陇东黄土高原旱作区土壤水分变化规律及其与玉米产量关系探讨

利用西峰农业气象试验站玉米观测地段土壤水分资料（1990~2007年）和玉米产量资料,以及与之毗邻的西峰基准站气象资料,分析了观测地段土壤水分变化规律及土壤水分变化对玉米产量的影响。结果显示：土壤贮水量的变化呈二次曲线,贮水量最低值出现在8月中旬;耗水量的变化呈直线;贮水量与玉米产量相关最显著的时段在拔节到抽雄阶段,拔节～抽雄0～50cm土壤贮水量每增加10mm,产量增加180-210kg/hm2.     

绿洲灌区耕作方式与秸秆还田对玉米田水热特征的调控效应

为探讨干旱绿洲灌区耕作方式与秸秆还田对玉米田土壤水热特征的调控效应,基于甘肃河西绿洲灌区田间定位试验,研究耕作方式(免耕、传统翻耕)和秸秆还田方式(秸秆还田、秸秆不还田)下农田土壤水分、温度动态变化特征。结果表明,耕作方式、秸秆还田显著影响土壤贮水量、耗水量、土壤温度、土壤有效积温、玉米籽粒产量、水分利用效率及积温生产效率,且互作效应显著。较秸秆不还田,秸秆还田提高了玉米各生育期0～120 cm土层的土壤贮水量,降低了玉米拔节至成熟期耗水量、播种至拔节期与吐丝期0～25 cm土层的土壤温度及各生育期土壤有效积温。免耕较传统翻耕提高了玉米拔节前土壤贮水量,降低了拔节至吐丝期耗水量,而传统翻耕较免耕提高了玉米各生育期土壤温度及有效积温。秸秆还田条件下玉米籽粒产量、水分利用效率及积温生产效率较秸秆不还田分别提高20.3%、23.6%和23.2%。传统翻耕的玉米籽粒产量、水分利用效率及积温生产效率较免耕分别提高20.8%、22.6%和12.3%。传统翻耕结合秸秆还田降低了玉米拔节前、吐丝至成熟期的耗水量,提高了各生育期土壤温度与有效积温。传统翻耕结合秸秆还田的玉米籽粒产量、水分利用效率及积温生产效率较其他处理分别提高20.3%～37.9%、22.0%～40.5%和7.0%～32.4%。因此,传统翻耕结合秸秆还田是绿洲灌区玉米高产、农田水热资源高效利用的理想耕作措施。     

温度变化对陇东地区玉米不同器官 生长率和产量的影响

为探讨玉米不同发育期间温度因子对玉米各器官生长率和产量的影响,利用统计分析方法对西峰农业气象试验站观测的玉米生长率和产量资料与温度因子进行分析。结果表明,叶、叶鞘和茎生长率曲线随发育期呈二次函数关系,抽雄期前后生长率达最大值;穗生长率曲线以0.434 g/(m~2·d)随发育期呈直线递增。七叶期叶生长率与气候产量呈负相关关系,拔节期叶、乳熟期叶和叶鞘生长率与气候产量呈正相关关系,拔节期茎生长率、乳熟期穗生长率与气候产量呈正相关关系,相关性均达到显著水平。不同发育期间温度因子对各器官生长率贡献不同。出苗期—三叶期温度因子与七叶期叶、叶鞘生长率呈正相关关系,与拔节期叶鞘生长率呈负相关关系,三叶期—七叶期温度因子与乳熟期叶生长率和拔节期茎生长率呈负相关关系,拔节期—抽雄期温度因子与乳熟期茎生长率呈负相关关系,七叶期—拔节期平均气温与成熟期穗生长率呈正相关关系,抽雄期—乳熟期平均最低气温与乳熟期穗生长率呈正相关关系,抽雄期—乳熟期平均最高、最低气温与成熟期穗生长率呈负相关关系,相关性均达到显著水平。不同发育期温度因子与气候产量呈负相关关系,拔节期—抽雄期平均气温、最高气温与气候产量在0.01水平上显著相关。影响玉米气候产量的主要因子是玉米各器官生长率及拔节至抽雄期平均气温和最高气温,因此,选择生长率和拔节期至抽雄期温度因子建立气候产量预测模型。     

播期对不同熟期玉米品种生长特性和产量的影响

以3个不同熟期玉米品种为试验材料,设6个不同播期处理,研究广西桂北玉米生态区春季不同播期对不同熟期玉米品种生长特性及产量的影响。结果表明,春玉米全生育期随着播期推迟而缩短,生育期缩短时间主要体现在出苗至抽雄的营养生长阶段,其次为抽雄至成熟阶段。随着播期推迟,玉米的株高、穗位高、穗长、穗粗大致呈现低—高—低的变化趋势。6个不同播期处理中,3月8、15、22、29日播种处理各玉米品种表现较好、产量较高。因此,桂北地区春玉米的适宜播种期为3月中旬至下旬。     

沃特和PAM对土壤水分及玉米生长的影响

    为了鉴别沃特保水剂的施用效果及确立合理的施用量,在陕北黄土丘陵沟壑区,采用田间试验方法,开展沟施不同用量沃特及PAM对土壤水分和玉米生长的影响研究.结果表明,玉米生育期间10～20 cm土层和40～50 cm土层土壤贮水量均随沃特、PAM施用量的增大而提高.玉米三叶期0～50 cm土层、拔节期0～100 cm土层、抽穗-吐丝期0～150 cm土层、成熟期0～200 cm土层土壤贮水量均显著高于对照,且随沃特、PAM施用量的增大而提高.玉米叶片光合速率、茎叶生物量、根系生物量、果穗生物量、茎杆粗度、籽粒产量、千粒重均随沃特、PAM施用量的增加而提高.从播种到成熟期,玉米耗水量减少,水分利用效率、水分产出率极显著提高.相同施用量沃特、PAM的土壤贮水量和玉米生物量、产量无显著差异.在陕北黄土丘陵沟壑区,沃特、PAM在玉米生产中沟施应以45 kg·hm-2左右为宜.     

秸秆覆盖夏玉米不同生育期耗水特性及水分利用效率研究

采用3种秸秆覆盖量(0、0.6、1.2 kg/m2),研究其对雨养条件下夏玉米田不同深度土壤体积含水量和玉米不同生育期耗水量、水分利用效率(WUE)的影响。结果表明,秸秆覆盖可显著提高玉米抽雄吐丝期0~60 cm土层的土壤体积含水量,但灌浆成熟期,0~60 cm土层,各覆盖处理的土壤体积含水量与对照差异不大,60~120 cm土层,C1.2处理的土壤含水量最大,C0.6次之,对照最低。秸秆覆盖可减少玉米苗期耗水量,增加抽雄吐丝期耗水量,拔节和灌浆成熟期耗水量差异不明显,覆盖后玉米的总耗水量无差异。在耗水量相同情况下,覆盖处理提高了夏玉米的水分利用效率,表现增产。     

西南山地玉米高效节水灌溉技术研究

[目的]探求适合西南山地地区的的玉米节水灌溉制度。[方法]在玉米各个生育期设计不同的土壤含水率上下限值,通过测坑试验测量玉米在不同水分处理下的灌溉定额及水分生产率。[结果]玉米的需水敏感期为抽雄期,在抽雄灌浆期保持较高的水分可以提高玉米的产量。玉米的产量和灌水量呈明显的二次抛物线关系,当耗水量小于某一临界值时,产量会随着水量的增加而增加,但当超过最大之后,产量反而会随着水量的增加而减少。[结论]该研究可为农田水资源的高效利用提供理论依据。     

玉米产量对倒伏的响应

明确倒伏对玉米产量的影响规律,可为评估倒伏造成的玉米产量损失提供依据。基于田间控制试验,对玉米进行拔节期、抽雄期和乳熟期倒伏3个处理,采用方差分析等数理统计分析方法研究玉米产量对不同时期倒伏的响应。结果表明:不同时期倒伏均导致玉米百粒重及单产极显著降低;不同时期倒伏对米的百粒重及单产的影响具有极显著差异;抽雄期倒伏对百粒重及单产影响最大,拔节期影响最小。     

黄土高原春玉米田不同耕作处理土壤酶活性的变化

【目的】研究黄土高原一年一熟春玉米区不同耕作处理对农田土壤酶活性的影响。【方法】以春玉米品种"沈玉17"为供试作物,采取保护性耕作(NT)、传统耕作+秸秆还田(TS)和传统耕作(CT)3种耕作模式栽培。第2年,分别于播种前(04-17)、拔节期(06-03)、抽雄期(07-16)和成熟期(09-15)用土钻取0～20cm土样,测其过氧化氢酶、脲酶、碱性磷酸酶、多酚氧化酶、蔗糖酶和纤维素酶活性,探索不同保护性耕作方式下土壤酶活性的动态变化规律。【结果】NT条件下,土壤过氧化氢酶和碱性磷酸酶活性均呈先上升后下降的变化趋势。TS条件下,土壤多酚氧化酶活性表现为先下降后上升的趋势,但上升时期出现较晚;土壤蔗糖酶活性表现为先上升后下降的变化趋势,在抽雄期最高;土壤纤维素酶活性在拔节期显著高于NT和CT耕作模式。3种耕作模式下,土壤脲酶活性均呈先升高后下降的趋势。可能由于受土壤水热状况和通气等因素影响,不同处理条件下不同土壤酶活性最高值出现的时期不同。【结论】保护性耕作有提高土壤酶活性的趋势。     

不同淹水时期与历时对夏玉米的影响

正连续3年在夏玉米的苗期、拔节期、抽雄吐丝期和灌浆期分别设置不同的淹水天数(2、4、6、8、10天),分析了淹水时期与历时对夏玉米生长发育及产量性状的影响。研究结果表明,拔节期淹水对玉米的株高和茎粗影响最大,其次是苗期,且随着淹水历时的增加呈降低趋势,苗期淹水前期虽影响较大,但涝渍解除后经过补偿,影响有所减小。抽雄吐丝期淹水前期对株高和茎粗有影响,但涝渍解除后经过补偿影响已不显著。当苗期、拔节期和抽雄吐丝期     

夏玉米土壤水分布及水分利用效率对密度和行株距配置的响应

为研究河北省中南部平原土壤水分布及水分利用效率对不同密度和行株距配置的响应机制,为该地区玉米合理种植提供参考依据.以郑单958为材料,在密度D1(6.75万株/hm2,常规密度)和D2(8.25万株/hm2)条件下,设置3个行株距配置,分别为H1(60 cm等行距,常规行距)、H2(80 cm+40 cm大小行)和H3(38 cm或34.5 cm匀播,行距与株距相等),共D1H1(当地常规种植)、D1H2、D1H3、D2H1、D2H2、D2H36个处理,对各关键生育期的土壤体积含水量动态分布、有效贮水量的变化、阶段性耗水量及水分利用效率进行分析.结果表明:各处理土壤体积含水量随着剖面的加深而提高,D2H1在灌浆中期和成熟期0～200 cm具有最高土壤有效贮水量;各处理阶段性耗水量均为拔节期—抽雄期最高,其次是抽雄期-灌浆中期;D2 H 1处理在全生育期耗水量最低,成熟期实际产量达9612.86 kg/hm2,最高水分利用效率30.49 kg/(hm2·mm).因此,从经济效益和生态效益来看,在等行距种植基础上,可将密度提高至8.25万株/hm2.     

夏玉米耗水量预报模型的研究

在上隔天雨、下隔地下水的测坑内研究夏玉米耗水规律。结果表明 ,苗期夏玉米耗水量与土层含水百分率呈正相关 ;拔节抽雄期夏玉米耗水量与玉米叶面积系数呈正相关 ;灌浆期夏玉米耗水量与玉米叶面积系数呈指数关系     

徽成盆地玉米生育期气候变化影响分析

对1983—2012年徽成盆地玉米生育与光热水变化的关系进行了分析。结果表明,21世纪以来,气候因素对玉米产量的影响显著提高,其中,玉米播种期和其他生育期提前,播种—出苗、拔节—乳熟期时间缩短,七叶—拔节期时间延长;玉米全生育期降水减少,播种—抽雄期雨量呈明显减少趋势,抽雄—成熟期呈增多趋势,春季第1场好雨(日雨量≥10 mm)时间推迟,春旱几率增加;全生育期气温升高,播种—拔节期气温趋降,拔节—成熟期趋升;积温增加趋势显著,其中,播种—出苗期略减,抽雄—乳熟期减少,出苗—拔节和乳熟—成熟期增加明显,21世纪以来呈增加趋势;光照略增,其中,出苗—抽雄期趋增,抽雄—乳熟期趋降,其他发育期变化小;随时间变化,玉米产量呈增加趋势,21世纪以来增产明显;玉米生育期降水量与产量呈正相关;气温与产量在1991—2000年呈正相关,21世纪以来呈负相关;日照时数和积温与产量在1983—1990年呈正相关,1991—2012年转为负相关。     

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%。     

转 Bt 基因玉米对土壤养分含量的影响

试验以转 Bt 基因玉米丹 BT01为研究对象,研究了在大田种植条件下转 Bt 基因玉米对苗期、拔节期、大喇叭口期、抽雄期、灌浆期和成熟期土壤养分含量的影响。结果表明,转 Bt 基因玉米抽雄期和成熟期土壤有机质含量,灌浆期全磷含量,大喇叭口期和成熟期缓效钾含量显著高于非转基因玉米,其余生育时期与非转基因玉米的土壤有机质、全氮、全磷和缓效钾含量无显著差异。转 Bt 基因玉米土壤水解氮含量在大喇叭口期显著高于非转基因玉米,在抽雄期和灌浆期显著低于非转基因玉米;硝态氮含量则在拔节期和抽雄期显著低于非转基因玉米,在成熟期却显著升高;土壤铵态氮含量在大喇叭口期和抽雄期显著低于非转基因玉米。从拔节期开始,除了灌浆期的速效磷含量,非转基因玉米的速效磷和速效钾含量显著高于转 Bt 基因玉米。     

不同栽培因素对玉米生育期土壤水分及籽粒产量的影响

采用大田试验,对比分析了不同栽培因素(品种、密度、氮肥、覆膜、补灌)对玉米生育期内土壤水分及产量的影响。结果表明,适量高密度的栽培方式减少了土壤表层水分的散失;耕地覆膜处理可以有效地改善作物生长的水分条件,玉米籽粒灌浆期耗水量最大,土壤含水量相对其他时期较低;玉米整个生育期土壤水分含量均有下渗的现象,深土层的土壤水分含量较高;适量高密度种植富友9号玉米,并且配施适量的氮肥,有利于玉米产量的提高。     

高密度栽培条件下磷肥用量对滴灌玉米干物质积累和产量的影响

【目的】研究不同磷肥用量对高密度栽培条件下玉米产量、各生育阶段干物质积累与分配的影响。【方法】采用裂区实验设计,测量P_2O_5不同用量下玉米干物质和产量,对滴灌玉米在高密度栽培条件下产量与最佳施磷量之间的关系进行了探索。【结果】随着磷肥用量的增加,玉米产量、茎粗呈抛物线变化趋势。随着玉米生育进程的推进,各处理玉米干物质积累量均随生长发育进程而增加,拔节期到大喇叭口期积累缓慢,从大喇叭口期开始迅速增长。各个生育时期施磷量187.5 kg/hm~2处理的叶面积指数、叶片SPAD值最大,拔节期、大喇叭口期、抽雄吐丝期施磷量187.5 kg/hm~2处理的叶面积指数均显著高于其他处理。随着施磷量的增加玉米的株高增加,二者符合指数函数。【结论】研究区理论施磷量为213.8 kg/hm~2,可获得的最高产量为16021.61 kg/hm~2。     

不同覆膜方式对玉米产量和水分利用效率的影响

干旱缺水影响玉米产量,提高燕山丘陵区春玉米子粒产量及水分利用效率具有重要意义。覆膜可减少土壤水分蒸发、改善水分条件。于2017—2018年开展玉米田间试验,设置不覆膜（CK）、行上覆膜、行间覆膜和全膜双垄沟播4个处理,测定土壤含水率、玉米生育期、土壤容重、玉米产量及产量影响因素,计算土壤贮水量、耗水量和水分利用效率。结果表明,各处理间0～20 cm和20～40 cm土层土壤含水率变化趋势一致,最高均为全膜双垄沟播处理。全膜双垄沟播的玉米子粒产量和穗长、穗粗、穗粒数和千粒重等产量构成因素最高。全膜双垄沟播种植模式可延长玉米生育期,提高水分利用效率,显著增加玉米子粒产量,适宜在干旱少雨地区应用。     

注灌施肥对全膜双垄沟播玉米产量及土壤水分的影响

在榆中县旱作区全膜双垄沟播栽培下,观察了不同注灌施肥处理对玉米产量及土壤水分含量的影响。结果表明,不同水肥条件对玉米产量均有一定的影响。基施N 180.00 kg/hm2、P2O5120.00 kg/hm2、ZnSO47.50 kg/hm2、K2O 30.00 kg/hm2,拔节期和大喇叭口期各注水30 m3/hm2处理下玉米折合产量最高,为14157.6 kg/hm2。玉米抽雄期0～60 cm土层含水量各处理变化趋势相同,均表现为0～20 cm土层含水量较高,20～60 cm土层含水量相对较低,且相互间无明显差异。注水对水分利用效率的影响不显著。     

水肥耦合对土壤水分及制种玉米产量的影响

针对甘肃河西干旱灌区水资源不足和高产农田长期存在施肥量过高和水资源利用率低下的现状,以河西走廊干旱灌区大面积种植的制种玉米为对象,研究不同水肥处理对各生育期土壤水分、水肥利用效率和产量等方面的影响。结果表明,制种玉米在主要生育期耗水量以灌浆-成熟期最高,当灌水量增加时,作物耗水量随之增加,而水分利用效率逐渐降低,在相同灌水水平下,水分利用效率随着施氮量的增加而增加。耗水强度在整个生育期表现出先增后减的趋势,在抽穗-灌浆期耗水强度最大。根据制种玉米的耗水规律,确定了适宜的灌水时期,分别为拔节期、大喇叭口期、抽雄吐丝期、灌浆中后期。在相同的施氮水平下,制种玉米的产量随着的灌水量的增加而增大。在相同灌水水平下,高水高氮处理下制种玉米的产量反而低于高水中氮处理下产量。