旱地大豆不同覆膜方式栽培效应研究

覆膜穴播及际条播均能有效地促进大豆营养生长生殖生长 ,使地膜大豆的株高、分枝数及主茎节数显著地高于露地条播对照 ,各项产量性状也明显优于对照 ,从而使覆膜穴播大豆比对照增产 31 .3% ,增收 1 8.9% ,水分利用效率提高1 .1 6kg/ (mm-1·hm-2 ;膜际条播大豆比对照增产 2 3.3% ,增收 1 5 .0 % ,水分利用效率提高 0 .92kg/ (mm-1·hm-2 )。     

小麦—玉米周年生物节水栽培品种的筛选

为了在小麦—玉米周年栽培中提高作物产量与水分利用效率,于2008—2009年栽培季在大田栽培条件下,以当前胶东地区推广种植的13个小麦品种与14个玉米品种为供试作物进行小麦—玉米周年生物节水栽培品种筛选试验,以小麦全生育期不灌溉、拔节期灌溉1次与拔节、灌浆期灌溉2次3个水分供应水平、玉米全生育期不灌溉与开花期灌溉1次2个水分供应水平处理,结果表明:试验条件下,供试小麦品种的产量在5992.485kg/hm2～10045.500kg/hm2之间,水分利用效率(WUE)在14.314kg/(hm2·mm)～24.238kg/(hm2·mm)之间,玉米品种产量在7118.535kg/hm2～12220.700kg/hm2之间,WUE在13.467～26.124kg/(hm2·mm)之间,根据产量、耗水量、WUE、灌溉水生产效率等指标进行聚类分析,将供试小麦品种分为5类,玉米品种分为4类。在小麦生育期内降水250mm、玉米生育期内降水460mm左右时,济麦21、青丰2号、济麦22、DH155等4个小麦品种与先玉335、鲁单981、登海3622、蠡玉16、丹玉86等5个玉米品种具有高产高WUE的特点,可作为小麦—玉米周年生物节水栽培中的首选品种。     

利用RZWQM-CERES模拟华北平原农田土壤水分动态及其对作物产量的影响

农业系统模型是农业生产多元目标优化管理的重要工具,但由于系统模型过程复杂,参数众多,校正和验证工作一直是模型研究的重点和难点.本文利用RZWQM(Root Zone Water Quality Model)与CERES(Crop Envi-ronment Resource Synthesis)的结合模型RZWQM-CERES模拟土壤水分及作物产量进行了参数优化和验证,结果表明,RZWQM-CERES在禹城站和栾城站模拟不同灌溉处理土壤贮水量与测定值呈相似的变化趋势,均方根差(RMSE)分别为2.38～2.70 cm及3.49～3.73 cm;作物产量模拟结果与实测值对土壤水分的响应趋势一致(R2=0.83***,n=22),其中在禹城站模拟小麦和玉米产量的RMSE分别为550 kg hm-2和580 kg hm-2,栾城站模拟小麦产量的RMSE为670 kghm-2.以上结果表明RZWQM-CERES可作为华北平原模拟和分析土壤水分对作物产量影响的有效工具.本文初步建立了一套适合华北平原作物生产的模型参数,为利用RZWQM-CERES建立农田水分优化调控策略奠定了基础,并探讨了模型评价过程中应注意的问题.     

石羊河流域气候变化对春玉米发育及水分利用效率的影响

为了用好有限的水资源,提高农业用水的有效性。以石羊河流域春玉米生长发育、水分利用效率和气象观测资料为基础,分析气候变化对春玉米生长发育和水分利用效率的影响。结果表明：石羊河流域气温年际变化呈显著上升趋势,气温变化线性拟合倾向率为0.383℃/10年,作物生长季4—10月呈现气温明显升高、气候变暖趋势。降水量除秋季呈减少趋势外,年降水、作物生长季和其他季节降水均呈缓慢波动增加趋势,作物生长季降水对年降水量增加的贡献最大。受气候变暖影响春玉米三叶期、拔节期、开花期每10年提前2~3天,乳熟期、成熟期每10年推后1~2天。而春季营养生长期每10年缩短2~3天,秋季生殖生长期每10年延长2~3天。由于气温显著升高,春玉米水分利用率呈上升趋势;气温对春玉米水分利用效率的影响为正效应,气温每提高1℃,春玉米水分利用效率提高0.46~0.57 kg/(hm²·mm)。而降水量与灌溉区春玉米水分利用效率呈负相关,降水量每减少1 mm,水分利用效率可提高0.19~ 0.78 kg/(hm²·mm)。随着日照时数的波动增加,春玉米的水分利用效率呈明显增加趋势,对水分利用效率影响为正效应,日照时数每增加10 h,春玉米水分利用效率提高0.2~0.6 kg/(hm²·mm)。     

不同施氮水平对小麦/玉米间作产量和水分效应的影响

【研究目的】探讨小麦/玉米间作体系中氮肥对水分资源高效利用的调节作用,达到合理施肥提高水分利用效率的目的;【方法】采用田间试验,监测小麦/玉米间作不同生育期土攘水分,研究不同施氮量对产量和水分利用效率的影响;【结果】小麦/玉米间作的土地当量比（LER）为1.31~1.53,小麦相对于玉米的水分竞争比率（CRwm）约为1;在小麦收获时,间作小麦的水分利用效率（39.0 ~46.7kg/mm.hm2）远远高于玉米（1.28~4.81 kg/mm.hm2）,也高于单种小麦（25.43 ~30.75 kg/mm.hm2）;在小麦收获后,间作玉米（除N0处理）的水分利用效率迅速提高,当玉米收获时水分利用效率高达32.49 ~47.46 kg/mm.hm2,明显高于单种玉米（27.30 ~38.77 kg/mm.hm2）;【结论】小麦/玉米间作具有明显的产量优势,小麦玉米两作物水分利用效率分布时间上的错位是小麦/玉米间作高效利用水分资源的基础,合理施用氮肥能促进间作种植产量优势和水分利用优势的发挥。     

灌溉模式对冀南植棉区棉花干物质积累分配、产量和水分利用效率的影响

【目的】探明不同灌溉模式对冀南植棉区气候条件下土壤水分、棉花生长发育及产量的影响,确立科学的灌溉模式,提高棉花水分利用效率。【方法】以农大601为试验材料,于2016年和2017年进行大田裂区试验,设置主处理:不覆膜(NF)、覆膜(MF),副处理:畦灌(W1,600 m3·hm-2)、限量隔沟灌Ⅰ(W2,450 m3·hm-2)、限量隔沟灌Ⅱ(W3,300 m3·hm-2),其中覆膜畦灌为当地棉花常规栽培模式,在不同时期测定棉花干物质质量、产量和水分利用效率。【结果】(1)2016年和2017年干物质质量均表现为覆膜处理显著高于不覆膜处理,但覆膜条件下各水分处理间差异不显著。2016年,与NFW1相比,NFW2、NFW3处理的干物质质量分别降低10.56%、15.00%,且达到显著水平;2017年,与NFW1相比,NFW2干物质质量显著提高11.29%,NFW3处理差异不显著。(2)2016年和2017年各处理棉花产量和水分利用效率变化趋势一致。覆膜处理下各水分处理间产量和水分利用效率差异不显著;与NFW1相比,NFW2、NFW3处理产量分别降低10.21%～16.00%、13.63%～18.84%,水分利用效率分别降低8.33%～13.80%、9.72%～14.61%,且达到显著水平;与MFW1相比,NFW1处理产量和水分利用效率小幅降低,但差异不显著;与MFW2相比,NFW2处理产量和水分利用效率分别显著降低12.96%～16.62%、13.73%～16.51%;与MFW3相比,NFW3处理产量和水分利用效率分别显著降低15.04%～16.29%、15.03%～16.31%。【结论】在丰水年和正常降水年份,不覆膜正常畦灌处理(NFW1)能够获得较理想的产量水平,且无残膜污染;在减少灌水量条件下覆膜隔沟灌处理(MFW2、MFW3)也能获得较高产量水平,提高了水分利用效率。     

科尔沁沙地南缘地区主要作物耗水规律及水分利用评价

采用FAO-Penman Monteith公式法和水量平衡法对科尔沁沙地南缘地区玉米、花生和谷子等主要作物的耗水规律进行了研究。结果表明,玉米的日需水量、全生育期需水量和土壤水分亏缺量均最大,需水量与降水的吻合程度最差,作物系数平均值较大;谷子的日需水量、土壤水分亏缺量和作物系数平均值较大,由于生育期相对较短,全生育期需水量最少,需水量与降水吻合程度较好;花生的日需水量和土壤水分亏缺量均最小,全生育期需水量较少,需水量与降水吻合程度最好,作物系数平均值较小,作物系数变化较为平稳,生育中前期需水量相对较小。从水分利用效率的角度,区域优先种植的作物应为玉米、谷子、花生。从水分经济效益的角度,区域优先种植的作物顺序为花生、玉米、谷子;优先灌溉的作物顺序为花生、谷子、玉米。     

北疆干旱荒漠地区青贮玉米需水量与需水规律研究

为了确定北疆地区青贮玉米在生育期内不同阶段需水量与需水规律,提出青贮玉米合理的灌溉制度,为灌区规划、设计提供科学依据,避免水利工程设计偏大造成的浪费。于2010年在新疆北部阿勒泰地区,对青贮玉米采用非充分灌溉试验,通过对非充分灌溉试验数据进行分析,初步得到该区域青贮玉米需水量与需水规律。结果表明,在适宜水分条件下青贮玉米需水量为593 mm,需水量变化规律是生育前、后期需水量较少,生育盛期需水量多,需水过程线为抛物线型,耗水强度随气温的变化较为明显,耗水强度的高峰在气温最高的8月上旬。不同处理的苗期耗水模数均为各个生育阶段的最小值,除了孕穗—开花期受旱处理的耗水模数最大值为分蘖—拔节期外,其他处理的耗水模数最大值均为孕穗—开花期。充分灌溉条件下产量最大为54.5 t/hm2,不同生育阶段的不同程度缺水对最终产量的影响不同,拔节期和孕穗—开花期连续受旱时,产量最小为22.9 t/hm2。孕穗—开花期受轻旱的处理水分生产率最大,为12.42 kg/m3。在水量充足情况下,青贮玉米灌水量不超过YM8的灌水量;当灌溉水量十分紧缺时,为了保证有限的水资源得到充分利用,应该采用YM3处理模式。     

基于COTTON2K的华北平原和新疆2个棉区棉花耗水特征比较

利用校正过的棉花模拟模型COTTON2K对华北平原和新疆的棉花生产和耗水进行了模拟,分析2个地区棉花的耗水特征。结果表明,新疆石河子地区在水分充分供给条件下石河子的耗水量为655 mm,而禹城的耗水量为541 mm;石河子的平均产量几乎为禹城的2倍;同时分析了2个站点产量和耗水量的关系以及不同生育期耗水规律和降雨的同期性,结果表明禹城的降雨能满足棉花80%的需水量,灌溉时期主要集中在苗期和蕾期;石河子的降雨仅能满足棉花需水的21%;另外,石河子的水分利用效率大于禹城,但是新疆的棉花生产基本依靠灌溉,成本较高。     

温室增温和灌溉量变化对棉花产量、 生物量及水分利用效率的影响

为了解气候变化对棉花生长的影响,在2011—2012 年,通过2 个温室进行增温和灌溉量变化的试验（一个温室用红外灯管增温,另一个不增温）,每个温室设田间灌溉量的0.7 倍、0.85 倍、1 倍、1.15 倍、1.3 倍5 个灌溉水平,研究增温和灌溉量对产量、生物量及水分利用效率的影响。结果表明,棉花生长季平均温度增加1~3.5℃有利于产量的增加,生长季、花期和铃期温度升高1℃,产量分别增加200.694、225.732、109.838 kg/hm2,而蕾期温度升高1℃却会降低产量162.814 kg/hm2。生长季和蕾期增温1℃会分别降低生物量1079.2、1179.8 kg/hm2,降低产量和干物质的水分利用效率3.4215、2.8098 kg/(hm2·mm)。灌溉倍数每增加1 倍,产量和生物量分别增加734.51、2242.3 kg/hm2。但增温会增加水分的消耗量,这对于处于干旱区的新疆来说是不利的。随着气候变暖,棉花耗水增大,产量增加。     

魔芋无土栽培灌水量与灌水方式的研究

用200、400、600、800、1000ml纯净水定期浇灌无土栽培的种芋大小基本相同的魔芋,结果表明：浇灌600ml纯净水的魔芋长势最强,产量最高。同时对魔芋无土栽培的灌水方式也进行了研究。     

基于TOPSIS黄淮海平原井灌区冬小麦调亏灌溉的多目标优化

为探寻黄淮海平原井灌区冬小麦适宜的调亏灌溉控制指标,通过3季（2015-2017年）不同灌水下限与灌水定额（30、60、90、120和180mm）2因素组合试验,研究调亏灌溉对冬小麦产量及作物水分利用效率的影响。灌水下限分别为：轻旱（LD）,冬小麦苗期至返青期、拔节期、抽穗期和灌浆成熟期田间持水量分别为田间持水量（field capacity,FC）的50%、55%、60%和50%;中旱（MD）,冬小麦苗期至返青期、拔节期、抽穗期和灌浆成熟期田间持水量分别为田间持水量的40%、50%、55%和45%。研究结果表明,随灌水定额的增加,产量呈先增加后下降趋势,水分利用效率呈下降趋势。90mm灌水定额下,随灌水下限的增加,冬小麦产量呈增加趋势。基于CRITIC赋权的TOPSIS法构建冬小麦综合效益多目标优化模型获得的结果与产量和作物水分利用效率分析法获得的结论具有一致性,均表明LD60处理最优。综合考虑,为实现本地区冬小麦稳产与水资源高效利用的双重目标,冬小麦适宜采用轻旱胁迫下灌水定额为60mm的调亏灌溉控制指标。本结论可为黄淮海平原井灌区冬小麦的管理提供科学依据。     

灌水频率与灌水量对南瓜耗水特征与水生产力的影响

为探讨河西地区沟灌条件下南瓜需水规律与产量效应,于2014,2015年以甜栗南瓜为试材,研究不同灌水频率和灌水量对南瓜耗水特征、产量、水分利用效率及其果实形态指标的影响。试验设置5个处理,分别为苗期灌水45 mm(T1),苗期灌水45 mm+伸蔓期灌水30 mm(T2),苗期灌水45 mm+伸蔓期灌水45 mm(T3),苗期灌水45 mm+伸蔓期灌水45 mm+开花坐果期灌水30 mm(T4),苗期灌水45 mm+伸蔓期灌水45 mm+开花坐果期灌水45 mm(CK)。结果表明,随着灌水量的增加,果径大小逐渐增加,而不同灌水频率对南瓜瓜形指数无显著影响。南瓜全生育期耗水量随着灌水频率和灌水量的增加而增加,各处理不同生育期阶段耗水量从大到小依次表现为:开花坐果期伸蔓期苗期发芽期,日耗水强度大小依次表现为:伸蔓期开花坐果期苗期发芽期。2个试验年度中,T2(2014年)和T4(2015年)处理水分利用效率分别最大,较T1和CK处理分别显著增加了14.80%,19.71%(2014年)和25.59%,1.89%(2015年)。T2、T3、T4和CK处理的产量分别较T1处理显著增加了24.59%,29.75%,23.07%,21.20%(2014年)和39.81%,55.22%,71.85%,74.93%(2015年)。通过回归分析,表明在河西绿洲灌溉条件下南瓜产量、水分利用效率与耗水量均呈二次抛物线关系。因此,南瓜伸蔓期和开花坐果期为南瓜需水关键期,在该生育期内适度灌水可显著提高南瓜产量和水分利用效率。     

Performance of Rapeseed-mustard Cultivars under Various Moisture Regimes on the Gangetic Alluvial Plain of West Bengal

A Field trial was conducted during 1988–89 and 1989–90 at Water Management Research Station, Memari. Bidhan Chandra Krishi Viswavidyalaya, Burdwan, to study the effect of three different irrigation regimes, namely rainfed (I₁) (No irrigation), one irrigation (I₂) at flowering and two irrigations (I₃ at flowering and at sihqua formation stages) on the grain yield and water expenses on four different rapeseed-mustard cultivars, namely Pusa Bold, Pusa Baroni, Varuna and DIR 247. The variety DIR 247 recorded maximum grain yield (12.1 qha') followed by Pusa Baroni (11.8 q ha⁻¹). The variety Varuna showed the lowest water use efficiency (48.1 kg ha⁻¹ cm⁻¹) while DIR 247 showed the maximum value of 57.0 kg ha⁻¹ cm⁻¹. The number of irrigations significantly increased the grain yield. Two irrigations, one at flowering and at siliqua formation stage increased grain yield by 28 % over the rainfed plots. During the crop growth period the actual water expenses among the cultivars in any moisture regime were more or less similar. The interaction between varieties and irrigation levels were, however, not significant.     

灌水时期和灌水量对小麦耗水特性和旗叶光合作用及产量的影响

在2004—2005和2005—2006小麦生长季,以济麦20、泰山23和泰山22为试验材料,研究了不灌水(W0)、拔节水60 mm (W1)、拔节水60 mm+开花水60 mm (W2)和拔节水60 mm+开花水60 mm+灌浆水60 mm (W3) 4个灌水处理条件下小麦耗水特性、旗叶光合作用和产量变化。结果表明,2004—2005生长季,济麦20和泰山23均以W2处理籽粒产量最高,耗水量和灌水效率分别高于和低于W1处理;两品种的水分利用效率均以W1和W2处理高于其他处理,其中济麦20的W1和W2处理无显著差异,而泰山23的W1处理高于W2处理。2005—2006生长季,济麦20和泰山22分别以W1和W2处理获得最高籽粒产量,两处理的耗水量(451.3 mm和459.2 mm)无显著差异;两品种的水分利用效率均以W0处理最高,W3处理最低,其中济麦20的W1处理高于W2处理,而泰山22在两处理间无显著差异。随灌水量的增加,土壤供水量和降水量占总耗水量的百分率降低,灌水量占总耗水量的百分率增大。济麦20的W0处理的旗叶光合速率和磷酸蔗糖合成酶活性在灌浆初期与W1和W2和W3处理无显著差异,灌浆中后期显著降低,但W0处理有利于蔗糖向籽粒转移,灌浆后期旗叶中蔗糖滞留较少,这是W0处理的粒重显著高于其他处理的生理原因之一。综合考虑籽粒产量、水分利用效率和灌水效率,在未灌底墒水条件下,济麦20和泰山23以拔节水灌60 mm或拔节水和开花水各灌60 mm为节水高产的模式;在灌底墒水60 mm条件下,济麦20以拔节水灌60 mm、泰山22以拔节水灌60 mm或拔节水和开花水各灌60 mm为节水高产的模式。     

灌溉频率对日光温室黄瓜生长发育及干物质积累的响应

采用黄瓜干湿交替灌溉方式,研究了不同的灌溉频率对日光温室黄瓜生长发育、产量和干物质积累的影响。结果表明,高频率灌水显著增加了株高,增加了黄瓜单株果实重量,平均单瓜重以及产量,但减少了的茎粗,干物质积累和水分利用率。适宜的灌溉频率也即是在滴灌条件下灌溉频率为6天对于增加叶片的叶绿素含量、干物质积累和水分利用率是有利的。     

覆盖补水施肥对旱地小麦产量的影响

在覆盖补水条件下 ,设置了不同覆盖方式、不同补水时期、不同追肥时期和不同施肥量等试验。结果表明 ,地膜穴播公顷穗数、穗粒数、千粒重三者均衡协调 ,产量较高 ,较对照增产 4 1 3% ,比膜侧条播增产 2 1 1%。在覆盖基础上 ,底墒较差时 ,越冬前补水较对照增产 30 5% ;底墒较好时 ,拔节期补水较对照增产 15%以上。覆盖补水后 ,改为拔节、越冬和孕穗 3个时期追肥 ,以拔节期追肥的产量最高 ,比对照增产 14 3% ;越冬追肥增产 9 0 %。产量随施肥量的增加而增加 ,在不同施氮和钾水平中 ,产量均随施磷量的增加而增加。旱地麦田应采用底施 拔节期追肥技术 ,且应增加肥料投入 ,特别是磷肥用量     

不同水氮优化组合模式对冬小麦产量形成及水氮资源利用效率的影响

针对华北平原冬小麦生产中氮肥及灌水存在严重浪费,进而引起环境污染问题进行了研究。在传统灌溉一优化施肥、优化灌溉一传统施肥、优化水肥、秸秆还田优化水肥及传统水肥条件下,冬小麦单位面积收获穗数和子粒产量无显著性差异。优化水肥和秸秆还田优化水肥冬小麦穗粒数显著减少,千粒重显著提高。所有处理间冬小麦水分利用效率无显著性差异。传统灌溉一优化施肥、优化水肥及秸秆还田优化水肥氮肥当季利用率显著提高,因此达到了挖掘冬小麦的节肥潜力,提高优化灌溉条件下氮肥利用效率的目的。     

不同冬小麦品种籽粒灌浆特性参数对供水的反应

以8个冬小麦品种为材料,在不同的供水条件下,研究了冬小麦籽粒灌浆特性参数对供水的反应。结果表明,不同的灌水处理下籽粒千粒重差异显著,旱区和灌2水的节水区的籽粒最大灌浆速率、平均灌浆速率和灌浆中期灌浆速率等均高于灌4水区,从而千粒重高于灌4水区。不同品种籽粒灌浆的不同特性参数对供水反应不同,但灌浆阶段的前期、中期和后期粒重积累量的比例大体一致,约为0.21,0.61和0.18。说明参试品种的前中后期籽粒积累与灌水无直接关系。     

Analysis of maize growth for different irrigation strategies in northeastern Spain

Water availability is the key factor determining maize yields in NE Spain. Irrigation is needed to obtain economic yields but it is costly and water supply is sometimes insufficient. The aim of this research was to test a simple simulation model for evaluating different irrigation strategies, especially under water-limited conditions. The LINTUL model was adapted and parameterized using experimental data from the 1995 season. Most parameters were obtained from experiments, although some were taken from the literature. This model is based on the concept of light use efficiency, incorporates a soil water balance and simulates phenology, crop leaf area, biomass accumulation and yield. It was tested on independent data from the 1995 and 1996 seasons under different irrigation treatments. The model predicted the flowering date within ±5 days of the observed values. Leaf area index was predicted satisfactorily, except under extreme water-stress conditions, where it was overestimated. In general, soil moisture content and yield were accurately predicted. In the 1996 experiment measured yields ranged from 6.4 to 13.6 t ha⁻¹ and simulated yields from 6.5 to 12.2 t ha⁻¹. These results show that the LINTUL model can be used as a tool for exploring the consequences on maize yields of different irrigation strategies in NE Spain. Analysis of the model identified a process that strongly affects yield loss due to drought, but for which present understanding is still insufficient: the effects of drought on leaf senescence and canopy architecture.