秸秆覆盖条件下宽幅精播冬小麦茎秆抗倒性研究

为研究秸秆覆盖和宽幅精播对冬小麦茎秆抗倒伏的影响,采用宽幅精播和常规种植,设置秸秆覆盖和不覆盖2种覆盖方式,研究了宽幅精播和秸秆覆盖对冬小麦茎秆主要物理性状参数、机械强度和抗倒伏指数等的影响。结果表明,在拔节期和抽穗期各灌60mm的情况下,冬小麦生育后期茎秆抗倒伏特性与株高、重心高度和倒数第二节间壁厚有较强的相关性。无秸秆覆盖条件下,宽幅精播冬小麦抗倒伏指数和常规种植没有显著差异,而在秸秆覆盖条件下宽幅精播冬小麦抗倒伏指数则显著提高。秸秆覆盖显著降低冬小麦产量,但宽幅精播种植模式能够通过增加穗数弥补秸秆覆盖造成的产量损失。秸秆覆盖和宽幅精播相结合有利于改善冬小麦的抗倒性能,但显著降低冬小麦产量。     

灌溉频次与种植模式对冬小麦产量及水分利用效率的影响

为解决黄淮海地区冬小麦高产与节水的矛盾,需寻求一种兼顾产量与节水的种植模式。试验设置了宽幅精播和常规种植2种种植模式,每种种植模式设拔节期1次灌溉120mm,拔节期和抽穗期各灌溉60mm,以及拔节期、抽穗期和灌浆期各灌溉40mm三种灌溉处理,研究了种植模式和灌溉频次对冬小麦群体动态变化、产量以及水分利用效率(WUE)等的影响。结果表明,和常规种植模式相比,宽幅精播种植模式的分蘖消亡显著减少。宽幅精播较常规种植的产量显著提高。减少灌溉频次显著降低了土壤水消耗量和耗水量。和常规种植模式相比,宽幅精播种植模式下拔节期1次灌溉120mm处理和拔节期与抽穗期各灌溉60mm处理的WUE均显著提高。统筹考虑冬小麦的籽粒产量和WUE,在总灌溉量为120mm条件下,宽幅精播种植模式下拔节期和抽穗期各灌溉60mm是一种适宜在黄淮海地区推广的节水种植模式。     

秸秆覆盖对冬小麦产量及水分生产效率的影响研究

为实现豫西半旱地区冬小麦节水高产栽培,提高水分利用效率,利用农田秸秆覆盖试验技术,研究了3种灌水模式下不同秸秆覆盖量对冬小麦生育期耗水量、作物产量以及水分利用效率（WUE）的影响。研究结果表明：秸秆覆盖对千粒重、穗粒数和产量的增长具有明显的促进作用,对公顷穗数的增长具有抑制作用。灌3水处理与灌4水处理相比较,产量与水分利用效率随覆盖量增加明显提高,产量和水分利用效率提高1.0%和1.6%,耗水量减少4%,实现了节水与高产的统一。灌2水处理下不同覆盖量的耗水量和水分利用效率都有所提高,但对产量影响不显著。试验最佳分配方案为灌3水处理与4 500 kg/hm2覆盖量。     

推迟灌拔节水对不同种植模式冬小麦产量及品质的影响

为探讨华北平原冬小麦控水提质种植模式,在2012—2013年冬小麦生育期间,采用常规种植和宽幅精播2种种植模式,每种种植模式都设冬小麦整个生育期不灌溉、于拔节期灌溉60mm和于拔节后10 d灌溉60 mm共3种灌溉处理,研究了控水条件下不同种植模式冬小麦的籽粒产量及品质特性.结果显示:推迟灌拔节水显著增加了穗粒数、湿面筋含量和湿面筋指数.宽幅精播种植模式显著增加了冬小麦穗数.推迟灌拔节水显著提高了宽幅精播冬小麦的籽粒产量、籽粒蛋白质产量、吸水率、湿面筋含量和面团稳定时间.在冬小麦生育期间总灌溉量为60 mm条件下,推迟灌拔节水显著提高了宽幅精播冬小麦的籽粒产量和加工品质.研究可为华北平原冬小麦控水提质模式提供理论依据和技术支持.     

推迟灌拔节水对宽幅麦田光合有效辐射的影响

为研究华北平原冬小麦节水高产种植模式,以“济麦22”为研究材料,于2015-2016年和2016-2017年冬小麦生育期间在山东农业大学农学试验站进行试验.该试验设置常规种植和宽幅精播2种种植模式,2种种植模式的冬小麦均进行拔节期灌溉60 mm和拔节后10 d灌溉60 mm²2种灌溉处理,共4种处理.在生育期内对冬小麦的叶面积、光合有效辐射(PAR)截获量、干物质积累量和产量进行观测,分析不同处理对冬小麦生理指标和产量的影响.结果显示,宽幅精播种植模式显著增加了冬小麦的叶面积指数和PAR截获率.推迟灌拔节水显著优化了宽幅精播麦田对PAR的有效利用,进而促进了干物质积累.同时,推迟灌拔节水显著增加了宽幅精播麦田的穗粒数,从而显著提高小麦产量.     

种植模式及灌水频次对冬小麦抗倒性的影响

为了研究高效节水灌溉模式对冬小麦抗倒伏能力和产量的影响,采用2种种植模式(宽幅精播种植和常规种植),每种种植模式设3种灌溉处理(拔节期、抽穗期和灌浆期各灌溉40 mm,拔节期和抽穗期各灌溉60 mm和拔节期一次灌溉120 mm),进行了灌溉频次和宽幅精播对冬小麦生育后期茎秆主要物理性状参数、机械强度、抗倒伏指数、产量及产量构成因素等的影响研究.结果表明,灌溉总量一定情况下,抽穗期、灌浆期和蜡熟期的冬小麦重心高度随着灌溉频次的增加而降低,3次灌溉对冬小麦茎秆倒数第二节间外径影响最大;1次和2次灌溉下常规种植倒数第二节间机械强度均显著大于宽幅精播,而3次灌溉下的抗倒伏指数均大于1次和2次灌溉;冬小麦茎秆机械强度和鲜质量呈显著相关,抗倒伏指数和重心高度呈显著负相关;无论何种种植模式均为2次灌溉下的产量最高,相对于常规种植模式,在减少灌溉频次的情况下,宽幅精播种植模式可以通过提高穗数发挥增产潜力.研究表明,统筹考虑冬小麦茎秆抗倒伏能力和籽粒产量,拔节期和抽穗期各灌溉60 mm和宽幅精播相结合是一种有效的节水种植模式.     

秸秆粉碎覆盖沟播对旱地冬小麦产量及土壤水热特征的影响

为了在西北半干旱雨养农业区探索新型绿色可持续的冬小麦覆盖栽培模式,在陇中旱作农业区设置了秸秆粉碎覆盖微垄沟播(SM1)、秸秆粉碎覆盖微垄宽幅沟播(SM2)两种覆盖种植方式,以露地条播(CK)为对照,研究了秸秆粉碎覆盖栽培对冬小麦产量及土壤水热的影响.结果表明,与CK相比,覆盖处理显著提高了冬小麦全生育期土壤含水量4.3％,且增墒幅度SM2处理大于SM1处理.覆盖处理能总体降低冬小麦全生育土壤温度5.4％,但在越冬期～返青期覆盖处理有微弱的增温作用(0.9～1.2℃).SM1和SM2处理均能显著提高冬小麦的单位面积穗数、穗粒数和千粒重,进而使产量较CK分别提高8.9％和15.7％.综上可知,秸秆粉碎覆盖沟播处理能显著改善冬小麦全生育期水分和温度,能提高冬小麦的光合同化能力,进而显著提高冬小麦产量,且SM2处理的增墒及增产幅度均明显优于SM1处理,是更适宜在半干旱区冬小麦生产中应用的绿色可持续栽培模式.     

不同水分和覆盖处理对冬小麦生长及水分利用的影响

通过防雨棚下测坑试验,研究了4种水分条件下(全生育期控制灌水下限分别为田间持水率的80%FC、70%FC、60%FC和50%FC)无覆盖、地膜覆盖和秸秆覆盖(覆盖量4 500kg/hm2)对土壤温度及冬小麦叶面积指数、产量构成性状、耗水量和水分利用效率的影响。结果表明,地膜和秸秆覆盖改变了冬小麦不同生育阶段的土壤热状况。地膜覆盖加快了冬小麦叶面积指数的增长进程,秸秆覆盖则减缓了叶面积指数的增长。4种水分条件下地膜和秸秆覆盖降低了冬小麦有效穗数,但增加了穗粒数和千粒质量等,促使地膜覆盖处理增产6.53%~23.23%,秸秆覆盖处理增产-0.04%~4.96%;地膜和秸秆覆盖都降低了冬小麦耗水量,提高了水分利用效率。地膜覆盖和秸秆覆盖的增产率及水分利用效率提升率均随着灌水下限的降低而增大,同一水分条件下地膜覆盖的节水增产效果大于秸秆覆盖。建议研究区域冬小麦灌水控制下限为田间持水率的60%~70%,优先选用地膜覆盖模式。     

宽幅精播和灌溉对冬小麦干物质积累及产量的影响

采用了宽幅精播和常规种植2种种植模式,每种种植模式设3种灌溉处理,研究了宽幅精播和灌溉对冬小麦群体动态变化、干物质积累量和产量等的影响。结果显示,灌拔节水和抽穗水后,宽幅精播的分蘖消亡速率低于常规种植。在冬小麦生育后期,宽幅精播显著提高了干物质积累量。宽幅精播的产量显著高于常规种植,增产的原因在于穗数的显著增加。研究表明,宽幅精播结合灌拔节水和抽穗水为一种值得推广的节水种植模式。     

不同种植模式下水资源利用效率的探讨

研究了6种种植模式下耗水量、产量、等价产量以及水分利用效率和水分经济利用效率等的变化。结果表明,冬小麦-夏玉米1年2作的传统种植模式下等价产量、耗水量均最高;等价产量的水分利用效率以春玉米1年1作种植模式最高,棉花1年1作种植模式最低;棉花-冬小麦-夏玉米2年3作种植模式下经济效益和水分经济利用效率最高,棉花1年1作种植模式次之,远高于以粮食作物为主的种植模式。从农业水资源可持续发展和粮食安全角度考虑,该区域应采用棉花-冬小麦-夏玉米2年3作种植模式。     

间作小麦留茬方式对配对玉米产量和水分利用的影响

通过大田试验,探讨了间作小麦不同留茬方式对间作玉米产量、耗水量和水分利用效率(WUE)的影响。结果表明,与单作玉米(SC)相比,间作小麦25cm高茬收割压倒处理(W/C1)、25cm高茬等量秸秆覆盖处理(W/C2)、不留茬收割处理(W/C3)间作玉米产量分别增加了12.53%、17.44%、11.27%,W/C2处理下玉米产量显著高于W/C1与W/C3处理。间作增大了玉米耗水量,小麦留茬可显著降低间作玉米的耗水量,3种间作处理玉米的耗水量较单作分别增加了12.86%、9.71%、16.95%,W/C1和W/C2处理下耗水量较W/C3处理分别降低了3.63%和6.61%。3种间作处理玉米的WUE较单作分别提高10.82%、22.92%、4.78%;其中,W/C2处理间作玉米的WUE最大,且显著高于W/C1、W/C3处理。试验条件下,小麦25cm高茬等量秸秆覆盖是该区提高间作产量和WUE的有效措施之一。     

生物可降解地膜对棉花产量及水分利用效率的影响

为了探求华北平原棉花可降解地膜覆盖替代普通膜覆盖的可行性,解决白色污染问题,试验设置4种处理:6 μm PE普通地膜(PE)、8 μm生物可降解地膜(M1)、6 μm生物可降解地膜(M2)及不覆盖地膜(CK),分析比较各处理对棉花出苗率、叶面积指数(LAI)、农田耗水速率、产量及水分利用效率(WUE)的影响.结果表明,与处理CK相比,覆盖地膜显著提高了棉花出苗率,但3种覆膜处理间差异不具有统计学意义;在棉花生育前期,2种生物可降解地膜处理的LAI显著低于PE处理的.3种覆膜处理之间的籽棉产量和霜前花率的差异均不具有统计学意义.3种覆膜处理间WUE的差异不具有统计学意义,但均显著高于CK的.2种生物可降解地膜处理相较于PE,对棉花的出苗率、霜前花率、籽棉产量及WUE的差异均不具有统计学意义.相较于PE,使用6 μm生物可降解膜不会造成棉花耗水量升高,而8 μm可降解膜则显著增加了棉花的耗水量.因此6 μm生物降解膜取代PE膜较好.     

夏闲覆盖和种植方式对黄土旱塬小麦产量及土壤水分的影响

【目的】充分利用夏闲期降水,提高旱地麦田土壤蓄水保墒能力,增产增收。【方法】通过3 a田间试验,研究了夏闲期秸秆残膜二元覆盖+垄膜沟播(JCLG)、夏闲期黑网膜覆盖+露地条播(HWLT)与夏闲期秸秆覆盖+露地条播(JLT)3种栽培措施对黄土旱塬冬小麦土壤水分及产量的影响。【结果】JCLG处理可显著提高小麦产量、生物量、降水生产效率,较JLT处理分别提高9.5%～35.1%,13.2%～42.2%,8.8%～35.6%。同时JCLG处理具有良好的休闲期蓄水效率,较JLT处理平均提高29.5%,平水年二者差异显著。HWLT处理也具有良好的水分休闲效率和增产效果,较JLT处理平均提高22.5%和18%。播前2 m土壤贮水量和耗水量、产量、生物量均呈极显著相关关系,一定程度上根据播前土壤贮水量来预测当地冬小麦产量。【结论】JCLG处理和HWLT处理2种覆盖种植方式均适宜在黄土旱塬乃至我国旱地麦区推广应用,且以夏闲期秸秆残膜二元覆盖+垄膜沟播(JCLG)方式效果更佳。     

膜上灌春小麦调亏效应研究

在膜上灌水方式下覆膜和露地处理全生育期不同水分处理调亏下,膜上灌高产处理耗水量比对照减少了310.3mm却增产1363.69kg/hm2,同一水分处理下膜上灌丰水处理F(FM)比露地丰水处理F(B)增产40.99%,WUE提高了4.67kg/(mm.hm2);膜上灌中度处理M(FM)比露地中度处理M(B)增产52.55%,WUE提高了6.86kg/(mm.hm2)。相同水分条件下覆膜处理具有明显的增温、保墒增产作用,最高产量所需的土壤适宜水分下限较露地下降10%~15%。结果表明同一水分处理下覆膜小麦不仅具有较高的生物产量,而且具有较大的库容,因而开花后干物质积累量,茎、叶器官的输出率、分配率、转换率均高于露地小麦,最终表现为粒重增加经济产量提高。     

不同种植模式冬小麦耗水特性及产量试验研究

通过田间试验,研究了两种种植模式（传统平作和垄植沟灌）不同水分处理对冬小麦耗水特性和产量的影响。结果表明：相较于传统平作种植模式,垄植沟灌冬小麦的全生育期耗水量减少26.26~31.92mm,穗粒数和千粒重分别增加6.09%和3.79%,增产150.57~237.63kg/hm2,水分利用效率提高9.43%~10.39%;两种种植模式的耗水量和产量与水分处理呈正相关,但随着水分控制下限的提高,水分利用效率则先增大后减小;确定垄植沟灌为冬小麦适宜种植方式,并在L-70水分处理获得了最优的水分利用效率,达到1.91 kg/m3,产量达到7589.96 kg/hm2。     

绿洲灌区交替灌溉小麦间作玉米的产量及水分利用效率

在河西绿洲灌区,通过大田试验,研究了交替灌溉小麦间作玉米的产量及水分利用效率(WUE)。结果表明,交替灌溉小麦间作玉米的产量及WUE较单作显著提高。在低、中、高3个灌水水平下,间作土地当量比分别为1.30、1.35、1.38;净占地面积上间作小麦经济产量较单作小麦分别提高了20.96%、28.34%、33.10%,间作玉米经济产量较单作玉米分别提高了38.30%、41.65%、41.98%,间作增产作用显著;间作耗水量较相应单作耗水量的加权平均分别增加了5.37%、4.71%、4.18%;WUE间作较单作小麦和单作玉米分别提高了55.97%、63.86%、68.46%和8.29%、12.71%、14.02%,WUE间作与单作小麦差异显著,但与单作玉米差异不显著。     

Water use efficiency and associated traits in winter wheat cultivars in the North China Plain

Selecting more water efficient cultivars is an important way to reduce water use in a water-scarce region. The objectives of this study were to measure the grain yield and water use efficiency (WUE) of winter wheat (Triticum aestivum L.) cultivars to understand the genetic gains in yield and WUE and their associated physiological and agronomic traits in Hebei province, North China Plain (NCP). Two groups of winter wheat cultivars were tested. Group 1 included 16 winter wheat cultivars that were released between 1998 and 2002 and were tested during the 2002/2003 and 2003/2004 seasons under two water regimes. Group 2 included 10 cultivars released between 1970 and 2000, and were tested during the 2005/2006 and 2006/2007 seasons under three water regimes. Results showed that WUE increased substantially from 1.0-1.2 kg m⁻³ for cultivars from the early 1970s to 1.4-1.5 kg m⁻³ for recently released cultivars. There was also a variation in yield and WUE of about 20% among Group 1 cultivars. Most of the cultivars in both groups had similar responses to water supply. WUE was greater for less irrigated treatments and maximum grain production was achieved with moderate water deficit. The genetic gains in grain yield were associated with increasing in biomass, harvest index and kernel numbers per spike for cultivars released in different years. Among the Group 1 cultivars, the ones with higher yield generally had higher WUE. No significant correlations were found between WUE and physiological traits such as ash content, chlorophyll content, or relative water content among the cultivars released recently. However, a significant relationship was found between stomatal conductance or ash contents and WUE or grain yield among the Group 2 cultivars. Relationships were apparent between WUE and date of anthesis and harvest index (P < 0.05) in Group 1. Earlier flowering cultivars tended to have higher grain yield. In Group 2, flowering date was advancing by about 4 days over the 30 years of crop breeding. The positive relationship between grain yield and WUE for all the cultivars indicated that using a higher yielding cultivar has the potential to improve WUE and thereby to save water.     

种植方式与灌水模式对糯玉米生长及产量的影响

为探寻种植方式与灌水模式对糯玉米生长及产量的影响,选择试验区域玉米生产中常用的3种种植方式[DM(全膜双垄宽窄行沟播)、C(全膜双垄等行距沟播)、CK(裸地平作)]和两种灌水模式{I₀[播种期(75%~85%)θ_f、苗期-拔节前期(65%~75%)θ_f、拔节后期-孕穗期(70%~80%)θ_f、孕穗期-开花期(70%~80%)θ_f]和I₁[播种期(75%~85%)θ_f、拔节后期-孕穗期(75%~85%)θ_f]}进行组合,对不同处理下糯玉米的株高、叶面积指数、籽粒产量及水分利用效率差异进行了研究。结果表明:相同灌水水平下,全膜双垄沟播能够使糯玉米的株高、叶面积指数、籽粒产量及水分利用效率显著提高;宽窄行种植对株高的提高作用不明显,对叶面积指数、籽粒产量及水分利用效率提升效果显著;I₀与I₁相比对糯玉米株高和叶面积指数提高明显,对产量和水分利用效率提升不明显。因此,全膜双垄宽窄行沟播是本研究条件下最适宜糯玉米生长的种植模式。     

黄淮海平原播前土壤水分对冬小麦产量的影响

通过2个生长季的田间试验,研究了黄淮海平原播前土壤水分对冬小麦生长发育、籽粒产量及水分利用的影响。结果表明,在播前不灌水条件下,越冬期或返青期灌水都可以获得较高的籽粒产量和水分利用效率,表明播前土壤贮存的水分可以满足冬小麦返青以前对水分的需求。在播前储水灌溉条件下,越冬期不需要灌溉,返青期是适宜的灌水时间;在拔节期或灌浆期灌水都会降低冬小麦的产量和水分利用效率。     

不同年代冬小麦品种水分利用效率差异分析

通过田间试验对黄淮地区不同年代代表性冬小麦品种的需水特性、产量组成及水分利用效率进行了研究。结果表明,虽然不同年代冬小麦品种的耗水量存在一定的波动,但基本上保持稳定。在低水、中水和高水条件下,各品种耗水量的平均值分别为289.40、357.64、402.70mm。与20世纪50—60年代的品种相比,现代冬小麦品种的籽粒产量能提高53%(低水)、78%(中水)和46.6%(高水),水分利用效率(WUE)则分别提高了45.6%(低水)、63.4%(中水)和57.8%(高水)。在耗水量基本保持稳定的实际情况下,产量水平提高是不同年代冬小麦品种WUE提高的主导因素。