寒地黑土区玉米高效调亏灌溉制度的试验研究

通过筒测试验,研究了玉米最佳的水分调亏阶段以及各调亏阶段亏水程度的最佳上、下限阈值。结果表明,抽穗开花期水分亏缺对产量影响最大,其次是拔节期,苗期水分亏缺对产量影响最小。苗期、拔节期和抽穗开花期水分亏缺程度分别为50%FC～60%FC、65%FC～75%FC和65%FC～75%FC的灌溉处理是最佳调亏灌溉方案,产量与水分利用效率比正常灌溉处理提高了8%、12.6%。     

隔沟调亏灌溉对冬小麦旗叶生理特性与产量形成的影响

为了解垄栽模式下隔沟调亏灌溉对冬小麦生理生化特性以及产量形成过程的影响及其机理,在移动式防雨棚测坑内进行了试验。试验设置5个处理,即T1(常规畦灌):全生育期计划湿润层土壤含水率控制在65%～75%田间持水率(FC); T2(隔沟交替灌溉,AFI):全生育期1/2交替灌,当土壤含水率下降至(55%～65%) FC区间内,即灌水至95%FC; T3、T4、T5为隔沟调亏灌溉处理:分别在返青-拔节期、拔节-抽穗期、抽穗-灌浆期将土壤含水率控制在(55%～65%) FC,其余生育阶段按T2处理控制土壤含水率。测定冬小麦花后旗叶光合特性指标、脯氨酸含量、可溶性糖含量和产量构成等指标。试验结果表明,常规畦灌方式下冬小麦旗叶具有最高的净光合速率、蒸腾速率,但隔沟交替灌溉处理和隔沟调亏灌溉方式下的各个处理表现出较高的叶片水分利用效率,其中T3在开花期和灌浆期的日均叶片水分利用效率均为各处理中的最大值。各处理的籽粒产量由大到小依次为:T1、T2、T3、T4、T5,与T1相比,T2与T3分别减产1. 98%(P 0. 05)和5. 68%(P 0. 05),但分别节水10. 01%(P 0. 01)和16. 91%(P 0. 01),产量水分利用效率分别提高9. 04%(P 0. 05)和15. 82%(P 0. 01)。本试验条件下,隔沟调亏灌溉方式在返青-拔节期施加适当的水分调亏((55%～65%) FC)是兼顾节水、稳产的最佳处理。     

调亏灌溉对冬小麦氮、磷、钾养分吸收与利用的影响

为研究调亏灌溉(Regulated deficit irrigation,RDI)对冬小麦氮、磷、钾养分吸收与利用的影响,采用防雨棚下盆栽方法,于2012—2013年和2013—2014年在黄淮海平原河南新乡连续进行了2 a试验研究。冬小麦设置5个水分调亏阶段:三叶—越冬(I)、越冬—返青(II)、返青—拔节(III)、拔节—抽穗(IV)、抽穗—成熟(V);每个生育阶段设置3个水分调亏度:轻度调亏(L)、中度调亏(M)和重度调亏(S),相对含水率(占田间持水量的百分数)分别为60%~65%FC(田间持水量)、50%~55%FC和40%~45%FC;对照(CK)相对含水率为75%~85%FC。结果表明,越冬—返青的轻度(60%~65%FC)或中度(50%~55%FC)水分调亏复水后有利于氮、磷养分向籽粒运转与分配,而水分过多或过度亏水则导致养分过多分配至茎、叶等营养器官;抽穗—成熟期的适度调亏(50%~55%FC)有利于提高籽粒中氮、磷的含量,因而提高籽粒产量,改善籽粒品质;返青—拔节及其以前阶段的轻度(60%~65%FC)、中度(50%~55%FC)水分调亏有利于提高氮、磷养分利用效率,但水分调亏不利于钾素利用效率的提高。水分调亏,尤其是越冬期的轻度调亏(60%~65%FC)或拔节期的中度水分调亏(50%~55%FC)可显著增强作物对土壤氮素的吸收利用能力,从而减少肥料氮在土壤中的残留量。说明RDI可有效调控作物养分吸收与分配,实现节水、节肥、高产、优质和高效目标。     

不同调亏模式对冬小麦产量形成的影响

为考察不同调亏灌溉模式对冬小麦产量形成的影响,进行了防雨棚下的人工控水试验。结果表明,与不亏水处理CK相比,所有调亏处理均使得籽粒灌浆期显著缩短,达到最大灌浆速度的时间提前,最大灌浆速率和平均灌浆速率增加。拔节期亏水降低有效穗数,拔节期重度亏水有效穗数最小;抽穗期及灌浆成熟期亏水降低千粒质量,灌浆成熟期重度亏水千粒质量最小;拔节期亏水减少穗粒数,拔节期重度亏水穗粒数最小。综合本文研究结果,冬小麦产量较高的适宜调亏模式依次为:返青期轻度亏水、返青期重度亏水、灌浆成熟期轻度亏水、抽穗期轻度亏水、拔节期轻度亏水、拔节期重度亏水。研究结果可以为相关区域冬小麦高产栽培水分调控提供参考。     

调亏灌溉对蚕豆需水规律及水分利用效率的影响

在甘肃秦王川灌区通过大田试验研究了苗期调亏灌溉对蚕豆需水规律和水分生产效率的影响.结果表明:调亏处理蚕豆在苗期、拔节期及花荚期需水量减少,叶面积、蒸腾速率和光合速率下降,在鼓粒成熟期则相对增加,作物的总需水量减少.叶面积、蒸腾速率和棵间蒸发减少是调亏灌溉需水量降低的主要原因.调亏灌溉能够延缓鼓粒期叶片衰老,提高光合速率,使光合同化物向籽粒分配的比例增加,提高水分生产效率.     

滴灌施肥对华北小麦-玉米产量和水分利用效率的影响

【目的】研究不同滴灌施肥处理对华北地区小麦-玉米生长状况、产量和WUE的影响。【方法】采用二因素裂区设计,小麦和玉米试验施氮量设置低氮(60%当地通用施氮量)、中氮(当地通用施氮量)和高氮(140%当地通用施氮量)3个水平,分别用Nl、Nm、Nh表示;滴灌施肥次数小麦为0、1、2次,玉米为0、2、3次,分别用D0、D1、D2和D0、D2、D3表示,另以当地常规灌溉和施肥措施为对照(FP)。【结果】小麦试验结果表明,滴灌施肥可促进叶片生长,开花期滴灌施肥能减缓小麦叶面积指数(LAI)下降速率,增加干物质积累速率,不同施氮量处理之间干物质累积量差异不明显,表明滴灌施肥条件下在一定程度减少施氮量并不影响干物质积累;增加滴灌施肥次数可显著增加小麦产量,D2和D1处理的小麦平均产量分别较D0增加了44.4%和32.7%,但对WUE没有明显影响;滴灌施肥处理提高小麦产量的途径主要是通过促进千粒质量和穗数增加而实现。玉米试验结果显示,营养生长阶段滴灌施肥处理对LAI有显著促进作用,但滴灌施肥次数对地上部干物质积累没有显著影响;产量随滴灌施肥次数的增加而增加,D3处理显著高于D0处理,而WUE随滴灌次数增加而减少,D3处理显著低于D2和D0处理;与FP比较,滴灌施肥处理WUE显著高于FP,小麦和玉米的水分利用效率分别提高17.2%和7.2%以上。【结论】施氮量对小麦和玉米的产量和水分利用效率没有显著影响,表明在偏丰水年采用滴灌施肥一体化技术,在目前施肥水平基础上减少40%施氮量不会造成产量损失。     

圆形喷灌机条件下不同灌水施肥量对冬小麦产量的影响

为探究圆形喷灌机条件下不同灌水施肥量对冬小麦产量、耗水量、茎数等指标的影响,本研究在北京顺义地区开展了田间试验。试验设置2个因素,3个灌水量水平S1、S2、S3(1 950、1 725、1 500m3/hm2)和2个施氮水平F1、F2(286.20、336.30kg/hm2),根据土壤含水率占田间持水量(FC)的百分率来设置灌水水平,在返青期、拔节期、灌浆期的灌水下限依次设定为75%FC、80%FC、65%FC。结果表明:当灌水量一定时,冬小麦叶面积指数、有效茎数随施肥量的增加而增加,但其耗水量、产量受肥料的影响不显著;当施肥量一定时,冬小麦产量在不同水处理下有显著性差异。试验测得最大产量的处理为S1F1,比对照组半固定式喷灌增产35%。水肥耦合对冬小麦产量的影响效应中,灌水量起主导作用,建议该地区冬小麦可以采用高水低肥的灌溉施肥模式。     

调亏灌溉对玉米生长发育特性及水分利用效率的影响

为在西北干旱地区推广应用玉米调亏灌溉技术实现水资源的高效利用,本试验在覆膜沟灌玉米的苗期和拔节期分别设置轻度和重度调亏处理,研究不同调亏处理对玉米生长发育、耗水规律、产量性状及其水分利用效率(WUE)的影响。结果表明,苗期和拔节期调亏造成株高降低、叶面积减小、果穗变短变细、穗行数和行粒数减少,穗粒重、百粒重及产量降低,耗水量显著减少,调亏程度越重受到的影响越大;轻度调亏对产量影响不显著,且显著提高WUE(p0.05),而拔节期重度调亏减产最大(26.41%),显著降低WUE。该地区玉米适宜采用苗期轻度调亏或拔节期轻度调亏的控水方式,在产量降低不显著的情况下,使耗水量减少7.96%~11.02%,WUE增加2.68%~4.41%。     

绿洲膜下滴灌调亏马铃薯光合生理特性与水分利用

通过大田试验研究了调亏灌溉对绿洲膜下滴灌马铃薯各项光合生理指标、产量和水分利用的影响。结果表明：不同生育期水分调亏均可引起马铃薯叶片光合速率、蒸腾速率和气孔导度降低,复水后光合速率变化不大,蒸腾速率和气孔导度则均有所增大。块茎形成期轻度调亏马铃薯产量不会降低,而块茎形成期中度调亏、块茎膨大期轻度和中度调亏马铃薯产量则显著（p＜0.05）降低。马铃薯不同生育阶段耗水量受水分调亏影响较大,调亏程度越大耗水量减少越显著,所有水分调亏马铃薯全生育期耗水量均显著低于充分供水。块茎形成期水分轻度调亏马铃薯水分利用效率最高,比块茎膨大期中度调亏、淀粉积累期轻度调亏和全生育期充分供水分别提高36.2%、32.4%和14.2%。因此,膜下滴灌调亏可降低马铃薯光合速率、蒸腾速率、气孔导度和耗水量,促进水分利用效率提高,且块茎形成期轻度调亏不会降低马铃薯产量。     

调亏灌溉下滴灌玉米根冠生长与水分动态响应特征

以玉米为试验材料,在自动感应式遮雨棚下,采用测坑微区试验方法,研究黑龙江西部滴灌条件下调亏灌溉对作物根冠生长、干物质分配特征、根冠比、耗水特征及植株伤流量的影响。以土壤相对含水率(占田间持水率的百分数)为控制上下限,设置5个水分调亏处理,分别为苗期轻度(60%~70%FC)处理,苗期中度(50%~60%FC)处理,拔节期轻度(60%~70%FC)处理,拔节期中度(50%~60%FC)处理,苗期中度、拔节期轻度处理,另设全生育期保持适宜土壤水分(70%~80%FC)作为对照。试验结果表明,调亏灌溉不改变玉米根部和冠部生长的原有总趋势,也不改变冠部各器官生长的基本趋势,但是显著地增大了作物根冠比(R/S),复水后根、冠补偿生长效应明显,促进光合同化产物向生殖器官的运转与分配,增大了生育后期干物质向果穗的分配率。苗期中度处理和拔节期轻度处理的玉米,在调亏期间使根系维持较高的根质量,水分胁迫复水后根系活力明显提高,其伤流量表现出超补偿效应,在灌浆期仍保持较高的伤流量并且在生育后期仍保持有较高的根冠比(R/S),是协调玉米根冠生长关系的适宜水分调亏处理。     

Yield performance of spring wheat improved by regulated deficit irrigation in an arid area

A field experiment was conducted in 2003 and 2004 growing seasons to evaluate the effects of regulated deficit irrigation on yield performance in spring wheat (Triticum aestivum) in an arid area. Three regulated deficit irrigation treatments designed to subject the crops to various degrees of soil water deficit at different stages of crop development and a no-soil-water-deficit control was established. Soil moisture was measured gravimetrically in the increment of 0–20 cm every five to seven days in the given growth periods, while that in 20 increments to 40, 40–60, 60–80, and 80–100 cm depth measured by neutron probe. Compared to the no-soil-water-deficit treatment, grain yield, biomass, harvest index, water use efficiency (WUE), and water supply use efficiency (WsUE) in spring wheat were all greatly improved by 16.6–25.0, 12.4–19.2, 23.5–27.3, 32.7–39.9, and 44.6–58.8% under regulated deficit irrigation, and better yield components such as thousand-grain weight, grain weight per spike, number of grain, length of spike, and fertile spikelet number were also obtained, but irrigation water was substantially decreased by 14.0–22.9%. The patterns of soil moisture were similar in the regulated deficit treatments, and the soil moisture contents were greatly decreased by regulated deficit irrigation during wheat growing seasons. Significant differences were found between the no-soil-water-deficit treatment and the regulated soil water deficit treatments in grain yield, yield components, biomass, harvest index, WUE, and WsUE, but no significant differences occurred within the regulated soil water deficit treatments. Yield performance proved that regulated deficit irrigation treatment subjected to medium soil water deficit both during the middle vegetative stage (jointing) and the late reproductive stages (filling and maturity or filling) while subjected to no-soil-water-deficit both during the late vegetative stage (booting) and the early reproductive stage (heading) (MNNM) had the highest yield increase of 25.0 and 14.0% of significant water-saving, therefore, the optimum controlled soil water deficit levels in this study should range 50–60% of field water capacity (FWC) at the middle vegetative growth period (jointing), and 65–70% of FWC at both of the late vegetative period (booting) and early reproductive period (heading) followed by 50–60% of FWC at the late reproductive periods (the end of filling or filling and maturity) in treatment MNNM, with the corresponding optimum total irrigation water of 338 mm. In addition, the relationships among grain yield, biomass, and harvest index, the relationship between grain yield and WUE, WsUE, and the relationship between harvest index and WUE, WsUE under regulated deficit irrigation were also estimated through linear or non-linear regression models, which indicate that the highest grain yield was associated with the maximum biomass, harvest index, and water supply use efficiency, but not with the highest water use efficiency, which was reached by appropriate controlling soil moisture content and water consumption. The relations also indicate that the harvest index was associated with the maximum biomass and water supply use efficiency, but not with the highest water use efficiency.     

施肥频率对滴灌春小麦生长和产量的影响试验研究

在大田滴灌施肥条件下,对不同的滴灌施肥频率影响春小麦生长和产量的特点进行了试验研究。在春小麦全生育期施肥总量和灌溉制度相同的情况下,设置了3个施肥频率处理,分别为全生育期施4、7、10次肥,各处理之间的灌水定额和灌溉定额以及施肥总量都相同;观测了春小麦不同生育阶段的株高、分蘖数和叶面积指数;测量了春小麦的理论产量。试验...     

旱后复水对冬小麦旗叶生理特性及籽粒产量的影响

【目的】探索冬小麦旗叶生理特性等指标对不同水分调控的响应过程。【方法】通过防雨棚测坑试验,研究了不同水分处理(抽穗扬花期设置充分供水(CK)、轻度和重度水分胁迫,灌浆成熟期恢复正常供水)对冬小麦旗叶脯氨酸质量分数、可溶性糖质量分数、叶绿素质量分数和丙二醛质量分数及籽粒产量等指标的影响。【结果】抽穗扬花期轻度亏水处理(T1)在复水后第1天旗叶的脯氨酸质量分数高于CK、叶绿素质量分数低于CK但两者均未达到显著水平,复水后第11天可溶性糖质量分数低于CK且差异显著,丙二醛质量分数高于CK但差异不显著,与CK相比,籽粒产量降低了4.3%,且差异不显著;抽穗扬花期重度亏水的处理(T2处理)在复水后第16天的旗叶脯氨酸质量分数和可溶性糖质量分数均低于CK水平,且差异不显著,与CK相比,穗粒数和籽粒产量分别降低了10.6%和13.6%,差异显著(p<0.05),千粒质量和有效穗数与CK的差异均不显著。【结论】在抽穗扬花期轻度干旱胁迫灌浆期恢复正常供水,可在保证产量不明显降低的前提下有效提高灌溉水利用效率;抽穗扬花期重度干旱胁迫,会对冬小麦叶片主要生理指标产生较大负面影响,进而影响冬小麦籽粒产量的形成。     

膜上灌春小麦调亏效应研究

在膜上灌水方式下覆膜和露地处理全生育期不同水分处理调亏下,膜上灌高产处理耗水量比对照减少了310.3mm却增产1363.69kg/hm2,同一水分处理下膜上灌丰水处理F(FM)比露地丰水处理F(B)增产40.99%,WUE提高了4.67kg/(mm.hm2);膜上灌中度处理M(FM)比露地中度处理M(B)增产52.55%,WUE提高了6.86kg/(mm.hm2)。相同水分条件下覆膜处理具有明显的增温、保墒增产作用,最高产量所需的土壤适宜水分下限较露地下降10%~15%。结果表明同一水分处理下覆膜小麦不仅具有较高的生物产量,而且具有较大的库容,因而开花后干物质积累量,茎、叶器官的输出率、分配率、转换率均高于露地小麦,最终表现为粒重增加经济产量提高。     

宁夏滴灌不同春小麦施肥模式研究

为了探索适合于宁夏引黄灌区滴灌条件下春小麦的施肥模式和品种,设置田间试验,分析了两品种春小麦5种滴灌施肥模式和1种传统畦灌施肥模式的耗水规律、株高、干物质、产量等指标。结果表明,宁夏黄羊滩壤质砂土条件下,春小麦滴灌处理全生育期耗水量大约是畦灌的75%左右。在土壤条件为壤质砂土的地区,施用底肥处理在分蘖中期干物质量平均较不施基肥处理高18%左右,适量的施用基肥有利于促进小麦前期的生长发育。氮磷钾均施用底肥的处理产量最高,两品种分别为7 402.8和7 375.3kg/hm2。建议在基础地力和土壤质地较差的地区,施用全生育期总施肥量的20%N、P2O5、K2O肥作为底肥,剩余的肥料,45%施用在拔节-抽穗期,35%施用在灌浆-乳熟期作为施肥模式。     

亏缺灌溉对风沙区春小麦生长发育及水分生产效率的影响

20 0 1年在内蒙风沙区对春小麦进行了各生育阶段不同程度亏缺灌溉的试验研究 ,结果表明 :春小麦不同生长时期、不同程度的水分亏缺对其生长发育、产量构成及水分生产效率会产生不同的影响。拔节—孕穗期受旱对株高、叶面积、穗粒数影响最大 ,减产最多 ,其次是抽穗—开花期干旱 ;灌浆成熟期受旱主要影响千粒重。在同一生育阶段 ,水分亏缺越严重 ,春小麦受害越深。在春小麦生长前期适度的水分胁迫不但对产量无显著影响 ,反而有利于提高水分生产效率     

水肥耦合对苹果幼树产量、品质和水肥利用的效应

为探明半干旱地区苹果幼树水肥精准管理模式,研究了水肥耦合对3 a生苹果幼树生长、产量、品质及水肥利用的效应,试验设置4个灌水水平,其灌水上下限分别为田间持水率的75%~85%(W1)、65%~75%(W2)、55%~65%(W3)、45%~55%(W4);3个施肥水平(N-P2O5-K2O),即高肥:30-30-10 g/株(F1)、中肥:20-20-10 g/株(F2)、低肥:10-10-10 g/株(F3)。结果表明:苹果幼树萌芽开花期至新梢生长期控水控肥可有效调控苹果幼树植株和叶面积的增长;苹果产量最高和最低的处理分别为F1W1和F3W4(F1W1比F3W4增加139.1%),产量与干物质质量间相关关系的决定系数R2为0.908 5,达到了极显著水平;增加灌水量提高了苹果着色指数却降低其果形指数,亏水处理和增加施肥量有利于提高苹果硬度;轻度亏缺(F2)灌溉处理下,增加施肥量有利于提高苹果维生素C含量;灌水量对苹果可溶性固形物和可溶性糖影响不显著,但增加施肥量有利于提高苹果可溶性固形物和可溶性糖的含量;施肥量对苹果可滴定酸和糖酸比影响不显著,但增加灌水量可降低苹果可滴定酸含量,提高苹果糖酸比;高水低肥处理能够产生较高的肥料偏生产力(PFP);水分利用效率(WUE)最大值基本上出现在F2W2处理,与F1W1相比,虽然产量减小7.5%,但耗水量却减小16.7%,WUE增加11.2%,高水高肥的F1W1处理并不能得到最大的WUE,最大的WUE出现在F2W2处理。由此可见,F2W2处理是苹果幼树生长、产量、品质以及水肥利用效率方面的最佳水肥组合,达到了节水、节肥的最佳水肥耦合模式。     

滴灌春小麦水肥耦合与产量关系试验研究

基于大田滴灌施肥条件下,观测了春小麦不同生育阶段的分蘖数和叶面积指数,测量了春小麦的实际产量,建立滴灌春小麦水肥耦合与产量的关系。分析结果表明,春小麦各生育阶段的施肥增产系数分别为:0.17(苗期—分蘖期)、0.35(分蘖—拔节期)、0.41(拔节—抽穗期)、0.07(抽穗—灌浆期)、0.11(灌浆—收获期),滴灌春小麦苗期—分蘖期、抽穗—浆期和灌浆—收获期施肥对增产的作用不大,而分蘖—拔节期和拔节—抽穗期施肥对增产的作用最大。在高频滴灌条件下,根据春小麦需肥规律在每个生育阶段都随水施肥,可以提高春小麦的产量。