技术参考.