LI-COR EC 應用案例 | 間隔溝灌與全溝灌的大豆產量

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 為標題發表在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，用于支持農業灌溉的淺層河谷含水層，正因不可持續的灌溉用水而加速枯竭。

如今，該地區灌溉農業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的灌溉農業中占主導地位。

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(RF,不灌溉)對大豆產量和耗水量的影響。

數據顯示，FI和AFI對大豆籽粒產量無顯著影響，但是RF的大豆產量顯著低于FI和AFI。

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

這項農場尺度的研究表明，間隔溝灌與全溝灌大豆的產量相當，而前者只需要后者用水量的一半。

LI-COR渦度相關通量觀測系統在該研究中的作用

LI-COR渦度相關通量觀測系統等

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據，本研究旨在評估大豆產量對FI、AFI和RF三種灌溉方式的響應，并利用LI-COR渦度相關通量測量技術量化這些生態系統的ET蒸散量。

LI-COR渦度相關通量測量系統（以下簡稱EC系統）盡量安裝在農田核心位置，提高數據的方向代表性。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系統中，使用Gill Wind Master三維超聲風速儀（Gill Instruments, Lymington, UK）測量風各個分量的速度；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的頻率記錄數據。

為進行能量平衡分析，測量了以下參數：（1）利用6個帶自校準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。這些數據采集間隔1 min。

使用系統內嵌的的EddyPro v 6.1.0軟件，每半小時計算一次潛熱LE。

使用LI-COR開發的Tovi軟件（LI-COR Inc, Lincoln, NE, USA），對原始通量數據進行數據質量控制QA/QC，剔除不合理的通量數據。

根據Mauder和Foken（2006）的方法剔除無風條件下的數據；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；邊際分布取樣技術插補缺失通量數據；蒸散量由潛熱通量乘以轉換系數0.00073 mm?W^-1?m²得到。