北京地区渗灌条件下冬小麦生长发育状况的研究

通过对渗灌条件下田间土壤水分及冬小麦生长发育状况的观测，研究了渗灌用于冬小麦灌溉对冬小麦生长发育及产量形成的影响。试验结果表明，渗灌所形成的农田水分条件对小麦地上部分干物重、叶面积及根系的生长的十分有利。渗灌可使冬小麦根系较多地分布在20－60cm土层，不仅提高了对该层土壤水分的利用，而且有利于冬小麦的生长。渗灌条件下冬小麦产量比喷灌提高12％，农田水分利用效率提高4．49kg/*hm^2.mm)。     

施氮对黄土高原半湿润区冬小麦产量和水分利用效率的影响

为探讨施氮对黄土高原半湿润地区冬小麦产量和水分利用的影响,通过田间长期定位试验,设置0 kg·hm~(-2)(N0)、100 kg·hm~(-2)(N100)、200 kg·hm~(-2)(N200)、300 kg·hm~(-2)(N300)和400 kg·hm~(-2)(N400)5个施氮水平,比较分析了不同处理间冬小麦不同生育时期0～200 cm土层土壤剖面水分动态变化及产量和水分利用效率的差异。结果表明,与未施氮(N0)处理相比较,施氮处理的冬小麦籽粒产量、籽粒产量水分利用效率、干物质量和干物质量水分利用效率均显著增加,而各生育时期土壤水分含量降低。两年的冬小麦耗水量和籽粒产量均表现为N100、N200N0N300、N400;籽粒产量水分利用效率和干物质量水分利用效率均呈增加趋势,但N200与N300及N300与N400处理间差异不显著。综合来看,在本试验条件下,施氮200 kg·hm~(-2)时冬小麦既能高产,也可高效利用土壤水分。     

不同基因型冬小麦在两种栽培模式下蒸腾速率、光合速率和水分利用效率的比较研究

为寻找提高小麦水分利用效率的途径,以株型扩张品种烟农19、株型紧凑品种泰山23和株型半扩张品种济麦20为材料,比较研究了垄作(小水沟内渗灌)和平作(大水漫灌)两种栽培模式下小麦的水分利用效率.结果表明,不同基因型供试品种的叶片温度、籽粒产量和水分利用效率在两种栽培模式下存在显著差异,产量水平的水分利用效率与光合速率和蒸腾速率呈显著正相关.垄作小麦冠层为波浪状,有利于提高小麦的籽粒产量和水分利用效率.水分高效型品种与水分高效型栽培技术结合能够取得较高的水分利用效率.     

旱地周年覆膜条件下冬小麦的光合特性

在周年覆膜条件下,以陇鉴339为材料,研究了周年地膜覆盖后冬小麦的光合速率(P n)变化,以了解周年覆膜对冬小麦光合作用的影响。结果表明,周年覆膜秋播冬小麦较露地冬小麦光合速率、叶片水分利用效率显著提高。冬小麦旗叶P n日变化呈现“单峰型”,覆膜的高峰值较露地增加3.917μm olCO2.m-2.-s 1,提高17.74%,且持续时间延长,整个P n日变化中覆膜较露地平均提高11.62%。各生育阶段覆膜冬小麦的P n始终维持在较高水平上。增施氮肥、提高氮磷比有利于提高冬小麦P n。     

滴灌量对冬小麦耗水特性和干物质积累分配的影响

为给滴灌冬小麦高产栽培的水分管理提供理论依据,在播前足墒和越冬前灌水750 m33·hm-2的条件下分析了起身后不同滴灌量(2550、3150和3750 m3·hm-2,分别用W1、W2、W3表示)对冬小麦耗水及干物质积累、分配的影响.结果表明,随滴灌量的减少,冬小麦孕穗期至花后20 d的0～100 cm土层含水量明显降低,但土壤含水量沿毛管的横向差异增大,总耗水量减少,土壤贮水的消耗量明显增加;群体的叶面积指数和干物质积累量降低,尤其是远离毛管处下降更明显;开花前营养器官贮藏同化物向籽粒的转运量、运转率及对籽粒的贡献率增加,开花后干物质同化量和对籽粒的贡献率显著降低;籽粒产量降低,灌溉水利用效率呈增加趋势.3个处理中,W2的水分利用效率最高,产量与W3差异不显著.在本试验条件下,起身后滴灌冬小麦的适宜灌溉定额为3150～3750 m3·hm2.     

夏闲期施肥与覆盖处理对旱地冬小麦产量和土壤水分利用的影响

为给旱地夏闲期管理提供参考依据,采用大田试验,研究了夏闲期施肥与覆盖处理对旱地冬小麦土壤储水量、产量及水分利用效率的影响。结果表明,夏闲期施肥可明显提高播前0~100、100~200 cm土层储水量,增加了冬小麦穗数、籽粒产量和水分利用效率;不论施肥与否,地膜覆盖与纸覆盖均可提高播前底墒,增加小麦穗数和穗粒数,显著提高籽粒产量和水分利用效率,且地膜覆盖处理效果优于纸覆盖;施肥可增进覆盖的保水、增产及高效用水的作用。因此,旱地夏闲期可通过施肥与覆盖技术改善土壤水分状况,为旱地秋播作物高产创造条件。     

不同冬小麦品种旗叶叶绿素荧光特性及其对干旱胁迫的响应

为明确不同抗旱性冬小麦品种灌浆期旗叶的叶绿素荧光特性及其与籽粒产量的关系,在防雨棚控水条件下,测定和分析了干旱胁迫后强抗旱性品种晋麦47、弱抗旱性品种偃展4110和中等抗旱性品种矮抗58旗叶荧光参数、籽粒产量和水分利用效率的变化.结果表明,随着先量子密度(PFD)的增加,冬小麦旗叶实际荧光(F)、表观电子传递速率(ETR)和非光化学淬灭系数(NPQ)值逐渐升高,PFD超过189 μmol·m-2·s-2后,F值基本稳定,而光下最大荧光(Fm)值持续降低,导致其他叶绿素荧光参数改变,PFD在189～1 360μtmol·m-2·s-2时Fm变化幅度较大.干旱胁迫降低了小麦旗叶F、Fm、实际量子产量(Yie1d)、ETR、NPQ值.不同品种荧光参数值受干旱胁迫的影响程度不同,偃展4110受影响最大,晋麦47较为稳定.干旱胁迫条件下3个品种的产量差异显著,表现为晋麦47＞矮抗58＞偃展4110.灌浆中期旗叶主要叶绿素荧光参数与产量间具有显著的相关性,可以作为高产品种筛选的生理指标;而干旱处理与适水处理的F比值、Fm比值则与两种水分条件下的产量比值呈显著正相关,可以作为品种抗旱性鉴定的生理指标.     

深层渗灌对冬小麦蒸散动态及水分利用效率的影响

为了解渗灌方式下冬小麦的水分蒸散动态及水分利用情况,设置春不灌水(T1)、地上灌拔节水(T2)、地下灌拔节水(T3)、地下灌拔节水+开花水(T4)、地上灌溉拔节水+开花水(T5)5个水分处理,利用称重式蒸渗仪研究了5种水分管理模式下冬小麦的蒸散特征、水分动态及水分利用效率。结果表明,从全生育期来看,冬小麦的耗水速率呈双峰曲线变化,渗灌(T3和T4)的蒸散速率高峰出现在灌拔节水后第五天,常规灌溉(T2和T5)的高峰值出现在灌拔节水后第三天;从每天蒸散动态来看,渗灌和常规灌溉耗水速率均呈"单峰曲线"变化,渗灌拔节水前期呈现"反奢侈耗水"现象,将更多的水用在拔节后期-灌浆期,而渗灌开花水明显抑制了冬小麦耗水,全生育期耗水总量比常规灌溉低1.99%~4.77%;渗灌主要增加了60~100cm土层含水量,常规灌溉增加了0~40cm土层含水量;渗灌增加了穗粒数、千粒重、水分利用效率和收获指数,降低了生物量、籽粒的氮素积累量。综合来看,渗灌通过影响不同土层含水量改变植物的耗水模式,即抑制土壤蒸发并将节余水用于生长后期;提高了水分利用效率和收获指数,降低了籽粒蛋白质含量。     

不同覆膜处理对唐山地区花生生理性状和产量的影响

以冀东地区花生主栽品种唐花9号为试材,研究不同覆膜处理对花生生理性状和产量的影响,为冀东地区花生高产栽培提供技术支撑。试验采用两种不同厚度白膜和黑膜进行试验,以不覆膜为对照,测定不同覆膜处理下花生生理性状(包括株高、叶面积指数、干物质量、水分利用效率)和产量。结果显示,覆膜处理与对照不覆膜比较,花生株高和水分利用效率差异达到显著水平,叶面积指数、干物质积累量和产量均极显著大于不覆膜,其中覆膜处理分别比不覆膜增产26.29%、13.51%;不同覆膜处理间比较,黑膜覆盖处理的花生生理性状指标和产量均显著高于白膜处理,白膜Ⅱ与白膜Ⅰ两者间无明显差异。不同地膜覆盖的花生株高、叶面积指数、干物质积累量、水分利用效率和产量大小依次为:黑膜白膜Ⅱ白膜Ⅰ。在冀东地区,灌溉总量一定的条件下,覆膜处理的花生产量极显著高于不覆膜处理,黑膜处理水分利用效率显著高于白膜,选用黑膜覆盖的花生在开花下针期和荚果膨大期的生长速度较白膜高。     

提高旱作大豆水分利用效率的覆膜方式研究

于2009年在甘肃省东部黄土旱塬区进行了旱作大豆地膜覆盖方式的研究.结果表明:沟垄覆膜能够将农田集水与保墒结合为一体,可以明显提高土壤水分含量,降低大豆全生育期耗水量与耗水强度.沟垄覆膜处理产量可达3279.8 kg·hm-2,较常规平膜覆盖、露地种植产量分别提高14.0%、41.9%;水分利用效率达到12.8 kg·hm-2·mm-1,较常规平膜覆盖、露地种植分别提高19.6%、58.0%.沟垄覆膜栽培技术能够显著提高大豆产量及水分利用效率,在大豆生育前期可以有效保持土壤水分,生育中后期可将深层土壤水分提到上层供大豆生长所需,是旱作区进一步提高大豆产量的有效途径.     

不同种植模式对冬小麦产量及水分利用特性的影响

为探讨适宜河北山前平原高产限水区冬小麦节水稳产的种植模式,于2014-2015年研究了不同种植模式对最大叶面积指数、群体变化、表层土壤水分含量、耗水特性、产量及水分利用效率的影响。试验设秸秆覆盖(微喷灌)、全膜覆土穴播(不灌水)、垄上覆膜(膜侧条播,淋灌)、免耕沟播(每沟淋灌)、免耕沟播(隔沟淋灌)、微喷灌对照、畦灌对照共7个处理,畦灌对照灌水量为150mm(越冬水和拔节水各75mm),各微灌处理灌水量均为30mm(拔节水)。结果表明,秸秆覆盖处理较微喷灌对照增产2.1%,差异不显著,水分利用效率二者相同;秸秆覆盖处理冬前、返青期、拔节期表层土壤水分含量均高于微喷灌对照。秸秆覆盖处理、微喷灌对照较畦灌对照分别减产0.6%和2.6%,差异不显著,而水分利用效率同为31.7kg·hm-2·mm-1,较畦灌对照增加32.1%,差异极显著。秸秆覆盖处理成穗率显著高于微喷灌对照,微喷灌对照成穗率显著高于畦灌对照;秸秆覆盖处理冬前0~20cm土层含水量较微喷灌对照、畦灌对照分别增加6.36%和5.92%,差异均显著。秸秆覆盖处理下冬小麦生育期土壤水消耗量略低于膜侧条播处理,而高于其他微灌处理,说明秸秆覆盖模式在降水量偏少的年份有利于冬小麦利用0~2m土壤贮水。     

地膜玉米免耕轮作春小麦水氮生产力对灌水施氮水平的响应

针对绿洲灌区春小麦生产中水氮消耗量大、连作普遍问题,2015-2018年,在河西走廊甘肃农业大学绿洲试验站进行田间试验,设两种耕作措施(玉米茬免耕一膜两年用,NT;玉米茬传统翻耕,CT)、两种灌水水平(2400m^3·hm^-2,传统水平,I2;1920m^3·hm^-2,传统灌水减量20%,I1)和三种施氮水平(225kg·hm^-2,传统施氮,N3;180kg·hm^-2,减量20%施氮,N2;135kg·hm^-2,减量40%施氮,N1),分析了不同处理下春小麦籽粒产量、灌溉水生产力和氮肥偏生产力特征。结果表明,与CT、I2相比,NT和I1均能提高春小麦的籽粒产量、灌溉水生产力和氮肥偏生产力;与N3相比,N2的氮肥偏生产力提高11.6%~30.4%,籽粒产量和灌溉水生产力在2016、2017年均无显著变化,在2018年分别降低10.7%和10.4%;N1的籽粒产量降低6.1%~23.5%,灌溉水生产力和氮肥偏生产力分别增加6.1%~23.0%和27.6%~56.5%。在所有处理中,NTI1N2和NTI2N3处理的籽粒产量三年中均较高,二者间差异不显著,但NTI1N2处理灌溉水生产力和氮肥偏生产力较NTI2N3处理分别提高7.6%~20.4%和16.5%~30.4%;NTI1N2处理的籽粒产量、灌溉水生产力和氮肥偏生产力较CTI2N3处理分别提高3.8%~22.0%、19.7%~40.8%和29.7%~52.5%。综上所述,在西北绿洲灌区以覆膜玉米为前茬,免耕穴播小麦,配套施氮180kg·hm^-2、生育期灌水1920m^3·hm^-2的种植方式是适用于小麦节约水氮的高效生产模式。     

覆盖对喷灌夏玉米植株生长和产量的影响

在夏玉米生育期间设75%、65%、55%田间持水量3个灌水控制下限,研究地膜覆盖和不同秸秆覆盖量对喷灌夏玉米生长发育、产量、耗水量及水分利用效率的影响。结果表明,地膜覆盖能明显促进植株的生长,地膜覆盖和秸秆覆盖量大于7 500 kg/hm2处理的增产效果相当,覆盖增产效果均随着土壤水分的降低而增加。地膜覆盖处理耗水量最小,无覆盖的最大;秸秆覆盖处理的耗水量随着覆盖量的增加呈减少趋势,土壤水分越高的处理,覆盖节水量越多。地膜覆盖处理的水分利用效率(WUE)最高,比不覆盖处理提高50%以上;秸秆覆盖处理的WUE随着覆盖量的增加而增加,当覆盖量达到7 500 kg/hm2时,WUE的增加幅度变小。     

行间覆膜对内蒙古河套灌区春玉米水分利用效率及土壤排盐量的影响

试验于2009～2010年在内蒙古河套灌区进行,设行上覆膜、行间覆膜和不覆膜(CK)3个处理,分析河套灌区盐渍化土壤覆膜对春玉米土壤水分运移及利用的影响,挖掘春玉米农艺节水机制。结果表明,行间覆膜显著减少土壤供水消耗,提高灌水利用率和降水利用率,总耗水量降低。行间覆膜通过改变春玉米阶段耗水量、日耗水量和耗水模系数,达到各时期土壤水分最适比例;行间覆膜处理水分利用效率较对照分别提高了20.05%和57.13%;覆膜能很好地抑制土壤返盐,行间覆膜处理0~80 cm土层可溶性盐分降低了1.30 g/kg,可有效预防土壤板结,显著提高灌水效率和灌水均匀度。     

双行种植与空行覆盖模式对土壤水热条件及冬小麦产量的影响

为了探讨适宜冬小麦保水保墒增产的秸秆覆盖模式,于2014-2016年通过大田试验,研究了常规种植无玉米秸秆覆盖（CK）、常规条播+行间覆盖玉米秸秆4 500 kg·hm^-2（CPM1）、常规条播+行间覆盖玉米秸秆9 000 kg·hm^-2（CPM2）、双行条播+空行覆盖玉米秸秆4 500 kg·hm^-2（DPM1）、双行条播+空行覆盖玉米秸秆9 000 kg·hm^-2（DPM2）5种种植模式对麦田土壤温度、水分及冬小麦产量性状的影响。结果表明,相同秸秆覆盖量下,DPM的冬小麦产量显著高于CK和CPM;DPM2的增产效果优于DPM1,而CPM2 的减产率大于CPM1;穗数和地上部干物质量是籽粒产量增减的主要协同因素。与CK相比,秸秆覆盖对冬小麦生育期0~20 cm土壤均表现为生育前期增温和后期降温的双重作用;与CPM相比,DPM对冬小麦生长前期土壤增温效果好,后期降温幅度低且延迟降温时间;在同一覆盖模式下,覆盖量越大,前期增温效果越好,后期温度变幅越窄。总体上,秸秆覆盖对生育期均温表现为增加效应。秸秆覆盖使冬小麦整个生育期土壤贮水量增加,其中越冬期增加程度较高,CPM1、CPM2、DPM1、DPM2的土壤贮水量较CK两年平均增加28.7、42.3、25.6和38.3 mm。同一覆盖模式下,覆盖量越大,保水效果越好。生育后期DPM的保水效果优于CPM。因此,在无灌溉或少灌溉条件下,双行种植+空行覆盖模式下覆盖带和种植带结合可对山西晋南地区麦田土壤起到蓄水调温、提高冬小麦有效穗数和产量的作用。     

黄土区旱地覆盖对小麦养分吸收及水分利用的影响

为寻找适宜黄土区旱地小麦高效栽培的覆盖方式,通过田间试验研究了几个不同覆盖方式对黄土区旱地冬小麦产量、养分吸收以及水分利用效率的影响。结果表明,全年地膜全覆盖方式对提高小麦产量、养分吸收和水分利用效率效果最好,该处理下小麦籽粒产量较不覆盖、夏闲期地膜全覆盖和夏闲期地膜麦草行间覆盖等处理分别增加21.9%、21.2%和20.8%,水分利用效率提高17.54%、13.02%和15.65% ,同时籽粒吸收N、P、K总量较不覆盖增加45.7%、23.5%和21.4%,茎叶吸收N、P、K总量较不覆盖增加56.6%、172.9%和52.1%。夏闲期蓄水以夏闲期地膜麦草行间覆盖的效果最好,分别较不覆盖、夏闲期地膜全覆盖和全年地膜全覆盖等处理增加160.25%、39.3%和16.2%。综合考虑不同覆盖方式对小麦增产、养分吸收以及土壤蓄水保墒效果的影响,全年地膜全覆盖是黄土区旱作小麦较佳的栽培方式。     

土壤水分与覆盖对夏玉米生长及水分利用效率的影响

在防雨棚下的测坑中,采用裂区试验设计,研究土壤高水分(75%田间持水量,下同)、中水分(65%)和低水分(55%)条件下地膜覆盖、秸秆覆盖和不覆盖对夏玉米生长发育、产量性状和水分利用效率的影响。结果表明,在不同土壤水分条件下,地膜覆盖、秸秆覆盖处理的株高和叶面积指数均高于不覆盖的处理;在玉米生长前期地膜覆盖处理的株高和叶面积指数最高,在玉米生长的中后期秸秆覆盖处理的株高和叶面积指数最高。地膜和秸秆覆盖均具有显著的增产作用,与不覆盖相比,平均分别增产8.89%和22.26%。水分利用效率(WUE)随着土壤水分的降低而增加;在相同的土壤水分条件下,秸秆覆盖处理的WUE最高,地膜覆盖的次之,不覆盖的最低;当土壤水分控制下限为田间持水量的65%时,覆盖处理的节水增产效果最好,其中地膜和秸秆覆盖处理产量比不覆盖处理分别增加12.69%和28.47%,WUE分别提高21.78%和34.65%。     

河套地区麦后复种大豆的产量形成与品质特性比较

为探讨河套地区麦后复种不同大豆品种的产量形成和品质特性,增加单位面积耕地的经济效益,促进当地农业种植模式调整,本试验用黑河35、黑河44、黑河49极早熟大豆品种进行麦后复种试验,设覆膜和未覆膜2种复种处理,大豆生长发育期内调查测定其主要产量相关性状和籽粒蛋白质含量。结果表明:同一大豆品种的相同时期覆膜种植的大豆株高、小花数、成荚率、单株籽粒干重、百粒重和产量都高于或显著高于未覆膜的。覆膜种植黑河49的株高、小花数最高,分别达40.87 cm和35.86个;覆膜种植黑河44的豆荚数最多、成荚率最高,分别达15.98荚和44.60%;覆膜黑河44的单株籽粒干重、百粒重和产量最高,分别达6.53 g、13.71 g和1 469.3 kg·hm~(-2),显著高于未覆膜种植的3个品种。麦后复种大豆的籽粒蛋白质含量显著低于春种大豆,且覆膜处理高于未覆膜。覆膜种植黑河44和黑河49较其它处理表现优良,是河套地区较好的麦后复种大豆品种。     

高产条件下不同小麦品种耗水特性及籽粒产量的差异

为给高产条件下小麦生产提供合理的节水灌溉方案,以山农15和烟农21为材料,设置3个水分(0~140 cm土层平均相对含水量)处理［W0：拔节(60%)+开花(55%);W1：拔节(75%)+开花(65%);W2：拔节(75%)+开花(75%)］,研究了不同小麦品种耗水特性、籽粒产量及水分利用效率的差异及对水分供应的响应。结果表明,两品种在W1处理下灌溉水利用效率最高;W2处理获得最高的籽粒产量和水分利用效率;在W1和W2条件下,山农15籽粒产量和水分利用效率显著高于烟农21。山农15各水分处理的总耗水量显著高于烟农21。在W0和W1条件下,山农15播前土壤贮水利用量和比例显著高于烟农21,而生育期降水利用比例低,灌溉水利用量无显著差异;在W2条件下,山农15播前土壤贮水利用量高于烟农21,生育期降水利用比例无显著差异,灌溉水利用量和比例高。在W0和W1条件下,山农15对20~60、60~100、140~200 cm土层的播前土壤贮水利用量均高于烟农21,说明山农15利用中下层播前土壤贮水的能力高。在本试验条件下,山农15为高产和高水分利用效率品种,两个品种均以W2为兼顾高产和高水分利用效率的最佳水分处理。     

秸秆带状覆盖对旱地冬小麦产量及土壤水分的影响

为探讨西北半干旱雨养条件下秸秆带状覆盖麦田水分利用特征和增产效果,通过田间试验,以露地条播为对照(CK),研究了3种不同覆盖处理[秸秆带状覆盖常规条播(SM1)、秸秆带状覆盖宽幅条播(SM2)和全膜覆土穴播(PM)]对旱地冬小麦田土壤含水量、小麦产量和水分利用效率的影响。结果表明,秸秆带状覆盖和全膜覆土穴播均可显著改善小麦全生育期0~20cm以及开花前20~90cm土壤墒情,但开花后20~90cm以及全生育期90~200cm土壤墒情普遍不如CK。3种覆盖处理均能促进冬小麦对土壤贮水的利用,显著提高开花至成熟阶段的耗水量及其占总耗水量的比例。秸秆带状覆盖和全膜覆土穴播生育期耗水量分别比CK增加4.6%和7.6%。秸秆带状覆盖在孕穗前0~200cm土壤墒情与全膜覆土穴播无显著差异,孕穗期开始则好于全膜覆土穴播;全膜覆土穴播0~200cm土壤贮水消耗量显著高于秸秆带状覆盖,而开花至成熟阶段的耗水量及其占总耗水量的比例则略低于秸秆带状覆盖。3种覆盖处理均显著提高产量和水分利用效率,PM、SM1和SM2较CK分别增产36.8%、29.7%和27.5%,水分利用效率分别提高27.3%、23.9%和22.7%。产量与生育期耗水量呈显著正相关(r=0.97*)。覆盖处理中,全膜覆土穴播产量虽最高,但从产量、水分利用效率和经济效益角度综合考虑,秸秆带状覆盖优于全膜覆土穴播。因此认为,秸秆带状覆盖是一种更加高产高效、适宜在西北半干旱雨养区推广的覆盖种植方式。