不同水分处理对冬小麦生长及产量的影响

[目的]寻求适合于黄淮海地区冬小麦需水规律的灌水模式。[方法]以郑麦98为供试品种,对冬小麦6个不同生育期进行不同程度的干旱处理,研究不同水分处理对冬小麦生长和产量的影响。[结果]不同生育时期、不同程度的水分亏缺对冬小麦株高、分蘖、叶面积及干物质累积量影响不同。冬小麦生长前期(苗期、越冬期和返青期)亏水后恢复正常灌溉,对株高、最终的分蘖、叶面积及干物质累积量的影响不大。在冬小麦生长前期灌水控制下限为45%田间持水量,在拔节期、抽穗扬花期和灌浆成熟期的灌水下限分别控制在田间持水量的65%、70%和65%,是适合于黄淮海地区冬小麦需水规律的灌水模式。[结论]该研究提出的灌水模式显著提高了冬小麦产量和水分利用效率。     

山西冬小麦作物需水量近45年变化特征

[目的]研究冬小麦生态需水量随气候变化的响应机制。[方法]利用1961~2005年山西冬小麦产区各县的气象资料和区域各农业气象观测站观测资料,根据区域冬小麦物候规律将山西冬小麦区分为5个区域,采用FAO推荐的Penman-Monteith公式结合作物系数,分别计算5个区的冬小麦作物需水量,并结合同期降水量,分析各发育期冬小麦作物的需水、缺水变化规律,需水、缺水年际变化特征。[结果]结果表明,山西冬小麦各区域作物需水量在436.1~446.0 mm之间,表现出由轻旱-干旱-重旱区域作物需水量逐渐增加的趋势 以抽穗~灌浆期需水强度最大,冬前分蘖期和春季的拔节~灌浆期需水最为关键 生态缺水量平均为260 mm,缺水率在60%以上 各生育期返青~拔节期缺水率最大 气候变暖背景下,区域冬小麦生态需水量基本表现出下降趋势,而生态缺水率呈增加趋势,20世纪80年代需水量下降比较明显,缺水率则较小,从90年代开始随着暖干化趋势明显,作物缺水率也日益严重。[结论]抓好关键期水分利用、优化灌溉制度对提高冬小麦产量非常重要。     

丘陵旱地一年两熟制条件下小麦、玉米阶段耗水量研究

以野外定位观测的方法,对河南省辉县市张村的冬小麦耗水量进行了测定。结果表明,小麦在4500～6000kg/hm2产量水平下,耗水量216.3～345.2mm,播种-返青、返青-抽穗、抽穗-成熟不同生育阶段耗水量分别占全生育期总耗水量的25.9%～36.9%、22.0%～31.1%、31.9%～52.2%,但年际间变幅悬殊较大;夏玉米在6750～7500kg/hm2产量水平下,耗水量为299.6～462mm,分别占同期自然降水量的81.3%～97.4%,播种-拔节、拔节-大喇叭口、大喇叭口-成熟不同生育阶段耗水量分别占全生育期总耗水量的17.1%～17.3%、34.5%～39.1%、43.6%～48.4%。小麦、玉米拔节以后耗水强度明显增加,拔节期、灌浆期是小麦2个重要的水分需求期,大喇叭口期是玉米的重要水分需求期,在目前河南省中北部丘陵旱地,自然降水对玉米水分保证率较高,而对小麦保证率较低,节水补灌重点应放在夏粮作物上。     

膜际条播和播量对旱地冬小麦土壤水分及产量的影响

[目的]探索旱地冬小麦膜际条播和播量对关键生育时期土壤水分、群体分蘖数、分蘖速率及其产量的影响,明确旱地冬小麦膜际条播的最佳播量。[方法]本研究于2014—2016年在山西省闻喜县旱地麦田进行大田试验,以膜际条播与常规条播为主区,以90kg·hm~(-2)(低播量,LB)、105kg·hm~(-2)(高播量,HB)两个播量为副区,研究两种播种方式与高低播量对土壤水分、群体分蘖数和产量形成的影响及其节水增产效果。[结果]膜际条播较常规条播显著提高拔节期0～100cm土壤蓄水量,提高开花期80～200cm土壤蓄水量;显著提高各生育时期群体分蘖数,提高冬前分蘖速率;提高穗数4%～27%,产量11%～41%,水分利用效率8%～47%;显著提高穗长、可孕小穗、干物质量;显著降低不孕小穗。且膜际条播条件下,播量90kg·hm~(-2)较105kg·hm~(-2)减少拔节期土壤水分消耗,减少开花期深层土壤水分消耗,其中,2014—2015年处理差异不显著;显著提高开花期、成熟期群体分蘖数,显著提高拔节-开花分蘖速率;显著提高穗数、穗粒数、产量和水分利用效率,提高千粒重。此外,膜际条播处理,单位粮食生产的节水量提高10%以上,每消耗1mm土壤水分产量提高10%以上,且配套播量90kg·hm~(-2)单位粮食生产的节水量提高18%以上,消耗1mm土壤水分增产量提高18%以上。[结论]旱地冬小麦膜际条播有利于提高生育前期上层土壤水分,有利于提高生育后期深层土壤水分,促进可孕小穗的形成,提高穗数、产量、水分利用效率,且配套90kg·hm~(-2)节水、增产效果更佳。     

不同降雨年型冬小麦生长前期的田间水量平衡与节水灌溉

针对河北低平原水资源匮乏和气候变异大的特点,观察分析了该区冬小麦的耗水特征。根据降雨量及其时空分布,从田间水量平衡和节水出发,研究了不同条件下冬小麦拔节前(包括拔节期)的适灌期和灌溉定额。结果表明:根据夏季和播前降雨确定小麦播前造墒灌水量可节水约20%;小麦拔节前主要消耗0～50cm 土层的水分,耗水量约占全生育期总耗水量的1/3,为150mm 左右。在造墒播种的条件下,拔节前常年麦田土壤水分基本维持平衡,提倡不浇冻水,春一水应推迟到拔节期灌溉;推迟春一水的灌溉时期可减少前期灌溉次数,降低全生育期灌水定额,提高水分利用率,但同时降低分蘖成穗率,可通过适当增加播量来弥补。每次的灌水量应在60mm 左右。     

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。     

不同灌水次数对邢麦7号产量和水分利用率的影响

以邢麦7号为试材,探讨不同灌水次数对冬小麦耗水量、产量、农艺性状和水分利用率的影响。结果表明:不同处理下,冬小麦产量、耗水系数和水分利用率均不同,各处理间差异显著。随着灌水次数的增加,冬小麦产量也呈现增加的趋势,但是水分利用率随着灌水次数的增加逐渐减少。灌两水为最优组合(拔节水和扬花水),产量为8 187.3 kg/hm2,水分利用率21.4 kg/mm·hm2。     

限量补灌对带田冬小麦土壤水分与耗水强度的影响

试验结果表明,旱地带田冬小麦不同生育期限量补灌35mm后0～90cm土层土壤含水量在灌水后短期内显著高于来灌水处理,随着生育进程的推进,灌水与未灌水处理的土壤含水量逐渐接近一致;小麦全生育期耗水强度的变化呈"双峰"曲线,虽峰值出现时间不一致,但总是与灌水时间同步变化,各处理基本上以小麦抽穗一扬花期耗水强度为全生育期最高值,且以抽穗期灌水的处理耗水强度最高,日耗水量高达7．68mm／d,认为抽穗期灌水对土壤水分的贡献最大;水分盈亏状况分析表明,带田冬小麦全生育期0～90cm上层土壤水分处于极度亏缺状况,灌水比不灌水处理水分亏缺程度更为严重,但不同生育期灌水的处理间水分亏缺差别极小。     

不同水分处理对烟农0428产量及水分利用效率的影响

在大田条件下研究了不同水分处理对烟农0428产量、产量构成因素以及水分利用效率的影响。结果表明:随着干旱程度的加剧,小麦生物产量、经济产量和经济系数降低;当土壤相对含水量低于60%时,烟农0428的生物产量、经济产量大幅度降低,说明土壤相对含水量60%是其获得较高籽粒产量的水分临界点;播种至拔节期,60%的土壤相对含水量是保证公顷穗数在600万以上的水分临界值,拔节至灌浆期它又是保证千粒重在40 g以上的水分临界值;处理6(非需水关键期和需水关键期的土壤相对水分含量下限是60%)经济产量为9 200.4 kg/hm2,水分利用效率高达24.81 kg/(hm2·mm),说明一定范围内,水分利用效率随土壤水分含量的增加而增加,超过一定范围后,水分利用效率呈明显的下降趋势。     

北疆滴灌春小麦耗水特征及作物系数的确定

为探索滴灌春小麦耗水特征, 2012年设置315、360、405、450、495、540 mm 6个滴灌春小麦水分处理,研究不同处理下春小麦各生育期土壤水分动态变化、耗水量及作物系数。结果表明,滴灌小麦根系主要吸收0~60 cm土层水分,苗期、分蘖期主要消耗0~40 cm土层水分,拔节期后主要消耗0~60 cm土层水分,80~100 cm土层含水率变化不大;水分适宜处理的春小麦生育期耗水量为523.53 mm,各阶段耗水量占全生育期耗水量的12.64%、12.91%、25.36%、33.97%、15.11%,相应的日平均耗水强度分别为3.31、6.15、8.85、11.11、3.60 mm/d,拔节期和抽穗期为小麦需水关键期,尤其在抽穗期对水分最敏感;小麦的作物系数各生育期分别为0.76、0.77、1.11、1.16、0.46,全生育期作物系数为0.87。     

滴灌条件下水肥耦合对北疆冬小麦生理生长和产量的影响

[目的]研究滴灌下水肥耦合对北疆冬小麦生理生长与产量的影响,确定北疆滴灌冬小麦最佳水肥施用量.[方法]供试作物为当地主栽小麦品种新冬8号.采用2因素3水平设计,2因素为灌水量和施氮量,灌水量3个水平分别为2 700、3 600、4 500 m3/hm2,施氮量3个水平分别为150、450、750 kg/hm2;对照为常规畦灌处理,灌水4次,灌水量为3 600 m3/hm2,施肥量为450 kg/hm2.[结果]滴灌和畦灌条件下冬小麦株高变化趋势为返青分蘖期至抽穗期急剧增长,抽穗后株高增长相对缓慢;拔节期水分增加对小麦株高的影响较大;在相同灌水量的情况下,冬小麦株高随着施氮量的增加而增大;在相同施氮量的情况下,滴灌冬小麦株高随着灌水量的增加而增大.滴灌和畦灌条件下,冬小麦叶面积指数（LAI）在生育期内呈正态曲线变化,随着小麦生育期推进LAI呈先升后降的变化趋势,孕穗期LAI最高;在相同灌水量的情况下,随着施氮量的增加,LAI也增大;在相同施氮量的情况下,随着灌水量的增加,LAI随着增大;水肥耦合对小麦产量、穗数、千粒重和质量影响较大,但对穗粒数的影响不显著.[结论]该研究可为大面积推广冬小麦滴灌技术和制定合理的灌溉施肥管理措施提供科学依据.     

限量灌溉对冬小麦植株性状和产量的影响

[目的]以先进灌区的灌溉水平来衡量,挖掘新疆农业节水的潜力.[方法]设不同灌水处理其对冬小麦群体变化、单株生物重、株高、穗部性状、叶面积、产量等指标进行研究.[结果]水分胁迫会影响小麦的生物量、叶面积和分蘖等群体发育指标,并通过光合营养等作物生理过程的影响而限制小麦高产.[结论]对试验区冬小麦春后灌水时期而言,拔节期和孕穗期是个重要时期,孕穗期前灌水与孕穗期和孕穗期后灌水有一定的差异,春后前期灌水对产量的贡献明显高于后期灌水.     

不同喷射角微喷带灌溉对土壤水分布与冬小麦 耗水特性及产量的影响

【目的】研究不同喷射角微喷带灌溉对土壤水分布与冬小麦耗水特性及籽粒产量的影响,以期为创新小麦节水灌溉技术,实现小麦高产高效栽培提供理论依据。【方法】2010—2012年冬小麦生长季,选用高产冬小麦品种济麦22,在田间条件下设置T0：生育期不灌水;T1、T2、T3、T4采用微喷带灌溉,微喷带带长均为40 m,喷射角分别为35°、50°、65°和80°。每条微喷带沿小麦种植行向铺设在行间,灌溉左右各4行（L1—L4）小麦,实际灌溉宽度1.6 m。【结果】（1）拔节和开花期采用微喷带补灌,同一处理下,各取样区间L1—L4的0—200 cm土层土壤含水量变化规律一致,其中T1、T2和T3处理的各行间上部土层土壤含水量均表现为：随行间距离微喷带增加,土壤含水量逐渐降低;随微喷带喷射角增大,灌溉水在土壤中的分布均匀系数显著增加。T4处理各行间0—200 cm各土层土壤含水量无显著差异,灌溉水在土壤中的分布均匀系数最高。（2）与T1、T2和T3处理相比,T4处理在拔节期至开花期对40—80 cm土层土壤贮水消耗量和开花至成熟期20—80 cm土层土壤贮水消耗量显著升高,对深层土壤贮水消耗量和总土壤贮水消耗量显著降低,拔节至开花期的阶段耗水量、开花期补灌水量、总灌水量和总耗水量亦显著降低。（3）T4处理的籽粒产量、产量水分利用效率和土壤贮水利用效率显著高于其余各处理。【结论】在本试验条件下,采用80°喷射角的微喷带灌溉处理是兼顾高产和高水分利用效率的最优处理。     

限量灌溉对冬小麦农艺性状与水分利用效率的影响

对冬小麦不同生育时期进行水分控制,研究灌水量、灌水时间对冬小麦农艺性状和水分利用的影响。结果表明,不同生育时期灌水处理的冬小麦农艺性状得到有效改善,其中拔节期灌水能提高冬小麦的穗数和水分利用效率,孕穗期灌水能提高水分利用效率,灌浆期灌水能增加千粒重,拔节期是限量灌溉的最佳生育期。与对照相比,不同灌水时间和灌水量处理分别增产9.49%～29.64%,并以拔节期灌600m3/hm2水和灌浆期灌300m3/hm2的处理增产效果最好;水分利用效率分别提高7.8%～22.7%,并以拔节期灌300m3/hm2+孕穗期灌300m3/hm2的处理水分利用效率最高,为15.7kg/(hm2.mm)。     

A simulation of winter wheat crop responses to irrigation management using CERES-Wheat model in the North China Plain

To improve efficiency in the use of water resources in water-limited environments such as the North China Plain(NCP), where winter wheat is a major and groundwater-consuming crop, the application of water-saving irrigation strategies must be considered as a method for the sustainable development of water resources. The initial objective of this study was to evaluate and validate the ability of the CERES-Wheat model simulation to predict the winter wheat grain yield, biomass yield and water use efficiency(WUE) responses to different irrigation management methods in the NCP. The results from evaluation and validation analyses were compared to observed data from 8 field experiments, and the results indicated that the model can accurately predict these parameters. The modified CERES-Wheat model was then used to simulate the development and growth of winter wheat under different irrigation treatments ranging from rainfed to four irrigation applications(full irrigation) using historical weather data from crop seasons over 33 years(1981–2014). The data were classified into three types according to seasonal precipitation: 100 mm, 100–140 mm, and 140 mm. Our results showed that the grain and biomass yield, harvest index(HI) and WUE responses to irrigation management were influenced by precipitation among years, whereby yield increased with higher precipitation. Scenario simulation analysis also showed that two irrigation applications of 75 mm each at the jointing stage and anthesis stage(T3) resulted in the highest grain yield and WUE among the irrigation treatments. Meanwhile, productivity in this treatment remained stable through different precipitation levels among years. One irrigation at the jointing stage(T1) improved grain yield compared to the rainfed treatment and resulted in yield values near those of T3, especially when precipitation was higher. These results indicate that T3 is the most suitable irrigation strategy under variable precipitation regimes for stable yield of winter wheat with maximum water savings in the NCP. The application of one irrigation at the jointing stage may also serve as an alternative irrigation strategy for further reducing irrigation for sustainable water resources management in this area.     

不同滴灌供水对春小麦农艺性状和产量结构的影响

[目的]研究不同滴灌供水条件下春小麦(Triticum aestivum Linn.)农艺性状、产量等指标。[方法]滴灌水量根据实际生产条件设置:高水5 250 m3/hm2、适水3 750 m3/hm2、少水2 250 m3/hm2和亏水750 m3/hm2;灌水次数与灌水定额根据小麦生育期需水特点、湿润层大小和地区气候特征设定,全期共滴灌7水。[结果]春小麦株高直线增长期在拔节中期～扬花期,高秆品种(新春19)此期较长且增长速率较大。滴灌小麦的分蘖高峰期在拔节前后,LAI高峰期均在孕穗～扬花期,主茎绿叶数在孕穗期达最大数目。滴灌供水不足造成个体生育期提前,株高降低,LAI高峰期前移,且最高LAI值降低,个体营养体弱小;过量滴灌造成生育期延迟,群体LAI过高,麦株营养生长过旺,影响穗部发育,影响产量;适量滴灌春小麦个体生长稳健,产量节构优化,产量高。[结论]不同基因型品种对滴灌水量反应有差异,矮秆品种新春22受水分调控较大,故应注意保证适量供水以确保高产。     

两种灌水量对冬小麦农艺性状及产量的影响

【目的】发掘冬小麦品种抗旱种质资源,在两种灌水处理条件下,田间筛选小麦抗旱资源,拓宽新疆冬小麦抗旱遗传育种选择范围。【方法】以4份新疆、16份黄淮麦区冬小麦品种（系）为材料,分别在5次灌水和3次灌水处理条件下,对小麦单株成穗数、株高、穗长、穗基部不育、穗顶部不育、小穗数、穗粒数、千粒重、产量等9个农艺性状和产量指标进行分析。【结果】两种处理下,20份材料的9个农艺性状总体差异较大,5次灌溉处理下大部分性状的均值高于3次灌溉处理;各个性状的变异系数差异较大;各性状抗旱系数变化在0.75～1.13;产量差异达到显著水平,两种灌水处理下产量都在前7位之内的有山农15号,烟农23号、新冬20号、新冬22号和新冬18号共5个品种;产量都在后6位之内的有山农12号、泰山22号、石4185号、石新616号和石麦18号共5个品种。【结论】适当增加灌水次数可以增加冬小麦产量。尤其是幼苗分蘖和籽粒灌浆成熟期保持充足的水分,对提高冬小麦产量有促进作用。相对黄淮麦区的冬小麦品种,新疆自育的冬小麦品种表现出较强的抗旱性。     

不同水分处理对冬小麦光合生理的影响

[目的]为提出适宜生态环境的农田水分灌溉制度提供理论依据.[方法]在盆栽试验条件下,在冬小麦的拔节期、扬花期、灌浆期进行不同的水分处理,研究不同水分处理对小麦光合生理的影响.[结果]不同水分处理对小麦的蒸腾效率、光合效率、水分利用效率等均有影响;相比之下,低水处理对蒸腾速率的影响比对光合速率更为明显,不同的水分处理对冬小麦的光合生理的各项指标包括蒸腾速率、气孔导度、光合速率、胞间CO2浓度、水分利用效率等均有较大的影响,只对叶片温度的影响较小.[结论]该研究有助于实现水分的有效利用,达到节约用水和实现农业高产的目的.     

不同灌水处理对强筋小麦济麦20耗水特性和籽粒淀粉组分积累的影响

 【目的】研究不同土壤质地下灌水处理对小麦耗水特性和籽粒淀粉组分积累及粒重与产量的影响,为小麦节水高产栽培提供理论依据。【方法】在2004－2005年和2006－2007年小麦生长季,以强筋小麦济麦20为材料进行田间试验,采用水分平衡法计算小麦生育期间耗水量,双波长法测定籽粒淀粉含量,以淀粉含量乘以粒重求得淀粉积累量。【结果】2004－2005生长季,在土壤质地为壤土的条件下,W1处理（底墒水、拔节水和开花水各灌60 mm,籽粒产量为8 701.23 kg•hm-2）的耗水量低于W2处理（底墒水、冬水、拔节水和开花水各灌60 mm,籽粒产量为9 159.30 kg•hm-2）,土壤水利用效率与W2处理无显著差异,降水占耗水量的百分率、灌水利用效率和水分利用效率高于W2处理;成熟期各处理粒重无显著差异。2006－2007生长季,在土壤质地为砂质壤土的条件下,W3’处理（底墒水、冬水、拔节水和开花水各灌60 mm）获得最高籽粒产量,耗水量和降水占耗水量的百分率与其他灌水处理无显著差异;土壤水和降水利用效率、水分利用效率均显著高于其它处理,灌水利用效率显著低于其他处理;成熟期粒重与W2’处理（底墒水、拔节水和开花水各灌60 mm）无显著差异,均高于其它处理。在W1处理冬前期和开花期0～140 cm土层和拔节期0～80 cm土层土壤相对含水量高于W0处理（生育期不浇水）的基础上,拔节期和开花期各灌水60 mm,增加了灌浆后期支链淀粉积累量,减少了直链淀粉积累量,提高了支链淀粉含量/直链淀粉含量比值（支/直比）;在W2处理拔节期和开花期80～140 cm土层土壤相对含水量高于W1处理的基础上,拔节期和开花期各灌水60 mm,对灌浆末期支链淀粉和直链淀粉积累量无显著调节效应。【结论】在保水能力较强的壤土上,W1处理灌浆末期籽粒直链淀粉积累量低于W0处理,支链淀粉积累量和支链淀粉含量/直链淀粉含量比值高于W0处理,并获得了较高的籽粒产量和水分利用效率,进一步增加灌水量对淀粉组分积累量无显著调节效应,水分利用效率降低。在保水能力较差的砂质壤土上,W3’处理获得最高籽粒产量和水分利用效率。可供壤土和砂质壤土条件下小麦生产中确定灌水方案参考。