夏玉米产量与水分关系及其高效用水灌溉制度

依据灌溉试验资料,研究了水分胁迫对夏玉米生长发育和产量形成的影响,建立了产量与水分关系的数学模型,分析给出了大田夏玉米的高效用水灌溉定额,并用动态规划技术优化得出了夏玉米的最优灌水时间和每次的灌水定额。结果表明,各生育时段的水人胁迫对夏玉米的生育和产量均会造成不利影响,其中尤以抽雄￣吐丝期前后４０天左右缺水对产量影响最大,其次为拔节期缺水;在１９９７年夏玉米生育期降雨量只有１３７ｍｍ的条件下,得出     

灌水定额对夏玉米生长及产量的影响

研究恰当的灌水定额对于实现高效节水灌溉具有重要意义。采用完全随机试验设计,首先研究不同灌水定额对夏玉米生长、耗水量与产量的影响;再次利用改进的模糊综合评判法对夏玉米的产量构成因素、产量及水分利用效率指标进行评判,并与产量、水分利用效率评价法进行对比;最终获得河南豫中地区最优灌水定额。结果表明随灌水定额的增加,株高呈先增加后降低趋势,叶面积指数基本呈增加趋势;夏玉米的总耗水量和灌溉定额基本上呈协同增加(或降低)变化;夏玉米产量随灌水定额的增加,呈波动上升趋势;灌水定额75、90和105 mm处理的WUE普遍较高。利用改进综合模糊评判法与产量、水分利用效率评价方法获得结果基本一致,对夏玉米灌水定额综合评判具有可行性。通过产量、水分利用效率评价法与模糊综合评判法对3 a数据分析可知,T5处理最优。因此,在该地区苗期灌水定额60 mm,拔节后灌水定额105 mm时可实现夏玉米节水高产。     

沙漠绿洲区不同灌水方式条件下玉米灌溉制度研究

在石羊河流域干旱缺水的民勤县连续进行了 4年田间试验 ,研究了大田地膜玉米畦灌、常规沟灌、交替隔沟灌溉和宽垄沟灌 4种灌水方式下的灌溉定额及其对产量和水分利用的影响 ,拟定了不同灌水方式下的灌溉制度 ,得出交替隔沟灌溉方式下灌水 7次 ,次灌水定额为 30 0 m3/hm2 ,灌水时间为拔节期、大喇叭口期、抽雄期、抽穗期、灌浆始、灌浆中、乳熟期的灌溉制度为该地区推荐采用的最优方案。     

限额补灌对黄淮平原夏玉米水分利用及产量的影响

为探寻夏玉米适宜的限额灌溉控制指标,通过灌水下限(适宜水分CK1;轻旱LD;中旱MD;重旱CK2)与灌水定额(30、45、60、75、90 mm)两因素组合,研究调亏模式下限额灌溉对夏玉米耗水特性及产量的影响.结果表明,产量与耗水量呈显著的二次函数关系;同一灌水定额下,轻旱处理的总耗水量总体较大;LD60和LD75两处理获得了较好的穗部性状表现和较高的籽粒产量,且年际间变异不大;LD60和LD90两处理的WUE值较高,但存在一定的年际间差异,主要与其耗水量变化有关.总之,夏玉米低定额补灌定额不宜小于60 mm,拔节后遭受轻度水分胁迫时灌水60 mm可满足需求,遭受中度以上干旱时可适当增加灌水量,更有利于夏玉米抗旱稳产.     

泾惠渠灌区秸秆还田条件下夏玉米节水灌溉制度试验

泾惠渠灌区主要粮食作物已经实现了秸秆还田,但秸秆还田条件下作物的节水灌溉制度却还是空白。在泾惠渠试验站通过2年的大田和小区试验相结合,通过分析不同灌水处理下对夏玉米植株生理指标、水分利用效率和产量的影响,确定了不同降雨年型秸秆还田条件下夏玉米适宜的灌溉制度。研究结果表明:在一定灌溉定额内,灌水期不同对夏玉米农艺性状和产量影响显著,压茬灌和拔节灌有利于生长发育,拔节灌和抽雄灌是影响产量的重要灌水时期。秸秆还田方式可以显著提高产量和水分利用效率,并促进作物农艺性状生长。2013年降雨年型条件下最优的灌溉制度是压茬灌+拔节灌+抽雄灌3水组合,灌溉定额3 000m3/hm2;2014年的降雨年型条件下,适宜的灌溉制度是拔节灌+抽雄灌2水组合,灌溉定额1 800m3/hm2。研究成果为泾惠渠灌区合理配置水量和推广秸秆还田条件下夏玉米节水灌溉制度具有一定的指导意义。     

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。     

不同灌溉制度对制种玉米产量和阶段耗水量的影响

通过田间试验研究了相同灌水定额(900 m³/hm²)条件下,不同灌水次数(0,2,3,4次)对制种玉米生育期土壤水分分布特征、耗水规律以及产量影响.结果表明,不同灌溉制度主要影响作物拔节后0~100 cm土壤水分分布.相同灌溉定额条件下,灌水时间影响制种玉米的穗行数、行粒数产量特征值.各处理耗水强度均呈“低、高、低”的变化趋势,峰值主要出现在制种玉米抽雄期-灌浆期.制种玉米各生育阶段对缺水的敏感程度由大到小依次为灌浆期、拔节期、苗期、乳熟期、抽雄期.在西北干旱半干旱地区,制种玉米苗期-拔节期、拔节期-抽雄期、抽雄期-灌浆期进行3次灌水,灌水定额为900 m³/hm²,灌溉定额为2 700 m³/hm²的灌溉制度具有明显的经济产量效益和节水效益.     

调亏模式下灌水定额对夏玉米生长及产量的影响

为寻求合理的夏玉米调亏灌溉控制指标,通过防雨棚下测坑试验,对比分析不同灌水控制下限和灌水定额组合下夏玉米生长发育、耗水及产量形成的差异.结果表明:夏玉米生育前期的叶面积指数LAI值随灌水定额增大呈上升变化,重旱条件下其LAI和株高均较低,受轻旱后及时复水仍可保证正常株高;夏玉米的总耗水量和籽粒产量随干旱程度加剧呈下降趋势,灌水定额变化对二者影响明显,但无趋势性变化;灌水定额为75,90,105 mm处理的水分利用效率WUE普遍较高,同一灌水定额下中旱处理的WUE均高于轻旱处理.结合生产实际,以高产兼顾高水分生产率为目标,推荐拔节前60 mm、拔节后75 mm为节水高效的灌水定额,苗期45%田间持水量FC、拔节期50%~55%FC、抽雄期60%FC、灌浆期50%FC为合理灌溉控制下限标准.     

不同灌水方式下基于水面蒸发量的夏玉米灌溉试验研究

为了探索依据水面蒸发量确定灌溉定额的可行性,在防雨棚下测坑中进行了夏玉米灌溉试验。结果表明,从总耗水量看,畦灌略高于沟灌,而沟灌又略高于滴灌,但差别不是很大。畦灌条件下植株发育快,滴灌次之,沟灌最慢。畦灌和滴灌下产量均以中等灌溉定额处理最高,而沟灌下产量以最大灌溉定额处理最高。总体上,滴灌条件下水分利用效率高于其他2种灌溉方式。干旱条件下,畦灌下以E601蒸发皿蒸发量(PE)作为夏玉米灌溉定额,每次灌水60mm;滴灌下以2/3PE作为灌溉定额为宜,灌水定额为20mm。     

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。     

水分胁迫对夏玉米耗水规律及生长发育的影响

依据田间灌溉试验资料,研究了不同供水条件下夏玉米的耗水规律及对其生长发育和水分利用效率的影响.结果表明:轻度、中度、重度亏水处理的夏玉米,全生育期耗水量分别比对照减少了11.9%、15.4%、24.4%;对照日耗水量在拔节-抽雄期最大,而亏水处理在抽雄-灌浆期最大.当苗期和拔节期土壤相对含水率大于55%时,对夏玉米的生长发育及干物质的形成影响不大,且复水后产生了明显的补偿效应,最终在增产或减产幅度不大的情况下提高了水分利用效率.而当土壤相对含水率小于50%时,对其生长发育和干物质的形成造成不良影响,复水后补偿效应也不明显,产量和水分利用效率都有所下降.     

Effect of precipitation change on water balance and WUE of the winter wheat-summer maize rotation in the North China Plain

Limited precipitation restricts crop yield in the North China Plain, where high level of production depends largely on irrigation. Establishing the optimal irrigation scheduling according to the crop water requirement (CWR) and precipitation is the key factor to achieve rational water use. Precipitation data collected for about 40 years were employed to analyze the long-term trend, and weather data from 1984 to 2005 were used to estimate the CWR and irrigation water requirements (IWR). Field experiments were performed at the Luancheng Station from 1997 to 2005 to calculate the soil water consumption and water use efficiency (WUE). The results showed the CWR for winter wheat and summer maize were similar and about 430 mm, while the IWR ranged from 247 to 370 mm and 0 to 336 mm at the 25% and 75% precipitation exceedance probabilities for winter wheat and summer maize, respectively. The irrigation applied varied in the different rainfall years and the optimal irrigation amount was about 186, 161 and 99 mm for winter wheat and 134, 88 and 0 mm for summer maize in the dry, normal and wet seasons, respectively. However, as precipitation reduces over time especially during the maize growing periods, development of water-saving management practices for sustainable agriculture into the future is imperative.     

以土水势为灌溉指标的水稻节水灌溉研究

2002年5月～10月在河南省惠北试验站进行大田试验,以土水势为灌水下限控制指标,研究了不同水分胁迫条件下的中稻生物效应和水分生产率。结果表明:水分胁迫通过对不同生长阶段根、茎、叶等器官生长发育的影响和降低有效分蘖数而最终影响水稻产量。与传统灌溉相比,以土水势-30kPa为灌水下限控制指标,对产量无显著影响,且可以大大节约灌水量,提高水分生产率,是该地区中稻较为适宜的灌水制度。     

黑龙江省半干旱区玉米喷灌水肥耦合效应试验研究

干旱和土壤贫瘠是限制干旱半干旱地区农业发展的主要因素。因此,合理制定不同喷灌水量的玉米施肥方案,对玉米产量效应具有重要意义。在喷灌施肥条件下,采用311-A最优混合设计,开展春玉米水肥耦合大田试验。通过对试验数据的分析研究,发现影响玉米产量的主要因素依次是氮肥用量、灌水量和磷肥用量。各个因素交互作用对玉米产量的影响都表现为正效应,其效应顺序为:N×水P×NP×水。春玉米全生育期喷灌水肥耦合最佳组合为:磷肥134.4kg/hm~2、氮肥282.5kg/hm~2、灌水量1 061.0m~3/hm~2,产量为15 853kg/hm~2。     

咸淡水轮灌对土壤盐分和作物产量的影响研究

通过对100 cm深度土壤的盐分分布状况以及作物产量进行分析,结果表明,3 g/L的微咸水可以作为小麦和玉米的灌溉用水,但连续使用会导致土壤发生积盐,组合灌溉最好采用咸淡交替的方式;综合土壤的积盐状况和作物产量分析,淡淡咸的组合灌溉顺序为最优方案。     

优化水肥与滴头间距组合对日光温室黄瓜生长及产量的影响

为探究水肥耦合+滴头间距对宁夏旱区日光温室春夏茬黄瓜生长、产量、品质和水肥利用率的影响。通过3因素3水平正交试验,利用Logistic方程模拟黄瓜株高变化规律,分析了各时期生长特点;利用极差分析和方差分析,研究了水肥耦合+滴头间距影响主次顺序、显著性及变化趋势,同时结合模糊数学隶属函数法对产量和品质指标进行综合评价,筛选最优组合。结果表明:①不同处理下黄瓜株高“S”形生长过程可分为渐增期、速生期、缓增期3个阶段,可用Logistic方程拟合,且相关系数均高达0.97;②春夏茬日光温室黄瓜在采摘期前3个月产量稳定,分别占总产30.19%、29.22%、28.58%,后1个月急剧下降,占总产12%;③3因素影响产量的顺序为灌水量>施肥浓度>滴头间距,灌水量影响显著,施肥浓度和滴头间距影响不显著,产量最高处理为TR1,达144361 kg/hm²,比最低处理TR9高44.92%。采用模糊隶属函数进行综合评价,TR2表现最好,平均隶属函数值为0.70。确定因素最优水平组合为:灌水量3040.95 m³/hm²、施肥浓度200倍液(740.55 kg/hm²)、滴头间距20 cm,产量为141077.9 kg/hm²。     

咸水淡水轮灌模式及施肥量对玉米生长和土壤盐分的影响

试验设置6种不同的灌溉模式,分别为淡-淡-淡-淡、咸-淡-淡-淡、淡-淡-咸-淡、淡-咸-咸-淡、咸-淡-咸-淡和咸-咸-淡-淡,并以淡水灌溉作为对照(CK),咸水灌溉采用矿化度为3 g/L的微咸水,结合灌溉模式设置2个施肥水平,研究了不同咸淡轮灌模式及施肥量对玉米生长及土壤盐分累积的影响。结果表明,不同咸淡轮灌模式及施肥量对玉米生育指标和籽粒的品质指标影响显著,增加施肥量可促进玉米生长发育,提高产量;微咸水灌溉可提高玉米籽粒品质,但影响玉米生长发育、降低玉米产量,特别是灌溉2轮咸水的处理,株高和叶面积受到的影响较大,产量降低较明显;咸水灌溉次数越多、施肥量越大,土壤盐分累积程度越明显。因此,采用咸-淡-淡-淡的组合灌溉顺序配合560 kg/hm~2的施肥方式为该试验的最优方案。     

基于作物耗水特性的夹砂地膜下滴灌模式优选

在2个灌水水平下（I1：高水，I2：低水）以不同滴灌带间距（A1：1m，A2：0.5m）与覆膜方式（M1：全膜覆盖，M2：半膜覆盖）进行2a田间试验，结合作物产量、作物水分利用效率（WUE）以及产投比筛选适宜的膜下滴灌模式，并利用产量水分敏感系数（ky）确定最优的膜下滴灌模式。结果表明：在低频灌溉模式下，部分覆膜处理的蒸腾（ET）高于全覆膜处理，而产量和WUE低于全覆膜处理。尽管滴灌带间距对ET的影响不明显，然而在高水处理下，“一管单行”作物的产量与WUE高于“一管双行”。高频灌溉模式下，作物产量及WUE对灌溉量、覆膜方式、滴灌带间距的响应呈现耦合性。低频灌溉条件下，ky对灌溉量及滴灌带间距的响应均不显著，而部分覆盖处理WUE低，ky高，对水分胁迫的响应敏感。高频灌溉条件下，覆膜方式、灌溉量以及滴灌带间距均对ky 产生影响。高频灌溉条件下，ky能对经WUE筛选出的膜下滴灌处理进行进一步的优选。基于ky的结果，结合产量、水分利用效率与产投比，建议在高频灌溉条件下采取“全膜低水+一管双行”模式或“半膜高水+一管单行”模式，在低频灌溉条件下采取全膜高水模式。     

膜下滴灌不同灌水处理对玉米形态、耗水量及产量的影响

以大田玉米为试验材料,采用膜下滴灌,设置不同灌水处理方案,研究不同灌水处理对玉米植株形态、耗水量、产量和水分生产效率的影响。结果表明,膜下滴灌条件下土壤水分运移变化多在60 cm土层以上。玉米株高、茎节数与灌溉定额成正比例,灌溉定额高的处理(MDI-5)具有较高的株高、茎节数;各处理间叶片数差异不明显。膜下滴灌玉米全生...     

气候变化对区域农业灌溉用水影响分析

从气候变化对区域灌溉用水影响机理入手,利用区域经济发展、灌溉用水、种植结构等因素之间动态反馈关系,采用系统动力学建模方法,构建了气候变化背景下灌溉用水响应模型,分析了未来不同气候情景下宝鸡峡灌区灌溉用水的变化过程。结果表明,随着未来气温升高趋势的增加,灌溉用水亦呈明显升高趋势,不同情景稍有差异,但差别不大,而不同作物间差异较大。以B1情景为例,温度升高1℃,灌区内灌溉净需水量约增加12050×104m3,毛需水量约增加20080×104m3,灌区内小麦单位面积约增加需水量28m3/亩;玉米约增加8m3/亩,这可能与冬小麦和夏玉米生育期的变化有关,应进一步加强研究。