垄作节水栽培技术对制种玉米的影响研究

作为中国最大的杂交玉米种子生产基地的甘肃河西地区降水稀少,是典型的干旱内陆河灌区.近年来,因干旱缺水已对当地制种玉米的可持续发展形成了严重威胁.因此,研究开发制种玉米垄作沟灌节水栽培技术,是节约灌溉用水、提高水分利用率的一条有效途径.结果表明,制种玉米垄作栽培灌水量为4500m3/hm2时,其产量为7689.00kg/hm2,与平作、垄作栽培灌水量均为6000m3/hm2的产量水平接近,但节水1500m3/hm2,节水效果明显.     

水氮耦合对固定道垄作栽培春小麦根长密度和产量的影响

固定道垄作(PRB)是在农田中设固定的机械行走道的一种垄作和沟灌栽培模式,是河西灌区春小麦取代传统平作和大水漫灌种植方式的一种新技术。为了明确PRB种植模式下合理的施氮水平和灌水量,2014—2015年连续2年采用二因素裂区设计,以3种灌溉定额(1200、2400和3600 m3 hm–2)为主区,以4种施氮水平(0、90、180和270kg hm–2)为副区,研究水氮耦合对小麦不同生育期的根长密度及最终产量的影响。随灌水量和施氮量的增加,根长密度呈现先增后降的变化趋势,且灌水量的效应大于施氮水平的效应;开花、灌浆和成熟期的根长密度与籽粒产量呈正相关。回归分析显示,根长密度最大值的水氮耦合条件是灌水量约2850 m3 hm–2、施氮量196~207 kg hm–2。中等灌水量(2400 m3 hm–2)条件下,小麦主要生育期根长密度显著增加,提高了根长密度在40~80 cm土层的分配比例,增加了水分利用效率和氮肥农学利用效率。综合评价小麦籽粒产量、水分利用率和氮肥农学利用效率,中等灌水量与中氮水平(180 kg hm–2)是所有处理中的最佳水氮耦合模式,可用于河西灌区春小麦PRB栽培模式。当加大灌水至3600m3 hm–2时,产量没有显著增加,水分利用效率和氮肥农学利用效率显著下降,其原因可能是高灌水量使小麦主要生育期的根长密度降低,且根长密度在0~40 cm土层的比例升高,在40~80 cm土层的比例下降。     

灌水沟沟深对温室黄瓜产量、水分利用效率及土壤质量的影响

为了探讨温室黄瓜高畦双行栽培模式下,膜下沟灌适宜的灌水沟沟深,以冬丽519号黄瓜(砧木为高优亮南瓜)为试材,以常规畦沟灌溉(每次灌水量450 m3/hm2)为对照,设计了灌水沟沟深15,11,8 cm 3个处理,对应每次灌溉量300,225,150 m3/hm2,研究灌水沟规格对黄瓜产量、品质、土壤速效养分含量及灌溉水生产效率的影响。结果表明,与对照相比,3种规格灌水沟的灌水量均能满足黄瓜正常生长需求,黄瓜产量和品质与对照没有显著差异,对土壤速效养分含量也没有显著影响,但所有处理均显著地提高了灌溉水生产效率,其中秋冬茬节水率分别为27.03%,40.54%,54.05%,冬春茬节水率分别为30.20%,45.30%,60.40%。综合考虑产量与灌溉水生产效率,建议高畦双行栽培黄瓜的膜下灌水沟沟深为8 cm、单次灌水量150 m3/hm2能够满足嫁接黄瓜生产对水分的需求。     

灌溉决策方式对冬小麦产量及水分生产效率的影响

为提高小麦水分生产效率,设置了3种灌溉决策方式:Prwin软件决策、彭曼公式决策、经验灌溉(对照),研究其对小麦产量、水分生产效率及相关性状的影响。结果表明:Prwin灌溉决策下,小麦整个生育期灌水2151.0 m3/hm2,比对照节水699.0 m3/hm2,小麦株高、旗叶性状、穗部性状与对照无明显差异,产量达7401.4 kg/hm2,比对照增产7.8%,小麦水分生产效率为1.80 kg/m3,比对照增加26.8%;彭曼公式决策下,比对照节水400.5 m3/hm2,比对照增产4.2%,水分生产效率比对照增加4.1%。     

不同灌溉方式对大棚黄瓜生长、产量及水分生产效率的影响

以黄瓜中农16为试材,研究了不同灌溉方式对其生长、产量、水分生产效率和经济效益的影响。结果表明:与对照相比,膜上沟灌、膜下沟灌和灌水带处理能够促进植株生长、提高产量和水分生产效率。其中膜下沟灌处理的产量、水分生产效率和经济效益最高,产量提高10.1%,处理间差异显著;水分生产效率提高6.5kg/m3,经济效益增加6291元/hm²。因此,膜下沟灌是春茬黄瓜大棚栽培适宜的灌溉方式。     

水氮耦合对滴灌冬小麦光合特性、产量及水氮利用效率的影响

旨在明确水氮耦合对滴灌下超高产冬小麦光合特性和产量的影响。本研究采用裂区试验,研究了3种灌水量2775 m3/hm2(W1)、3900 m3/hm2(W2)、4350 m3/hm2(W3)水平与3 种施氮量0 kg/hm2(N0)、180 kg/hm2(N1)、270 kg/hm2(N2)水平对‘新冬41 号’旗叶叶绿素和可溶性蛋白质含量、光合速率、水分利用效率以及产量的影响。结果表明,水氮同时增加对花后旗叶叶绿素和可溶性蛋白含量、旗叶光合速率,水分利用效率和产量的提高比仅增加水或氮的作用更大,均以W2N2、W3N2处理花后旗叶叶绿素（分别较W1N0增加44.5%、41.2%）和可溶性蛋白含量（分别较W1N0增加20.8%、16.85%）、光合速率（分别较W1N0增加46.4%、54.5%）、水分利用效率（分别较W1N0 增加31.9%、34.7%）和产量（分别较W1N0 增加19.05%、20.86%）较高,W2N2、W3N2处理的旗叶光合性能大幅度提高是其产量较高的重要原因。综合水氮利用效率,W2N2(3900 m3/hm2、270 kg/hm2)是本试验条件下冬小麦产量近9000.0 kg/hm2的水氮高效运筹模式。     

不同滴灌处理对春小麦土壤耗水量、生长及产量的影响

通过研究不同灌水处理对石河子地区滴灌春小麦土壤耗水量、生长和产量的影响,从而为增大新疆春小麦的种植面积进行可行性研究。结果显示,灌水量为3 900 m3/hm2的处理为最佳水分处理,水分利用效率(WUE)也达到了2.14 kg/m3,通过试验数据拟合可得当灌水量为4 806.7 m3/hm2时,滴灌春小麦产量最高为8 813.98 kg/hm2。     

不同降雨年型下种植密度对旱作马铃薯生长、水分利用效率及产量的影响

为探索宁南半干旱偏旱区覆膜垄作马铃薯合理的种植密度, 于2015和2016年设置37 500、45 000、52 500、60 000、67 500株 hm ^-2 5个种植密度, 以当地传统种植密度37 500株 hm ^-2为对照, 研究不同种植密度对土壤水分、马铃薯生长、水分利用效率及产量的影响。结果表明, 不同种植密度可显著影响马铃薯生育前期和中期0~100 cm层土壤水分状况, 以45 000和52 500株 hm ^-2处理土壤贮水量最高, 均显著高于37 500和67 500株 hm ^-2处理。45 000和52 500株 hm ^-2处理较其他处理均显著提高马铃薯出苗率, 促进马铃薯生育前期和中期的生长, 而在马铃薯生育后期各处理间差异不显著。马铃薯产量和商品率均随种植密度的增加呈先增加后下降的变化趋势, 45 000和52 500株 hm ^-2处理两年平均降水利用效率分别较37 500株 hm ^-2处理显著提高15.3%和17.6%, 作物水分利用效率分别提高11.1%和15.0%。通过两年数据拟合函数发现, 在宁南半干旱偏旱区2015年平水年和2016年枯水年, 旱作覆膜垄作马铃薯种植密度为51 187~51 302株 hm ^-2时, 其水分利用效率和块茎产量最高。     

不同水分条件下保水剂对小麦产量和水分利用的影响

研究了不同水分条件下保水剂对小麦增产的效应,结果表明,施用保水剂可以增加小麦穗长和穗粒数、提高千粒重,从而提高小麦产量。不灌水条件下施用保水剂可增产8.42%~22.75%,以60 kg/hm2和45 kg/hm2处理较好;灌一水条件下施用保水剂可增产10.86%~19.86%,以45 kg/hm2处理最好;灌二水条件下施用保水剂可增产10.79%~18.42%。水分利用率在不同处理间也有很大差异,不灌水条件下施用保水剂降水利用率分别提高1.11~2.99kg/(mm.hm2),以60 kg/hm2处理提高最多;灌一水条件下施用保水剂时灌水利用率分别增加0.063~0.206 kg/m3,以30kg/hm2处理最高;灌二水条件下施用保水剂灌水利用率分别增加0.029~0.192 kg/m3,以90 kg/hm2处理提高最多。说明保水剂对旱地小麦产量和水分利用率的提高具有积极效果,并表现为水分匮乏时显著,充分时减弱的特点。     

不同栽培模式对大麦生长发育动态及产量形成规律研究

为河西走廊绿洲罐区全膜覆土穴播、垄作沟灌大麦栽培模式的推广提供科学依据。在大田条件下研究全膜覆土穴播、垄作沟灌栽培及传统平作条播对大麦生长发育、干物质积累动态和产量。全膜穴播栽培模式有利于大麦发芽,提高出苗率,加快大麦生长发育进程,不同程度地增加了大麦叶片数、LAI、单株干物质积累量;垄作沟灌栽培模式有利于大麦千粒重的提高且具有晚熟效应。全膜穴播处理产量较平作条播和垄作沟灌分别高出10.9%和15.31%。全膜穴播栽培模式最有利于大麦生长发育及高产。     

灌溉和种植模式对冬小麦播前土壤含水量的消耗及水分利用效率的影响

为探讨华北平原地区冬小麦节水栽培的生产措施,2004-2006年,以冬小麦品种8049为试验材料,在大田4种灌溉条件下,研究了等行距平作、宽窄行平作、沟播和垄作4种种植模式对播前土壤含水量消耗及冬小麦耗水量、产量和水分利用效率的影响。结果表明,与等行距平作相比,另3种模式增加了播前土壤含水量的消耗,其耗水量显著提高,尤以沟播模式30 cm以下播前土壤含水量的消耗最为明显。和等行距平作相比,在灌拔节水+抽穗水和灌拔节水+抽穗水+灌浆水条件下,沟播模式显著提高冬小麦产量;而垄作模式的产量没有显著提高。在灌拔节水或灌拔节水+抽穗水条件下,沟播种植模式的水分利用效率显著高于其他3种种植模式。在本试验条件下,沟播种植结合灌拔节水或灌拔节水+抽穗水是一种值得推广的节水种植模式。     

膜下滴灌量对复播大豆土壤含水量及产量形成的影响

为探明膜下滴灌量对复播大豆土壤含水量及产量形成的影响规律,为当地复播大豆高产节水的适宜滴灌量提供理论依据。于2016年大田滴灌试验条件下,采用单因素随机区组试验设计,试验设3780 m3/hm2(W1)、3360 m3/hm2(W2)、2940 m3/hm2(W3)、 2520 m3/hm2(W4)、2100 m3/hm2(W5). 5个滴灌量处理。研究结果表明：随着滴灌量的增加,各处理0~60 cm土层土壤含水量均呈增加趋势,不同生育时期各处理0~40 cm土层土壤含水量变化较小,40~60 cm土层土壤含水量变化较大;各处理复播大豆全生育期的株高及茎粗均表现为W2>W1>W3>W4>W5;叶面积指数及叶日积均随着滴灌量的增加呈现先增后降的变化趋势,且各处理均在鼓粒期达到最大值,以W2处理最高,分别为5.66和97.83 m2?d; W2处理干物质最大积累速率(Vm)、干物质总量及产量均为最高,其中产量为3133.25 kg/hm2,较W1、W3、W4、W5处理的分别提高了8.08%、11.48%、27.87%、47.73%;灌溉水利用效率在W2、W3、W4之间则差异不显著,但W1处理的与其他处理的均达到显著差异(P<0.05)。综合考虑复播大豆的生长发育、产量及灌溉水利用效率,得出复播大豆高产节水的适宜膜下滴灌量为3360 m3/hm2。     

灌溉定额对膜下滴灌木薯产量及土壤理化性状的影响

通过研究不同灌溉定额对膜下滴灌木薯块根产量及土壤理化性状的影响，为推广木薯膜下滴灌技术提供科学依据。以木薯品种‘新选048’为试材，设置450、750、1200 m3/hm2 3种灌溉定额，以0 m3/hm2为对照，对各处理土壤理化性状、木薯生长状况和产量进行研究。结果表明：随着灌溉定额的增加，土壤含水率、孔隙度、气相比例、速效氮、磷、钾含量均显著增加，木薯株高、茎粗、产量及经济效益也均显著提高。其中，450、750、1200 m3/hm2 3种灌溉定额的木薯块根产量分别比CK增加了46.22%、75.60%、93.45%，经济效益分别增加了19.24%、26.46%、61.07%。可见，膜下滴灌条件下增加灌溉定额，可有效改善土壤理化性状，提高木薯产量和经济效益，其中灌溉定额以1200 m3/hm2处理效果最好，在木薯生产上值得推广应用。     

旱地全膜双垄沟播秋覆膜对玉米产量和水分利用率的影响

在推广应用旱地玉米全膜双垄沟播栽培技术基础上,从进一步减少冬春季土壤水分的无效蒸发、提高土壤含水量、改善玉米经济性状、提高玉米产量入手,进行了全膜双垄沟播秋覆膜对旱地玉米产量和降水利用率影响的试验研究。结果表明,全膜双垄秋覆膜沟播栽培可明显减少冬春季土壤水分的无效蒸发、增加土壤水分含量、玉米的经济性状明显改善,玉米产量比全膜双垄沟播栽培播种前覆膜和半膜覆盖栽培分别增产16.13%和46.08%,增产效果明显;水分生产率比全膜双垄沟播栽培播种前覆膜和半膜覆盖栽培分别提高34.5%和57.8%。     

垄沟种植对土壤水分变化及夏玉米生育的影响

为探讨华北地区夏玉米垄沟种植效果和适宜种植方式,在大田条件下研究了小麦收获后起垄沟播、垄作和平作3种种植方式对土壤含水量动态变化和玉米叶片水势、生育和产量的影响。结果表明,沟播处理土壤含水量明显高于垄作和平作,叶片水势、叶面积、干物质积累也高于垄作和平作,最终产量分别比垄作和平作高3.81%和11.62%。     

Effects of Coupling Water with N Fertilizers on Spatio-temporal Distributing of Soil Moisture and Water Using Efficiency in Tobacco Fields

采用两因素裂区试验设计,研究了水氮耦合对烟田土壤水分动态变化的影响。结果表明,在灌水量一定的条件下随氮肥用量增加,烟田土壤含水量、土壤贮水量和水分产值率增大,当氮用量达到67.5kg/hm2时开始下降;灌水与氮用量之间存在显著的互作效应,灌水量在225~450m3/hm2范围内,施氮22.5~45.0kg/hm2既可满足烤烟生长的需要又可增强其对土壤水分的利用。     

灌溉和施氮方式对甘肃陇中黄土高原春小麦产量和土壤含水量与有效氮含量的影响

旨在研究影响小麦产量的最佳灌溉与施氮方式组合。以‘定西42号’春小麦为材料,采用水氮互作的方法,设4种灌溉量（单位面积水深50 mm、100 mm、150 mm、200 mm）和3种施肥方式（拔节期施纯氮肥40 kg/hm ²、开花期施纯氮肥40 kg/hm ²、拔节期和开花期施纯氮肥40 kg/hm ²和50 kg/hm ²）。（1）灌溉量150 mm与开花期施氮肥40 kg/hm ²处理时,小麦产量都最高。（2）灌溉量150 mm时各个土层含水量最高,不同施氮处理,各个土层含水量高低顺序为分蘖期<开花期<拔节期。（3）小麦植株耗水量随灌溉量增加而增加、水分利用效率随灌溉量增加而减少。（4）分蘖期灌溉量150 mm时各个土层硝态氮含量最高;拔节期,0~10 cm土层铵态氮和硝态氮含量最高;开花期,灌溉量150 mm和追施纯氮肥40 kg/hm ²时各个土层硝态氮和铵态氮含量最高。灌溉量150 mm和开花期施纯氮肥40 kg/hm ²方式搭配,对甘肃陇中黄土高原春小麦产量、土壤有效氮含量和水分节约最有益。     

不同水氮条件下马铃薯产量和氮肥利用特性的研究

为探讨内蒙古武川地区沟灌条件下最佳的水氮供应,采用田间试验和室内分析相结合的方法,研究了‘克新一号’马铃薯品种在不同水氮条件下产量和氮肥利用特性的变化规律。结果表明：增加灌水量或增施氮肥均可增加马铃薯的单株产量,主要是增大了单块茎重,对单株结薯数的影响无规律性。在低水分和中水分条件下,产量随着氮肥施用量的增加而增大;在高水分条件下,产量随施氮量的增加呈单峰曲线变化。氮肥农学利用率、偏生产力随着施氮量的增加逐渐降低,在高水分和低水分条件下,氮肥生理利用率均随施氮量的增加呈先升高后降低的趋势,在中水分条件下,则是随施氮量的增加而逐渐降低。氮肥的农学利用率和生理利用率均随灌水量的增加而降低,而氮肥的偏生产力是随灌水量的增加而增加。当灌水量为2400 m3/hm2,施氮量为150~225 kg/hm2时,马铃薯的产量和氮肥利用率都较高,是适合当地马铃薯种植的水氮配比。     

土下微膜覆盖与灌水管理对冬小麦水分利用与物质生产效果的影响

针对华北平原小麦生产水资源高耗与存量极度稀缺的问题,通过河北省两地大田试验,研究了全田土下微膜覆盖与不同灌水管理对冬小麦水分利用和物质生产效果的作用。结果表明,土下微膜覆盖条件下,冬小麦雨养或少量灌水消耗了占常规生产(对照) 2/3~3/4的耗水量,生产了不少于7500 kg hm^-2的籽粒产量;籽粒产量水分利用效率达到24.8~26.5 kg mm^-1 hm^-2,较对照提高28.3%~41.0%。与对照相比,生物产量水分利用效率高峰由抽穗扬花期提前至拔节期,且提高1.3~2.7倍,雨养或少量灌水还可有效提高小麦收获指数。土下微膜覆盖下的土壤贮水消耗速度变缓,2 m土体贮水量播种时不小于600 mm就可满足小麦的全生育期耗水,壤质土壤供水量为212.2 mm,黏质土壤供水量为230.0 mm。土下微膜覆盖下,雨养或扬花前少量灌水能够显著促进花后20 d内的光合速率,蒸腾速率减小同步显著提高光合水分利用效率,但在灌浆中期灌水则对提高光合速率及光合水分利用效率无意义。在华北平原,全田土下微膜覆盖雨养或适时少量灌水是大幅降低小麦耗水和提高水分利用效率,保证小麦产量的有效方法。