不同覆盖物对芸豆保墒效果及效益的影响研究

芸豆种植中，覆膜不仅能增温保墒、还能增产增效，为探索不同覆盖物对芸豆生长保墒效果的影响。本研究以冀张芸2号红芸豆为材料，采用不覆膜、黑膜、白膜、全生物降解渗水地膜、黑膜膜下滴灌等5种不同覆盖物为处理，研究芸豆生产中的保墒效果。结果表明，芸豆全生育期降水量194.8 mm,耗水量在254.9～318.8 mm之间。渗水膜耗水量最低，为254.9 mm;膜下滴灌耗水量最高，为318.8 mm。黑膜与白膜处理的耗水量分别为263.0 mm与269.7 mm;不覆膜处理耗水量299.9 mm。芸豆收益以膜下滴灌最高，为11 559.8元/hm²,不覆膜收益最低，为6 996.0元/hm²。白膜水分利用效率最高，为7.59 kg/(hm²·mm);不覆膜水分利用率最低，为5.99 kg/(hm²·mm)。     

气候变化对华北平原主要农作物生长影响研究——以冬小麦、夏玉米为例

为了探讨未来气候变化对华北平原区农业生产的可能影响,收集了中国科学院栾城试验站15年的田间试验资料,下载了Had CM3气候模式A2、B2情景下2050s以及2080s气象资料,将降尺度后的气象资料输入DSSAT模型,模拟了未来冬小麦、夏玉米生育期、耗水量和产量的变化。结果表明:在未来气候情景下,栾城日均温将明显升高,冬小麦、夏玉米的生育期均将缩短,耗水量总体上均减少,冬小麦产量增加,夏玉米产量下降;将现有的中熟玉米品种调整为晚熟品种后,在未来气候情景下,冬小麦的生育期将缩短,耗水量将减少,产量将明显增加,而夏玉米的生育期将延长,耗水量将增加,产量将与现在相差不大。因此,调整作物品种是华北平原未来农业适应气候变化的重要途径。     

根系分隔和供水水平对玉米间作豌豆产量和耗水特征的影响

在河西绿洲灌区研究玉米/豌豆间作两种作物间根系分隔和供水水平对作物产量、耗水量和水分利用效率的影响。结果表明：与单作相比，玉米/豌豆间作具有提高土地利用效率的作用。隔根影响间作土地利用效率和产量提高，根系不分隔间作生物产量比塑料布分隔、尼龙网分隔分别高23.2%~27.5%、10.3%～12.0%，根系不分隔间作经济产量比塑料布分隔、尼龙网分隔分别高10.1%~15.9%、5.6%~10.1%。根系不分隔耗水量较尼龙网分隔、塑料布分隔分别高1.7%~5.2%、2.7%~5.8%，根系分隔对耗水量的效应不显著。高灌水水平下耗水量较低灌水水平高7.3%~16.8%，差异达到显著水平；高、中灌水水平耗水量差异不显著。根系未分隔较尼龙网分隔、塑料布分隔作物WUE分别提高3.9%~6.1%、14.6%~15.1%；中灌水平WUE较高、低灌水平分别提高4.6%~5.1%、16.9%~19.6%，差异达到显著水平。因此，在实际生产中可以用低于地方10%灌水水平（中灌水水平）代替地方习惯灌水水平（髙灌水水平）来节省农业用水，提高水分利用效率。     

根间作用对玉米间作豌豆耗水特征的影响

通过大田试验,在高、中、低供水水平和根系部分分隔(尼龙网隔根)、完全分隔(塑料布隔根)、不分隔条件下,探讨玉米间作豌豆的产量和水分利用特征,以期为通过调控根间作用提高间作水分利用效率(WUE)提供依据。结果表明,9个间作处理的LER处于1.13~1.42,即间作较单作具有明显的产量优势。两种作物地上互作对间作产量的贡献率为15.7%~17.2%,根系空间生态位重叠对产量的贡献率占0.9%~3.4%,地下互作对间作增产的贡献率为82.6%~86.1%,供水水平相对较高时利于间作优势的发挥。玉米间作豌豆耗水量较相应单作高24.8%~28.8%。供水水平较低且存在作物生长带间水分迁移时,根系空间生态位重叠有利于降低群体耗水量。间作WUE较单作平均高27.5%~38.3%,高供水间作处理的WUE高于中、低灌水处理。无论是完全隔根还是部分隔根,间作WUE较未隔根处理显著下降,且尼龙网隔根间作的WUE最低。间作作物地下水分的带间迁移、根系空间生态位的适度重叠是提高作物WUE的重要途径。     

不同产量水平下冬小麦水肥利用特性研究

根据黄淮海地区冬小麦多年不同产量需肥特征进行配方施肥,来模拟冬小麦不同产量水平,进而研究不同产量下冬小麦生长发育及水肥利用等特性,为田间水肥管理和高效用水及合理施肥提供理论依据。本试验于2018—2019年在中国农业科学院新乡综合试验基地进行,试验设置4个产量水平,分别为7.50 t/hm²(C₀),8.25 t/hm²(C₅),9.00 t/hm²(C₁₀),9.75 t/hm²(C₁₅),以不施肥为对照处理(CK)。结果表明,随产量的增加,冬小麦株高、SPAD、穗数、穗长、穗粒数、千粒重和生物量均呈上升趋势,无效小穗数呈下降趋势,较CK处理相比,C₁₅处理株高、SPAD、穗数、穗长、穗粒数、千粒重和生物量分别提高17.8%、69.1%、68.6%、15.3%、16.5%、17.3%、34.9%,收获指数达到53.2%。随产量的增加,冬小麦耗水量显著增加,水分利用效率呈上升趋势,C₁₀耗水量增加22.8%,水分利用效率增加9.9%;收获后C₁₀土壤全氮全磷较播前显著增加,C₁₅显著减少,肥料贡献率随产量增加显著提高,偏生产力显著降低。冬小麦产量的提高主要依赖于较高的穗数和全生育期干物质的积累,结合冬小麦产量、耗水量,水分利用等认为C₁₀处理水肥利用最佳。     

不同灌溉模式水稻耗水规律和生长特性研究

三江平原水稻种植面积占全省水田面积的60%，井灌水稻占77%，地下水资源不足成为三江平原农业发展的瓶颈问题。为降低农业灌溉用水量，探讨不同灌溉模式下水稻生长特性和耗水规律，为三江平原节水灌溉提供科学依据和技术支撑。采用大田试验，以“水稻1703”设置了常规灌溉(CG)、控制灌溉(KG)和浅湿灌溉(QS) 3个灌溉模式，在水稻成熟期测定不同灌溉模式产量结构并计算水稻灌溉水分生产率。研究结果表明，CG模式整个生育期水稻生长株高最高，KG模式分蘖数最多。KG模式水稻生育期耗水总量为503 mm，较CG和QS模式分别减少12.99%、8.37%。不同灌溉模式蒸发蒸腾量和田间渗漏量变化趋势明显不同，分蘖期结束之前水稻以田间渗漏为主，分蘖期结束之后水稻以蒸发蒸腾为主。结合水稻产量和灌溉水分生产率来看，KG模式理论产量为10 061 kg/hm²，较CG模式和QS模式分别增加10.98%、5.28%;KG模式灌溉水分生产率为1.94 kg/m³，较CG模式和QS模式分别提高24.36%、20.50%。综合以上研究成果可看出三江平原水稻生长过程中KG模式管理...     

半干旱区雨养春小麦蒸腾效率的计算与应用

与作物叶片水平的蒸腾效率研究相比，由于群体蒸腾量难以直接测量，作物产量水平的蒸腾效率往往不被重视。本研究根据文献中所给出的产量水平的小麦蒸腾效率与自由水面蒸发量之间的关系，依据文献数据、田间试验观测资料以及桶栽试验观测资料，建立黄土高原西端半干旱区雨养春小麦产量与耗水量之间的关系，并计算获得了该区1987-2011年春小麦蒸腾效率，从而模拟了该区春小麦水分利用效率的变化。结果表明，半干旱区雨养春小麦耗水量与产量呈极显著的线性关系(P<0.01),不受不同年份气候条件、供水变化以及作物品种的影响。春小麦蒸腾效率平均为16.301 kg/(hm²·mm),土壤水分蒸发量平均为156 mm。而依据自由水面蒸发量推算每年的春小麦蒸腾效率，所获得的蒸散量与实测产量关系符合该地区文献记录的耗水量与产量关系，论证了蒸腾效率在不同地区相同作物中的保守性特点。同时依据桶栽试验观测所得的胞间二氧化碳浓度与大气二氧化碳浓度比值与生育期平均空气饱和差之间的关系，修订已有的研究公式，能够模拟所研究地区的春小麦水分利用效率。本研究结果可为半干旱区雨养春小麦产量的提高及水资源的高效利用提...     

不同水分条件下作物蒸腾效率的比较研究

通过盆栽试验,研究了三种土壤水分下(高水、中水、低水,分别占田间持水量的80%~85%、70%~75%、60%~65%)小麦、高粱、玉米、谷子的生物量、耗水量、蒸腾效率(TE)及干物质分配的特点。结果表明,随土壤含水量的降低,作物的生物量、耗水量降低,单株蒸腾效率(TE单株)升高,其中高粱的TE单株升高幅度最大为53.6%。随土壤水分的降低,作物的净光合速率、蒸腾速率降低,作物通过大幅度降低蒸腾速率来维持较高的叶片蒸腾效率(TE叶片)。作物全生育期的TE叶片呈单峰趋势,小麦、玉米的TE叶片在开花期均达到最大值,谷子和高粱的分别在灌浆期和抽穗期达到最大值。相关分析表明,作物的TE产量与收获指数显著正相关(小麦:R2=0.632,玉米:R2=0.994,高粱:R2=0.920,谷子:R2=0.949)。谷子在低水环境中具有更合理的干物质分配机制,小麦在中、低水环境中能够保持较高的收获指数和TE产量,它对水分的变动不敏感,适宜生长的水分条件较广泛。     

春小麦不同生育期断水对水分利用率的影响

利用盆栽方法研究了不同土壤含水量下不同时期断水对春小麦生长和水分利用率的影响,结果表明:各处理在断水初期蒸散强度明显高于断水后期;随着春小麦生育进程的推进,土壤水分含量各水平梯度断水前日平均耗水量增加,同一梯度土壤水分含量在断水后,到达各临界水分的时间有缩短的趋势;同一断水时间,随着土壤水分含量增加到达各临界水分时的日平均蒸散量也增加;同一水平梯度含水量随断水日期推后水分利用率提高.