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。     

水氮耦合条件下冬小麦生长和氮素营养诊断

基于2年大田试验,对比研究了不同施氮量(N1:80 kg/hm2,N2:160 kg/hm2,N3:240 kg/hm2)和水分(W1:拔节期和抽穗期分别补灌30 mm,W0:不灌溉)处理对冬小麦地上部生物量累积、产量和水氮利用效率的影响。此外,构建了2种水分条件下的冬小麦临界氮浓度稀释曲线模型,并据此建立氮营养指数模型对冬小麦进行氮素营养诊断。结果表明,一定水分条件下,中氮处理的地上部生物量显著高于低氮处理,且与高氮处理差异不显著;一定施氮水平下,适当补充灌溉可提高冬小麦地上部生物量累积。2种水分处理的冬小麦地上部最大生物量与临界氮浓度间符合幂函数关系,拟合度均达到极显著水平,且在年际间具有较好的稳定性。综合氮营养指数和施氮量与产量的拟合曲线得出,W0和W1条件下,冬小麦获得最高产量时对应的施氮量分别为171和186 kg/hm2。2个冬小麦生长季,W1N2处理的平均水分利用效率分别较W0N2和W1N3处理提高10.57%和14.01%;平均氮肥利用效率分别较W0N2和W1N3处理提高10.97%和55.77%,是合理的灌水施肥处理。     

玉米栽培因子与水分利用效率模型研究初探

采用均匀试验设计和均匀设计极大值回归分析的方法,以先玉335为试验材料,研究了水肥等栽培因子对玉米水分利用效率的影响及其耦合效应。从多因素分析表明其影响顺序为:底钾(x5)>追氮(x6)>补水(x7)>密度(x2)>底氮(x3)>播期(x1)>追肥/补水生育期(x8)>底磷(x4)。在数学模型中,各栽培因子间耦合效应对玉米产量影响都达到了极显著水平,且在正效应中,底钾(x5)与追氮(x6)的耦合效应对玉米水分利用效率的影响最大。当播期为4月16日,密度为80959.6株/hm2,底施氮量为3.7 kg/hm2,底施磷量为1.2 kg/hm2,底施钾量为0.0056 kg/hm2,追施氮量为3.5 kg/hm2,补灌量为0.024 m3/hm2,在玉米6片展叶时追肥-补水,玉米水分利用效率达到理论最高值42.66 kg/(mm.hm2)。     

不同氮肥条件下补充灌溉对冬小麦生长、产量和WUE的影响

【目的】促进农业用水施肥增效,初步探索出适宜于陕西关中地区干旱年冬小麦高产的合理水肥区间。【方法】设置灌水次数和施氮量2个因素,灌水次数分别为全生育期不灌水(I0)、拔节期灌1次(I1)、抽穗期灌1次(I2)、拔节期和抽穗期各灌1次(I3),拔节期、抽穗期和成熟期各灌1次(I4),施氮量设置为75 kg/hm2(F1)、150 kg/hm2(F2)、300 kg/hm2(F3),研究了冬小麦生长指标、产量和水分利用效率。【结果】①随着灌水量的增加而增加,旱作雨养种植增加了作物对土壤储水量的吸收利用,在收获后腾出了相应的土壤水分库容。土壤水分的消耗量随施氮量的增加而略有增加。②在同一水分处理下,冬小麦地上部干物质量各生育期均呈高肥中肥低肥,增施氮肥能够显著增加地上部干物质量,同一氮肥水平处理下,各生育期的干物质量均随灌水量的增加而增加,且补灌拔节水对增加干物质量有着显著正效应。③灌水对产量有着极显著影响,对水分利用效率无显著性影响;施肥对产量无显著影响,与水分利用效率有着极显著的正相关关系。F1I0处理产量最低3728.00kg/hm2,F3I4处理产量最大5 905.90 kg/hm2,高出F1I0处理58.42%。F2I1处理WUE为1.88 kg/m3,产量为5 377.1kg/hm2,比F1I0处理WUE高出48.77%,比F1I0处理产量高出44.24%。【结论】在干旱年条件下,施氮量150 kg/hm2和在拔节期补灌1次(F2I1)为陕西关中地区较为适宜的高效水肥管理措施。     

不同氮肥增效剂和水氮用量对冬小麦产量的影响

为研究不同氮肥增效剂及水氮用量对冬小麦产量的影响，采用裂-裂区设计进行了田间试验。其中，主区设3个灌水水平（W1:30mm、W2:60mm和W3:90mm），副区设3个施氮水平（N1:75kg/hm2、N2:150kg/hm2和N3:225kg/hm2），每个主区下各设一个不施氮处理为对照（CK），副-副区为脲酶抑制剂（NBPT）和双效抑制剂（NBPT+DCD）两种氮肥增效剂处理，以传统施肥处理（CO）为对照。结果表明：灌水水平、施氮水平及氮肥增效剂类型均对冬小麦产量产生极显著影响（P<0.01）；随着灌水量/施氮量的增大，不同氮肥增效剂下冬小麦产量都呈现出先增加、后减小的趋势。NBPT和NBPT+DCD处理均在灌水量60mm、施氮量75kg/hm2时较CO的增产率达到最大，分别为20.23%和38.96%。回归分析和频率分析表明，NBPT处理在施氮量139~183kg/hm2、灌水量47~67mm的范围内，冬小麦可获得较高产量，在施氮量162kg/hm2、灌水量为48mm时，理论最高产量为7409kg/hm2；〖JP3〗NBPT+DCD处理在施氮量149~185kg/hm2、灌水量为50~65mm时，冬小麦可获得较高产量，在施氮量为158kg/hm2、灌水量51mm时，理论最高产量为8329kg/hm2；CO处理获得最高产量时的灌水量、施氮量区间分别为49~63mm、143~247kg/hm2，相应产量为5912~6443kg/hm2。综上，脲酶抑制剂和双效抑制剂均有明显的增产节肥效果，且以双效抑制剂效果更优。     

控制灌溉条件下水肥耦合对水稻产量及其构成因子的影响

运用最优饱和设计方法进行控制灌溉条件下的水肥耦合研究。结果表明,氮、磷、钾营养元素及灌水量对水稻产量及其构成因子的影响各不相同,四因素影响水稻产量的顺序由大到小依次为:施氮量、灌水量、施钾量、施磷量。水稻最高产量达18 918.55 kg/hm2时,相对应的施氮量206.63 kg/hm2,施钾量50.30 kg/hm2,施磷量35.85 kg/hm2,灌水量为饱和含水率的61.37%~79.78%。     

黑龙江省西部半干旱区玉米膜下滴灌水、氮、磷耦合效应分析

水分和养分是半干旱区粮食生产的两大重要因子。因此,研究膜下滴灌条件下水肥耦合效应对玉米产量的影响具有重大的生产指导意义。采用311-D最优饱和设计,在膜下滴灌条件下,开展了玉米产量效应的田间试验研究。通过对玉米产量进行二次回归拟合,建立了各因素的回归数学模型。结果分析表明,施氮量、施磷量、灌水量对玉米产量的影响均为正效应,其中施氮量为主要影响因素,灌水量和施磷量次之。各因素交互效应顺序:氮水磷水氮磷,其中氮磷、氮水交互表现为正效应,磷水交互表现为相互替代作用。从产量角度,通过频数分析对模型寻优,在实际大面积生产中要获得大于14 000kg/hm2的产量,在固定钾肥用量为250kg/hm2时,氮肥量范围290.73~315.81kg/hm2、磷肥量范围125.50~147.40kg/hm2、灌水量范围505.60~587.95m3/hm2。     

沙漠绿洲地区膜下滴灌棉花产量和氮素利用的水氮耦合效应

研究施肥量和灌水量对膜下滴灌模式棉花氮素利用效率(NUE)的水氮耦合效应的影响。试验设置1带4行、2带4行、2带6行3种滴灌模式,灌水量和施氮量采用二次通用旋转组合设计,进行大田小区膜下滴灌棉花试验。结果表明,1带4行灌水量对棉花产量的影响大于施氮量,2带4行和2带6行施氮量对棉花产量的影响大于灌水量。3种滴灌模式棉花产量与灌水量呈显著正相关。棉花产量与施肥量,1带4行呈显著的正相关,2带4行在施氮量为27.6~69.0 kg/hm2呈负相关,施氮量为69~94.2 kg/hm2呈正相关。2带6行施氮量为27.6~55.2 kg/hm2呈正相关,施氮量为55.2~94.2 kg/hm2呈负相关;灌水量和施肥量对棉花氮素利用效率的影响,3种模式均为施氮量大于灌水量。氮素利用效率与施氮量的关系,1带4行和2带4行在施氮量为27.6~82.2 kg/hm2呈负相关,施氮量为82.2~94.2 kg/hm2呈正相关,2带6行呈负相关。3种滴灌模式氮素利用效率与灌水量呈正相关;根据不同滴灌模式对水氮耦合效应,建立以棉花产量、NUE为目标的不同滴灌模式水氮管理策略。     

不同灌溉定额及施氮量对西瓜产量及水分利用效率的影响

针对宁夏干旱地区水资源贫乏,作物产量低的问题,采用膜下滴灌灌水和施肥的方式种植西瓜,研究不同灌溉定额及施氮量对西瓜生长、产量和水分利用效率的影响。试验结果表明:灌溉定额900 m3/hm2、施氮量225 kg/hm2的处理条件下茎粗最大为7.45 mm、产量最大为43.80t/hm2、水分利用效率为24.01 kg/m3;灌溉定额900 m3/hm2、施氮量300 kg/hm2的处理条件下株高最大为254.7 cm。综合考虑茎粗、株高、产量、水分利用效率和经济效益等多种因素,最优处理为T5(灌溉定额900 m3/hm2、施氮量225 kg/hm2),该处理最高产量可达43.80t/hm2,取得的经济效益最大。该研究结果能够为宁夏干旱地区节水种植西瓜提供理论依据和技术指导。     

水氮互作对冬小麦水肥利用效率与经济效益的影响

为探索冬小麦最佳的水肥管理制度,采用田间试验方法,在低水I1(60%ET_c,300.0 mm)、中水I2(75%ET_c,370.0 mm)、高水I3 (ET_c,495.0 mm) 3种灌溉下,设置低氮N1(180.0 kg/hm²)、中氮N2(255.0 kg/hm²)、高氮N3(330.0 kg/hm²) 3种施氮水平,测定不同生育期小麦土壤含水率、地上干物质累积量与最终产量指标,并计算农田耗水量、水分利用效率、氮肥偏生产力、经济效益等指标,分析水肥耦合对各指标的影响。结果表明,灌溉量对农田耗水量影响显著,农田耗水量随灌溉定额的增加而增加;适当的水肥配比可获得较高的地上干物质累积量、产量和经济效益,过量的水肥投入并不会使产量和经济效益持续增加;产量、水分利用效率、氮肥偏生产力、经济效益与灌溉量、施氮量的相关性显著,建立了各指标与灌溉量、施氮量的二次回归方程,计算得到各指标最大值对应的水氮量分别为410.0 mm、260.0 kg/hm²,370.0 mm、260.0 kg/hm²,410.0 mm、180.0 kg/hm²,400.0 mm、250.0 kg/hm²;通过回归与空间分析得出,灌溉量为359.8~428.9 mm (72.6%ET_c~87.5%ET_c)、氮肥量为225.4~280.9 kg/hm²时,冬小麦产量、水分利用效率和经济效益可同时达到最大值的95%以上。本研究可为研究区及其他环境相似地区的水肥制度优化与管理提供参考。     

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。     

肥沙混施对盐碱地冬小麦耗水特性与生长的影响

为解析春限一水条件下盐碱地改良措施对小麦耗水和产量调控作用,于2015—2018年连续3个冬小麦生长季,设置耕层掺黄河泥沙(SS)、配施生物有机肥(FF)和掺黄河泥沙配施生物有机肥(SF) 3个处理,以不作处理为对照(CK),研究不同处理下农田土壤水分变化和冬小麦干物质积累规律。结果表明:连续3年产量水平为3 317. 77～5 449. 52 kg/hm~2,各处理间以SF处理的籽粒产量最高,该处理与CK相比,籽粒产量提高35%～51%;总耗水量变幅为352. 85～394. 89 mm,不同处理间总耗水量均以CK最低,以SF处理最高(361. 81～394. 89 mm);农田水分利用效率变幅为9. 01～13. 96 kg/(hm~2·mm),以SF处理最高(12. 02～13. 96 kg/(hm~2·mm)),比CK高33%～48%,其次为FF处理和SS处理,分别比CK高9%～32%、9%～18%。SS或FF处理可增加冬小麦拔节前0～200 cm土层贮水量,增大拔节至成熟阶段的耗水量及其占总耗水量的比例,促进冬小麦对土壤贮水和深层土壤水分的利用,最终提高冬小麦的生物量和籽粒产量。冬小麦籽粒产量与干物质积累量、总穗粒数呈显著正相关;水分利用效率与冬小麦耗水量、产量呈二次曲线关系。在本研究条件下,随着籽粒产量提高,水分利用效率快速增加;而随耗水量增加,各处理间水分利用效率增减表现不同。综合考虑产量、收获指数和水分利用效率,确定掺黄河泥沙配施生物有机肥处理(SF)是本研究条件下的最佳处理。     

覆盖种植方式和施氮对甘肃庆阳冬小麦产量和水分利用的影响

通过连续2 a田间试验,研究了覆盖种植方式和施氮对庆阳地区冬小麦土壤水分动态变化和产量及水分生产效率的影响。结果表明,不同栽培模式下各土层含水率在不同生育期变化趋势基本一致。垄沟、覆膜和覆草在小麦生育前期具有很好的保墒集水作用,水分主要集中在0~60 cm土层,并且在小麦生育前期效果显著。2 a间不同种植模式对小麦产量的影响不同,2 a中覆膜种植冬小麦籽粒产量均最高,而不同年度间覆草、垄沟种植模式表现出不同效果;与常规模式相比,2009年覆草和垄沟种植模式均减产,其中覆草模式减产幅度最大,较常规栽培减产10.4%;而2010年这几种种植模式的冬小麦籽粒产量较常规模式均有所增加,增产幅度平均在4.5%~6.9%之间。合理的氮肥施用量能显著提高水分生产效率,施氮120和240 kg/hm~2的水分生产效率分别比不施氮肥高1.1和2.0 kg/(hm~2·mm)。不同种植模式的水分利用效率差异显著,覆膜处理和垄沟处理具有较高的水分生产效率。     

PAL肥料缓释剂对陇东黄土旱塬冬小麦水氮效率的影响

为研究PAL肥料缓释剂对冬小麦产量、水分利用效率（WUE）及氮肥利用效率（NUE）的影响,于2008—2010年度在陇东黄土旱塬进行了冬小麦田间试验。结果表明,在施氮量相同的情况下,较高PAL肥料缓释剂用量增产效果显著,在施氮量0～105kg/hm^2、施PAL肥料缓释剂90～150kg/hm^2范围内,随施氮量和PA...     

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。     

地下水埋深和施氮量对冬小麦灌浆及水氮利用影响

探讨地下水埋深和施氮量对华北地区冬小麦灌浆特性和水氮利用效率影响,以百农4199为试验材料,设置地下水埋深(GW2:2 m,GW3:3 m,GW4:4 m)和施氮量(N300:纯氮量300 kg/hm²,N240:纯氮量240 kg/hm²)2个因素,评估地下水埋深和施氮量对冬小麦灌浆特性、产量形成及水氮利用效率等影响.结果表明:小麦千粒质量与快速增长期时间拐点、平均灌浆速率、灌浆持续时间显著正相关;路径分析表明,地下水埋深主要是通过影响小麦单株籽粒质量、穗数、穗粒数来影响产量的,地下水埋深对产量影响的直接标准化路径系数为0.334(P<0.05),施氮量主要是通过影响单株籽粒质量和穗数来间接影响产量;地下水埋深相同时,N240施氮水平氮肥偏生产力NPP和水分利用效率WUE均显著高于N300施氮水平.故建议地下水埋深大于2 m地区小麦高产和农业绿色可持续发展的施氮量为240 kg/hm².     

海河流域冬小麦水分生产率特征分析

以海河流域为研究对象,以农田总供水水分生产率(WUEa)和灌溉水分生产率(WUEi)为评价指标,运用对流域内典型灌区的调查资料,计算了海河流域主要作物冬小麦的用水效率并进行特征分析,得到了其水分生产率的分布和变化规律。结果表明,WUEa在田间尺度上均值为1.50 kg/m3、灌区尺度上均值为0.97kg/m3,WUE在...     

水氮耦合对山西旱地冬小麦籽粒产量和氮吸收影响研究

2009和2010年分别对山西省襄汾县旱地冬小麦150和96个样本水氮田间耦合效果进行了调查研究。结果表明,该地区农户冬小麦产量处于偏低水平,增产潜力较大。不同产量等级的氮肥投入量相差不大,2009、2010年平均为123.2、136.2 kg/hm2,属于偏低水平,但随着平均产量、氮吸收量、利用率的增加,平均灌溉次数增加。当灌溉次数从0增加到4次时,对应的平均产量、氮肥吸收量和利用率与灌溉次数呈正相关。故适当增施氮肥和以水促氮是提高冬小麦产量、氮吸收量和吸收率的重要途径。     

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。     

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...