灌水控制下限对冬小麦产量及水分利用效率的影响

通过对冬小麦全生育期实施不同土壤水分控制下限,研究冬小麦的耗水规律,分析水分胁迫对其生长发育和产量形成的影响,并建立了产量与水分关系的数学模型。结果表明,不同水分处理的冬小麦耗水规律基本一致,但日耗水强度和总耗水量各处理间差别明显。各生育时段耗水量占全生育期总耗水量的百分比以孕穗灌浆期最大,达到45%;其次为拔节期,在20%左右;越冬期最小,只有4.0%~10.0%。土壤水分控制下限为55%的处理冬小麦水分利用效率最高,约为1.75kg/m3,对应的耗水量在350~400mm之间。     

水分调控对小麦开花后水分利用特性及产量的影响

在全生育期防止天然降雨和人工控制灌水条件下，对豫麦34号和洛阳8716开花后不同水分处理的水分利用特性及产量进行了研究。结果表明，花后7－27d随灌水次数增多耗水量增大，水分利用率下降；耗水高峰期发生在开花期至花后14d，以后逐渐下降；花后6d至成熟期间豫麦34号和洛阳8716耗水量分别占总耗水量的33％－355和27％－30％；花后7－14d灌水，千粒重和产量增加明显。豫麦34号水分利用效率较高，生育后期节水灌溉下仍能发挥其高产潜力；要提高洛阳8716的产量，应注意保持开花后的土壤水分含量。     

黄腐酸土壤改良剂对大豆耗水动态、养分吸收和水肥表观利用率的影响

2012-2013年采用盆栽试验研究不同黄腐酸土壤改良剂施用量对大豆耗水动态、养分吸收及水肥表观利用率的影响。结果表明,施用黄腐酸土壤改良剂可降低大豆0~60d耗水量,其中以砂土上0~30d耗水量降低效果显著,提高了60~90d耗水量,且以中量黄腐酸处理对砂土和壤土上60~90d耗水量提高效果显著。砂土上低、中量黄腐酸土壤改良剂可分别显著提高大豆生物量水分利用效率10.1%和49.7%。黄腐酸土壤改良剂可分别显著提高壤土和黏土上种植的大豆生物量水分利用效率5.0%~44.3%和26.5%~40.9%。施用黄腐酸土壤改良剂可显著提高植物N吸收量7.2%~79.4%、P吸收量9.2%~66.4%、N肥表观利用率23.7%~162.4%、P肥表观利用率30.7%~194.9%、大豆产量8.1%~61.4%。中量黄腐酸土壤改良剂对砂土和壤土上种植的大豆养分吸收、肥料利用和产量提升效果最明显。砂土和壤土上提高大豆水肥表观利用率和产量最适宜的黄腐酸土壤改良剂施用量为30kg/hm2,黏土上为15kg/hm2。     

测墒补灌条件下高产小麦品种水分利用特性及干物质积累和分配

2007-2009年连续2个小麦生长季,利用测墒补灌技术,设置0~140 cm土壤相对含水量低(拔节期65%, 开花期55%~60%)、中(拔节期75%, 开花期65%~70%)、高(拔节期75%, 开花期75%) 3个处理,比较了14个小麦生产品种的水分利用特性及干物质积累和分配的差异。以小麦籽粒产量和水分利用率为指标的聚类分析,将14个小麦品种分为3组,分别是超高产高水分利用率组(I组)、超高产中水分利用率组(II组)和高产低水分利用率组(III组)。比较各组代表品种的耗水量、耗水模系数及日耗水量,播种至拔节期山农15 (I组)显著低于济麦22 (II组)和烟农21 (III组),拔节至开花期山农15显著高于济麦22和烟农21,开花至成熟期品种间无显著差异。在中水分条件下,山农15的土壤贮水消耗量及其占总耗水量的比例显著高于济麦22和烟农21,而在低和高水分条件下,3个品种无显著差异。在中、高水分条件下,山农15开花期的干物质积累量显著高于济麦22和烟农21,成熟期与济麦22无显著差异,但显著高于烟农21;营养器官开花前贮藏同化物向籽粒的转运量和转运率及对籽粒的贡献率均显著高于济麦22和烟农21;3品种的经济系数以山农15最大,济麦22次之,烟农21最小。     

北京地区引种饲用菊苣耗水规律初探

2002~200 3年连续两年在不同水分处理下对北京地区引种饲用菊苣的耗水特性进行系统研究。结果表明获得年产干草190388~275521kg/hm² 高产量水平下 ,菊苣全生育期耗水量为5067~6438mm,每茬耗水量为923~1625mm。菊苣生长第二年水分利用效率为4280~45 86kg/hm² ·mm,较春播当年水分利用效率(3757~3912kg/hm²·mm)要高。菊苣整个生育期耗水量与灌溉水量呈显著正相关关系 (R2 =09689 )。降水对菊苣耗水量也有一定的正面影响,生育期处于6、7、8月份的菊苣耗水比其他时段的要多2503%~2976% ;干旱年份灌溉是获得菊苣高产的重要条件     

滴灌条件下不同供水方式对日光温室桃树耗水量、产量和水分利用效率的影响

对滴灌条件下,不同供水方式对温室桃树耗水量、产量及水分利用效率的影响进行了系统研究,结果表明,随着灌水次数和灌水量的增加,滴灌温室桃树各物候期阶段耗水量呈增加趋势;在整个年生长周期中,各处理土壤水分消耗的变化均呈双峰曲线,需水高峰期分别出现在花芽分化期和果实发育期;在各灌水处理中,T4处理产量和水分利用效率最高,分别达41 521.5 kg/hm2和54.46 kg/(mm.hm2);日光温室桃树耗水量与产量、水分利用效率间均呈二次曲线关系,经相关性分析,相关系数分别为0.894 9,0.915 3,达0.01极显著相关水平。     

灌水频率与灌水量对南瓜耗水特征与水生产力的影响

为探讨河西地区沟灌条件下南瓜需水规律与产量效应,于2014,2015年以甜栗南瓜为试材,研究不同灌水频率和灌水量对南瓜耗水特征、产量、水分利用效率及其果实形态指标的影响。试验设置5个处理,分别为苗期灌水45 mm(T1),苗期灌水45 mm+伸蔓期灌水30 mm(T2),苗期灌水45 mm+伸蔓期灌水45 mm(T3),苗期灌水45 mm+伸蔓期灌水45 mm+开花坐果期灌水30 mm(T4),苗期灌水45 mm+伸蔓期灌水45 mm+开花坐果期灌水45 mm(CK)。结果表明,随着灌水量的增加,果径大小逐渐增加,而不同灌水频率对南瓜瓜形指数无显著影响。南瓜全生育期耗水量随着灌水频率和灌水量的增加而增加,各处理不同生育期阶段耗水量从大到小依次表现为:开花坐果期伸蔓期苗期发芽期,日耗水强度大小依次表现为:伸蔓期开花坐果期苗期发芽期。2个试验年度中,T2(2014年)和T4(2015年)处理水分利用效率分别最大,较T1和CK处理分别显著增加了14.80%,19.71%(2014年)和25.59%,1.89%(2015年)。T2、T3、T4和CK处理的产量分别较T1处理显著增加了24.59%,29.75%,23.07%,21.20%(2014年)和39.81%,55.22%,71.85%,74.93%(2015年)。通过回归分析,表明在河西绿洲灌溉条件下南瓜产量、水分利用效率与耗水量均呈二次抛物线关系。因此,南瓜伸蔓期和开花坐果期为南瓜需水关键期,在该生育期内适度灌水可显著提高南瓜产量和水分利用效率。     

施氮量对旱地小麦耗水特性和产量的影响

2009—2010和2010—2011小麦生长季, 分别利用小麦品种济麦22和山农16, 研究了施氮量0 (N0)、90(N1)、120 (N2)、150 (N3)、180 (N4)和210 kg hm^-2 (N5)条件下的小麦耗水特性和产量水平。N3处理的耗水量在播种至拔节期与N1和N2处理无显著差异, 但在拔节至成熟期显著高于N1和N2处理; N4处理各阶段耗水量与N3处理无显著差异; N5处理在返青至开花期耗水量显著增加。当施氮量由90 kg hm^-2增加到150 kg hm^-2时, 小麦对深层土壤贮水利用能力增强, 但施氮量继续增加, 80 cm以下土层土壤贮水消耗量未显著增加。N3处理在拔节后株间蒸发量显著低于N1和N2处理, 开花后旗叶水分利用效率显著高于N1和N2处理, 但与N4和N5处理拔节后的株间蒸发量及开花后旗叶水分利用效率无显著差异。在本试验条件下, N3处理的产量、水分利用效率和降水利用效率最高, 氮肥生产效率也较高, 因此150 kg hm^-2是适宜的施氮量。     

施氮深度对旱地小麦耗水特性和干物质积累与分配的影响

为确定黄淮冬麦区旱地小麦施氮技术的最佳施肥深度,2010-2012连续两年度在大田条件下设置氮肥表面撒施(D1),施氮深度10 cm (D2)、20 cm (D3)和30 cm (D4) 4个处理,研究了施氮深度对旱地小麦山农16和烟农0428耗水特性和干物质积累与分配的影响。与D1和D2处理相比,D3和D4处理在拔节至开花期和开花至成熟期的耗水量显著提高,40~120 cm土层土壤贮水消耗量显著增加,在降水量较丰富的2011-2012年度,D3和D4处理120~160 cm土层土壤贮水消耗量也显著高于D1和D2处理(高4.0~5.3 mm), 说明20~30 cm施氮肥有利于提高土壤水分的利用, 尤其是土壤深层贮水的利用,满足小麦拔节后的水分需求; D3和D4处理拔节至开花期和开花至成熟期干物质积累量均显著高于D1和D2处理,成熟期和开花后干物质积累量分别高642.1~2006.8 kg hm^-2和394.5~723.1 kg hm^-2。D3的籽粒产量和氮肥偏生产力与D4无显著差异,均显著高于D1和D2,水分利用效率较高。因此,20 cm是黄淮冬麦区旱地冬小麦的适宜施氮深度。     

条带垄覆对西南黄壤坡耕地径流和高粱水分利用的影响

针对西南区坡耕地季节性干旱突出、降水径流损失大、高粱低产低效益等问题。2020—2021年,在黔西南山区以前茬种植春玉米的7°黄壤缓坡耕地为研究对象,研究了横坡种植模式(作物行向与坡向垂直)下传统露地平作(CK)、条带垄覆地膜(RFM)和条带垄覆玉米整秆(RSM) 3种不同处理对径流、以及高粱耗水特性、水分利用效率、产量和纯收效益的影响。结果表明,与CK相比,在横坡垄作模式下,RFM和RSM处理高粱生育期内的降雨径流深度分别平均显著下降27.3%和42.1%,纳水系数分别平均增加9.5和14.6个百分点。2个条带垄覆横坡种植较CK显著增加高粱生育期的耗水量,其中拔节至抽穗阶段、灌浆至成熟阶段耗水量与产量分别呈显著(r=0.51~*)和极显著(r=0.81^**)正相关。与CK相比, RFM、RSM显著增加高粱成熟期生物量、穗粒数和千粒重,籽粒产量分别平均显著增加8.5%和6.2%,但水分利用效率分别平均显著下降12.6%和21.4%。主要原因是,条带垄覆可显著增加高粱全生育期0～100 cm土壤贮水量,提高拔节至抽穗、灌浆至成熟阶段的耗水量,促进了高粱植株的生长发育...     

石羊河流域气候变化对春玉米发育及水分利用效率的影响

为了用好有限的水资源,提高农业用水的有效性。以石羊河流域春玉米生长发育、水分利用效率和气象观测资料为基础,分析气候变化对春玉米生长发育和水分利用效率的影响。结果表明：石羊河流域气温年际变化呈显著上升趋势,气温变化线性拟合倾向率为0.383℃/10年,作物生长季4—10月呈现气温明显升高、气候变暖趋势。降水量除秋季呈减少趋势外,年降水、作物生长季和其他季节降水均呈缓慢波动增加趋势,作物生长季降水对年降水量增加的贡献最大。受气候变暖影响春玉米三叶期、拔节期、开花期每10年提前2~3天,乳熟期、成熟期每10年推后1~2天。而春季营养生长期每10年缩短2~3天,秋季生殖生长期每10年延长2~3天。由于气温显著升高,春玉米水分利用率呈上升趋势;气温对春玉米水分利用效率的影响为正效应,气温每提高1℃,春玉米水分利用效率提高0.46~0.57 kg/(hm²·mm)。而降水量与灌溉区春玉米水分利用效率呈负相关,降水量每减少1 mm,水分利用效率可提高0.19~ 0.78 kg/(hm²·mm)。随着日照时数的波动增加,春玉米的水分利用效率呈明显增加趋势,对水分利用效率影响为正效应,日照时数每增加10 h,春玉米水分利用效率提高0.2~0.6 kg/(hm²·mm)。     

灌溉方式和播期对地膜春玉米产量和水分利用效率的影响

为了缓解气候变化加剧的水资源短缺危机和生态风险,寻求合理高效节水灌溉方式,提高农田作物水分利用效率的适应性。通过不同灌溉方式和不同播期对大田地膜春玉米进行试验,采用全生育期连续定点观测春玉米发育期、产量结构和水分利用效率,分析了不同灌溉方式和不同播期对春玉米产量和水分利用效率的影响。结果表明：滴灌、喷灌和漫灌3种灌溉方式中滴灌最有利于春玉米干物质积累、第二播期生长状况好,干物质累积量高,尤其是乳熟期和成熟期差异明显(P<0.05)。滴灌、喷灌较漫灌根系多;喷灌根系长而粗,与滴灌、漫灌差异极显著(P<0.01)。滴灌、喷灌果穗长、果穗粗好于漫灌,滴灌秃尖最短,籽粒重和百粒重呈现为滴灌>喷灌>漫灌,且差异显著(P<0.05)。第二期产量构成优于第三期和第一期。滴灌产量高,耗水少,水分利用效率最高,而产量较高耗水最少的第三期水分利用效率高,差异显著(P<0.05)。总之,滴灌是最适宜于干旱区的抗旱、节水、节肥和增产的灌溉方式;第二期是最适宜的播种期,且气候变暖有利于晚播、晚熟品种的推广和获得高产。     

粒用高粱需水量及耗水特性的研究

影响高粱高产的因素很多,包括品种、水肥、土质及气候等因素,为探究高粱的高产性能,寻找影响高粱高产的突破口,本研究运用单因素随机区组设计的方法对粒用高粱拔节期和灌浆期的最大需水量及其一生的耗水特性进行了研究。结果表明：随着灌水量的增加,耗水量增加,穗长和枝梗数显著性地增加,但灌水量120~140mm的穗长和枝梗数差异不显著;籽粒千粒重和产量显著性地增加,灌水量100~140mm的千粒重和产量差异不显著。高粱拔节期最大需水量为120mm;开花灌浆期最大需水量为100mm;高粱拔节前耗水48.74mm,占总耗水量的10%~15%;拔节~抽穗耗水140.51~177.12mm,占总耗水的35%~43%,抽穗-成熟耗水137.65~272.27mm,占总耗水的42%~55%;水分生产效率随耗水量的增大,呈现先升后降的趋势,灌浆期灌水100mm处理的水分生产效率为最高,最高可达29.49kg/(hm²·mm)。     

不同生育期干旱对南方春玉米生长发育及水分利用效率的影响

为了研究不同生育期干旱对南方春玉米的生长发育、土壤水分、产量及水分利用效率的影响,在防雨棚下的测坑中进行试验,设计了6个处理,春玉米需水关键期设计了3个水平,分析南方春玉米的生长发育、土壤水分、产量及水分利用效率规律。结果表明：拔节期轻旱对春玉米的株高和叶面积影响最大;灌浆期轻旱对春玉米的产量及产量性状影响最大;高水分处理的耗水总量最大,低水分处理的耗水总量最小;耗水量为464.6 mm时,最高产量为6795 kg/hm2;拔节期轻旱的水分利用效率最高。建议在南方春玉米不同生育期应采用适宜的灌水方式,可达到节水和高产的双重效果。     

灌水频率对枸杞品质、产量和耗水特性的影响

以枸杞为试验材料,研究灌水频率对枸杞耗水量、产量和品质的影响,确定枸杞的水分生产函数。结果表明：枸杞对水分的消耗基本呈现为秋果采收期和秋果生长期小、营养生长期较大、高峰为盛果期和盛花期的特点;通过对枸杞产量和耗水量进行拟合,得出水分生产函数为y=-1.2162x2+1461.07x-436857 (R2=0.7673),当耗水量为达到600.68 mm,产量达到1965.47 kg/hm2,即当灌水次数达到5次时,不仅可获得最高产量,使水分利用效率相对较高,同时也获得了较好的枸杞品质,实现了高产与高效的统一。     

干旱年型深翻与探墒沟播对旱地小麦产量形成的贡献

为明确旱地麦田探墒沟播增产增效机理,2015-2016年在山西农业大学闻喜小麦基地开展大田试验,研究休闲期耕作播种方式对旱地麦田土壤水分消耗、产量和水分利用效率的影响。结果表明,旱地麦田休闲期深翻利于蓄积降雨,提高底墒46.74mm,增产10.77%~13.38%,提高净收入1.62%~5.56%。探墒沟播较常规条播越冬、拔节期0~300cm土壤蓄水量显著提高,分别达11.24~22.35、17.11~25.56mm,深翻条件下显著降低播前–拔节耗水量及其所占比例,提高拔节后耗水量,提高生育期总耗水量11.89~21.13mm;降低越冬–拔节群体分蘖增加率和拔节–开花减少率,提高成穗率、穗长、小穗数和可孕小穗数;增加穗数、穗粒数和千粒重,产量和水分利用效率分别提高16.39%~19.12%和12.67%~13.15%,分别提高净收入和产投比103.25%~111.12%和30.27%~35.93%。此外,生育期探墒沟播耗水增产作用大于休闲期深翻。总之,旱地麦田休闲期深翻结合探墒沟播有利于降低生育前期耗水,减少早春无效分蘖发生,提高成穗率和可孕小穗数,实现增产增效,效果显著。     

北疆干旱荒漠地区青贮玉米需水量与需水规律研究

为了确定北疆地区青贮玉米在生育期内不同阶段需水量与需水规律,提出青贮玉米合理的灌溉制度,为灌区规划、设计提供科学依据,避免水利工程设计偏大造成的浪费。于2010年在新疆北部阿勒泰地区,对青贮玉米采用非充分灌溉试验,通过对非充分灌溉试验数据进行分析,初步得到该区域青贮玉米需水量与需水规律。结果表明,在适宜水分条件下青贮玉米需水量为593 mm,需水量变化规律是生育前、后期需水量较少,生育盛期需水量多,需水过程线为抛物线型,耗水强度随气温的变化较为明显,耗水强度的高峰在气温最高的8月上旬。不同处理的苗期耗水模数均为各个生育阶段的最小值,除了孕穗—开花期受旱处理的耗水模数最大值为分蘖—拔节期外,其他处理的耗水模数最大值均为孕穗—开花期。充分灌溉条件下产量最大为54.5 t/hm2,不同生育阶段的不同程度缺水对最终产量的影响不同,拔节期和孕穗—开花期连续受旱时,产量最小为22.9 t/hm2。孕穗—开花期受轻旱的处理水分生产率最大,为12.42 kg/m3。在水量充足情况下,青贮玉米灌水量不超过YM8的灌水量;当灌溉水量十分紧缺时,为了保证有限的水资源得到充分利用,应该采用YM3处理模式。     

不同播期配合播量对冬小麦水氮利用及品质的影响

为了探寻协调产量和品质以及水氮利用的适宜播期及播量,在足墒播种+拔节期灌水75 mm的基础上,通过设置不同播期配合相应播量,研究不同处理对冬小麦产量、品质及水氮利用的影响。结果表明：10月10日播种(D-10)和15日(D-15)播种的小麦穗数、籽粒产量及地上部吸氮量都显著高于20日(D-20)和25日(D-25)播种;D-20、D-25处理的水分利用效率、氮素吸收效率和生产效率显著低于D-10、D-15处理。但是以适期晚播D-20处理的籽粒品质综合指标最优,过晚播种,尤其是早播不利于优良籽粒品质的形成。综合而言,以10月15日至20日作为当地常规年份节水小麦的适宜播期为宜,参考播量为225~262.5 kg/hm2。     

小麦—玉米周年生物节水栽培品种的筛选

为了在小麦—玉米周年栽培中提高作物产量与水分利用效率,于2008—2009年栽培季在大田栽培条件下,以当前胶东地区推广种植的13个小麦品种与14个玉米品种为供试作物进行小麦—玉米周年生物节水栽培品种筛选试验,以小麦全生育期不灌溉、拔节期灌溉1次与拔节、灌浆期灌溉2次3个水分供应水平、玉米全生育期不灌溉与开花期灌溉1次2个水分供应水平处理,结果表明:试验条件下,供试小麦品种的产量在5992.485kg/hm2～10045.500kg/hm2之间,水分利用效率(WUE)在14.314kg/(hm2·mm)～24.238kg/(hm2·mm)之间,玉米品种产量在7118.535kg/hm2～12220.700kg/hm2之间,WUE在13.467～26.124kg/(hm2·mm)之间,根据产量、耗水量、WUE、灌溉水生产效率等指标进行聚类分析,将供试小麦品种分为5类,玉米品种分为4类。在小麦生育期内降水250mm、玉米生育期内降水460mm左右时,济麦21、青丰2号、济麦22、DH155等4个小麦品种与先玉335、鲁单981、登海3622、蠡玉16、丹玉86等5个玉米品种具有高产高WUE的特点,可作为小麦—玉米周年生物节水栽培中的首选品种。     

澳洲坚果耗水规律及灌溉制度研究

为了给澳洲坚果在干旱地区进行抗旱节水生态园的建设提供理论依据。通过田间不同的灌水处理试验,研究澳洲坚果的耗水规律及耗水量与产量关系。研究结果表明：开花座果期、果实膨大期和果实油份积累期是澳洲坚果需水的关键期。其耗水量与产量不是无穷的简单的直线关系,并不是耗水量越大,产量越大。适宜的生育期灌溉定额为2806.09 mm,开花座果期54.22 mm,果实膨大期 104.47 mm和果实油份积累期226.69 mm。开花座果期灌水周期为10 d/次,果实膨大期和果实油份积累期为8 d/次。在澳洲坚果需水的关键期合理匹配水资源是实现澳洲坚果高产优质的基础和关键。