测墒补灌对冬小麦干物质积累与分配及水分利用效率的影响

于2007-2008和2008-2009小麦生长季, 以高产中筋冬小麦品种济麦22为材料, 在山东兖州小孟镇史王村(35.41°N, 116.41°E)采用大田试验, 研究了4种灌水处理对冬小麦干物质积累与分配及水分利用效率的影响。结果表明, 不灌水的W0处理(土壤相对含水量为播种期80% + 拔节期65% + 开花期65%)成熟期干物质积累量最低, W1处理(土壤相对含水量为播种期80% + 拔节期70% + 开花期70%)成熟期干物质积累量最高, 籽粒干物质分配量显著高于W2处理(土壤相对含水量为播种期80% + 拔节期80% + 开花期80%)和W3处理(土壤相对含水量为播种期90% + 拔节期80% + 开花期80%);开花前贮藏在营养器官中的干物质开花后向籽粒的再分配量和再分配率均为W0>W3>W2>W1, 开花后干物质积累量对籽粒的贡献率为W1>W2>W3>W0;W1处理在灌浆末期保持较高灌浆速率和净光合速率, 提高了开花后干物质的积累量和向籽粒的分配比例, 有利于增加粒重;W0处理水分利用效率较高, 但产量最低;灌水处理的籽粒产量、灌溉水利用效率、降水利用效率和灌溉效益两生长季均随测墒补灌量的增加而显著降低。综合两年结果, W1是本试验条件下高产节水的最佳灌溉处理, 其播种期、拔节期和开花期设计0~140 cm土层土壤平均相对含水量分别为80%、70%和70%, 在两个小麦生长季中, 通过测墒, 分别补充灌水43.8 mm和13.8 mm, 灌溉水和降水的利用效率最高, 并获得了最高籽粒产量, 分别为8837.8 kg hm^-2和9040.9 kg hm^-2。     

春季灌水对晋南晚播冬小麦产量和水分利用的影响

为明确灌水模式对运城盆地晚播冬小麦产量和水分利用的影响,以济麦22为供试材料,以传统播期灌2水为对照（CK）,在晚播增密条件下,设置全生育期不灌水、返青起身期1水、拔节期1水、返青起身期+开花期2水、拔节期+开花期2水共5个灌水处理,分别记为W1、W2、W3、W4和W5。结果表明,与CK相比,W1、W2和W3处理产量降低;干旱年W4和W5处理冬小麦产量显著高于CK,平水年冬小麦产量则以CK最高。晚播增密灌2水条件下,2个试验年度均以W5处理产量最高,W4处理次之,但2个处理产量差异不显著,W4处理冬小麦的成穗数、成穗率、花前营养器官干物质运转量、运转率以及对籽粒的贡献率均高于W5处理。水分利用效率以W2和W3处理最高;W4和W5处理的水分利用效率相当。综合产量、抗寒性和水分利用等方面表现,晋南冬小麦适度晚播增密未浇冬水条件下,返青起身期+开花期2水能够维持产量稳定,同时延缓冬小麦穗分化进程,提高春季抗霜冻能力。     

不同灌水处理下小麦干物质分配、转运及其产量的研究

筛选出适合本地区的抗旱节水高效品种,并且探索出与之相配套的灌水模式,提高水分利用效率,为以后的在抗旱节水品种的选育及节水栽培技术的广泛推广提供理论依据。以豫北地区‘洛旱8号’、‘新麦26’、‘矮抗58’、‘周麦18’4个品种为供试材料。设置2种不同灌溉模式,不灌水(W0)、灌2水(W1)。采用裂区设计,研究在不同灌水模式处理下对不同小麦品种植株各器官干物质的积累、分配、转运及产量和产量构成因素的影响。结果得出：不同品种间植株干物质积累量和其在各器官的分配规律基本一致,‘周麦18’和‘洛旱8号’除穗颖干物质量差异显著外,其他器官干物质量差异不显著;成熟期4个品种的叶片干物质量和干物质分配无显著差别;籽粒干物质分配量和比例均在4个品种间无显著差异,各器官中的干物质向籽粒的转运量、转运率及其对籽粒的贡献率表现有显著性差异。在W0的灌水模式下,由于水分条件的制约,4个品种在该种植模式下均出现产量下降的现象,‘洛旱8号’下降幅度最小,‘周麦18’则最大。综上所述可得,‘洛旱8号’对水分的敏感性较差,抗旱能力优于其他3个品种。     

灌溉对小麦分蘖发生和不同茎蘖光合同化物生产分配及成穗的影响

依据土壤墒情适量灌溉可增加小麦穗数,实现节水高产,但该灌溉条件下分蘖发生和成穗的生理机制尚不明确。本试验于2019—2020和2020—2021两个小麦生长季,以中穗型品种济麦22和大穗型品种山农23为试验材料,设置全生育期不灌溉、节水灌溉和充分灌溉3个处理,研究了不同穗型小麦分蘖发生和成穗规律。结果表明, 2个品种节水灌溉处理的分蘖节面积和反式玉米素含量、越冬期和返青期主茎最上部展开叶光合参数均高于不灌溉处理,促进了Ⅱ、Ⅲ、I_P、Ⅳ和其余蘖发生,济麦22和山农23单株总茎蘖数比不灌溉处理越冬期两年度平均增加1.01个和0.75个,拔节期分别增加0.71个和0.56个。节水灌溉处理下2个品种拔节期各茎蘖最上部展开叶光合参数、干物质重和13C同化物分配量均高于不灌溉处理,促进了分蘖成穗,济麦22和山农23的单株成穗数比不灌溉处理两年度平均增加0.36和0.41个,籽粒产量增加35.00%和44.27%,水分利用效率增加9.23%和8.55%。增加灌水至充分灌溉处理, 2个品种越冬期和拔节期单株总茎蘖数较节水灌溉处理增加,但单株成穗数、公顷穗数和籽粒产量无显著变化,水...     

春季不同灌水处理对冬小麦产量的影响

在河北省5个试验基点研究了大田实验条件下冬小麦春季不同灌水处理的产量效应。结果表明,随灌水次数的增加,小麦产量增加。春灌两水和春灌三水处理籽粒产量显著高于一水处理的产量,但两水与三水处理产量之间没有显著差异。灌溉水的利用效率随灌水次数的增加而降低。初步认为,在选择适宜品种的基础上,河北省大部分麦区冬小麦春季生产上合理的节水灌溉方案为:拔节水、开花水。与传统灌溉技术相比,在冬小麦获得相近产量的前提下,春季灌水次数减少2次,小麦生育期间节水80￣100m3,提高了灌溉水的利用效率。     

不同灌溉模式对小麦产量、耗水及水分利用效率的影响

针对低平原区水资源缺乏问题,研究不同降雨年型下不同灌溉模式对小麦的产量、耗水组成、耗水量及水分利用效率等的影响,为水资源高效利用提供依据。试验于2012—2013年和2013—2014年2个小麦生长季进行,采用裂区设计,以春季5个灌溉模式作为主处理(春季灌溉1水—W1、2水—W2、3水—W3和4水—W4,不灌溉作对照—W0),以3个不同类型小麦品种作为副处理(小麦品种衡观35、石4185和衡4399)。研究结果表明:随灌溉量的增加,产量非线性增加,产量受降雨的多少和阶段分配的影响,2年分别以3水模式(少雨年)和4水模式(多雨年)产量最高,但2012—2013年度2水模式和3水模式产量差异不显著;不同品种的水分反应特性不同,石4185的水分反应较敏感,衡观35和衡4399 2个品种相对节水抗旱,且品种的增产潜力大;从水分利用效率看,随灌溉量的增加产量水分利用效率呈先增加再降低趋势,但灌溉水的利用效率下降,而且品种的水分利用效率存在年际差异,衡观35 2年均以2水水分利用效率最高,石4185 2年均以3水的水分利用效率最高,衡4399在2012—2013年以3水的水分利用效率最高,在2014年以1水的水分利用效率最高;耗水量、阶段耗水量和耗水组成受灌水量和降雨分配的影响,灌溉量越大,对土壤水分的消耗比例越小,2年中由于降雨的分配阶段不同,阶段耗水量和耗水组成出现差异。拔节到灌浆初期2012—2013年阶段耗水量高于2013—2014年,主要消耗的分别是土壤水(2012—2013)和降雨(2013—2014)。因此,在缺水的低平原区,采用春灌2水的灌溉模式,既可提高水分的利用效率又兼顾品种的生产潜力,同时又可充分利用自然降水。     

灌水次数对中强筋小麦品种产量及水分利用效应探讨

为探究灌水次数对优质小麦品种产量及水分利用效应的影响,选用两个中、强筋小麦品种(中筋麦:中麦122;强筋麦:津农7号),在大田条件下设置3种灌水处理(W2:冬水+拔节水+开花水;W1:冬水+拔节水;W0:冬水),研究了不同的灌水次数对中、强筋小麦品种籽粒产量及其构成因素、蛋白质产量的影响,并探讨了协调中强筋小麦籽粒蛋白质含量及产量的适宜灌水次数。试验结果表明,减少灌水次数籽粒产量显著下降,差异达极显著水平,减少灌水同时,能够提高水分利用效率和籽粒蛋白质含量。     

玉米抗旱节水产量性状相关及通径分析

在华北地区选育种植抗旱节水高产玉米品种,对我国粮食资源和水资源安全有重要意义.本研究选用在华北平原地区大面积推广的10个玉米杂交种进行抗旱节水高产试验,在灌溉出苗一水条件下,结果表明,浚单20的产量最高,达8 697.337 ks/hm2,接近水地高产水平,水分利用效率为1.617 ks/mm,有5个品种鲁玉13、邢抗2、郑单958、冀玉9、蠡玉18超过7000 kg/hm2,水分利用效率在1.3 ks/mm以上;说明这些品种有较好的抗旱节水高产能力,在有限灌溉条件下,华北地区玉米可实现节水和高产双赢.通过11个农艺性状与小区产量的相关和通径分析,结果表明,在有限水分条件下,穗重对产量正效应最大,负作用最大的是轴重.在选育抗旱节水高产玉米新品种的过程中,应选择穗重、百粒重大,行数多,行粒数多,出籽率高,粒长较长;轴重小,穗干尖长度少,轴周长较细的品种.这些研究结果为玉米抗旱节水高产品种选育和栽培提供了大量有用信息.     

阴山北麓地区马铃薯品种抗旱特性的研究

在不同马铃薯品种抗旱节水性比较试验中,对引进的8个马铃薯品种生理指标、水分利用效率和产量进行了比较研究,结果表明:底西芮、紫花白和费乌瑞它在干旱条件下,脯氨酸含量较少,质膜透性较小,叶绿素含量较大;底西芮的产量和水分利用效率均表现最高,产量和水分利用效率分别为34233.8kg/hm²和60.58kg/(mm.hm²),是适宜本地区栽培的抗旱节水马铃薯品种。     

不同底墒条件下补灌对冬小麦耗水特性、产量和水分利用效率的影响

我国黄淮平原水资源紧缺,而且年际间降水量及其时间分布存在较大差异,探明不同底墒条件下补充灌溉对冬小麦产量和水分利用效率的调节效应及其生理基础,可为该地区冬小麦节水高产栽培提供理论和技术支持。2013—2014和2014—2015年冬小麦生长季,在播种期0~100 cm土层土壤贮水量分别为201.5(A)、266.3(B)和317.0mm(C)3种底墒条件下,各设置4个补灌水处理,包括不灌水、拔节期+开花期补灌、越冬期+拔节期+开花期补灌、播种期+拔节期+开花期补灌,研究不同处理冬小麦耗水特性、旗叶光合、干物质积累与分配、产量及水分利用效率的差异。结果表明,冬小麦生育期总耗水量和土壤水消耗量均随播种期底墒的提高而增加。在底墒A和B条件下,冬小麦主要消耗降水和灌溉水。提高播种期补灌水平或于越冬期补灌,冬小麦在底墒A条件下对土壤水的消耗量显著增加,在底墒B条件下对土壤水的消耗量显著减少。在底墒C条件下,冬小麦耗水以土壤水为主,其次为降水,再次为灌溉水;播种期或越冬期补灌显著增加生育期总耗水量,对土壤水消耗量则无显著影响。于播种期、拔节期和开花期补灌,冬小麦在底墒A条件下可获得较高的籽粒产量,但水分利用效率较低;在底墒B条件下籽粒产量和水分利用效率均较高;在底墒C条件下,仅于拔节期和开花期补灌即可获得高产和高水分利用效率,播种期和越冬期无需补灌。综上所述,播前底墒是实施冬小麦合理补灌的重要依据。     

高产小麦耗水特性及干物质的积累与分配

在2005—2006年和2006—2007年小麦生长季降水量分别为128.0 mm和246.4 mm条件下, 采用不同灌水量处理, 研究了高产条件下冬小麦的耗水特性和小麦干物质的积累与分配。结果表明, 底水和拔节水分别灌溉60 mm处理(W2)在两个生长季获得了最高的籽粒产量, 2005—2006年生长季其水分利用效率和灌溉水的利用效率均显著高于其他灌水处理; 2006—2007年生长季, 其水分利用效率较高, 降水量、灌水量和土壤供水量分别占农田耗水量的47.32%、23.04%和29.64%; 与不灌水处理(W0)相比, 灌水处理显著提高开花后干物质的积累量和开花后干物质积累量对籽粒的贡献率, 以W2处理最高, 分别达8 241.59 kg hm-2和84.18%。灌水量过多显著减少光合产物向籽粒的分配, 使产量降低。随灌水量增加, 小麦全生育期耗水量显著增大, 灌水量占农田耗水量的比例增加, 降水量和土壤供水量占农田耗水量的比例均降低, 以土壤供水量所占比例降低最大。综合考虑小麦的籽粒产量和水分利用效率, 在本试验条件下, 以底水和拔节水各60 mm的灌溉量为最优。在小麦生长季降雨量为246.4 mm条件下, 仅灌60 mm底水亦可获得较高的籽粒产量, 其土壤供水量占农田耗水量的比例和灌溉水的利用效率高于底水和拔节水处理。     

黑龙港流域不同滴灌制度下的冬小麦产量和水分利用效率

针对华北黑龙港流域冬小麦–夏玉米种植制度中冬小麦灌溉水用量过大的问题,以节水和稳产为目标设计了冬小麦滴灌制度定位试验,比较了滴灌与漫灌及不同滴灌模式下的小麦产量和水分利用效率。结果表明,在实验年份的降水条件下,传统灌溉定额和次数(总量225 mm,分1~3次灌溉)的滴灌与漫灌处理的小麦产量和水分利用效率差异均不显著;在两年降水特点不同的情况下,滴灌量比对照减少45~105 mm的处理产量下降不显著,水分利用效率显著提高。相关分析结果表明,对产量的贡献表现为穗粒数>千粒重>穗数。研究结果初步表明,冬小麦滴灌技术在黑龙港流域具有节水稳产的潜力。     

土壤水分胁迫对不同肥水类型冬小麦品种花后光合特性及产量的影响

为给小麦抗旱育种和节水高产栽培提供理论和技术支持,以山东省6个不同肥水类型的冬小麦品种（‘青麦6号’、‘鲁麦21’、‘烟农21’、‘烟农24’、‘济麦22’、‘良星99’）为材料,研究了水分胁迫对冬小麦花后光合特性与产量的影响及品种间差异。结果表明,在水分胁迫条件下,各冬小麦品种花后叶面积指数、旗叶叶绿素含量、净光合速率、气孔导度、蒸腾速率和水分利用效率均有所降低,产量显著下降。品种间对水分胁迫反应差异显著,其中旱地品种‘青麦6号’在水分胁迫条件下,旗叶叶绿素含量、净光合速率、蒸腾速率、水分利用效率及气孔导度均高于其他品种,产量构成因素和产量降低幅度最小,产量最高,仅比同期水分处理下降了14%。     

免耕冬小麦田土壤微生物特征和土壤酶活性对水分调控的响应

针对华北地区冬小麦的免耕农业管理方式,研究了不同水分管理方式对小麦产量及产量因子、土壤基础呼吸、土壤微生物量氮(SMBN)和土壤酶活性的影响。试验设常规灌溉(W1)、节水灌溉(W2)和无灌溉(W3)3个处理,小麦全生育期总灌水量分别为150、75和0 mm。W1与W2处理对小麦产量影响较小,但W3显著降低小麦产量。水分胁迫对冬小麦拔节期和灌浆期的土壤基础呼吸和土壤微生物量氮影响较大,土壤基础呼吸表现为W2和W3低于W1,而土壤微生物量氮的影响则表现为W1W2W3。随灌溉量的减少,土壤β-葡萄糖苷酶、多酚氧化酶和脲酶活性均有不同程度的降低。与冬小麦生长后期相比,土壤酶活性对水分的胁迫响应在生长前期更为敏感,其中0~10cm土层的土壤酶活性受水分胁迫影响大于10~20 cm土层。研究结果表明,免耕条件下灌溉方式与灌溉量显著影响了土壤微生物活性,从而调节了冬小麦产量形成。     

冬小麦-夏玉米轮作“双晚”种植模式下的品种匹配与资源效率

探索适宜于麦玉"双晚"种植模式下抗逆丰产稳产的冬小麦夏玉米品种组合特性及其与自然资源匹配特征,对于保障冬小麦夏玉米抗逆丰产高效生产具有重要意义。本研究于2017—2019年通过田间试验,选用华北平原主推的冬小麦与夏玉米品种各8个,设置区域麦玉"双晚"接茬模式和水分控制处理,通过水分利用效率、籽粒灌浆特征、生育进程、周年光温水资源利用效率等综合分析与评价,探明宜于"双晚"模式下麦玉品种组配特征及其资源利用效率。结果表明,在常规节水灌溉和生育期雨养模式下冀麦325、石麦15和济麦22的产量在两个生长季均高于供试品种平均产量,其中冀麦325和石麦15的抗旱系数均高于济麦22;同时,济麦22、冀麦325和石麦15具有较高的灌浆速率、穗粒数和粒重,其高稳系数在不同灌溉模式下均高于供试品种平均值。在供试玉米品种中,登海605、伟科702、MC670、农华816的产量和高稳系数均高于供试品种的平均值,其中MC670、登海605、先玉335的灌浆速率在2个生长季均高于供试品种的平均值,而迪卡517和先玉335在供试品种中收获期籽粒含水量最低、平均脱水速率最高。基于品种丰产稳产性、抗旱性、灌浆特征和脱水...     

不同水分处理对当季冬小麦及后茬夏玉米生长与产量的影响

在冬小麦播前灌足底墒水的基础上,2007～2008年度大田设置3个水分处理、2008～2009年度设置4个水分处理,后茬夏玉米设置5个氮肥处理,研究了不同水分处理对当季冬小麦及后茬夏玉米干物质积累与产量的影响.结果表明,冬小麦干物质积累量随供水量的增加而增加,但2个年度的最高产量均出现在春二水处理,过量的水分供应并未促进产量的进一步增加;后茬夏玉米干物质积累量与子粒产量有随前茬冬小麦供水量的增加而降低的趋势,夏玉米季施氮肥增产效果显著.在华北平原冬小麦-夏玉米轮作体系中,冬小麦节水栽培可以实现小麦和玉米的周年持续高产,实现节水与高产的统一.     

生物炭对不同浇水条件下冬小麦产量及水分利用效率的影响

为了探讨生物炭施用量在不同浇水条件下对冬小麦的增产效果,2015-2017年通过大田试验设置0(B0,CK),20(B20),40(B40),60(B60) t/hm~2共4个生物炭施用量和不浇水(W0)、浇越冬水(W1)2个浇水处理,研究了生物炭施用量在不同浇水条件下对土壤含水量、土壤温度、土壤容重、冬小麦产量及构成因素以及水分利用效率的影响。结果表明,不浇水条件下,小麦产量及水分利用效率随生物炭施用量增加先增加后减少,当生物炭施用量为40 t/hm~2时产量和水分利用效率均最高,比B0(CK)处理分别增加8.0%和8.2%;浇水条件下,小麦产量和水分利用效率随生物炭施用量增加而增加,B40和B60处理比B0(CK)分别增加7.4%,12.2%和8.0%,16.3%。不浇水条件下,当土壤含水量低于15%时,B60和B40处理下土壤水分含量低于其他处理;浇水条件下,施用生物炭可增加土壤水分含量,施用生物炭增加土壤贮水量、减少小麦生育期耗水量、降低土壤容重,浇水比不浇水增加容重降低幅度。不浇水条件下,生物炭明显提高返青期前土壤日平均温度,浇水使生物炭对土壤温度的作用相反。返青期后,不浇水条件下土壤日平均地温在各处理间差异不大,浇水条件下表现为日均地温较低时高,较高时低的现象。综合而言,适宜生物炭添加量可以增加旱区土壤水分含量,提高小麦产量和水分利用效率。     

水分胁迫效应对冬小麦生长发育的影响研究

利用温室管栽试验，研究水分胁迫效应对冬小麦生长发育的影响。结果表明：苗期水分胁迫，拔节期与开花期复水能激发冬小麦根、茎、叶、冠生物量显著增长，三叶至分蘖期控水的处理绿叶面积日增量最大；前期一直干旱灌浆期复水能明显减缓植株的衰老速率。冬小麦前期经受中度或重度水分胁迫，拔节期复水后增产效果最大，前期经受中度水分胁迫，开花期复水后水分利用效率最高。确定土壤含水量占田间持水量55％为冬小麦分蘖期水分胁迫效应增产节水的水分临界指标。     

微喷灌模式下冬小麦产量和水分利用特性

为探讨华北地区微喷灌模式下冬小麦节水高产栽培适宜的灌溉制度,于2012-2013年(平水年)和2013-2014年度(枯水年),在同一块地观测了微喷灌和畦灌模式不同灌水处理对冬小麦群体变化、叶面积指数和籽粒产量,以及水分利用效率和耗水特性的影响。两种灌溉模式按不同灌水量和灌水次数设置6种组合处理,微喷灌的灌水量为60~180 mm,畦灌的灌水量为74~229 mm。2012-2013年度,微喷灌各处理小麦平均产量较畦灌增加5.6%,灌水量低于或等于90 mm时,微喷灌的产量显著高于畦灌;微喷灌模式下,灌水量120 mm时获得最高产量,但灌水量超过150 mm时,微喷灌模式产量显著低于畦灌模式。2013-2014年度,微喷灌模式平均产量较畦灌模式增加0.8%,灌水量150 mm时微喷灌模式的产量最高。千粒重和水分利用效率也表现为微喷灌模式高于畦灌模式,2012–2013年度分别增加5.1%和8.7%,2013–2014年度分别增加7.9%和10.7%。在本试验条件下,为获得冬小麦高产、高水分利用效率,建议微喷灌模式在平水年灌水量90~120 mm、耗水量325~355 mm,在枯水年灌水量105~150 mm、耗水量335~380 mm,每次灌水定额30~45 mm。微喷灌与畦灌相比,在同等产量水平下,平水年节水潜力为20~50 mm,枯水年为70~110 mm。     

灌水对节水小麦“衡观35”产量、蛋白质含量及光合性能的影响

水分是限制小麦产量和品质提高的关键因素。为探究不同时期灌水对冬小麦产量、农艺性状、籽粒品质及光合性能的影响，在自动防雨水肥控制池中设置4个春季水分处理：不灌水(对照，W1)、仅拔节期灌水1050m³/hm²(W2)、仅开花期灌水1050m³/hm²(W3)和拔节期525m³/hm²⁺开花期525m³/hm²(W4)。结果表明，W1处理籽粒蛋白质含量最高，W2处理蛋白质产量最高，W3处理籽粒产量最高，W4处理光合性能最稳定。与W1处理相比，灌水影响小麦旗叶的光合性能，使其净光合速率、气孔导度、胞间CO₂浓度和蒸腾速率增大；拔节期灌水可增加叶片叶绿素含量，促进植株干物质积累，提高籽粒蛋白质产量，通过增加单位面积穗数和穗粒数而增加生物产量；开花期灌水促进籽粒长、宽增大，增大库容量，通过增加粒重而提高籽粒产量。通过比较拔节期灌水后至开花期未灌水前W1、W4和W2处理发现，灌水使最大净光合速率和光饱和...