稻田高产节水灌溉方式的研究

 1984～1988年在中国水稻研究所实验场排水与其它农业措施相结合，采用节水灌溉措施和高产灌溉制度，综合考虑对田面水、土壤水、地下水和雨水的统一管理利用和合理调节控制，通过大田、小区、测坑试验和生产实践，提出了适合当地条件的节水高产灌排方式、地下水埋深度和排水量。这种水综合运用，既可节约灌溉用水量，减少灌水次数，还可降低排涝水量，减轻排涝能耗费用。     

浅析水稻节水灌溉高产优质机理

水稻是我国最主要的粮食作物,在水稻生产过程中,传统的淹水灌溉方式存在着大量的农田灌溉用水浪费的问题,亟待改善。通过了解水稻的生长习性,根据水稻的需水特性和需水规律,采用更加适合水稻生长的、先进的节水灌溉技术手段,不仅可以避免水资源浪费,提高水稻产量,还可以改善稻米品质,进一步实现水稻优质高产。     

盘锦灌区节水灌溉对水稻及稻田生态环境的影响

盘锦市水资源形势严峻,在水稻生产中发展节水灌溉是应对水资源短缺的有效措施。总结了盘锦灌区应用的水稻节水灌溉模式,综述了节水灌溉对水稻生长发育、产量的影响及对稻田生态环境的影响,并对节水灌溉技术的研究趋势进行了展望,以期为水稻生产提质增效、水稻绿色栽培提供理论和实践依据。     

河套灌区优质高产小麦品种鉴选

为筛选适宜河套灌区种植的优质、高产春小麦品种,以北方春小麦主产区栽培的24个品种为供试材料,采用主成分分析与聚类分析相结合的品质-产量综合评价方法,系统分析了两种灌溉模式下不同小麦品种籽粒品质和产量的综合表现。结果表明,节水灌溉模式下多数供试品种的籽粒产量较常规灌溉模式有所降低,但籽粒品质优于常规灌溉模式。通过主成分分析,从11个品质指标中提取出4个主成分,累计贡献率达到了91.29%,其中,贡献率较大的指标有蛋白质含量、湿面筋含量、沉降值、面团延展性;根据品质主成分综合得分和产量聚类,在两种灌溉模式下筛选出5个兼具优质和高产潜力的品种,以龙麦26表现最好,适宜在河套灌区大面积推广种植。     

河套灌区甜菜优化灌溉制度的研究

以Blank作物模型为基础,采用动态规划方法确定甜菜优化灌溉制度,以期达到节水高产的目的。就内蒙古河套灌区永联试区的实际情况,计算结果表明,除苗期、完熟期不需灌溉外,其余5个生育阶段均需灌溉,灌水量分别为50m~3/亩,全生育期灌溉定额为250m~3/亩,实际根产量为3902.2kg/亩。     

移栽水稻高产高效节水灌溉技术的生理生化机理研究进展

水资源匮乏威胁水稻生产的可持续发展和粮食安全。为了应对水资源紧缺和增加粮食产量,农业科学家开发了各种节水灌溉技术和生产体系。本文综述了当前移栽水稻生产上主要应用的节水灌溉技术并从水稻生长、激素、蔗糖-淀粉代谢途径关键酶活性等方面阐述了其生理生化机制,提出水稻高产高效节水灌溉技术存在的问题与研究展望。     

河西绿洲灌区不同灌溉模式下春小麦主要农艺性状与产量和WUE的灰色关联分析

为了给节水灌溉条件下春小麦的选育和栽培提供依据,选用15个春小麦品种(系),在冬灌1 800 m3·ha-1的基础上,在3次灌水处理(T1:拔节期、开花期、乳熟期)、2次灌水处理(T2:拔节期、开花期)和1次灌水处理(T3:拔节期)条件下,应用灰色系统理论对农艺性状与产量和水分利用效率的灰色关联度进行了分析.结果表明,春小麦产量和水分利用效率平均值都为T2＞T1＞T3,二者与主要性状的关联度顺序分别为T1模式下:千粒重＞穗长＞单位面积穗数＞生育期＞株高＞穗粒数,生育期＞千粒重＞株高＞穗长＞穗数＞穗粒数;T2均为:千粒重＞株高＞穗粒数＞生育期＞单位面积穗数＞穗长,千粒重＞穗粒数＞株高＞穗数＞生育期＞穗长;T3模式下相同:千粒重＞穗长＞单位面积穗数＞株高＞生育期＞穗粒数.因此,河西绿洲灌区在T2灌溉模式下可能获得高产育种和高水分利用效率育种的同步实现,该模式下春小麦育种的主攻方向为:在选择大粒、大穗的同时,处理好对株高的选择与抗倒伏的关系.     

内蒙古西部平原灌区春小麦综合栽培措施与产量关系模型的研究

通过多年多点的五因素二次通用旋转组合设计试验，以对春小麦生育影响较大的基本苗数、施磷量、施钾量、种氮肥量、追氮肥量五项主要因素为决策变量，以产量为目标函数，建立了内蒙古小麦主产区主要农艺栽培措施与产量关乐的二次多项式回归数学模型，通过频数寻优，定量化提出了灌区春小麦实现高产的综合农艺栽培措施优化组合方案．密度、氮、磷、钾肥施用量对产量影响均呈单峰曲线变化，其中以种氮肥、施钾量影响较大；氮、磷、钾肥花用量较少时，密度与氮、磷、钾肥施用量的交互作用为正效应，反之，则为负效应。     

开割胶园节水灌溉胶-菌间作高产模式

总结多年的试验示范经验,探讨节水灌溉条件下,在开割胶园林下间作鹿角灵芝、竹荪、毛木耳、大球盖菇等林下菌的效益和促进胶园增产的效果。林下菌产值高达9万～150万CNY/hm2,利润6万～32.06万CNY/hm2,超过干胶产值数倍。林下菌产中灌溉和产后留在胶园的菌糠,起到了胶园增水和增施有机肥的良好效果,促进干胶增产15%～25%。单纯为胶园灌水,总成本虽只有637.6 CNY/hm2,但实现干胶增产需5 a回收成本;而配套林下菌后,胶园节水灌溉总成本虽高达3 420～7 200 CNY/hm2,但当年即可回收成本。开割胶园林下节水灌溉胶-菌间作的高产模式是可行的。     

灌水对不同春小麦品种产量形成及水分利用效率的影响

为给宁夏引黄灌区春小麦节水栽培提供理论依据,以6个春小麦品种(宁春4号、宁春50号、宁春47号、宁春39号、H2038和H2127)为材料,研究了二棱水(W1)、二棱水十拔节水(W2)和二棱水十拔节水十开花水(W3)3种灌水条件下春小麦产量形成及水分利用效率的差异.结果表明,灌水较少条件(W1、W2)下,宁春50号、宁春4号、H2038籽粒产量的主要物质来源于开花前营养器官贮藏同化物在花后的转运,而H2127、宁春47号、宁春39号则主要来源于开花后光合产物积累;增加灌水(W2、W3处理)有利于各春小麦品种开花前营养器官贮藏同化物向籽粒的转运,促进花后光合产物累积.增加灌水可明显增加H2038、宁春4号叶绿素含量,而后期适度灌水(W3处理)能增加宁春50号、宁春39号叶绿素含量;6个品种中,宁春47号、H2127受灌水影响较大.在生育中后期缺水条件(W1处理)下,宁春50号、宁春47号、H2127能保持较高叶面积系数;H2038、宁春4号叶面积系数随着生育后期灌水次数的增加而升高.在不同灌水条件下,籽粒产量与水分利用效率的变异系数为W1＞W3＞W2;同一灌水条件下H2038、宁春4号、宁春50号、宁春39号的籽粒产量、水分利用效率、灌水利用效率、抗旱指数均显著高于宁春47号和H2127,收获指数亦较高.综合考虑籽粒产量、水分利用效率、灌水利用效率,H2038、宁春4号、宁春50号、宁春39号是高产、高水分利用效率及节水品种,二棱水十拔节水是春小麦获得高产和高水分利用效率的最佳灌水模式.     

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。     

施氮量对河西绿洲灌区垄作春小麦土壤水氮动态及吸收利用的影响

为给河西绿洲灌区春小麦垄作栽培中的合理施氮提供参考依据,设置0、150、300 kg·hm^-2三个施氮水平,研究了施氮量对垄作春小麦土壤水氮动态及吸收利用的影响。结果表明,从垄作春小麦播种到收获,土壤含水量持续降低,各生育时期0～200 cm土壤含水量均随施氮量的增加而降低。施氮量越大,土壤硝态氮累积越多,且在垂直方向上施氮300 kg·hm^-2时土壤硝态氮累积下界面由60 cm土层下移到200 cm深处,施150 kg·hm^-2时土壤硝态氮累积下界面由60 cm土层下移到140 cm深处。随施氮量的增加,产量先增后降,施氮300 kg·hm^-2时氮肥利用率和氮素残留率分别为21.14%和73.84%,而施氮150 kg·hm^-2时分别为25.80%和51.93%,两个施氮处理间氮肥利用率差异不显著（P>0.05）,而氮素残留率差异达到极显著水平（P<0.01）。可见,适量施氮有利于垄作春小麦生长,而过量施氮不仅会导致小麦减产,而且会使大量氮素残留在土壤中,从而加大硝态氮淋溶及污染地下水的危险性。     

水分亏缺和施氮对春小麦生长和水氮利用的影响

为探寻促进春小麦生长、增产和水氮高效利用的水氮调控模式,通过田间试验,以春小麦品种永良4号为研究对象,设置4个水分条件[苗期-拔节期亏水(W1:土壤含水率下限为55%的田间持水率)、孕穗期-开花期亏水(W2:土壤含水率下限为60%的田间持水率)、灌浆期-成熟期亏水(W3:土壤含水率下限为55%的田间持水率)、全生育期不亏水处理(W4:三个生育阶段土壤含水率下限分别为70%、70%和65%的田间持水率,对照)]和3个施氮水平(N1:120 kg·hm^-2;N2:180 kg·hm^-2;N3:240 kg·hm^-2),研究了不同生育时期水分亏缺和施氮对河西地区滴灌春小麦的生长、产量和水氮利用的影响。结果表明,随着施氮量的增加,春小麦的株高、叶面积指数、干物质积累量、产量、水分利用效率(WUE)、灌溉水利用效率(IWUE)和氮肥偏生产力(NFP)均呈现先增后减的趋势,其中N2的平均水分利用效率明显大于N1和N3。不同亏水灌溉对春小麦的生长、产量和水分利用效率等指标有不同的影响,W3和W4更有利于春小麦的生长,但其水分利用效率明显低于W1和W2,W2的平均水分利用效率比W1、W3、W4分别高7.4%、11.7%和12.0%。在所有处理中,N2W2处理获得最高产量和较高的水氮利用效率,因此在河西地区滴灌条件下,可将该水氮组合作为最佳的灌水施氮策略。     

微喷带灌溉下带长对小麦耗水特性和籽粒产量的影响

为探讨测墒补灌下微喷带灌溉在小麦节水灌溉中的应用,在带宽80 mm下设置60 m(T1) 、80 m(T2) 和100 m(T3)3个带长处理,研究了微喷带灌溉下带长对小麦耗水特性和籽粒产量的影响。其中,T1处理沿畦长方向设置0~6 m(A)、14~20 m(B)、34~40 m(C)、54~60 m(D)4个取样区段,T2处理在T1处理的基础上增设74~80 m(E)取样区段,T3处理在T2处理的基础上增设94~100 m(F)取样区段。结果表明, T1处理拔节期和开花期灌水后不同取样区段0~60 cm土层土壤质量含水量均无显著差异;T2处理拔节期灌水后表现为A、B、C、D>E,开花期灌水后表现为A、B、C>D>E;T3处理拔节期和开花期灌水后均表现为A、B、C>D>E>F。小麦拔节至开花期耗水量、耗水强度和耗水模系数均表现为T3>T2>T1,开花至成熟期耗水量、耗水强度和耗水模系数均表现为T1、T2>T3。小麦籽粒产量和水分利用效率均表现为T1、T2>T3,灌溉水利用效率表现为T1>T2>T3。综上来看,在带宽80 mm条件下微喷带灌溉的带长为60 m时小麦产量和水分利用效率最高,而且水分分布均匀,应用效果最优,带长80 m的效果也较好。     

拔节后补灌对不同穗型冬小麦耗水和籽粒产量的影响

为探究拔节期和开花期不同补灌方案对不同穗型冬小麦耗水特性、籽粒产量和水分利用效率的影响,于2017-2019年在山东省泰安市以大穗型品种山农23和中多穗型品种山农29为试验材料,以拔节后无灌水(T1)为对照,设置拔节期补灌目标为0~20 cm土层相对含水率达100%田间持水率(T2)、拔节期和开花期补灌目标为0~20 cm土层相对含水率达100%田间持水率(T3)和拔节期补灌目标为0~40 cm土层相对含水率达100%田间持水率(T4) 3种补灌方案。结果表明,拔节后不同补灌方案对大穗型和多穗型小麦品种影响基本一致。与T1处理相比,T4处理显著提高了0~100 cm土层土壤相对含水率,使60~100 cm土层土壤相对含水率在开花期仍保持较高水平;T3处理显著提高了拔节期0～60 cm和开花期0~40 cm土层土壤相对含水率。与T3处理相比,T4处理的拔节至开花阶段耗水量增加了28.9%,其中对上层土壤总供水的表观消耗量增加了66.4%;T4处理在开花至成熟阶段对深层土壤总供水的表观消耗量增加了68.0%,对上层土壤总供水的表观消耗量降低了37.4%。在开花至成熟期降水较多(121.2 mm)的年份,T4处理的开花至成熟阶段耗水量、开花后旗叶净光合速率和籽粒产量相对于T3处理均无显著变化,但总耗水量较高,水分利用效率显著降低;在开花至成熟期降水较少(45.2 mm)的年份,T4处理的开花至成熟期的阶段耗水量、开花后旗叶净光合速率、籽粒产量和水分利用效率较T3处理均显著降低。因此,在小麦全生育期降水量为111.6~220.2 mm、开花后降水量为45.2~121.2 mm的条件下,大穗型和中多穗型小麦品种均以在拔节期和开花期将0~20 cm土层补灌至100%田间持水率的补灌方案最优,可同时实现高产和高水分利用效率。     

滴灌春小麦的籽粒灌浆特性

为了解滴灌春小麦的籽粒灌浆特性,以新春6号和新春19号为试验材料,应用Logistic方程对畦灌、滴灌以及底墒水+滴灌三种灌溉模式下春小麦籽粒灌浆过程进行了模拟分析。结果表明,底墒水+滴灌、滴灌相对畦灌能够延长春小麦籽粒灌浆持续时间,推迟最大灌浆速率到达时间,尤以底墒水+滴灌作用最明显。灌溉模式对籽粒灌浆各时段参数的影响在品种间也存在一定差异。     

微喷灌条件下不同水氮处理对冬小麦水氮利用和产量的影响

在关中平原冬小麦生产中,降雨分布不合理和肥料利用效率低制约了农业的发展。为提高该地区小麦产量和水氮利用效率,于2017-2019年在陕西杨凌西北农林科技大学曹新庄试验站进行冬小麦田间试验,供试品种为普冰151,采用施氮和灌水二因素裂区设计,灌水量为主区（W₀:0m·hm^-2;W₁:600  m·hm^-2;W₂:12 00 m·hm^-2）,灌溉方式为微喷灌;施氮量为副区（N₀:0 kg·hm^-2;N₁:75 kg·hm^-2;N₂:150 kg·hm^-2;N₃:225 kg·hm^-2;N₄:300 kg·hm^-2）,研究了灌溉量和施氮量对冬小麦产量和水氮利用效率的影响。结果发现,灌溉量和施氮量对冬小麦产量、经济效益和水氮利用效率有显著影响;灌溉能提高氮肥偏生产力和水分利用效率,灌溉水利用效率随着灌溉量增加而降低,水分利用效率随着灌溉量增加先升高后降低。施氮量超过150 kg·hm^-2,水分利用效率、灌溉水利用效率和冬小麦产量不会显著增加,氮肥偏生产力随着施氮量升高而降低。因此,施氮量150 kg·hm^-2配合越冬灌水600 m·hm^-2,能够在保障高产的基础上,提高水、氮利用效率,降低种植投入成本,增加农民收入,实现关中平原小麦高产高效水氮运筹的目标。     

微喷灌模式冬小麦产量形成及水分利用特性研究

为了解微喷灌技术的节水潜力及其对冬小麦生理特性和产量形成的影响,采用裂区试验设计,以灌溉方式(微喷灌和畦灌)为主区,灌溉量和灌水时期为副区,微喷灌和畦灌分别设置了6个和12个灌水量水平,分析了微喷灌冬小麦部分生理指标的变化以及产量和水分利用特点。结果表明,两种灌溉模式下小麦供水量(降水+灌溉水)与产量均呈2次曲线关系,达到最高产量的微喷灌、畦灌供水量分别为228.7和325.8 mm,相应耗水量分别为386.3和449.7 mm,微喷灌的最高产量和WUE较畦灌分别提高5.8%和16.3%。供水量190.0 mm下微喷灌小麦达到最高产量,相应耗水量为348.8 mm,WUE较畦灌提高26.7%。在较低灌水量范围内,相同灌水量下微喷灌小麦叶片渗透势、叶绿素含量和光合速率均高于畦灌小麦,尤其是在生育后期;在最高产量时微喷灌小麦叶片各项生理指标明显高于畦灌或与之相当。与传统畦灌比较,在限水灌溉条件下,微喷灌能显著提高小麦生育后期叶片生理活性,增产效果突出,节水潜力较大。