中国北方地区不同滴灌方式节水增产效应的Meta分析

为了探明中国北方地区地下滴灌(subsurface drip irrigation,SSDI)与地表滴灌(surface drip irrigation,SDI)节水增产效应的差异,该研究以SDI作为对照,采用Meta分析定量分析了不同条件下SSDI对作物产量和水分利用效率的影响。结果表明,与SDI相比,SSDI可使作物总体增产6.66%(P<0.05),水分利用效率提高9.34%(P<0.05),净效益增加6.94%(P<0.05);SSDI在西北和华北地区均能提高作物产量和水分利用效率;当年均降雨量不大于400 mm时,SSDI能显著提高作物产量;当土壤容重大于1.5 g/cm^(3),灌水施肥频率大于6次,滴灌带埋深为>15~25 cm,滴头流量介于>1.5~<2.5 L/h时,更有利于发挥SSDI优势,节水增产效果显著。研究可为中国北方地区SSDI的推广应用提供理论参考。

考虑降雨预报的灌溉模式对水稻产量及需水量的影响

以早稻和晚稻为试验材料,在考虑降雨预报的前提下,研究了智能灌溉和传统淹水灌溉2种模式对水稻的产量指标以及作物需水量的影响。结果表明:智能灌溉模式能够使早稻、晚稻分别节约灌溉水量83.9、119.2 t/hm^(2),减少排水量193.8、35.6 t/hm^(2);智能灌溉模式在降雨频繁时充分满足作物在关键期的需水量,在缺少降雨时可在不影响产量、保证作物的关键期需水的情况下适当降低作物的需水量;智能灌溉模式可使早稻和晚稻的理论产量分别提高284.52、508.84 kg/hm^(2)。综上,在水稻种植过程中,考虑降雨预报的智能灌溉模式能够提高灌溉效率;优化作物的关键期需水量,降低水资源的消耗,减少环境污染,以及实现水稻增产,具有一定的环境和经济效益。

水稻生育期智能间歇灌溉系统研发及应用

结合数理统计学、机械工程学及信息控制技术,成功研发了水稻生育期智能间歇灌溉系统.通过现场试验,对自动测量数据和人工测量数据进行对比分析发现,灌水量、田间水位测量精度满足要求.水稻灌溉试验数据表明:与间歇灌溉相比,智能间歇灌溉灌排水量和灌排次数明显减少.在灌水量方面,智能间歇灌溉模式比间歇灌溉减少51.60~208.90 mm,减少幅度为24.00%~30.40%,灌水次数减少1.5次;在降雨有效利用率方面,智能间歇灌溉模式的降雨利用率较间歇灌溉模式提高了7%;在排水量方面,智能间歇灌溉模式下的田间排水量比间歇灌溉减少18.40 mm,减少幅度为17.9%;在产量方面,在肥料运筹及其他管理措施相同的条件下,早晚稻产量均呈现出智能间歇灌溉模式大于间歇灌溉模式,增产率分别为4.2%和8.9%.水稻生育期智能灌溉系统应用后具有明显的节水、增产效果,对提高中国作物需水量研究测定的科技水平具有重要意义.

冬小麦中轻度水分胁迫的增产节水效应研究

利用大型水分试验场的防雨棚遮挡自然降水,采用人工定量补水进行冬小麦土壤含水量占田间持水量40%～50%、45%～50%、50%～55%、50%～60%、55%～60%、60%～70%持续时间分别为5、10、15天水分胁迫处理的控制试验。试验结果表明:50%～70%的中轻度水分胁迫处理,冬小麦具有显著的增产节水效果;2年平均,增产6.3%～7.4%,节水28.2%～34.1%。中轻度水分胁迫下,冬小麦增产节水作用机制的实现,主要是通过水分胁迫效应诱发增强:①冬小麦根系的找水功能;②产量构成因子的优化;③复水后光合速率的提高。冬小麦水分胁迫效应的最佳利用时间为返青-拔节期,此时进行水分胁迫效应利用最有利于冬小麦稳产增产。

我国农艺节水技术研究进展及发展趋势

随着我国经济的发展,农业用水面临巨大挑战,提升北方地区农田水分利用效率对解决粮食生产过程中的缺水问题至关重要。全面分析了耕作保墒、覆盖保墒、增施有机肥与秸秆还田、水肥耦合、调整作物布局、选用节水型品种和化学调控等农艺节水技术措施的研究进展与发展趋势。针对我国农艺节水技术措施已取得的成就与存在的问题,提出了农艺节水中一些重要的理论问题和关键技术,以期将农艺节水技术提升一个新的高度。

黄淮海平原地区深松和灌水次数对冬小麦-夏玉米节水增产的影响

【目的】研究黄淮海平原地区冬小麦-夏玉米不同深松时机交互不同灌水次数对作物产量及水分生产效率的影响,为优化黄淮海地区土壤耕作方式提供理论依据。【方法】采用土壤耕作方式与灌水次数相结合的方法,设置秋深松+冬小麦2水(QS-2)、秋深松+冬小麦3水(QS-3)、夏深松+冬小麦2水(XS-2)、夏深松+冬小麦3水(XS-3)、对照(CK)共5个处理,研究深松与灌水次数对冬小麦-夏玉米一年两熟农田土壤物理性质、植株生长发育、产量、总产出值及水分生产效率等的影响。【结果】深松和灌水次数对土壤容重、土壤紧实度、土壤储水量、总产出值、水分生产效率均有不同程度显著影响。与对照相比,QS-2、XS-2、XS-3处理均显著降低深松后第1年土壤耕层(0—40 cm)及深松后第2年0—20 cm土层的土壤容重;深松各处理均显著降低第1年土壤紧实度,对第2年土壤紧实度影响效果不明显;秋深松后第2年QS-2处理的冬小麦整个生育期平均土壤储水量较CK显著增加18.14%,QS-3处理次之,夏深松后第2年XS-2、XS-3处理分别较CK显著提高24.7%、25.6%;秋深松能显著提高当季冬小麦生长发育,QS-2、QS-3处理地上生物量分别较CK增加了19.29%、27.06%,第2年QS-2和QS-3处理地上生物量较CK均有所提高,差异不显著,秋深松对第2年冬小麦生长发育影响效果减弱,夏深松第2年XS-2和XS-3处理的叶面积和地上生物量均较对照显著提高,夏深松能显著促进后茬冬小麦生长发育;QS-2处理对2年冬小麦-夏玉米总产出值和水分生产效率均显著提高,第1年总产出值和水分生产效率分别较CK提高27.21%、23.51%,第2年分别提高19.54%、18.84%,夏深松显著提高第2年冬小麦-夏玉米总产出值及水分生产效率,XS-2处理分别提高18.50%、17.65%,XS-3处理分别提高19.57%、15.35%。【结论】黄淮海平原冬小麦-夏玉米连作采用冬小麦播前秋深松耕作方式,冬小麦全生育期灌水2次,有利于降低农田土壤容重、降低土壤紧实度、提高土壤储水效果、显著提高深松周期内冬小麦-夏玉米总产出值及水分生产效率。建议在黄淮海平原地区平水年和丰水年(夏玉米季降雨充沛),冬小麦-夏玉米种植区采用秋深松+冬小麦灌2水耕作模式,实现高产与高效。

不同灌溉处理下冬小麦水平衡与灌溉增产效率研究

水资源是华北平原冬小麦、夏玉米种植区最重要的生产制约因素,农业水资源高效利用具有重大的社会需要。通过设置冬小麦不同灌溉处理,分析了各处理的水分平衡、产量和灌溉增产效率。结果显示:1)不同灌溉处理具有不同的水分平衡过程,雨养农田、充分灌溉处理、返青水胁迫处理、拔节抽穗水胁迫处理和灌浆水胁迫处理的蒸散量分别为251±58 mm、482±48 mm、352±44 mm、388±22 mm和324±53 mm;2)灌溉量对于小麦产量的增加具有明显的正效应,拔节-抽穗水胁迫对作物产量有较大影响,灌浆水胁迫和返青水胁迫均没有对小麦产量造成明显影响;雨养农业的经济产量为2 950±635 kg.hm-2,充分灌溉下的经济产量约为5 994±994 kg.hm-2;冬小麦返青期、拔节抽穗期、灌浆期施加适度的水分胁迫,产量分别为5 163±885 kg.hm-2、5 047±1 180 kg.hm-2、5 249±975 kg.hm-2,与充分灌溉相比,没有明显的产量下降;3)小麦的灌溉增产效率存在明显的年际差异,在丰水年或特丰水年,灌溉增产效率为1.9 kg.m-3,在枯水年为0.4 kg.m-3,平水年为1.6 kg.m-3。

水肥对土壤盐分影响及增产效应

为了内蒙古河套灌区盐渍化土壤的肥料高效利用,采用田间试验的方法,将不同种类肥料和灌溉定额进行组合,研究其对土壤盐分的动态影响及增产效应.结果表明:小麦收获后,除尿素处理外,有机肥、控释肥和缓释肥处理在常规及节水灌溉条件下耕层和剖面土壤电导率(EC)均值较试验初都有不同程度的降低.有机肥处理在常规灌水条件下(灌水定额为1 005 m3/hm2),控盐效果略显优势;缓释、控释肥在节水灌溉条件下(灌水定额为750 m3/hm2),控盐效果更明显,剖面土壤EC均值较试验前分别下降16.4%,14.3%;尿素处理在常规灌水条件下,耕层及剖面土壤EC均值较播前分别增加3.6%,2.7%,积盐程度略高于节水处理.4种肥料处理的小麦产量较对照处理增产效果显著;缓释肥处理在常规及节水灌溉条件下均表现出显著的增产优势.综合考虑节水、增产、土壤脱盐等效应,获得优化灌水施肥模式为:缓释肥配二铵基施,生育期内不进行追肥,缓释肥为800.4 kg/hm2,二铵为350.6 kg/hm2,灌水定额为750 m3/hm2,产量为8 374.5 kg/hm2,较当地农民习惯灌水施肥处理可增产2.14%、节水25%,作物耕层EC值和剖面土壤EC均值较播前分别下降18.6%,16.4%.

华北平原冬小麦夏玉米不同培肥措施的节水增产效应研究

根据山东省桓台县农业水资源日趋减少的现状 ,开展了以减少土壤水蒸发、提高水分利用效率为目的的不同培肥措施的节水田间试验 .结果表明 ,秸秆还田与增施有机肥具有明显的节水增产效应 .在相同灌溉水量 ( 2 5 0mm)的情况下 ,玉米秸与小麦秸全部还田较玉米秸小麦秸均不还田 (对照 )增产 885kg·hm-2 ,水分利用效率提高 3 .13 ,在全还基础上增施有机肥较对照增产 1875kg·hm-2 ,水分利用效率提高 3 .60 ;仅小麦秸全部还田较对照增产 675kg·hm-2 ,水分利用效率提高 3 .2 4,在麦秸还田基础上增施有机肥较对照增产 12 0 0kg·hm-2 ,水分利用效率提高 3 .2 8.

干湿交替灌溉方式下水稻节水增产机理研究

采用盆栽试验,以常规淹水灌溉处理为对照(CK),研究了水稻在适度水分亏缺(TR1)和较严重水分亏缺(TR2)2个间歇灌溉处理中灌浆前期复水前、后及灌浆后期的部分生理指标变化,以探讨干湿交替灌溉的节水增产机理。结果表明,TR1处理产量显著高于CK及TR2处理;与CK比较,TR1处理在灌浆前期复水前硝酸还原酶(NR)活性较低,IAA氧化酶活性和脯氨酸含量较高;复水后NR活性及颖花蒸腾强度均明显提高并高于CK,而IAA氧化酶活性迅速下降并低于CK,说明水稻在适度水分亏缺后复水可增强灌浆前期的生理活性,有利于籽粒灌浆和获得高产。

北京地区冬小麦渗灌技术节水高产综合效益研究

根据 1997- 0 9— 2 0 0 0 - 0 6在北京市昌平县北郊农场进行的冬小麦渗灌技术试验资料及调查资料 ,研究了渗灌对冬小麦产量构成及最终产量的影响、渗灌技术的节水效益和经济效益。结果表明 ,渗灌比喷灌平均增产 9.5 % ,比旱地增产 62 .3% ,产量结构中以渗灌千粒重表现最高。小麦生长期内农田总耗水量喷灌最大 ,渗灌次之 ,旱地最小。渗灌可明显提高冬小麦水分利用效率 ,渗灌处理水分利用效率平均为 13.2 5 kg.hm-2 .mm-1,是喷灌处理的 1.35倍。 3年平均渗灌比喷灌节水 4 3.9%。渗灌年净效益比喷灌多 976.6元 .hm-2 ,增加 2 0 .91%。渗灌具有节省开支 ,产投比提高的特点 ,作为一种新型的灌溉方式 。

不同灌溉方式对水稻生育及产量的影响

试验设A(浅湿干)、B(浅水)、C(浅深浅)三个不同灌溉方式处理,进行了处理间需水量、叶面蒸腾、棵间蒸发、渗透量的测定和生育期及生物学特性、分蘖消长、叶面积指数、干物质积累以及产量米质构成因素等的调查,研究了不同灌溉方式对水稻生育及产量的影响。结果表明:①处理间的需水量动态除叶面蒸腾出现A(浅湿干210.0mm)>B(浅水204.5mm)>C(浅深浅200.7mm)差异不明显的变化趋势外,需水量、棵间蒸发、田间渗漏、灌溉量均呈现A(浅湿干)<B(浅水)<C(浅深浅)趋势,说明种植水稻在进一步节水上有很大的潜力;②处理间的生育期及积温有随田间灌水量的增加而略有延长的趋势,株高有随之增高的明显趋势,抗倒、抗病性为A(浅湿干)>B(浅水)>C(浅深浅);③处理间分蘖消长基本相同,叶面积指数和干物质积累均呈A(浅湿干)>B(浅水)>C(浅深浅)的趋势;④处理间的产量构成因素只有结实率和千粒重有差异,并均呈A(浅湿干)>B(浅水)>C(浅深浅)趋势。同时,碾米品质的各项指标有A处理(浅湿干)>B处理(浅水)>C处理(浅深浅)的趋势,而直链淀粉、胶稠度、蛋白质和味度值等指标则未表现出规律性变化趋势;⑤处理A(浅湿干)由于田面“水层期”较少,能明显减少棵间蒸发和渗漏,有较明显的节水效应和增产效应,并且米质不受大的影响,是最佳的高产节水灌溉方式。

海河低平原渠灌区麦田深松的节水增产效应研究

【目的】研究海河低平原渠灌区土壤深松对冬小麦的节水增产效应,以提高冬小麦产量和水分利用效率。【方法】于2011—2012年和2012—2013年冬小麦生长季,以冬小麦品种良星99为材料,大田条件下,通过小麦季设置旋耕(RT)、深松(SRT)和深耕(MRT)3种耕作方式处理,在海河低平原渠灌区进行了2个周期的研究。【结果】(1)深松可提高土壤水分入渗速率。水分入渗速率稳定时,深松处理土壤水分入渗速率为0.05 mm·s-1,分别是旋耕处理和深耕处理的2.50倍和1.67倍。(2)渠灌条件下,深松有利于水分在土壤中快速下渗,优化水分在深层土壤中的分布,提升深层土壤对灌水的储蓄能力。灌水后48 h,在0—180 cm土层,深松处理土壤水分增量为158.5 mm,旋耕和深耕处理分别为142.5和144.1 mm,分别相当于深松处理的89.9%和90.9%。(3)在冬小麦冬前阶段,深耕处理棵间蒸发量最高,分别是深松和旋耕处理的1.15倍和1.35倍。冬小麦返青后,旋耕处理棵间蒸发量提高,尤其是春季灌水后,旋耕处理日棵间蒸发量上升更快,最高达1.32 mm·d-1,而深松处理和深耕处理则仅为0.78和0.85 mm·d-1。深松处理全生育期棵间蒸发量最低,仅为138.17 mm,分别相当于深耕处理和旋耕处理的86.9%和89.7%。(4)冬小麦播种至拔节期,旋耕处理0—100 cm土层含水量高于深松和深耕处理;拔节期至成熟,0—20 cm土层,旋耕处理含水量最高;20—80 cm土层,深松处理含水量最高;80 cm以下土层,3个处理差异不显著。(5)深松处理生育期耗水量为419.1 mm,比旋耕和深耕处理节水约6%;深松处理对灌水和降水的消耗比例分别为41.2%和22.0%,显著高于深耕和旋耕处理。(6)深松处理产量平均为8 550 kg·hm-2,分别比旋耕和深耕处理提高15.4%和6.9%,其水分利用效率比旋耕和深耕处理分别高22.9%和14.0%。【结论】土壤深松可增加麦田地表水入渗速率,减少灌水和降水的无效蒸发,提高土壤对灌水和降水的储蓄,降低冬小麦耗水量,提高其水分利用效率和灌水生产效率,最终显著提高冬小麦产量,具有较好的节水增产效应。建议在海河低平原渠灌区冬小麦种植中采用深松耕作措施。

黄土台原旱地小麦机械化保护性耕作栽培体系的水分及产量效应

针对黄土台原自然资源特点及农业生产实际 ,在已有研究基础上 ,将“高留茬”、“深松耕”和“起垄覆膜沟播”3项技术有机结合 ,组成旱地小麦机械化保护性耕作栽培体系。研究表明 ,夏闲期采用高留茬、深松耕可以把夏闲期占小麦全生产年度 5 0 %的降水最大限度地蓄积并保存于土壤之中 ,较传统翻耕法多蓄水约 76 .2 m m,蓄水率达 5 5 %以上 ;在此基础上 ,种麦时再应用起垄覆膜沟播技术 ,既可以把夏闲期蓄积到土壤中的水分最大限度地保住 ,又可把小麦生育期的降水量最大限度地蓄留 ,从而使旱地小麦的水分条件明显改善 ,增产增收效果显著 ,是黄土台原旱作小麦实现高产。

作物调亏灌溉理论与技术研究动态及其展望

介绍了作物调亏灌溉的概念及其生理学基础,论述了调亏灌溉理论与技术的研究进展,分析了调亏灌溉研究中存在的问题。最后,对作物调亏灌溉理论与技术的发展趋势进行了展望。

生物炭对黑土区坡耕地水土保持及大豆增产效应研究

针对东北黑土区坡耕地水土流失严重,农业用水量不足的问题,研究生物炭对该地区的水土保持及作物增产效应,并寻求最优生物炭施用量。2015年,以黑龙江农垦北安分局红星农场3°坡耕地为研究对象,研究不同生物炭施用量对大豆生育期土壤水分动态、表径流、土壤侵蚀、产量和作物水分利用效率的影响。结果表明,生物炭对坡耕地水土保持及大豆节水增产有较好的效果,其中对于水土保持方面,生物炭施用量越高,水土保持效果越好;而对于大豆产量与水分利用效率方面,则生物炭施用量为75 t/hm^2的处理效果最为明显。

覆膜棉花调亏灌溉效应研究

通过系统的田间试验 ,确定膜上灌条件下棉花调亏灌溉施加水分胁迫的适宜时期和土壤水分亏缺限值。各处理棉花的耗水量及产量实测结果表明 ,蕾期适度的水分亏缺处理较对照丰水处理全生育期节水11.83% ,皮棉产量和水分利用效率分别提高 2 2 .83%和 39.2 6 % ,调亏灌溉对棉花具有显著的节水增产和提高水分利用效率的效应。

激光控制平地方法的经济可行性分析

根据激光控制土地精平试验结果和不同田面平整精度处理下的田间畦灌对比试验数据 ,对激光控制平地成本费用和节水增产效果进行分析 ,完成激光控制平地方法的经济可行性分析。土地精平成本费用随田面平整绝对改善度的增加呈线性增长 ,节水增产效益随田面平整精度的提高明显增加。在激光精平效果 3年持续期内 ,考虑激光控制平地设备折旧下的静态效益费用比值为 1.8,动态下的相应比值为 1.6。农田生产力提高带来的节水增产效益超过土地精平成本的事实表明 ,在我国现状条件下采用激光控制平地方法可以获得较好的收益回报。

调亏灌溉及其在果树栽培上的应用

介绍了作物调亏灌溉的概念；论述了调亏灌溉的研究进展及其在果树栽培方面的研究和应用；提出了调亏灌溉研究应用中存在的几个问题。

渭北旱原冬小麦不同覆盖栽培模式的节水效益

在陕西渭北旱原区，通过田间试验对冬小麦不同覆盖栽培模式的水分利用效率、节水增产效果和投入产出进行详细的分析，并对不同覆盖栽培模式的节水增产机理进行了探讨。研究结果表明：渭北旱原区冬小麦不同覆盖栽培模式均优于常规栽培，垄覆膜沟覆秸秆更为突出。垄覆膜沟覆秸秆栽培模式提高水分利用效率到11．59kg·mm^-1·hm^-2,单位粮食生产节水量达到37．21％～39．85％，单位耗水量增产达到58．68％～66．25％，产投比为1．34：1，均高于其它覆盖栽培模式。垄覆膜沟覆秸秆模式栽培技术是提高旱地冬小麦产量和经济效益的有效途径之一。