微喷带施肥灌溉对小麦玉米产量和水肥利用的影响

在2013-2015年两个连续的冬小麦-夏玉米生育期内,选用带宽为65 cm的双翼型微喷带,底肥(种肥)选用控失肥,总施肥量为当地地面灌溉高产推荐施肥量的70%,作物生育季当20 cm深度土壤基质势降低到-40 kPa时进行施肥灌溉,因夏玉米生育期正值雨季,除播种后灌溉,大喇叭口期和花粒期主要采用微喷带进行追肥。试验结果表明:①微喷带施肥灌溉水肥一体化可分别提高冬小麦和夏玉米的产量7.9%和17.1%;②冬小麦总耗水量平均为439.6 mm。整个生育期灌水量所占的比例最大,平均为36.4%,其次是土壤储水量的消耗量(35.6%),降水量占总耗水量的23.7%,地下水的补给量占的比例最小,仅4.3%。冬小麦水分利用效率平均达到1.7 kg/m~3,提高了21%。0～50 cm土壤储水量的消耗量占整个土层土壤储水量的消耗量最大,高达40%。③冬小麦和夏玉米的灌溉水利用效率分别平均为4.5和13.8 kg/m~3,分别提高了103%和62%,N和P的肥料偏生产力分别均提高了58%和67%。土壤养分主要分布在0～40 cm土层内,100～140 cm土层硝态氮含量降低了92%,显著减少了养分淋失,有效提高了肥料利用效率。因此华北平原地区微喷带施肥灌溉可提高冬小麦夏玉米的产量、水分利用效率、灌溉水利用效率和肥料利用效率。     

拔节期水氮处理对冬小麦耗水特性和水分利用效率的影响

【目的】探索黄淮地区冬小麦适宜水氮管理模式。【方法】通过田间小区试验,研究了不同灌水量(90 mm (W1)、60 mm (W2)、0 mm (W3))和施氮量(300 kg/hm2(N1)、225 kg/hm2(N2)、150 kg/hm2(N3))对冬小麦耗水特性、产量和水分利用效率的影响。【结果】灌水量从0增加到90 mm,冬小麦耗水量增加了67～106 mm,降水和土壤供水量占耗水量的比例降低;随施氮量增加,冬小麦耗水量和土壤供水占耗水量的比例增加,降水所占比例降低。相同灌水条件下,灌水量和降水量占总耗水量比例随施氮量增加而降低;施氮量从150 kg/hm2增加到300 kg/hm2,土壤贮水量消耗占总耗水量的比例从1.6%～4.9%增加到8.3%～9.9%。拔节期灌水、追施氮肥提高了拔节—开花期、开花—成熟期阶段耗水量和平均日耗水强度;与W3N3处理相比,随灌水和施氮量的增加,拔节—成熟期的耗水量增加了7.4%～63.5%;增加灌水量降低了冬小麦水分利用效率、土壤水利用效率和灌溉水利用效率,提高了降水利用效率。在W1条件下,N1、N2处理的水分利用效率、降水利用效率和灌溉水利用效率分别比N3提高了18.18%～22.98%、24.66%～26.32%和24.68%～26.32%;在W2、W3条件下,水分利用效率、降水利用效率、灌溉水利用效率随施氮量的增加逐渐增加,土壤水利用效率随着施氮量增加逐渐减小。【结论】在试验条件下,综合考虑籽粒产量和水分利用效率,拔节期灌水90 mm、施氮225 kg/hm2和拔节期灌水60 mm、施氮300 kg/hm2为产量和水分利用效率兼优的灌溉施肥组合。     

秸秆复合管地下灌溉对冬小麦生长与水分利用效率的影响

为了推进秸秆复合管地下灌溉技术的应用,以冬小麦为供试作物,通过田间试验,研究了秸秆复合管地下灌溉对冬小麦生长及水分利用效率的影响。结果表明,与无灌溉对照相比,秸秆复合管地下灌溉、地表滴灌和地下滴灌对冬小麦的生长与产量的提升均有促进作用,其中秸秆复合管地下灌溉的提升效果最显著。与地表滴灌相比,秸秆复合管地下灌溉显著提升了冬小麦起身期至抽穗期的株高、开花期之后的叶面积指数及地上干物质量,冬小麦穗长和穗粒数分别增加了5.84%和9.23%,产量提升了15.55%,水分利用效率与灌溉水利用效率分别提高了21.88%与15.55%,净收益提高了77.95%。与地下滴灌相比,秸秆复合管地下灌溉提高了冬小麦返青期后的株高、叶面积指数与开花期后的地上干物质量,冬小麦穗长和穗粒数分别增加了5.15%和9.8%,产量提高了5.11%,水分利用效率与灌溉水利用效率分别提高了8.81%与5.11%,净收益提升了23.53%。秸秆复合管地下灌溉有助于促进拔节期以后冬小麦生长,提高冬小麦的产量与水分利用效率,经济效益较高,在补充灌溉区对大田密植作物具有较好的推广应用前景。     

非充分灌溉对冬小麦产量及水分利用效率影响研究

通过田间试验,研究冬小麦在不同生育期缺水以及不同程度的缺水对其生长发育及产量的影响,为半干旱区冬小麦建立优化灌溉制度提供理论依据。通过试验观测:枯水年份,冬小麦各生育期耗水比例相差较大,0~80cm土层的耗水量占总耗水量的绝大部分,总耗水量随灌水量的增加而增大,非充分灌溉对冬小麦叶面积、产量和水分利用率均会产生显著影响,灌水可显著提高植株叶面积,不灌水会显著降低作物产量与耗水量;灌1水的灌溉水利用效率明显高于灌2水和灌3水的灌溉水利用效率,其中以T2处理的灌溉水利用效率最高,边际效益最大;灌冬浇水与拔节水可获得较理想的产量和水分利用效率,在半干旱区水资源不足时,可作为冬小麦最佳灌水模式。     

不同灌水定额对冬小麦耗水规律及产量的影响

对比分析了不同灌水定额下冬小麦生长、产量及耗水特性。结果表明,冬小麦拔节至抽穗阶段,灌水定额较小时对株高增长不利。播种—拔节期和灌浆—成熟期阶段耗水量较大,但日耗水量较小;拔节—抽穗期和抽穗—灌浆期阶段耗水量较小,但日耗水量较大;不同灌水定额对穗粒数和穗长的影响较小,灌水定额越大,千粒质量和产量越高,但亩穗数和水分利用效率越低。综合考虑,灌水定额以900m3/hm2为宜。     

条带种植模式下微喷带对冬小麦产量和耗水特性的影响

【目的】缓解华北平原淡水资源匮乏与冬小麦高耗水的矛盾,解决当地水资源利用率低的问题。【方法】以济麦22为试验材料,在条带种植微喷带灌溉设置了4个灌水量处理:在小麦拔节期、灌浆初期、灌浆中期(灌浆期5月下旬)3个生育时期设灌水15 mm(W1)、22.5 mm(W2)、30 mm(W3)、37.5 mm(W4),以等行距种植常规地面畦灌在拔节期和灌浆初期各灌60mm为对照(CK),分析了不同灌溉处理的耗水特性、籽粒产量及水分利用特征。【结果】小麦生育期内总耗水量在306.46～399.4 mm,W1、W2、W3、W4处理和CK土壤水占总耗水的比例分别为44.2%、42.97%、41.24%、40.15%和38.41%;随着灌水量的增加,灌溉水占总耗水的比例增加;冬小麦拔节至灌浆初期耗水量最大,占全生育期的45.33%～53.68%,条带种植模式各处理在播种至灌浆初期耗水所占比重较大,CK则在灌浆初期至成熟期较大。微喷带灌溉条件下冬小麦籽粒产量随着灌水量的增加而增加,W4处理产量最高达9 682.66 kg/hm2;W3处理的水分利用率最高,比CK提高了7.54%。【结论】微喷带灌溉灌水量在135～157.5mm,耗水量在367.5～400 mm时,冬小麦能获得最高的产量和水分利用效率。     

喷灌定额和灌水频次对冬小麦产量及品质的影响分析

为了解圆形喷灌机不同灌溉定额和灌水频次对冬小麦产量及籽粒品质的影响,于2014—2016年在北京市顺义区进行了水肥一体化大田试验,共设置3种灌水处理(W1、W2、W3),其中2014—2015年灌溉定额分别为135、112.5、90 mm,2015—2016年分别为154.5、132、109.5 mm。每种处理在冬小麦的返青-拔节、拔节-抽穗和抽穗-灌浆期土壤含水率分别达到田间持水量的70%、75%和75%时进行灌水。每个生育时期又按灌水定额设置为1次灌水(C1)和均分成2次灌水(C2),其中C2处理2次灌水时间间隔为9 d。试验结果表明,冬小麦拔节-抽穗期的阶段耗水量和日均耗水量均最大,W1处理产量最高。2015—2016年灌溉定额与灌水频次对水分利用效率的影响均不显著,但水分利用效率有随灌溉定额增加而降低的趋势,最大水分利用效率为W3处理的2.28 kg/m3。在W1和W2处理下,分2次灌水有利于提高冬小麦的穗数、产量和容重等指标,其中W1C2组合获得最高产量9 286.4 kg/hm2。灌溉定额与灌水频次组合对产量的效应中,灌溉定额起主导作用。建议北京地区冬小麦在圆形喷灌机条件下采用W1C2灌水方案,在返青-拔节、拔节-抽穗、抽穗-灌浆期分别灌水45、55.5、54 mm,且均分成2次灌水。     

灌溉频次与种植模式对冬小麦产量及水分利用效率的影响

为解决黄淮海地区冬小麦高产与节水的矛盾,需寻求一种兼顾产量与节水的种植模式。试验设置了宽幅精播和常规种植2种种植模式,每种种植模式设拔节期1次灌溉120mm,拔节期和抽穗期各灌溉60mm,以及拔节期、抽穗期和灌浆期各灌溉40mm三种灌溉处理,研究了种植模式和灌溉频次对冬小麦群体动态变化、产量以及水分利用效率(WUE)等的影响。结果表明,和常规种植模式相比,宽幅精播种植模式的分蘖消亡显著减少。宽幅精播较常规种植的产量显著提高。减少灌溉频次显著降低了土壤水消耗量和耗水量。和常规种植模式相比,宽幅精播种植模式下拔节期1次灌溉120mm处理和拔节期与抽穗期各灌溉60mm处理的WUE均显著提高。统筹考虑冬小麦的籽粒产量和WUE,在总灌溉量为120mm条件下,宽幅精播种植模式下拔节期和抽穗期各灌溉60mm是一种适宜在黄淮海地区推广的节水种植模式。     

宽垄沟灌下冬小麦水分生产函数试验研究

为了了解宽垄沟灌下冬小麦不同生育期受旱程度对其产量、耗水量、水分利用效率的影响以及水分生产函数,进行大田小区试验研究.结果表明:受旱时期越靠后,冬小麦的产量越低,播种—拔节期轻旱产量最高为6 805.12 kg/hm~2,灌浆—成熟期重旱产量最低为5 986.50 kg/hm~2;受旱时期越靠后,耗水量越低,播种—拔节期轻旱的耗水量最大为4 260.3 m~3/hm~2,抽穗—灌浆期重旱耗水量最小为3 418.6 m3/hm~2;冬小麦水分利用效率最大出现在拔节—抽穗期轻旱为1.86 kg/m~3,最小出现在播种—拔节期重旱为1.57 kg/m~3;冬小麦的总产量与总耗水量呈二次抛物线关系,相关系数为0.966 7,两者差异极具有统计学意义,冬小麦沟灌下适宜耗水量为356~424 mm;得出了河南郑州地区冬小麦的Jensen水分生产函数模型,水分敏感指数按抽穗—灌浆期,拔节—抽穗,灌浆—成熟,返青—拔节,播种—越冬和越冬—返青依次降低.     

滴灌水盐调控施肥灌溉对青海油菜产量及水肥利用的影响

针对青海油菜农业生产对滴灌水肥管理及次生盐渍化防治的需求,布置了5个滴灌施肥灌溉比例(施肥量分别为当地油菜施肥量的10%、30%、50%,70%、90%)对油菜产量及水肥利用影响的田间试验,试验通过控制滴头正下方0.2m处的土壤基质势下限高于-20kPa进行滴灌水盐调控和施肥灌溉。试验结果表明:在青海高寒干旱地区、微咸水灌溉条件下,在滴灌高频灌溉阶段,0~0.4m油菜根系分布层土壤水分、盐分和养分状况良好,但当停止施肥灌溉后,土壤养分含量降低,表层土壤盐分升高,但0.3~1.2m土体盐分基本维持平衡。滴灌高频施肥灌溉有利于提高油菜的产量、肥料利用效率和灌溉水利用效率,并且当施肥比例为当地油菜施肥量的50%左右时,油菜产量高、肥料偏生产力较高。     

关于农业用水转化的认识

为了提高对农业用水转化的认识，在总结农业用水转化的必然 性和可行性的基础上，讨论了农业用水标准，对农业用水转化潜力进行了分析估算，并对农业用水转化机制和对策提出了建议。     

新疆干旱地区农业用水利用研究

节水农业一直是新疆干旱地区农业发展追求的一个主要目标，国内外各种节水灌溉技术在这一地区得到了广泛应用。根据新疆的水资源状况，指出要解决新疆水资源可持续利用问题，关键是解决农业用水的高效合理利用。提出了干旱地区实现水资源可持续利用及高效节水生态农业的措施。     

城市生活用水考核指标体系

提出了城市生活用水考核的指标体系。该考核体系分城市生活用水单元和城市总体生活用水两个类型，从生活用水、重复利用、排水、用水管理等4个方面对生活用水进行考核，从而全面的反映城市生活用水情况，对城市生活用水的规范化、科学化管理，促进节约用水将起到积极的作用。     

农业节水的科学基础

农业节水的核心问题是提高水分利用率和水分利用效率。重点阐述了提高田间水平的水分利用率和水分利用效率的有关理论。特别从叶片水平、群体水平、产量水平 3个不同层次详细论述了作物水分利用效率与环境因子关系的理论 ,以及从理论出发得出的提高不同层次作物水分利用效率的可能途径。强调农业节水的科学基础是一个涉及多学科的综合理论体系 ,农业节水的措施也应该是建立在这一综合理论体系上的综合技术体系。最后 ,对为加强农业节水科学基础而应进一步强化的研究方向提出了几点建议     

三种豆科作物与玉米间作对水分利用的影响

在甘肃河西灌区,对蚕豆、豌豆、大豆3种豆科作物与玉米间作下水分利用情况进行了研究,结果表明:在不同时间和氮水平下,3种豆科作物土壤水分含量变化不同。3种豆科作物与玉米间作相对于单作,不施氮条件下,蚕豆/玉米间作水分用量(WU)减少5.05%,水分利用效率(WUE)增加26.23%;大豆/玉米间作WU和WUE分别减少0.97%、23.12%;豌豆/玉米间作WU增加13.05%、WUE减少17.08%。在225 kg/hm2氮水平下,3种豆科作物与玉米间作相对于单作WU减少3.69%~7.26%,蚕豆/玉米和豌豆/玉米间作相对于单作WUE增加33.33%和23.45%,而大豆/玉米间作WUE减少12.92%。     

不同种植模式下水资源利用效率的探讨

研究了6种种植模式下耗水量、产量、等价产量以及水分利用效率和水分经济利用效率等的变化。结果表明,冬小麦-夏玉米1年2作的传统种植模式下等价产量、耗水量均最高;等价产量的水分利用效率以春玉米1年1作种植模式最高,棉花1年1作种植模式最低;棉花-冬小麦-夏玉米2年3作种植模式下经济效益和水分经济利用效率最高,棉花1年1作种植模式次之,远高于以粮食作物为主的种植模式。从农业水资源可持续发展和粮食安全角度考虑,该区域应采用棉花-冬小麦-夏玉米2年3作种植模式。     

生物节水及其研究的若干方面

生物节水是通过减少作物生命过程中无效耗水,开发植物自身的节水潜力,相对于其他的节水措施,节水潜力更大.因此,生物节水研究越来越受到人们的重视,国内的学者已提出生物节水的概念,并逐步完善其理论体系.生物节水技术涵括与提高作物自身水分利用效率相关的多个方面,如有限灌溉、化学调控、水肥耦合、分子生物技术和适水种植等,这些节水技术已有一定的理论基础,并在实际中推广应用.     

冬小麦节水增产灌溉模式试验研究

针对华北高产粮区进行了冬小麦节水增产试验研究 ,随着灌水次数和灌溉水量的增加 ,冬小麦总耗水量也增加 ,冬小麦消耗土壤水的份额逐渐减少 ,主要以消耗灌溉水为主。 2 0 0～ 30 0 cm土层的土壤水随着灌溉水量的增加 ,利用率逐渐减小 ,最佳灌水模式为春季 2水 (试验年份为偏旱年型 )。冬小麦产量为 771 6.7kg/hm2 ,水分利用效率为 1 5 .92 kg/hm2·mm,灌溉水利用效率为 34 .3kg/hm2·mm。     

不同生育期干旱对冬小麦产量及水分利用效率的影响

用盆栽对冬小麦不同生育阶段进行不同程度水分调亏试验结果表明 :拔节—孕穗期、抽穗—扬花期和灌浆—成熟 3个阶段内 RW上限为 4 0 %、5 0 %、60 %的水分亏缺均引起了产量的极显著下降 ,而且水分亏缺越严重 ,产量降低越大。在 3个生育阶段内进行 RW上限为 4 0 %的水分调亏减产幅度都很大 ,而且 3个生育阶段之间差异不明显 ;进行 5 0 %、60 %水分调亏 ,其减产程度则与生育期有关。灌浆—成熟期的减产程度大于前二个时期 ,这可能与前二个阶段复水后作物的补偿生长有关。不同生育期水分亏缺对冬小麦产量构成因素的影响也不同 ,拔节—扬花期水分亏缺主要减少了穗粒数 ,灌浆—成熟阶段的水分亏缺主要减少了千粒重     

水稻高效利用水肥试验研究

根据在湖北漳河灌区团林灌溉试验站开展的专项试验 ,研究分析了不同水肥处理对水稻生长发育 ,水稻产量及其构成 ,稻田水肥利用率等的影响规律。结果表明 ,在适当的施肥量和合理的追肥方式下 ,与传统的淹灌相比 ,节水灌溉可提高水稻水分生产率及氮肥利用率 ,获得高产。最后提出了一种高效利用水肥的稻田管理模式