不同品种冬小麦生理耗水及产量特性研究

采用密闭式盆栽方法,于2006年10月—2007年6月在中国科学院栾城农业生态系统试验站,对4种较典型的生态型品种冬小麦进行不同水肥处理,生理耗水、产量和水分利用效率（WUE）等的进行比较研究结果表明,冬小麦品种间全生育期生理耗水在充足供水且施肥条件下存在显著差异,最大相差达9.9%,差异主要由返青后各生育期日耗水和总耗水的差异累积而致。施肥增加作物生理耗水量和干物质积累,提高植株水平WUE（蒸腾效率）,其促进作用随土壤水分含量的升高而增大;施肥略微降低产量水平WUE,但差异不显著。水分对籽粒产量的贡献大于肥料的贡献,水分胁迫提高各品种植株水平WUE。各品种全生育期生理耗水量和生物量在不同水肥条件下的表现更多的与品种自身特性有关。在类似于农业生产的正常年份的水肥条件（充足供水且施肥）下,对各品种在生理耗水、生物量、籽粒产量和WUE方面的比较表明,水旱兼用型品种石家庄8号在经济产量和产量水平WUE方面表现最优,有更大的推广价值。     

不同生育时期干旱对夏玉米耗水及水分利用效率的影响

为了探求土壤水分变化对河南地区夏玉米耗水特性及水分利用效率的影响,通过两年测坑试验,选择土壤含水率作为灌水下限控制指标对比分析了水分胁迫条件下夏玉米不同生育阶段的耗水量、耗水强度、产量及其构成因素和水分利用效率的变化。结果显示,两季夏玉米的穗长和穗粗的处理间极差分别为2.86 cm和0.46 cm,灌浆期严重亏水不利于其果穗发育;夏玉米的穗行数基本不受土壤水分影响,其穗长、穗粗、穗粒数和百粒重随水分胁迫程度的加剧呈下降趋势,其中各重旱处理的果穗总是最短最细,其百粒重、穗粒数和籽粒产量也总是最低。夏玉米的产量与耗水量间呈良好的二次函数关系,当耗水量为538.9 mm时产量可达到最高。各生育阶段内不同程度的水分亏缺都会使夏玉米的总耗水量降低,其中轻旱处理的阶段耗水量和日耗水强度较对照处理均小幅降低,WUE则有所增加,各中旱处理的水分利用效率总是最大。     

水分胁迫对冬小麦干物质分配的影响

试验采用盆栽方法,通过设置不同的土壤水分条件,研究不同土壤水分对冬小麦生长发育的影响,从器官水平上考察了水分条件对冬小麦物质积累、分配等的影响,并建立了产量和耗水量的关系方程。在水分适宜条件下,茎杆所占比例较小,为32%,穗部占39%,而过度灌溉和严重水分胁迫条件下,茎杆所占比例较大,分别为43%和34%,穗部所占比例较小,仅为41%和27%。在不同等级水分条件下,均以茎杆对产量的贡献最大。相对适宜的土壤水分条件(70%~60%)时,茎杆对产量的贡献最大,为0.97 g/茎,水分胁迫严重条件下,叶片对冬小麦产量贡献比适宜土壤水分条件时的叶片贡献要大一些,为0.79 g/茎。根据试验产量和耗水量回归分析表明,泰安地区在现有的肥水水平和栽培技术条件下,冬小麦的理论最大产量为0.62 kg/m2,耗水量702.35 mm,最高水分利用率17.65%,冬小麦在拔节至扬花浇水显得尤为重要,生产上应特别注意加强扬花水、灌浆期水分管理。     

滴灌麦田水分利用效率及产量分析

在干旱气候生态条件下,以矮秆品种新春22号和高秆品种新春19号为试验材料,研究了滴灌条件下不同土壤水分对春小麦生长、耗水特性、产量及水分利用效率的影响,结果表明:扬花期为田间耗水量高峰期,孕穗期为耗水强度高峰期;不同土壤水分处理显著影响春小麦生长、产量和水分利用效率。     

绿洲灌区不同密度玉米群体的耗水特性研究

针对水资源不足严重制约绿洲灌区玉米生产,密植对玉米耗水特性影响研究薄弱,以及生产实践中缺乏调控种植密度以同步提高产量和水分利用效率的理论依据等问题,2012—2015年,以先玉335为参试品种,在相同施肥、灌水制度下,设75 000株hm–2(低,D1)、87 000株hm–2(中,D2)、99 000株hm–2(高,D3)3个密度水平,探讨密度对玉米耗水的时间动态、耗水结构以及利用效率的影响,以期为优化密植增产节水技术提供理论依据。结果表明,随密度增大,玉米全生育期总耗水量(ET)增大,大喇叭口期至吐丝期是耗水量增大的主要时期,高、中密度处理与低密度处理相比,全生育期总耗水量4年平均分别高22.8%、14.4%,大喇叭口期至吐丝期平均分别高28.4%、18.2%,其他生育时期不同处理的耗水量差异不显著。增加密度可降低玉米的无效耗水,提高水分利用率,高、中密度处理较低密度处理全生育期的棵间蒸发量(E)4年平均分别减少56.5 mm、27.6 mm,密植降低棵间蒸发量的主要时期在拔节至灌浆期,其中大喇叭口期至吐丝期的日均棵间蒸发量分别减少0.51 mm、0.27 mm;高、中密度与低密度处理相比,全生育期的E/ET分别降低15.8%、6.2%,其中拔节至大喇叭口期减小幅度最大,分别为22.1%、10.7%。与低密度处理相比,高、中密度处理的籽粒产量分别提高了17.9%、14.8%,但高、中密度处理间的产量差异不显著;高、中、低密度处理的水分利用效率(WUE)分别为18.2、19.3和16.8 kg hm–2 mm–1,中密度处理的WUE显著高于低密度处理;与低密度处理相比,高、中密度处理4年平均灌溉水利用效率(IWUE)分别提高了34.5%、19.6%。本研究说明,在传统供水覆膜条件下,进一步增加种植密度是干旱绿洲灌区提高玉米产量和灌溉水利用效率的可行措施。     

水分调控对小麦开花后水分利用特性及产量的影响

在全生育期防止天然降雨和人工控制灌水条件下，对豫麦34号和洛阳8716开花后不同水分处理的水分利用特性及产量进行了研究。结果表明，花后7－27d随灌水次数增多耗水量增大，水分利用率下降；耗水高峰期发生在开花期至花后14d，以后逐渐下降；花后6d至成熟期间豫麦34号和洛阳8716耗水量分别占总耗水量的33％－355和27％－30％；花后7－14d灌水，千粒重和产量增加明显。豫麦34号水分利用效率较高，生育后期节水灌溉下仍能发挥其高产潜力；要提高洛阳8716的产量，应注意保持开花后的土壤水分含量。     

冬小麦限水灌溉条件下磷肥补偿效应的研究

为探索磷肥对土壤水分亏缺的补偿效应,研究了灌水和施磷对冬小麦耗水和产量等的影响。结果表明,冬小麦总耗水量与灌水量成正相关关系,而土壤贮水肖耗量与灌水量成负相关关系;施磷能提高作物耗水量,促进深层土壤水分的消耗。灌水和施磷均能显著提高冬小麦产量;两者相比,灌水增加了单位面积穗数和提高了千粒重,而施磷仅增加了穗数。灌水对经济系数无明显影响,但明显降低水分利用效率;施磷对经济系数和水分利用效率均无明显影     

不同生育期干旱对南方春玉米生长发育及水分利用效率的影响

为了研究不同生育期干旱对南方春玉米的生长发育、土壤水分、产量及水分利用效率的影响,在防雨棚下的测坑中进行试验,设计了6个处理,春玉米需水关键期设计了3个水平,分析南方春玉米的生长发育、土壤水分、产量及水分利用效率规律。结果表明：拔节期轻旱对春玉米的株高和叶面积影响最大;灌浆期轻旱对春玉米的产量及产量性状影响最大;高水分处理的耗水总量最大,低水分处理的耗水总量最小;耗水量为464.6 mm时,最高产量为6795 kg/hm2;拔节期轻旱的水分利用效率最高。建议在南方春玉米不同生育期应采用适宜的灌水方式,可达到节水和高产的双重效果。     

秸秆还田结合秋覆膜对旱地冬小麦耗水特性和产量的影响

秸秆还田和秋覆膜是西北旱地雨养农业区冬小麦生产中有效的节水增产措施。为明确西北半干旱雨养农业区不同作物秸秆还田结合秋覆膜种植模式下冬小麦田土壤蓄水保墒和节水增产效果,于2011年9月至2013年6月连续2个小麦生长季在甘肃省通渭县进行了田间定位试验,比较玉米秸秆还田结合秋覆膜、单一玉米秸秆还田、麦秸秆还田结合秋覆膜、单一麦秸秆还田和传统平作种植对西北旱地冬小麦耗水特性和籽粒产量的影响。结果表明,与传统平作相比,冬小麦全生育期秸秆还田结合秋覆膜处理0～200 cm平均土壤贮水量在2011—2012和2012—2013年度分别提高6.1%和9.6%,而单一秸秆还田分别提高0.7%和4.6%。在降水偏多的2011—2012年度,除玉米秸秆还田结合秋覆膜处理冬小麦全生育期0～200 cm土壤贮水消耗量比传统平作低19.0 mm (P0.05)外,其余各处理无显著差异;在降水偏少的2012—2013年度,秸秆还田及秸秆还田结合秋覆膜处理平均比传统平作多耗水39.1 mm,其中,两个秸秆还田结合秋覆膜处理显著增加冬小麦返青至拔节阶段的耗水量,显著降低开花至成熟阶段耗水量,并增加了对深层土壤水分的调用。与传统平作相比,秸秆还田结合秋覆膜处理可使小麦籽粒产量提高31.0%～69.4%,水分利用效率提高25.6%～43.0%;而单一秸秆还田的小麦籽粒产量提高1.2%～28.0%,水分利用效率提高3.0%～11.6%。以玉米秸秆还田结合秋覆膜处理增产效果最好,2年平均籽粒产量和水分利用效率分别较传统平作提高51.1%和41.7%,且显著高于其他处理。因此,玉米秸秆还田结合秋覆膜种植模式能显著提高冬小麦籽粒产量和水分利用效率,适宜在西北旱农区小麦生产中应用。     

冬小麦“一水千斤”简化栽培模式水分运筹规律研究

为进一步研究冬小麦节水灌溉,明确其水分运筹规律,2014—2015年度和2015—2016年度,在冬小麦全生育期降雨量与常年相当的情况下,采取趁墒播种等技术措施,示范研究了"一水千斤"简化栽培模式。试验表明:石家庄地区近十年冬小麦全生育期平均降雨量为132.4 mm,仅占平均需水量三分之一左右;不考虑0~40 cm水分活跃层的情况,40 cm以下土层土壤含水量随土层的下降呈逐渐增加的趋势,冬小麦拔节前各土层的含水量均在萎蔫系数之上;"一水千斤"模式下全生育期冬小麦平均耗水量4404.0 m~3/hm~2,土壤平均耗水量1852.5 m~3/hm~2,全生育期耗水量与常规灌溉模式下接近;明确了冀中南地区实施"一水千斤"模式实现节水与高产相统一,冬小麦灌水量应在1200 m~3/hm~2以上,全生育总耗水量应达到4650 m~3/hm~2以上。     

不同底墒条件下补灌对冬小麦耗水特性、产量和水分利用效率的影响

我国黄淮平原水资源紧缺,而且年际间降水量及其时间分布存在较大差异,探明不同底墒条件下补充灌溉对冬小麦产量和水分利用效率的调节效应及其生理基础,可为该地区冬小麦节水高产栽培提供理论和技术支持。2013—2014和2014—2015年冬小麦生长季,在播种期0~100 cm土层土壤贮水量分别为201.5(A)、266.3(B)和317.0mm(C)3种底墒条件下,各设置4个补灌水处理,包括不灌水、拔节期+开花期补灌、越冬期+拔节期+开花期补灌、播种期+拔节期+开花期补灌,研究不同处理冬小麦耗水特性、旗叶光合、干物质积累与分配、产量及水分利用效率的差异。结果表明,冬小麦生育期总耗水量和土壤水消耗量均随播种期底墒的提高而增加。在底墒A和B条件下,冬小麦主要消耗降水和灌溉水。提高播种期补灌水平或于越冬期补灌,冬小麦在底墒A条件下对土壤水的消耗量显著增加,在底墒B条件下对土壤水的消耗量显著减少。在底墒C条件下,冬小麦耗水以土壤水为主,其次为降水,再次为灌溉水;播种期或越冬期补灌显著增加生育期总耗水量,对土壤水消耗量则无显著影响。于播种期、拔节期和开花期补灌,冬小麦在底墒A条件下可获得较高的籽粒产量,但水分利用效率较低;在底墒B条件下籽粒产量和水分利用效率均较高;在底墒C条件下,仅于拔节期和开花期补灌即可获得高产和高水分利用效率,播种期和越冬期无需补灌。综上所述,播前底墒是实施冬小麦合理补灌的重要依据。     

节水灌溉条件下冬小麦耗水规律及其生态基础研究

从土壤水分、作物生长发育及气象条件三个方面分析了冬小麦农田耗水变化特点。结果表明：在土壤水分状况较好条件下冬小麦农田耗水强度呈双峰曲线变化,不同灌溉处理的耗水高峰出现时期及其峰值不同,而与灌水时期一致,同时灌溉能够明显降低冬小麦利用土壤底墒水能力。在拔节以前冬小麦农田耗水与大气蒸发力呈显著直线相关;拔节后与其干物质积累以及土壤水分含量呈显著正相关,拔节期是冬小麦需水的生理生态临界期。     

冬小麦对不同土壤水分的生理和形态响应

采用深桶栽培结合测坑法，从冬小麦反青至蜡熟期保持不同的土壤水分，分生育期对小麦的形态、生理和根系进行了测定。结果表明：调控土壤水分可明显改变冬小麦根、冠生长量比率。适宜的土壤水分胁迫（田持的５０％－６０％）可促进冬小麦根系发育，高土壤水分更有利于地上部生长。土壤水分长期低于田间持水量的６０％时，较显著地叶片的增大，从而减小截获光能的总叶面积，最终降低生物学产量和经济产量。土壤水分由“田持”的４６％升高到５５％，光合速率增幅不大，由５５％提高到６４％，光合速率出现跃迁式增高，土壤水分超过６４％后，光合速率几乎为等值。说明光合作用对土壤水分存在一个“阈值”反应，此值为土壤田间持水量的６５％左右。冬小麦的蒸腾速率随土壤水分递增而一直递增；综合考虑蒸腾速率与光合速率及水分利用效率之间关系，可以得出高土壤水分条件下冬小麦存在奢侈蒸腾耗水现象。     

滴灌条件下秸秆覆盖和土壤含水量对冬小麦灌浆特性的影响

为阐明滴灌条件下秸秆覆盖和土壤含水量以及两因素交互作用对冬小麦籽粒灌浆、产量形成的影响,以冬小麦矮抗58为试验材料,设计了秸秆处理(覆盖T、不覆盖T0)与土壤相对含水量(40%(W1)、50%(W2)、60%(W3)、70%(W4)4个水平)两因素裂区试验。结果表明:Richards方程拟合秸秆覆盖和水分调控下冬小麦籽粒灌浆过程的决定系数在0.977 5~0.999 6,达到极显著水平。秸秆覆盖和水分调控间的交互作用对除最大灌浆速率和平均灌浆速率(V)外其他冬小麦籽粒灌浆特征参数的影响达到显著或极显著水平。其中,秸秆覆盖下土壤相对含水量60%(TW3)处理组合具有最长的灌浆持续期T(51.91 d),最长的灌浆中期持续期T_2(15.230 d)和灌浆后期持续期T_3(26.556 d),最大的灌浆中期灌浆速率R_2(0.897 mg/d)和灌浆后期灌浆速率R_3(1.365 mg/d)。产量、水分利用效率和耗水量的二次曲线关系表明,在耗水量240~270 mm可达到产量与水分利用效率双高的效果。本试验中以秸秆覆盖与土壤相对含水量60%(TW3)处理组合水分利用效率最高(29.02 kg/(mm·hm~2)),较秸秆覆盖下土壤相对含水量的70%(TW4)提高了5.30%;产量为7 097.7 kg/hm~2,与TW4处理组合差异不显著。     

水分胁迫对冬小麦粒叶比及产量构成的影响

摘要：为探讨水分胁迫对冬小麦粒叶比、光合及产量构成的影响,在控制条件下对2个不同类型品种进行了研究,结果表明：在土壤相对含水量50~80%范围内,水分胁迫可导致植株总绿色面积显著降低,其中叶器官降低幅度最大,穗器官降低幅度最小,当土壤水分达到70%以上无显著差异;水分胁迫可大幅度提高小麦的粒叶比,但并非越高越好,应稳定在27 mg?cm-2左右,绿源比稳定在11.5 mg?cm-2左右产量最高;胁迫使旗叶叶绿素含量和光合速率降低;适当水分胁迫虽然可提高经济系数和千粒重,但生物产量和经济产量仍然以80%的最高,胁迫导致减产的主要原因是降低了单位面积穗数,其次是粒重,对粒数的影响最小。     

不同土壤肥力条件下的滴灌冬小麦水肥运筹试验研究

旨在探索滴灌冬小麦最佳水肥运筹模式,为滴灌条件下冬小麦优质高产的水肥高效管理提供科学依据。本研究选择两块不同土壤基础肥力的田块,进行冬小麦不同生育阶段的水氮组合处理对比试验研究,通过对冬小麦干物质积累、品质等指标的测定,分析不同土壤肥力条件、不同水氮运筹方案对滴灌冬小麦产量及品质的影响。结果表明：土壤基础肥力对滴灌小麦干物质积累影响显著,增施基肥能提高冬小麦光合产物从而提高冬小麦产量。土壤基础肥力提高对滴灌冬小麦籽粒容重、蛋白质含量、维生素B1、氨基酸含量和吸水率具有负效应。推荐高肥力田滴灌冬小麦水肥运筹方式为W2N2,即灌浆期水分调控和氮肥后移的组合方式;低肥力田滴灌冬小麦水肥运筹方式为W1N3即返青-拔节期水肥调控的组合方式为宜。     

水分胁迫效应对冬小麦生长发育的影响研究

利用温室管栽试验，研究水分胁迫效应对冬小麦生长发育的影响。结果表明：苗期水分胁迫，拔节期与开花期复水能激发冬小麦根、茎、叶、冠生物量显著增长，三叶至分蘖期控水的处理绿叶面积日增量最大；前期一直干旱灌浆期复水能明显减缓植株的衰老速率。冬小麦前期经受中度或重度水分胁迫，拔节期复水后增产效果最大，前期经受中度水分胁迫，开花期复水后水分利用效率最高。确定土壤含水量占田间持水量55％为冬小麦分蘖期水分胁迫效应增产节水的水分临界指标。     

冬小麦不同播期对土壤水分及产量的影响

在西北半干旱雨养条件下,以冬小麦‘陇中一号’为材料,研究了不同播期条件下土壤水分、产量差异。结果表明：冬小麦适当迟播可以提高土壤含水量,但在不同播期、小麦的不同生育期土壤含水量也存在差异。从4 个不同播期分析,平均土壤含水量为最迟播期（S4,10 月11 日）的最高;产量以最早播期（S1,9 月21 日）的最低,9 月30 日—10 月11 日之间产量相近。多重比较表明,播种期越迟,土壤含水量越大,播期处理间产量差异不显著,晚播不会造成减产。     

西峰黄土高原土壤湿度与冬小麦气候产量的关系研究

为了进一步研究西峰土壤湿度对冬小麦气候产量的影响关系,以便合理安排田间管理,增加冬小麦产量,提高质量,利用西峰1981—2008年28年0~100 cm逐层土壤湿度资料、西峰农试站试验田冬小麦产量资料,分析土壤含水量与冬小麦气候产量的关系,并计算贡献率,建立回归方程。结果表明：西峰冬小麦气候产量与土壤含水量的年际变化基本一致;3—5月中旬,冬小麦对水分的需求逐渐从浅层向深层发展;5月中旬—7月上旬,深层含水量是冬小麦所需的主要水分来源;8月中旬—9月上旬,土壤蓄水;9月中旬—10月上旬,浅层水分的贡献率最大。土壤含水量对冬小麦气候产量相关性上,蓄墒期中上层(0~40 cm)最为明显,生育前期各层都显著相关,中上层(0~50 cm)尤为显著;生育中期各层相关性显著,生育后期上层0~20 cm为负相关,50~90 cm层为正相关;影响率上,蓄墒期明显的是30~60 cm及80~ 100 cm层,前期是10~40 cm及70 cm、90~100 cm层,中期是30~40c m层及80~100 cm层,后期是60~ 100 cm层,年平均为20~40 cm、60~100 cm层。