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

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行了玉米-大豆輪作，本實驗選取其中的大豆種植階段。

研究者們評估了全溝灌(FI)、間隔溝灌(AFI)和雨養(yǎng)(RF,不灌溉)對大豆產(chǎn)量和耗水量的影響。

數(shù)據(jù)顯示，F(xiàn)I和AFI對大豆籽粒產(chǎn)量無顯著影響，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。

這項農(nóng)場尺度的研究表明，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)通量觀測系統(tǒng)在該研究中的作用

LI-COR渦度相關(guān)通量觀測系統(tǒng)等

實驗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)，本研究旨在評估大豆產(chǎn)量對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)通量測量系統(tǒng)（以下簡稱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。安裝高度與距離實驗田邊緣的比值，在各個方向上都達到了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）測量風(fēng)各個分量的速度；使用LI-7500RS開路式CO2、H2O分析儀, （LI-COR Inc., Nebraska, USA）測量水汽密度。

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)。

為進行能量平衡分析，測量了以下參數(shù)：（1）利用6個帶自校準(zhǔn)功能的土壤熱通量板，測量了8 cm土層深處的土壤熱通量;（2）使用土壤水分、溫度傳感器測量熱通量板和土壤表面之間多個位點的土壤含水量和溫度；（3）凈輻射；（4）空氣相對濕度和溫度；（5）翻斗式雨量筒測量降雨量。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，每半小時計算一次潛熱LE。

使用LI-COR開發(fā)的Tovi軟件（LI-COR Inc, Lincoln, NE, USA），對原始通量數(shù)據(jù)進行數(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潛熱通量和感熱通量進行修正；邊際分布取樣技術(shù)插補缺失通量數(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。