杨凌地区冬小麦-夏玉米水分供需适配性分析

采用1984—2015年气象观测站逐日气温、降水等资料,计算冬小麦-夏玉米各生育期阶段的需水量和有效降水,采用趋势分析及数理统计方法分析近32 a陕西杨凌示范区冬小麦和夏玉米生育期的降水特征,并结合作物需水特征分析其水分供需的适配性。结果表明:冬小麦和夏玉米生育期的有效降水都表现出不稳定性,除个别年份外,大多年份降水不能满足作物的需水要求。冬小麦播种~返青阶段有效降水量仅为18.9 mm,需水量在126.5 mm左右;返青~拔节阶段有效降水13.5 mm,且变异系数达130%,而需水量为81.2 mm;拔节~孕穗阶段有效降水为37.6 mm,但小麦在此阶段需水量达206.6 mm;根据小麦生理需水规律,一般年份在冬前灌水45~50 mm,拔节期灌水50 mm左右,孕穗期视情况而定。夏玉米播种~出苗阶段有效降水变异系数最大,其次是拔节~抽雄阶段,各生育阶段有效降水均表现出不稳定性。出苗~抽雄阶段平均有效降水量为126.8 mm,此阶段玉米需水量为157.2 mm;玉米抽雄~灌浆阶段平均有效降水73.9 mm,而需水量为166.6 mm;根据玉米生理需水规律,一般年份可在夏玉米大喇叭口期灌水50 mm左右,抽雄灌浆期灌水60 mm。     

基于CROPWAT模型的拉萨地区燕麦优化灌溉制度研究

针对西藏高海拔地区灌溉人工草地发展面临牧草灌溉基础理论研究薄弱的现实,以拉萨市为研究区,依托田间试验和CROPWAT模型模拟预测,对燕麦需水量、耗水量、优化灌溉制度等进行研究。结果表明,拉萨地区燕麦全生育期需水量为570 mm,不同水分条件下耗水量在464~570 mm之间,分蘖、拔节初期为燕麦灌水关键期。通过CROPWAT模型模拟,确定当地燕麦灌水2~4次较适宜。最优非充分灌溉制度的灌水时间为播种前、分蘖期和拔节初期,净灌水量分别为37、43、30 mm。     

调亏灌溉对冬小麦光合特性及水分利用效率的影响

在干旱棚内排除自然降雨条件下,研究了不同调亏灌溉对冬小麦水分利用效率及生理指标影响。结果表明：冬小麦产量随灌水量与灌水次数增加而增加;灌水量相同,拔节水的产量较孕穗水高,且水分利用效率最高。灌水量的增加与时间后移,廷缓了花后叶面积指数的减少,整个灌浆时期,各处理叶面积指数的大小顺序是：拔节水60mm＋孕穗水60ram＋开花10d灌水45mm〉拔节水60mm＋孕穗水60mm〉孕穗水60mm〉拔节水60mm〉不灌水（CK）;并且提高了旗叶荧光参数Fv／Fo、Fv／Fm的值和叶绿素含量,减少了丙二醛的含量。     

河套灌区玉米膜下滴灌灌溉制度研究

为研究河套灌区膜下滴灌条件下玉米高产、节水、高效的灌溉制度,通过两年的田间试验,分析了膜下滴灌条件下玉米的耗水量规律,用Jensen模型建立了玉米的水分生产函数,并对玉米的灌溉制度进行了优化。结果表明:膜下滴灌条件下玉米在苗期对水分的敏感性较弱,此时期缺水对产量的影响较小;在拔节—抽雄、抽雄—花期和花期—灌浆期对水分的敏感性较强,此时期亏水将会减产。对玉米膜下滴灌灌溉制度优化得出:灌溉定额为275~325 mm,玉米的产量较高;对灌水量的分配为苗期—拔节灌水量为20~40 mm,拔节—抽穗的灌水量为40~60 mm,抽雄—开花的灌水量为115 mm,开花—灌浆的灌水量为80 mm,灌浆—乳熟的灌水量为20~40 mm,较本地常规地面灌每公顷节水2 546.25~3 296.25 mm,节水效果十分显著。     

不同灌水处理对强筋小麦新麦19产量及品质的影响

在大田条件下研究了不同灌水处理对强筋小麦新麦19产量、干物质转运、水分利用效率、籽粒全氮含量和面团粉质拉伸参数的影响。试验于2009-2010年度,在新乡市农业科学院辉县试验基地一号地和辉县市孟庄镇高村同时进行。试验采用随机区组试验设计,三次重复。试验设5个处理：底墒水＋拔节水＋开花水,底墒水＋拔节水,底墒水＋越冬水＋孕穗水,越冬水＋孕穗水,越冬水＋起身水＋开花水＋灌浆水（对照）。结果表明：灌水处理对新麦19的产量、干物质转运、水分利用效率及籽粒品质性状有显著的影响,两地结果基本一致。“底墒水＋拔节水＋开花水”处理的产量最高,两地平均比对照增产5％,花后干物质积累量和转运率、水分利用率、降水利用效率、灌水利用率和品质性状均高于对照。“底墒水＋拔节水”处理的水分利用率最高,比对照高出6％以上。小麦全生育期灌两水以上时,随灌水量的增加籽粒品质将变劣;花后灌一水与花后不灌水处理的籽粒品质性状差异较小,二者均优于花后灌两水的处理。综合籽粒产量、品质、水分利用率多方面因素,在河南北部地区强筋小麦生产中适宜采用“底墒水＋拔节水＋开花水”的水分管理模式。     

基于Jensen模型的压砂地西瓜灌溉制度优化研究

针对压砂地西瓜水资源高效利用和合理灌溉制度问题,于2008年和2009年采用试坑对比试验方法进行了研究,利用水分生产函数Jensen模型分析了压砂地西瓜耗水规律及需水关键期,并用Jensen模型对压砂地西瓜灌溉制度进行了优化,结果表明:(1)压砂地西瓜全生育期耗水量为79.6~409.9 mm;(2)西瓜需水关键生育阶段顺序为"苗期开花坐果期膨大初期膨大中期伸蔓期膨大后期";(3)压砂地西瓜各生育阶段的水分敏感系数λ_1=0.6171,λ_2=0.2707,λ_3=0.0355,λ_4=0.1097,λ_5=0.1390,λ_6=0.1106;(4)通过灌溉制度优化发现:供水量范围为80~240 mm时增产效果最明显,供水量达到320 mm时,压砂地西瓜可获得高产。最优灌溉制度为:苗期灌水20~30 mm,伸蔓期灌水50~55 mm,开花坐果期灌水40~45 mm,膨大初期灌水70 mm,膨大中期灌水60~70mm,膨大末期灌水60~65 mm。     

膜下滴灌条件下棉花年际需水量变化试验分析

为探索新疆准噶尔盆地南缘区膜下滴灌棉花年际需水量、水分生产率、作物系数、生长动态等变化,连续3年开展了灌溉试验,研究棉花耗水规律及气象因素对耗水规律的影响。结果表明:棉花生育期总耗水量随灌水量增加而增大,各处理(处理T1、T2、T3、T4分别为300、375、450、525 m~3·hm~(-2))耗水量差异显著,耗水量在343~625 mm之间;不同年份气象要素中气温对棉花生育阶段需水量影响最大;棉花皮棉产量与全生育期灌水量呈二次抛物线关系,水分生产率随灌水量的增加而降低,其值范围0.65~0.34 kg·m~(-3);不同时期棉花作物系数大小表现为:开花~吐絮现蕾~开花吐絮~收花出苗~现蕾播种~出苗,全生育期作物系数呈现单峰值变化,峰值出现在开花~吐絮期;生育期内棉花株高、叶面积指数和叶绿素均呈先增后减,最后保持平稳的趋势。不同处理棉花株高和叶面积指数与灌水量呈正比关系,随灌水量增大而增加,全生育期内株高和叶面积指数峰值出现在花铃期,叶绿素峰值出现在蕾期。     

基于控墒补灌的春小麦滴灌制度研究

为优化北疆绿洲区滴灌春小麦的灌溉制度,采用控墒补灌法研究了不同灌水量对滴灌春小麦光合特征、干物质分配及水分利用效率的影响。结果表明,拔节～开花期小麦株高、干物质积累量和叶面积指数均随着灌水量的增加显著（P＜0．05）升高。小麦旗叶各时期净光合（Pn）、气孔导度（Gs）和蒸腾速率（Tr）增加显著（P＜0．05）升高,而胞间CO2浓度（ Ci ）变化趋势相反;过量灌溉T5各时期 Gs均有所降低,Pn和Tr成熟期下降显著（ P＜0．05）;亏缺灌溉（T1） Pn峰值提前至孕穗期,各时期WUE均最低、LS最高。干物质向籽粒的分配、花前同化物转运率和对籽粒的贡献率随墒度随灌水量增加显著（ P＜0．05）降低。二次曲线拟合表明,灌水量为371 mm时可取得7450 kg·hm－2的高产,灌溉频率约每7 d灌1次是本地区春小麦的最佳灌溉方案。     

基于DSSAT模型的京津冀地区主要农作物用水分析

以京津冀为研究区，将GIS（Geographic Information System）技术与DSSAT（Decision Support for Agrotechnology Transfer）模型相结合，对2016—2017年冬小麦和夏玉米的生长需水情况进行模拟，并分析了雨养条件及灌溉条件对冬小麦和夏玉米生物量的影响。结果表明：京津冀地区冬小麦的需水量在323.72~419.58 mm之间，夏玉米的需水量在333.47~438.51 mm之间；2种作物需水量较多的地区主要集中在种植区的东南部及北部，需水量相对较少的地区主要分布在种植区的西部。冬小麦从播种开始的第160天左右，耗水量显著增加，夏玉米对水分需求一直增加，30 d前后，夏玉米地上生物量显著增加，因此，在冬小麦播种的前160 d、夏玉米播种的前30 d内应适度灌溉，避免过度灌溉造成水资源浪费。     

气象行业标准《小麦干旱灾害等级》在莒县实际生产中的订正应用

为探索定量评估干旱灾害对旱区冬小麦造成损失的方法，以山东省莒县为例，利用1981—2010年莒县三十年气候整编资料以及历年冬小麦生长发育期、土壤水分观测资料，运用FAO PM公式，对气象行业标准《小麦干旱灾害等级》中冬小麦不同生长发育阶段的可能蒸散量、需水量、水分亏缺率进行求算，对小麦不同生育阶段作物系数表（K_c）中后期阶段的发育期、K_c的界定取值以及有关计算公式等进行订正应用研究。结果表明：小麦生育期间各生育阶段总可能蒸散量518.741 mm、不同作物系数小麦总需水量466.393 mm，平均作物系数总需水量440.93 mm，进而求算的阶段水分亏缺率符合实际，效果良好，用水分亏缺率作为评估干旱对冬小麦造成损失的方法可取，可以满足依据水分亏缺率对小麦产量的预报评估需要，可为基层和各级科研人员掌握和了解小麦干旱灾害评估方法提供切实可行的参照依据。     

不同生育时期非充分灌溉对间作作物产量构成因子及收获指数的影响

针对内蒙古河套灌区干旱缺水的实际情况,以春小麦间作玉米、春小麦间作向日葵复合群体为研究对象,以不同生育期的非充分灌溉为试验处理,进行间作模式下的非充分灌溉试验。结果表明:间作下小麦分蘖期每多灌溉15 mm有效分蘖数提高5.4%~15.07%,而乳熟期随着水分胁迫加剧间作模式下的小麦穗粒数、千粒重、产量均呈现出先升高后降低的规律。对于间作下的玉米产量构成,适当减少小麦分蘖与拔节期的灌水量,相应增加小麦乳熟与玉米灌浆吐丝期的灌水量,有利于大幅提高缺水地区间作模式下的玉米产量,且随着灌水总量的升高,穗粒数以1.27~2.47粒·mm~(-1)的速度递增,产量以62.24,94.93,29.73 kg·hm~(-2)·mm~(-1)的"S"型曲线逐渐升高。而对于间作下的向日葵产量构成,其主要受小麦乳熟期与向日葵现蕾期水分处理的影响,且随灌水总量的提高间作向日葵的单株粒数呈先升后降的规律,而百粒重和产量则呈"N"型和"M"型规律变化。对于不同水分处理下各间作作物对水分的敏感指数表现为小麦的敏感指数最高,玉米次之,向日葵最低。不同水分处理对各间作作物收获指数的影响表现为间作模式下的小麦受水分胁迫后其收获指数普遍提高,间作模式下玉米的收获指数随灌水总量上升而逐渐上升,而间作模式下受水分胁迫处理的向日葵收获指数反而下降。     

喷灌与地面灌溉冬小麦干物质积累、分配和运转的比较研究

以中优9507为材料,采用大田试验的方法,研究了喷灌和地面灌溉条件下冬小麦干物质积累、分配和运转状况。试验结果表明:与对照地面灌溉相比,在冬小麦生长的中前期(分蘖期～拔节期),喷灌条件下冬小麦地上部干物质总量较小,但是在冬小麦生长的中后期(抽穗期～成熟期),喷灌有利于植株对干物质的积累,其干物质总量明显高于地面灌溉条件下;在抽穗前,喷灌和地面灌溉条件下各器官干物质的分配率差异不显著,在抽穗后的灌浆期,喷灌条件下叶片、籽粒中的干物质分配率提高,其茎鞘的干物质分配率则降低;喷灌条件下叶片、颖壳、茎鞘贮藏物质的转化率均低于地面灌溉,其抽穗后生产的干物质对籽粒的贡献率较地面灌溉显著提高;喷灌条件下冬小麦的结实率、千粒重、产量分别较地面灌溉提高了5.9%1、.23 g、491.4 kg/hm2,差异在处理间均显著;喷灌条件下冬小麦的耗水量小于地面灌溉,水分利用效率高于地面灌溉。     

不同灌溉制度下的冬小麦品种比较研究

在充足底墒前提下 ,进行了三种灌溉制度下的品种比较试验 ,三种灌溉制度为播后不灌水、春季灌孕穗水、和春季灌孕穗与开花二水 ,供试品种共 2 5个 ,试验主要结果为 :1 )晚播条件下 ,品种的分蘖成穗能力相差仍然明显 ;2 )供试品种的籽粒产量与经济系数间没有必然联系 ;3)不同品种对各次灌水的反应有较大差别 ;4)品种间总耗水量相差不大 ,耗水的时空分布差别大。     

测墒补灌对新麦26产量、品质及耗水特性的影响

于2015—2016年选用优质小麦品种新麦26进行大田试验,在拔节期和开花期分别设置目标相对含水量为田间持水量的70%、75%、80%进行补灌。通过3个测墒补灌处理W70、W75、W80和一个传统灌溉Wck,用全生育期补灌水(W0)为对照,研究不同生育时期和不同目标含水量的测墒补灌对冬小麦产量、耗水特性、品质等的影响。结果得出:冬小麦在拔节期和开花期补充灌水量为WckW80W75W70;四个灌水处理下冬小麦对土壤水的消耗量主要分布在0～80 cm土层且测墒补灌处理增加了对土壤水的消耗比例。三个测墒补灌处理下的冬小麦湿面筋含量显著高于Wck。水分利用效率为W75W70W80WckW0,W70、W75、W8处理之间差异不显著。W75处理下籽粒产量显著高于W70。综合考虑不同处理的灌水量、籽粒产量和水分利用效率等指标,可得在本试验条件下在冬小麦的需水关键期(拔节期、开花期)将土壤墒情保持在田间持水量的75%为较佳灌水处理,冬小麦高产节水成效显著。     

旱农区不同种植模式作物最佳补灌时期和适宜补灌量研究

The effect of supplementary irrigation with catchment rainfall on crop yield increment and its water use efficiency was studied on upland field with different cropping patterns to make full use of the natural rainfall. The results showed that the crop yield and water use efficiency was increased significantly after 45 mm～90 mm supplementary irrigation, as compared with no irrigation. The optimum total amounts of supplementary irrigation for all three cropping patterns were 90 mm. The optimum amounts and periods of irrigation for mono-cultured wheat were 8mm before sowing and 82　mm at its boot stage, those for film-covered mono-cultured were 90mm at its big horn stage, and those for multipled cropping wheat and film-covered corn were 4mm before wheat sowing and 19　mm both at jointing and boot stages, and 24　mm both at jointing and big horn stages of corn. The results were suitable for northern upland fields.     

充足底墒播后不灌水时肥料和播期组合对小麦生长和耗水的影响

在充足底墒播后不灌水条件下,进行了适当晚播(10月15日播)与超晚播条件下的小麦肥料试验。主要结果为:(1)播后不灌水条件下超晚播减产严重,主要是单位面积总粒数下降太多,通过适当提高穗密度难以补偿;(2)高施磷条件下(施磷二铵450kg/hm2),随施氮量的增加,开花前的耗水量没有增加,而灌浆期的耗水量则随氮肥用量增加而增加;(3)控制花前无效生长,降低花前耗水,优化开花后的群体结构,提高灌浆期的灌浆强度是降低总耗水、提高水分利用效率的基本途径。     

冬小麦冠层温度及其生物学性状对施氮量的反映

在大田试验下研究了0 kg/hm2(N0)、120 kg/hm2(N120)、240 kg/hm2(N240)、360 kg/hm2(N360)四个氮肥处理对冷型小麦陕229、暖型小麦NR9405、不稳定型小麦小偃22三个品种拔节至成熟期间的冠层温度、产量及其构成因素、灌浆结实期蒸腾速率的影响及关系。结果表明:各个生育期N0冠层温度皆高于氮肥处理,随着生育期后延差异有上升趋势,在灌浆结实后期达最大。拔节期各施氮量间差异不显著;孕穗-开花期总体表现为N240处理冠层温度最低,N120和N360差异不显著;灌浆结实前期为:N360N120N240,差异在0.1~0.6℃之间,中、后期总体为N120N240N360,差异在0.1~1.5℃之间。三品种间差异也在灌浆结实后期达最大,但小麦冷暖型不随着施氮肥的增加而发生根本变化。灌浆结实各个时期蒸腾速率与冠层温度呈极显著负相关;拔节至灌浆结实期的冠层温度同理论产量皆呈极显著负相关,在灌浆结实后期相关性达最大;产量构成因素中,穗粒数、成穗数与各个时期的冠层温度均呈显著负相关,分别在拔节期和灌浆结实后期相关性达最大,千粒重与拔节期冠层温度呈极显著正相关,与孕穗期和开花期冠层温度呈显著正相关。灌浆结实中后期的冠层温度在评价小麦产量上具有较高的可靠性,可作为指导田间施氮肥的一个指标应用。     

不同时期灌水对冬小麦干热风的防御效应

灾前灌水是防御灾害发生的有效措施,为掌握灌水的关键发育期及适宜灌水量，在防雨棚和自然大田进行冬小麦抽穗期、开花期、灌浆初期灌水试验。结果表明：在开花期，灌水100、150 mm自然大田干热风穗的发生率比遮雨棚降低31.77%、32.85%，而穗粒重自然大田比防雨棚提高12.25%、5.45%；无论开花期还是抽穗~灌浆初期，灌水处理的千粒重均比对照大，防雨棚中随灌水时间推后千粒重逐渐增大，而自然大田以开花期灌水千粒重最大，为47.664 g。灌水100、150 mm处理，灌水效率自然大田均比防雨棚高，且均以开花期灌水效率最高，为4.110 g·m^-2·mm^-1,防雨棚灌水150 mm比灌水100 mm高约0.2 g·m^-2·mm^-1，而自然大田受自然降水补给调节土壤水分，灌水150 mm比灌水100 mm低0.565~1.301 g·m^-2·mm^-1。灌水对干热风防御效应效果自然大田较防雨棚更为显著，且以开花期灌水效应最为显著。     

不同灌水处理对冬小麦冠层结构及光合特性的影响

通过对冬小麦不同生育时期进行灌水处理,研究了灌水处理对冬小麦冠层结构、光合特性及产量的影响.结果表明,两水处理(越冬期和拔节期)的冬小麦叶绿素含量和叶面积指数,在全生育期内始终保持较高水平,且分别在开花期和灌浆初期呈现倒"V"型.灌水处理对透光率的影响与叶面积指数的变化趋势相反;两水处理(越冬期和拔节期)的冬小麦旗叶净光合速率、气孔导度和蒸腾速率与一水处理(越冬期或者拔节期)相比显著提高,胞间CO_2浓度则降低.P12、138和米808三个品种产量均是两水处理(越冬期和拔节期)最高,分别达到5 045、5 516、5 479 kg/hm~2.     

土壤干旱对冬小麦生理特性和干物质积累的影响

试验用盆栽和防雨池栽２种方法研究了不同土壤水分对小麦生长发育和产量的影响。结果表明,小麦生育中后期随着土壤干旱程度的加剧和干旱时间的延长,小麦叶片的光合强度、冠层蒸腾强度降低,生长明显受到抑制,导致籽粒产量减少。起身期改善土壤水分状况,显著地增加植株和各器官的干物质含量,延缓了绿叶干重的急剧降低。穗脖长（穗基部与旗叶鞘顶部之间的距离）、穗粒数,绿叶干重、植株生长速率对土壤水分反应较敏感,可作为小麦