固定道压实对农田土壤物理性状的影响

在大田试验条件下,研究了固定道耕作对土壤物理性状的影响。结果表明：不同区域作物收获后土壤容重总体表现出固定道最大、平作区次之、垄耕区最小的变化趋势,固定道压实显著增加了固定道内0～20 cm土层土壤容重,但避免了机械和灌溉对作物生长区的影响,与播种前相比,固定道耕作作物生长区收获后土壤容重与播种前相比没有明显变化,而平作区土壤容重比播种前显著增加;灌溉后固定道内土壤含水量的减小明显滞后于平作区,表明压实增强了土壤的持水能力,减少了固定道内土壤水分的蒸发;土壤紧实度随土壤深度的增加呈先减小后增大再减小的“S”型曲线变化趋势,机械压实明显增加了土壤紧实度,固定道在不同时段测定的土壤紧实度值均高于相应平作区,尤其在0～20 cm土层,而且随着灌溉后时间的推移,这种趋势越来越明显,而在20 cm土层以下,这种差异相对较小,表明固定道压实对土壤紧实度的短期影响没有到达20 cm以下土层;固定道土壤含水量和土壤紧实度之间存在显著的负相关。固定道耕作技术具有减少作物生长区机械和灌溉干扰的作用,而且机械行走区所形成的土壤隔水层能起到减缓裸露地土壤水分蒸散发的作用。     

古代动力能源——畜力

正中国自古以农为本,而农业的发展离不开人们对各种动力能源的利用。传统时代的农业动力除了人力自身之外,就是畜力以及风力、水力等。比较而言,风力、水力利用受环境因素限制较大,多用于粮食加工和农田排灌,而畜力利用则几乎涉及农业生产的全过程,耕播、灌溉、运输、农产品加工等都有畜力参与其中,牛、马、驴、骡等大牲畜都曾作为役畜或农业动力来使用,曲辕犁、牛转水车等许多畜力工具也应运而生。古人有"服牛乘马,量其力能"的说法,各种牲畜的习性和     

不同灌溉方式对烤烟的生长及品质的影响

本文选用烤烟‘K326’为试验材料,通过盆栽试验研究分根交替灌溉、亏缺灌溉和全灌溉方式对烤烟产量与相关化学品质的影响。结果表明,分根交替灌溉的烤烟水分利用率及其相关生理指标比全灌溉的均有显著改善。其叶片干重、株高和干物质积累量均比亏缺灌溉和全灌溉的高。烤烟烟叶中可溶性糖含量、氮含量、钾含量和钾氮比也明显高于亏缺灌溉和全灌溉的,表明分根交替灌溉能够提高烤烟烟叶的品质。     

灌溉频次和时期对冬小麦籽粒产量及品质特性的影响

为探讨我国北方地区冬小麦的节水灌溉模式,2006—2008年,在中国科学院栾城农业生态系统试验站,以冬小麦品种科农9204为试验材料,在总灌溉量为120mm的条件下,研究了灌溉次数和灌溉时期对籽粒产量、水分利用效率(WUE)、籽粒蛋白质含量以及相关主要品质特性的影响。结果表明,拔节期、抽穗期和灌浆期一次灌溉分别有利于产量、干物质积累量和千粒重的形成或提高;两次灌溉处理中,以拔节和抽穗期各灌60mm处理籽粒产量最高,籽粒蛋白质产量有随灌溉时期后移而降低的趋势;冬小麦生育期间随灌溉次数增多和灌溉时期后移,湿面筋含量、面团形成时间、面团稳定时间等均显著降低。综合考虑冬小麦的籽粒产量、WUE、营养品质和加工品质,在总灌溉量为120mm的条件下,以拔节和抽穗期各灌溉60mm为宜。     

再生水浇灌方式对芦苇地土壤水文生态特性的影响

为提高再生水资源在芦苇群落生态恢复中的高效利用,采用温室内模拟实验的方法,以未灌溉(CK)为对照,对再生水(FS)、再生水清水轮灌(QF)及清水灌溉(QS)等3种浇灌方式下的芦苇地盐碱含量及水文物理参数进行测定分析,以其阐明不同浇灌方式下芦苇地的土壤水文生态效应。结果表明:清水灌溉、清废轮灌降盐压碱效果显著(P0.001),而再生水灌溉后土壤含盐量增加12.8%。与未灌溉相比,3种浇灌方式均使土壤容重减小,孔隙度增大,改善土壤水文物理效果表现为清废轮灌清水灌溉再生水灌溉。Horton模型比较适合描述灌溉后芦苇地土壤水分入渗过程,清水灌溉、清废轮灌改善了土壤水分的渗透性能,初渗率和稳渗率均比未灌溉增加,而再生水灌溉后初渗率下降15.0%。3种浇灌方式均能增强芦苇地贮蓄和保持土壤水分的能力,清废轮灌、清水灌溉、再生水灌溉的饱和蓄水量分别比未灌溉增加11.5%、4.3%、2.4%,涵蓄降水和供植物生长有效水分贮存能力表现为清废轮灌最好,其次为清水灌溉,而再生水灌溉则较差。     

农田灌溉对气候的影响研究综述

过去200年全球灌溉农田面积迅速扩张,灌溉对气候的影响逐渐受到世界各国研究者的关注。回顾了过去有关灌溉对气候的影响研究,归纳了前人的研究手段,指出了目前研究中存在的问题和困难,并提出了未来灌溉对气候的影响研究应该注重如下几个方面:1)同时利用观测数据分析方法和模型模拟研究方法进行灌溉对区域气候的影响,并将两者的结果进行对比分析,以求做到互相验证;2)对于缺乏地面观测数据或者地面数据受其他因素(比如:城市化)影响大的区域,建议利用遥感观测数据进行灌溉对地表参数的影响研究;3)注意对灌溉四大属性(灌溉位置、灌水量、灌溉方式和灌溉时间)的精确模拟,可以考虑耦合气候模型和作物模型进行模拟研究,并注意区分灌溉旱地和灌溉水田。4)提倡利用多模式集合的方式研究灌溉对区域气候的影响,以减少灌溉对气候影响(强度和方向)模拟结果的不确定性;5)未来也应该考虑模拟灌溉和气候变化间的互馈影响。     

灌溉与施氮对紫花苜蓿干草产量及水分利用效率的影响

在甘肃省河西绿洲灌区石羊河流域设计大田试验,研究了不同灌溉量[常规灌溉(330mm)、节水20%灌溉(264mm)和节水40%灌溉(198mm)]和施氮量(0、40、80和120kgN.hm-2)对紫花苜蓿(Medicagosativa)株高、干草产量和水分利用效率的影响。结果表明:灌溉与施氮对紫花苜蓿植株高度产生一定的影响,但其效果不明显;各茬紫花苜蓿干草产量随灌溉量增加而增加,不同灌溉之间的干草产量相差显著,节水40%灌溉、节水20%灌溉和常规灌溉的全生育期(3茬)平均干草产量分别为7232、7603和7796kg.hm-2;节水40%灌溉的水分利用效率(15.56kg.hm-2.mm-1)显著高于节水20%灌溉(13.86kg.hm-2.mm-1),节水20%灌溉的水分利用效率显著高于常规灌溉(12.60kg.hm-2.mm-1),水分利用效率随灌溉量增加而显著降低;当施氮量达到40kgN.hm-2时,紫花苜蓿干草产量(8223kg.hm-2)和水分利用效率(15.18kg.hm-2.mm-1)达到最大值,总干草产量比0、80和120kgN.hm-2施氮处理分别提高15%、16%和7%,水分利用效率分别提高14%、14%和8%。在河西绿洲灌区石羊河流域第一年种植紫花苜蓿,从经济、生态和环境方面考虑,节水40%灌溉和施氮40kgN.hm-2处理是较高干草产量和高水分利用效率取得一致的处理,应大面积推广。     

咸水非充分灌溉对土壤水盐分布及玉米产量的影响

通过不同矿化度的咸水灌溉春玉米试验,研究了石羊河流域中游咸水充分灌溉和非充分灌溉对土壤水盐分布及玉米产量的影响. 结果表明: 土壤含水量峰值均出现在灌溉期, 充分灌溉变化幅度高于非充分灌溉;土壤含盐量随灌水矿化度的增大而增大, 相同灌水矿化度下,非充分灌溉处理的土壤含盐量均较充分灌溉处理低; 非充分灌溉处理土壤盐分累积层较充分灌溉处理上移; 80～100 cm土壤含水量和含盐量保持稳定,不受灌溉水量和水质的影响.与淡水充分灌溉相比,咸水灌溉下玉米产量降低约15%～22%;9 g·L^-1、6 g·L^-1、3 g·L^-1咸水非充分灌溉下玉米收获后1 m土层平均土壤含盐量分别比充分灌溉降低8.1%、12.4%和18.4%,而产量仅分别降低3.4%、6.8%和3.0%.     

中国水稻节水灌溉技术的现状及发展趋势

中国稻田因灌溉方式的不合理,造成了水资源浪费严重、水利用率低,加剧了水资源的短缺,加重了水资源的污染。水稻是中国最大的耗水作物,大约消耗了全国总用水量的50%,因此,减少中国水稻用水量和提高水稻水分利用效率有利于缓解中国水资源短缺及水资源污染的问题。本文系统综述了中国主要的4种节水灌溉技术,即"浅、湿、晒"灌溉技术、间歇灌溉技术、控制灌溉技术和蓄雨型灌溉技术;指出了水稻节水灌溉技术的节水增产机理,并分析了节水灌溉技术对水稻生长发育和稻田生态环境的影响。然而,这4种灌溉技术有一定的局限性,并且没有同栽培和高科技技术结合在一起使用,节水的效果并不是特别理想;同时,有些高效的节水技术长期使用可能降低土壤肥力。为此,新的节水灌溉技术成为今后水稻节水技术发展的必然趋势。     

灌溉方式对稻田土壤微生物群落功能多样性的影响

为了探讨3种不同灌溉模式对土壤微生物群落功能多样性的影响。本研究采用Biolog-ECO板研究了双季稻田连续五年不同灌溉处理(长期灌溉,湿润灌溉,间歇灌溉)下的土壤微生物群落功能多样性。结果表明,不同灌溉方式处理的土壤微生物代谢活性强度为间歇灌溉湿润灌溉长期淹水灌溉。在不同的处理中,α-环式糊精和D-葡萄胺酸解释了主要的差异。氨基酸和糖类碳源是间歇灌溉和湿润灌溉灌溉模式下主要被利用的碳源,而酯类在长期淹水灌溉模式被利用的最多。通过评价3种灌溉方式下稻田土壤的代谢特征,证实了间歇灌溉方式有利于提高稻田土壤微生物的功能多样性,为稻田水分科学管理提供了理论依据。     

推迟拔节水灌溉对宽幅精播麦田冠层温度与叶片水分利用效率的影响

为了探讨冬小麦高效节水灌溉模式,于2012—2013年在山东农业大学试验站采用两种种植模式(宽幅精播种植和常规种植),每种种植模式设3种灌溉处理(全生育期不灌溉、拔节期灌溉60 mm和拔节后10 d灌溉60 mm),研究了推迟拔节水灌溉对宽幅精播麦田冠层温度、光合速率、蒸腾速率、叶片水分利用效率(WUEL)和籽粒产量等的影响。结果表明,推迟拔节水灌溉显著提高了宽幅精播麦田生育后期的冠层温度、旗叶光合速率和蒸腾速率,且在冬小麦生长后期推迟拔节水灌溉显著提高了宽幅精播麦田的WUEL,有利于实现宽幅精播麦田的节水高产;产量构成因素中,推迟拔节水灌溉对两种种植模式的千粒重均没有显著影响,但推迟拔节水灌溉显著提高了宽幅精播麦田的穗粒数和籽粒产量。统筹考虑冬小麦的WUEL和籽粒产量,推迟拔节水灌溉对宽幅精播麦田实现节水高产具有一定的现实意义。     

滨海半干旱地区海水灌溉对土壤安全和作物产量的影响

2001至2003年,连续3a在山东莱州地区布置田间试验,研究海水灌溉对土壤安全和作物产量的影响。试验共设4个处理,即CK(未灌溉处理)、25%、50%、75%的海水灌溉处理。结果表明:未灌溉处理土壤中的总盐量呈明显积累趋势,2003年较2001年增加了1.3倍;25%和50%的海水灌溉处理,2001年土壤盐分明显积累,此后两年有逐年脱除的趋势。2003与2001年相比,脱盐率分别达到34.9%和41.0%。连续3a海水灌溉后,除CK外,各处理耕层中的盐分较为稳定,且处于较低水平;CK和50%的海水灌溉处理,60~100cm的土层中的盐分明显积盐,而其它处理均未表现出积盐趋势。25%的海水灌溉处理土壤钠吸附比明显高于50%、75%的海水灌溉处理,但仍然未达到10mmol/L。2001和2002年,25%和50%的海水灌溉处理,较未灌溉处理增产效应显著。因此,25%和50%的海水灌溉耐盐作物菊芋,能够保证土壤安全和作物高产高效。     

不同灌水模式对冬小麦籽粒产量和水、氮利用效率的影响

在田间试验条件下,以冬小麦品种泰农18为材料,设置灌底墒水(CK)、底墒水+拔节水(W1)、底墒水+拔节水+越冬水与灌浆水交替灌溉(越冬/灌浆水交替灌溉模式,W2)、底墒水+拔节水+开花水(优化传统灌溉模式,W3)、底墒水+越冬水+拔节水+灌浆水(传统灌溉模式,W4)5种灌溉模式,每处理每次灌水量均为600 m3·hm-2,研究了山东泰安偏旱年份(2009-2010年)不同灌溉模式对小麦籽粒产量、水分利用效率和氮素利用效率的影响.结果表明:在小麦全生育期119.7 mm降水量条件下,越冬/灌浆水交替灌溉模式(W2)与传统灌溉模式(W4)籽粒产量差异不显著,但水分利用效率显著高于传统灌溉模式,与灌水量相同的优化传统灌溉模式(W3)相比,其小麦籽粒产量明显提高,水分利用效率无显著差异;越冬/灌浆水交替灌溉模式和传统灌溉模式的氮肥偏生产力最高,且籽粒收获后越冬/灌浆水交替灌溉模式在0 ～100 cm土层的硝态氮积累量显著高于传统灌溉模式和优化传统灌溉模式,降低了硝态氮的淋溶损失.在本试验条件下,越冬/灌浆水交替灌溉模式(W2)是可以兼顾小麦籽粒产量、水分利用效率和氮素利用效率的最佳灌溉模式.     

亏缺灌溉对棉花生长和水分利用效率的影响研究进展

棉花是世界上最主要的农作物之一。随着全球水资源的日益紧张,灌溉用水将成为限制棉花生产的主要因素。亏缺灌溉是一种低于作物正常腾发量的灌溉方式,可以在保证棉花产量和品质的前提下提高水分利用效率,是一种有效的节水灌溉方式。本文综述了亏缺灌溉对棉花生长和水分利用效率的影响。亏缺灌溉可以通过促进棉花由营养生长向生殖生长转化,降低棉花株高、叶面积、总生物量,从而提高收获指数、茎粗和水分利用效率。最后,综合现有的研究,结合棉花生产实际,提出亏缺灌溉应用推广建议,以期为旱区棉花可持续发展提供理论指导。     

水肥对草坪草影响的研究进展

施肥和灌溉作为草坪日常养护管理的两大重要措施,是建成高质量草坪的重要保障.从施肥措施中的N、P、K及其三元素配施对草坪草的影响以及灌溉措施中的灌溉频率和灌溉水量对草坪草生长发育的影响等方面,综述近年来草坪草施肥和灌溉研究的热点问题,探讨理想草坪草所需的适合施肥水平和灌溉水平,阐明施肥和灌溉两个措施对草坪草的影响存在一定的互助关系.通过对施肥和灌溉对草坪草生长发育影响的研究作简要的概述,为制定适宜的草坪施肥与灌溉计划,节约水资源利用,减少过量肥料对环境与草坪草生长的不利影响,同时为获得理想的草坪质量提供参考依据.     

灌溉对沙拐枣幼苗生长及氮素利用的影响

采用盆栽试验,比较了5个灌溉梯度下(4.6、6.1、7.7、9.2、13.0 kg·株-1·次-1)沙拐枣幼苗氮素累积分配、利用和回收特征及其生长特性差异。结果表明:随灌溉量增加,沙拐枣幼苗整株氮素累积量和干物质量均显著增加,但在最高灌溉量下沙拐枣幼苗出现严重病害。生长旺季干物质和氮素主要分配在同化枝中,平均分别占总株的39.5%和66.1%,随灌溉量增加分配比例显著增加;季末茎和老枝是干物质和氮素的主要累积器官,平均分别占总株的54.7%和47.8%,分配比例也随灌溉量增加而显著增加。干旱条件下沙拐枣幼苗具有较高的根冠比,增加灌溉量后显著下降。生长旺季沙拐枣幼苗具有较高氮素回收效率,平均为64.4%,灌溉后明显增加;季末平均为58.1%,灌溉后有下降趋势。在两个生长季平均氮素利用效率分别为120.5和235.8g/g,增加灌溉量虽可提高植物氮素利用效率,但在最高灌溉量下氮素利用效率出现降低。由此可见,沙拐枣幼苗物质分配特征具有明显的季节性和可塑性,灌溉量过高和过低都不利于沙拐枣幼苗生长及氮素回收和利用效率的提高,因此中等灌溉量(7.7—9.2 kg·株-1·次-1)更有利于其生长及自身特性发挥。     

部分根区灌溉与合理密植对旱区棉花产量和水分生产率的影响

为揭示部分根区灌溉与合理密植在棉花产量和水分生产率上的互作效应及其生理学机制,探索旱区节水灌溉植棉的新途径,在内蒙古自治区西部大田条件下,采用两因子试验设计研究了灌溉方式(常规灌溉、亏缺灌溉、部分根区灌溉)和种植密度(13.5万、18.0万、22.5万株·hm^-2)对棉花生长发育、产量、水分生产率和相关生理指标的影响.结果表明: 灌溉方式和种植密度及其互作对棉花生物产量、籽棉产量、产量结构和收获指数有显著影响.常规灌溉条件下,提高密度能显著提高生物产量和单位面积铃数,但铃重和收获指数显著降低,高密度与中等密度下的经济产量相当,并显著高于低密度处理;部分根区灌溉可显著提高棉花叶片中脱落酸(ABA)含量,并显著降低吲哚乙酸(IAA)含量,促进同化物向生殖器官的分配,提高收获指数.随着种植密度的提高,部分根区灌溉下单位面积铃数增加、铃重基本不变,高密度较中、低密度籽棉分别增产6.7%和11.5%.高密度下,部分根区灌溉与常规灌溉的籽棉产量相当,霜前花率提高22.5%,节水30%,水分生产率提高49.3%.种植密度对主茎功能叶光合速率没有显著影响,灌溉方式对光合速率有显著影响,亏缺灌溉显著降低了主茎功能叶的光合速率,而部分根区灌溉的叶片光合速率与常规灌溉相当.部分根区灌溉灌水侧根系茉莉酸(JA)含量和水通道蛋白基因(PIP)表达量显著高于常规灌溉,表明部分根区灌溉下,JA作为信号分子参与了灌水侧根系水分吸收的调控,PIP基因上调表达,根系吸水能力增强,保障了地上部叶片的水分平衡,进而维持了较高的光合速率.部分根区灌溉配合适当密植(22.5万株·hm^-2)是旱区节水植棉的重要技术途径.     

农业灌溉和施肥在陆面过程模型中的参数化方法研究进展

全球气候变化和人口激增背景下,灌溉和施肥成为保证粮食产量的重要途径,同时也深刻改变着陆地生态系统水循环、能量流动和物质循环过程。在陆面过程模型(LSM)中耦合灌溉和施肥方案对清晰把握陆-气相互作用、保障全球粮食安全有重要意义。本文分别回顾了灌溉和施肥(氮肥)在LSM参数化过程中的3个关键参量(方式、用量和时间)的表达方法,指出了当前受到灌溉和施肥关键参量高时空分辨率数据匮乏的影响,LSM中的灌溉和施肥方案与实际农业生产方式有所偏离,难以充分反映灌溉和施肥对粮食产量、生态环境和局部气候的影响。最后,提出了LSM中灌溉和施肥方案的未来优化方向：1)考虑作物间的水分需求差异,对灌溉阈值进行差异化设置,正确评估不同作物的水资源消耗总量和强度;2)充分利用施肥灌溉的地面观测记录和日益丰富的区域格网数据,发展更加贴合实际农业操作的参数化方案,准确揭示灌溉和施肥的经济、生态和气候等效应;3)综合作物类型、物候阶段、土壤基础肥力等因素,发展施肥诊断方案作为模型的补充方案,提升模型在氮肥数据匮乏地区的应用性和模拟准确性。     

基于遥感的灌溉耕地制图方法研究进展

准确的灌溉耕地位置分布信息是地球系统科学和气候变化等研究领域的基础,它关乎我们国家的粮食安全和水资源安全,对水循环、能量循环研究具有重要的意义。遥感灌溉耕地制图研究主要分为局地研究、区域研究和全球研究三类。目前,基于遥感的灌溉耕地制图研究大多数都集中在局地尺度上,其中,目视解译法和数字图像分类法是在局地尺度研究中最常见的方法;在区域尺度上,最常见的手段是使用中等分辨率的卫星图像进行多时段的时间序列分析,从而实现灌区地图的绘制;当前全球尺度的灌溉位置分布研究工作,由于在数据获取方面受到的的客观限制,使其在灌溉分类结果上存在较大的不确定性。近年来,国际国内出现了一些灌溉产品,由于各种原因,这些灌溉产品存在精度不高、分类不可靠等问题。然而,由于技术的进步,数据融合技术、微波遥感技术及大量其他辅助数据在大区域绘制灌溉地图方面提供了更大的可能性。为此,极有必要系统回顾灌溉耕地识别制图研究的发展历程,总结当前研究的现状及存在的不足,为进一步开展灌溉耕地制图方法研究和提高灌溉识别精度提供参考。     

再生水灌溉对苜蓿生长发育和品质的影响

通过盆栽试验,研究了再生水不同灌溉方式对苜蓿生长发育和品质的影响.结果表明：与清水灌溉相比,再生水能显著增加苜蓿的株高、侧枝数及产草量,但对苜蓿叶面积有一定的抑制作用;再生水灌溉、再生水与清水混灌和轮灌使苜蓿体内可溶性蛋白含量分别增加78.43%、83.68%、72.53%,但再生水灌溉不利于苜蓿可溶性糖的累积.再生水灌溉下,苜蓿植株体内的Ca、Mg含量较清水灌溉分别增加了27.78%、26.61%;再生水灌溉及混灌下,苜蓿体内的Fe含量较清水灌溉分别降低28.71%、10.09%;再生水灌溉、轮灌和混灌下苜蓿地上部Cd含量较清水灌溉分别增加98.6%、89.5%和59.0%,但苜蓿体内重金属Pb、Cd含量仍低于国家卫生标准（GB 13078—2001）规定限量值.说明再生水是苜蓿可利用的灌溉
资源,但其长期效应仍需进一步研究.