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微咸水非充分灌溉对土壤水盐分布与冬小麦产量的影响 总被引：16，自引：6，他引：10
为了实现高效用水,缓解北方地区水资源紧缺的状况,根据河北省中科院南皮生态农业试验站2003－2005年的冬小麦微咸水非充分灌溉田间试验资料,研究了微咸水非充分灌溉对土壤含盐量、冬小麦产量和产量构成因素以及水分利用效率的影响。结果表明,从拔节前到麦收后的冬小麦主根区土壤含盐量随着生育期的发展呈明显升高趋势;随着缺水阶段的后移,0～100 cm深度土壤积盐程度逐渐增大;穗粒数对缺拔节水敏感程度最高,缺抽穗水对单位面积穗数的影响最大,缺灌浆水对千粒重的负效应最大;总的来说产量随着缺水阶段的后移,水分胁迫的负效应逐渐减小,水分利用效率随着缺水阶段的后移有所提高,微咸水非充分灌溉的灌水优先顺序应为拔节水、抽穗水和灌浆水。该研究为黄淮海地区冬小麦在微咸水非充分灌溉下的适宜灌溉次数和灌溉水量的确定提供了科学依据,有利于合理开发利用当地微咸水资源。 相似文献
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基于区间多阶段随机规划模型的灌区多水源优化配置 总被引：5，自引：5，他引：0
灌区多水源灌溉系统中存在许多不确定性因素,随着系统环境的变化及不确定性因素的影响,导致其配水过程具有动态特征。针对灌区多水源灌溉系统的配水特点,该文建立基于区间多阶段随机规划的灌区多水源优化配置模型。同时,考虑灌溉水对作物产量的影响,引入水分敏感指数权重系数,并以黑龙江省和平灌区水稻不同生育阶段灌溉水资源优化配置进行实例研究。结果表明,在不同来水情境下,管理者可根据各个生育阶段水分敏感指数权重系数,判断作物不同生育阶段的需水敏感程度,当来水情境的来水量多时,会产生余水量,可调配给下一生育阶段;当来水情境的来水量少时,管理者可在减少灌溉水量与增加外调水之间进行权衡,并根据需水关键期与需水非关键期做出决策,使水资源在作物生育阶段间及作物生育阶段内进行分配,实现灌区多水源灌溉系统的动态配水。该模型的应用在确保作物产量的同时,使灌溉水资源在作物各个生育阶段进行合理配置,有效地避免了水资源浪费,对提高灌溉水利用效率、保证水资源的可持续利用具有重要意义。 相似文献
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通过大田试验研究了调亏灌溉条件下春播蚕豆的生长动态及其产量效应,结果表明:蚕豆各生育期缺水后株高、叶面积指数、干物质积累量较对照均有较大幅度下降,轻度缺水处理株高较对照最大下降分别为18.3%,21.4%,14.4%,0.4%,各生育期叶面积指数较对照最大下降分别为16.8%,21.7%,13.2%,20.8%,各生育期干物质积累量较对照最大下降分别为22.86%,25.71%,14.14%,10.56%;重度缺水处理各生育期株高较对照最大下降分别为32.3%,15.4%,24.1%,1.99%,各生育期叶面积指数较对照最大下降分别为8.6%,34.8%,34.0%,23.1%,干物质积累量较对照最大下降分别为42.86%,37.14%,28.28%,15.00%。另外随着缺水程度的加剧蚕豆株高、叶面积指数、干物质积累量较对照降低越明显,这种降低趋势不但出现在缺水阶段,而且在后续生育阶段也出现降低趋势。同时蚕豆在拔节期或苗期或花荚期轻度缺水不仅没降低产量,而是增产14.05%,9.09%和8.26%,且节水4.14%,10.92%和5.27%,说明在蚕豆实际生产中应采取苗期轻度缺水,其余阶段为充分灌溉,或拔节... 相似文献
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几种大田作物水分-产量模型及其应用 总被引：4，自引：1，他引：4
张恒嘉 《中国生态农业学报》2009,17(5):997-1001
本文介绍了几种大田作物(小麦、玉米、棉花等)水分-产量模型(即水分生产函数)国内外研究现状, 阐明了各种模型之间的本质区别与内在联系.依据部分灌区的田间试验数据, 在全生育期采用二次抛物线模型、各生育阶段采用Jensen模型, 并且运用最小二乘法原理, 拟合了不同作物的水分生产函数, 得出作物不同生育阶段的水分敏感指数, 发现不同作物敏感指数值呈前期小、中期大、后期又变小的变化趋势且与农业灌溉实际相符, 这一结论可为资源性缺水区域制定优化灌溉制度提供理论依据. 相似文献
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土壤水变动对冬小麦生长产量及水分利用效率的影响 总被引：2，自引：1，他引：2
采用盆栽和管栽试验，研究土壤水变动对冬小麦地上部生长、产量及水分利用效率的影响。结果表明：株高对水分胁迫的发生时期较敏感，叶面积对水分胁迫的持续时间更敏感，与其他水分胁迫处理相比，分蘖至拔节阶段水分胁迫处理的株高最小，分蘖至孕穗阶段水分胁迫处理的叶面积最小。冠重主要受胁迫持续时间的影响，分蘖至孕穗阶段水分胁迫处理的冠重最小。水分胁迫对冬小麦穗数和WUE的影响基本上表现为正效应，而对每穗粒数、千粒重及产量的影响则全部为负效应。在各水分胁迫处理中，拔节至孕穗阶段经中度水分胁迫后抽穗期复水的处理，产量最高，达到充分供水对照的62%；分蘖至拔节阶段经中度水分胁迫后孕穗期复水的处理，WUE最大。试验结果表明，冬小麦株高、叶面积及各产量要素对土壤水变动的响应存在差异。 相似文献
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水分调亏对冬小麦生理生态的影响 总被引：18，自引：3，他引：18
通过冬小麦盆栽试验，在不同时期给以不同的调亏灌溉处理，以研究不同生长时期水分亏缺和亏缺程度对冬小麦生理及生长特性的影响，为农田节水提供指导。冬小麦生长发育过程划分为4个阶段：返青—拔节初期，拔节—孕穗，孕穗—抽穗，开花—灌浆成熟。每个生育时期设置4个水分水平，结果表明：土壤水分调控对株高、叶面积、叶绿素含量、光合、蒸腾、水分利用效率等指标均有影响；水分胁迫使作物光合速率的峰值提前出现，这有助于胁迫处理的作物利用有限的土壤水分；蒸腾速率比光合速率对水分胁迫的反应更为敏感，更易受气孔调节的影响。 相似文献
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在综合考虑作物灌溉水量、种植面积、水分生产函数、产量反应系数、水分敏感指数等因素基础上, 以实现灌区作物总产量最大为目标函数, 建立了多作物种植结构和灌溉水量优化分解协调模型, 设计了改进实码遗传算法与分解协调迭代算法相结合的模型求解算法, 并利用中国科学院盐亭紫色土农业生态试验站多年试验数据, 运用上述模型和算法对玉米、小麦联合种植的种植结构、灌溉水量以及玉米、小麦灌溉制度进行了优化计算。结果表明: 产量反应系数大的作物分配的灌溉水量和种植面积大, 且随灌溉水量增加其增产速度越快; 当作物某些生育阶段灌水前的潜在腾发量与可供利用水量的差值相差不大时, 水分敏感指数大的作物生育阶段获得灌溉水量较多, 反之, 即使水分敏感指数大的作物生育阶段也有可能分配不到更多的灌溉水量。这一结果与作物产量反应系数的几何意识、边际效益递减规律等理论以及节水增收初衷相符合, 充分说明模型在实现灌区有限水资源在多作物间和各作物生育阶段优化分配的同时, 实现了灌区多作物种植结构优化, 具有较强推广价值。改进实码遗传算法克服了传统实码遗传算法计算精度低、易早熟、求解结果不能严格满足等式约束等缺陷, 能够搜索到严格满足约束条件的模型最优解, 表明该改进实码遗传算法在解决这类包含等式和不等式约束的最优化问题上具有一定应用价值。分解协调迭代算法能使模型在允许迭代误差范围内收敛, 能够获得使模型整体效果较为理想的最优解, 表明分解协调迭代算法在求解复杂大系统优化问题上具有很好的应用前景。 相似文献
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环渤海低平原农田多水源高效利用机理和技术研究 总被引：7，自引：5，他引：2
淡水资源严重匮乏是影响环渤海低平原粮食生产可持续发展的重要限制因素。本文针对该区粮食生产中水分利用效率低、提升潜力巨大,同时该区浅层微咸水资源和降水资源较丰富的现状,以中国科学院南皮生态农业试验站最近3年试验研究结果为基础,综述了在挖掘咸水利用潜力、提高雨水和灌溉水利用效率方面研究工作进展。针对冬小麦夏玉米一年两作种植,研究结果显示品种间产量和水分利用效率(WUE)差异显著,最高和最低品种差异达20%左右,通过选用节水高产品种可显著提升产量和WUE;冬小麦通过拔节期灌溉关键水,在促进地上部生物量积累同时,显著促进地下根系生长,使冬小麦充分利用土壤储水,实现限水灌溉下稳产高效;夏玉米通过缩小行距增大株距的缩行匀播,可提升夏玉米苗期单株作物根系所占土壤体积空间,增加水分养分对作物的有效性,提高夏玉米成苗率和苗期所截获辐射量,比常规种植产量提高10%左右;冬小麦在拔节期利用含盐量不大于4 g×L~(-1)的浅层微咸水替代淡水灌溉,产量与淡水灌溉相同;浅层微咸水替代淡水灌溉并配套土壤有机质提升技术和利用夏季降水淋盐,可实现微咸水灌溉下周年土壤盐分平衡。通过上述措施实施,实现以咸补淡、以淡调盐、多水源互补高效利用,在不影响作物产量条件下可节约深层淡水资源,促进区域灌溉农业可持续发展。 相似文献
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咸水畦灌棉花耐盐性鉴定指标与耐盐特征值研究 总被引：7，自引：5，他引：2
为了充分利用浅层地下咸水,通过5 a的咸水畦灌播前造墒大田试验,分析了不同程度盐分胁迫(1(对照)、2、4、6、8、10 g/L)与棉花生长指标和籽棉产量的响应关系,得出不同矿化度咸水播前造墒条件下棉花的耐盐性鉴定指标及耐盐特征值。结果显示,相对出苗率、相对株高、相对叶面积、相对地上部干物质质量、相对果枝数、相对成铃数和相对蕾花铃最大值均可以作为棉花的耐盐性鉴定指标,其中相对株高易于观测,盐害指示效果好,因此作为推荐使用耐盐性鉴定指标。同时,灌溉水矿化度控制在5.48 g/L以下时,咸水造墒连续灌溉5 a后,在产量与对照相比不减产。 相似文献
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微咸水灌溉对土壤盐分平衡与作物产量的影响 总被引：7，自引：5，他引：2
河北低平原淡水资源短缺,微咸水资源丰富,合理开发利用微咸水已经成为缓解水资源供需矛盾的重要途径之一。本研究于2011—2015年在河北省沧州市中国科学院南皮生态农业试验站进行,以冬小麦和夏玉米一年两熟种植体系为研究对象,开展了河北低平原区实施微咸水灌溉对冬小麦及下茬作物夏玉米产量及灌溉对土壤盐分周年平衡的影响。2013—2014年冬小麦灌溉处理设雨养旱作处理(CK)、拔节期淡水灌溉1水(F1)、拔节期用2 g·L~(-1)、3 g·L~(-1)、4 g·L~(-1)、5 g·L~(-1)的微咸水灌溉1次(B21、B31、B41、B51)、拔节期和灌浆期用淡水灌溉(F2)、拔节期用3 g·L~(-1)的微咸水+灌浆期用淡水灌溉(B31F1)、拔节期用淡水+灌浆期用3 g·L~(-1)微咸水灌溉(F1B31)、拔节期和灌浆期都用3 g·L~(-1)的微咸水灌溉(B32)、拔节期、抽穗期和灌浆期都用淡水灌溉(F3)。2014—2015年根据上年度的试验结果对试验处理进行了精简,冬小麦灌溉处理设CK、F1、B31、B41、B51、B42(拔节期和灌浆期都用4 g·L~(-1)的微咸水灌溉)。结果表明,一般年型下冬小麦生育期灌溉2水就能获得高产和稳产,平均产量为6 593.4 kg·hm~(-2)。利用小于5 g·L~(-1)的微咸水灌溉,与淡水灌溉相比,不会造成冬小麦产量降低,灌溉1次微咸水比雨养旱作处理增产10%~30%,可用微咸水替代1次淡水。微咸水灌溉条件下冬小麦收获时土壤盐分有所积累,表层土壤含盐量大于1 g·L~(-1),影响下茬玉米的出苗和生长,但夏玉米播种后用675~750 m3·hm-2淡水灌溉可满足耕层淋盐需求,达到玉米生长的安全阈值,与淡水灌溉处理的玉米产量相比不减产。利用夏季降雨,可使土壤盐分得到淋洗,当夏季降雨量大于300 mm时,冬小麦微咸水灌溉下土壤盐分达到周年平衡。沧州地区73%以上的年份,夏季降雨量大于300 mm,为土壤淋盐创造了条件,保证了微咸水替代一次淡水灌溉的安全性。 相似文献
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Cuihua Huang Quangang You Xian Xue Tao Wang Jie Liao 《Acta Agriculturae Scandinavica, Section B - Plant Soil Science》2016,66(4):317-324
Water shortage is a serious environmental and agricultural problem and saline underground water has been widely used to make up the fresh water shortage in northwestern China. An open-field experiment was conducted to establish a proper irrigation scheme with saline water for cherry tomato in the Minqin oasis, where very severe salinization occurs. The experiment had four treatments including fresh or saline irrigation over the crop season (control, C, T3), fresh/saline-water irrigation change on days after thinning 50 (DAT 50, T1) and saline/fresh irrigation change on DAT 50 (T2). Leaf area index (LAI), photosynthesis rate (Pn), transpiration rate (Tr), leaf dry matter (LDM), stem dry matter (StDM), yield, marketable fruit and total soluble solids (TSS) of tomato were measured. Saline irrigation, irrespective of the timing, significantly decreased maximum LAI, LDM and StDM, Pn, Tr and stomatal conductance but significantly stimulated water use efficiency. The reduction in maximum LAI, LDM and StDM was lower in T2 than in T1 and T3. Harvest index (HI) and TSS were higher in T2 and T3 than in T1 and C. Marketable fruit had no significant change in T2 but significantly declined in T1 and T3. Maximum saturated soil conductivity without yield reduction (the salt tolerance threshold) was 3.69?dS m?1. Total yield of tomato would decrease by 9.85% with one unit increase of soil salinityhigher than the threshold. Final yield significantly reduced by 24.6% and 23.1% in T1 and T3 treatments, respectively. Our results suggest that irrigation with saline water before DAT 50 and fresh water after DAT 50 should be advocated for cherry tomato plantation in water-scarce areas like the Minqin oasis. 相似文献
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近30年吴桥县冬小麦生育期水分亏缺变化趋势分析 总被引：2，自引：0，他引：2
为了给地处黑龙港地区的河北省吴桥县制定冬小麦稳产灌溉制度提供理论依据,本文利用1981—2013年吴桥县的气象数据和SIMETAW模型,分析了冬小麦全生育期及播种—返青期、返青—拔节期、拔节—开花期、开花—成熟期4个生育阶段的降水量、需水量、耗水强度及水分亏缺指数(CWDI)的变化趋势;同时利用5年滑动平均法将分析年份冬小麦实际产量分为趋势产量和气象产量,计算了不同降雨年型下冬小麦减产率的变异系数。结果表明,近30年河北省吴桥县冬小麦生育时期的水分亏缺指数和需水量均呈现轻微的上升趋势;冬小麦发生干旱的概率为93.75%,其中,中旱和重旱发生概率为65.52%。冬小麦生育时期的平均日降雨量呈现从冬小麦生育中期向后期转移的趋势,日耗水强度表现为从生育后期向生育中期移动的趋势,这是导致返青—拔节期和拔节—开花期水分亏缺指数较大的重要原因。冬小麦减产率的变异系数的绝对值在缺水年最大,为154.241;在丰水年最小,为1.999;正常年份为24.776。因此,冬小麦拔节—开花期的及时灌溉对于保障冬小麦的稳产增产具有重要作用。建议在缺水年份调整冬小麦的水分管理制度,在冬小麦拔节初期一次性充分灌溉或在拔节初期和中后期分次进行少量灌溉。 相似文献
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限量单次灌溉对套作冬小麦和春玉米产量的影响 总被引：2，自引：0，他引：2
A field experiment was conducted during the 2002/2003 cropping season of winter wheat (Triticum aestivum) and spring maize (Zea mays) to evaluate the effect of limited single drip irrigation on the yield and water use of both crops under relay intercropping in a semi-arid area of northwestern China. A controlled 35 mm single irrigation, either early or late, was applied to each crop at a certain growth stage. Soil water, leaf area, final grain yield and yield components such as the thousand-grain weight, length of spike, fertile spikelet number, number of grains per spike, and grain weight per spike were measured, and water use efficiency and leaf area index were calculated for the irrigated and non-irrigated relay intercropping treatments and sole cropping controls. The results showed that yield, yield components, water use efficiency, and leaf area index in the relay intercropping treatments were affected by limited single drip irrigation during various growth stages of wheat and maize. The total yields in the relay intercropping treatment irrigated during the heading stage of wheat and the heading and anthesis stage of maize were the highest among all the treatments, followed by that irrigated during the anthesis stage of wheat and silking stage of maize;so was the water use efficiency. Significant differences occurred in most yield components between the irrigated and non-irrigated relay-intercropping treatments. The dynamics of the leaf area index in the relay-intercropped or solely cropped wheat and maize showed a type of single-peak pattern, whereas that of the relay intercropping treatments showed a type of double-peak pattern. Appropriately, limited single irrigation and controlled soil water content level could result in higher total yield, water use efficiency, and leaf area index, and improved yield components in relay intercropping. This practice saved the amount of water used for irrigation and also increased the yield. Therefore, heading stage of wheat and heading and anthesis stage of maize were suggested to be the optimum limited single irrigation time for relay-intercropped wheat and maize in the semi-arid area. 相似文献
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北疆膜下滴灌棉花产量及水分生产率对灌水量响应的模拟 总被引：5，自引：6，他引：5
膜下滴灌技术是一种节水高产的灌溉技术,在新疆棉花种植中得到了广泛的应用。灌溉是影响新疆棉花产量的重要因素。为研究棉花产量和水分生产率对灌水量的响应,该文首先采用2010年和2011年新疆棉花膜下滴灌田间试验数据验证二维土壤水与作物生长耦合模型模拟棉花产量和耗水量可靠性。结果表明,二维土壤水与作物生长耦合模型能够可靠地模拟土壤含水率、叶面积指数、地上部分干物质量、籽棉产量和耗水量。土壤含水率模拟值与实测值的标准均方根误差(normalized root mean square error,n RMSE)为4.6%~23.4%,一致性指数为0.677~0.974;叶面积指数和地上部分干物质量n RMSE分别为6.3%~15.7%和7.2%~14.1%;籽棉产量和耗水量的模拟值与实测值之间相对误差分别仅为1.1%~6.7%和0.3%~9.2%。利用率定和验证后的模型参数进一步模拟10种灌水量情景下的棉花籽棉产量和水分生产率,结果表明籽棉产量随着灌水量的增加而增加,二者呈抛物线关系,而水分生产率则随着灌水量的增加而减小。综合考虑产量和水分生产率,北疆地区膜下滴灌棉花优化灌水量为280~307 mm。该研究可为北疆地区棉花灌水实践提供科学依据。 相似文献
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棉花微咸水膜下滴灌灌溉制度的研究 总被引：16，自引：5，他引：11
为寻求微咸水膜下滴灌的最优灌溉制度,利用2008和2009年田间试验结果,从棉花生长和产量的角度出发,分析11种灌溉处理各生育期的变化情况。测定了叶面积、干物质质量、棉花产量、土壤盐分等指标。结果表明：灌溉水量越大,棉花营养生长部分生长越快,生长时间越长;灌水盐分越高,盐分胁迫使生殖生长部分所占比例越大,越易衰老;试验区内灌溉定额3 750 m3/hm2（微咸水80%,淡水20%）的轮灌处理,2008年棉花产量达到5 190 kg/hm2,接近仅灌淡水5 250 m3/hm2处理（5 205 kg/hm2）,该轮灌处理2008年总盐为负增长（-0.95 g/kg）,2009年试验结果有力验证了该灌溉制度的节水增产、保护土壤环境的优越性。 相似文献
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作物水分敏感指数降尺度的单调分段三次插值方法 总被引：2，自引：0，他引：2
SHANG Song-Hao 《土壤圈》2013,23(5):662-667
Crop-water production functions quantitatively describe the relationship between crop yield and field evapotranspiration.The crop water sensitivity indexes of crop-water production functions,a key factor for optimizing irrigation scheduling in case of water scarcity,are usually obtained from field experiments or other sources for crop growth stages,while their values in shorter intervals are preferred for practical irrigation scheduling.We proposed a method to downscale the sensitivity index from growth stages to shorter intervals by monotone piecewise cubic interpolation of the cumulative sensitivity index curve.This method was used to estimate sensitivity indexes in irrigation intervals of about 10 d for corn and wheat in central Shanxi Province of China.Results showed that the downscaled sensitivity index could reflect the impact of water stress on crop growth both at diferent growth stages and within each stage.Scenario analysis of water stress at a single growth stage of wheat showed the rationality of downscaling water sensitivity index from growth stages to shorter intervals through interpolation of cumulative sensitivity index,and this proposed downscaling method was superior to the traditional linear downscaling method. 相似文献