秸秆复合管地下灌溉对冬小麦生长与水分利用效率的影响

为了推进秸秆复合管地下灌溉技术的应用,以冬小麦为供试作物,通过田间试验,研究了秸秆复合管地下灌溉对冬小麦生长及水分利用效率的影响。结果表明,与无灌溉对照相比,秸秆复合管地下灌溉、地表滴灌和地下滴灌对冬小麦的生长与产量的提升均有促进作用,其中秸秆复合管地下灌溉的提升效果最显著。与地表滴灌相比,秸秆复合管地下灌溉显著提升了冬小麦起身期至抽穗期的株高、开花期之后的叶面积指数及地上干物质量,冬小麦穗长和穗粒数分别增加了5.84%和9.23%,产量提升了15.55%,水分利用效率与灌溉水利用效率分别提高了21.88%与15.55%,净收益提高了77.95%。与地下滴灌相比,秸秆复合管地下灌溉提高了冬小麦返青期后的株高、叶面积指数与开花期后的地上干物质量,冬小麦穗长和穗粒数分别增加了5.15%和9.8%,产量提高了5.11%,水分利用效率与灌溉水利用效率分别提高了8.81%与5.11%,净收益提升了23.53%。秸秆复合管地下灌溉有助于促进拔节期以后冬小麦生长,提高冬小麦的产量与水分利用效率,经济效益较高,在补充灌溉区对大田密植作物具有较好的推广应用前景。

增温与灌溉对大豆水分利用效率与产量及产量构成因素的影响

本试验采用增温与灌溉双因素完全随机区组设计,以自动控制红外线辐射器模拟增温,设置3个增温水平,即T0(0℃)、T1(1.5℃)、T2(2℃),以读水表抽水漫灌方式进行灌水,按照大豆正常灌水量4 000 m^(3)/hm^(2)的100%、115%和130%设置3个灌溉定额,即W0(4 000 m^(3)/hm^(2))、W1(4 600 m^(3)/hm^(2))、W2(5 200 m^(3)/hm^(2)),增温幅度与灌溉定额两两组合,共9个处理,探究增温与灌溉对大豆水分利用效率和大豆成熟期产量及其构成因素的影响。结果显示,不同处理大豆水分利用率在苗期有显著性差异(P<0.05),但在开花期、结荚期和鼓粒期均无显著性差异。各处理组合对大豆产量及其构成因素影响最大的结果如下:T1W2处理使大豆单株结荚数较对照(T0W0)增加了27.77%,T1W2处理使大豆三粒荚数增加了30.09%,T1W2处理较对照大豆单株粒数增加57.40%,T1W2处理的单株产量增加了40.08%,大豆百粒质量在T1W2处理比对照高6.83%,各处理与W0T0处理相比变幅在-27.11%~20.15%之间。综上,增温会影响大豆水分利用效率和产量构成因素,但灌溉与其互作,一定程度上抵消了其对产量产生的负效应,对大豆生长和产量形成具有促进作用。本研究为制定合理灌溉定额以应对气候变暖对宁夏引黄灌区大豆种植的影响提供理论依据,为探索大豆在气温升高因子影响下实现稳产增产提供技术支撑。

灌溉与有机肥处理对冬小麦水分利用效率的影响

探究不同灌溉量和有机无机肥配施的组合处理对冬小麦生长及水分利用效率的影响,为冬小麦的科学施肥管理提供参考。以关中地区冬小麦‘小偃22’为研究对象,通过田间试验,采用等氮原则对有机肥与无机肥进行不同比例配施(F1,100%无机肥;F2,24%有机肥+76%无机肥;F3,48%有机肥+52%无机肥),结合2个水平的灌溉(充分灌溉W1和亏缺灌溉W2),共设计6个灌溉施肥组合处理(W1F1、W1F2、W1F3、W2F1、W2F2和W2F3)。通过测定冬小麦的生长指标(植株株高和叶面积指数)、0~200 cm土层土壤体积含水率(以20 cm为深度间隔)和小麦的产量及构成要素(干物质量、穗长、有效穗数、千粒质量和籽粒产量),分析灌水量与有机无机肥配施对冬小麦生长及水分利用效率(WUE)的影响。结果表明:(1)充分灌溉(W1)条件下,F2、F3处理株高较F1处理分别提高3.4%~21.2%和0.8%~15.9%,叶面积指数提高5.7%~18.5%和16.8%~47.4%,干物质量提高12.1%~26.1%和21.1%~36.0%,穗长提高12.5%和14.5%,有效穗数提高6.6%和9.3%,千粒质量提高18.3%和24.4%,籽粒产量提高14.8%和28.6%,WUE提高14.6%和27.5%;亏缺灌溉(W2)条件下,与F1处理相比,F2、F3处理株高分别提高8.5%~16.2%和0.5%~10.6%,叶面积指数提高4.9%~20.7%和17.0%~50.0%,干物质量提高7.7%~25.7%和15.0%~34.6%,穗长提高12.3%和18.5%,有效穗数提高7.4%和18.0%,千粒质量提高15.3%和25.1%,籽粒产量提高13.1%和31.8%,WUE提高21.4%和35.2%。在相同灌溉水平下,有机无机肥配施处理可以提高土壤体积含水率。(2)W2F2处理对冬小麦株高增长最有效,灌浆期达最大值,较W1F1处理增长10.4%;W2F3处理对冬小麦叶面积指数、干物质量、穗长、有效穗数、千粒质量影响最大,成熟期较W1F1处理分别提高23.6%、39.0%、20.3%、18.4%和33.1%。(3)W2F3处理对冬小麦籽粒产量和WUE的影响最为显著,W1F1、W1F2、W1F3、W2F1和W2F2处理籽粒产量分别提高了35.5%、18.0%、5.3%、31.8%和16.6%;W1F1、W1F2、W1F3、W2F1和W2F2处理WUE分别提高了52.6%、33.2%、19.7%、35.2%和21.4%。亏缺灌溉与48%有机肥+52%无机肥组合处理的冬小麦籽粒产量和WUE最高,该灌溉施肥管理方案为关中平原及环境相似地区冬小麦的科学施肥管理提供了科学依据。

基于Meta分析灌溉对中国北方地区花生产量和水分利用效率的影响

探究灌溉对我国北方地区花生产量和水分利用效率(WUE)的影响及不同灌溉模式下花生产量和WUE变化的差异,可为北方地区花生高效灌溉提供理论依据和数据支撑。通过收集北方地区近40年的花生田间灌溉试验数据,依据灌溉方式、灌溉定额、灌溉次数和灌溉阶段进行分组,以不灌溉作对照,利用Meta-analysis定量分析灌溉对花生产量和WUE的综合效应及其影响因素。结果表明:在北方地区,相比不灌溉,花生灌溉后产量和WUE可分别提高16.86%和2.62%(P<0.05),其中,在华北地区灌溉对花生产量和WUE的提升幅度高于东北地区。当采取畦灌、灌溉定额>90 mm、灌水次数≥4次或全生育期灌溉的措施时,花生的增产率更高,分别为20.42%、29.87%、25.89%和29.84%(P<0.05)。选择滴灌、灌溉定额<30 mm、灌水1次或花针期灌溉时,花生WUE提升更显著,分别为2.76%、8.39%、5.27%和7.96%(P<0.05)。随机森林结果显示:在北方地区,灌溉定额是影响灌溉对花生产量和WUE效应的最重要因素,其次为灌溉阶段。因此,建议北方花生种植区灌溉定额不超过150 mm,其中,东北地区适宜灌溉定额为30~60 mm,华北地区适宜灌溉定额为90~150 mm。采取滴灌方式进行灌溉、全生育期灌水2~3次或以花针期和结荚期灌溉为主,苗期为辅,更利于花生增产和WUE提升的协同,进而实现我国北方地区花生的高效灌溉。

景电灌区调亏灌溉对马铃薯产量和水分利用效率的影响

水资源的充足与否直接关系到作物产量的高低,对于干旱缺水地区,如何合理利用水资源、打破水资源时空分布不均衡成为非常重要的课题。水资源关系农业的发展,是经济社会的命脉,对于提高农作物的产量具有非常重要的作用。因此,合理的灌溉模式不仅能够确保作物稳产,还能提高水分利用效率。为提高马铃薯产量和水分利用效率,于2021年4—10月在景电灌区开展了不同生育期调亏灌溉对马铃薯产量和水分利用效率的影响试验。结果表明,苗期调亏灌溉处理马铃薯产量较对照正常灌溉略微降低(降幅仅5.05%),而水分利用效率和灌溉水利用效率分别较对照正常灌溉显著提高15.29%和23.92%。因此,在马铃薯苗期进行轻度调亏灌溉、而在其他生育期进行充分灌水是景电灌区马铃薯种植最佳灌溉策略。

景电灌区不同灌溉定额对春玉米产量及水分利用效率的影响

水分是限制农业生产发展的首要因素,尤其是水资源紧缺的干旱区,极大地限制了农业生产和经济发展。因此,探寻合理的灌溉管理模式,提高作物产量和水分利用效率,是缓解水资源紧张的必要手段。本研究设置6个灌溉定额(5000、4500、4000、3500、3000、2500 m3/hm2)于2022年4—10月在甘肃省景电灌区开展了春玉米不同灌溉定额试验。结果表明,灌溉定额4500 m3/hm2有利于春玉米的生长发育,提高春玉米产量,达到13827.19 kg/hm2,较其他处理增产2.05%~37.47%,同时在该灌溉定额下春玉米产量构成要素有所改善,其中穗粗最粗、行粒数最多、穗重最重,分别为61.82 cm、18.12粒、308.54 g,较其他处理分别提高5.80%~22.46%、2.43%~17.89%和2.41%~23.50%;该灌溉定额处理春玉米水分利用效率也有所提高。因此,景电灌区春玉米种植的最佳灌溉定额为4500 m3/hm2。

长期施用有机肥对半干旱区春小麦产量及其水分利用效率和土壤有机碳的影响

以国家土壤质量安定观测试验站黄绵土区的农田长期定位试验为研究对象,研究长期施用有机肥对半干旱区春小麦产量及其水分利用效率和有机碳的影响。结果表明,连续种植7年春小麦,施肥显著影响小麦产量及其水分利用效率,以化肥与有机肥配施(NPKM)处理效果最好,较单施化肥(NPK)、单施有机肥(OM)处理春小麦产量和水分利用效率分别增加了7.18%和7.82%、5.91%和3.83%;在定位施肥初期(前3年),NPKM和NPK处理的效果优于OM,在第4年三者无差异,而第5年及之后,NPKM和OM处理的效果明显好于NPK处理。长期NPKM和OM处理较NPK处理0~20 cm土层土壤有机碳含量分别显著增加了36.88%和31.98%,有机碳储量分别显著增加了31.17%~41.94%和27.80%~35.81%,表层0~10 cm的增加效果显著好于10~20 cm土层。不同施肥处理对0~20 cm土层土壤微生物生物量碳(MBC)的影响表现为NPKM>OM>NPK>CK,且差异显著,长期NPKM和OM处理较NPK处理土壤MBC分别显著增加了46.4%和28.7%,长期单施NPK处理可显著增加土壤MBC含量,但对有机碳影响不明显。综上所述,长期NPKM或OM处理可显著增加黄绵土小麦地土壤有机碳和MBC含量,增加有机碳储量,有利于农田土壤固碳增汇,提高小麦产量及其水分利用效率。

交替灌溉对紫花苜蓿生物量分配与水分利用效率的影响

交替灌溉是一种节水灌溉技术,广泛用于籽实作物和园艺作物的生产灌溉管理.本研究采用田间试验,分析了交替灌溉对紫花苜蓿地上生物量及其构成要素、根系生物量、地下地上生物量比和水分利用效率的影响,以期为紫花苜蓿生产中应用交替灌溉技术提供科学依据.结果表明,交替灌溉显著提高了紫花苜蓿水分利用效率,但没有显著影响紫花苜蓿的地上生物量;交替灌溉虽然增加了紫花苜蓿单株分枝数,但减少了单株叶片数;交替灌溉增加了0～20cm 土层的根系生物量,降低了20～60cm 土层根系的生物量,整体上增加了0～60cm 土层根系的总生物量;交替灌溉增加了紫花苜蓿的地下地上生物量比,提高了紫花苜蓿植株适应干旱的能力.上述结果说明,交替灌溉能够提高紫花苜蓿水分利用效率而不减产,一方面通过增加紫花苜蓿根系发育能力而提高其耐旱性,另一方面增加了单株分枝数,因此交替灌溉能够适用于收获营养体的紫花苜蓿生产的灌溉管理.

不同灌溉方式对冬种马铃薯土壤理化性状、水分利用效率及块茎产量的影响

【目的】探究不同灌溉方式对冬种马铃薯土壤理化性状、水分利用效率和块茎产量的影响,为完善广西冬种马铃薯灌溉技术及促进广西冬种马铃薯产业健康发展提供科学依据。【方法】以马铃薯品种丽薯6号为试验材料,设置膜下滴灌(A)、露地滴灌(B)、露地微喷灌(C)和不灌溉(对照,CK)4种灌溉方式(即4个处理),在苗期、块茎形成期和块茎膨大期测定各处理马铃薯地的土壤理化性状,在盛花期调查植株的主要农艺性状,在收获期测定块茎的产量和质量,并计算水分利用效率,筛选适宜广西冬种马铃薯高产高效生产的节水灌溉方式。【结果】与CK相比,处理A、处理B和处理C的土壤平均温度分别增加1.57、0.37和0.17℃;除苗期25.00 cm土层外,处理A在苗期和块茎形成期的土壤平均温度均极显著大于其他处理(P<0.01,下同);在马铃薯整个生长发育时期,处理A、处理B和处理C的土壤含水量分别较CK提高18.68%、11.43%和11.43%,除苗期和块茎膨大期0~10.00 cm土层外,处理A的土壤含水量均极显著大于其他处理;土壤孔隙度及碱解氮、有效磷、速效钾和有机质含量均表现为处理A>处理B>处理C>CK;处理A、处理B和处理C马铃薯的株高、主茎数、单株块茎数、单株块茎重和商品薯率均显著(P<0.05)或极显著大于CK,且除主茎数外均以处理A最大;处理A的块茎产量和水分利用效率分别为40.40 t/hm2和7.16 kg/m3,均极显著大于其他处理。【结论】冬种马铃薯采用膜下滴灌、露地滴灌和露地微喷灌均可有效提高土壤的水热及养分含量,提高水分利用效率,促进马铃薯植株生长和块茎产量提高,其中以膜下滴灌效果最佳,适宜在广西冬种马铃薯生产中推广应用。

灌溉方式与垄作种植对旱地马铃薯水分利用效率及产量的影响

为探究不同灌溉和垄作种植方式对旱地马铃薯水分利用效果和产量的影响,明确适宜旱地马铃薯产量和水分利用效率同步提高的耕作和灌溉处理组合模式,进一步为旱作马铃薯生产效能提供理论依据,于2019-2020年连续2个马铃薯生长季,在山西省岚县地区,以并薯26号为材料,设置水力驱动带状喷灌(G_(1))和滴灌(G_(2))2种灌溉处理和常规垄型种植(M_(1))、凹型垄面种植(M_(2))和露地平作种植(M_(3))3种种植方式的二因素试验,深入研究灌溉方式与垄作种植相互效应对旱地马铃薯水分利用和产量的影响。结果表明,灌溉方式与垄作种植对旱地马铃薯田耗水特性、水分利用效率及产量均具有明显的调控作用;M_(2)处理较M_(1)和M_(3)处理显著增加土壤水分利用效率,提高自然降水和灌溉水的利用率;在G_(1)处理下,M_(1)和M_(2)处理水分利用效率、产量分别比M_(3)处理增加了14.08%,13.58%和23.28%,21.92%;在G_(2)处理下,M_(1)和M_(2)处理水分利用效率、产量分别比M_(3)处理增加了11.88%,11.50%和22.05%,20.45%,且以凹型垄作+水力驱动带状喷灌处理组合G_(1) M_(2)产量最高;相同垄作处理下,G_(1)处理的水分利用效率和产量最高。综合考虑,灌溉方式和垄作种植对旱地马铃薯水分利用效率和产量的调控效应,凹型垄面种植+水力驱动带状喷灌处理组合(G_(1) M_(2))可作为适宜山西旱地马铃薯产量和水分利用效率同步提高的灌溉与耕作处理组合模式。

加气对西北旱区膜下滴灌棉花光合及水分利用效率的影响

为探明西北旱区滴灌棉花适宜的加气灌溉模式,试验以不加气灌溉为对照(CK),设置5个加气灌溉处理:苗期加气(AS)、蕾期加气(AB)、花铃期加气(AF)、蕾期加气+花铃期加气(ABF)、苗期加气+蕾期加气+花铃期加气(AW);研究了不同生育期加气灌溉对西北旱区棉花光合作用及水分利用效率的影响.结果表明,与CK相比,所有加气处理的光合特性及地上部生物量都显著提高,其中处理AW较CK的净光合速率显著增加22.68%,蒸腾速率显著增加41.19%,气孔导度显著增加33.42%,胞间CO 2浓度显著降低16.22%;花铃期加气灌溉使西北旱区棉花地上部茎、叶、蕾/铃干物质累积量分别显著增加29.26%,11.15%和33.41%.不同生育期加气灌溉下,棉花光合特性、地上部生物量以及产量最优的处理为AW和AF,且差异不具有统计学意义;但是处理AF的水分利用效率最高,为1.51 kg/m 3,显著高于处理AW.因此,从高效节水增产的角度考虑,在棉花花铃期进行加气(AF)可作为西北旱区膜下滴灌棉花的最佳加气灌溉模式.

温室增温和灌溉量变化对棉花产量、生物量及水分利用效率的影响

为了解气候变化对棉花生长的影响,在2011—2012年,通过2个温室进行增温和灌溉量变化的试验（一个温室用红外灯管增温,另一个不增温）,每个温室设田间灌溉量的0.7倍、0.85倍、1倍、1.15倍、1.3倍5个灌溉水平,研究增温和灌溉量对产量、生物量及水分利用效率的影响。结果表明,棉花生长季平均温度增加1-3.5℃有利于产量的增加,生长季、花期和铃期温度升高1℃,产量分别增加200.694、225.732、109.838 kg/hm2,而蕾期温度升高1℃却会降低产量162.814 kg/hm2。生长季和蕾期增温1℃会分别降低生物量1079.2、1179.8 kg/hm2,降低产量和干物质的水分利用效率3.4215、2.8098 kg/（hm2·mm）。灌溉倍数每增加1倍,产量和生物量分别增加734.51、2242.3 kg/hm2。但增温会增加水分的消耗量,这对于处于干旱区的新疆来说是不利的。随着气候变暖,棉花耗水增大,产量增加。

灌水量和生物炭施加量对柑橘品质及水分利用效率的影响

为揭示不同水分管理模式下生物炭对鄂西地区柑橘品质及水分利用效率(WUE)的影响,以20 a生红肉脐橙为研究对象,于2018-2020年设置3种供水水平(W1:雨养模式;W2:果实膨大期3 L/周、转色增糖期1 L/周;W3:果实膨大期后9 L/周、转色增糖期3 L/周)和5种生物炭施加量水平(B0:0%;B1:4%;B2:8%;B3:12%;B4:16%)进行大田试验,研究灌水量和生物炭施加量对柑橘品质指标、产量及WUE的影响。结果表明:施炭量为0%~12%时,单果重、果皮厚度、可食率、果汁率、可溶性固形物、VC、可滴定酸和固酸比等指标随施炭量增加显著提高(P<0.05),果形指数无明显变化;生物炭对柑橘产量与WUE均有明显改善能力,而灌溉仅对提升产量有影响,对改善WUE无明显效果。对柑橘品质、产量及WUE进行综合性分析,可知B3W3处理是果实品质效益最大化与WUE最佳的炭水耦合模式。

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。

基于Meta分析的调控灌溉对中国北方葡萄产量及灌溉水分利用效率的影响研究

【目的】分析调控灌溉对中国北方葡萄产量及水分利用效率的影响,评价葡萄最佳灌溉定额的合理性。【方法】以充分灌溉为对照,基于59篇公开发表的学术论文中的316组葡萄产量与灌溉水分利用效率观测数据,采用Meta分析对调控灌溉条件下的田间试验结果进行分析,通过回归分析与亚组分析探讨了调控灌溉对葡萄产量和灌溉水分利用效率的影响;基于反距离权重法对最佳灌溉定额进行插值得到区域最佳灌溉定额。【结果】与充分灌溉相比,调控灌溉导致中国北方葡萄减产710.37 kg/hm^(2),灌溉水分利用效率提高1.19 kg/m^(3)。不同葡萄品种的灌溉水分利用效率对调控灌溉的响应不同,“阳光玫瑰”正效应最强,为30.13kg/m^(3);鲜食葡萄比酿酒葡萄的灌溉水分利用效率高61%。在壤土和砂质土壤园区,全生育期或着色成熟期的轻度调控灌溉更有利于稳产。【结论】调控灌溉下的中国北方葡萄产量降低但品质有所提高,葡萄最佳灌溉定额与生育期水分缺额基本匹配。

灌水施氮和缩节胺用量对南疆棉花产量品质和水肥利用效率的影响

为研究灌水量、施氮量和缩节胺用量对棉花籽棉产量、纤维品质和水肥利用效率的交互影响,于2020年和2021年在南疆库尔勒地区开展大田试验,设置3个灌水量(W1:60%ETc,W2:80%ETc,W_(3):100%ETc,ETc为作物蒸发蒸腾量),4个施氮量(N0:0,N200:200 kg/hm^(2),N_(300):300 kg/hm^(2),N_(400):400 kg/hm^(2))和2个缩节胺用量(D_(1):120 g/hm^(2),D_(2):240 g/hm^(2))。结果表明:灌水量、施氮量和缩节胺用量对籽棉产量、水分利用效率、肥料偏生产力和部分纤维品质指标影响显著(P<0.05)。灌水量、施氮量和缩节胺用量三者交互作用对肥料偏生产力和纤维品质影响显著(P<0.05)。株高、叶面积指数和干物质量也受灌水量、施氮量和缩节胺用量三者交互作用影响。W_(3)N_(300)D_(2)处理籽棉产量最高(2020年为7578 kg/hm^(2),2021年为7173 kg/hm^(2)),W1N_(400)D_(1)处理水分利用效率和W_(3)N0D_(2)处理肥料偏生产力最高,W_(3)N_(400)D_(2)处理的纤维长度、纤维强度和马克隆值均获得较大值,纤维品质最佳。基于TOPSIS综合评价方法对棉花产量品质和水肥利用效率进行综合评价,100%ETc灌水量、300 kg/hm^(2)施氮量和240 g/hm^(2)缩节胺用量组合最优,可作为南疆棉花适宜的水氮和化控管理模式。研究结果可为南疆棉花水肥高效利用提供理论依据和科学指导。

不同灌溉方式对水稻生物学特性与水分利用效率的影响

以杂交水稻两优培九为试验材料,利用测坑栽培条件,比较了4种灌溉方式下的水稻生物学特性与水分利用效率.结果表明,与淹水灌溉相比,间歇灌溉叶面积指数大,叶片光合速率高,蒸腾速率较低,叶片水分利用效率高;半干旱栽培叶片水分利用效率相对较高;干旱栽培叶面积指数小,叶片净光合速率和水分利用效率降低,且后期叶片早衰.间歇灌溉、半干旱栽培和干旱栽培比淹水灌溉分别节水8.75%、17.96%和29.69%;产量分别增产24.02%、减产5.07%和减产38.93%;水分利用效率以间歇灌溉最高,半干旱栽培次之,淹水灌溉和干旱栽培较低.间歇灌溉下稻粒的整精米率、精米率、粒长均高于其它处理,但垩白粒率和垩白度低于其它处理;随着稻田耗水量的减少,水稻的直链淀粉含量降低,而胶稠度和蛋白质含量提高.试验结果表明间歇灌溉为南方稻区较适宜的灌溉方式.

根系分区交替灌溉不同灌水上限对西瓜和甜瓜生长及水分利用效率的影响

为了探究设施西瓜和甜瓜膜下根系分区交替灌溉效应,选取西瓜品种‘早佳8424’、甜瓜品种‘青甜脆’为试验材料,以土壤田间持水量的60%为灌水下限,田间持水量的70%、80%、90%、100%为灌水上限,研究不同灌水上限处理对设施西瓜和甜瓜生长、产量、品质、养分吸收、水分利用效率的影响。结果表明:根系分区交替灌溉条件下,西瓜、甜瓜最佳灌水上限处理是90%田间持水量,该处理下西瓜、甜瓜中心可溶性固形物含量、维生素C含量、果实中含氮、钾量均显著高于其他处理,灌溉水分利用效率较100%田间持水量灌溉上限处理分别显著提高40.56%、33.35%,且产量下降不明显,有助于西瓜和甜瓜生长、养分积累和品质提升,同时达到节水的目的。综上,本研究可作为山西晋中地区设施节水提质增效的一种灌溉模式推广应用。

生物炭基肥和调亏灌溉互作对花生根冠比及水分利用效率的影响

为了明确生物炭基肥与调亏灌溉两者组合在花生生产中的应用潜力,通过盆栽试验,研究了生物炭基肥不同用量(0,750,1500,2250 kg·hm^(-2))和不同调亏灌溉程度(重度调亏,45%~50%田间持水量;适度调亏,55%~60%田间持水量;不亏水,70%田间持水量)及两者间的交互作用对花生根冠比和水分利用效率的影响。结果表明:生物炭基肥和调亏灌溉的主效应及两者间的交互作用对根冠比的影响显著;在忽略调亏灌溉条件下,花生的根冠比随着生物炭基肥用量的增加而显著增加,在B0(0kg·hm^(-2))水平下,花生根冠比达到最大为0.0652,最小根冠比B3(2250kg·hm^(-2))较B0降低32.36%;花生产量呈现单峰曲线变化趋势,B2(1500kg·hm^(-2))处理时花生产量达到最大,较最低产B0(0kg·hm^(-2)),产量提高21.11%。生物炭基肥和调亏灌溉两者间的交互作用对水分利用效率的影响显著,B2W1(生物炭基肥,1500kg·hm^(-2);重度调亏,45%~50%田间持水量)处理花生的水分利用效率最大,较最低处理B0W1(生物炭基肥,0kg·hm^(-2);重度调亏,45%~50%田间持水量)提高28.30%。花生的根冠比与水分利用效率呈负相关,根冠比大导致地上部分生物量相对较少,进而影响作物产量的形成,最终水分利用效率降低。因此,综合考虑产量和水分利用效率,B_2W_1(生物炭基肥,1500kg·hm^(-2);重度调亏,45%~50%田间持水量)处理为最优处理,花生产量为96.28g·盆^(-1),此时的水分利用效率为2.04kg·m^(-3)。

基于无人机遥感的玉米水分利用效率与生物量监测

玉米生物量及水分利用效率是反映作物长势和作物品质的重要指标。为实现农业精准管理,本文以不同水分处理的青贮玉米为研究对象,探讨无人机多光谱遥感平台结合作物生长模型估测青贮玉米生物量及水分利用效率的可行性。首先,将基于高时空分辨率无人机多光谱图像估测的关键作物参数蒸腾系数k_t输入到简单的水分效率模型中,来拟合不同水分胁迫处理下玉米水分利用效率WUE和标准化水分利用效率WP*;然后,采用拟合的WUE、WP*估算相同水分和不同水分状况下的玉米生物量,并进行验证;基于高时空分辨的无人机多光谱遥感图像获取了大田尺度上的WUE、WP*和生物量的空间分布图。结果表明,基于无人机多光谱、气象和土壤水分数据计算的实际蒸腾量∑T_(c,adj)和∑k_(t)k_(sw)k_(st)(k_(sw)、k_(st)为环境胁迫因子)与玉米生物量具有极显著(P <0.001)的相关性,不同水分处理下WUE的决定系数R^(2)均不小于0.92,WP*的R^(2)均不小于0.93。在同一水分胁迫下,使用拟合的WUE和WP*对生物量的估测精度几乎相同,玉米V-R4生育期估测精度较高,WUE的RMSE为126 g/m^(2),WP*的RMSE为91.7 g/m^(2),一致性指数d均为0.98,但在R5-R6生育期内精度不高。在不同水分胁迫下,使用WUE和WP*估测生物量时,WUE容易受到水分胁迫影响,精度较低(RMSE为306 g/m^(2),d=0.93),而WP*的精度较高(RMSE为195 g/m^(2),d=0.97)。研究表明,将无人机遥感平台与作物生长模型相结合能够很好地估测大田玉米生物量及水分利用效率。