不同秸秆覆盖保水剂处理对夏玉米产量和水分利用效率的影响

通过大田试验,研究了秸秆覆盖保水剂对夏玉米不同生育阶段的土壤含水量、储水量,以及作物的耗水特征、水分利用效率等的影响。结果表明:与CK相比,各处理提高了夏玉米不同生育阶段0～100 cm的土壤含水量、储水量,促进了干物质的积累,降低了玉米的耗水量,提高了玉米产量和水分利用效率。在各处理中,覆盖保水剂处理的土壤含水量、储水量均高于其他处理,而耗水量最低。在播种-拔节期、拔节-开花期,覆盖保水剂处理干物质积累量显著大于其他处理,而在开花-花后30 d、花后30 d-收获,覆盖保水剂显著大于秸秆覆盖和CK,与保水剂处理差异不显著。最终,覆盖保水剂处理的产量和水分利用效率显著高于其他处理,较CK增产23.34%,水分利用效率增加8.53 kg/(mm·hm²)。     

半干旱地区膜下滴灌对土壤和玉米生长发育的影响

为实现玉米栽培节水高产高效,以先玉335为试验材料,采用膜下滴灌方式,设置不同灌水处理方案,研究膜下滴灌不同灌水处理对土壤物理性质及春玉米产量的影响。结果表明:(1)0~20cm土层苗期时灌水量高的(W2)土壤含水量最高,CK土壤含水量最低,处理之间差异达到显著水平。20~40cm时不同处理苗期土壤含水量差异不显著,拔节期和抽雄期土壤含水量差异显著,说明灌溉对土壤含水量影响巨大。(2)拔节期和抽穗期不同处理间温度差异不显著,但覆膜处理的低灌水量W1和高灌水量W2处理5cm温度高于对照CK处理。10cm和15cm温度无明显差异。(3)拔节期和抽穗期时高灌水量W2株高高于其它处理,均是W2W1CK而灌浆期时无明显差异,可得出灌溉对玉米株高前期发育有影响,后期趋于相同,差异不明显。(4)产量在不同处理间差异达到显著水平,高灌水量W2的最高,低灌水量W1的次之,CK处理最低。而水分利用率则是低灌水量W1处理的最高,顺序为W1W2CK。     

土壤含水量对玉米出苗率及苗期生长的影响

进行盆栽试验,研究不同质地土壤底墒对玉米出苗及苗期生长的影响,结果表明:土壤底墒对玉米出苗率、株高和苗期总干物重影响显著.玉米出苗率、株高和苗期总干物重随着土壤底墒的增加而增加,达到最高值后,随着土壤底墒的增加而减小.壤土出苗率、株高和苗期总干物重最高的适宜底墒范围为19%-22%,粘土为26%-29%,沙土为13%-15%.     

高吸水性树脂对夏玉米土壤含水量及出苗率的影响

探讨了不同剂量高吸水性树脂对土壤水分蒸发、夏玉米(Zea mays L.)蒸腾蒸发土壤水分含量及夏玉米出苗率的影响。结果表明,0.25%以上剂量树脂处理土壤水分蒸腾蒸发损失量显著低于0(CK)和0.10%剂量树脂处理;各树脂处理土壤水分蒸发损失量呈现出0.10%剂量及CK0.25%剂量0.50%及以上剂量的趋势;各树脂处理夏玉米蒸腾耗水量没有显著差异;0.10%及0.25%剂量处理夏玉米出苗率显著高于其他处理。综合比较,0.25%剂量高吸水性树脂处理在一定情况下有利于改善土壤的水分状况和提高出苗率。     

耕作方式对旱作农田土壤水热特性及夏玉米产量的影响

设置田间定位试验,研究免耕(NT)、深松耕(DT)和旋耕(RT)对旱作玉米田土壤体积质量、土壤水分、土壤温度及夏玉米产量等的影响。2a研究结果表明,采取耕作措施后,各处理土壤体积质量差异主要集中在0~40cm(P0.05),耕作前后40~60cm土壤体积质量差异不显著(P0.05)。耕作方式对土壤储水量有明显影响,其中,播种后0~50d,深松耕和免耕处理0~100cm土壤储水量均高于旋耕;播种后70~120d,3种耕作方式下土壤储水量差异不显著(P0.05)。各耕作措施对土壤温度的影响在作物生育前期(播种后0~30d)表现明显(P0.05),表现为旋耕玉米田土壤温度高于免耕和深松耕,播种后50~120d各处理间无显著差异(P0.05)。深松耕和旋耕处理玉米籽粒产量较免耕分别高3.35%和1.91%。结合经济效益分析,免耕和深松耕净收入较旋耕分别高138.48元/hm~2和259.38元/hm~2。因此,深松耕为旱作夏玉米田较适宜的耕作方式。     

黄淮海平原地区深松和灌水次数对冬小麦- 夏玉米节水增产的影响

目的 研究黄淮海平原地区冬小麦-夏玉米不同深松时机交互不同灌水次数对作物产量及水分生产效率的影响,为优化黄淮海地区土壤耕作方式提供理论依据。方法 采用土壤耕作方式与灌水次数相结合的方法,设置秋深松+冬小麦2水（QS-2）、秋深松+冬小麦3水（QS-3）、夏深松+冬小麦2水（XS-2）、夏深松+冬小麦3水（XS-3）、对照（CK）共5个处理,研究深松与灌水次数对冬小麦-夏玉米一年两熟农田土壤物理性质、植株生长发育、产量、总产出值及水分生产效率等的影响。结果 深松和灌水次数对土壤容重、土壤紧实度、土壤储水量、总产出值、水分生产效率均有不同程度显著影响。与对照相比,QS-2、XS-2、XS-3处理均显著降低深松后第1年土壤耕层（0—40 cm）及深松后第2年0—20 cm土层的土壤容重;深松各处理均显著降低第1年土壤紧实度,对第2年土壤紧实度影响效果不明显;秋深松后第2年QS-2处理的冬小麦整个生育期平均土壤储水量较CK显著增加18.14%,QS-3处理次之,夏深松后第2年XS-2、XS-3处理分别较CK显著提高24.7%、25.6%;秋深松能显著提高当季冬小麦生长发育,QS-2、QS-3处理地上生物量分别较CK增加了19.29%、27.06%,第2年QS-2和QS-3处理地上生物量较CK均有所提高,差异不显著,秋深松对第2年冬小麦生长发育影响效果减弱,夏深松第2年XS-2和XS-3处理的叶面积和地上生物量均较对照显著提高,夏深松能显著促进后茬冬小麦生长发育;QS-2处理对2年冬小麦-夏玉米总产出值和水分生产效率均显著提高,第1年总产出值和水分生产效率分别较CK提高27.21%、23.51%,第2年分别提高19.54%、18.84%,夏深松显著提高第2年冬小麦-夏玉米总产出值及水分生产效率,XS-2处理分别提高18.50%、17.65%,XS-3处理分别提高19.57%、15.35%。结论 黄淮海平原冬小麦-夏玉米连作采用冬小麦播前秋深松耕作方式,冬小麦全生育期灌水2次,有利于降低农田土壤容重、降低土壤紧实度、提高土壤储水效果、显著提高深松周期内冬小麦-夏玉米总产出值及水分生产效率。建议在黄淮海平原地区平水年和丰水年（夏玉米季降雨充沛）,冬小麦-夏玉米种植区采用秋深松+冬小麦灌2水耕作模式,实现高产与高效。     

夏玉米免耕精密播种关键技术集成研究

为进一步研究黄淮海地区免耕精播夏玉米栽培关键技术,于2012年进行了1 a两点的大田试验,研究了种子质量、农艺措施、种肥等因素对夏玉米生长及产量的影响。结果表明,夏玉米免耕精密播种单项技术处理(分别为单种子、单镇压、单覆盖、单种肥)、CK(混粒种子,播种后不镇压+清除麦秸+不施种肥)和集成技术处理(精密种子,播种后镇压+麦秸平茬覆盖+施种肥)对其影响有差异。集成技术处理土壤含水率比单镇压、单覆盖、单种肥处理分别高15.70%、16.73%、18.64%,比CK和单种子处理高23.18%;集成技术处理的株高比单种子、单镇压、单覆盖、单种肥、CK分别高21.54%、19.96%、24.54%、18.94%、33.14%,单株叶面积分别高20.43%、17.10%、34.42%、13.05%、44.07%,单株干质量分别高37.44%、30.83%、48.81%、22.09%、58.59%。集成技术处理的苗期叶绿素SPAD值、Pn均最高,产量为10 886.71 kg/hm2,比单种子、单镇压、单覆盖、单种肥处理及CK分别增产18.61%、11.96%、13.49%、9.89%、39.04%,增效率分别为10.66%、4.64%、6.89%、5.05%、29.77%。     

基于模糊综合评判对多砾石砂土膜下滴灌玉米灌溉制度的定量分析

旨在探究多砾石砂土膜下滴灌玉米的灌溉制度。以灌水定额为变量（30.0 mm、37.5 mm、45.0 mm、52.5 mm和60.0 mm），显著性分析和模糊综合评判为手段，进行膜下滴灌玉米的灌溉试验。结果表明：显著性分析结合生长指标的变化趋势分析表明，52.5 mm灌水定额适宜膜下滴灌玉米株高、叶面积指数、茎粗的生长；模糊综合评判确定52.5与60 mm灌水定额最有利。通过显著性分析发现灌水定额的增加对灌溉利用效率无显著影响；灌水定额由30增加至45 mm处理间的耗水量、水分利用效率与产量显著性差异（P＜ 0.05），但45至60 mm处理间无显著性差异。模糊综合评判后发现，52.5 mm的灌水处理对膜下滴灌玉米的生长指标、增产指标与节水指标均最优。以节约水资源的理念出发，综合考虑膜下滴灌玉米的生长指标、产量及其构成，认为拔节期后灌水定额52.5 mm，灌溉定额472.5 mm的灌溉制度最适宜多砾石砂土膜下滴灌玉米种植的推广。     

辽宁南部地区玉米微喷控水灌溉试验研究

微喷灌技术在辽宁南部地区应用较为广泛,但是由于微喷灌水下限对灌水频率和产量影响较大,因而微喷灌水控制下限受到了极大关注。为了探讨不同控制下限微喷灌溉对辽宁南部地区玉米耗水规律及产量的影响。采用田间小区试验,以雨养种植(YY)作为对照,研究了2种不同微喷灌水下限,包括轻度控水灌溉(QK)、重度控水灌溉(ZK),对玉米土壤墒情、耗水规律、生长性状、产量、水分利用效率及经济效益等的影响。试验结果表明:玉米微喷控水灌溉可以有效保持土壤墒情,QK处理土壤平均含水率最高,灌水次数比ZK处理多2次;较YY对照处理,微喷灌溉处理在株高、茎粗、叶面积和干物质积累方面均具有显著的优势,说明微喷灌溉具有形成玉米高产的物质基础;微喷灌技术可以显著提高玉米出苗率24.3%,显著增加产量62.9%,QK产量高达15.62t·hm-2,说明玉米出苗率的提高是增产的重要因素;QK与ZK微喷灌水技术经济效益较对照显著提高0.8和0.57万元·hm-2。从增产、增效等方面综合考虑,微喷灌溉对于玉米苗期补偿效果显著,轻度微喷控水灌溉效益最好,适宜在辽宁南部地区推广。     

不同厚度地膜连续覆盖对玉米田土壤物理性状及地膜残留量的影响

为了探明不同厚度地膜对土壤物理性状及地膜残留量的影响,采用大田定位试验,连续4年对玉米田分别进行0.006 mm、0.008 mm(CK)、0.010 mm、0.012 mm厚地膜覆盖处理。结果表明:10~40 cm土层,随着地膜厚度的增加,土壤紧实度和土壤容重降低。0.010 mm、0.012 mm处理土壤容重比0.008 mm(CK)分别降低了1.25%、2.43%,而0.006 mm处理比CK提高0.76%。2玉米播种至大喇叭口期,0.006 mm、0.010 mm、0.012mm处理0~5 cm土层分别日均土壤温度比CK提高-0.90℃、0.23℃和0.40℃;5~10 cm比CK提高-0.50℃、0.19℃和0.28℃。且随玉米生育进程的推进,增温效应逐渐弱化。3在灌水第25 d,0~100 cm土层,0.006mm、0.008 mm、0.010 mm、0.012 mm处理土壤储水量分别为166.73 mm、170.42 mm、190.00 mm、195.97 mm,比灌水第5 d分别下降46.81%、45.75%、39.32%、37.62%。4在0~30 cm土层,残留地膜量浅层显著多于深层,面积小于4 cm2小块膜片数显著多于面积为4~25 cm2和≥25 cm2的中、大膜块。0.006 mm、0.008 mm、0.010mm、0.012 mm处理4年累计残膜量分别为79.03 kg/hm2、57.68 kg/hm2、50.32 kg/hm2、53.58 kg/hm2,0.006 mm处理残留量显著高于CK。综合分析连续覆盖不同厚度地膜对土壤物理性状及地膜残留量的影响,建议在农业生产中推广使用厚度0.008 mm以上的地膜。     

海河平原春季限水灌溉下冬小麦农田水分动态及产量形成特征

海河平原冬小麦生产与水资源匮乏的矛盾十分突出，亟需建立限水灌溉制度，实现丰产与水分高效的协调统一。于2018—2020年冬小麦生长季，选取旱地组（石麦22、衡观35和冀麦418）和水地组（石农086、冀麦585和石新828）2种类型小麦品种，设置适期播种和晚播2个播期以及春季2次灌水、不灌水和春3、4、5、6叶龄1次灌水处理。研究不同处理土壤水分动态变化及冬小麦产量形成特征。结果表明： 春季限水灌溉下，0—60 cm土层为主要供水层，其含水量（SWC60）变化显著影响小麦产量形成；春4叶龄为冬小麦春季1次灌水的最佳灌溉时期，灌水前干旱程度较轻，灌水后直至乳熟末期SWC60才低于60%，干旱胁迫也相对较轻；春季限水灌溉下，冬小麦产量显著降低，旱地组品种产量降幅低于水地组品种。不同春季叶龄1次灌水处理总体表现为春4叶龄灌水产量降幅最小，平均减产约10%。春季1次灌水晚播处理的产量水平与对应的适期播种处理无显著差异。春4叶龄灌水处理产量和水分利用效率（WUE）显著高于其他春季1次灌水处理，其单位面积穗数、穗粒数和千粒重更为均衡协调，最终在实现7 502.9~8 050.0 kg·hm^?2产量水平的同时，WUE达17.5 ~20.1 kg·hm^?2·mm^?1，较春季2次灌水节水70.1 mm。上述研究结果为构建精量高效的小麦春季限水灌溉制度提供了依据。     

不同土壤水分对滴灌春小麦生长、产量及水分利用效率的影响

以2000-2008年湖南省畜禽饲养量数据为基础,对湖南省畜禽粪尿年排放量进行统计,计算出粪尿污染物排放总量及污染物流入水体总量,并对养殖场排污水取样检测汞、砷、铜、锌金属离子的浓度和大肠杆菌、悬浮物、pH值。结果显示:湖南省2000-2008年间畜禽粪尿平均排放量达1.23×108t;化学耗氧量、生化耗氧量、氨氮、总氮和总磷排放量分别为2.95×106t、2.64×106t、2.75×105t、1.85×105t和6.54×105t;化学耗氧量、生化耗氧量、氨氮、总氮和总磷水体流失量分别为:3.63×105t、2.58×105t、6.22×104t、2.19×104t和1.56×105t,养殖场所排废水中以铜最高,锌、汞含量次之,未检出砷,4种金属元素在污水中平均含量分别为:铜0.18 mg/L,锌0.06 mg/L,汞0.05 mg/L,砷0 mg/L,大肠杆菌和悬浮物的平均含量均超过国家允许标准1.60倍(P<0.05)和12.78倍(P<0.01)。本文针对湖南省粪尿污染所处负荷状态,提出了相应的防控措施。     

旱区集雨种植方式对土壤水分、温度的时空变化及春玉米产量的影响

【目的】探索不同集雨种植方式春玉米旱作田土壤水分转运、分配、土壤温度的时空变化特征及其对玉米产量和水分利用效率的影响,为试区玉米高产、水分高效持续利用型种植模式提供理论依据。【方法】2013-2014年在宁夏彭阳区设置传统露地平作（CK）为对照,分析4种不同集雨覆膜种植方式下春玉米各生育期的土壤水分、土壤温度、水分利用效率及产量变化。4种集雨覆膜种植方式分别为双垄沟全覆膜种植（D）、半膜平铺种植（F）、沟播垄膜双行种植（R1）、沟播垄膜单行种植（R2）。沟播垄膜双行处理和半膜平铺处理覆膜宽度均为60 cm,沟播垄膜单行处理垄宽50 cm、沟宽10 cm,双垄沟全覆膜大垄宽70 cm,垄高15 cm、小垄宽50 cm,垄高10 cm。播种密度均为75 000株/hm²。播前基施化肥102 kg N·hm^-2和90 kg P₂O₅·hm^-2,拔节期追施153 kg N·hm^-2,试验为随机区组设计,3次重复。【结果】各覆膜处理较CK可明显改善土壤水温条件,在玉米苗期（0-30 d）,D、F、R1、R2处理0-200 cm土层的贮水量比CK分别增加了10%、8.9%、10.9%和14.4%。在玉米生长中后期（90-120 d）,受降雨量与不同覆膜种植方式下玉米耗水量不同,各覆膜处理0-200 cm土层贮水量表现出差异,2013年（前期降水为309.4 mm）各覆膜处理显著低于CK,覆膜处理间无显著差异,2014年（前期降水为104.9 mm）R1、R2处理贮水量均显著高于其他覆膜处理。2年试验中,R1处理0-40 cm土层贮水量显著高于其他处理,平均增加了5%;D、F、R1、R2 处理0-25 cm土层土壤温度在玉米苗期较CK分别增加了3.5、2.3、0.9和1.1 ℃;玉米全生育期总干物质积累量呈“S”型曲线,在0-60 d,积累量较小,各处理仅占整个生育期的4.3%-15.4%,各处理大小顺序为：D＞R2＞F＞R1＞CK;在60-120 d（大喇叭口期至灌浆期）,积累了玉米干物质的74.5%,此期D、R2的干物质积累速率达309.3和324.1 kg·hm^-2·d^-1;2013年（玉米全生育期降雨量为594.1 mm）D、F、R2的水分利用效率和玉米产量较CK分别提高13.4%、21.2%、13.3%和18.0%、11.2%、20.3%;2014年D、R1、R2（玉米全生育期降雨量为341.9 mm）的水分利用效率和玉米产量比CK分别显著提高了31.1%、33.8%、35.1%和42.5%、39.9%、40.8%,D、R1、R2处理间产量无明显差异。各覆膜处理在降水较少的年份水分利用效率和产量增加幅度较大,且R1效果明显。【结论】沟垄集雨种植方式可明显改善宁南半干旱地区土壤浅层水分状况,提高土壤温度,增加物质积累量;沟播垄膜种植在降水较少的年份集雨优势明显,双垄沟全覆膜、沟播垄膜单行种植的水分利用效率和产量最佳。该项研究丰富了宁南半干旱地区旱作集水种植模式,对进一步完善和筛选适合半干旱地区玉米高产稳产的可持续发展种植模式提供了理论依据。     

乌兰布和沙漠地区灌水对成龄霸王生长及光合作用的影响

[目的]揭示灌水对成龄霸王生长及光合作用的影响。[方法]采用野外试验,通过对中国林科院沙林中心第一实验场植物园中成龄霸王[Zygophyllum xanthoxylum(Burge)Maxim]进行不同灌水量处理,研究人工深层坑渗灌条件下灌水量[开春水:W_115 kg/株、W_245 kg/株、W_375 kg/株、W_4150 kg/株,埋冬水:W_575 kg/株,无灌溉(CK)]对成龄霸王地上生物量、叶片相对含水量(RWC)、叶片净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)和水分利用效率(WUE)的影响。[结果]随着灌水量的增加,成龄霸王地上生物量不断增加;各处理的叶片RWC从大到小依次为W_3、W_2、W_4、CK、W_5、W_1;自然条件和人工灌水条件下,霸王叶片Pn、Tr的日变化均呈"双峰"曲线,且有明显的"午休"现象。各处理Pn日均值从大到小依次为W_3、W_2、W_4、W_1、CK、W_5;Tr日平均值从大到小依次为W_3、W_2、W_1、W_4、W_5、CK。WUE日平均值从大到小依次为W_3、W_2、CK、W_1、W_5、W_4。[结论]综合分析,最适宜的灌水时间是成龄霸王萌芽期,最佳的坑渗灌量为开春水75 kg/株。     

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。     

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。     

Canopy morphological changes and water use efficiency in winter wheat under different irrigation treatments

Water is a key limiting factor in agriculture. Water resource shortages have become a serious threat to global food security. The development of water-saving irrigation techniques based on crop requirements is an important strategy to resolve water scarcity in arid and semi-arid regions. In this study, field experiments with winter wheat were performed at Wuqiao Experiment Station, China Agricultural University in two growing seasons in 2013–2015 to help develop such techniques. Three irrigation treatments were tested: no-irrigation(i.e., no water applied after sowing), limited-irrigation(i.e., 60 mm of water applied at jointing), and sufficient-irrigation(i.e., a total of 180 mm of water applied with 60 mm at turning green, jointing and anthesis stages, respectively). Leaf area index(LAI), light transmittance(LT), leaf angle(LA), transpiration rate(Tr), specific leaf weight, water use efficiency(WUE), and grain yield of winter wheat were measured. The highest WUE of wheat in the irrigated treatments was found under limited-irrigation and grain yield was only reduced by a small amount in this treatment compared to the sufficient irrigation treatment. The LAI and LA of wheat plants was lower under limited irrigation than sufficient irrigation, but canopy LT was greater. Moreover, the specific leaf weight of winter wheat was significantly lower under sufficient than limited irrigation conditions, while the leaf Tr was significantly higher. Correlation analysis showed that the increased LAI was associated with an increase in the leaf Tr, but the specific leaf weight had the opposite relationship with transpiration. Optimum WUE occurred over a reasonable range in leaf Tr. In conclusion, reduced irrigation can optimize wheat canopies and regulate water consumption, with only small reductions in final yield, ultimately leading to higher wheat WUE and water saving in arid and semi-arid regions.     

水分与玉米秸秆还田对小麦根系生长和水分利用效率的影响

【目的】通过两年的防雨棚微区控水试验,探索秸秆还田和水分调控对小麦根系生长、产量及水分利用效率的影响,为提高秸秆还田效果及推广应用秸秆还田技术提供参考。【方法】试验设玉米秸秆粉碎翻压还田（RS）和秸秆不还田（CK）处理;3种土壤水分处理,分别为田间持水量的50%—55%（干旱处理,D）、60%—65%（轻旱处理,SD）和70%—75%（适宜水分处理,N）。测量土壤水分含量、根干重、根干重密度、根系活力、籽粒产量和水分利用效率等指标。【结果】干旱条件下小麦成熟期的次生根数显著降低,与轻旱和适宜水分处理相比,不同生育时期小麦根系活力均显著降低,0—25 cm土层中的根干重密度在不同的生育时期也基本表现为降低趋势,产量下降幅度分别为4.34%—38.30%和14.30%—36.63%,但土壤贮水消耗量分别显著增加7.92%—25.56%和31.34%—90.72%,水分利用效率分别显著增加12.69%—30.09%和11.83%—32.88%。干旱条件下,与CK处理相比,RS处理在返青期和成熟期的单株次生根数分别提高了17.17%—29.41%和5.60%—27.86%,不同生育时期0—25 cm土层中根干重密度降低,花后根系活力及25—50 cm土层中根干重密度的下降幅度增大,产量和水分利用效率分别显著降低了15.02%—19.52%和7.51%—14.56%。轻旱和适宜水分条件下,与CK处理相比,RS处理提高了不同生育时期的单株次生根数,减缓了小麦花后的根系活力及25—50 cm土层中的根干重密度下降幅度,并且增加土壤贮水消耗量,降低灌溉量及总耗水量,除2013—2014年小麦生长季适宜水分条件下不同还田方式间产量和水分利用效率差异未达显著水平外,秸秆还田处理的产量和水分利用效率分别显著提高了6.09%—9.18%和6.77%—11.13%。另外,秸秆还田方式与水分调控的交互作用显著影响小麦产量和水分利用效率。【结论】在较好的土壤水分条件下（轻旱和适宜水分）,秸秆还田对小麦根系生长具有正效应,有利于延缓根系衰老,增加土壤贮水消耗量、产量及水分利用效率,减少灌溉量;而在土壤水分条件较差时进行秸秆还田,小麦产量和水分利用效率显著降低。     

坡地柑橘园节水技术

干旱缺水是导致果园低产、低效的主要原因。对坡地柑橘园的穴灌和沟灌2种灌溉技术进行对比,研究了坡地柑橘园节水技术。结果表明,穴灌和沟灌的秋梢数量分别比对照(自然不灌水)高49%和45%,存在显著差异;穴灌的果实横径、单株产量比沟灌高10 mm、19.4%,沟灌条件下的单株产量比对照高19.2%。穴灌的裂果率显著低于沟灌和对照。穴灌是有效的节水灌溉措施,对果实的膨大促进作用明显,有利于提高单株产量和降低裂果率,是适合坡地果园较优的灌溉方式。     

旱稻和水稻生长发育及产量对灌水量的响应

【目的】 研究不同灌水量对旱稻(旱香1号)和水稻(粮香3号)的产量及生育特性的影响,为新疆旱稻种植的适宜灌溉量提供理论依据。【方法】 采用覆膜滴灌栽培模式,以旱稻和水稻为研究对象,水稻为对照,设置5个灌水量,分别为 375 mm(W₁)、525 mm(W₂)、675 mm(W₃)、900 mm(W₄)、1 125 mm(W₅),研究滴灌覆膜下不同灌溉量对旱稻和水稻产量和生长发育的影响。【结果】 不同灌水处理下,旱稻和水稻随灌水量减少生育期延迟、株高、叶面积指数、干物质量、产量、WUE等呈下降趋势。675 mm(W₃)处理下旱稻产量及WUE显著提高,分别为4 506 kg/hm²、0.67;1 125 mm(W₅)处理下水稻产量最高为7 485 kg/hm²,WUE为0.67。当灌水量大于675 mm后增加灌溉量旱稻产量无显著差异,且旱稻在 675 mm(W₃)灌溉量时比水稻产量高60.45%、水分利用效率高61.19%。旱稻各灌溉下产量平均值比水稻高11.24%、水分利用效率高10%、节水22.2%。【结论】 新疆干旱区种植旱稻受水分限制小,在节约水资源、提高产量的同时,新疆旱稻种植的最优灌水量为675 mm。