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。     

不同产量水平下冬小麦生长发育和耗水特性研究

【目的】通过控制施肥量来模拟冬小麦不同产量水平,进而了解不同产量下冬小麦生长状况及耗水特性变化,为田间用水管理、区域农业高效用水发展战略的制定提供理论依据。【方法】试验设置4个产量水平7 500 kg/hm~2(C0),8 250 kg/hm~2(C5),9 000 kg/hm~2(C10),9 750 kg/hm~2(C15),以不施肥(CK)为对照,研究不同产量下冬小麦叶面积指数、干物质积累、耗水特性及水分利用效率差异变化。【结果】随目标产量的增加,冬小麦叶面积指数、花前及花后干物质累积量、生物量逐渐增加,干物质转移量、干物质转移率和转移干物质对籽粒的贡献率逐渐减少,产量结果基本达到预期目标。与CK相比,C15处理冬小麦叶面积指数、花前及花后干物质累积量、生物量分别平均增加52.6%、25.9%、112.6%、51.2%,而干物质转移量平均减少44.7%,说明冬小麦后期干物质的合成对籽粒高产的形成起主要作用。随目标产量的增加,冬小麦耗水量增加,土壤含水量减少,2016—2017年C0、C5、C10、C15处理冬小麦水分利用效率无显著差异,2017—2018年各处理冬小麦水分利用效率均有显著性差异,与CK相比,C15处理冬小麦耗水量和水分利用效率分别平均增加29.7%、28.5%。【结论】冬小麦随产量提升的叶面积指数、干物质累积量和耗水量显著增加,其中后期干物质的合成是产量形成的主要原因,同时高产条件下冬小麦水分利用效率显著提高。     

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.     

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。     

施肥增碳对华北地区土壤水分及作物水分利用的影响

通过田间微区试验,研究了相同施氮水平下单施无机氮(C0)、50%无机氮+50%有机氮配施(C1)和单施有机氮(C2)对冬小麦-夏玉米体系土壤水分变化和水分利用的影响。结果表明,冬小麦和夏玉米体系内土壤水分周年变化规律明显,可分为:土壤水分调整期、土壤水分相对稳定期、快速失墒期和土壤水分恢复期4个阶段。相同施氮水平下增碳可提高0~160cm土壤贮水量0.52%~0.83%和底墒8.08~16.1mm,可降低茬口水分损失1.42~4.90mm。周年耗水量、产量和水分利用效率随碳用量的提高而增加,与C0处理相比,C1和C2处理周年水分利用效率分别提高了4.12%和7.26%。     

不同年代冬小麦品种水分利用效率差异分析

通过田间试验对黄淮地区不同年代代表性冬小麦品种的需水特性、产量组成及水分利用效率进行了研究。结果表明,虽然不同年代冬小麦品种的耗水量存在一定的波动,但基本上保持稳定。在低水、中水和高水条件下,各品种耗水量的平均值分别为289.40、357.64、402.70mm。与20世纪50—60年代的品种相比,现代冬小麦品种的籽粒产量能提高53%(低水)、78%(中水)和46.6%(高水),水分利用效率(WUE)则分别提高了45.6%(低水)、63.4%(中水)和57.8%(高水)。在耗水量基本保持稳定的实际情况下,产量水平提高是不同年代冬小麦品种WUE提高的主导因素。     

灌水延迟对冬小麦产量及水分利用效率的影响研究

通过田间试验,研究了冬小麦关键生育期灌水延迟对其产量和水分利用效率的影响,结果表明:冬小麦冬浇水延迟20 d灌溉,与优化灌水处理相比,产量与水分利用率均无显著差异;拔节水延迟20 d灌溉,枯水年会显著降低水分利用率,丰水年会显著提高水分利用效率;灌浆水延迟20 d灌溉,枯水年会显著提高产量。冬小麦全生育期内不灌水会极显著的降低其产量和水分利用效率。通过综合分析冬小麦全生育期耗水量、产量与水分利用效率之间的关系,提出半干旱地区冬小麦最佳灌水模式:枯水年份,冬小麦灌浆水延迟20 d灌溉,丰水年份,冬小麦拔节水延迟20 d灌溉,可获得适宜的产量和较高的水分利用效率。     

水氮供应对冬油菜氮素积累和产量的影响

通过2年桶栽试验,设置3个灌溉水平:低水(W0:(50%~60%)FC,FC为田间持水率,下同)、中水(W1:(60%~70%)FC)和高水(W2:(70%~80%)FC),3个施氮水平:不施氮(N0)、中氮(N1:施纯氮1.2 g/桶,约合180 kg/hm~2)和高氮(N2:施纯氮2.4 g/桶,约合360 kg/hm~2),研究不同灌溉和施氮水平对冬油菜生殖生长阶段地上部分生物量和氮素的积累、产量、耗水量和水分利用效率的影响。结果表明,中水中氮处理(W1N1)能显著增加冬油菜生殖生长阶段地上部分干物质量和氮素积累量,显著提高冬油菜的产量和水分利用效率;过量灌溉或施氮处理(W1N2、W2N1和W2N2)的促进作用不显著。2年W2N1处理的产量最高,平均为38.4 g/株;W1N1处理的水分利用效率最高,平均为1.07 kg/m3;但W2N1和W1N1处理的产量和水分利用效率不存在显著差异,而W1N1处理的耗水量显著小于W2N1处理。另外,冬油菜的籽粒产量和水分利用效率与耗水量均呈显著的二次抛物线关系,冬油菜的水分-产量响应系数为1.36。全面考虑产量与节水节肥等因素,W1N1处理为该研究区较优的冬油菜灌水施氮策略。     

秸秆还田配施氮肥对土壤性状与水分利用效率的影响

为揭示宁夏扬黄灌区秸秆还田配施氮肥对土壤性状与玉米水分利用效率的影响,在秸秆全量还田(9 000 kg/hm2)条件下,设置4种不同纯氮施用水平:SR+N0(0 kg/hm2)、SR+N1(150 kg/hm2)、SR+N2(300 kg/hm2)和SR+N3(450 kg/hm2),以秸秆不还田施氮量333 kg/hm2为对照(CK),研究秸秆还田配施氮肥对土壤容重、含水率、养分含量、玉米产量及水分利用效率的影响。结果表明,秸秆还田配施氮肥可改善耕层(0～40 cm)土壤容重和孔隙状况,以SR+N2和SR+N3处理效果最优,耕层平均土壤容重分别较CK降低8. 0%和8. 8%,土壤总孔隙度分别较CK提高11. 4%和12. 5%。秸秆还田配施氮肥有利于提高耕层土壤有机碳和全氮含量,随施氮量的增加土壤碳氮比降低,其中以SR+N2和SR+N3处理效果最优。SR+N2处理改善土壤肥力效果最优,其土壤碱解氮、有效磷、速效钾含量分别较CK提高33. 6%、47. 0%、30. 8%。SR+N2处理在玉米生育中后期具有较好的蓄水保墒效应,玉米增产和改善水分利用效率效果最优,两年平均玉米籽粒产量和水分利用效率分别较CK提高33. 9%、26. 2%。通过两年研究发现,在宁夏扬黄灌区,秸秆还田配施氮肥可有效改善土壤物理性质、增加土壤养分含量、调节土壤碳氮比、增强土壤的蓄水保墒能力,从而显著提高玉米籽粒产量和水分利用效率,以秸秆还田配施纯氮300 kg/hm2效果最优。     

不同种植模式冬小麦耗水特性及产量试验研究

通过田间试验,研究了两种种植模式（传统平作和垄植沟灌）不同水分处理对冬小麦耗水特性和产量的影响。结果表明：相较于传统平作种植模式,垄植沟灌冬小麦的全生育期耗水量减少26.26~31.92mm,穗粒数和千粒重分别增加6.09%和3.79%,增产150.57~237.63kg/hm2,水分利用效率提高9.43%~10.39%;两种种植模式的耗水量和产量与水分处理呈正相关,但随着水分控制下限的提高,水分利用效率则先增大后减小;确定垄植沟灌为冬小麦适宜种植方式,并在L-70水分处理获得了最优的水分利用效率,达到1.91 kg/m3,产量达到7589.96 kg/hm2。     

秸秆还田配施稳定性氮肥对麦玉轮作水氮利用的影响

为探究秸秆还田配施稳定性氮肥对关中地区麦玉轮作体系作物生长及水氮利用的综合影响,并确定合理的高产高效施肥管理措施,设置两种秸秆还田模式(秸秆不还田、秸秆全量还田)和两种施氮措施(常规尿素和减量施用稳定性氮肥),以无秸秆还田且不施肥作为对照,共5个处理,研究分析作物产量、地上部生物量、土壤氨挥发累积量、土壤含水率、土壤硝态氮残留量及水氮利用效率。结果表明：秸秆还田配施氮肥会分别显著提高夏玉米和冬小麦产量28.03%～39.63%和90.10%～112.52%、地上部生物量27.88%～34.00%和78.96%～107.64%;施用稳定性氮肥较施用常规尿素分别降低夏玉米季和冬小麦季全生育期土壤氨挥发累积量50.18%～59.32%和68.21%～73.43%;秸秆还田会显著提高夏玉米季0～10 cm土壤含水率6.29%～21.38%,显著提高冬小麦季0～10 cm土壤含水率6.80%～25.06%;相同施肥措施下,秸秆还田会显著降低夏玉米与冬小麦收获期0～100 cm土壤NO^-₃-N残留量7.34%～10.78%和6.57%～11.24%,在相...     

垄作沟灌栽培对土壤水热效应和春小麦产量的影响

研究了绿洲灌区垄作沟灌栽培条件下土壤温度和水分的变化及对春小麦的产量和水分利用效率的影响。结果表明,垄作沟灌栽培条件下,0～25cm土层土壤温度日变化以16:00差异最为显著,春小麦拔节前0～10cm平均土壤温度较平作栽培提高1.41℃,并随春小麦生长发育进程的推进,增温效应逐渐弱化。对深层土壤水分的消耗减少,0～20cm土壤含水率低于平作栽培,而20～80cm土壤含水率高于平作栽培。与平作栽培相比,相同灌溉定额下产量增加7.18%～34.97%,水分利用效率提高9.42%～27.34%,节水750m3/hm2。     

基于不同底墒的最优水肥调控方案研究

为了探讨不同底墒条件下的水肥运筹,在大型半自动控制防雨池栽条件下,通过设置不同底墒、生育期补水量及施氮量,研究了各试验因子主效应及互作效应。结果表明,各试验因子对冬小麦产量的影响顺序由大到小依次为底墒、施氮量、补水量,对水分利用效率的影响顺序由大到小依次为底墒、补水量、施氮量;底墒、施氮量、补水量与冬小麦产量、水分利用效率的耦合分别存在显著的负效应和正效应;在底墒充足条件下,施氮量能充分发挥底墒的增产作用,提高水分利用效率。通过优化分析,得出各指标可接受区域（大于等于0.95最大值）的重叠区域所对应的水氮范围分别为：90~100mm和104.5~224.5kg/hm2（底墒450mm）,94.3~100mm和105.8~186.4kg/hm2（底墒350mm）。底墒为650mm时,冬小麦产量最大,水分利用效率较高,所对应的水氮范围分别为71~100mm和141.2~264.8kg/hm2。     

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...     

设施农业滴灌用黄河水安全净化处理技术试验研究

引用高含沙地表水作为滴灌水源是解决干旱地区滴灌工程水源的主要途径之一,滴灌用高含沙水净化处理成为亟待解决的重要问题。以宁夏中南部地区设施农业滴灌用黄河水净化技术为对象,开展试验研究,主要结论有：扬黄水经2次沉沙池除沙后泥沙含量降至0.04～0.08kg/m3,悬浮物含量0.98～1.40 mg/L,COD平均含量1.2...     

引黄泥沙对黏质盐土的改良效果及其对冬小麦产量的影响

[目的]探究引黄泥沙对黏质盐土的改良效果及对冬小麦产量的影响,找出适宜的引黄泥沙用量.[方法]在黄河三角洲地区进行大田试验,研究不同引黄泥沙用量(0、5、10、15、20、25、30、35 kg/m2)对黏质盐土的体积质量、饱和导水率、含水率变化、含盐量以及冬小麦产量的影响.[结果]引黄泥沙降低了土壤体积质量,且土壤体...     

华北平原冬小麦不同培肥措施的节水增产效应研究

根据华北平原农业水资源日趋减少的现状 ,开展了以减少土壤水分蒸发 ,提高水分利用效率为目的的不同培肥措施的节水田间试验。研究结果表明 :秸秆还田具有明显的节水增产效应。在相同灌溉水量 ( 1 50mm)的情况下 ,玉米秸与小麦秸全部还田较不还田 (对照 )增产小麦 540 kg/ hm2 ,仅麦秸还田较对照增产小麦4 65kg。水分利用效率分别提高了 2 .3 4和 2 .3 6kg/ ( hm2 · mm) ;同时增施有机肥可增产小麦 73 5kg/ hm2 与660 kg/ hm2 ,水分利用效率分别提高 2 .2 1和 2 .1 8kg/ ( hm2 · mm)     

干旱条件下土壤扩蓄增容肥保水增产效应研究

在陕西三原县进行裂区试验,研究了不同灌水量条件下扩蓄增容肥对冬小麦产量、水分与降水利用效率的影响.结果表明:①低灌水条件下秸秆配方处理冬小麦花期到成熟期表层土壤蓄水量基本没有变化,而废料配方与普通施肥处理的蓄水量减少5.68 mm和8.56 mm;高灌水条件下秸秆配方处理营养生长期耗水速率小,但其分蘖至越冬阶段耗水分别...