半干旱地区补充灌溉对冬小麦根系及耗水特征的影响

通过田间定位试验分析了不同生育期补充灌溉对冬小麦根系及土壤水分耗损特征的影响。试验共设4个处理,分别为雨养不灌溉(W0)、拔节期灌水30 mm(W1)、孕穗期灌水30 mm(W2)及拔节期灌水30 mm+孕穗期灌水30 mm(W3)。试验结果表明:在平水年,拔节期—开花期冬小麦耗水量占整个生育期耗水量的42%,在丰水年下降到29%。而补充灌溉仅在平水年型下提高了拔节—开花期的耗水比例,减弱了分蘖的两极分化,增加了开花期冬小麦群体数量,实现了增产,其中又以W1及W3效果最为显著。综合2 a数据,灌水实现了增产但并未有效提高产量水分利用效率(WUE)。究其原因可能是,在半干旱地区,冬小麦增产增效的关键在于生育后期对深层土壤水分的利用,而补充灌溉并没有增加冬小麦深层根系,反而降低了对土壤深层水分的利用程度,从而导致产量增加但水分利用效率(WUE)并未同步提升。     

不同微喷灌灌水量对冬小麦生长、产量和水分利用效率的影响

为研究微喷灌模式下不同灌水量对冬小麦生长、产量及水分利用效率的影响,于2015年10月开展了大田试验。以"小偃22号"为供试品种,研究高水W3(拔节期和开花期各灌水60 mm)、中水W2(拔节期和开花期各灌水40 mm)、低水W1(拔节期和开花期各灌水20 mm)和全生育期不灌水W0 4个处理下冬小麦的生长、产量及水分利用效率。结果表明:随着灌水量的增加,各处理的生长指标呈上升趋势,处理W1、W2、W3的籽粒产量分别较处理W0增产17.75%、35.78%和36.72%,但W2和W3处理间无显著差异;处理W2的水分利用效率和收获指数最高,较处理W3提高了0.22 kg·m~(-3)和0.01。综合对比冬小麦生长、产量和水分利用效率,得出拔节期和开花期各灌水40 mm为冬小麦最优灌水量。     

基于DSSAT模型陕西杨凌不同降水年型冬小麦灌溉制度研究

基于DSSAT作物模型模拟了不同降水年型水分胁迫条件下的冬小麦生产潜力,对比分析不同生育期灌水对产量、WUE以及土壤蒸发量等的影响,从而确定关键灌水期;并在综合考虑产量、WUE、总灌水量、灌水次数等因素的基础上确定了不同降水年型下的最优灌溉制度。结果表明：(1) 冬小麦越冬水、返青水、拔节水、灌浆水四水中以返青水最为关键,其次为拔节水,最后为越冬水和灌浆水;当不灌返青水时,冬小麦产量和蒸腾量显著降低,土壤蒸发量显著升高;(2) 不同降水年型之间也存在显著差异,产量、WUE、作物蒸腾量等表现为丰水年略大于平水年,二者显著大于枯水年;而灌水边际效益表现为平水年＞枯水年＞丰水年;(3) 枯水年、平水年、丰水年的冬小麦最优灌溉制 度分别为枯水年返青期和拔节期各灌水75 mm和50 mm,平水年返青期灌水75 mm,丰水年返青期和拔节期各灌水25 mm。     

限量灌溉对冬小麦水分利用的影响

利用防雨池栽方式研究了不同灌水处理的土壤水分变化规律及其土壤干旱对冬小麦水分利用的影响。实验结果表明,冬小麦对土壤供水具有较高的利用能力。耗水强度最大的时期是拔节至开花期,平均日耗水量达到5.71mm;耗水强度最小的是越冬至返青期,日耗水量不足0.25mm。灌水后使耗水强度加大,总灌水量为420mm的处理(E)的耗水强度是只在播前灌60mm底墒水处理(A)的4.65倍,而前者全生育期耗水量是处理A的1.92倍。生育后期过多灌水或土壤严重缺水均显著影响冬小麦对土壤水分的利用效率。过多灌水显著地降低了灌溉的边际效益,造成了水资源的浪费。     

限量灌溉对冬小麦水分利用的影响

利用防雨池栽方式研究了不同灌水处理的土壤水分变化规律及其土壤干旱对冬小麦水分利用的影响。实验结果表明，冬小麦对土壤供水具有较高的利用能力。耗水强度最大的时期是拔节至开花期，平均日耗水量达到5．71mm；耗水强度最小的是越冬至返青期，日耗水量不足0．25mm。灌水后使耗水强度加大，总灌水量为420mm的处理(E)的耗水强度是只在播前灌60mm底墒水处理(A)的4．65倍，而前者全生育期耗水量是处理A的1．92倍。生育后期过多灌水或土壤严重缺水均显著影响冬小麦对土壤水分的利用效率。过多灌水显著地降低了灌溉的边际效益，造成了水资源的浪费。     

关键生育期不同灌溉量对甜高粱产量、 品质及水分利用效率的影响

在甘肃河西走廊荒漠绿洲区甜高粱总灌水量不变的前提下，以每次灌水量相同为对照，设拔节期~孕穗期增加20%灌水量和开花期~成熟期减少20%灌水量、拔节期~孕穗期增加40%灌水量和开花期~成熟期减少40%灌水量两个处理，研究关键生育期不同灌溉处理对甜高粱生长特性、生物产量、品质和水分利用效率的影响。结果表明：拔节期~孕穗期增加灌水量和开花期~成熟期减少灌水量，甜高粱的株高和茎秆直径均有所升高，且茎秆直径显著提高；同时也显著提高了甜高粱的茎秆和地上生物产量，且拔节期~孕穗期每次灌水1 050 m³·hm^-2和开花期~成熟期每次灌水450 m³·hm^-2（拔节期~孕穗期增加40%，开花期~成熟期减少40%灌水量）处理下最高，分别为72.89 t·hm^-2和89.04 t·hm^-2。 甜高粱的糖分产量和乙醇产量也有所提高，拔节期~孕穗期每次灌水1 050 m³·hm^-2和开花期~成熟期每次灌水450 m³·hm^-2处理下也最高，其糖分产量为12.47 t·hm^-2，乙醇产量为6 842.47 L·hm^-2；水分利用效率在拔节期~孕穗期增加灌水量和开花期~成熟期减少灌水量处理下也显著提高。这说明在总灌水量不变的情况下，拔节期~孕穗期增大灌溉量40%，开花期~成熟期减少灌溉量40%有利于甜高粱生物产量和品质的提高，同时也实现了水分的高效利用。     

测墒补灌对新麦26产量、品质及耗水特性的影响

于2015—2016年选用优质小麦品种新麦26进行大田试验,在拔节期和开花期分别设置目标相对含水量为田间持水量的70%、75%、80%进行补灌。通过3个测墒补灌处理W70、W75、W80和一个传统灌溉Wck,用全生育期补灌水(W0)为对照,研究不同生育时期和不同目标含水量的测墒补灌对冬小麦产量、耗水特性、品质等的影响。结果得出:冬小麦在拔节期和开花期补充灌水量为WckW80W75W70;四个灌水处理下冬小麦对土壤水的消耗量主要分布在0～80 cm土层且测墒补灌处理增加了对土壤水的消耗比例。三个测墒补灌处理下的冬小麦湿面筋含量显著高于Wck。水分利用效率为W75W70W80WckW0,W70、W75、W8处理之间差异不显著。W75处理下籽粒产量显著高于W70。综合考虑不同处理的灌水量、籽粒产量和水分利用效率等指标,可得在本试验条件下在冬小麦的需水关键期(拔节期、开花期)将土壤墒情保持在田间持水量的75%为较佳灌水处理,冬小麦高产节水成效显著。     

灌水时期和灌水量对甘肃河西玉米制种产量和水分利用的影响

以玉米杂交种吉祥1号为材料,在甘肃武威凉州区连续两年研究了灌水时期和灌水量对制种产量和水分利用的影响。结果表明：在2012年和2013年玉米生育期降水128．2 mm和98．1 mm条件下,灌水量由480 mm下降到210 mm减少56．2％,两年平均种子产量降低41．6％,每增加1 mm灌水种子产量增加14．05 kg·hm-2,同480 mm高水分处理相比,360、330 mm的中等水分处理减产0．47％～8．26％、8．66％～24．90％。不同时期的灌水效应差异很大,母本吐丝期、大喇叭口期、灌浆中后期少灌水的减产效应大小为：三个时期减少灌水＞两个时期减少灌水＞一个时期减少灌水,一次60 mm灌水在母本吐丝期要比大喇叭口期、灌浆中期减产6．5％、7．2％,一次30 mm灌水相应减产11．2％、8．5％。无论试验年份如何,玉米水分利用效率（WUE）随灌水量、耗水量增加而提高,但较高WUE并未在高水分产量最高的处理,而在中等水分处理。不同灌水量和灌水时期 WUE和灌水效率（IWUE）变化与产量变化相一致,灌水减少若发生在母本吐丝期均降低了 WUE和IWUE,发生在灌浆中期、大喇叭口期却相反。综合考虑产量和水分效率,生育期灌水量减少25％～30％并不降低制种玉米种子产量,母本吐丝期对灌水最敏感,节水应在母本吐丝以前或灌浆中后期进行,以达到节水增产目标。     

深层灌水对冬小麦耗水特性及水分利用效率的影响

以高产中晚熟冬小麦品种良星99为材料,在运城市盐湖区山西水利职业技术学院实训基地进行田间试验,研究了深层灌水对冬小麦耗水特性和水分利用效率的影响。结果表明:整个生育期,深层灌水处理根区20~160 cm土层土壤水分动态变化比地表灌处理明显;T1(地表灌水)处理总耗水量最大,显著高于T2(湿润层深度为根系60%)、T3(湿润层深度为根系75%)和T4(湿润层深度为根系90%),深层灌水增加了降雨和灌溉水的消耗,降低了土壤贮水的消耗;T2和T3处理间无显著差异,T3在抽穗至灌浆期末、灌浆至成熟期的耗水量和耗水模系数均较大;不同湿润层深度条件下,T1处理水分利用效率和产量最低,随湿润层深度增加,其他处理水分利用效率呈先增加后降低的趋势。湿润层深度为150 mm和188 mm的T2和T3产量、水分利用效率和灌溉水利用效率表现最好,T1处理最低。T3为本试验条件下高产节水的最佳处理。     

不同灌溉方式对冬小麦光合速率及产量的影响

研究微喷灌和漫灌不同灌水条件下冬小麦光合速率和产量的变化规律,试图探明华北冬小麦光合速率和产量对不同灌水处理的响应,为冬小麦合理浇水管理、提高产量和水分利用效率(WUE)提供依据。设置微喷灌和漫灌两种灌溉方式,微喷和漫灌分别设置4个灌水量和灌水时期组合处理,微喷处理灌水量分别为90、120、150 mm和180 mm,漫灌处理灌水量分别为83、130、201 mm和205 mm,对冬小麦产量、光合速率、蒸腾速率、LAI等进行了分析。试验结果表明,在灌水量相近条件下小麦生育期灌水量≤120 mm时,微喷方式较漫灌方式能显著提高小麦子粒产量和WUE,产量增加的主要原因是千粒重增大;灌水量≥180 mm时,微喷方式产量和WUE均低于漫灌方式。不同时期小麦叶片光合速率微喷处理均高于漫灌处理,蒸腾速率除拔节期微喷灌水量120 mm、灌溉4次处理(SI2)外,微喷处理亦均高于漫灌处理;微喷、漫灌两种方式小麦叶片光合速率和蒸腾速率的变化趋势基本相同,均是先增大后减小。微喷和漫灌方式均表现为随灌水量的增加小麦LAI逐渐增大,主茎绿叶片数逐渐减少;在灌水量相近条件下,微喷处理小麦LAI大于漫灌处理,而主茎绿叶片数小于漫灌处理。2012—2013年度冬小麦生育期灌水量较小情况下微喷方式增产增效显著,而灌水次数多、灌水量较大时,微喷方式由于小麦LAI过高,群体郁闭,通风透光差,反而不利于产量和WUE的提高。微喷方式最优灌水处理为SI2,漫灌方式最优灌水处理为灌水量205 mm、灌溉4次(FI4)。     

根据气象信息指导南疆棉花膜下滴灌的试验研究

为了探索利用气象信息指导膜下滴灌棉花科学灌溉的可行性，在南疆阿拉尔布设田间试验，根据自动气象站采集的气象信息计算作物蒸发蒸腾量（ET_c），当蒸发蒸腾量与降水量的差值累计达到30 mm时即进行灌溉。试验设置3个灌水定额处理，T1：24 mm，T2：30 mm，T3：36 mm，分别为水分亏缺量的0.8，1.0和1.2倍，同时设置1个当地生产中的常规灌溉处理作为对照（T4），重复3次。试验过程中，对不同处理棉田的土壤水分动态变化、植株生理指标、籽棉及皮棉产量、灌溉水利用效率和田间水利用效率进行了监测与分析。结果表明：根据气象信息指导灌溉的处理生育期耗水量在361.8~435.2 mm，且灌水定额越大，全生育耗水量越多，但均显著低于常规灌溉处理522.1 mm的总耗水量。根据气象信息确定灌溉时间的处理，籽棉产量与灌水定额呈显著的正相关关系，T3处理籽棉产量7 072.05 kg·hm^-2与T4对照处理7 245.28 kg·hm^-2的籽棉产量无显著差异，但灌水量却减少了164 mm；灌溉水利用效率随着灌水定额的增加而减小，但均显著高于对照处理。综合灌水量、产量及水分利用效率等因素考虑，认为当棉田作物蒸发蒸腾量与降水量的差值累计达到30 mm灌溉+灌水定额36 mm的组合，可以在保证棉花不减产的条件下，显著提高灌溉水利用效率和田间水利用效率，适用于南疆地区根据气象信息指导膜下滴灌棉花的灌溉管理。     

保水剂用量对冬小麦光合特性及水分利用的影响

研究了冬小麦不同生育期(拔节、孕穗、灌浆)、不同用量保水剂(处理1,0 kg/hm 2;处理2,45.0 kg/hm2;处理3,52.5 kg/hm2;处理 4,60.0 kg/hm2)下冬小麦的光合速率、蒸腾速率、水分利用效率以及作物水分生产效率.结果表明:整个生育期内,冬小麦的净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)及水分利用效率(WUE)均表现为:孕穗期>灌浆期>拔节期.各生育期内,随保水剂用量的增加,光合速率、蒸腾速率和水分利用效率均增大.收获后,冬小麦水分生产效率各处理均优于对照,45.0、52.5和60.0 kg/hm2的处理分别比对照高:5. 4、5.5和10.4 kg/(mm*hm2).     

甘肃河西地区不同储水灌溉和生育期灌溉农田水分特征分析

对甘肃河西地区不同储水灌溉和生育期灌溉农田水分特征进行了试验研究.结果表明:在河西地区,冬季储水灌溉定额为180 mm的处理,其生育期剖面的土壤水分较多地分布在140～160 cm,且土壤含水量达到30%以上,容易发生深层渗漏;较小的储水灌溉定额,土壤水分主要分布在0～100 cm范围内,不会引起土壤剖面水分的深层渗漏.冬季储水灌溉定额愈大,春播前农田无效土壤蒸发也愈大.冬季储水灌溉定额相同,生育期灌溉定额大的处理其剖面含水量高,且分布愈深,深层土壤的水分渗漏也愈大.总的灌水定额相同,冬季储水灌溉和生育期灌溉比较,生育期灌溉定额较大的处理,剖面水分的分布主要集中在0～100 cm的土层内,没有出现易发生深层渗漏较高的水分分布.在小麦生育期,总的灌溉定额相同的条件下,冬季储水灌溉定额大的处理,0～200 cm土壤水分有亏缺,冬季储水灌溉定额大或生育期灌溉定额大,农田腾发量也愈大.适中的储水灌溉定额,不仅有利于作物的生长,还有利于灌溉水分利用效率的提高.     

底墒差异对压砂地西瓜耗水规律的影响

通过田间试验研究了播前灌水营造底墒差异对压砂地土壤水分动态变化、西瓜耗水规律、西瓜产量和水分利用效率的影响。结果表明：播前灌水造墒处理不同程度提高了1 m土层土壤水分含量,但灌水定额过大（70 m³·667m^-2和55 m³·667m^-2）会引起水分深层渗漏;西瓜生育前期耗水量随着播前灌水量降低而降低;西瓜需水高峰期,当1 m土层底墒在222～270 mm范围内,耗水量随1 m土层底墒增加而降低;底墒差异还会影响收获期1 m土层土壤水分含量;综合西瓜产量和水分利用效率,在试验区域内,当西瓜生育期降雨量在85 mm左右,1 m土层土壤储水量在250 mm就可保证西瓜正常生长。另外,压砂地夏季休闲措施提高了土壤水分含量,1 m土层土壤储水量增加了2.7 mm,为下一季作物提供了良好的土壤水分条件。     

旱地春小麦对有限灌水高效利用的研究

在宁夏南部半干旱山区的研究结果表明，满足籽粒产量最大时所需同的补充灌水量为200mm；满足作物水分 利用效率最高时所需的补充灌水量为100mm；满足灌水效率最高时所需的补充灌水量为60mm,60mm，补充灌水条件下可使春小麦的耗水量从240mm增加到320mm左右，同时明显地使作物产量，水分 利用率和灌水效率得以同步提高，作物对土壤储水的利用程度也相应增强。据此认为，旱地春小麦有限灌水量的适宜下限为60mm。对不同生育期有限灌水的研究结果表明，拔节期是春小麦有限供的最佳时期。     

灌溉频率对滴灌小麦土壤水分分布及水分利用效率的影响

通过田间试验,研究了不同灌水频率对滴灌小麦农田土壤水分分布及小麦水分利用效率的影响。结果表明:从整个生育期来看,在灌水量375 mm条件下,高频灌溉(每4天1次)处理0～40 cm土层含水率和土壤贮水量较高,而深层（40～100 cm）土壤较低;低频灌溉(每10天1次)处理有利于水分的下渗和侧渗,深层土壤含水率和土壤贮水量较高,但水分补给不及时,表层土壤含水率和贮水量偏低;总体上中频灌溉(每7天1次)处理有利于水分在土壤剖面中的均匀分配,有利于作物生长。中频灌溉产量和水分利用效率都最高,分别比高频灌溉和低频灌溉产量增加7.6%和13.5%,水分利用效率增加2.6%和9.9%。在当地自然气候条件下,滴灌小麦采用375 mm灌溉量和每7 d 1次的灌溉频率是较适宜的灌溉模式。     

绿洲膜下滴灌调亏马铃薯水分生产函数及灌溉制度优化

通过田间试验研究了绿洲膜下滴灌调亏马铃薯各生育期耗水规律及其影响因素,建立了以Jensen模型为基础的水分生产函数并对马铃薯灌溉制度进行了优化。结果表明:块茎膨大期马铃薯水分敏感指数最大,块茎形成期次之,苗期和淀粉积累期较小;块茎形成期轻度调亏对马铃薯产量无显著影响(P0.05),而块茎形成期中度调亏、块茎膨大期轻度和中度调亏对其产量均有显著影响(P0.05);块茎形成期轻度调亏的水分利用效率比块茎形成期中度调亏、块茎膨大期轻度调亏和全生育期充分灌水分别提高了6.2%、8.3%和6.7%;膜下滴灌调亏马铃薯产量随耗水量增加而增加,水分利用效率随之降低,全生育期充分灌水比块茎膨大期中度水分调亏耗水量增加22.4%,产量增加20.4%,水分利用效率降低14.0%。采用遗传算法并结合水分生产函数进行灌溉制度优化,结果表明:河西绿洲区膜下滴灌马铃薯全生育期灌溉定额为225 mm时,产量最高,为43.86 t·hm-2,灌溉水利用效率为19.5 kg·m-2;灌溉制度为苗期灌水20~30 mm,块茎形成期灌水70~75 mm,块茎膨大期灌水100~115mm,淀粉积累期灌水20~25 mm,灌水间隔为7 d。因此,膜下滴灌调亏在降低马铃薯耗水量的同时,提高了水分利用效率,在块茎形成期轻度水分调亏不影响产量,可达到节水增产的目的。     

垄作沟灌条件下灌溉定额对土壤水盐分布和制种玉米耗水的影响

通过田间试验对垄膜沟灌条件下,不同灌溉定额对土壤水盐分布及制种玉米产量和水分利用效率的影响进行了研究。结果表明:灌溉定额对垄顶和沟底0~100 cm土层水盐分布具有不同的影响,随着灌水定额的增加,垄顶土层盐分累积效应明显高于沟底土层,深层土壤水分含量高于浅层土壤水分含量;灌水阶段,表层土壤脱盐量随着灌水定额的增加而增大,土壤蒸发阶段,灌水定额大的处理表层土壤盐分累积效应明显;作物耗水量及土壤的储水能力受灌溉定额影响显著,当灌水定额大于400 m~3·hm~(~(-2))时能显著增加沟底土壤水分的垂直运动,促进水分在深层土壤中储存;随着灌溉定额的增加,制种玉米的穗长、穗行数、行粒数呈增加的趋势。从节水增产角度考虑,制种玉米全生育期灌水5次(播后、拔节期、大喇叭口期、抽穗期、灌浆期),灌水定额为500 m3·hm~(~(-2)),灌溉定额为2 500 m~3·hm~(~(-2)),土壤盐分累积效应最低且作物水分利用效率(0.825 kg·m~(~(-3)))和产量效应(4 219.91 kg·hm~(~(-2)))最优。     

内蒙古东部干旱年份玉米需水规律及灌溉制度优化

基于通辽市丰田灌溉试验站3年野外实测试验,对该地区干旱年份玉米需水规律开展研究,结果表明:研究区干旱年份玉米拔节期与抽雄期耗水量占玉米整个生育期的50%以上,耗水强度依次表现为抽雄期拔节期灌浆期苗期,各生育阶段日耗水强度介于0.79~6.50 mm·d~(-1)之间;玉米干旱年份苗期、拔节期水分胁迫处理减产率较小,均未达到显著水平,抽雄期水分胁迫造成的减产量最大,多年平均达10%以上。干旱年份随着玉米耗水量的增加,产量持续增加,而水分生产率先升后降,合理的水分胁迫有利于提高干旱年份水资源的利用效率;同时通过数学模型与动态规划,提出了干旱年份玉米不同灌溉定额条件下的非充分优化灌溉制度,干旱年份应首先保证玉米抽雄期、灌浆期各灌水1次的要求,每次灌水约600 m3·hm-2。     

不同畦灌方式对冬小麦土壤水分和水分利用效率的影响

通过田间畦灌试验,研究了冬小麦主要生育阶段的需水规律,分析了不同畦灌方式对冬小麦土壤水分及水分利用效率的影响,评价不同畦灌处理下的灌水质量及节水效益。结果表明,冬小麦灌浆期对水分需求量最大;与漫灌(CK）处理相比,冬小麦畦灌小区30 m×3 m的灌水均匀度与灌溉效率最高,达到93.33%和84.46%,耗水量减少了5.96%,产量增加了25.30%,水分利用效率提高了33.24%,增收1561.61元·hm^-2。结合当地实际生产情况,推 广适宜的畦灌模式是入畦单宽流量5 L·m^-1·s^-1,畦宽3 m左右,畦长30 m左右为宜。