底墒和磷肥对旱地小麦籽粒灌浆特性及产量的影响

为分析黄土高原旱地小麦灌浆过程与水分消耗的关系,及其产量对底墒和磷肥的响应情况,在山西省南部设3个播前0～100cm土壤底墒水平W1(248mm)、W2(233mm)、W3(205mm)和两个施磷量P1(75kg·hm~(-2))、P2(180 kg·hm~(-2)),调查不同处理下小麦总耗水、土壤水消耗、各生育阶段耗水、产量及其构成因素、灌浆过程的变化。结果表明,随着底墒水平提高小麦返青—拔节和拔节—开花阶段耗水、生育期总耗水、土壤水消耗及其占总耗水比例、产量、穗数、千粒重显著增加,且较W3,W1和W2产量分别显著高14.89%和8.66%。随磷肥增加播种—拔节耗水显著减少,而拔节—开花耗水、产量、千粒重显著增加。底墒和磷肥互作对小麦总耗水、土壤水消耗、播种—返青阶段耗水、拔节—成熟阶段耗水、千粒重有显著影响。通过小麦灌浆方程得,快增期持续时间随底墒的增加而增加、渐增期和快增期持续时间随磷肥的增加而增加、缓增期籽粒增加量及持续时间变异系数达25%。通过小麦水(磷)肥方程得,当0～100 cm底墒为253 mm时获得高产,且同底墒下产量随磷肥增加而提高。可见,旱地小麦拔节—开花阶段耗水对底墒和磷肥敏感,灌浆过程中的快增期持续时间对底墒和磷肥响应较好,缓增期变异对籽粒粒重影响较大。     

底墒差异对夏玉米耗水特性及产量的影响

该试验在中国科学院地理所禹城综合试验站进行，研究了底墒差异对夏玉米耗水特性及产量的影响。得出土壤体积含水率随深度的增加而逐渐趋向稳定，但底墒影响各层的水分含量和夏玉米的耗水深度。若夏玉米生育期间不进行补充灌溉且含水率小于27%时，夏玉米的主要供水层在60～90 cm范围内，冬小麦生育期间不灌水的夏玉米开始利用深层水，底墒相对充足的夏玉米利用的深度可达1.1 m土深。在冬小麦生育期间灌两水(120 mm)条件下，对夏玉米进行补充灌溉可显著提高产量，但在冬小麦生育期间灌一水(60 mm)条件下再进行补充灌溉，其增产作用不及充足的底墒水。冬小麦在抽穗和灌浆期灌溉120 mm，夏玉米生育期间灌水150 mm的处理夏玉米产量达7466.58 kg/hm²。冬小麦在拔节—抽穗—灌浆期灌溉，夏玉米整个生育期都不灌溉的处理水分利用效率(WUE)为33.34 kg/(hm²·mm)。     

底墒和磷肥对渭北旱塬冬小麦产量与水肥利用的影响

在陕西杨凌渭北旱塬进行5年定位试验,在施N160kg/hm2的基础上,设施P2O5 0、50、100、150 kg/hm2 4个施磷水平,结合5年降水情况,分析了播前底墒、施磷对旱地冬小麦产量及水肥利用的影响。结果表明,夏季7～9月的降水是决定渭北旱塬小麦播前底墒的关键因素,两者呈线性相关夏季每增加1 mm降水,土壤贮水增加0.5mm。要保持这一地区小麦稳产或高产,底墒应保持550 mm左右,夏季降水应有380 mm左右。夏季降水充足的年份,施磷量增加造成的下季小麦播前底墒下降不明显;降水偏少的（350mm）的年份,合理施磷能够促进小麦生长,导致生育期内对土壤水分消耗较多,降低土壤含水量,使前季小麦每增施磷50 kg/hm2,下季小麦播前底墒减少9～12 mm。除底墒外,关键生育期的充足降水也是保证旱地小麦产量重要因素,每毫米播前底墒能形成9.0～9.9 kg/hm2、生育期降水形成28.6～33.3 kg/hm2小麦子粒产量。施磷水平决定了作物生物量、产量高低;底墒决定了水分和磷肥利用的程度或水平,同时水分也制约着作物累积的干物质向收获器官（子粒）转移的多少或比例。在底墒充足的年份,较低的施磷量,就可实现较高的产量和水肥利用效率;底墒较差的年份,则要求较高的磷肥投入量。     

旱地地膜冬小麦播前底墒对产量效应的研究

多年定位试验与人工创造播前底墒研究结果表明,旱地地膜冬小麦产量与播前底墒有显著相关性,随底墒的提高,地膜冬小麦籽粒平均增产40.8％,蒸腾速率、光合速率增加,叶面积指数增大,提高夏休闲期土壤蓄水效率。     

黄土塬区高底墒条件下养分差别对冬小麦产量的影响

为研究底墒与施肥组合处理对冬小麦产量的影响,在黄土塬区王东沟小流域塬面农田开展田间试验。3个底墒水平土壤含水量比较高,其2 m土层相对含水量分别为72%,82%,94%;试验年份冬小麦生育期降水301 mm,超过多年平均值的39%。试验结果表明:不施肥时,产量因底墒不同差别较大,且底墒过高会造成产量与收获指数的下降,而施肥后冬小麦产量均显著提升,但底墒不同所致产量的差别减小;施肥可显著增加冬小麦穗数、穗粒数、千粒重、株高,提高水分利用效率与降水利用效率,耗水量虽有增加,但产量提高的程度更大;在试验年份的降水条件下,高底墒会造成土壤水分的深层渗漏,下渗深度可超过5 m。     

旱农区水磷耦合效应对春小麦产量和水分利用效率的影响

1997年在我国典型干旱半干旱甘肃定西地区,研究了水分和磷素处理对春小麦生长和水分利用影响,结果表明:春小麦产量和水分利用效率与有限灌溉和施磷之间有密切的关系,尤其是水分的作用最为关键,播前土壤极其干旱条件下,浇灌底墒水而整个生育期不浇水,可促进作物对土壤水分的充分利用,比对照(不浇水)土壤水分利用提高了241.96%,产量是对照的2.76倍,水分利用效率(以籽粒为准)提高了35.62%。在不同水分条件下,磷素对产量和水分利用效率提高呈现正效应,在浇水情况下,施磷比不施磷产量和水分利用效率分别提高8.64%、14.37%,不浇水情况下,施磷比不施磷产量和水分利用效率分别提高29.79%、4.77%。     

不同灌溉措施对黄淮海地区冬小麦水氮利用及产量和品质的影响

通过设置不同灌溉处理来研究灌溉次数和时期对黄淮海地区冬小麦产量、籽粒品质和水氮利用的影响。结果表明:浇足底墒基础上拔节期灌一水不仅可获得较高的产量并提高水氮利用效率,减低硝态氮淋失风险,而且可获得较好的物理品质(硬度指数、容重)和蛋白质品质(粗蛋白、湿面筋和沉淀值)及最优的粉质仪质量指数、拉伸仪参数和降落数值。在此基础上增加冻水、开花水、灌浆水等处理的产量增加不显著,各项品质指标没有明显改善,水分利用效率降低,而且显著增加硝态氮淋失风险;因而黄淮海地区最优的节水灌溉模式是浇足底墒基础上拔节至挑旗期灌溉一水。     

黄土高原地区农田水氮效应

通过在永寿和杨凌的田间试验,研究了黄土高原地区农田的水氮效应。结果表明,模拟试验得到的水肥效应结果与实际情况相差较大。田间试验研究表明,肥料的增产作用大于灌水;在现有的水资源条件下,提高氮肥供应水平是黄土高原地区大部分农田作物增产的主要途径。加强夏闲期降水的蓄积、提高土壤底墒是冬麦区作物高产的重要条件;作物生育期间的灌水关键期与土壤底墒、作物生育期降水量和降水的时间分布等因素有关。在现有的水肥条件下,冬小麦和夏玉米有较大的增产潜力。     

太行山前平原区小麦玉米农艺节水技术集成模式综合评价

太行山前平原区小麦玉米农艺节水是解决当地水资源危机和地下水严重超采的重要途径。在前期以华北山前平原高产区作为重点研究区形成的种植节水品种、秸秆覆盖、调亏灌溉、生育期优化及株行距优化等小麦玉米农艺节水技术的基础上, 集成了常规模式(底墒水+拔节水+开花水)、综合节水模式(拔节水+开花水)、模式A(拔节水)和模式B(底墒水)等4 种小麦玉米农艺节水模式。本研究利用熵权综合评价法对4 种节水模式从生产效益、社会经济效益和生态效益方面进行技术经济评价。结果表明: 小麦玉米4 种节水模式的得分排序为综合节水模式＞模式A＞模式B＞对照(常规模式), 因此小麦玉米综合节水模式综合效益最优。从4种节水模式的投入产出看, 综合节水模式肥料投入最低, 投入产出比、纯收益、水分利用效率和水分经济利用效率最高。小麦玉米节水是未来发展的方向, 应该进一步提高农户农业节水意识, 利用多种手段, 促进农户采用小麦玉米节水技术优化模式。     

施肥对旱地冬小麦水分利用效率的影响

据陕西省长武县旱源冬小麦肥料实验资料,分析了冬小麦的水肥与产量关系。结果表明,作物耗水量,水分复铉氏墒复率一产量关系密切;施肥方式、种类和数量均直接影响水分利用和底墒利用率;注重肥料配合施用,适当施有机肥、Ｎ肥和Ｐ２Ｏ５能明显改善水分利用效率和底墒利用率。Ｎ、Ｐ２Ｏ５比例对土壤水分利用表明,Ｎ肥有利于提高水分利用效率,Ｐ２Ｏ５则有利于提高底墒利用率和增加对土壤深层水的利用。     

施肥对旱地冬小麦水分利用效率的影响

据陕西省长武县旱塬冬小麦肥料实验资料,分析了冬小麦的水肥与产量关系。结果表明,作物耗水量、水分利用效率、底墒利用率与产量关系密切;施肥方式、种类和数量均直接影响水分利用效率和底墒利用率;注重肥料配合施用,适当增施有机肥、N肥和P₂O₅能明显改善水分利用效率和底墒利用率。N、P₂O₅比例对土壤水分利用表明,N肥有利于提高水分利用效率,P₂O₅则有利于提高底墒利用率和增加对土壤深层水的利用.     

灌水量和时期对高产小麦氮素积累、分配和转运及土壤硝态氮含量的影响

在每公顷产9000 kg小麦的高产条件下,以济麦22为试验材料,设置全生育期不灌水（W0）、底墒水（W1）、底墒水+拔节水（W2）、底墒水+拔节水+开花水(W3)、底墒水+开花水 (W4) 5个灌溉处理,每次灌水60 mm,研究了灌水量和时期对高产小麦氮素积累、分配和转运及土壤硝态氮含量的影响。结果表明:1）与不灌水处理（W0）相比较,灌水处理显著增加了小麦植株氮素积累量、子粒氮素积累量和开花后营养器官氮素向子粒的转移量;随着灌水量的增加,成熟期小麦植株氮素积累量、开花后营养器官积累的氮素向小麦子粒转移量和转移率均呈现先增加后降低的趋势,以W2处理最高。2）随着小麦生育进程的推进,0—200 cm土层土壤硝态氮含量先降低后回升再降低,在拔节期最低。成熟期,W0处理0—40 cm土层的土壤硝态氮含量显著高于灌水处理;随灌水量的增加,100—160 cm土层土壤硝态氮含量增加,W2处理显著低于W3和W4处理;160—200 cm土层的土壤硝态氮含量无显著差异。3）随灌水量的增加,氮素吸收效率、氮素收获指数和氮肥生产效率先增加后降低,W2处理最高;而氮素利用效率则呈逐渐降低趋势,其中W0处理的氮素利用效率显著高于其他处理,W2、W3、W4处理间无显著差异。在本试验条件下,综合考虑氮素利用、子粒产量和土壤中硝态氮的淋溶,底墒水和拔节水各灌60 mm的W2为最佳处理,可供生产中参考。     

基于小麦模型算法集成平台的三种水分胁迫算法比较

准确模拟水分胁迫并揭示其对作物生长发育过程的影响,是作物模型应用于田间研究和干旱影响评估的关键。该研究将3种主流水分胁迫算法整合到一个标准平台中,组成土壤含水率模型(average Soil Water Content,SWC)、土壤水分供需比模型(Water Supply to Demand ratio,WS/WD)和相对蒸腾模型(Actual to Potential Transpiration ratio,AT/PT)共3种水分胁迫模拟模型。利用河北吴桥2017—2019年冬小麦水分试验田间观测数据结合2008—2009和2013—2016年水分试验文献资料对模型平台进行参数校准与验证。结果表明,3种模型的模拟结果与实测值均吻合良好,地上部生物量、土壤含水率和产量的归一化均方根误差(Normalized Root Mean Squared Error,NRMSE)分别为14.0%～16.5%、5.1%～8.8%和5.4%～7.7%。3种水分胁迫模型模拟的生长季水分亏缺出现的时间和严重程度不同,但模拟的水分胁迫因子年际间变化一致。雨养条件下,生长季降水量分别决定了SWC、WS/WD和AT/PT模型模拟的年际间水分胁迫因子变异的56%、56%和39%。灌水对产量具有促进作用,但灌水量增加会导致灌水利用效率下降。SWC、WS/WD和AT/PT模型模拟枯水年灌四水(底墒水+起身水+孕穗水+开花水)处理的产量较不灌水分别高163%、132%和92%,灌四水处理的灌水利用效率较灌一水(底墒水)处理分别低26.8%、12.3%和40.0%。在吴桥县冬小麦水分管理决策中,WS/WD模型最优,SWC模型次之,AP/TP模型较差。研究结果可为提升作物模型在冬小麦干旱影响评估和水分管理方面的可信度提供参考。     

基于CERES-Maize模型春玉米水分优化管理决策

在完成DSSAT(4.0.1.0)中CERES-Maize模型参数的校正和验证之后,利用30年(1976-2005年)的气象资料针对北京地区的春玉米生产进行模拟.结果表明,在充分灌溉的条件下,春玉米4月底播种多年平均产量为11.5 t/hm2,当播期推迟至5月底时产量平均提高了4.1%.推迟播期后,春玉米生育期内降雨分布更加均匀,4月底播期的推荐灌溉量多年平均为150 mm,推迟播期后推荐灌溉量减少了50 mm,水分利用率提高了14.9%,在仅灌底墒水及雨养条件下,推迟播期后WUE则分别提高了25.4%和35.6%.5月底播种时,仅灌底墒水在67%的年份里产量达到充分灌溉的水平,即使在雨养条件下仍在50%的年份里和自动灌溉持平.     

兰州市北山无灌溉区植被恢复效益初步研究

在陇东半湿润易旱地区,通过大田试验,研究了限量补充灌溉及套作对冬小麦、玉米产量和水分利用效率(WUE)的影响,探讨了冬小麦套作玉米、单作冬小麦和单作玉米地土壤水分的时空动态及利用特性.结果表明,套作可显著提高冬小麦和玉米的产量和水分利用效率,套作耗水量较相应单作耗水量的加权平均增加了5.7%～7.3%,产量提高了52.8%～50.6%;限量补灌对套作和单作小麦的增产作用显著,对单作玉米的WUE也具有显著的提高作用,但对单作小麦和套作WUE的影响不显著;冬小麦套作玉米对水分利用的互补作用主要发生在冬小麦收获后,主要通过利用冬小麦带和深层水分提高利用效率,套作是既可提高旱农区当季降水利用率又可保留适宜底墒水平的高效种植模式.     

王东沟试区特别干旱年冬小麦减产原因浅析

１９９２年度小麦蓄墒期降水量仅１００．０ｍｍ，为有气象记录（１９５７年）以来的３９里最低记录值，是该年度小麦严重受旱并大度减产的主要原因，日均气温偏高、空气相对温度较低、土壤供不少、底墒不足且利用不充分，加剧了干旱的程度，低水分生产效率加大了减产的幅度。与１９９２年水平相当的１９９５年度小麦蓄墒期降水量（１１６．２ｍｍ）使得底墒量成为有试验资料（１９８５年）以来的１０年里最低记录值，３９年来次最水     

渭北地区冬小麦的有限灌溉与水分利用研究

采用越冬前、拔节、抽穗和灌浆4个灌水时期和每次60与120mm两个灌水量的组合设计,在大田条件下对冬小麦的灌水量与耗水量、产量、水分利用效率(WUE)以及灌水效率(IUE)和有限灌溉的下限与适宜的灌水时期进行了小区试验研究,并建立了冬小麦产量与耗水以及WUE与耗水的回归数学模型.试验结果表明,冬小麦在渭北地区的耗水量与产量和WUE之间均呈现非线性关系;满足最大产量时所需的补充灌水量约为180～220mm;满足WUE最大时的补充灌水量为60～80mm.研究结果还显示,在底墒良好的条件下,拔节期60mm的有限     

灌溉条件下秸秆覆盖麦田耗水特性研究

试验于2 0 0 2 2 0 0 3年在中科院禹城综合试验站完成,研究了秸秆覆盖和灌溉对冬小麦农田耗水特性的影响,结果表明:秸秆覆盖能够增强灌溉水的入渗能力。随着灌溉量的增加,秸秆覆盖减少深层底墒水(SMBS)的消耗。灌溉显著增加冬小麦的耗水强度,返青后,覆盖处理冬小麦的耗水强度大于不覆盖处理。在播种到返青期间,覆盖比不覆盖处理平均少蒸散5 2 2 5mm。返青后,覆盖处理的阶段耗水量大于不覆盖处理,但覆盖与不覆盖处理间的总耗水量差异不大     

有限供水对夏玉米根系生长及底墒利用影响的研究

设计5种不同供水处理进行对夏玉米根系生长和底墒利用的影响试验。结果表明,有限供水对夏玉米根长的影响效应比根生物量显著,有限供水能促使夏玉米更多地利用土壤底墒,供水少,底墒利用率高,凸现出夏玉米对土壤缺水干旱的生理性适应机制和抗旱生态反应。5种供水处理以供水151．3mm,耗水190．1mm的夏玉米产量收获指数和水分利用效率最高。改变高水高产的传统耕作观念,推行有限供水,生育期内合理调配灌水量,提高水分利用效率,发挥土壤水库的调节作用,达到稳产又节水的生态农业目的。     

微咸水造墒对油葵生长及土壤盐分分布的影响

为了研究微咸水造墒对油葵生长及土壤盐分分布状况的影响,采用盆栽试验与田间小区试验相结合的方式,将底墒水矿化度划分为5个级别,分别为淡水（＜2 g/L）、3、4、5、6 g/L。结果表明：不同矿化度的微咸水造墒对油葵的出苗率及出苗时间有着不同程度的抑制作用;当底墒水矿化度相同时,与盆栽相比较,小区各处理的出苗率较低,出苗时间较长;利用3 g/L的微咸水造墒对油葵的生长非但不会造成抑制,反而还有一定的促进作用,使其株高、叶面积指数、根冠比等参数均大于淡水处理;3 g/L处理盘粒数、百粒重均超过淡水处理,空壳率降低19.7%,增产8.1%,4 、5、6 g/L处理与淡水处理相比分别减产7.0%、14.8%、23.9%;生育期结束时,淡水及各微咸水处理0～20 cm土层土壤平均含盐量均达到底墒水前的初始值附近,无显著的脱盐与积盐现象;20～40 cm及40～120 cm土层土壤均处于不同程度的积盐状态,随着底墒水矿化度的增大,积盐程度逐渐增大,且土层越深积盐量越大。