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     

有限供水条件下谷子和春小麦的耗水特性

就有限供水条件下谷子、春小麦的耗水特性进行了分析,结果表明:有限供水明显提高了谷子、春小麦的产量,少量水增产的原因不仅在于灌水本身,还在于灌水促进了作物特别是根系的向下生长,从而增加了作物对土壤深层储水的利用程度,有限水分起到了“以水调水”的作用,拔节期供水的作用特别明显.拔节期是谷子、春小麦有限供水的最佳时期.     

半干旱黄土丘陵区春小麦生长的水分生态效应

在半干旱黄土丘陵区充足施肥条件下,灌水能使春小麦产量提高30%-90%.籽实产量与生殖生长期干物质积累呈正相关与营养生长期干物质积累呈负相关.综合考虑作物-气候-土壤条件,为有效利用水分,在春麦需水关键的6月中旬,进行补水灌溉,有利于春麦高产,灌水量以50-100mm为宜.     

调亏灌溉对干旱环境下春小麦产量与水分利用效率的影响

试验研究调亏灌溉对干旱环境下春小麦产量与水分利用效率的影响结果表明,干旱环境下调亏灌溉春小麦拔节~孕穗后土壤水势低于未进行水分调亏的对照,且全生育期比对照多利用土壤水分14.3~66.5mm。调亏处理小麦产量、穗粒数、水分利用效率与充分供水对照间差异显著,并未因土壤水分亏缺而降低,甚至有较大幅度提高。试验条件下春小麦调亏的适宜土壤水分亏缺水平为营养生长期(拔节)重度水分亏缺(45%~50%田间持水量),其他生育期(孕穗、抽穗、灌浆期/生理成熟前)充分供水(65%~70%田间持水量),而最佳调亏灌溉定额为330~350mm。干旱环境下调亏灌溉春小麦产量和水分利用效率与全生育期耗水量间均呈二次抛物线关系。     

基于SWAP模型的春小麦咸水非充分灌溉制度优化

为探讨石羊河流域春小麦适宜的咸水非充分灌溉制度,该文利用2008年、2009年的田间试验资料对SWAP模型进行了率定和验证,并应用模型模拟了不同水文年型、不同灌水方案对土壤水盐平衡、作物产量和水分利用效率的影响。结果表明:咸水灌溉时,适宜的非充分灌溉能够提高作物产量和水分利用效率,土体盐分增加量明显降低;而咸水灌溉时最大产量及对应的灌水量随灌水矿化度的增大而降低。春小麦最优灌水方案为:1)25%降水年型(丰水年),灌水矿化度0.7、3、6 g/L的最优方案均为灌3次水,灌溉定额322 mm;2)50%降水年型(平水年),灌水矿化度0.7、3、6 g/L的最优方案均为灌3次水,灌溉定额分别为328、287、246 mm;3)75%降水年型(枯水年),灌水矿化度0.7和3 g/L的最优方案为灌4次水,灌溉定额分别为440和396 mm,灌水矿化度6g/L对应的最优方案为灌3次水,灌溉定额352mm。该文提出的灌溉方案对于该地区咸水资源的高效利用具有一定的指导意义。     

利用雨水对半干旱地区覆膜春小麦有限灌溉的研究

在宁夏南部山区对春小麦集雨补充灌溉研究表明,春小麦全生育期覆膜栽培能有效地抑制土壤蒸发,大幅度增加产量,提高水分利用率。在覆膜春小麦拨节期灌水30mm产量可增加371.1kg/hm²,水分利用率提高11.2%,拨节期是地膜春小麦集雨节灌最佳补水时期。地膜春小麦拨节期1次供水30、60、90和120mm,与不灌水相比,小麦籽粒产量均有大幅度增加,增幅分别为23.4%、68.7%、105.5%和98.3%。分析认为,覆膜春小麦1次补灌水量以60mm为宜     

根系分区交替灌溉对温室甜椒不同灌水下限的响应

依据2006、2007年两年小区试验,对根系分区交替灌溉条件下温室甜椒生长、产量及水分利用效率对不同灌水下限的响应进行了研究.结果表明:占田间持水量60%的灌水下限(T3)处理甜椒叶片光合速率最大,有效地阻止无效蒸腾失水,水分利用效率最高,占田间持水量70%的灌水下限(T4)处理产量达到最高.对甜椒产量、水分利用效率与灌水下限之间的关系进行回归分析,得出30 cm内当灌水下限为田间持水量的70%左右时,甜椒鲜质量小区产量可达最大值;当灌水下限为田间持水量的65%时,甜椒水分利用效率有最大值.综合考虑节水、增产和提高水分利用效率等多种因素,根系分区交替灌溉条件下温室甜椒灌水下限应控制在65%田间持水量左右为宜.     

半干旱区春小麦高效利用有限灌水的研究

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水量为１００ｍｍ,灌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,水分利用主和灌水效果得以同步提高,作物对土壤储水和利用程度也相应增强。     

黄淮流域冬小麦按需补灌方法及其应用

为探索依据冬小麦需水进程和自然供水状况确定各关键生育时期最佳补灌水量的方法,实现高产高水分利用效率的最优补灌方案,为黄淮流域冬小麦节水高产栽培提供理论和技术支持,于2007—2015年度在播种期水肥管理一致的基础上,以生长季雨养(出苗至成熟期间无灌溉)处理为对照进行补灌试验。设置补灌时期和补灌量两个因子。选取各年度雨养处理与籽粒产量和水分利用效率均佳的最优补灌处理,通过对小麦生育期自然供水量、灌水量及籽粒产量等指标进行统计和回归分析。结果表明,在雨养条件下,籽粒产量与播种期主要供水量(0—100cm土层土壤贮水量+播种期灌水量)和各生育阶段自然降水量呈极显著回归关系,而在适时适量补灌的条件下,籽粒产量受播种期土壤供水量和生长季自然降水量的影响明显减小。冬小麦实现高产和高水分利用效率,从播种至各关键生育时期所需的适宜的累计供水量基本稳定。适时适量补充灌溉可有效弥补冬小麦各生育阶段自然供水的不足。在播种期供水适宜的条件下,出苗至拔节期和出苗至开花期的最优补灌水量与雨养籽粒产量分别呈极显著二次曲线关系和极显著负相关。同时发现冬小麦播种期0—20,0—40,0—60,20—40,20—60cm土层土壤体积含水量与0—100cm土层土壤贮水量均呈极显著线性相关,利用0—40cm土层土壤含水量预测0—100cm土层土壤贮水量是可行的。多年试验表明,黄淮流域冬小麦实现9 000~10 000kg/hm2高产和20.3~26.8kg/(hm2·mm)高水分利用效率的全生育期最佳灌水量平均为101.8 mm,变化范围为51.0~172.0 mm。2015—2016年在两试验点的实践验证表明,利用0—40cm土层土壤体积含水量预测0—100cm土层土壤贮水量,模拟值与实测值的一致性较好。采用按需补灌方法,与定额灌溉处理相比,不仅保持了原有的高产水平,而且减少灌溉水36.2~57.6mm,节约用水20.1%~32.0%,显著提高水分利用效率。     

夏玉米水肥异区交替灌溉施肥的产量与环境效应研究进展

水资源缺乏、污染严重、肥料利用率不高是我国农业和农村面临的重要且亟待解决的问题。发展节水施肥技术是解决这些问题的关键环节。交替灌溉施肥技术是在亏缺灌溉或部分根区干燥灌溉技术的基础上发展起来的一种节水施肥技术,可有效减少灌水量,提高灌水利用效率,防止灌溉过程中氮素淋失。在适宜的水氮配合条件下,还可以减少氨挥发和氧化亚氮等气态氮损失,增加作物产量。但是该技术的应用效果与环境条件、灌水定额、施肥量、种植密度等密切相关,在应用过程中应该根据环境条件进行微调。另外水肥异区交替灌溉施肥条件下,水分、养分在农田的时空分布规律,转化特征,以及植物对养分、水分吸收利用和调控机制等还有待于深入研究。     

不同水分条件下冬小麦的水分利用效率、产量和可溶性糖含量

以我国北方12个冬小麦品种(系)和美国德州3个冬小麦品种(系)为材料,在甘肃陇东黄土高原旱作和拔节期有限补灌条件下,研究了不同基因型小麦之间产量、水分利用效率(WUE)和灌浆期穗下节可溶性糖含量的差异。结果表明:不论旱作还是有限补灌,不同基因型冬小麦之间产量、WUE、穗下节可溶性糖含量均存在明显差异,随着灌浆过程的进行穗下节可溶性糖含量呈先升高后降低的变化趋势,灌浆中后期达到最大。小麦穗下节可溶性糖含量在旱作条件下高于有限补灌。在2008年9月至2009年6月生育期降雨较常年减少1/3,属于严重干旱年份,小麦灌浆初期和中期穗下节可溶性糖含量与籽粒产量和水分利用效率无明显相关性,但到灌浆中后期和后期却达到显著相关;小麦拔节期补灌100mm水分后,不同基因型小麦表现出明显的水分补偿或超补偿效应,并且灌浆期穗下节可溶性糖含量与产量、WUE均呈显著正相关,并在灌浆中后期和后期达到极显著相关。因此,旱地冬小麦灌浆中后期和后期穗下节可溶性糖含量可作为筛选高效用水品种的参考指标之一。     

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。     

Summer fallow soil management – impact on rainfed winter wheat

Summer fallow soil management is an important approach to improve soil and crop management in dryland areas. In the Loess Plateau regions, the annual precipitation is low and varies annually and seasonally, with more than 60% concentrated in the summer months from July to September, which is the summer fallow period in the winter wheat-summer fallow cropping system. With bare fallow in summer as a control, a 3-year location-fixed field experiment was conducted in the Loess Plateau to investigate the effects of wheat straw retention (SR), green manure (GM) planting, and their combination on soil water retention (WR) during summer fallow, winter wheat yield, and crop water use and nitrogen (N) uptake. The results showed that SR increased soil WR during summer fallow by 20 mm on average compared with the control over 3 experimental years but reduced the grain yield by 8% in the third year and the grain N content by 6–15% in all 3 years. In contrast, GM planting markedly reduced soil WR by 16 mm and 33 mm in the first and third year, respectively, but increased water use efficiency (WUE) by 16% in the third year and nitrate N accumulation in 0–100 cm soil at winter wheat sowing. Their combination did not significantly affect the soil WR or the soil nitrate N content in any of the 3 years, but did increase WUE by 11% in the third year and grain yield by 2.6% in the second year. In conclusion, the combination of SR and GM planting mitigated the negative effects of the individual measures, providing a feasible method for summer fallow management in the semiarid Loess Plateau in China and other similar regions.     

覆土浅埋滴灌对春小麦耗水特性及水分利用效率的影响

  目的  探索新疆伊犁河南岸灌区覆土浅埋滴灌条件下春小麦耗水规律和水分利用效率。  方法  通过对覆土（覆土深度5 cm）浅埋滴灌（4个灌溉定额水分处理:W1 = 450 mm、W2 = 360 mm、W3 = 315 mm和W4 = 270 mm）和地表滴灌（灌溉定额CK = 450 mm）的春小麦各生育期耗水量分析,研究覆土浅埋滴灌对春小麦生长阶段各土层水分动态变化、耗水特性、作物系数及水分利用效率的影响。  结果  覆土浅埋（5 cm）滴灌可以显著性提高20 ~ 40 cm土层水分含量,滴灌小麦全生长阶段0 ~ 40 cm土层水分变化率大,该土层是小麦根系吸水主要利用层,40 ~ 60 cm土层为小麦根系稳定吸水层,该土层水分波动不明显。灌水量为360 mm处理下,全生育期内覆土浅埋滴灌小麦耗水量为482.78 mm,日均耗水量为4.88 mm d?1,耗水量呈抛物线变化趋势,在拔节 ~ 抽穗阶段达到抛物线最高点;小麦全生育期各滴灌量处理耗水量存在显著差异。在滴灌小麦整个生长周期内作物系数呈初期小、中期大、后期小的变化规律,在春小麦需水关键期拔节 ~ 抽穗期作物系数达到最大值为1.5。覆土浅埋滴灌小麦W1、W2、W3和W4处理的水分利用效率分别比地表滴灌CK提高了16.47%、38.73%、36.37%和13.20%,且覆土浅埋滴灌处理显著性高于地表滴灌处理。滴灌量为360 mm的W2处理产量、水分利用效率和灌溉水利用效率均达到最优;CK处理最低,但产量除外。  结论  在本试验条件下覆土浅埋滴灌灌溉定额为360 mm为理想的高产节水滴灌处理。     

旱地小麦休闲期深翻覆盖对土壤水分及其利用效率的影响

为充分利用休闲期降水, 提高旱地麦田土壤蓄水保墒能力, 达到"伏雨春用"的目的, 本文将耕作蓄水技术与覆盖保水技术相结合, 采用大田试验研究了从前茬小麦收获后15 d或45 d进行深翻及深翻后采取渗水地膜、液态地膜覆盖对旱地小麦土壤水分及水分利用效率的影响。结果表明: 前茬小麦收获后45 d深翻较15 d深翻可显著提高小麦收获后65 d(休闲期)至316 d(孕穗期)土壤蓄水量、播前120~300 cm各土层土壤蓄水量和小麦水分利用效率。休闲期深翻覆盖可显著提高65 d(休闲期)至316 d(孕穗期)土壤蓄水量及播前0~ 300 cm各土层土壤蓄水量, 显著提高小麦水分利用效率, 且均以渗水地膜覆盖效果最好。此外, 前茬小麦收获后45 d深翻较15 d深翻可显著减小播种至拔节期60~300 cm, 拔节至开花期0~60 cm、120~240 cm, 开花至成熟期180~300 cm土壤水分减少率, 且深翻后采用渗水地膜覆盖对拔节至开花期土壤水分减少率调控效应较大。 总之, 旱地小麦休闲期等雨后深翻有利于提高土壤蓄水量与水分利用效率, 深翻后覆盖有较大的调控效应, 且采用渗水地膜覆盖效果更好。因此, 休闲期等雨后(约7月底或8月初)深翻并立即采用渗水地膜覆盖的技术是旱地麦田休闲期蓄水保墒的新途径, 且此技术可为旱地小麦高产、稳产、高效提供保障。     

灌溉频率对冬小麦产量及叶片水分利用效率的影响

为了探讨中国北方冬小麦高效节水灌溉模式,采用了3种灌溉处理:在拔节期一次灌溉120mm,在拔节期和抽穗期各灌溉60mm及在拔节期、抽穗期和灌浆期各灌溉40mm,研究了在总灌溉量为120mm的情况下,灌溉频率对冬小麦产量及叶片水分利用效率的影响.结果表明,在冬小麦的拔节期和抽穗期各灌溉60mm,显著提高乳熟期和蜡熟期旗叶...     

华北典型区域农田耗水与节水灌溉研究

本文总结了中国科学院遗传与发育生物学研究所农业资源研究中心围绕华北典型地区冬小麦-夏玉米一年两熟开展的节水灌溉研究。在位于华北中北部的中国科学院栾城农业生态系统试验站的定点试验结果显示,从1980年到2017年,在充分灌溉条件下冬小麦产量增加55.7%、夏玉米产量增加59.7%。冬小麦生育期耗水(ET)从400 mm增加到465 mm;玉米耗水年平均稳定在375 mm左右;年耗水量从777.0 mm增加到834.4 mm;满足冬小麦、夏玉米生育期耗水条件下,年灌溉需水量平均300 mm,必须减少灌溉用水和田间耗水,才能解决区域地下水超采问题。研究发现在限水灌溉条件下,冬小麦拔节期1次灌溉可显著促进作物营养生长和根系生长,利于后期土壤水分高效利用,在维持作物稳产基础上,比充分灌溉年节水165.2 mm。研究发现进一步利用小定额灌溉技术,通过增加灌水频率、缩减次灌水量,可增加有限水对作物的有效性,实现作物根系、土壤水分和养分在空间上的耦合,进一步提升有限灌溉对作物的增产作用。只考虑维持播种时良好土壤水分条件、生育期不进行灌溉的最小灌溉模式,与充分灌溉模式相比,产量减少28%,但可节约灌溉水69%,田间耗水减少43%,水分利用效率提高13%,年耗水量维持在560 mm左右。相对于减熟制节约灌溉水措施,冬小麦-夏玉米一年两季最小灌溉模式总产量高于两年3作5.5%~12.0%,年耗水量低于两年3作10%~13%,可显著消减减熟制带来的休闲期土壤蒸发损失。因此,实施冬小麦、夏玉米生育期节水灌溉,如最小灌溉、关键期灌溉,可大幅度降低灌水量和作物生育期耗水量,同时又能维持一定的生产能力,是华北实施地下水限采措施下应优先考虑的技术选择。     

不同施磷水平下灌水量对小麦水分利用特征及产量的影响

采用大田试验,设灌水和施磷2个因素,其中灌水设W0(不灌水)、W1(拔节水60mm)、W2(拔节水+开花水,每次灌水60mm)、W3(拔节水+开花水+灌浆水,每次灌水60mm)共4个水平;磷肥设P1(90kg/hm2)和P2(180kg/hm2)2个水平,研究不同施磷水平下灌水量对小麦耗水特征、旗叶水分生理特性及产量的影响。结果表明:同一施磷水平下,随灌水量的增加,灌水量占总耗水量的比例增大,而降水量和土壤供水量所占总耗水量的比例下降,且土壤供水量占总耗水量的比例降低幅度增大。与P1相比,P2处理的0-100cm土壤贮水消耗量显著大于P1处理,并且P2处理提高土壤供水量占总耗水量的比例,说明增施磷肥可提高小麦对土壤水的利用。W2和W3处理灌浆中后期旗叶相对含水量和水势高于W0和W1处理;灌浆后期旗叶相对含水量和水势为P2W0和P2W1处理显著分别高于P1W0和P1W1处理,说明增加灌水和磷肥能显著提高旗叶水势和相对含水量。在本试验条件下,施磷90kg/hm2、拔节水和开花水分别灌60mm的W2处理籽粒产量、水分和磷素利用效率高,农田耗水量较低;增加灌水量后籽粒产量无显著变化,农田耗水量增高,土壤贮水消耗量、水分利用效率、灌溉水利用效率均降低。     

环渤海低平原农田多水源高效利用机理和技术研究

淡水资源严重匮乏是影响环渤海低平原粮食生产可持续发展的重要限制因素。本文针对该区粮食生产中水分利用效率低、提升潜力巨大,同时该区浅层微咸水资源和降水资源较丰富的现状,以中国科学院南皮生态农业试验站最近3年试验研究结果为基础,综述了在挖掘咸水利用潜力、提高雨水和灌溉水利用效率方面研究工作进展。针对冬小麦夏玉米一年两作种植,研究结果显示品种间产量和水分利用效率(WUE)差异显著,最高和最低品种差异达20%左右,通过选用节水高产品种可显著提升产量和WUE;冬小麦通过拔节期灌溉关键水,在促进地上部生物量积累同时,显著促进地下根系生长,使冬小麦充分利用土壤储水,实现限水灌溉下稳产高效;夏玉米通过缩小行距增大株距的缩行匀播,可提升夏玉米苗期单株作物根系所占土壤体积空间,增加水分养分对作物的有效性,提高夏玉米成苗率和苗期所截获辐射量,比常规种植产量提高10%左右;冬小麦在拔节期利用含盐量不大于4 g×L~(-1)的浅层微咸水替代淡水灌溉,产量与淡水灌溉相同;浅层微咸水替代淡水灌溉并配套土壤有机质提升技术和利用夏季降水淋盐,可实现微咸水灌溉下周年土壤盐分平衡。通过上述措施实施,实现以咸补淡、以淡调盐、多水源互补高效利用,在不影响作物产量条件下可节约深层淡水资源,促进区域灌溉农业可持续发展。