微喷带补灌对冬小麦耗水特性和产量的影响

为给适于麦田精量灌溉的新型灌溉设施和方法的研发提供理论依据,于2011-2013年冬小麦生长季,选用高产冬小麦品种济麦22为材料,以全生育期不灌水处理和传统畦灌处理为对照,设置6个不同带宽(60、80、100mm)和孔径(1.0和0.8mm)配置的微喷带补灌处理,研究了微喷补灌对冬小麦耗水特性和产量的影响。结果表明,在60~100mm带宽范围内适当增大微喷带带宽,或在80mm带宽下增加内喷孔孔径均可显著提高灌溉水分布均匀系数。带宽80mm、内喷孔孔径1.0mm配置的微喷带灌溉处理(T80/1.0)下小麦拔节期至开花期对80~200cm土层贮水的消耗量低于其他处理,对0~40cm土层贮水的消耗量亦较低,其开花期补灌水量、全生育期总灌水量和总耗水量均低于其他微喷带灌溉处理。T80/1.0处理籽粒产量、水分利用效率及灌溉效益均显著高于带宽为60mm的处理及内喷孔孔径为0.8mm、带宽为80mm和100mm的处理;T80/1.0处理与传统畦灌处理相比,灌水均匀度和籽粒产量均无显著差异,但全生育期总灌水量减少33.2~70.8mm,总耗水量减少47.6~52.2mm,水分利用效率提高2.1~2.9kg·hm-2·mm-1。说明小麦生育中后期采用带宽80mm、内喷孔孔径1.0mm配置的微喷带进行按需补灌,有明显的节水高产效果。     

藜麦在北京地区适应性的初步研究

为探究藜麦在北京地区的适应性及其适宜播期范围,利用引进的藜麦种植材料设置不同地域适应性观察和不同播期试验,进行农艺性状、干物质积累及其产量表现的评价。结果表明,2年不同试验点藜麦均正常成熟:2014年产量为1 764.7kg/hm~2;2015年3个试验点平均产量为1 880.1kg/hm~2,其中房山大安山获得最高产量为2 235.2kg/hm~2。不同播期藜麦生育期在117~127d,株高在185.1~197.5cm,茎粗在19.8~24.8mm,单株主茎一级分枝数在20~27个,产量1 363.78~2 029.26kg/hm~2,单株粒重27.86~33.20g/株,千粒重2.29~2.70g。综上结果,藜麦适宜在北京地区种植,尤其在房山大安山气候冷凉、昼夜温差大的地区表现较好;其适宜播期在4月底。     

不同冬小麦品种超晚播节水栽培的物质积累和水分利用特征

为探究超晚播条件下不同品种冬小麦的物质积累和水分利用特征,采用3个不同穗型冬小麦品种(小穗型衡水4399;大穗型潍麦8号;中间型济麦22)在黑龙港地区进行了连续3年的大田试验。结果表明,超晚播配合增加播种量,春浇1水可以获得产量为6.43~8.24t/hm~2。在3个品种中,济麦22产量和水分利用效率最高。品种间产量的差异主要是粒重差异引起的。济麦22较高的千粒重和产量与其较高的开花期穗生物量分配、花后物质积累和收获指数密切相关。济麦22花前水分的穗干物质生产效率、花后水分的干物质生产效率和籽粒干物质生产效率均显著高于潍麦8号和衡水4399,从而获得了最高的水分利用效率。综合分析表明,穗型中等、花后物质积累和水分生产力高的品种更适合于超晚播节水栽培。     

贮墒旱作冬小麦耗水特征与水分利用效率

为探究华北地下水超采区冬小麦进一步减灌节水的有效栽培措施,2013—2016年,以石麦15为试材,进行只灌底墒水、生育期不灌溉的贮墒旱作模式(W0)与现行春季灌2水的节水灌溉模式(W2)比较试验,研究2种栽培模式对冬小麦耗水特征和水分利用效率的影响。结果表明:1)W0与W2相比,3年平均产量降低16.6%,主要是因为穗数和穗粒数减少,库容降低,但千粒重明显增加;2)W0全生育期耗水强度较低,主要是拔节后耗水强度逐渐降低,其总耗水量比W2减少52mm;3)与W2相比,W0提高了土壤水分利用率,开花前较多地利用0~100cm土层的土壤贮水,成熟时耗水深度达到200cm,增加了对土壤深层贮水利用,麦收后多腾出土壤水分库容99mm,有利于接纳夏季降雨,减少汛期雨水损失;4)W0在减少灌溉用水150mm的条件下,获得6 600kg/hm~2以上产量,其水分利用效率与W2无显著差异,达到1.8kg/m~3以上。研究认为,在华北地下水超采区推广贮墒旱作模式,并与节水灌溉模式合理轮作,能大幅度减少灌溉用水并实现适度丰产和水分高效的结合。     

三种限水灌溉水平下中麦175干物质积累与水分利用特性解析

【目的】中麦175是中国北部冬麦区水浇地和黄淮旱肥地大面积种植的水旱兼用型小麦品种。研究旨在明确其干物质积累和水分利用特征,揭示节水高产机理为培育水旱兼用的广适型小麦新品种提供理论支撑和评价指标。【方法】在河北吴桥和北京顺义两个试验点,以中麦175和京冬17为试验材料,在3种限水灌溉（W0,全生育期不灌溉;W1,灌拔节水75 mm;W2,灌拔节水和开花水共150 mm）水平下,比较两个品种群体性能、干物质积累与分配、产量及水分利用效率（water use efficiency,WUE）等性状及其对供水的响应特征。【结果】两个品种的产量均在W2水平最高,随着灌水量减少产量降低;W0主要降低单位面积粒数（每平米穗数减少47-67穗,穗粒数减少1.6-5.1粒）,W1主要降低千粒重（降低0.6-1.5 g）。水分亏缺显著降低蒸散量（ET）和群体生物量,但显著促进了花前积累的干物质向籽粒的转运,适度水分亏缺（W1）提高WUE。在3种灌溉水平下,中麦175的产量及其稳定性均优于京冬17,表现为穗数、花前干物质积累量及其向籽粒的转运量和转运率、收获指数（HI）均较高,灌浆期反映群体性能的归一化植被指数（NDVI）和气冠温差（CTD）指标值及反映品种抗旱性能的茎秆可溶性糖含量（WSC）含量均较高,全生育期ET和WUE较高,大部分产量性状的水分敏感性较弱。穗粒数和生物量对水分的敏感系数（WS）与产量对水分的WS呈密切相关性,而灌浆前期群体NDVI和CTD对水分的WS也与产量对水分的WS高度相关。【结论】前期干物质积累快、群体库容量大及花后群体性能稳定性强可能是中麦175节水高产的主要原因。不同供水条件下灌浆期群体NDVI和CTD的差异性可作为小麦品种对水分敏感性的快速综合评价指标。     

基于地物高光谱和无人机多光谱的黄河三角洲土壤盐分机器学习反演模型

土壤盐渍化是限制黄河三角洲地区农业经济发展的重要因素,进一步阻碍了农业生产。为了探索无人机影像在地表无植被覆盖条件下的土壤盐分含量反演状况,以黄河三角洲典型区域为研究区,获取地物高光谱和无人机多光谱两种数据源与样点土壤盐分含量,通过优选敏感光谱参量,使用偏最小二乘回归（Partial Least Squares Regression,PLSR）和随机森林（Random Forest,RF）两种机器学习算法建立土壤盐分含量反演模型,实现研究区的土壤盐分含量反演。结果表明：（1）高光谱1972 nm波段与土壤盐分含量间的敏感性最高,相关系数为-0.31。（2）两种不同数据源优化后的RF模型均优于PLSR,且稳定性更好。（3）基于地物高光谱的RF模型（R² =0.54,RMSEv＝3.30 g/kg）优于基于无人机多光谱的RF模型（R² =0.54,验证RMSRv＝3.35 g/kg）。（4）结合无人机影像采用多光谱RF模型对研究区耕地的土壤盐分含量进行反演,研究区总体以轻、中度盐渍化土壤为主,对作物的耕种具有一定程度的限制。本研究构建并对比了两种不同源数据的黄河三角洲土壤盐分反演模型,并结合各自数据源的优势进行优化,探索了地表无植被覆盖情况下的土壤盐分含量反演方法,对更精准反演土地盐渍化程度提供了参考。     

不同滴灌施肥频次对中强筋小麦籽粒灌浆特性及籽粒形态的影响

为有效提高冬小麦千粒质量，探究不同滴灌施肥频次对黄淮海麦区中强筋小麦籽粒灌浆和成熟籽粒形态的影响，在田间试验条件下，选用不同中强筋冬小麦品种为试验材料，开展了施氮总量(尿素形式)210 kg/hm²和灌溉总量120 mm下不同滴灌施肥频次(2,3,4次，分别以DF2、DF3、DF4表示)和传统灌溉施肥(CK)的对比试验。结果表明：籽粒形态(除长度、圆度外)、籽粒灌浆关键参数(V_mean、V_max、V₂、M₂)、千粒质量两两间存在显著或极显著的相关性；滴灌提高了V_mean(平均灌浆速率)、V_max(最大灌浆速率)、V₂(快增期灌浆速率)和M₂(快增期籽粒积累量);与2次追水肥(DF2)相比，3次追水肥后(DF3),最大灌浆速率出现时间T_max、V_mean、 V_max、V₂、M₂和籽粒面...     

播前贮墒量对黑龙港平原旱作冬小麦产量及水分利用的影响

为明确黑龙港平原正在推广应用的冬小麦贮墒旱作栽培的播前土壤适宜墒情,研究了不同贮墒水平对小麦产量和水分利用效率的影响。试验于2014-2015和2015-2016年在河北吴桥进行,通过播前补灌设置5个贮墒水平,即2 m土体含水量分别为田间持水量的75%(W1)、80%(W2)、85%(W3)、90%(W4)、100%(W5)。结果表明,随贮墒量的增加,小麦全生育期耗水量显著增大,以W5处理的耗水量最大;提高贮墒量可促进小麦增产,但在贮墒量达到一定程度后产量变化不再明显,两年平均产量以W4处理最大;在W1、W2和W3处理间小麦水分利用效率差异不显著,而W4和W5处理显著低于前三个处理。在本试验土壤及降雨条件下,把播前2m土壤含水量调整为田间持水量的85%~90%是贮墒旱作最适宜的贮墒水平。