微喷灌模式冬小麦产量形成及水分利用特性探讨

河南地区种植冬小麦采用微喷灌模式,相比于常规畦灌模式,能够有效提高灌溉水的利用率,提高灌溉效果,增加冬小麦产量。为明确微喷灌模式冬小麦产量形成及水分利用特性的影响,探讨节水高产栽培适宜的灌溉制度,选取河南省周口市郸城试验田冬小麦为分析样本,比较微喷灌与畦灌对冬小麦耗水量、产量、水分利用特点等指标的影响。结果显示,微喷灌与畦灌达到产量 max 的供水量分别为 300mm 与 400mm,当微喷灌灌水量 120mm 时产量最高。当灌水量一致,微喷灌模式小麦各项生理指标均优于畦灌模式。总结,微喷灌模式可以提高冬小麦产量,提高水分利用率,有推广价值。     

畦田补灌对冬小麦产量形成及水分利用效率的影响

为明确畦灌条件下不同灌水时期和灌水次数对冬小麦产量形成及水分利用的调控效应,于2018—2019年,2019—2020年开展大田试验,设置4个补灌处理：出苗后整个生育期间不灌水（W0）、拔节水（W1）、拔节水+开花水（W2）、返青水+拔节水+开花水（W3）。结果表明,在播种期水分管理一致的条件下,2个年度冬小麦单位面积穗数、穗粒数均随着补灌次数的增加而增加,处理间差异达到了显著水平;千粒质量年度间差异较大,且与花前同化物输入籽粒量呈显著正相关。2018—2019年,W3处理的籽粒产量达到了10 100.05 kg/hm²,与W2处理之间差异不显著,但均显著高于其他处理;2019—2020年,W3处理的籽粒产量为9 604.00 kg/hm²,显著高于其他补灌处理,水分利用效率和灌溉水效益则显著低于其他补灌处理。W1与W2处理水分利用效率差异不显著,但均高于其他处理。相关分析表明,籽粒产量与花后同化物输入籽粒量及花后同化物对籽粒的贡献率均呈显著正相关。综上所述,小麦生育期灌水时期和次数应结合播种期的土壤墒情和关键生育时期的降水量综合考虑,在播种...     

限量灌溉对冬小麦产量和水分利用的影响

在河南省丘陵旱作区,采用限量灌溉的方法,研究了灌水对冬小麦子实产量和水分利用的影响。结果表明,在不同生育期灌水0．90mm范围内,灌水平均增产13．0％-39．6％,水分利用效率提高7．0％-18．0％,且能改善冬小麦的生育性状和产量构成。在雨水偏丰的年份,满足最高作物水分利用效率的补充灌水量为45mm,满足灌溉水利用率最高时的补充灌水量为30．45mm。冬小麦拔节孕穗期灌水能增加成穗数,提高灌溉水利用率,灌浆期灌水能增加粒重,提高水分利用效率。拔节孕穗期是限量灌溉的最佳生育期。     

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。     

播种密度对旱地不同类型冬小麦产量和水分利用效率的影响

在旱地条件下,选择3个不同类型冬小麦品种进行播种密度研究,结果表明,单位面积小麦产量随密度变化的关系可用二次抛物线回归方程来表达,品种对获得最佳经济产量的播种密度要求不同,每hm2多穗型315万、中间型369万、大穗型433万;播种密度对穗数与穗粒数的变化影响较大,对千粒重影响相对较小;品种与种植密度的不同,对整个小麦生育期田间耗水量无明显影响,水分利用效率与产量的变化趋势基本一致。     

冬小麦推迟春季首次灌水后不同品种的产量及水分利用率

１９９１－１９９３年研究表明，即使两年度均为小麦生育期降水较少年份，且冬、春降水很少，在相同灌水量条件下，首次灌水推迟至拔节期七稍后１０日左右，小麦仍可获得高产，并提高了水分利用效率；在减少供水７５ｍｍ情况下，仍可维持高产而水发利用效率进一步提高。总的来看，随着首次灌水推迟，水分利用总量降低，而水分利用效率却量和水分利用而协调变化。地首次灌水推迟的反应不同；高产中早熟和前期对水分胁迫适应性强的品种     

水分胁迫效应对冬小麦生长发育的影响研究

利用温室管栽试验，研究水分胁迫效应对冬小麦生长发育的影响。结果表明：苗期水分胁迫，拔节期与开花期复水能激发冬小麦根、茎、叶、冠生物量显著增长，三叶至分蘖期控水的处理绿叶面积日增量最大；前期一直干旱灌浆期复水能明显减缓植株的衰老速率。冬小麦前期经受中度或重度水分胁迫，拔节期复水后增产效果最大，前期经受中度水分胁迫，开花期复水后水分利用效率最高。确定土壤含水量占田间持水量55％为冬小麦分蘖期水分胁迫效应增产节水的水分临界指标。     

灌水控制下限对冬小麦产量及水分利用效率的影响

通过对冬小麦全生育期实施不同土壤水分控制下限,研究冬小麦的耗水规律,分析水分胁迫对其生长发育和产量形成的影响,并建立了产量与水分关系的数学模型。结果表明,不同水分处理的冬小麦耗水规律基本一致,但日耗水强度和总耗水量各处理间差别明显。各生育时段耗水量占全生育期总耗水量的百分比以孕穗灌浆期最大,达到45%;其次为拔节期,在20%左右;越冬期最小,只有4.0%~10.0%。土壤水分控制下限为55%的处理冬小麦水分利用效率最高,约为1.75kg/m3,对应的耗水量在350~400mm之间。     

保护性耕作对华北平原冬小麦水分利用的影响

以保护性耕作长期定位试验为研究对象,比较分析了华北平原保护性耕作与传统耕作冬小麦田土壤水分的动态变化、作物耗水量、水分利用效率及作物产量。结果表明：免耕冬小麦田0-180 cm土壤含水量高于翻耕,随土层深度的加深含水量之间差异减少。土体0-30 cm贮水量呈波浪状变化,其中免耕具有很好的蓄水保墒作用;耕作处理之间0-180 cm的土体贮水量虽无显著差异,但免耕处理土体贮水量高于翻耕,秸秆还田高于无秸秆处理。秸秆直立免耕（ZT1）处理作物耗水量最少,分别比翻耕（CT）,翻耕＋秸秆还田（CTR）,旋耕＋秸秆还田（RTR）,秸秆粉碎免耕（ZT2）少消耗3.8,39.6,55.8,61.8 mm的水分;ZT1处理的产量为5 139.7 kg/hm^2,比CT（7 314.8 kg/hm^2）减产29.7%;ZT1处理水分利用效率为13.9 kg/（mm.hm^2）比CT减少32.4%。     

不同滴灌制度对冬小麦光合特性及水分利用效率的影响

以冬小麦青麦7号为材料,设置7个不同滴灌制度处理,即按照小麦生育期分别进行不灌水（ CK1）、漫灌（CK2）、滴1水（W1）、滴2水（W2）、滴3水（W3）、滴4水（W4）和滴5水（W5）,初步研究了不同滴灌制度对冬小麦光合速率及水分利用效率的影响。结果表明：与CK1和CK2相比,滴4水和滴5水花后旗叶SPAD值、净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）和蒸腾速率（Tr）显著升高,胞间CO2浓度（Ci）显著降低;各滴灌处理中,花后0～30 d,随着滴灌次数的增加,小麦旗叶SPAD值、Pn、Gs和Tr表现为：W4＞W5＞W3＞W2＞W1,W4处理维持较高的光合速率;各处理之间产量差异显著,表现为：W4＞CK2＞W5＞W3＞W2＞W1＞CK1;滴4水的水分利用效率（22．23 kg/（mm·hm2））,显著高于其他处理。综合考虑光合及产量因素,在本半湿润易旱区条件下,以起身水＋拔节水＋开花水＋灌浆水（滴4水）为节水高产最优滴灌制度。     

黑龙港流域不同滴灌制度下的冬小麦产量和水分利用效率

针对华北黑龙港流域冬小麦–夏玉米种植制度中冬小麦灌溉水用量过大的问题,以节水和稳产为目标设计了冬小麦滴灌制度定位试验,比较了滴灌与漫灌及不同滴灌模式下的小麦产量和水分利用效率。结果表明,在实验年份的降水条件下,传统灌溉定额和次数(总量225 mm,分1~3次灌溉)的滴灌与漫灌处理的小麦产量和水分利用效率差异均不显著;在两年降水特点不同的情况下,滴灌量比对照减少45~105 mm的处理产量下降不显著,水分利用效率显著提高。相关分析结果表明,对产量的贡献表现为穗粒数>千粒重>穗数。研究结果初步表明,冬小麦滴灌技术在黑龙港流域具有节水稳产的潜力。     

春季不同灌水处理对冬小麦产量的影响

在河北省5个试验基点研究了大田实验条件下冬小麦春季不同灌水处理的产量效应。结果表明,随灌水次数的增加,小麦产量增加。春灌两水和春灌三水处理籽粒产量显著高于一水处理的产量,但两水与三水处理产量之间没有显著差异。灌溉水的利用效率随灌水次数的增加而降低。初步认为,在选择适宜品种的基础上,河北省大部分麦区冬小麦春季生产上合理的节水灌溉方案为:拔节水、开花水。与传统灌溉技术相比,在冬小麦获得相近产量的前提下,春季灌水次数减少2次,小麦生育期间节水80￣100m3,提高了灌溉水的利用效率。     

冬小麦推迟春季首次灌水后不同品种的产量及水分利用效率

１９９１～１９９３年研究表明，即使两年度均为小麦生育期降水较少年份，且冬、春降水很少，在相同灌水量条件下，首次灌水推迟至拔节期或稍后１０日左右，小麦仍可获得高产，并提高了水分利用效率；在减少供水７５ｍｍ情况下，仍可维持高产而水分利用效率进一步提高。总的来看，随着首次灌水推迟，水分利用总量降低，而水分利用效率却因产量和水分利用而协调变化。品种对首次灌水推迟的反应不同：高产中早熟和前期对水分胁迫适应性强的品种更适于高产节水栽培，可将春季首次灌水推迟至拔节后挑旗前；晚熟大穗大粒型品种不宜推迟春季首次灌水，以免减产。     

滴灌条件下秸秆覆盖和土壤含水量对冬小麦灌浆特性的影响

为阐明滴灌条件下秸秆覆盖和土壤含水量以及两因素交互作用对冬小麦籽粒灌浆、产量形成的影响,以冬小麦矮抗58为试验材料,设计了秸秆处理(覆盖T、不覆盖T0)与土壤相对含水量(40%(W1)、50%(W2)、60%(W3)、70%(W4)4个水平)两因素裂区试验。结果表明:Richards方程拟合秸秆覆盖和水分调控下冬小麦籽粒灌浆过程的决定系数在0.977 5~0.999 6,达到极显著水平。秸秆覆盖和水分调控间的交互作用对除最大灌浆速率和平均灌浆速率(V)外其他冬小麦籽粒灌浆特征参数的影响达到显著或极显著水平。其中,秸秆覆盖下土壤相对含水量60%(TW3)处理组合具有最长的灌浆持续期T(51.91 d),最长的灌浆中期持续期T_2(15.230 d)和灌浆后期持续期T_3(26.556 d),最大的灌浆中期灌浆速率R_2(0.897 mg/d)和灌浆后期灌浆速率R_3(1.365 mg/d)。产量、水分利用效率和耗水量的二次曲线关系表明,在耗水量240~270 mm可达到产量与水分利用效率双高的效果。本试验中以秸秆覆盖与土壤相对含水量60%(TW3)处理组合水分利用效率最高(29.02 kg/(mm·hm~2)),较秸秆覆盖下土壤相对含水量的70%(TW4)提高了5.30%;产量为7 097.7 kg/hm~2,与TW4处理组合差异不显著。     

冬小麦叶片水分利用生理机制的研究

在8种土壤水分梯度下，对盆栽冬小麦旗叶叶片水分利用效率与土壤水分含量的关系进行了连续的测定，结合大田条件，对冬小麦旗叶的光响应曲线和CO2响应曲线进行了测定，结果表明，旗叶叶片水平水分利用效率与光强、蒸腾速率、胞间CO2浓度和气孔导度关系密切，旗叶叶片水平水分利用效率在土壤水分含量、光强和CO2浓度等环境因子方面存在一定的临界值。     

限量灌水对冬小麦光合性能和水分利用的影响

在自然大田和人工防雨池栽条件下，研究了限量灌水对冬小麦光合性能和水分利用的影响。结果表明，田间土壤耗水强度以拔节于挑旗期间为最大，此期间限量灌水较显著地减缓了冬小麦生育后期光合面积的衰减，使叶片的气阻阻力降低，蒸腾强度升高，群体和叶片的光合速率均升高，改善了光合性能，提高了产量和水分利用率。     

拔节期补灌对两种土壤质地上冬小麦旗叶衰老特性和籽粒产量的影响

为明确不同质地土壤条件下,拔节期补灌对冬小麦旗叶衰老特性、光合速率、籽粒产量和水分利用效率的影响,2013-2014和2014-2015冬小麦生长季,在粉壤土和沙壤土地块进行补灌试验,以全生育期不灌水处理(D0)为对照,设4个灌水处理,分别是拔节期目标湿润层为0~10 (D1)、0~20 (D2)、0~30 (D3)和0~40 cm (D4),目标相对含水量均为100%,4个灌水处理开花期补灌水量均以0~20 cm土层相对含水量达100%为目标。结果显示,随目标湿润层深度增加,两种质地土壤地块小麦拔节期补灌水量均明显增加,开花期补灌水量变化较小。随拔节期灌水量的增大,开花后小麦旗叶可溶性蛋白含量、超氧化物歧化酶活性、过氧化氢酶活性、旗叶光合速率均呈升高趋势,丙二醛含量呈下降趋势;粉壤土条件下D3与D4无显著差异,沙壤土条件下D2、D3和D4处理间无显著差异。随着拔节期目标湿润层深度的增加,两种土壤质地的麦田耗水量和籽粒产量均呈增加趋势,D4与D3处理间籽粒产量无显著差异;而水分利用效率则呈先升后降趋势,D4显著低于D3或D2处理。在本试验条件下,根据某一深度土层土壤饱和水亏缺量进行补灌,无论是粉壤土还是沙壤土,拔节期均以补灌至0~30 cm土层相对含水量达100%为最佳,有利于延缓旗叶衰老,提高光合速率,并可获得较高的籽粒产量和水分利用效率。     

灌溉和种植模式对冬小麦播前土壤含水量的消耗及水分利用效率的影响

为探讨华北平原地区冬小麦节水栽培的生产措施,2004-2006年,以冬小麦品种8049为试验材料,在大田4种灌溉条件下,研究了等行距平作、宽窄行平作、沟播和垄作4种种植模式对播前土壤含水量消耗及冬小麦耗水量、产量和水分利用效率的影响。结果表明,与等行距平作相比,另3种模式增加了播前土壤含水量的消耗,其耗水量显著提高,尤以沟播模式30 cm以下播前土壤含水量的消耗最为明显。和等行距平作相比,在灌拔节水+抽穗水和灌拔节水+抽穗水+灌浆水条件下,沟播模式显著提高冬小麦产量;而垄作模式的产量没有显著提高。在灌拔节水或灌拔节水+抽穗水条件下,沟播种植模式的水分利用效率显著高于其他3种种植模式。在本试验条件下,沟播种植结合灌拔节水或灌拔节水+抽穗水是一种值得推广的节水种植模式。