陕西旱地春玉米水分高效利用技术途径与展望

水分是陕西旱地春玉米生产的主要限制因素,提高当前水分的利用效率是缓解水资源短缺,实现该区域春玉米生产高产高效的根本途径。从节水抗旱玉米新品种鉴选、沟垄覆盖集雨、保护性耕作、水肥一体化技术等方面综述了陕西旱作春玉米种植体系水分高效利用技术进展,并指出构建抗旱品种生物节水、覆盖深松农艺蓄水、智能灌溉高效用水“三位一体”旱作春玉米节水技术体系是当前及未来研究的重点,充分挖掘陕西旱地春玉米水分生产潜力,以期为该区春玉米节水增粮增效栽培技术提供思路和技术支撑。     

小麦水分利用效率及相关性状QTL研究进展

随着水资源的日趋短缺,生物节水在节水农业发展中的地位越来越受到重视。近年来, 随着分子标记技术和数量性状统计分析方法的改进,对调控水分利用效率等复杂数量性状的位点进行作图和定位的研究很多。本文综述了鉴定小麦高WUE的常用指标以及相关性状的QTL定位研究进展,并对目前在QTL定位研究中存在的问题及发展前景进行了探讨。     

作物不同品种间水分利用效率差异机理的研究进展

近年来,水分不足是限制我国北方干旱和半干旱区粮食生产的重要因子。生物节水是实现进一步提高作物水分利用效率的关键环节和潜力所在。笔者就作物水分利用效率的内涵和不同品种间水分利用效率差异的生理生态机理进行了综述,并提出了水分利用效率的研究方向。目前应进一步深入研究作物高效用水生理调控机理和抗旱节水鉴定评价技术与指标体系,为培育高WUE品种提供理论基础。     

冬小麦水分动态和水分利用效率的综合模拟

为了预测未来气候变暖对农业产生的影响,通过利用ENWATBAL动态模型模拟未来十年甚至几十年气候变化、尤其是气温和降水的变化对冬小麦田蒸散量的影响,借助历史资料推测同期气候变化对冬小麦产量的影响,从而获得相应的冬小麦水分利用效率的变化情况。结果表明,气候变暖会导致冬小麦蒸散量增加,产量下降,水分利用效率降低。说明气候变暖会加剧农业缺水问题,十分有必要开展节水农业。     

《作物抗旱节水的生理遗传育种基础》

由著名旱农学家,中国工程院院士山仑先生,小麦遗传育种学家、中国科学院院士李振声先生作序,张正斌研究员编著的《作物抗旱节水的生理遗传育种基础》,2003年由科学出版社出版发行。该书40余万字,定价42元。欢迎单位和个人从科学出版社购买。 该书系统地介绍了作物抗旱节水生理遗传育种研究的理论和技术体系及最新研究进展,共15章。分别是:水危机与蓝色革命、节水农业的发展、生物节水、作物水分利用效率和蒸发蒸腾估算模型、碳同位素在作物水分利用效率研究中的应用及问题、作物抗旱节水形态发育适应与自我调控、作物抗旱节水的生理调控     

生物节水技术及发展前景

香山科学会议于2005年11月2～4日在北京举行了以“生物节水技术及其发展前景”为主题的第267次学术讨论会。会议中心议题是：（1）生物节水的生理和分子基础；（2）耐旱及高WUE（water use efficiency，水分利用效率）转基因技术研究现状及应用前景；（3）节水生态与节水栽培；（4）以耐旱和高WUE为目标的遗传育种。执行主席石元春院士致词并作了题为“开拓中的蹊径——生物节水”的综述报告，他首先从植物-大气-水分循环系统（SPAC）方面，就作物高效用水结构与功能的优化匹配，根系和气孔间电波信号和化学信号的传递与调节，农田水循环及调节等问题进行了论述，说明了生物节水的研究方向以及科学构架。1999年他曾提出了生物节水的概念，即“所谓生物性节水，是指利用和开发生物体自身的生理和基因潜力，在同等水量供应条件下能够获得更多的农业产出”。     

河北坝上地区麦田不同种植模式的水分利用效益的比较研究

研究了河北省坝上地区麦田不同种植模式农田水分利用效率及相应的干物质积累动态、籽粒产量、经济效益和能量产出各项指标。研究结果表明：春小麦孕穗、抽穗期是提高春小麦农田水分利用效率的关键期。春小麦与马铃薯、甜菜等套种农田水分利用效率高于单种春小麦。坝上地区麦田节水商产型种植模式首选春小麦／甜菜;节水高效益种植模式首选春小／马铃薯。     

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。     

河北太行山山前平原灌区发展半旱地农业可行性探讨

太行山山前平原是河北粮食主产区,农业用水紧缺,主要靠超采地下水维持农业生产。如何在保持一定粮食产量的基础上,减少大量灌溉用水,是未来节水农业发展所面临的主要问题。山仑提出,可在黄淮海地区发展半旱地农业以减少灌溉用水,缓解当地水资源短缺危机。半旱地农业是在运用旱作技术,充分利用自然降水的基础上,进行少量水补充灌溉的农业类型。主要由雨养、旱作和补充灌溉3方面内容构成,重点在于对降雨资源的充分利用以及旱作节水技术同灌溉节水技术的有效结合。以冬小麦夏玉米为代表作物,从雨养、旱作及补充灌溉3方面出发,探讨了河北太行山山前平原区实施半旱地农业的可行性。得出在河北太行山山前平原降水量400mm左右的冬小麦夏玉米种植区,充分发挥作物自身抗旱耐旱特性,通过减少无效蒸发量,在作物生长关键时期补充一定的灌水量,基本能满足作物对水分的需求,维持正常产量和较高的水分利用效率。山前平原区实施半旱地农业,在运用旱作技术充分利用自然降水的基础上进行少量水补充灌溉,大量减少农业灌溉用水,在理论和实践上应该是可行的,值得进一步探索和实践。     

覆盖对夏玉米产量及水分利用效率的影响

研究不同土壤水分状况下秸秆覆盖对夏玉米生长发育指标、产量和水分利用效率的影响。试验在防雨棚下的测坑中进行,设计了秸秆覆盖和土壤水分控制下限（占田间持水率的75%,65%和55%）两个因素,分析夏玉米生长指标、产量及水分利用效率的变化规律。结果表明,秸秆覆盖对夏玉米生长发育有促进作用,在不同的水分状况下,覆盖处理的夏玉米叶面积指数、产量和水分利用效率均优于不覆盖处理。中水分条件覆盖处理下的夏玉米产量较对照条件下的高水分夏玉米产量无显著降低,而且其水分利用效率最高。建议在夏玉米覆盖生产方式中采用中水分灌溉方式,可以达到节水高产的目的。     

大豆抗旱节水生理及水肥一体化栽培技术研究初报

为了明确旱作农业区大豆抗旱节水栽培技术,确保大豆生产可持续发展,根据黑龙江省旱作农业区特点,针对大豆抗旱节水生产技术进行了试验研究。结果表明：（1）大豆行间覆膜可提高土壤含水量,与不覆膜相比提高1.19个百分点;（2）喷施土壤调理剂明显改善土壤物理性状,容重低于播前;（3）覆膜配合合理施肥在一定程度上改善了大豆光合作用指标,其产量及水分利用效率高于其它处理。     

华北平原冬小麦-夏玉米种植体系周年水分高效利用研究进展

在保证周年较高产量的同时,进一步提高水分利用效率是促进华北平原冬小麦-夏玉米一年两熟种植体系可持续发展的关键。从20世纪中晚期开始国内学者便从节水灌溉技术创新、灌溉制度优化、替代节水种植制度构建和节水抗旱新品种选育等方面开展了以冬小麦-夏玉米两熟种植体系为核心的周年水分高效利用途径的探索,取得了重要进展,显著提高了作物水分利用效率(WUE)。本文综述了华北平原冬小麦-夏玉米种植体系水分高效利用的研究进展,并提出了通过耕作或播/收期调控冬小麦-夏玉米周年降水与地下水平衡利用,促进周年水分(灌溉水和降水)高效利用的技术途径,以充分挖掘华北平原水分生产潜力,为该区冬小麦-夏玉米种植体系节水高产栽培及节水种植制度建立提供思路和依据。     

辽西半干旱区春玉米节水高产技术集成模式研究

此文针对辽西半干旱区农业生产因年降水量少且分布不均,使得春玉米种植低产低效的问题,集成了覆膜保苗节水模式和露地坐水种补灌节水模式,并对两种模式在田间进行了应用效果验证。应用结果表明,两种模式应用较对照均能显著提高籽粒产量、水分利用效率及经济效益：产量分别较对照增加48.5%和49.9%,水分利用效率提高30.9%和21.4%,经济效益增加34.7%和33.7%。集成模式适宜于试验区玉米生产中推广应用。     

小麦叶片水分利用效率及相关生理性状的关系研究

利用19个抗旱性不同的小麦品种,对干旱状态下叶片水分利用效率和光合速率、蒸腾速率等12个指标之间的关系进行了研究。结果表明,叶片水分利用效率与叶片光合速率、蒸腾速率、气孔导度、胞间二氧化碳浓度、水势和叶片离体失水速率之间的关系密切,说明这些生理性状是瞬间和短时期叶片水分利用效率的直接影响因素;而与叶片抗氧化酶活性、蜡质含量、叶片湿度和相对含水量相关性不大。因此认为,应该有针对性地研究与水分利用效率关系密切的生理性状,为小麦抗旱节水遗传育种研究提供理论依据。     

灌溉春玉米大喇叭口期光合特性及水分利用效率研究

为了寻求在气候变化过程中保持作物产量不断增长,提高作物水分利用效率的地面灌溉节水与生物节水综合配套技术。通过分期播种和不同灌溉方式对大田春玉米进行试验,采用LI-6400便携式光合仪测定了石羊河流域灌溉区环境因子和春玉米大喇叭口期叶片光合生理指标和水分利用效率,分析了不同播期和不同灌溉方式对春玉米光合参数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提高春玉米叶片的净光合速率（提高10%~21%）、气孔导度（提高33%~43%）和作物水分利用效率（提高12%~20%）。方差分析表明,不同播期对春玉米叶片净光合速率、气孔导度和水分利用效率影响较小,但第二播期的净光合速率较第一、三播期提高10%~20%、蒸腾速率提高20%~28%、气孔导度提高20%~28%。通过显著性相关分析,空气温度、大气CO2浓度和光合有效辐射是影响滴灌叶片光合参数的主要环境因子,相关系数达0.810~0.986(P<0.05)。光合有效辐射和大气CO2浓度是影响喷灌叶片光合参数的主要环境因子,相关系数达0.850~0.980(P<0.05)。空气湿度、温度和大气CO2浓度是影响漫灌光合参数和水分利用效率的主要环境因子,相关系数达0.969~0.989(P<0.05)。滴灌也是最适宜于干旱区的抗旱、节水、节肥和增产的灌溉方式,3个播期中第二播期（4月20日“谷雨”前后）是当地最适宜于地膜春玉米播种的时期。     

覆盖措施对春小麦田土壤含水量及耗水规律的影响

高效节水措施的使用有利于提高作物水分利用效率,缓解我国荒漠绿洲区灌溉农业生产中水资源不足的问题。基于此设定了大田定点观测试验研究不同覆盖措施对荒漠绿洲区春小麦耗水规律的影响,试验分别设置石子覆盖(S)、地膜覆盖(B)、秸秆覆盖(M)和对照(CK)4个处理。试验结果表明：覆盖措施使土面蒸发量降低了25.6%~37.9%,有效的提高了土壤含水量。春小麦耗水量分别为B处理减少了13%,M处理减少了14%,S减少了8%,但B处理下的春小麦水分利用效率(WUE)和灌溉水分利用效率(WUEi)最高。可见,地膜覆盖是是适合该地区最佳的节水种植方式。     

温室作物调亏灌溉研究进展

在温室土壤-作物-环境的连续体中,作物水分损耗、吸收和水分利用效率一直是研究的热点,温室作物水分来源的唯一途径是灌溉。为了在生产实践中指导节水灌溉,从近些年来节水灌溉的新技术新方法--滴灌和调亏灌溉入手,主要综述了温室内作物调亏灌溉的研究,包括调亏灌溉的节水及增产机理,调亏灌溉相应的灌溉指标,影响调亏灌溉的环境因素,以及作物本身不同时期对水分亏缺的反应。     

菜豆的节水技术研究

研究不同灌溉方式、不同农艺措施对菜豆生长和水分利用效率的影响,为菜豆生产寻找高效节水技术措施。滴灌能明显降低耗水量,比畦灌节水30%,耗水强度也明显降低,菜豆产量和水分利用效率均显著提高,增产25.5%,水分利用效率提高35.6kg/mm.hm²。在畦灌条件下,不同农艺措施之间耗水总量和耗水强度差异不大,但产量和水分利用效率差异较大。施用抗旱剂、保水剂的菜豆产量及水分利用效率显著高于对照,增产分别达25.2%和18.6%,水分利用效率分别提高14.0kg/mm.hm²和11.1kg/mm.hm²。菜豆根瘤菌生长发育状况在不同处理之间有一定差异。     

隔沟交替灌溉对棉花生长、产量和水分利用效率的调控效应

为了探讨旱区农业高效节水新途径,于2004—2006年在甘肃石羊河流域干旱荒漠绿洲区田间,研究了常规沟灌、固定隔沟灌溉、隔沟交替灌溉对棉花生长、产量和水分利用效率的调控效应,结果表明,隔沟交替灌溉对棉花株高抑制作用较明显,而对蕾铃等生殖生长的影响较小,该技术能够调整棉花营养生长与生殖生长的关系,有效控制作物生长冗余,调节光合产物在根冠间的比例和分配,优化根冠比;可以在保持相同光合速率水平下大大降低叶片蒸腾损失,提高叶片水分利用效率,使霜前花比例提高,产量水平的水分利用效率分别较常规沟灌和固定隔沟灌提高17.22%和18.59%。在西北旱区棉花上应用隔沟交替灌溉技术具有较大的节水增产潜力。     

荒漠绿洲区花生在不同灌溉条件下的产量变化及光合生理特性

绿洲农业是干旱荒漠地区依靠地表和地下水源发展的灌溉农业,灌溉农业环境和经济的良好发展首先要提高水资源利用效率^[1]。在全球气候变暖,水资源日益短缺,开源受到限制的条件下,节流显得更加重要。节水与高产的研究一直是人们关注的问题^[2],传统栽培认为灌水量越大,产量越高,因而造成大量水资源浪费,单方水产值低下。节水途径应从3方面考虑,一是提高渠系水利用率,二是提高田间水利用效率,三是提高植物水分利用效率^[3]。适度水分亏缺使作物产生适应性调节反应,做出最优化选择^[4]。... ...