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LI-COR EC 應(yīng)用案例 | 間隔溝灌與全溝灌的大豆產(chǎn)量

發(fā)布時(shí)間:2022/6/17 10:18:17      

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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 為標(biāo)題發(fā)表在Agricultural Water Management 上,


作者: Saseendran S. Anapalli等

翻譯: 李蓉、武洪敏、劉曉迪


密西西比河下游,用于支持農(nóng)業(yè)灌溉的淺層河谷含水層,正因不可持續(xù)的灌溉用水而加速枯竭。


如今,該地區(qū)灌溉農(nóng)業(yè)的生存取決于提高灌溉利用效率。


溝灌法在密西西比三角洲地區(qū)的灌溉農(nóng)業(yè)中占主導(dǎo)地位。


在2016、2018和2020年,研究者在黏土樣地上進(jìn)行了玉米-大豆輪作,本實(shí)驗(yàn)選取其中的大豆種植階段。


研究者們?cè)u(píng)估了全溝灌(FI)、間隔溝灌(AFI)和雨養(yǎng)(RF,不灌溉)對(duì)大豆產(chǎn)量和耗水量的影響。


數(shù)據(jù)顯示,F(xiàn)I和AFI對(duì)大豆籽粒產(chǎn)量無(wú)顯著影響,但是RF的大豆產(chǎn)量顯著低于FI和AFI。


與FI和AFI相比,RF的葉面積指數(shù)也顯著降低。三年中,與FI相比,AFI的大豆產(chǎn)量平均只下降了2%,而RF降低了24%。FI、AFI、RF的平均產(chǎn)量分別為4507、4413、3422  kg ha-1;季節(jié)性蒸散量分別為549、562、527mm;水分利用效率分別為8、8、7kg ha-1?mm-1。


這項(xiàng)農(nóng)場(chǎng)尺度的研究表明,間隔溝灌與全溝灌大豆的產(chǎn)量相當(dāng),而前者只需要后者用水量的一半。








LI-COR渦度相關(guān)通量觀測(cè)系統(tǒng)在該研究中的作用

 

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LI-COR渦度相關(guān)通量觀測(cè)系統(tǒng)等


實(shí)驗(yàn)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年大豆種植期間的數(shù)據(jù),本研究旨在評(píng)估大豆產(chǎn)量對(duì)FI、AFI和RF三種灌溉方式的響應(yīng),并利用LI-COR渦度相關(guān)通量測(cè)量技術(shù)量化這些生態(tài)系統(tǒng)的ET蒸散量。


LI-COR渦度相關(guān)通量測(cè)量系統(tǒng)(以下簡(jiǎn)稱EC系統(tǒng))盡量安裝在農(nóng)田核心位置,提高數(shù)據(jù)的方向代表性。安裝高度與距離實(shí)驗(yàn)田邊緣的比值,在各個(gè)方向上都達(dá)到了1:100。


在EC系統(tǒng)中,使用Gill Wind Master三維超聲風(fēng)速儀(Gill Instruments, Lymington, UK)測(cè)量風(fēng)各個(gè)分量的速度;使用LI-7500RS開路式CO2、H2O分析儀, (LI-COR Inc., Nebraska, USA)測(cè)量水汽密度。


傳感器安裝高度維持在冠層高度的兩倍,以10 Hz的頻率記錄數(shù)據(jù)。


為進(jìn)行能量平衡分析,測(cè)量了以下參數(shù):(1)利用6個(gè)帶自校準(zhǔn)功能的土壤熱通量板,測(cè)量了8 cm土層深處的土壤熱通量;(2)使用土壤水分、溫度傳感器測(cè)量熱通量板和土壤表面之間多個(gè)位點(diǎn)的土壤含水量和溫度;(3)凈輻射;(4)空氣相對(duì)濕度和溫度;(5)翻斗式雨量筒測(cè)量降雨量。這些數(shù)據(jù)采集間隔1 min。


使用系統(tǒng)內(nèi)嵌的的EddyPro v 6.1.0軟件,每半小時(shí)計(jì)算一次潛熱LE。


使用LI-COR開發(fā)的Tovi軟件(LI-COR Inc, Lincoln, NE, USA),對(duì)原始通量數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)質(zhì)量控制QA/QC,剔除不合理的通量數(shù)據(jù)。


根據(jù)Mauder和Foken(2006)的方法剔除無(wú)風(fēng)條件下的數(shù)據(jù);采用De Roo(2018)等人推薦的能量平衡法對(duì)潛熱通量和感熱通量進(jìn)行修正;邊際分布取樣技術(shù)插補(bǔ)缺失通量數(shù)據(jù);蒸散量由潛熱通量乘以轉(zhuǎn)換系數(shù)0.00073 mm?W-1?m2得到。



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原文中的主要數(shù)據(jù)圖


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通量研究 LI-COR“3要素+” 完整解決方案:Classic  LI-7500經(jīng)典可靠的分析儀;Trendy  EddyPro流行通用的數(shù)據(jù)處理軟件;In-depth  Tovi數(shù)據(jù)深入分析軟件;Cloud  FluxSuite多臺(tái)站數(shù)據(jù)管理平臺(tái)。



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