辽宁地区玉米气候水分盈亏的时空变化分析

利用1981—2010年辽宁地区16个站点的逐日气象资料和玉米发育期资料,计算了作物需水量、降水量、水分盈亏量、水分盈亏率和水分供需率,以分析玉米各发育阶段及全生育期的水分亏缺程度及其时空分布特征。结果表明:1)玉米各发育阶段及全生育期的水分亏缺量0 mm,自然降水的水分供需率100%,其中出苗—拔节、拔节—抽雄的水分亏缺量最大;辽宁地区的水资源不能满足玉米任何发育阶段对水分的需求,在播种期到苗期,自然降水的供应能力最差,春季到初夏玉米缺水最严重。2)玉米拔节—抽雄、抽雄—开花、开花—吐丝、乳熟—成熟和全生育期的水分盈亏量的变化率0 mm/年,而播种—出苗、出苗—拔节和吐丝—乳熟的水分盈亏量的变化率0 mm/年;辽宁地区玉米全生育期缺水情况有加重趋势,春旱和秋旱有减少趋势,而夏旱有增加趋势。3)多年水分盈亏率或水分供需率,能反映作物生长的水分条件,可以作为灌溉量的下限值或上限值进行参考。     

栽培模式对鲁中地区小麦群体数量、产量和水分利用的影响

为筛选黄淮麦区高产麦田的水分高效利用栽培模式,以冬小麦品种泰山4241为材料,通过2010-2012年在泰安市的田间试验,比较了5种栽培模式下小麦群体数量、产量和水分利用效率的差异。结果表明,在5种栽培模式中,节水模式1(总施氮量210kg·hm-2,追氮比例为40%,灌底墒水+越冬水+拔节水,10月10日播种,基本苗225万株·hm-2)的小麦产量结构较合理,收获指数和水分利用效率相对较高,其中收获指数和水分利用效率两年平均较农户模式分别增加1.45%和3.05%,产量略高于农户模式。因此,该模式具有节水、节肥和高产的特点,在鲁中地区具有一定的推广价值。     

内蒙古河套灌区春小麦高产节水灌溉制度研究

为给河套灌区春小麦高产节水灌溉制度的建立提供理论依据,2006-2007年在内蒙古河套平原浅层地下水灌区,研究了不同灌水处理下春小麦产量形成、耗水组成及水分利用效率的特点.结果表明,随着灌水量的增加,小麦生育期总耗水量明显增加,而水分利用效率显著降低;总耗水的增加主要是由于灌溉水消耗增多所致,地下水补给量则随灌水量增加呈明显减少趋势.小麦生育期总灌水量与产量和水分利用效率均呈抛物线关系,产量达峰值时的灌水量大于水分利用效率达峰值时的灌水量.综合两年试验结果得出,在秋季浇足底墒水的基础上,春浇2水是实现春小麦节水与高产相统一的最佳灌溉模式,即在小麦分蘖至拔节期、抽穗至开花期灌2次水,每次灌水750～1050 m3·hm 2,产量和水分利用效率可分别达到6750 kg·hm-2和1.75 kg·m-3以上.     

灌水时期和数量对小麦耗水特性及产量的影响

为确定高产麦田的适宜灌水时期和数量,在池栽试验条件下,选用中筋小麦品种泰山23,研究了灌水时期和灌水量对小麦耗水特性及产量的影响.结果表明:(1)灌底墒水60 mm和拔节中期水30 mm的W1处理籽粒产量和水分利用效率较高,分别为7 727.10 kg·ha-1和18.69 kg·ha-1·mm-1,灌溉水利用效率最高.灌底墒水、拔节后期水和灌浆期水各60 mm的W5处理的籽粒产量最高,为8 494.50 kg·ha-1;水分利用效率与W1处理无显著差异.(2)W1处理和W5处理的总耗水量分别为413.46和464.91 mm;灌溉量、降水量、土壤贮水耗水量分别占总耗水量的比例为21.77%、41.43%、36.80%和38.72%、36.85%、24.44%,W1处理提高了对降水和土壤贮水的利用比例,而W5处理提高了对灌溉水的利用比例.(3)W1处理全生育期0～200 cm土层的土壤贮水消耗量最高,为152.16 mm,并且深层100～180 cm各土层的土壤贮水消耗量均显著高于其他处理,而W5处理全生育期0～200 cm土层的土壤贮水消耗量最低,为113.61 mm.     

基于CROPWAT对玉米产量与水分关系的研究

依据CROPWAT模型结合田间补灌试验资料,采用作物水分响应模型研究辽西半干旱区玉米生育期产量与水分的关系。结果表明:不同生育期水分影响玉米产量依次为灌浆期开花期拔节期;实现玉米高产应选择的补灌时期以拔节期+开花期+灌浆期组合为佳,补灌定额为135mm;实现水分高效利用则选择开花期+灌浆期补灌,灌水定额为90mm。     

不同灌水模式对冬小麦产量及水分利用的调控效应

为明确不同灌水次数和灌水时期对小麦产量和水分利用效率的影响,在池栽条件下,以小麦品种矮抗58为材料,设置全生育期不灌水(W0)、灌拔节水(W1)、灌拔节水+孕穗水(2水,W2)和灌拔节水+孕穗水+灌浆水(3水,W3)4个处理,通过定位试验探讨不同灌水方式对小麦产量及水分利用效率(WUE)的调控效应。结果显示,与W0处理相比,3个生长季W1、W2和W3处理的平均产量分别提高37.2%、52.9%和52.7%,而平均耗水量分别增加27.1、70.4和94.9mm;灌水的增产效果在不同年份间存在差异,干旱年份的增产幅度显著大于正常年份。小麦总耗水量和WUE、产量均呈二次曲线关系,其中WUE以W1为最大,而产量以W2最大。综合考虑小麦产量和水分利用效率,正常降水年份在拔节期灌1次水、干旱年份灌拔节水+孕穗水(2水)为小麦节水高产灌溉模式。     

不同降水年型下旱地深翻时间和施肥方式对小麦产量及水肥利用率的影响

为提高旱地小麦自然降水和肥料利用效果以实现稳产高产栽培,通过3个不同降水年型田间试验,研究了晋南旱地麦田休闲期深翻时间和氮、磷施用方式对小麦群体、产量及水肥利用率的影响。结果表明,休闲期降水量及其分布、深翻时间和施肥方式共同影响旱地小麦播前0~200 cm土壤蓄水量、产量、水肥利用效率。休闲期丰水年较平水年和枯水年分别增产75.29%和170.39%,播前0~200 cm土壤贮水量分别多42.77 mm 和116.91 mm,水分利用效率分别高2.94和8.77 kg·mm^-1·hm^-2,氮、磷利用效率也较高。8月中上旬深翻蓄水效果较好,可促进小麦植株和籽粒对氮、磷的吸收,增加冬前茎数和穗数,8月中旬深翻较7月中旬深翻增产5.43%~18.15%,播前0~200 cm土壤贮水量增加12.12~18.45 mm,水分利用效率和磷素利用率也较高。与播种前配施氮、磷肥相比,8月中上旬深翻时配施磷肥,播种前施入氮肥,可提高冬前和拔节期茎数、穗数和穗粒数,促进氮、磷积累和转运,从而增产,同时提高收获期0~200 cm土壤贮水量和水分利用率。在当前气候、栽培条件下,晋南丘陵旱地不同降水年型下均以8月中上旬深翻配施磷肥,播种前施入氮肥可提高土壤渗水特性,最大限度纳秋雨蓄墒,增加小麦冬前和拔节期茎数和穗数,提高产量和水肥利用效率。     

玉米和小麦间作农田水分动态变化的研究

本文讨论了清种玉米、清种小麦、玉米和小麦间种比例分别为4∶1、3∶1和2∶2农田的水分动态变化.结果表明,由于小麦和玉米的强烈竞争和相互影响使作物的农田水分动态变化和作物耗水量产生变异,以及受时空分布差异的影响,最终导致不同处理的作物产量和水分利用效率出现明显差异.其中3∶1间种具有较好的综合效果.小麦产量达到2707.2kg/hm²,玉米产量达到11191.5kg/hm²,而清种小麦和清种玉米的产量分别为2355kg/hm²和10153.5kg/hm².     

播种密度对旱地不同类型冬小麦产量和水分利用效率的影响

在旱地条件下,选择3个不同类型冬小麦品种进行播种密度研究,结果表明,单位面积小麦产量随密度变化的关系可用二次抛物线回归方程来表达,品种对获得最佳经济产量的播种密度要求不同,每hm2多穗型315万、中间型369万、大穗型433万;播种密度对穗数与穗粒数的变化影响较大,对千粒重影响相对较小;品种与种植密度的不同,对整个小麦生育期田间耗水量无明显影响,水分利用效率与产量的变化趋势基本一致。     

夏玉米种植中水分问题的研究进展

综述了夏玉米种植中的水分利用效率(WUE)、耗水量和耗水规律、农艺节水措施、水分对产量和生理生化特性的影响等,并综述了模型的应用,提出在黄淮海地区夏玉米种植中应加强对前茬底墒水的研究。     

不同基因型玉米冠层温度与产量和水分利用效率的关系

2007年在甘肃陇东旱塬利用红外测温仪研究了19个基因型玉米冠层温度与产量、水分利用效率的关系。结果表明,不同基因型玉米在子粒灌浆期存在着冠层温度高度分异的现象,其差异可反应在产量和水分利用效率的不同上。无论灌浆初期还是中期或后期,旱地玉米产量、水分利用效率与冠层温度呈极显著的负相关(R²= 0.445～0.634),并且随着灌浆期推移,相关性增大。表明灌浆期冠层温度偏低的品种具有较高产量和水分利用效率,冠层温度可作为高产节水品种田间筛选的指标。     

降水量与施磷量对黑土区玉米产量及磷素吸收利用的影响

在自然降水条件下采用滴灌补水措施,研究不同降水量及施磷量对黑土区玉米产量、磷素吸收积累及磷肥利用率的影响。结果表明,降水量及施磷量的增加会增加玉米植株干物质量的积累,进而促进玉米产量的形成。施磷量较降水量对玉米产量的影响更为显著,适量的降水量与施磷量有利于玉米产量的增加。各处理中以W3(自然降水+200 mm)、P3(施磷220 kg/hm~2)处理产量最高,达13 914 kg/hm~2。各处理随施磷量的增加,磷肥利用率降低,随降水量的增加磷肥利用率增加。玉米植株磷素积累在同一降水条件下,随施磷量的增加呈先增加后减小的趋势。适磷条件下,适宜降水量可显著提高玉米植株磷素积累量。W3(自然降水+200 mm)、P2(施磷110 kg/hm~2)处理为最优处理,当年降水量为508 mm,玉米产量可达13 119 kg/hm~2;磷肥利用效率最高,达19.7%。     

两种土壤贮水条件下灌水对豫麦50籽粒品质性状及产量的调控效应

为了给弱筋小麦田间水分管理提供合理依据，以弱筋小麦品种豫麦50为材料．在池栽防雨务件下研究了两种土壤贮水条件下灌水对小麦籽粒品质性状及产量的影响。结果表明。在底墒充足条件下，豫麦50籽粒主要品质性状优于底墒不足的品质性状。灌水对底墒不足条件下品质性状的影响大于对底墒充足务件下的影响，且各个品质性状受影响的程度不同。在底墒充足条件下以全生育期灌4水的弱筋小麦品质最优，抽穗期灌1水次之；而在底墒不足时全生育期灌4水和全生育期不灌水多数品质性状较优。底墒充足条件下的小麦籽粒产量、耗水量均高于底墒不足的产量和耗水量，而水分利用效率则较低；两种土壤贮水条件下的耗水量均随灌水次数增加而增加，而水分利用效率则降低；产量随灌水次数增加而增加，但灌水过量反而降低。据此提出了麦播前贮好底墒的重要性，以及不同底墒每件下小麦高产优质高效栽培的水分运筹建议。     

水分胁迫对不同耐旱性玉米土壤水分消耗、水分利用和产量的影响

以郑单958(耐旱性强)和驻玉309(耐旱性弱)为供试材料,通过池栽试验研究水分胁迫对两个玉米品种的吐丝前后土壤水消耗、水分利用和子粒产量的影响。正常供水下,两个品种吐丝前和吐丝后土壤水消耗量、生育期耗水量、水分利用效率和子粒产量均无显著差异。水分胁迫下,全生育期各土层(0.2～1.6 m)水分消耗量均为郑单958少于驻玉309,吐丝前和吐丝后郑单958土壤水消耗量分别比驻玉309少12 mm和21mm,且分别以0.2～0.4 m(吐丝前)和0.8～1.0 m(吐丝后)土层品种间差异最大。水分胁迫下,郑单958和驻玉309的生育期耗水量分别为454 mm和487 mm,子粒产量分别为8 320 kg/hm~2和7 290 kg/hm~2,表明水分胁迫条件下,耐旱品种郑单958以较少的水分消耗生产更多子粒,表现出较高的水分利用效率。     

不同降水年型对马铃薯水分利用效率及水分生产潜力开发的影响—以武川县为例

基于田间试验数据,研究降水对武川县马铃薯水分利用效率及水分生产潜力的影响,为农牧交错带马铃薯产业可持续发展与生态建设提供科学依据。试验采用由低到高11个不同肥力梯度处理,测量马铃薯每个生育期内耗水量及产量,应用农业生态区域法计算当地马铃薯水分生产潜力。研究表明:丰水年(2008)旱平地马铃薯水分利用效率平均值为48.3 kg/hm2.mm,而旱坡地只有36.8 kg/hm2.mm,平地水分利用效率是坡地的1.3倍。枯水年(2009)旱平地水分利用效率平均为33.3kg/hm.2mm,旱坡地平均为22.1kg/hm.2mm,平地水分利用效率是坡地的1.5倍。2008年马铃薯水分生产潜力为5079.8kg/hm(2干物质),2009年为4146.8kg/hm(2干物质)。丰水年旱平地马铃薯平均开发度为76%,旱坡地为46%。合理配合水肥及田间管理,会使武川县马铃薯生产具有一定的提高潜力。     

1986-2014年临汾降水变化及对旱地小麦农艺性状的影响

为了解过去近30年山西省临汾降水变化对旱地小麦品种农艺性状的影响,利用1986-2014年国家黄淮旱地冬小麦区域试验临汾点的降水和对照品种农艺性状资料,研究其降水和对照品种农艺性状变化规律,并对降水要素和农艺性状进行了相关、多元回归和通径分析.结果表明,该区年降水量有略微的上升趋势,但小麦生育期降水量有略微的下降趋势;播种至越冬期的降水量有增加趋势,但起身至拔节期和抽穗至成熟期的降水量有减少趋势.黄淮旱地区域试验对照品种千粒重和穗粒数逐年缓慢上升,但有效穗数、产量及株高缓慢下降.起身至拔节期降水与株高呈显著正相关,生育期降水量和年降水量与株高、穗粒数呈显著正相关,年降水量与产量呈显著正相关;株高、有效穗和千粒重与产量均呈极显著正相关.千粒重、穗粒数、株高和年降水量是决定产量的四个主要因子,共同决定了产量72％的变异.降水变化对黄淮旱地冬小麦农艺性状变化趋势有较强的影响,选育株高适中、有效穗数较多、千粒重较大的高产抗旱新品种,是黄淮旱地小麦适应未来气候变化进行育种改良的重要方向.     

灌水模式对冬小麦花后光合、产量及水分利用的影响

为筛选出商丘地区冬小麦高产和水分高效利用的适宜灌水模式,2011-2013年在大田条件下,以周麦18为试验材料,以全生育期不灌水作为对照(W0),研究了拔节期灌水120mm(W1)、孕穗期灌水120mm(W2)、拔节期和孕穗期各灌水60mm(W3)、拔节期和灌浆期各灌水60mm(W4)以及拔节期、孕穗期和灌浆期各灌水40mm(W5)五种灌溉模式对冬小麦花后旗叶光合、产量及水分利用效率的影响。结果表明,小麦灌浆前期(开花后15d)旗叶净光合速率日变化呈现双峰曲线,分别在11:00和15:00达到峰值。灌水促进了花后旗叶光合作用,净光合速率平均增加145.9%。与W0处理相比,灌水处理在2011-2012和2012-2013年总耗水量分别增加13.8%和18.6%,土壤贮水消耗量和降水量占总耗水中的比例分别下降了60.6%、12.4%和46.2%、15.6%。灌水增加了籽粒产量和水分利用效率,其中在平水年型(2011-2012年)下,W3处理的产量和水分利用率最高,较W0处理分别增加27.5%和8.8%;在丰水年型(2012-2013年)下,以W1处理的产量和水分利用效率最高,较W0处理分别增加65.6%和36.4%。     

高产条件下不同小麦品种耗水特性及籽粒产量的差异

为给高产条件下小麦生产提供合理的节水灌溉方案,以山农15和烟农21为材料,设置3个水分(0~140 cm土层平均相对含水量)处理［W0：拔节(60%)+开花(55%);W1：拔节(75%)+开花(65%);W2：拔节(75%)+开花(75%)］,研究了不同小麦品种耗水特性、籽粒产量及水分利用效率的差异及对水分供应的响应。结果表明,两品种在W1处理下灌溉水利用效率最高;W2处理获得最高的籽粒产量和水分利用效率;在W1和W2条件下,山农15籽粒产量和水分利用效率显著高于烟农21。山农15各水分处理的总耗水量显著高于烟农21。在W0和W1条件下,山农15播前土壤贮水利用量和比例显著高于烟农21,而生育期降水利用比例低,灌溉水利用量无显著差异;在W2条件下,山农15播前土壤贮水利用量高于烟农21,生育期降水利用比例无显著差异,灌溉水利用量和比例高。在W0和W1条件下,山农15对20~60、60~100、140~200 cm土层的播前土壤贮水利用量均高于烟农21,说明山农15利用中下层播前土壤贮水的能力高。在本试验条件下,山农15为高产和高水分利用效率品种,两个品种均以W2为兼顾高产和高水分利用效率的最佳水分处理。     

近54年来晋南气候变化及其对旱地小麦产量的影响

为探讨晋南地区气候变化与旱地小麦产量的关系,利用山西省临汾市1961年6月至2015年5月的逐日降水量、气温及日照时数资料,对近54年来晋南气候变化特征及其与旱地小麦产量的相关性进行了分析。结果表明,临汾市近54年来年平均降水量为478.2mm,波动中呈下降趋势,20世纪90年代年降水最少,21世纪开始回升,平水年和枯水年份分别占31.5%和38.9%;旱地小麦休闲前期(6-7月)和越冬前(播种到日均气温5d稳定在0℃日期)每10年平均降水量明显减少,自20世纪90年代开始,休闲中后期(8-9月)降水量增加,对增加旱地麦田深层土壤贮水量有利。年日均气温、最高和最低气温分别以每年0.040 6、0.024 6和0.064 9℃的趋势逐年升高,旱地小麦冬前积温、越冬期日均温也逐年升高,其中冬前积温≥700℃的年份占74.1%,21世纪后达100%,使小麦冬前旺长的几率增加,越冬始期从20世纪60、70年代的11月下旬推迟到21世纪的12月上中旬。年日照时数呈缩短趋势,其中越冬期缩短最明显。晋南旱地麦区小麦产量与降水量存在较高正相关性,其中与生育期降水量的相关性达显著水平,与气温的相关性较小,因此降水是制约晋南旱地小麦稳产高产的首要限制因子。     

河北平原冬小麦水分生产率的模拟分析

为给河北平原地区水资源优化配置和科学灌溉提供参考,利用作物生长模型,在遥感和GIS技术支持下,模拟分析了河北省平原区水分限制条件下冬小麦产量、蒸散量及水分生产率的空间分布特征。结果表明,在水分限制条件下,冬小麦产量和水分生产率具有相似的空间分布格局。在保定中部、石家庄中部、邢台中部、邯郸东部南北条带上产量和水分生产率都较高,产量都在8 000kg.hm-2以上,最高可达10 359kg.hm-2,水分生产率为19～23kg.hm-2 mm-1,其中邯郸东南部最高,可以达到23.8kg.hm-2.mm-1。而在邢台地区东部、衡水、沧州、秦皇岛等地由于不能灌溉,小麦生育期内降雨量无法满足小麦生长所需,产量和水分生产率均较低,产量普遍位于4 200～6 000kg.hm-2之间,水分生产率一般为10～19kg.hm-2.mm-1。总供水量不足、土壤水分蒸发量大、水分利用效率不高是后面这些地区农业水分利用的主要问题,需要采取节水措施抑制土壤蒸发,提高水分利用效率,实现既节水又增产的目标。