冷水灌溉对水稻扬花期遭受短时高温危害的缓解效果

以灌溉水的温度处理(冷水初始温度20.0℃、常温水初始温度27.7℃)为主区,以气温处理(高温38.0℃、自然气温32.0℃)为副区,进行裂区实验设计,开展田间实验,探索高温与自然气温下水稻体温的变化特征及冷水灌溉和常温水灌溉对水稻剑叶、穗及节间温度的影响规律。结果表明:与自然气温相比,高温条件下水稻剑叶、穗及节间温度分别显著提高5.9℃、5.7℃和0.9℃。高温条件下使用两种温度的水灌溉时,冷水灌溉(LHT)处理的水温升高更快、升温幅度更大,10:00-15:00升温幅度达6.0℃;而常温水灌溉的水温变化缓慢,从10:00的27.7℃升至15:00的30.0℃,升温仅2.3℃。可见,高温条件下灌溉冷水比常温水吸收更多的热量。因此,高温条件下,与常温水灌溉处理相比,冷水灌溉处理使水稻剑叶、穗及节间温度显著降低了1.5℃、1.3℃和1.6℃,增大了气-叶温差、气-穗温差及气-节间温差。高温条件下,冷水灌溉能有效降低水稻体温,起到良好的避热效果,因此可以考虑作为缓解高温热害的一种技术手段。

梯级泵站事故停机输水明渠水力过渡过程研究

为解决梯级泵站系统因超负荷、大流量、高水位运行出现垮渠、跳闸停机等事故,而导致水力过渡过程中出现进水前池被抽干或漫顶等问题,以甘肃省景泰川电力提灌二期工程长距离输水明渠为研究对象,在多梯级泵站事故停机产生溢流的工况下,基于Realizable k-ε和VOF模型进行数值模拟计算,分析景电二期工程1#~7#干渠在调蓄系统作用下,不同渠长、坡降的水面线以及水力振荡分布规律。结果表明:泵站停机后水位出现升降交替的水力振荡现象,影响各泵站波峰水位高度不一致的主要原因是渠道坡降;不同参数特征的渠道壅水波运动的回溯距离不同,溢流堰上发生溢流的时间主要在第一次水位振荡过程中。

2007—2020年黄河流域农业灌溉用水效率——基于3阶段DEA模型和Malmquist指数

为使黄河流域农业灌溉水资源得到合理利用,采用3阶段DEA模型和Malmquist指数方法,分析2007—2020年黄河流域各省区在剔除外部环境影响因素下的实际农业灌溉用水效率。结果表明:1)黄河流域农业灌溉用水效率低下主要受制于经济水平和水资源禀赋,尽管政府的重视对其效率具有一定的促进作用,但效果不显著。2)在消除外部影响因素后,2007—2020年黄河流域灌溉用水的纯技术效率平均值被低估(0.931),综合技术效率平均值(0.733)和规模效率平均值(0.792)被高估。在省域尺度上,除河南省农业灌溉用水效率位于有效前沿面外,其余省区的农业灌溉用水投入均未得到有效利用。3)通过Malmquist指数分析发现,2007—2020年黄河流域农业灌溉用水效率整体呈波动上升趋势,平均增长率为10.3%。其中,技术进步变化>1,规模效率变化与Mamquist指数变化趋势相似。综上,黄河流域应在灌溉技术水平较高的基础上高度重视农业灌溉用水中规模效率的潜力,以进一步提升灌溉用水效率。

块茎形成期不同灌溉量对油莎豆产量和品质的影响

为探究块茎形成期不同灌溉量对油莎豆(Cyperus esculentus L.)产量和品质的影响,以油莎豆(品种‘吉沙11号’)为试验材料,在块茎形成期设置CK(常规灌溉定额,525 m^(3)·hm^(-2)),W1(80%常规灌溉定额),W2(60%常规灌溉定额)三个处理,在收获期采集饲草、块茎和土壤样品,分析饲草和块茎的产量、品质及土壤理化性质的差异。结果表明:减少灌溉量显著降低块茎产量、千粒重、土壤含水率和pH值(P<0.05),W2处理土壤全磷和有效磷含量显著高于CK(P<0.05),块茎淀粉含量随灌溉量增加显著下降(P<0.05),W1处理饲草相对饲用价值显著高于其他处理(P<0.05),油莎豆产量和品质主要受土壤含水率、pH值、全磷和有效磷含量影响。不同灌溉量综合评价排序为:W1>W2>CK,即块茎形成期最佳灌溉定额为420 m^(3)·hm^(-2)有利于南疆地区油莎豆兼得高产高品质。本研究结果为油莎豆的规模化种植提供理论依据。

花针期灌水量对花生光合特性和产量的影响

本试验以花育22(HY22)和花育25(HY25)为材料,在大田条件下采用覆膜滴灌栽培方式,于花生花针期设置0(CK)、150(W1)、300(W2)、450(W3)m^(3)/hm^(2)四个灌水量处理,研究不同灌水量对花生叶面积、叶绿素含量、光合特性和产量及其构成因素的影响。结果表明,随生育进程推进,不同灌水量处理两品种的叶面积指数(LAI)、叶绿素含量、叶片净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)和气孔导度(Gs)均呈先上升后下降趋势,W2处理整体均较高;胞间CO_(2)浓度(Ci)呈先下降后上升趋势,W2处理较低。各灌水处理下两花生品种产量均以W2最高,分别达到4952.00 kg/hm^(2)和5062.79 kg/hm^(2),分别较CK显著增产8.83%和10.67%。综上表明,灌水量300 m^(3)/hm^(2)可有效改善花生光合特性,提高光合效能,进而提高产量。

花铃期不同灌溉处理对棉花光合特性和产量的影响

【目的】揭示花铃期不同灌水下限对棉花叶片光合特征参数及产量的影响,为新疆北疆植棉区灌溉制度的优化提供参考。【方法】2023年在新疆昌吉开展大田试验,以中棉所125为供试品种,在花铃期设置3种灌水下限,分别为55%(T1)、60%(T2)和70%(T3)田间持水量,以当地常规的滴灌模式作为对照(CK),分析不同处理对花铃期土壤含水率、棉花叶片光合特性及产量性状的影响,并探究了光合指标与叶面温度和气象因子之间的相关关系和回归关系。【结果】花铃期T3处理的0~60 cm土层土壤含水率维持在相对较高且稳定的范围(18.5%~21.6%)。花铃前期(7月11日),T3处理的净光合速率日平均值最大,呈升-降-升-降的日变化趋势。相关分析表明,净光合速率、蒸腾速率均与0~60 cm土层土壤含水率、叶面温度、太阳辐射强度和环境温度呈显著正相关关系。T3处理的籽棉产量和灌溉水利用效率最高,分别较CK显著提高26.46%和71.43%。基于秩和比法的多目标综合评价表明,T3处理的综合效果最优。【结论】在水资源短缺的北疆膜下滴灌棉田,花铃期灌水下限、上限分别设置为70%、90%田间持水量可以实现节水且高产。

施磷量和扬花期灌水量对小麦灌浆特性及产量的影响

为探求冀南地区中低产田施磷量和扬花期灌水量对小麦灌浆特性及产量的影响,于2020-2021年进行田间试验,设置施磷量和扬花期灌水量2个因素,其中施磷量设P1(P_(2)O_(5):112.5kg/hm^(2))和P2(P_(2)O_(5):168.75 kg/hm^(2))2个水平,扬花期灌水量设W0(不灌水)、W1(50%灌水:375 m^(3)/hm^(2)),W3(常规灌水:750 m^(3)/hm^(2))3个水平,分析了不同施磷量和扬花期灌水量对冬小麦灌浆特性及产量的影响。结果表明,增加施磷量显著提高小麦穗数和产量;增加扬花期灌水量可以显著提高小麦旗叶后期叶功能、籽粒最大生长量、穗粒数和产量;施磷量和扬花期灌水量之间有一定的交互作用,水多磷少,磷多水少条件下的小麦旗叶性状、灌浆特性及产量差异不显著。综合分析本研究结果,P2W2(施磷168.75 kg/hm^(2),扬花期灌水750 m^(3)/hm^(2))可作为本地区中低产田小麦高产栽培的水磷管理参考措施;P2W1(施磷168.75 kg/hm^(2),扬花期灌水375 m^(3)/hm^(2))可作为本地区中低产田小麦节水稳产栽培的水磷管理参考措施。

直播稻苗期自动灌排系统的设计与试验

【目的】提高直播稻成苗率,依据直播稻苗期田面水分的农艺要求,设计一种适用于直播稻苗期的自动灌排系统,并验证其田间应用效果。【方法】设计适用的微喷灌溉方案和排水装置,通过LoRa通信对各设备进行无线组网控制,基于模糊控制算法制定了适用于直播稻苗期的灌排制度,从而实现自动灌排系统的各项功能;以控制系统性能指标、排水装置性能指标、苗期田面湿润状况和成苗率作为评价指标验证其应用效果。【结果】①控制系统设备动作延迟为0.398 s、系统决策时间为1.348 s、系统信息监测偏差为±1.48%;②自动排水装置启闭时间4~6 s、待机电流21.7 mA;③采用本研究的方法进行自动灌排,在苗期(播种后的15 d内)土壤水分保持在85%以上,田间成苗率达到83.9%。【结论】直播稻苗期自动灌排系统在保证高效低功耗的情况下实现了精准控制田面土壤水分,可保持田面湿润并达到合格的成苗率,有较好的田间应用效果。

基于需水过程线的多级泵站扬水灌区供需水量优化调度

为了改善红寺堡扬水系统供需水量在时间维度上存在的不协调问题,以需水过程线和泵站设计流量线为比较对象,构建扬水系统内泵站供需水流量优化调节模型,分析不同时段的灌溉面积、高效节水面积比重和灌溉定额等因素引起的需水流量与泵站设计流量关系。基于需水过程线多级泵站扬水灌区供需水量优化调度模型包括流量平衡模型、需水过程线模型和流量调节模型,对红寺堡扬水灌区4种工况进行模拟。结果表明:在高效节水面积占比为60%时,随着灌溉面积从6.02×104 hm2增加到6.77×104 hm2,红三泵站控制灌域内调蓄水量从1.47×10^(6)m^(3)增加到8.49×10^(6)m^(3),其他3座泵站调蓄规模保持不变;在高效节水面积占比为80%时,红一泵站和红三泵站不调蓄,红四泵站和红五泵站的调蓄规模分别为3.08×10^(6)m^(3)和0.47×10^(6)m^(3)。此模型构建与应用简单,能较好地反映出各级泵站之间、支线之间的配水关系,调节时段和调配流量选择灵活,能够适宜不同调蓄水量需求的多级泵站供水系统。

灌溉量和施氮量对青贮玉米生理特性和产量的影响——以昭通为例

青贮玉米具有较高的饲用价值,而灌溉量和施氮量对其产量和品质的影响至关重要。青贮玉米对昭通畜牧业的发展至关重要。本研究的目的旨在比较不同灌溉量和施氮量对青贮玉米不同生育期生理特性、淀粉含量和干物质产量的影响。通过盆栽试验,设置了三个灌溉量(W1:1200 m^(3).hm^(-2);W2:1800 m^(3).hm^(-2);W3:2400 m^(3).hm^(-2))、三个施氮量(N1:200 kg.hm^(-2);N2:350 kg.hm^(-2);N3:500 kg.hm^(-2))和三个生育期(A:大喇叭口期;B:灌浆期;C:蜡熟期)。结果表明,随着灌溉量和施氮量的增加,MDA含量呈“u”字型变化趋势,而过POD活性呈“n”字型变化趋势。W2处理的淀粉含量显著高于W1和W3处理(P<0.05),而施氮量对淀粉含量无影响。相比W1和W2,W3的干物质产量分别增加了11.7%和21.2%。相比N3,N1和N2的干物质产量分别增加21.8%和7.28%。综合考虑产量和淀粉含量,N3和W3是被推荐的。

不同灌溉方式对冬小麦光合速率及产量的影响

研究微喷灌和漫灌不同灌水条件下冬小麦光合速率和产量的变化规律,试图探明华北冬小麦光合速率和产量对不同灌水处理的响应,为冬小麦合理浇水管理、提高产量和水分利用效率(WUE)提供依据。设置微喷灌和漫灌两种灌溉方式,微喷和漫灌分别设置4个灌水量和灌水时期组合处理,微喷处理灌水量分别为90、120、150 mm和180 mm,漫灌处理灌水量分别为83、130、201 mm和205 mm,对冬小麦产量、光合速率、蒸腾速率、LAI等进行了分析。试验结果表明,在灌水量相近条件下小麦生育期灌水量≤120 mm时,微喷方式较漫灌方式能显著提高小麦子粒产量和WUE,产量增加的主要原因是千粒重增大;灌水量≥180 mm时,微喷方式产量和WUE均低于漫灌方式。不同时期小麦叶片光合速率微喷处理均高于漫灌处理,蒸腾速率除拔节期微喷灌水量120 mm、灌溉4次处理(SI2)外,微喷处理亦均高于漫灌处理;微喷、漫灌两种方式小麦叶片光合速率和蒸腾速率的变化趋势基本相同,均是先增大后减小。微喷和漫灌方式均表现为随灌水量的增加小麦LAI逐渐增大,主茎绿叶片数逐渐减少;在灌水量相近条件下,微喷处理小麦LAI大于漫灌处理,而主茎绿叶片数小于漫灌处理。2012—2013年度冬小麦生育期灌水量较小情况下微喷方式增产增效显著,而灌水次数多、灌水量较大时,微喷方式由于小麦LAI过高,群体郁闭,通风透光差,反而不利于产量和WUE的提高。微喷方式最优灌水处理为SI2,漫灌方式最优灌水处理为灌水量205 mm、灌溉4次(FI4)。

灌水时期和灌水量对小麦耗水特性和旗叶光合作用及产量的影响

在2004—2005和2005—2006小麦生长季,以济麦20、泰山23和泰山22为试验材料,研究了不灌水(W0)、拔节水60mm(W1)、拔节水60mm+开花水60mm(W2)和拔节水60mm+开花水60mm+灌浆水60mm(W3)4个灌水处理条件下小麦耗水特性、旗叶光合作用和产量变化。结果表明,2004—2005生长季,济麦20和泰山23均以W2处理籽粒产量最高,耗水量和灌水效率分别高于和低于W1处理;两品种的水分利用效率均以W1和W2处理高于其他处理,其中济麦20的W1和W2处理无显著差异,而泰山23的W1处理高于W2处理。2005—2006生长季,济麦20和泰山22分别以W1和W2处理获得最高籽粒产量,两处理的耗水量(451.3mm和459.2mm)无显著差异;两品种的水分利用效率均以W0处理最高,W3处理最低,其中济麦20的W1处理高于W2处理,而泰山22在两处理间无显著差异。随灌水量的增加,土壤供水量和降水量占总耗水量的百分率降低,灌水量占总耗水量的百分率增大。济麦20的W0处理的旗叶光合速率和磷酸蔗糖合成酶活性在灌浆初期与W1、W2和W3处理无显著差异,灌浆中后期显著降低,但W0处理有利于蔗糖向籽粒转移,灌浆后期旗叶中蔗糖滞留较少,这是W0处理的粒重显著高于其他处理的生理原因之一。综合考虑籽粒产量、水分利用效率和灌水效率,在未灌底墒水条件下,济麦20和泰山23以拔节水灌60mm或拔节水和开花水各灌60mm为节水高产的模式;在灌底墒水60mm条件下,济麦20以拔节水灌60mm、泰山22以拔节水灌60mm或拔节水和开花水各灌60mm为节水高产的模式。

不同灌水方式对水稻结实期一些生理性状和产量的影响

选用抗旱性不同的杂交水稻冈优527、D优363和汕优63,研究了旱种、湿润灌溉、"湿润灌溉(前期)+浅水灌溉(孕穗期)+干湿交替灌溉(抽穗至成熟期)"灌溉(简称C处理)和淹水灌溉4种灌水方式下,水稻结实期光合特征、渗透调节物质及保护性酶活性等生理性状变化和产量表现。结果表明,在C处理和湿润灌溉两种灌水方式下,剑叶的叶绿素含量高,叶片衰老缓慢,具有较高的净光合速率,且有利于可溶性糖和游离氨基酸等渗透调节物质的主动积累和保护性酶CAT、POD活性的提高,维持了细胞正常的代谢。而旱种下水稻剑叶叶绿素含量低,衰老快,净光合速率和气孔导度降低,渗透调节物质和保护性酶的变化水平对水分胁迫程度极为敏感。产量以C处理最高,湿润灌溉次之,旱种降低了产量构成各项因素,从而减产。试验表明,水稻叶片光合作用、渗透调节物质及保护性酶活性的变化幅度和产量与品种的抗旱性密切相关。

不同灌溉方式下土娄土玉米根际硝态氮的分布

实验着重研究分根条件下常规灌溉、交替灌溉和固定灌溉玉米苗期根际硝态氮的分布,研究结果表明:不同灌水方式下,玉米根际硝态氮的分布不同.在这3种灌水方式的湿润区,NO-3-N的累积趋势为:交替灌水>固定灌水>常规灌水.

灌水时期和数量对小麦耗水特性及产量的影响

为确定高产麦田的适宜灌水时期和数量，在池栽试验每件下，选用中筋小麦品种泰山23，研究了灌水时期和灌水量对小麦耗水特性及产量的影响。结果表明：（1）灌底墒水60mm和拔节中期水30mm的W1处理籽粒产量和水分利用效率较高，分别为7727．10kg·ha^-1和18．69kg·ha^-1·mm^-1，灌溉水利用效率最高。灌底墒水、拔节后期水和灌浆期水各60mm的W5处理的籽粒产量最高，为8494．50kg·ha^-1；水分利用效率与W1处理无显著差异。（2）W1处理和W5处理的总耗水量分别为413．46和464．91mm；灌溉量、降水量、土壤贮水耗水量分别占总耗水量的比例为21．77％、41．43％、36．80％和38．72％、36．85％、24．44％，W1处理提高了对降水和土壤贮水的利用比例，而W5处理提高了对灌溉水的利用比例。（3）W1处理全生育期0～200cm土层的土壤贮水消耗量最高，为152．16mm，并且深层100～180cm各土层的土壤贮水消耗量均显著高于其他处理，而W5处理全生育期0～200cm土层的土壤贮水消耗量最低，为113.61mm。

灌水方式对水稻灌浆期光合物质运转与分配的影响

在可控条件下设计了水稻灌浆期间灌溉稻田旱作的3 种灌水方式,形成3 种土壤含水量。研究不同灌水方式对亚种间杂交水稻协优9308 和两优培九碳水化合物的运转与分配的影响。试验结果表明,水植与干-湿条件下,茎鞘的贮藏物质或剑叶的光合产物运输率分别为60%与90%,旱作条件下碳水化合物输出率明显降低(P<0.01)。水植与干-湿处理间差异不明显。水稻灌浆成熟期间籽粒是吸收碳水化合物的主要器官,籽粒吸收叶鞘贮藏标记物50%和叶片光合物质80%。但在旱作条件下,籽粒摄取力显著下降,分别下降约10%和20%。干旱胁迫致使杂交组合劣势粒碳水化合物摄取能力的下降,是稻株结实率和充实度下降的主要原因之一。

开花后水分调控对两个筋型冬小麦品种品质与产量的影响

通过开花后不同水分处理研究了两个不同筋型冬小麦品种 (‘豫麦 34’和‘洛阳 8716’) (Triticumaestivumcv .‘Yumai 34’and‘Luoyang 8716’)的品质及产量变化。结果表明 :随着灌水时间推迟 ,湿面筋含量、沉降值、面团形成时间、稳定时间、评价值和拉伸面积有提高的趋势 ,但是千粒重和产量下降 ;随着开花后灌水量的增加 ,上述品质数值又有减少 ,产量及千粒重增加 ;多次灌水处理与开花后灌 1次水处理、开花后不灌水处理之间差异显著 ,开花后2 1d和 2 8d灌水处理的多项品质指标都大于不灌水处理。两品种面团稳定时间 (4 5 %和 15 % )、沉降值 (2 0 %和12 % )在不同水分处理下变异系数较大 ,吸水率、湿面筋、蛋白质含量变异系数 (<10 %和 <5 % )较小。

灌水对超高产麦田小麦灌浆期旗叶和籽粒糖含量与产量的影响

为确定超高产麦田适宜的灌水时期和数量,在小麦超高产试验田设置不同的灌水处理,研究了灌水量和灌水期对超高产小麦灌浆期旗叶、籽粒中蔗糖、可溶性糖动态变化及产量的影响。结果表明,与不灌水对照相比,灌水可提高超高产小麦灌浆期旗叶、籽粒中蔗糖和可溶性糖的代谢活性,显著增加籽粒产量。在2009-2010年度小麦生长季降雨量为291.7 mm的条件下,灌冬水、拔节水和灌浆水各60 mm的灌水处理(T5)灌浆期旗叶和籽粒中蔗糖和可溶性糖含量最高,转移和转化最完全,同时其产量也最高,达到超高产水平(9 923.58 kg.hm-2),与其他灌水处理差异显著。在T5处理基础上继续增加灌水量的T7和T8处理旗叶和籽粒中蔗糖和可溶性糖代谢活性降低,穗粒数、千粒重和水分利用率下降显著,最终导致小麦减产。在本试验条件下,灌冬水、拔节水和灌浆水各60 mm是超高产麦田适宜的用水方案。

灌水时期和比例对不同品种小麦产量及加工品质的影响

在自动防雨棚池栽条件下,研究不同灌水时期和灌水比例对强筋小麦济麦20和中筋小麦中麦8两个品种产量性状和加工品质的影响。结果表明,灌水比例为1∶3的处理(B1:春2叶灌300m3.hm-2+春5叶灌900m3.hm-2)和3∶1的处理(B4:春5叶灌900m3.hm-2+开花期灌300m3.hm-2)有利于减少旗叶中脯氨酸含量,缓解旗叶氮素流失,延长叶片功能期,供试品种间旗叶脯氨酸含量和氮素含量差异不显著;灌水比例为1∶3和3∶1的处理增加了穗数,提高了蛋白质含量,而灌水比例为1∶1的处理(B2:春2叶灌600m3.hm-2+春5叶灌600m3.hm-2,B3:春5叶灌600m3.hm-2+开花期灌600m3.hm-2)增加了穗粒数。春5叶灌水+开花期灌水(B3,B4)有利于提高籽粒产量和改善产量构成因素。中麦8在各灌水处理中穗数、穗粒数、千粒重、籽粒产量均高于济麦20,蛋白质产量则显著低于济麦20。处理B2和B4的灌水方式提高了小麦沉降值,增加了湿面筋含量,延长了面团稳定时间。春2叶灌水+春5叶灌水处理(B1,B2)延长了面团形成时间,改善了小麦加工品质。

不同灌溉上限对温室黄瓜初花期生长动态、产量及品质的影响

对不同栽培季节、不同土壤灌溉上限处理的温室黄瓜初花期的生长发育动态、产量、品质及水分利用效率进行了研究。结果表明,90%田间持水量灌溉上限处理较为理想,相比100%田间持水量灌溉上限处理而言,秋茬和春茬茎粗分别增加0.03和0.05cm,而根冠比差异不显著;根瓜节位分别降低1.39和0.69节;根瓜还原糖含量、可溶性总糖含量、Vc含量、可溶性蛋白质含量分别增加11.8g/kg,13.2g/kg,10.0mg/kg,0.13g/kg和10.3g/kg,4.5g/kg,24.9mg/kg,0.13g/kg;前期产量分别增加9.09%和7.77%;水分利用效率分别提高26.14%和22.72%。说明90%田间持水量为黄瓜初花期较适宜的节水灌溉上限指标。