河套灌区小麦套种玉米灌溉制度研究

为研究河套灌区小麦套种玉米高产、节水的灌溉制度,在田间试验的基础上分析了小麦套种玉米模式下的耗水规律,运用Jensen模型建立水分生产函数并对灌溉制度进行了优化。结果表明:小麦拔节、抽穗、灌浆及玉米抽雄、灌浆期是作物生长的关键期,适宜的水分条件是促进产量形成的重要因素;通过多元线性回归方法求解得出敏感性指数分别为小麦分蘖-拔节期(0.305 0)、小麦拔节-抽穗期(0.335 6)、小麦抽穗-灌浆期(0.143 2)、玉米拔节-抽雄期(0.320 7)、玉米抽雄-灌浆期(0.310 2);以产量最大为目标函数得出小麦套种玉米最优灌溉制度为:小麦分蘖-拔节期95mm,拔节-抽穗期105~110mm,抽穗-灌浆期65~70mm,玉米拔节-抽雄期95~105mm,抽雄-灌浆期100~105mm,全生育期以460~485mm的灌溉供水量为宜。     

集雨限量补灌对小麦土壤水分及生长发育的影响

对旱地小麦／玉米带田集雨限量补灌条件下小麦带0～90cm土层土壤水分时空动态及其生长发育进行了分析,建立了0～30cm、30～60cm、60～90cm及0～90cm土层土壤含水量随时间变化的数学模型,并就旱地发展小麦／玉米带田提出了建议。     

覆膜和补水灌溉对旱作马铃薯田水分利用的影响

为探索冀西北寒旱区地膜覆盖和限量补灌对马铃薯田土壤水分运移及水分利用效果的影响,采取随机区组方法设置起垄(T1)、起垄覆膜(T2)、膜下补灌22.5 mm(T3)、膜下补灌45 mm(T4)和露地补灌45 mm(T5)5种不同处理,监测了不同措施对土壤水分时空运移、马铃薯生产量、水分利用效率的影响。结果表明,区域草甸栗钙土马铃薯田的主要供水层为0～40 cm土层,块茎膨大期为农田耗水关键期。旱作下覆膜较露地(ck)可使马铃薯增产76.44%,水分利用效率提高83.33%;膜下滴灌补水22.5 mm时可增产123.47%,水分利用效率提高122.00%。露地补灌45 mm可增产52.17%,水分利用效率提高51.82%。覆膜和补灌未显著地增加农田耗水量,但显著地提高马铃薯的产量和水分利用效率。     

水分亏缺对覆膜玉米生长发育及产量的影响

通过系统的覆膜玉米亏水灌溉试验 ,研究了不同生育期内不同程度的水分亏缺对覆膜玉米生长发育、光合作用、产量及水分利用效率等的影响。结果表明 ,拔节期受旱对玉米株高及叶面积指数影响最大 ,抽雄后的水分亏缺对玉米生长发育影响不明显。各处理产量资料表明 ,覆膜春玉米的需水临界期为抽雄开花期 ,此期轻度的水分亏缺可造成产量大幅度下降 :灌浆期较抽雄开花期玉米产量对水分亏缺敏感程度低 ,但在这个阶段的水分亏缺也可使玉米减产 ;拔节期玉米产量对水分胁迫敏感程度较差 ,该阶段为对玉米进行水分亏缺处理的适宜时期     

覆膜及膜下滴灌对玉米生长发育及水分利用效率的影响

采用田间小区试验的方法,研究了雨养(对照)、覆膜、常规滴灌、覆膜常规滴灌、覆膜限量补灌等保墒及灌溉措施对玉米株高、叶面积、叶面积指数、产量和水分利用效率的影响。结果表明,覆膜及膜下滴灌使玉米生育期提前2~3d,增加生长前期株高,提高叶面积及叶面积指数,促进了玉米生长发育。与对照相比,覆膜、常规滴灌、覆膜常规滴灌和覆膜限量补灌玉米叶面积指数分别增加0.22、0.11、0.38和0.44;百粒重分别增加3.1g、2.6g、5.1g和5.5g,增产率分别为6.7%、6.1%、12.7%和13.1%。覆膜、覆膜常规滴灌、覆膜限量补灌分别比对照提高水分利用效率0.57、0.83和1.23kg/m3;提高水分生产效率0.23、0.30和0.36kg/m3。其中覆膜限量补灌在产量略有增加的基础上,灌溉水利用效率是常规滴灌和覆膜常规滴灌的2.7倍和2.5倍。因此,从农业节水和作物高产综合考虑,覆膜限量补灌是一种既节水又增产的最佳膜下滴灌措施。     

水分亏缺对覆膜玉米生长发育及产量的影响

通过系统的覆膜玉米亏水灌溉试验，研究了不同生育期内不同程度的水分亏缺对覆膜玉米生长发育、光合作用、产量及水分利用效率等的影响。结果表明，拨节期受旱对玉米株高及叶面积指数影响最大，抽雄后的水分亏缺对玉米生长发育影响不明显。各处理产量资料表明，覆膜春玉米的需水临界期为抽雄开花期，此期轻度的水分亏缺可造成产量大幅度下降；灌浆期较抽雄开花期玉米产量对水分亏缺敏感程度低，但在这个阶段的水分亏缺也可使玉米减产；拨节期玉米产量对水分胁迫敏感程度较差，该阶段为对玉米进行水分亏缺处理的适宜时期。     

土壤水分调控对滴灌青贮玉米作物系数和水分利用效率的影响

为了探索提高滴灌青贮玉米水分利用效率,进行了连续2年的田间灌溉试验,研究了滴灌条件下不同土壤水分调控(4个灌水水平:70％θfc、60％θfc、50％θfc、40％θfc)对滴灌青贮玉米作物系数和水分利用效率的影响.结果表明,青贮玉米拔节-抽雄期受旱,比对照处理减产27150 kg/hm2,减产率达到41.8％,为青贮玉米需水的关键期;青贮玉米耗水量(ETa)与产量呈现出二次抛物线关系,相关性为0.9118;青贮玉米各处理作物系数在播种-苗期为0.81～0.97,苗期-拔节期0.97～1.32,拔节-抽雄期达到最大值0.98～1.63,抽雄-收割期0.59～1.07,整个生育期的作物系数呈二次抛物线形;不同降水量与水分调控条件下,降水量较小的年份,灌水量对青贮玉米水分利用效率影响较明显;反之,灌水量对青贮玉米水分利用效率影响不显著.     

泾惠渠灌区冬小麦夏玉米灌溉制度优化研究

为了提高农业生产用水效率,降低农业灌溉水资源的浪费,2013-2016年,在陕西省泾惠渠灌区进行了连续3年的冬小麦夏玉米连作非充分灌溉制度试验,研究其灌溉制度优化。试验设置8个非充分灌水处理,每个处理重复2次。通过分析3年冬小麦夏玉米生育期的降雨量、灌水量,及其在产量、水分利用效率、益损比方面的影响,进而确定不同降雨频率年型下的冬小麦、夏玉米合理灌溉制度。试验结果表明:冬小麦、夏玉米生长发育阶段不同灌水期和灌水量对其产量影响显著。产量和水分利用效率两者相协调的最优灌溉制度是T4(冬灌+返青灌)与H4(压茬灌+抽雄灌),全年四次灌水,灌溉定额为4800 m~3/hm~2。     

集雨限量补灌条件下带田玉米土壤水分时空动态研究

对旱地小麦/玉米带田集雨限量补灌条件下玉米带0～90cm土层土壤水分时空动态及其生长发育进行了分析,认为玉米全生育期不同土层土壤含水量变化较为一致,基本上呈以小喇叭口期为峰值的"单峰"曲线。并建立了0～30、30～60、60～90及0～90cm土层土壤含水量随时间变化的数学模型,以此来预测试验条件下套作玉米带土壤水分随时间变化的动态。     

节水抗旱组合技术措施对玉米产量形成因素及水分利用效率的影响

采用裂区设计方法,研究节水抗旱组合技术措施(坐水种、苗期补灌和垄作区田保水技术集成)下玉米产量形成因素及水分利用效率的影响。结果表明:坐水种、苗期补灌都起到了较好效果,在该试验年,供水总量相同的条件下,补水比坐水能起到更好的作用;从垄作区田的效果来看,有区田的处理比无区田处理得到更好结果。     

限量单次补灌对套作冬小麦产量的影响

在作物生长的不同时期分别对各处理进行了35 mm限量单次滴灌,测定了土壤水分、籽粒产量及产量构成要素千粒重、穗粒重、株高等,并计算了水分利用效率和土壤水势。结果表明,小麦灌浆期限量单次滴灌对套作冬小麦增产效果最好,水分利用效率亦是如此。套作小麦灌水处理大多数产量构成要素及其它经济性状表现出明显差异。回归分析发现,WUE与籽粒产量间的关系可用幂函数来描述:WUE=-12.262+0.276Ye1/2(R2=0.912**,p<0.05)。土壤水势是降雨量和补灌量的函数。灌水后的第2个测定生育期所有套作小麦2个土层土壤水势均高于未灌水处理,且30~60 cm土层土壤水势比0~30 cm土层下降更为剧烈。     

灌溉处理对冬小麦-夏玉米不同品种土壤水分和WUE的影响

在冬小麦-夏玉米轮作下,于2008—2010年采用不同小麦和玉米品种,研究不同灌溉处理下土壤水分动态及对冬小麦和夏玉米水分利用效率(WUE)的影响。2a试验结果均表明,灌水在不同土层的入渗是一个缓慢的过程,大致以1a为周期,冬小麦生长期间,0~60 cm土层土壤水分变异较大,60 cm以下土层土壤水分夏玉米无法利用是导致灌水利用效率低的原因。通过分析冬小麦和夏玉米的WUE表明,抗旱节水品种的WUE随着灌溉次数的增加而减小,而非抗旱节水品种的WUE则相反;抗旱节水品种的产量在适度水分胁迫下变化不大,而耗水量有所减少,非抗旱节水品种在适度水分胁迫时,产量减少幅度较大,致使WUE有减小趋势。因此,在冬小麦-夏玉米轮作的华北地区,选用抗旱节水品种,适度减少灌水次数,可以减少无效灌水的入渗,在不影响产量的情况下,提高WUE。     

不同灌溉条件对黄河下游引黄灌区作物水分关系的影响

在田间试验验证的基础上,利用SWAT2000模型对黄河下游引黄灌区冬小麦、夏玉米在不同灌溉条件下产量、耗水量以及水分利用效率等的时空变化进行了模拟,结果表明,冬小麦缺水情况比较严重,夏玉米生育期降水量基本能满足其耗水量的需求.灌溉对提高作物产量以及耗水量有很大的影响,然而随着灌水量的增加,作物产量以及耗水量增加的幅度并...     

交替隔沟灌溉下玉米根长密度分布及水分利用

为了探明交替隔沟灌溉和常规沟灌条件下玉米根长密度的分布规律及水分利用效率(WUE),研究了2种沟灌方式下玉米根长密度的空间分布和水分利用情况。结果表明,玉米根长密度在根区水平向和垂向呈指数分布。交替隔沟灌溉促进了玉米根系的水平向伸展和下扎深度,常规沟灌在垄位的大密度根系分布集中在20～60cm。交替隔沟灌溉增大了根系下扎深度,有利于根系吸收深层土壤水分,在非充分供水条件下提高了作物的水分利用效率,交替隔沟灌溉水分利用效率较常规沟灌提高5%以上。     

两种施肥水平下根区局部灌溉对甜玉米水分利用的效应

根区局部灌溉如分根区交替灌溉和部分根干燥灌溉是新的高效节水技术。研究了两种施肥水平条件下根区局部灌溉对甜玉米叶片光合、叶面积、干物质积累和水分利用的影响。结果发现,与常规均匀灌水相比,根区局部灌溉高、低肥处理的蒸腾速率分别降低19．01％和17．50％．光合速率分别提高8．88％和18．34％,叶片水分利用效率分别提高34．69％和43．45％。随着甜玉米生育期的推进．各灌溉处理间的叶面积差异逐渐缩小;单株干物重分别下降15．14％和24．38％,蒸散量(即作物耗水量)分别下降31．28％和29．58％;冠层水分利用效率分别提高23．48％和7．40％。这表明较高肥条件下根区局部灌溉的冠层水分利用效率提高较多,因而根区局部灌溉技术的节水效应要与合理施肥相结合才能发挥更好的作用。     

水分处理对冬小麦生育期耗水分配及产量影响

【目的】探索冬小麦产量及水分利用效率对灌溉水在生育期运筹的响应过程。【方法】通过人工控水试验开展了6个生长季(2012—2018年)的测坑冬小麦灌溉试验,试验设置不同灌溉水时间和不同次灌水定额,3个处理分别为拔节90 mm(I90)、拔节45 mm+抽穗45 mm(I45*2)、拔节30 mm+抽穗30 mm+灌浆30 mm(I30*3),总灌溉额均为90 mm,重点研究了灌溉水在生育期分配对冬小麦产量和水分利用效率(WUE)的影响。【结果】6个生长季的试验数据统计分析表明,I90、I45*2和I30*3处理的平均产量分别为6 878.3、7 249.1和7 568.6 kg/hm^2;与I90处理相比,I45*2和I30*3处理的产量分别提高了4.4%和10.0%;在灌溉定额一定条件下,不同灌溉处理对生育期总耗水没有显著影响,但I45*2处理比I90处理生殖生长阶段的耗水增加了23.7%,且生育期水分利用效率提高了14.8%。【结论】有限供水条件下,小定额多次灌溉可以有效改善生育后期麦田水分状况,有利于光合产物向籽粒的转化,进一步提高冬小麦千粒质量和收获指数,最终提高了冬小麦经济产量和水分利用效率。     

灌水处理对冬小麦生理生长特性等的影响研究

通过对冬小麦不同生育期进行有限灌溉的大田试验,研究不同水分处理对冬小麦的土壤水分变化、株高、叶面积指数、光合特性、产量以及水分利用效率的影响。结果表明:①灌水量越大,含水量变化的土层深度越大;并且土层深度越大,含水量的变化越小。②开花期灌水对缺水处理叶面积指数和株高的补偿效应明显。③各处理的光合特性日变化趋势一致,蒸腾速率和气孔导度日变化趋势均是双峰曲线,光合速率日变化趋势均是单峰曲线,均有"午休"现象。④开花水有利于籽粒的形成,只灌开花水也可获得较高产量。但产量与总灌水量之间呈抛物线关系。⑤单叶和产量水平的水分利用效率均随灌水量的不同而不同。总灌水量越大,叶片水分利用效率越大,灌溉水利用效率越低,水分利用效率越低。⑥综合考虑,全生育期只灌1次75 mm开花水的处理最合理。     

黑龙江西部玉米调亏灌溉的节水增产效应

采取测筒试验,对玉米单生育阶段、连续生育阶段和全生育期进行不同程度的水分亏缺处理,研究了调亏灌溉对玉米耗水量、产量和水分利用效率(WUE)的影响。结果表明:就单生育阶段调亏而言,产量和耗水量之间呈开口向下的二次抛物线关系,苗期中度水分亏缺(水分控制上限为60%)为最佳的灌水处理模式,玉米产量和水分利用效率分别提高了1.23%和11.95%;连续生育阶段和全生育期调亏均对作物的产量有不利影响;全生育期充分灌溉时的产量最高,但水分利用效率较低。     

非充分灌溉条件下不同栽培模式对玉米产量及土壤水分的影响

研究了大田玉米在非充分灌溉条件下,不同栽培模式对土壤水分、产量及其构成要素的影响。结果表明,全膜垄侧栽培、全膜垄沟、全膜双垄模式均能提高0～10cm土层的土壤含水率。主要生育期(抽雄期除外)内,全膜垄沟栽培模式土壤含水率高于其他处理。全膜垄沟栽培模式在苗期—大喇叭口期内耗水强度较低,但产量和水分利用效率最高,分别为17 153.91kg/hm2和37.59kg/(hm2.mm),具有显著的节水增产效应。     

Irrigation strategies to improve the water use efficiency of wheat-maize double cropping systems in North China Plain

Water is the most important limiting factor of wheat (Triticum aestivum L.) and maize (Zea mays L.) double cropping systems in the North China Plain (NCP). A two-year experiment with four irrigation levels based on crop growth stages was used to calibrate and validate RZWQM2, a hybrid model that combines the Root Zone Water Quality Model (RZWQM) and DSSAT4.0. The calibrated model was then used to investigate various irrigation strategies for high yield and water use efficiency (WUE) using weather data from 1961 to 1999. The model simulated soil moisture, crop yield, above-ground biomass and WUE in responses to irrigation schedules well, with root mean square errors (RMSEs) of 0.029 cm³ cm⁻³, 0.59 Mg ha⁻¹, 2.05 Mg ha⁻¹, and 0.19 kg m⁻³, respectively, for wheat; and 0.027 cm³ cm⁻³, 0.71 Mg ha⁻¹, 1.51 Mg ha⁻¹ and 0.35 kg m⁻³, respectively, for maize. WUE increased with the amount of irrigation applied during the dry growing season of 2001-2002, but was less sensitive to irrigation during the wet season of 2002-2003. Long-term simulation using weather data from 1961 to 1999 showed that initial soil water at planting was adequate (at 82% of crop available water) for wheat establishment due to the high rainfall during the previous maize season. Preseason irrigation for wheat commonly practiced by local farmers should be postponed to the most sensitive growth stage (stem extension) for higher yield and WUE in the area. Preseason irrigation for maize is needed in 40% of the years. With limited irrigation available (100, 150, 200, or 250 mm per year), 80% of the water allocated to the critical wheat growth stages and 20% applied at maize planting achieved the highest WUE and the least water drainage overall for the two crops.