生物炭基肥和调亏灌溉互作对花生根冠比及水分利用效率的影响

为了明确生物炭基肥与调亏灌溉两者组合在花生生产中的应用潜力,通过盆栽试验,研究了生物炭基肥不同用量(0,750,1500,2250 kg·hm~(-2))和不同调亏灌溉程度(重度调亏,45%~50%田间持水量;适度调亏,55%~60%田间持水量;不亏水,70%田间持水量)及两者间的交互作用对花生根冠比和水分利用效率的影响。结果表明:生物炭基肥和调亏灌溉的主效应及两者间的交互作用对根冠比的影响显著;在忽略调亏灌溉条件下,花生的根冠比随着生物炭基肥用量的增加而显著增加,在B0(0kg·hm~(-2))水平下,花生根冠比达到最大为0.0652,最小根冠比B3(2250kg·hm~(-2))较B0降低32.36%;花生产量呈现单峰曲线变化趋势,B2(1500kg·hm~(-2))处理时花生产量达到最大,较最低产B0(0kg·hm~(-2)),产量提高21.11%。生物炭基肥和调亏灌溉两者间的交互作用对水分利用效率的影响显著,B2W1(生物炭基肥,1500kg·hm~(-2);重度调亏,45%~50%田间持水量)处理花生的水分利用效率最大,较最低处理B0W1(生物炭基肥,0kg·hm~(-2);重度调亏,45%~50%田间持水量)提高28.30%。花生的根冠比与水分利用效率呈负相关,根冠比大导致地上部分生物量相对较少,进而影响作物产量的形成,最终水分利用效率降低。因此,综合考虑产量和水分利用效率,B_2W_1(生物炭基肥,1500kg·hm~(-2);重度调亏,45%~50%田间持水量)处理为最优处理,花生产量为96.28g·盆~(-1),此时的水分利用效率为2.04kg·m~(-3)。     

调亏灌溉对黑花生生长、光合特性及水分利用效率的影响

为探究沈阳市黑花生在花针期、结荚期和饱果期最佳调亏水平,以黑花生为试材,设9个处理,3次重复,其中对照(80%~90%田间持水率)处理。在全自动滑动遮雨棚条件下,通过测坑试验,研究花针期、结荚期和饱果期不同生育期和不同调亏程度(轻度调亏,60%~65%田间持水率;中度调亏,55%~60%田间持水率;重度调亏,50%~55%田间持水率)对花干物质积累和分配、光合特性、产量和水分利用效率(WUE)的影响。结果表明,调亏灌溉不影响花生的整体生长趋势,可抑制花生的冗余生长,促进根的生长,生育期结束时可显著增加根冠比,促进干物质向荚果转移。花生任何时期干旱均会降低叶片的光合性能,复水后产生补偿效应,光合性能恢复,并且这种补偿可延续到后续的生育期。花针期中度调亏(55%~60%田间持水率)处理,增产4.33%,节水9.87%,水分利用效率提高15.76%;结荚期轻度调亏(60%~65%田间持水率)处理,增产2.19%,节水7.25%,水分利用效率提高10.19%;饱果期中度调亏处理(55%~60%田间持水率)处理,减产3.92%,节水17.44%,水分利用效率提高16.42%。因此,花针期中度(T2)处理、结荚期轻度(T4)处理和饱果期中度(T8)处理是沈阳地区黑花生节水、增产的最佳调亏水平。     

水分亏缺对膜下滴灌马铃薯产量的影响

在膜下滴灌条件下,探讨了马铃薯不同生育期水分亏缺对土层水分及其产量的影响。结果表明,不同生育期的水分亏缺会相对降低土壤含水量,调亏程度越大,降低越多。块茎形成期进行水分调亏(常规灌水量×60%)时薯块产量最高,为33 459.25 kg/hm2,较不进行水分调亏处理增产9.02%,说明马铃薯块茎形成期进行水分调亏既有较高的产量,又可以有效降低灌溉用水,提高灌溉水利用效率。     

不同生育期水分亏缺和施氮对冬小麦产量及水分利用效率的影响

【目的】研究不同生育期土壤水分亏缺和施氮对冬小麦产量及水分利用效率的影响,探讨小麦生长的水分亏缺敏感期和合理施氮量。【方法】以冬小麦小偃22为试验材料,设置4个氮肥水平和11个水分亏缺处理,采用盆栽试验,研究不同生育期水分亏缺和施氮水平对冬小麦水分利用效率、产量及其构成要素的影响。【结果】不同生育期土壤水分亏缺和施氮水平对冬小麦产量和水分利用效率有一定影响。与全生育期不亏水处理相比,返青期水分亏缺处理冬小麦干物质显著降低了7.70%,产量、水分利用效率显著增加了4.95%和7.56%;拔节期、抽穗期水分亏缺处理冬小麦干物质显著降低了13.69%,15.88%,产量显著降低了5.69%,8.06%,且对有效穗数、穗粒数也有显著降低作用;灌浆期水分亏缺对冬小麦产量影响不显著,但耗水量显著减少了5.44%,水分利用效率显著增加了8.02%。与全生育期不亏水处理相比,返青期+拔节期、返青期+抽穗期、返青期+灌浆期、拔节期+抽穗期、拔节期+灌浆期、抽穗期+灌浆期水分亏缺处理冬小麦干物质和产量均有显著降低,其中返青期+拔节期、拔节期+抽穗期水分亏缺处理冬小麦干物质显著降低了17.44%,17.57%,产量显著降低了11.60%和14.52%,水分利用效率显著降低了8.02%和7.56%,且对有效穗数、穗粒数也有显著降低作用。施氮对冬小麦产量和水分利用效率有显著促进作用。中氮处理(0.3 g/kg,N2)冬小麦产量最高,耗水量较低,水分利用效率较高。【结论】冬小麦对拔节期、抽穗期、返青期+拔节期、拔节期+抽穗期水分亏缺很敏感,中氮处理具有最高的产量和较高的水分利用效率。     

不同水分亏缺对向日葵产量、水分利用效率及经济效益的影响

通过盆栽试验对向日葵进行不同水分亏缺处理,研究其产量、水分效应及经济效益的变化。结果表明,向日葵高水分处理的产量高于低水分处理,切不可在作物临界期进行水分亏缺,不可对作物3个生育期连续亏缺;适宜调亏灌溉可以提高向日葵水分利用效率;耗水量和产量有极大的相关性,随着耗水量的增多产量增大;在水资源充足的情况下,充分灌溉经济效益固然高,但在不能满足充分灌溉时,适宜水分亏缺可提高作物经济效益。     

深松蓄水和施磷对旱地小麦产量和水分利用效率的影响

【目的】针对黄土高原旱地小麦干旱缺水、肥料不合理施用的问题,探索旱地小麦休闲期深松蓄水和播前配施磷肥的最佳技术途径。【方法】于2012—2016年连续4年在山西农业大学闻喜旱地小麦试验基地开展试验,主区为休闲期深松与对照2个耕作方式,副区为施磷(P_2O_5)0、75、150、225、300、375 kg·hm~(-2) 6个施磷量处理,以明确年际间休闲期深松和播前配施磷肥对旱地小麦产量和水分利用效率的影响。【结果】夏季休闲利于旱地麦田土壤水分恢复,可提高土壤蓄水效率20%—86%;休闲期深松较对照显著提高播种期3 m内土壤蓄水量24—90 mm;提高穗数1%—18%,提高产量3%—25%,提高2012—2013年水分利用效率4%—20%。施磷肥对土壤水分有一定影响,施磷量在0—225 kg·hm~(-2)范围内,旱地小麦生育期内0—300 cm土壤蓄水量以施磷量150 kg·hm~(-2)最低;施磷(4年定位试验)降低了生育期内0—300 cm土壤蓄水量,各处理间差异以第4年最显著。本试验中施磷肥的第3年和第4年的土壤水分未达平衡,施磷量150 kg·hm~(-2)与未施磷肥间的周年耗水量差异显著,说明长期施磷肥增加了作物对水分的消耗和利用,0—300 cm土壤蓄水量会降低。随施磷量(0—225 kg·hm~(-2))增加,旱地小麦4年平均产量和水分利用效率表现为先增加后降低的变化趋势,并且均以施磷量150 kg·hm~(-2)最高,产量各处理间差异显著,水分利用效率施磷量150 kg·hm~(-2)与未施磷肥处理间差异显著。此外,F测验显示年份对产量和水分利用效率影响最大,增产效果显示休闲期深松的增产效果高于磷肥的增产效果,最终4年定位试验形成的播前0—300 cm底墒414—546 mm配施磷量150 kg·hm~(-2)、底墒556—607 mm配施磷量75 kg·hm~(-2),穗数、产量、水分利用效率均较高。【结论】旱地麦田休闲期深松有利于蓄积休闲期降水,改善底墒;施磷增加了旱地小麦对土壤水分的消耗和利用,降低了生育期土壤水分,增加了周年耗水;休闲期深松每多蓄1 mm水分可增产2—31 kg·hm~(-2),在施磷量0—150 kg·hm~(-2)范围内每多施1 kg·hm~(-2)磷肥可增产2—13 kg·hm~(-2);播前0—300 cm底墒550 mm以下配施磷量150 kg·hm~(-2)、底墒550 mm以上配施磷量75 kg·hm~(-2)均可实现较高的产量和水分利用效率。     

膜下滴灌调亏对制种玉米植株生长、产量和水分利用的影响

为探寻不同生育期调亏灌溉对河西走廊绿洲灌区制种玉米产量和水分利用的影响，以充分灌溉(CK)为对照，设置轻度水分亏缺(占田间持水率的60%～70%)、中度水分亏缺(占田间持水率的50%～60%)2个调亏梯度，在制种玉米苗期和拔节期开展不同调亏梯度试验，共6个处理(含CK)。在每个生育期测定制种玉米的叶面积指数和干物质积累量，收获后测定制种玉米的产量及其构成要素。结果表明，苗期轻度调亏处理的产量、水分利用效率、灌溉水利用效率与CK无显著差异(P>0.05),而苗期中度调亏处理、拔节期轻度调亏处理、拔节期中度调亏处理、苗期中度+拔节期轻度调亏处理的产量较CK显著(P<0.05)降低7.07%～23.90%。从提高产量和水分利用效率方面考虑，苗期轻度水分亏缺的调亏方式，即苗期土壤含水量保持在田间持水量的60%～70%,其他生育期保持在70%～80%的方式可作为河西绿洲灌区适宜制种玉米的灌溉方式。     

不同灌水量对叶尔羌河灌区滴灌冬小麦产量及水分利用率的影响

为了探索叶尔羌河灌区滴灌冬小麦灌溉制度,于2015-2017年连续开展了2年灌溉试验。试验设计了5个不同灌水定额(300、375、450、525、600 m~3/hm~2)的处理。结果表明,冬小麦穗数、穗粒数和产量均随着灌水量增加呈现先增加后降低的趋势,450 m~3/hm~2处理产量最高,2016年和2017年产量分别为9 048.0,9 687.3 kg/hm~2,冬小麦耗水量呈现出随着灌水量增加而增加的规律,2016年450 m~3/hm~2处理的水分利用效率最高,为16.43 kg/(hm~2·mm)。     

水氮运筹对小麦、玉米周年产量及水分利用的影响

在田间试验条件下,采用喷灌带进行灌水,研究不同氮肥基追比(A1:70%基施、30%追施;A2:60%基施、40%追施;小麦季施纯氮240 kg/hm~2,玉米季施纯氮270 kg/hm~2)和不同灌水量(B1:0次;B2:2次;B3:3次;小麦季和玉米季每次的灌水量均为450 m~3/hm~2)对小麦、玉米生长过程中土壤储水量、光合生理特性、产量和水分利用等的影响,以期明确小麦、玉米合理的氮肥追施比例和灌水量。结果表明,随灌水量增加,小麦抽穗期、灌浆期及玉米灌浆期、收获期土壤储水量总体呈增加趋势,小麦收获期土壤储水量呈降低趋势。小麦前期氮肥供应较多更有利于光合速率的提高,而适度干旱更有利于叶片水分利用效率的提高。随着灌水量的增加,小麦产量和水分利用效率均先增加后降低,而生物量和千粒质量均增加。不同处理中,小麦产量、水分利用效率和灌水利用率均以A1B2处理最高,分别为8 207.8 kg/hm~2、26.7 kg/(mm·hm~2)和1.42 kg/m~3。对玉米而言,A2B2处理产量最高,A1B3处理水分利用效率和灌水利用率最高。小麦、玉米的周年耗水量表现为A1A2;A2B2处理小麦、玉米周年产量最高,A1B3处理周年水分利用效率和灌水利用率最高。     

覆膜棉花调亏灌溉效应研究

通过系统的田间试验 ,确定膜上灌条件下棉花调亏灌溉施加水分胁迫的适宜时期和土壤水分亏缺限值。各处理棉花的耗水量及产量实测结果表明 ,蕾期适度的水分亏缺处理较对照丰水处理全生育期节水11.83% ,皮棉产量和水分利用效率分别提高 2 2 .83%和 39.2 6 % ,调亏灌溉对棉花具有显著的节水增产和提高水分利用效率的效应。     

甘肃省河西地区膜下调亏滴灌对辣椒产量效益的影响

在辣椒苗期、开花坐果期设置不同程度水分处理,探讨调亏灌溉对辣椒生育期株高、干物质积累量及其产量的影响。最终结果表明,辣椒苗期进行轻度水分亏缺处理产量最高,较充分灌溉处理增产2. 33%;在开花坐果期进行轻度和中度水分亏缺处理,辣椒产量较充分灌溉分别下降4. 45%和12. 54%(P0. 05)。说明辣椒在苗期进行轻度水分调亏,既有较高的产量,又有效降低灌水量,提高了灌溉水利用效率。     

滴灌土壤水分下限对春玉米生长发育及水分利用效率的影响

确定新疆滴灌春玉米不同生育期的适宜水分下限,可为该地区滴灌春玉米高产高效生产制度建立提供技术依据。以郑单958为试材,采用宽窄行覆膜种植,井水滴灌方式灌溉,分别在玉米拔节—抽雄期、扬花—灌浆期、乳熟—完熟期均设置3个不同的土壤水分下限水平,采用正交试验设计,研究了不同水分处理对春玉米生长发育和水分利用效率的影响。结果表明:滴灌春玉米不同生育阶段的适宜灌水下限不同,拔节—抽雄期、扬花—灌浆期、乳熟—完熟期土壤水分水下限分别为田间持水量的60%、90%和70%时,玉米生长发育最好,产量(15.61 t/hm~2)和水分利用效率〔29.14 kg/(hm~2·mm)〕最高,该处理(T_3)下全生育期总灌水量为464.2 mm。利用试验结果分别拟合产量与耗水量和水分利用效率的关系曲线,结果显示,耗水量为540.27 mm时水分利用效率最高〔27.97 kg/(hm~2·mm)〕,耗水量为570.68 mm时玉米产量最高(15.58 t/hm~2),该拟合结果与T_3处理的实际测定结果相近。滴灌条件下,春玉米拔节—抽雄期、扬花—灌浆期、乳熟—完熟期的适宜土壤水分水下限分别为田间持水量的60%、90%和70%。     

氮肥运筹对旱地胡麻水分利用特征及产量的调控效应

为探索西北旱区适宜胡麻高产高效生产的氮肥运筹方式,采用大田试验,研究60kg·hm~(-2)(J1)、120kg·hm~(-2)(J2)和kg·hm~(-2) 180(J3) 3个不同施氮水平,氮全部基施(N1)、氮肥2/3基肥+1/3追肥(现蕾初期)(N2)、氮肥1/2基肥+1/2追肥(现蕾初期)(N3)、氮肥1/3基肥+2/3追肥(现蕾初期)(N4)和氮肥1/3基肥+1/3追肥(分茎期)+1/3追肥(现蕾初期)(N5)5个施肥时期对胡麻水分利用特征及其产量形成的影响。结果表明:施氮120kg·hm~(-2)显著增加胡麻盛花期至青果期0～20 cm土层的土壤含水量,且氮全部基施(N1)、2/3基肥+1/3现蕾期追肥显著提高盛花期至青果期0～40cm土层土壤含水量;J2处理下胡麻籽产量较J3和J1处理显著提高5.38%和8.32%,不同施氮水平下各处理间N2处理产量均达到最大值,J2N2处理较其余处理产量高出1.22%～25.27%;不同施氮水平处理下对胡麻贮水量、耗水量、水分利用效率影响均达极显著水平,J2施氮水平显著增加苗期土壤贮水量,J3施氮水平显著增加现蕾期、成熟期土壤贮水量,在不同施氮水平下随着施氮量增加耗水量呈降低趋势,J1处理耗水量较J2、J3处理显著高3.59%、10.34%,水分利用效率呈增加趋势,J3较J2、J1处理显著高7.47%、18.79%,不同施肥时期处理下J2N2、J2N4处理显著提高胡麻现蕾期土壤贮水量,不同处理间水分利用效率J2N2处理较其余处理显著高出15.09%～32.43%。由此表明,施氮120kg·hm~(-2),氮肥2/3基肥和1/3追肥(现蕾初期)可有效提高胡麻现蕾期浅层土壤含水量及贮水量,且显著提高籽粒产量和水分利用效率,为定西区最佳氮运筹方式。     

负水头灌溉对番茄不同生育期生长特性的影响

[目的]通过温室盆栽试验,研究负水头不同供水吸力对番茄各生育期耗水量和光合特性、植株水分利用效率和产量的影响,为负水头在番茄生长生产中的合理应用提供理论依据。[方法]采用负水头灌溉装置,设置4个不同吸力值,分别为5(T1)、6(T2)、7(T3)、8(T4)kPa,测定不同吸力值下番茄各生育期内的耗水量和光合特性、植株水分利用效率及产量,进行比较分析。[结果]通过比较各处理间番茄不同生育期耗水量可知,T1、T2、T3、T4处理的番茄初果期耗水量均最高,分别为22.05、18.89、21.11、18.46kg·pot~(-1);各处理的番茄叶片净光合速率和蒸腾速率随番茄植株的生长呈现先增大后减小的趋势,与番茄各生育期耗水量的变化趋势基本相同;与T1、T3、T4处理相比,T2处理的番茄植株水分利用效率和产量均为最高,分别为17.8g·kg~(-1)、0.71kg·pot~(-1)。[结论]负水头吸力值6kPa处理的番茄植株耗水量最小、植株水分利用效率及产量最高,表明吸力值6kPa的土壤含水量及灌溉量最有利于番茄生长,为温室番茄生长节水灌溉和负水头灌溉合理应用于番茄等温室作物优质高产提供一定的理论依据。     

不同灌溉保墒措施对春光葡萄土壤含水量和果实产量的影响

为探究冀西北地区露地鲜食葡萄园最佳灌溉保墒措施,试验以5年生春光葡萄为供试材料,以常规灌溉为对照(CK),研究4种灌溉保墒措施(滴灌、滴灌覆膜、调亏滴灌、调亏滴灌覆膜)对春光葡萄园土壤水分动态、耗水量、产量和水分利用效率的影响。结果表明,葡萄园覆盖园艺地布(滴灌覆膜、调亏滴灌覆膜)可以提高土壤含水量,在整个葡萄生育期滴灌覆膜处理0～100 cm土层土壤含水量最高,调亏灌溉处理0～100 cm土层土壤含水量最低;5个处理均是在果实转色期到成熟期耗水量最高,坐果期耗水量最低,CK在全生育期耗水量为731.06 mm,与CK相比,滴灌、滴灌覆膜、调亏滴灌、调亏滴灌覆膜处理的耗水量分别降低了4.29%、2.99%、8.82%、12.07%;与CK相比,滴灌覆膜处理提高了果实产量,调亏滴灌和调亏滴灌覆膜处理降低了果实产量;滴灌覆膜处理灌溉水利用效率最高(10.69 kg/m³)。滴灌覆膜处理提高了土壤含水量、降低了耗水量、提高了果实产量和灌溉水利用效率,为最佳灌溉保墒措施。     

钙钼硼肥对花生光合特性及产量品质的影响

辽宁省作为我国花生的主产区之一,普遍存在施肥不均衡的现象,合理配施肥料是提高花生产量和改善花生品质的有效手段。以农花5号为试材,采用大田随机区组试验,在施用一定氮磷钾肥的基础上,设置4个不同钙钼硼肥配比处理:氧化钙75kg·hm~(-2)(T1)、氧化钙75kg·hm~(-2)+钼酸铵7.5kg·hm~(-2)(T2)、氧化钙75kg·hm~(-2)+钼酸铵7.5kg·hm~(-2)+硼酸22.5kg·hm~(-2)(T3)和不施钙钼硼肥(CK),研究钙钼硼肥的不同配施组合对花生光合生理特性及产量品质的影响。2年的试验结果表明:单施钙肥处理(T1)和钙钼肥配施处理(T2)可以使农花5号花生在结荚期及以后维持较高的叶色值(SPAD值),显著增强开花下针期和结荚期叶片的净光合速率、蒸腾速率、气孔导度以及群体光合势,进而提高花生的百果重、百仁重、单株饱果数和荚果产量,其中以T2处理效果最佳,2年产量分别为6438.24kg·hm~(-2)和6015.47kg·hm~(-2),比对照增产13.6%和6.9%,单施钙肥处理(T1)次之,而钙钼硼配施处理(T3)则表现为较对照群体光合势降低和产量减少,两年分别比对照减产3.65%和14.77%;在花生籽仁品质方面,增施中微肥显著或极显著提高了脂肪、亚油酸和蛋白质含量,显著降低了可溶性糖含量,而对油酸含量的影响不显著,其中T1和T2处理的脂肪含量,T1、T2和T3处理的亚油酸含量,T2处理的蛋白质含量均显著或极显著高于对照,而T2和T3处理的可溶性糖含量极显著低于CK处理,T2处理的各品质指标在3个处理中变化最大,其次为T1和T3处理。     

施氮量对黄土高原旱地冬小麦产量和水分利用效率影响的整合分析

【目的】明确氮肥在黄土高原地区不同种植条件下对冬小麦生产的影响及各条件下合理的施氮量。【方法】通过文献检索共获得82篇大田试验文献,包含355个独立研究的1 169组观测数据,采用整合分析比较氮肥在黄土高原不同区域、不同年均温、不同年降水量及不同耕层有机质含量下对冬小麦产量和水分利用效率的影响,并采用回归分析探究各分组产量和水分利用效率与施氮量间的关系。【结果】施氮整体上显著提高了黄土高原冬小麦产量和水分利用效率,相对增长率分别为66.09%和72.38%(P0.05)。施氮后西北部产量相对增长率(69.27%)高于东南部,水分利用效率增长率(65.53%)低于东南部;西北部在施氮量212 kg·hm~(-2)时产量达到最高,东南部需多施15 kg·hm~(-2)才能获得最高产量;西北部施氮232 kg·hm~(-2)时水分利用效率最高,而东南部水分利用效率在施氮224 kg·hm~(-2)时基本趋于稳定。施氮后年均温≤10℃地区产量和水分利用效率的相对增长率(79.12%,75.00%)均高于10℃地区;年均温10℃地区施氮189 kg·hm~(-2)和187 kg·hm~(-2)时产量和水分利用效率分别达到最高,而年均温≤10℃地区施氮225 kg·hm~(-2)时产量才趋于最大,水分利用效率在施氮239 kg·hm~(-2)时达到最高。施氮后在年均降水≤600 mm地区产量相对增长率(70.48%)更显著,而水分利用效率则在年均降水600 mm时更显著;年均降水≤600 mm地区在施氮量235 kg·hm~(-2)和244 kg·hm~(-2)时,产量和水分利用效率分别达到最高,年均降水600 mm地区实现高产的施氮量为250 kg·hm~(-2)。施氮后耕层有机质含量≤12 g·kg~(-1)条件下,产量和水分利用效率的相对增长率(78.24%, 86.55%)均高于12 g·kg~(-1)条件,前者在施氮量226 kg·hm~(-2)和212 kg·hm~(-2)时产量和水分利用效率分别达到最高,而后者获得最高产量和最高水分利用效率的施氮量分别为163 kg·hm~(-2)和175 kg·hm~(-2)。【结论】在黄土高原,冬小麦在东南部和西北部获得高产的合理施氮量分别为227 kg·hm~(-2)和212 kg·hm~(-2);年均温10℃地区合理施氮量为187kg·hm~(-2),年均温≤10℃地区为239 kg·hm~(-2);年均降水600 mm地区合理施氮量为250 kg·hm~(-2),年均降水量≤600mm地区为235 kg·hm~(-2);耕层有机质含量≤12 g·kg~(-1)条件下的合理施氮量为226 kg·hm~(-2),高于12 g·kg~(-1)时则为163 kg·hm~(-2)。     

耕作措施与施氮量对旱作玉米产量及土壤水氮利用效率的影响

于2018-2019年依托甘肃农业大学旱作综合试验站2012年建立的长期定位试验,研究4种耕作措施[翻耕(T1)、旋耕(T2)、深松耕(T3)与免耕(T4)]和2个施氮水平[基施纯氮200 kg·hm~(-2)(N2)、基施纯氮200 kg·hm~(-2)+拔节期纯氮100 kg·hm~(-2)(N3)]下土壤水分的时空动态、耗水量、产量及水氮资源利用效率。结果表明:在黄土高原半干旱区,200 kg·hm~(-2)施氮水平下,与翻耕和旋耕相比,深松耕与免耕能显著提高玉米花后土壤贮水量和含水量,同时,两个处理的水氮协同利用较好,其在降低耗水12.8%～20.6%的条件下,产量增加11.5%～16.2%,致使水分利用效率提高28.7%～31.9%,300 kg·hm~(-2)施氮水平未起到增产和提高水分利用效率的作用,反而降低氮肥偏生产力。因此,200 kg·hm~(-2)施氮水平和免耕或深松耕是该区全膜双垄沟播玉米稳产高产和高水分利用效率的施氮水平和耕作措施。     

不同生育期水分亏缺和施氮量对茄子根系生长、产量及水分利用效率的影响

【目的】研究3个不同生育期水分亏缺和施氮量对茄子根系生长、空间分布及产量和水分利用效率的影响。【方法】利用盆栽试验,设置低氮(N1,0.1g/kg)、中氮(N2,0.3g/kg)、高氮(N3,0.5g/kg)3个施氮水平,分别在茄子开花坐果期、初果期、盛果期3个不同生育期进行水分亏缺处理,以不亏水处理为对照(CK),共12个处理,对不同生育期水、氮处理茄子的总根长、总根干质量和鲜质量、产量及水分利用效率进行测定,并建立相应的水分生产函数。【结果】在施氮量相同的情况下,与不亏水处理相比,盛果期水分亏缺N1、N2和N3处理对总根长和总根干质量影响显著,其中茄子总根长较对照分别降低了12.39%,18.82%和15.29%,总根干质量分别下降了42.31%,33.46%和25.42%。与对照相比,开花坐果期、初果期、盛果期水分亏缺处理茄子的总根鲜质量在N1处理下分别较对照降低了21.86%,9.35%和39.03%;N2处理下,分别降低了2.7%,14.99%和48.23%;N3处理下,分别降低了41.1%,3.7%和35.07%。与对照相比,开花坐果期、初果期、盛果期水分亏缺处理茄子的产量在N1处理下,分别较对照降低了6.13%,10.84%和14.64%;N2处理下,分别降低了3.94%,5.62%和11.6%;N3处理下,分别降低了11.35%,4.23%和16.14%。随着施氮量的增加,所有处理总根长、总根干质量、鲜质量和产量均呈现先上升后下降的趋势。在低氮和中氮条件下,开花坐果期水分亏缺处理既获得了较高的产量,也实现了较高的水分利用效率。茄子根系干质量在垂直方向上呈对数递减趋势;盛果期水分亏缺对各层根系分布的影响最大;随着施氮量的增加,根系分布呈现高氮浅根化趋势。在N1和N2处理下,水分敏感指数在盛果期最大,其次是初果期和开花坐果期;在N3处理下,各水分敏感指数的大小顺序依次为盛果期开花坐果期初果期。【结论】茄子对盛果期的水分亏缺最为敏感,该时期亏水不仅限制了根系的生长和空间分布,而且降低了茄子的产量;在低氮和中氮条件下,开花坐果期的水分亏缺对茄子根系生长发育、产量的影响较小,而且获得了较高的水分利用效率。与低氮和高氮相比,中等施氮水平有利于茄子根系的生长及产量和水分利用效率的提高。     

基于AquaCrop模型的北京地区冬小麦水分利用效率

【目的】作物水分利用效率(water use efficiency,WUE)是农业水分管理与决策的重要指标。北京是严重缺水的城市,其主要种植作物冬小麦灌溉用水占比高,开展冬小麦产量水分利用效率的分析研究,可为北京地区的冬小麦节水灌溉与增产平衡提供决策信息支持。【方法】利用2011—2012、2012—2013和2013—2014年国家精准农业示范研究基地冬小麦不同生育期不同灌溉处理下的田间实测数据,对AquaCrop作物模型进行参数本地化。统计北京地区2004—2014年冬小麦生育期的日降雨量数据,利用Pearson-Ⅲ型分布划分了3种降雨年型:湿润年(2012—2013年生育期)、平水年(2009—2010年生育期)和干旱年(2005—2006年生育期)。应用AquaCrop研究分析了3种不同降雨年型、14种灌溉情景下冬小麦籽粒产量水平和产量水分利用效率特征变化。【结果】基于AquaCrop模型的产量模拟值和实测值的R 2、RMSE和d分别为0.99、0.3 t·hm~(-2)、0.99。模型模拟的冬小麦产量水分利用效率:2011—2012年正常灌溉条件下为1.72 kg·m~(-3),2012—2013年正常灌溉条件下为1.67 kg·m~(-3),2013—2014年雨养、正常灌溉和过量灌溉条件下分别为1.27、1.74和1.64 kg·m~(-3),正常灌溉条件下产量水分利用效率最高,其次是过量灌溉,雨养条件下产量水分利用效率最低。在此基础上应用AquaCrop模型模拟分析了3种不同降雨年型冬小麦籽粒产量和产量水分利用效率随灌溉量变化的响应特征,其中,湿润年产量水分利用效率和籽粒产量达到最大值时所需的灌溉量分别为35和50 mm;平水年达到最大值所需的灌溉量分别为35和40 mm;干旱年达到最大值所需的灌溉量均为65 mm。【结论】AquaCrop模型可以很好预测北京地区不同年份不同灌溉条件下冬小麦的籽粒产量和产量水分利用效率。冬小麦产量与产量水分利用效率均随着灌溉量的增加逐渐增大,至最大值后开始减小,在干旱的情况下,植物通过自身适应策略会提高水分利用效率,随着水分的增加,水分利用率将降低,因此3种不同年型的产量水分利用效率的大小顺序依次为干旱年、平水年和湿润年。因此,在制定冬小麦灌溉策略时,要做到产量和产量水分利用效率兼顾。以上研究结果表明,利用Aqua Crop模型可以为北京地区冬小麦田间灌溉和决策提供指导。关于降雨年型本研究仅对湿润年、平水年和干旱年3种年型在越冬期、返青期、拔节期、开花期和灌浆期不同灌溉量和籽粒产量和产量水分利用效率之间的关系进行模拟,对于不同时期不同灌溉量对籽粒产量和产量水分利用效率的影响没有考虑,需要进一步研究验证。