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。     

基于AquaCrop模型的北京地区冬小麦水分利用效率

【目的】作物水分利用效率(water use efficiency,WUE)是农业水分管理与决策的重要指标。北京是严重缺水的城市,其主要种植作物冬小麦灌溉用水占比高,开展冬小麦产量水分利用效率的分析研究,可为北京地区的冬小麦节水灌溉与增产平衡提供决策信息支持。【方法】利用2011—2012、2012—2013和2013—2014年国家精准农业示范研究基地冬小麦不同生育期不同灌溉处理下的田间实测数据,对AquaCrop作物模型进行参数本地化。统计北京地区2004—2014年冬小麦生育期的日降雨量数据,利用Pearson-Ⅲ型分布划分了3种降雨年型:湿润年(2012—2013年生育期)、平水年(2009—2010年生育期)和干旱年(2005—2006年生育期)。应用AquaCrop研究分析了3种不同降雨年型、14种灌溉情景下冬小麦籽粒产量水平和产量水分利用效率特征变化。【结果】基于AquaCrop模型的产量模拟值和实测值的R 2、RMSE和d分别为0.99、0.3 t·hm~(-2)、0.99。模型模拟的冬小麦产量水分利用效率:2011—2012年正常灌溉条件下为1.72 kg·m~(-3),2012—2013年正常灌溉条件下为1.67 kg·m~(-3),2013—2014年雨养、正常灌溉和过量灌溉条件下分别为1.27、1.74和1.64 kg·m~(-3),正常灌溉条件下产量水分利用效率最高,其次是过量灌溉,雨养条件下产量水分利用效率最低。在此基础上应用AquaCrop模型模拟分析了3种不同降雨年型冬小麦籽粒产量和产量水分利用效率随灌溉量变化的响应特征,其中,湿润年产量水分利用效率和籽粒产量达到最大值时所需的灌溉量分别为35和50 mm;平水年达到最大值所需的灌溉量分别为35和40 mm;干旱年达到最大值所需的灌溉量均为65 mm。【结论】AquaCrop模型可以很好预测北京地区不同年份不同灌溉条件下冬小麦的籽粒产量和产量水分利用效率。冬小麦产量与产量水分利用效率均随着灌溉量的增加逐渐增大,至最大值后开始减小,在干旱的情况下,植物通过自身适应策略会提高水分利用效率,随着水分的增加,水分利用率将降低,因此3种不同年型的产量水分利用效率的大小顺序依次为干旱年、平水年和湿润年。因此,在制定冬小麦灌溉策略时,要做到产量和产量水分利用效率兼顾。以上研究结果表明,利用Aqua Crop模型可以为北京地区冬小麦田间灌溉和决策提供指导。关于降雨年型本研究仅对湿润年、平水年和干旱年3种年型在越冬期、返青期、拔节期、开花期和灌浆期不同灌溉量和籽粒产量和产量水分利用效率之间的关系进行模拟,对于不同时期不同灌溉量对籽粒产量和产量水分利用效率的影响没有考虑,需要进一步研究验证。     

Improving water use efficiency in grain production of winter wheat and summer maize in the North China Plain: a review

Reducing irrigation water use by improving water use efficiency (WUE) in grain production is critical for the development of sustainable agriculture in the North China Plain (NCP). This article summarizes the research progresses in WUE improvement carried out at the Luancheng station located in the Northern part of NCP for the past three decades. Progresses in four aspects of yield and WUE improvement are presented, including yield and WUE improvement associated with cultivar selection, irrigation management for improving yield and WUE under limited water supply, managing root system for efficient soil water use and reducing soil evaporation by straw mulch. The results showed that annual average increase of 0.014 kg·m^-3 for winter wheat and 0.02 kg·m^-3 in WUE were observed for the past three decades, and this increase was largely associated with the improvement in harvest index related to cultivar renewal and an increase in chemical fertilizer use and soil fertility. The results also indicated that deficit irrigation for winter wheat could significantly reduce the irrigation water use, whereas the seasonal yield showed a smaller reduction rate and WUE was significantly improved. Straw mulching of summer maize using the straw from winter wheat could reduce seasonal soil evaporation by 30–40 mm. With new cultivars and improved management practices it was possible to further increase grain production without much increase in water use. Future strategies to further improve WUE are also discussed.     

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。     

早春不同时期灌水对小麦耗水特性和产量的影响

为了提高小麦水分利用效率,针对小麦早春灌水较早的现象,以大面积应用的小麦品种周麦18为材料,设置早春起身期、拔节期灌第1水和全生育期不灌水3个处理,研究早春不同时期灌水对小麦水分利用和产量形成的影响。结果表明,与不灌水相比,起身期和拔节期灌水分别增加耗水量16.77%和14.70%,水分利用效率提高13.13%和19.38%,显著增加了成穗数、千粒重和籽粒产量,对穗粒数影响较小;早春灌水处理间水分利用效率和边际效应以拔节期灌水高于起身期灌水,分别提高5.52%和29.64%,产量及其构成因素差异不显著。因此,适时延迟灌早春第1水,能够改善小麦耗水特性、提高籽粒产量。     

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.     

2014年干旱对商丘冬小麦产量影响分析

利用商丘2014年冬小麦生育期间降水量、气温资料和冬小麦3个作物地段的产量资料,分析了干旱对冬小麦产量形成的不利影响。结果表明,前期干旱对冬小麦密度影响较大,拔节至抽穗期干旱会使冬小麦有效小穗数、穗粒数减少、粒重下降。因此建议在水源不足或灌溉条件困难的情况下,干旱时可偏重于孕穗抽穗期灌溉,既节约用水又可达到增产的目的。     

Yield and water use responses of winter wheat to irrigation and nitrogen application in the North China Plain

With increasing water shortage resources and extravagant nitrogen application, there is an urgent need to optimize irrigation regimes and nitrogen management for winter wheat(Triticum aestivum L.) in the North China Plain(NCP). A 4-year field experiment was conducted to evaluate the effect of three irrigation levels(W1, irrigation once at jointing stage; W2, irrigation once at jointing and once at heading stage; W3, irrigation once at jointing, once at heading, and once at filling stage; 60 mm each irrigation) and four N fertilizer rates(N0, 0; N1, 100 kg N ha~(-1); N2, 200 kg N ha~(-1); N3, 300 kg N ha~(-1)) on wheat yield, water use efficiency, fertilizer agronomic efficiency, and economic benefits. The results showed that wheat yield under W2 condition was similar to that under W3, and greater than that under W1 at the same nitrogen level. Yield with the N1 treatment was higher than that with the N0 treatment, but not significantly different from that obtained with the N2 and N3 treatments. The W2 N1 treatment resulted in the highest water use and fertilizer agronomic efficiencies. Compared with local traditional practice(W3 N3), the net income and output-input ratio of W2 N1 were greater by 12.3 and 19.5%, respectively. These findings suggest that two irrigation events of 60 mm each coupled with application of 100 kg N ha~(–1) is sufficient to provide a high wheat yield during drought growing seasons in the NCP.     

水分调控对小麦光合特性和产量性状的影响

在自动控制干旱棚内的水泥池里采取足墒播种、拔节后控制降雨并进行灌水处理的方法,研究了不同时期灌水对小麦旗叶叶绿素(SPAD值)、光合特性及产量的影响。结果表明,花后旗叶叶绿素含量随着灌水次数的增加而增加,W2(灌拔节水、孕穗水)和W3(拔节水、孕穗水、灌浆水)处理比对照W0(不灌水)在扬花期、灌浆初期、灌浆中期分别增加了15.9%、5.3%、5.9%和10.0%、5.0%、6.4%。小麦旗叶光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度和蒸腾速率在扬花期的变化与灌水无明显相关关系,进入灌浆期后随灌水次数的增加而提高,在灌浆中期,W2、W3比W04个指标分别增加了33.8%、37.0%,11.8%、15.6%,7.9%、10.6%,18.9%、19.5%,差异显著,W2和W3间差异不显著。W2处理的旗叶叶片水分利用效率最高,比对照高16.6%。随着灌水次数的增加产量逐渐提高,W1、W2、W3比W0分别增加了1.9%、7.6%和8.1%。综合考虑,在足墒播种和返青前具有较好土壤墒情条件下,拔节期和孕穗期2次灌水的光合效率、水分利用效率和经济效益最佳。     

三种限水灌溉水平下中麦175干物质积累与水分利用特性解析

【目的】中麦175是中国北部冬麦区水浇地和黄淮旱肥地大面积种植的水旱兼用型小麦品种。研究旨在明确其干物质积累和水分利用特征,揭示节水高产机理为培育水旱兼用的广适型小麦新品种提供理论支撑和评价指标。【方法】在河北吴桥和北京顺义两个试验点,以中麦175和京冬17为试验材料,在3种限水灌溉（W0,全生育期不灌溉;W1,灌拔节水75 mm;W2,灌拔节水和开花水共150 mm）水平下,比较两个品种群体性能、干物质积累与分配、产量及水分利用效率（water use efficiency,WUE）等性状及其对供水的响应特征。【结果】两个品种的产量均在W2水平最高,随着灌水量减少产量降低;W0主要降低单位面积粒数（每平米穗数减少47-67穗,穗粒数减少1.6-5.1粒）,W1主要降低千粒重（降低0.6-1.5 g）。水分亏缺显著降低蒸散量（ET）和群体生物量,但显著促进了花前积累的干物质向籽粒的转运,适度水分亏缺（W1）提高WUE。在3种灌溉水平下,中麦175的产量及其稳定性均优于京冬17,表现为穗数、花前干物质积累量及其向籽粒的转运量和转运率、收获指数（HI）均较高,灌浆期反映群体性能的归一化植被指数（NDVI）和气冠温差（CTD）指标值及反映品种抗旱性能的茎秆可溶性糖含量（WSC）含量均较高,全生育期ET和WUE较高,大部分产量性状的水分敏感性较弱。穗粒数和生物量对水分的敏感系数（WS）与产量对水分的WS呈密切相关性,而灌浆前期群体NDVI和CTD对水分的WS也与产量对水分的WS高度相关。【结论】前期干物质积累快、群体库容量大及花后群体性能稳定性强可能是中麦175节水高产的主要原因。不同供水条件下灌浆期群体NDVI和CTD的差异性可作为小麦品种对水分敏感性的快速综合评价指标。     

不同覆膜方式对旱作冬小麦耗水特性及籽粒产量的影响

【目的】研究黄土高原雨养条件下,不同地膜覆盖方式对冬小麦耗水特性、产量和休闲期土壤水分补给的影响,为促进增产和提高水分利用效率提供理论依据。【方法】2008-2009和2009-2010年小麦生长季,设置全膜覆土穴播（A）、全膜覆盖穴播（B）、垄膜沟播（C）和露地条播（CK）4种不同栽培模式,测量不同处理的土壤贮水量、耗水量、产量和水分利用效率。【结果】全膜穴播可使冬小麦增产64.4%-79.1%,水分利用效率提高22.1%-24.0%,达到11.9-16.6 kg·hm^-2·mm^-1;全膜覆土穴播可增产43.4%-44.4%,水分利用效率提高8.8%-14.6%,达到11.0-14.8 kg·hm^-2·mm^-1;垄膜沟播可增产37.0%-39.3%,水分利用效率提高4.2%-4.4%,达到10.0-14.2 kg·hm^-2·mm^-1。主要原因是,地膜覆盖可增加冬小麦拔节前0-200 cm土层贮水量,提高拔节至成熟阶段的耗水量及其占总耗水量的比例,促进生育期对土壤贮水的利用,同时干旱年份可促进冬小麦利用深层土壤水分,最终提高冬小麦成熟期的生物量和籽粒产量;虽然生育期耗水增加,但水分利用效率也提高。冬小麦产量与生育期耗水量呈显著正相关（r=0.96*）。覆膜的高产建立在高耗水基础上,但通过休闲期水分补充,地膜茬0-200 cm土层水分在冬小麦秋播前可恢复到露地水平。覆膜处理间的耗水差异远小于覆膜与露地间的差异。综合考虑产量、经济效益和田间操作难易程度,全膜覆土穴播一次覆膜可多茬使用,节省地膜成本,田间操作简单,经济效益高,是本试验条件下的最优栽培方式。【结论】全膜覆土穴播是西北黄土高原旱地小麦兼顾高产高效的栽培模式。     

限量灌溉对冬小麦农艺性状与水分利用效率的影响

对冬小麦不同生育时期进行水分控制,研究灌水量、灌水时间对冬小麦农艺性状和水分利用的影响。结果表明,不同生育时期灌水处理的冬小麦农艺性状得到有效改善,其中拔节期灌水能提高冬小麦的穗数和水分利用效率,孕穗期灌水能提高水分利用效率,灌浆期灌水能增加千粒重,拔节期是限量灌溉的最佳生育期。与对照相比,不同灌水时间和灌水量处理分别增产9.49%～29.64%,并以拔节期灌600m3/hm2水和灌浆期灌300m3/hm2的处理增产效果最好;水分利用效率分别提高7.8%～22.7%,并以拔节期灌300m3/hm2+孕穗期灌300m3/hm2的处理水分利用效率最高,为15.7kg/(hm2.mm)。     

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&#8226;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&#8226;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。     

限量灌溉不同品种冬小麦茎可溶性糖与产量和水分利用率的关系

【目的】通过分析不同品种冬小麦灌浆期穗下节可溶性糖含量(SS)、籽粒产量、水分利用效率(WUE)的差异,探讨限量灌溉条件下SS与产量和WUE的关系。【方法】以中国北方12个冬小麦品种(系)为材料,在甘肃陇东黄土高原进行大田试验。【结果】不同冬小麦品种之间产量、WUE、SS存在明显差异,随着灌浆进程的推进,SS含量呈先升高后降低的单峰变化趋势,且灌浆中后期差异达到最大。冬小麦灌浆期SS与产量、WUE均呈显著正相关,并且相关性在灌浆中后期和后期达到极显著;【结论】限量灌溉条件下冬小麦籽粒灌浆期SS可作为筛选高产和高水分利用效率品种的参考指标之一。     

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。     

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。     

塿土旱作区施肥对小麦产量和水分利用效率的影响

研究了黄土高原南部塿土旱作区施肥对小麦产量和水分利用效率的影响。结量表明,合理增施肥料能显著提高冬小麦产量和水分利用效率,最高施肥量分别提高了1611kg/hm~2和0.235kg/mm水分。施肥量增加使小麦叶片水势有所降低,0～200cm土层贮水量呈发育前期升高而后期下降的趋势,改善了小麦植株自身调节和保持水分的能力,提高了产量和水分利用效率。     

Contribution of ear photosynthesis to grain yield under rainfed and irrigation conditions for winter wheat cultivars released in the past 30 years in North China Plain

To understand the contribution of ear photosynthesis to grain yield and its response to water supply in the improvement of winter wheat, 15 cultivars released from 1980 to 2012 in North China Plain(NCP) were planted under rainfed and irrigated conditions from 2011 to 2013, and the ear photosynthesis was tested by ear shading. During the past 30 years, grain yield significantly increased, the flag leaf area slightly increased under irrigated condition but decreased significantly under rainfed condition, the ratio of grain weight:leaf area significantly increased, and the contribution of ear photosynthesis to grain yield changed from 33.6 to 64.5% and from 32.2 to 57.2% under rainfed and irrigated conditions, respectively. Grain yield, yield components, and ratio of grain weight:leaf area were positively related with contribution of ear photosynthesis. The increase in grain yield in winter wheat was related with improvement in ear photosynthesis contribution in NCP, especially under rainfed condition.     

拔节期灌水对冬小麦根重与产量的影响

用盆栽的方法,在土壤养分一致的条件下,测定了15个冬小麦品种拔节期灌水与不灌水(对照)的生物产量和籽粒产量。结果表明:冬小麦有效穗数、生物产量以及籽粒产量的形成与拔节期的水分状况有密切关系;地下部的根干重与地上部的生物产量、地上部的生物产量与籽粒产量呈显著正相关,其相关程度与拔节期灌水与否有关;地上部生物产量与千粒重虽也呈正相关,但相关性大小与拔节期的水分条件关系不密切。拔节期灌水处理与不灌水(对照)冬小麦的地上部生物产量、籽粒产量和千粒重的差值,与冬小麦自身的抗旱指数呈反相关。