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LI-COR EC 应用案例 | 间隔沟灌与全沟灌的大豆产量相当,而用水量是后者的一半——来自密西西比河三角洲大豆产区的灌溉实验

来源:北京力高泰科技有限公司 发布日期:2022-06-17 10:06:52 浏览次数:973

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原文以 Investigating soybean (Glycine max L.) responses to irrigation on a large-scale farm in the humid climate of the Mississippi Delta region 为标题发表在Agricultural Water Management 上,

作者: Saseendran S. Anapalli等

翻译: 李蓉、武洪敏、刘晓迪

密西西比河下游,用于支持农业灌溉的浅层河谷含水层,正因不可持续的灌溉用水而加速枯竭。

如今,该地区灌溉农业的生存取决于提高灌溉利用效率。

沟灌法在密西西比三角洲地区的灌溉农业中占主导地位。

在2016、2018和2020年,研究者在黏土样地上进行了玉米-大豆轮作,本实验选取其中的大豆种植阶段。

研究者们评估了全沟灌(FI)、间隔沟灌(AFI)和雨养(RF,不灌溉)对大豆产量和耗水量的影响。

数据显示,FI和AFI对大豆籽粒产量无显著影响,但是RF的大豆产量显著低于FI和AFI。

与FI和AFI相比,RF的叶面积指数也显著降低。三年中,与FI相比,AFI的大豆产量平均只下降了2%,而RF降低了24%。FI、AFI、RF的平均产量分别为4507、4413、3422  kg ha-1;季节性蒸散量分别为549、562、527mm;水分利用效率分别为8、8、7kg ha-1mm-1

这项农场尺度的研究表明,间隔沟灌与全沟灌大豆的产量相当,而前者只需要后者用水量的一半。

LI-COR涡度相关通量观测系统在该研究中的作用

 

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实验地位于密西西比河三角洲(33°39′ N, 90°59′ W,海拔42 m)。

使用2016年、2018年和2020年大豆种植期间的数据,本研究旨在评估大豆产量对FI、AFI和RF三种灌溉方式的响应,并利用LI-COR涡度相关通量测量技术量化这些生态系统的ET蒸散量。

LI-COR涡度相关通量测量系统(以下简称EC系统)尽量安装在农田核心位置,提高数据的方向代表性。安装高度与距离实验田边缘的比值,在各个方向上都达到了1:100。

在EC系统中,使用Gill Wind Master全方位三维超声风速仪(Gill Instruments, Lymington, UK)测量风各个分量的速度;使用LI-7500RS开路式CO2、H2O分析仪, (LI-COR Inc., Nebraska, USA)测量水汽密度。

传感器安装高度维持在冠层高度的两倍,以10 Hz的频率记录数据。

为进行能量平衡分析,测量了以下参数:(1)利用6个带自校准功能的土壤热通量板,测量了8 cm土层深处的土壤热通量;(2)使用土壤水分、温度传感器测量热通量板和土壤表面之间多个位点的土壤含水量和温度;(3)净辐射;(4)空气相对湿度和温度;(5)翻斗式雨量筒测量降雨量。这些数据采集间隔1 min。

使用系统内嵌的的EddyPro v 6.1.0软件,每半小时计算一次潜热LE。

使用LI-COR开发的Tovi软件(LI-COR Inc, Lincoln, NE, USA),对原始通量数据进行数据质量控制QA/QC,剔除不合理的通量数据。

根据Mauder和Foken(2006)的方法剔除无风条件下的数据;采用De Roo(2018)等人推荐的能量平衡法对潜热通量和感热通量进行修正;边际分布取样技术插补缺失通量数据;蒸散量由潜热通量乘以转换系数0.00073 mmžW-1žm2得到。


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原文中的主要数据图


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