施氮量对小麦耗水特性和产量的影响

在2012-2013年度和2013-2014年度两个小麦生长季,以强筋小麦济麦20为供试材料,设置4个施氮量处理,即0(N0)、180(N1)、210(N2)、240 kg/hm2(N3),研究施氮量对小麦耗水特性和产量的影响。结果表明:(1)施氮量由零增加到240 kg/hm2,拔节期灌溉前土壤相对含水量显著降低,拔节期灌水量显著增加,总灌水量亦呈增加趋势。(2)N2处理的总耗水量显著高于N0和N1处理,与N3处理无显著差异,其土壤贮水消耗量及占总耗水量的比例均较高,140~200 cm土层土壤贮水消耗较多,利于土壤深层水的利用。(3)N2处理的小麦籽粒产量和水分利用效率显著高于其他处理,是兼顾产量和水分利用效率的适宜施氮量。     

测墒补灌对小麦水分利用特性和籽粒产量的影响

于2014—2015、2015—2016年两个小麦生长季,以丰川6号和丰川9号为试验材料,在大田设置5个处理,即全生育期不灌水(W0)、当地传统灌溉(Wck)、拔节期和开花期均补灌至0~40 cm土层土壤相对含水量分别为70%(W70)、75%(W75)、80%(W80),研究不同测墒补灌处理对小麦水分利用特性和籽粒产量的影响。结果表明:W75处理较Wck灌水量少,土壤贮水消耗量及其占总耗水量的比例高;W75处理对20~160 cm土层土壤水分的消耗量显著高于Wck,促进小麦对深层土壤水分的利用。综合两年结果,W75处理籽粒产量、水分利用效率和灌溉水生产效率高,是本试验条件下高产节水的最优处理。     

宽幅播种条件下基本苗密度对小麦耗水特性和籽粒产量的影响

研究宽幅播种条件下不同基本苗密度处理的小麦全生育期耗水特性及籽粒产量特性,明确提高小麦水分利用效率和籽粒产量的最佳基本苗密度。于田间试验条件下,设置4个基本苗密度处理,即每公顷密度90万株(D1)、180万株(D2)、270万株(D3)、360万株(D4),测定其小麦生育期间各土层土壤贮水消耗量、小麦耗水来源及其占总耗水量的比例、各生育阶段耗水量、耗水模系数、日耗水量、籽粒产量及水分利用效率。结果表明:①土壤贮水消耗量及总耗水量均为D4 D3 D2、D1,140～160、160～180、180～200 cm土层土壤贮水消耗量D2处理显著高于D1、D3、D4。②拔节至开花期的阶段耗水量、耗水模系数D2处理均显著高于其它处理,日耗水量D2处理与D3、D4无显著差异,但显著高于D1。③土壤水利用效率、降水利用效率、水分利用效率及籽粒产量D2处理均显著高于D1、D3和D4。表明,在宽幅播种条件下,每公顷密度180万株的D2处理是降低小麦农田总耗水量、提高籽粒产量和水分利用效率的最佳基本苗密度。     

不同土层测墒补灌对小麦耗水特性和产量的影响

大田条件下,设置5个试验处理,即:小麦拔节期和开花期各灌溉60 mm(W1);拔节期和开花期测定0~20 cm(W2)、0~40 cm(W3)和0~60 cm(W4)土层土壤含水量,并补灌至土壤相对含水量为70%;全生育期不灌溉(W0);以此研究不同土层测墒补灌对小麦耗水特性和产量的影响。结果表明:土壤贮水消耗量为W3W1W2、W4W0,60~140 cm土层贮水消耗量W3处理最高;W3的籽粒产量最高,其水分利用效率高于W0和W4处理。这表明依据0~40 cm土层含水量测墒补灌拔节期和开花期目标相对含水量为70%的W3处理达到节水高产的效果。     

不同喷射角微喷带灌溉对土壤水分布与冬小麦 耗水特性及产量的影响

【目的】研究不同喷射角微喷带灌溉对土壤水分布与冬小麦耗水特性及籽粒产量的影响,以期为创新小麦节水灌溉技术,实现小麦高产高效栽培提供理论依据。【方法】2010—2012年冬小麦生长季,选用高产冬小麦品种济麦22,在田间条件下设置T0：生育期不灌水;T1、T2、T3、T4采用微喷带灌溉,微喷带带长均为40 m,喷射角分别为35°、50°、65°和80°。每条微喷带沿小麦种植行向铺设在行间,灌溉左右各4行（L1—L4）小麦,实际灌溉宽度1.6 m。【结果】（1）拔节和开花期采用微喷带补灌,同一处理下,各取样区间L1—L4的0—200 cm土层土壤含水量变化规律一致,其中T1、T2和T3处理的各行间上部土层土壤含水量均表现为：随行间距离微喷带增加,土壤含水量逐渐降低;随微喷带喷射角增大,灌溉水在土壤中的分布均匀系数显著增加。T4处理各行间0—200 cm各土层土壤含水量无显著差异,灌溉水在土壤中的分布均匀系数最高。（2）与T1、T2和T3处理相比,T4处理在拔节期至开花期对40—80 cm土层土壤贮水消耗量和开花至成熟期20—80 cm土层土壤贮水消耗量显著升高,对深层土壤贮水消耗量和总土壤贮水消耗量显著降低,拔节至开花期的阶段耗水量、开花期补灌水量、总灌水量和总耗水量亦显著降低。（3）T4处理的籽粒产量、产量水分利用效率和土壤贮水利用效率显著高于其余各处理。【结论】在本试验条件下,采用80°喷射角的微喷带灌溉处理是兼顾高产和高水分利用效率的最优处理。     

不同灌水处理对强筋小麦济麦20耗水特性和籽粒淀粉组分积累的影响

 【目的】研究不同土壤质地下灌水处理对小麦耗水特性和籽粒淀粉组分积累及粒重与产量的影响,为小麦节水高产栽培提供理论依据。【方法】在2004－2005年和2006－2007年小麦生长季,以强筋小麦济麦20为材料进行田间试验,采用水分平衡法计算小麦生育期间耗水量,双波长法测定籽粒淀粉含量,以淀粉含量乘以粒重求得淀粉积累量。【结果】2004－2005生长季,在土壤质地为壤土的条件下,W1处理（底墒水、拔节水和开花水各灌60 mm,籽粒产量为8 701.23 kg•hm-2）的耗水量低于W2处理（底墒水、冬水、拔节水和开花水各灌60 mm,籽粒产量为9 159.30 kg•hm-2）,土壤水利用效率与W2处理无显著差异,降水占耗水量的百分率、灌水利用效率和水分利用效率高于W2处理;成熟期各处理粒重无显著差异。2006－2007生长季,在土壤质地为砂质壤土的条件下,W3’处理（底墒水、冬水、拔节水和开花水各灌60 mm）获得最高籽粒产量,耗水量和降水占耗水量的百分率与其他灌水处理无显著差异;土壤水和降水利用效率、水分利用效率均显著高于其它处理,灌水利用效率显著低于其他处理;成熟期粒重与W2’处理（底墒水、拔节水和开花水各灌60 mm）无显著差异,均高于其它处理。在W1处理冬前期和开花期0～140 cm土层和拔节期0～80 cm土层土壤相对含水量高于W0处理（生育期不浇水）的基础上,拔节期和开花期各灌水60 mm,增加了灌浆后期支链淀粉积累量,减少了直链淀粉积累量,提高了支链淀粉含量/直链淀粉含量比值（支/直比）;在W2处理拔节期和开花期80～140 cm土层土壤相对含水量高于W1处理的基础上,拔节期和开花期各灌水60 mm,对灌浆末期支链淀粉和直链淀粉积累量无显著调节效应。【结论】在保水能力较强的壤土上,W1处理灌浆末期籽粒直链淀粉积累量低于W0处理,支链淀粉积累量和支链淀粉含量/直链淀粉含量比值高于W0处理,并获得了较高的籽粒产量和水分利用效率,进一步增加灌水量对淀粉组分积累量无显著调节效应,水分利用效率降低。在保水能力较差的砂质壤土上,W3’处理获得最高籽粒产量和水分利用效率。可供壤土和砂质壤土条件下小麦生产中确定灌水方案参考。     

灌水次数对春小麦耗水特性及产量的影响

选用春小麦品种宁春50号为试验材料,通过3个节水处理研究灌水次数对春小麦耗水特性及产量的影响。结果表明:灌1水的W1处理可显著增加0~120cm同层土壤贮水的利用,尤其增加60~100cm深层同层土壤贮水的利用;而随着灌水的增加,春小麦深层同层土壤贮水及0~120cm同层土壤贮水的利用率随之降低。随着灌水次数的增加,总的耗水量增加,春小麦拔节至开花期的耗水量降低,但春小麦开花至成熟期的耗水量增加。春小麦灌水次数过少的W1处理抽穗期叶面积系数、旗叶叶绿素含量、旗叶叶面积明显高于其他处理,但春小麦开花以后的叶面积系数、旗叶叶绿素含量、旗叶叶面积随灌水次数增加明显增加;生育后期灌水有利于提高抽穗后的干物质积累量,灌水次数过少的W1处理不利于春小麦开花后的干物质积累。增加灌水次数,可提高灌溉水的利用比例,降低土壤贮水的利用比例,增加春小麦籽粒产量和收获指数,但春小麦灌水利用效率明显降低;灌水次数较多的处理春小麦水分利用效率明显降低,生育后期物质向籽粒转移量增加,灌水次数过少的W1处理春小麦穗数、穗粒数明显降低。综合考虑春小麦籽粒产量、水分利用效率、灌水利用效率、物质生产等因子,确定灌二棱水+拔节水2水的处理是春小麦获得高产和高水分利用效率的最佳灌水模式。     

灌水时期和灌水量对小麦耗水特性、籽粒产量及蛋白质组分含量的影响

 【目的】研究高产条件下灌水时期和灌水量对小麦的耗水特性和籽粒蛋白质组分含量的影响,为小麦节水高产优质栽培提供理论依据。【方法】设置不同灌水时期和灌水量的处理,采用反相高效液相色谱（RP-HPLC）分析方法对籽粒蛋白质进行分离量化,研究不同水分处理对小麦耗水量、水分利用率、籽粒产量、籽粒品质和籽粒蛋白质组分含量的影响。【结果】随着灌水量的增加,灌水量占农田耗水量的百分率提高,降水量和土壤贮水消耗量占农田耗水量的百分率降低。减少灌水量,促进小麦对土壤贮水的利用,提高小麦在0～100 cm各土层的土壤耗水量。降低农田耗水量、提高水分利用率是实现节水高产栽培的有效途径。拔节期和开花期分别灌水60 mm的处理在两年度生长季均获得了最高的水分利用率;在2004－2005年生长季W1处理的籽粒产量与W2无显著差异,但显著高于W0处理;在2005－2006年生长季W'2处理的籽粒产量与W'3无显著差异,但显著高于W'0、W'1处理。水分对小麦籽粒蛋白质组分含量具有重要的调控作用。在2004－2005年生长季,与W2处理相比,W1处理的籽粒醇溶蛋白含量降低,HMW-GS含量和谷蛋白含量升高,籽粒蛋白质含量和湿面筋含量升高,面团形成时间和面团稳定时间延长,有利于强筋小麦济麦20籽粒品质的改善。在2005－2006年生长季,随灌水量增加,籽粒HMW-GS含量、谷蛋白含量有先升高后降低的趋势,以W'2处理最高,与籽粒蛋白质含量、面团形成时间和面团稳定时间的变化趋势一致。【结论】本试验条件下,拔节期和开花期分别灌水60 mm是兼顾节水、高产、优质的最优处理。     

耕作方式与灌水次数对砂姜黑土冬小麦水分利用及 籽粒产量的影响

【目的】 探讨耕作方式与灌水次数对砂姜黑土冬小麦水分利用和籽粒产量的影响,明确适宜砂姜黑土区冬小麦产量和水分利用效率同步提高的耕作与灌水处理组合模式。【方法】 于2015—2017年连续2个冬小麦生长季,在豫东南砂姜土区设置旋耕（RT）、深松（SS）2种耕作方式为主处理和拔节期+开花期灌2次水（W2）、拔节期灌1次水（W1）、全生育期不灌水（W0）3种灌水为副处理的二因素裂区试验,深入研究耕作方式与灌水次数的主效应及其互作效应对砂姜黑土冬小麦水分利用和籽粒产量的影响。【结果】 耕作与灌水对砂姜黑土麦田耗水特性、水分利用效率及籽粒产量均具有明显的调控效应。SS较RT处理可显著增加土壤贮水消耗,有利于提高自然降水和灌溉水的利用效率,与RT相比,两年度SS处理的土壤平均贮水消耗量、降水、灌水利用效率分别提高13.69%、7.03%、6.51%;增加灌溉虽可明显增加冬小麦田间耗水量,但过多灌溉致使水分利用效率降低,两年度W2较W1、W0的水分利用效率平均值分别下降18.85%、16.69%。SS处理的籽粒产量显著高于RT处理,且以深松+拔节期灌1水处理组合SSW1的产量最高。相同耕作方式下,随灌水次数的增加,千粒重呈降低趋势,成穗数呈增加趋势;两年度穗粒数变化总体随灌水次数的增加呈先升后降的变化规律。耕作方式主要通过调控千粒重影响产量,灌水次数则主要通过调控穗粒数和千粒重而影响产量,但灌水过多会抑制穗粒数和千粒重的提高。【结论】 综合考虑耕作方式与灌水次数对冬小麦水分利用和籽粒产量的调控效应,深松+拔节期灌1水处理组合SSW1可作为适宜豫东南砂姜黑土区冬小麦产量和水分利用效率同步提高的耕作与灌水处理组合模式。     

高产条件下两个特殊年份春小麦耗水特性和水分利用效率的差异

在2010年和2011年春小麦生长季,选用宁春50号,研究高产条件下特殊气候对春小麦耗水特性和水分利用效率的影响。结果表明：①2010年籽粒产量、千粒质量、穗粒数、株高、水分利用效率、总耗水量和耗水强度显著高于2011年;在不同生育阶段,播种至二棱的阶段耗水量、播种至二棱、拔节至开花的耗水模系数2011年显著高于2010年,二棱至拔节、拔节至开花、开花至成熟的阶段耗水量、开花至成熟的耗水模系数2010年显著高于2011年;2011年春小麦的土壤耗水量主要集中在20~40 cm土层,2010年春小麦土壤耗水量主要集中在20~80 cm土层,表明2010年春小麦能充分利用深层土壤水;②2010年阶段耗水量和耗水模系数为开花至成熟＞拔节至开花＞播种至二棱＞二棱至拔节,2011年阶段耗水量和耗水模系数为拔节至开花＞开花至成熟＞播种至二棱＞二棱至拔节, 2个年份的耗水强度均为拔节至开花＞开花至成熟＞二棱至拔节＞播种至二棱,且2个年份春小麦全生育期耗水强度变化规律均与生育期基本吻合;③灌水量占总耗水量的百分率和土壤耗水量占总耗水量的百分率为2011年＞2010年,降水量及其占总耗水量的百分率和土壤耗水量为2010年＞2011年;水分利用效率（WUE）、灌水利用效率和土壤水利用效率为2010年＞2011年,降水利用效率为2011年＞2010年,且差异显著。综合表明,2010年明显高于2011年的籽粒产量和水分利用效率,可能由于2010年气候条件促进春小麦具有较高的总耗水量、耗水强度、灌水利用效率和土壤水利用效率,拔节至开花、开花至成熟阶段耗水量、耗水模系数以及充分利用深层土壤水、较多的降水和较高的土壤耗水量。     

华北地区冬小麦-夏玉米轮作节水体系周年水分利用特征

【目的】定量研究华北地区冬小麦-夏玉米轮作节水体系的水分周年利用特征。【方法】在大田条件下,通过在小麦季设不灌水（W0）、拔节水（W1）、拔节水+扬花水（W2）和起身水+孕穗水+扬花水+灌浆水（W4）4个水分处理,进行了两个周期的研究。【结果】（1）小麦产量和周年最高产量两年分别在节水灌溉处理W1和W2获得,玉米产量在不同处理间无显著差异。小麦水分利用效率（WUE）与产量的表现相似,玉米WUE显著高于小麦,并随灌水量的增加显著降低;周年WUE则在W0或W1处理最高,而后随灌水量的增加显著降低。（2）W4处理的2 m土体土壤水分含量在各个阶段没有明显变化,其它处理则随小麦生育进程而不断降低（即土壤水分库容不断变大）,且灌水次数越少降幅越大,至小麦收获期达到最低点;到玉米拔节期,由于降雨补充所有处理的土壤含水量趋于一致,相应地,2 m土体接纳汛期降雨分别为178-188 mm（W0）、124-160 mm（W1）、38-93 mm（W2）和-30-21 mm（W4）。（3）随灌水量增加,作物耗水强度和季节蒸散量变大;玉米拔节期后,作物耗水特性与土壤水分变化无差异。（4）降雨致使出现水分的深层渗漏,丰水年和平水年分别为163 mm（W0、W1）、181 mm（W2）、253 mm（W4）和13 mm（W0、W1、W2）、45 mm（W4）,丰水年小麦季W4处理也有54 mm水分深层渗漏。丰水年W0和W1处理实现了127 mm和57 mm对地下水的净回补。【结论】小麦节水栽培显著减少了对地下水的开采,大幅提高了降雨的利用效率,可实现作物对水资源的高效利用和丰水年降雨对地下水的净回补。丰水年W1处理或平水年W2处理有利于水分高效利用与高产的统一,对于华北地区农业的可持续发展具有重要意义。     

耕作方式对小麦耗水特性和籽粒产量的影响

【目的】利用测墒补灌技术确定灌水量,研究高产条件下耕作方式对小麦的耗水特性、蒸腾速率及籽粒产量的影响,为小麦节水高产栽培提供理论依据。【方法】2007—2008年和2008—2009年小麦生长季,在高肥力条件下,设置条旋耕、深松+条旋耕、旋耕、深松+旋耕和翻耕5种耕作方式,研究不同处理对小麦耗水量、旗叶蒸腾速率、叶片水分利用效率、籽粒产量和水分利用效率的影响。【结果】深松+旋耕处理的总耗水量最高,深松+条旋耕和翻耕处理次之,且两者无显著差异,条旋耕和旋耕处理低于上述处理,表明深松后小麦的总耗水量增加。深松+条旋耕处理的土壤贮水消耗量占总耗水量的比例和开花至成熟阶段的耗水量及其模系数最高,深松+旋耕处理次之,条旋耕和旋耕处理均低于翻耕处理,表明深松+条旋耕促进了土壤贮水的消耗,提高了小麦灌浆阶段的耗水量,有利于籽粒灌浆。深松+条旋耕和条旋耕处理的灌水量占总耗水量的比例低于其它处理,条旋耕处理最低,深松+旋耕和翻耕处理最高且两者无显著差异,旋耕处理次之。灌浆中后期,深松+条旋耕和深松+旋耕处理的叶片水分利用效率最高且两者无显著差异,翻耕处理次之,条旋耕和旋耕处理低于上述处理,表明深松有利于小麦在灌浆中后期保持较高的光合能力。深松+条旋耕和深松+旋耕处理的籽粒产量最高且两者无显著差异,翻耕处理次之,条旋耕和旋耕处理低于上述处理,表明深松有利于籽粒产量的提高。深松+条旋耕处理的水分利用效率和灌溉效益最高,深松+旋耕处理次之,条旋耕和旋耕处理低于翻耕处理,表明深松+条旋耕有利于水分的高效利用。【结论】本试验条件下,深松+条旋耕是兼顾高产节水高效的耕作方式。     

微喷补灌对冬小麦旗叶衰老和光合特性及产量和水分利用效率的影响

【目的】探明微喷补灌对冬小麦开花后旗叶衰老和光合特性、籽粒灌浆速率、产量和水分利用效率的影响,为小麦节水高产提供重要技术支持。【方法】于2011-2013年冬小麦生长季,选用高产冬小麦品种济麦22,设置全生育期不灌水（W0）、微喷补灌（W1）和传统畦灌（W2）处理,研究小麦开花后旗叶水势、超氧化物歧化酶（superoxide dismutase,SOD）和过氧化氢酶（catalase,CAT）活性、叶绿素荧光参数、群体光合速率和籽粒灌浆速率等的差异。W1与W2处理的灌水时期一致,均于小麦拔节期和开花期各灌水1次。W1处理采用小麦专用微喷带（ZL201220356553.7）补充灌溉,灌水前测定土壤含水量。两年度小麦拔节期均设定0-140 cm土层土壤目标相对含水量为70%,第一年和第二年小麦开花期设定0-140 cm土层土壤目标相对含水量分别为70%和65%,根据灌水定额公式计算所需补灌水量。W2处理采用传统畦灌方式灌溉,改口成数为90%,即当水流前锋到达畦长长度的90%位置时停止灌水,用水表计量实际灌水量。W1与W2处理试验小区的规格一致,畦宽（左侧畦梗中心线至右侧畦梗中心线的垂直距离）2 m,畦梗宽0.4 m,畦长60 m,面积120 m²。小区间设1.0 m保护行。每小区等行距种植8行小麦,实际行距22.9 cm。W1处理的每个试验小区在自边行向内数第4行与第5行小麦之间沿小麦种植行向（畦长方向）铺设一条专用微喷带。微喷带进水端装有压力表、水表和闸阀,进水端水压设为0.02 MPa。灌溉水水源为井水,从水源至微喷带和畦田进水端采用PVC水龙带输水。畦灌的单宽流量为4.6-5.2 L·m^-1·s^-1。【结果】两年度微喷补灌处理在小麦拔节期和开花期的补灌水量分别为21.3-96.0 mm和29.0-38.5 mm,灌水分布均匀系数达87.9%-97.0%,不低于传统畦灌处理,而全生育期总灌水量比传统畦灌处理减少33.2-70.8 mm,节水21.0%-54.2%。微喷补灌处理开花后旗叶水势、SOD和CAT活性、丙二醛含量、旗叶最大光化学效率、实际光化学效率,及群体光合速率和籽粒灌浆速率、籽粒产量均与全生育期灌2水的传统畦灌处理无显著差异,但水分利用效率提高2.1-2.9 kg·hm^-2·mm^-1,达21.6-23.2 kg·hm^-2·mm^-1。【结论】小麦拔节期和开花期微喷补灌可以根据灌水前的降水量和土壤含水量状况及时调节补灌水量,并实施精确、均匀灌溉,适量供给小麦高产生理需水,挖掘出小麦节水的更大潜力。     

黄土塬区冬小麦产量及水分利用效率对播前底墒变化与生育期差别供水的响应

【目的】通过黄土塬区播前底墒变化和生育期差别供水(降水+补充灌溉)对冬小麦产量、耗水量以及水分利用效率影响的田间试验,揭示该区域农田有限水资源高效利用的调控机制,明确现有措施下冬小麦旱作生产潜力可实现水平。【方法】划设田间试验小区,在夏闲期通过覆盖保水与生物耗水措施形成底墒差异的基础上,设计如下试验:(1)由不同底墒+生育期降水形成4个冬小麦全生育期无补灌处理,以分析冬小麦产量及水分利用效率对播前底墒变化的响应。其2 m土层底墒变化范围为350—550 mm。(2)相同底墒下不同生育期灌一水处理:在平均底墒约为500 mm下分别在拔节期、孕穗期和灌浆期补充灌溉40 mm,探讨冬小麦不同生育期对等量灌溉的响应差别。(3)高底墒542.3 mm与571.6 mm下分别进行灌2水与4水处理,形成冬小麦全生育期比较充分的供水条件,研究冬小麦在低水分胁迫下产量提升的可能程度及其水分利用效率特征。【结果】(1)在黄土塬区降水季节分布特征下,播前底墒对冬小麦产量具有决定性作用,产量随底墒线性增加。在做好夏闲期蓄水保墒的基础上,旱作冬小麦产量可达到充分供水情况下能够取得产量的88%—90%水平。(2)与2 m土层底墒为500 mm且生育期无补充灌溉的处理比较,供水增加同为40 mm时,表现为底墒增加处理的产量提高了11.8%,次之是在拔节期与孕穗期分别补灌的处理,但三者间产量无显著差异;播前底墒较高并在拔节期及孕穗期补充灌溉的处理冬小麦产量达到试验年份较高水平,且作物水分利用效率(WUE)也得到提高。(3)冬小麦产量与耗水量表现为Logistic曲线关系,随着耗水量的增大,产量提升速率表现为先快后慢,边际水分利用效率(MWUE)则持续降低,而WUE表现为上升、达到峰值和下降三个阶段,且WUE到达其最高值的耗水量小于产量到达其最高值的耗水量。【结论】黄土塬区气候条件下,播前底墒差别与生育期差别供水对冬小麦产量均有影响,由底墒或不同生育时期分别增加等量供水在总供水水平相同时其增产效应基本一致;采用Logistic曲线模型可以较好地模拟冬小麦产量与耗水量之间的关系,揭示产量、耗水量及WUE间的内在联系。     

不同水分管理下全田土下微膜覆盖的冬小麦耗水特性

【目的】针对海河平原水资源匮乏与冬小麦生产水分高耗的现实矛盾,研究不同水分管理条件下全田土下微膜覆盖的冬小麦耗水特性,探索区域小麦节水生产新方法。【方法】采用大田试验,以小麦常规种植方法为对照,进行两地3年试验研究。【结果】全田土下微膜覆盖下,小麦生育期田间耗水量显著降低116.1—167.9 mm,土壤贮水消耗占总耗水的55.5%—77.9%。覆膜显著减少了小麦返青前的耗水量,生育后期耗水占总耗水量的比例提高。覆膜条件下,拔节前根系吸水深度较露地处理浅40 cm,生育期2 m土体可供水212.2—240.3 mm,春季灌水75 mm小麦对土壤贮水消耗集中在0—140 cm土层,比常规生产（CK,3次灌水共225 mm）深40 cm,灌水时间后移可显著减少2 m土体贮水消耗。土下微膜覆盖条件下,雨养耗水284.3 mm可获得不低于7 500 kg•hm-2的小麦产量,播前灌水≥60 mm或抽穗期灌水75 mm,可获得与CK相当的产量,水分利用效率比CK提高40%以上、净水分利用效率和灌溉水利用效率达到最高。【结论】全田土下微膜覆盖雨养或适时少量灌水是海河平原大幅降低小麦耗水,缓解水资源供需刚性矛盾的一种新型种植方法。     

不同水氮供应对小南瓜根系生长、产量和水氮利用效率的影响

【目的】针对西北半干旱区温室蔬菜灌水施氮不合理等问题,通过不同灌水施氮水平处理,探讨作物根系生长与分布、产量和水氮高效利用与水氮供应的关系,揭示根系生长分布对灌水施氮模式的响应机制,为提高蔬菜作物产量和水氮利用效率提供科学依据。【方法】采用不同施氮灌水处理的田间试验,以“金童”小南瓜为供试作物,设置3个总灌水量水平：常规灌水（高水W3、1 500 m3•hm-2）、常规灌水减27%（中水W2、1 100 m3•hm-2）、常规灌水减54%（低水W1、700 m3•hm-2）和3个施氮量水平：常规施氮（高氮N3,350 kg•hm-2）、常规施氮减28.5%（中氮N2,250 kg•hm-2）、常规施氮减57%（低氮N1,150 kg•hm-2）,试验采用完全随机区组设计,共9个处理,研究膜下滴灌不同水氮供应对温室小南瓜根系生长分布、产量和水氮利用效率的影响。【结果】小南瓜90%根系主要集中在0-40 cm土层,且随土层深度的增加,根系密度呈指数下降;当灌水量相同时,低水（W1）和中水（W2）处理根系长度、产量、水分利用效率（WUE）均随施氮量的增加先增加后减少,而高水（W3）处理根系长度随施氮量的增加而增加,不同施氮量处理小南瓜产量差异不显著;与高氮（N3）处理相比,低氮（N1）和中氮（N2）处理小南瓜根系长度、产量随灌水量增加而增加,当灌水量超过1 100 m3•hm-2时,小南瓜根系长度和产量均有所下降;随着灌水量增多,水分利用效率亦显著下降,低水中氮（W1N2）处理水分利用效率最高,为35.59 kg•m-3;灌水量较高（W2和W3）时,氮素利用率（NUE）均随施氮量增加而显著降低,灌水量较低（W1）时,低氮和中氮处理氮素利用率显著高于高氮处理;灌水和施氮对小南瓜总根长作用表现为：氮素作用＞水分作用＞水氮交互作用;细根（直径小于2 mm根系）根长随灌水量和施氮量增加呈抛物线型变化;小南瓜产量与细根根长和根表面积之间均有显著的线性关系。【结论】灌水和施氮过高或过低均可以导致小南瓜产量、水氮利用效率以及根系各项特征参数显著降低,中水中氮（W2N2）处理小南瓜产量和根系各项特征参数均达到最大值;不同水氮处理主要通过对细根根长的影响进而影响小南瓜的产量。综合考虑产量、水氮利用效率以及根系生长分布,灌水量为1 100 m3•hm-2、施氮量为250 kg•hm-2为小南瓜较优的灌水施氮组合。     

测墒补灌和施氮对冬小麦产量及水分、氮素利用效率的影响

【目的】测墒补灌是近年来研究的一种小麦节水灌溉新技术。论文旨在探索测墒补灌与施氮对冬小麦生长的影响,为该区节水、节氮提供依据。【方法】采用漫灌的方式设置测墒补灌和施氮两因素田间试验,补灌设置4个处理,于冬小麦拔节期、开花期依据0-40 cm土层土壤质量含水量进行测墒补灌,补灌至土壤田间持水量的50%（W₁）、60%（W₂）、70%（W₃）、80%（W₄）。施氮设置4个处理,不施氮（N₀）、施纯氮180 kg·hm^-2（N₁₈₀）、240 kg·hm^-2（N₂₄₀）和300 kg·hm^-2（N₃₀₀）。在此处理下研究了测墒补灌和施氮对冬小麦产量及水分、氮素利用效率的影响。【结果】(1)各施氮处理下,补灌量的增加可增加冬小麦籽粒产量,当补灌量至土壤田间持水量的60%-80%范围内时,冬小麦籽粒的增产效应差异不显著。各补灌处理下,当施氮量超过240 kg·hm^-2时籽粒产量无显著性变化。本试验条件下当补灌至土壤田间持水量的60%,施氮量为240 kg·hm^-2时冬小麦籽粒产量达到最高,为8 104.6 kg·hm^-2。(2)增加施氮量和补灌量均可显著增加麦田总耗水量,但当施氮量超过240 kg·hm^-2时,施氮的提高效果不显著。补灌量的增加会显著增加麦田总耗水量,但当补灌至土壤田间持水量60%（W₂）、70%（W₃）时较补灌至80%（W₄）处理显著降低耗水量,说明有利于节约灌水而获得较高产量。(3)相同施氮处理下,补灌量的增加可显著提高冬小麦水分利用效率,当补灌量增至土壤田间持水量的60%时,冬小麦水分利用效率达到最大值,为14.7 kg·hm^-2·mm^-1。相同补灌处理下,增施氮肥可显著提高冬小麦水分利用效率,但施氮量不宜超过240 kg·hm^-2,否则将导致水分利用效率降低。(4)相同施氮处理下,应控制补灌量至土壤田间持水量的60%时冬小麦氮素干物质生产效率及氮素利用效率最高,为60.1 kg·kg^-1、22.4 kg·kg^-1。相同补灌处理下,施氮量应控制在240 kg·hm^-2时可获得较高的氮素干物质利用效率及冬小麦氮素利用效率最高,为63.9 kg·kg^-1、23.5 kg·kg^-1。【结论】本试验条件下当施氮量为240 kg·hm^-2、冬小麦拔节期、开花期补灌至土壤田间持水量的60%时冬小麦籽粒产量、水分利用效率、氮素干物质利用效率、氮素利用效率均最高,为最优的节水、节氮、高产组合,推荐其作为该区域适宜水、氮用量。