山西冬小麦作物需水量近45年变化特征

[目的]研究冬小麦生态需水量随气候变化的响应机制。[方法]利用1961~2005年山西冬小麦产区各县的气象资料和区域各农业气象观测站观测资料,根据区域冬小麦物候规律将山西冬小麦区分为5个区域,采用FAO推荐的Penman-Monteith公式结合作物系数,分别计算5个区的冬小麦作物需水量,并结合同期降水量,分析各发育期冬小麦作物的需水、缺水变化规律,需水、缺水年际变化特征。[结果]结果表明,山西冬小麦各区域作物需水量在436.1~446.0 mm之间,表现出由轻旱-干旱-重旱区域作物需水量逐渐增加的趋势 以抽穗~灌浆期需水强度最大,冬前分蘖期和春季的拔节~灌浆期需水最为关键 生态缺水量平均为260 mm,缺水率在60%以上 各生育期返青~拔节期缺水率最大 气候变暖背景下,区域冬小麦生态需水量基本表现出下降趋势,而生态缺水率呈增加趋势,20世纪80年代需水量下降比较明显,缺水率则较小,从90年代开始随着暖干化趋势明显,作物缺水率也日益严重。[结论]抓好关键期水分利用、优化灌溉制度对提高冬小麦产量非常重要。     

淠史杭灌区中稻作物系数试验研究

[目的]计算淠史杭灌区中稻作物系数。[方法]利用中稻各生育期参考作物蒸散量和实际蒸发蒸腾量求得作物系数。[结果]淠史杭灌区参考作物蒸散量日均值拔节孕穗期最高为5.1 mm;作物实际蒸发蒸腾量抽穗开花期日平均最大为6.3 mm,其次是拔节孕穗期,日平均为6.2 mm。拔节孕穗期作物系数为0.97~1.57,平均为1.33;其次是抽穗开花期为1.02~1.59,平均为1.31。因此,拔节孕穗期和抽穗开花期为中稻水分敏感期。在浅湿间歇的灌溉制度下,淠史杭灌区中稻作物系数与移栽后天数和积温具有较好的3次多项式关系,相关系数分别为0.985 7和0.993 2。[结论]该研究找出淠史杭灌区中稻需水敏感期,可为灌区水稻科学灌溉提供理论基础;构建作物系数曲线,可为淠史杭灌区中稻蒸散蒸腾量的计算提供科学依据。     

北疆膜下滴灌玉米年际需水量及耗水规律

【目的】探索新疆天山北部准噶尔盆地南缘区膜下滴灌玉米年际需水量、气象因素、水分生产率、作物系数以及生长、生理动态等变化特征,为调整区域作物种植结构,高效节水提供理论依据。【方法】在新疆灌溉中心试验站,通过2013—2015年3年的旱棚灌溉试验,分析4种不同灌水定额300、375、450、525 m3·hm~(-2)(分别用T1、T2、T3、T4表示)玉米年际内和年际间耗水规律、作物系数及生长、生理指标变化,采用相关分析方法,探明各气象因素与玉米需水量的相关关系,确定影响玉米需水量变化的主要气象因素。【结果】年际内各处理玉米总耗水量、生育阶段耗水量随灌水量增加而增大,2013年各处理(T4—T1)总耗水量为202.69、243.22、317.70、366.99mm;2014年各处理总耗水量为293.81、372.18、466.69、537.13 mm;2015年各处理总耗水量为326.84、401.31、490.76、569.33 mm。年际间,2015年度各处理总耗水量比2014年多5.66%、4.90%、7.26%、10.11%,比2013年多35.54%、35.26%、39.39%、37.98%;2014年度各处理总耗水量比2013年多31.68%、31.92%、34.65%、31.01%。2015年平均温度比前两年高2.6%—3.3%,有效降雨高30.4%—31.2%,相对湿度高11.5%—12.5%。平均温度对玉米播种至灌浆生长期需水量影响突出,线性回归方程的决定系数均达到0.98。玉米产量随灌水量的增加呈先增后减趋势,经优化分析玉米生育期灌水量为3 570—6 370 m~3·hm~(-2),产量可达13 061—14 929 kg·hm~(-2)。水分生产率随灌水量增加而降低,变幅5.92—1.75 kg·m-3之间。作物系数随灌水定额增加而增大,变幅在0.51—1.18之间,3年内作物系数在灌浆—成熟阶段最大,其值为1.01,播种—出苗作物系数最小,其值为0.33。【结论】年际内玉米各处理总耗水量差异显著,各生育阶段耗水量在拔节—抽雄、抽雄—灌浆、灌浆—成熟阶段差异显著。年际间各处理总耗水量变化差异显著,各处理生育阶段耗水量在抽雄—灌浆、灌浆—成熟阶段差异显著。气象因素中平均温度、有效降雨、相对湿度呈逐年增长趋势,太阳辐射、风速、平均温度与需水量成正相关,相对湿度与需水量成负相关。在出苗—拔节阶段,主要气象影响因素是太阳辐射和风速;在拔节—抽雄阶段,主要气象影响因素是相对湿度和平均温度;在抽雄—灌浆阶段,主要气象影响因素是平均温度。平均温度对玉米生育阶段需水量影响最大。玉米产量与全生育期灌水量成二次抛物线关系。玉米作物系数全生育期呈现单峰值变化,峰值出现在抽雄—灌浆期。生育期内玉米株高随灌水量增大而增加,全生育期呈单峰变化,峰值在抽雄期。叶面积指数峰值出现在灌浆期,叶绿素峰值出现在抽雄期。     

鲁中地区夏玉米水分盈亏及灌溉需水量的时空变化特征

利用1980—2014年鲁中地区气象资料和夏玉米生育期资料,采用Penman-Monteith模型和单作物系数计算夏玉米各生育阶段需水量,利用美国农业土壤保持局推荐方法计算有效降水量、水分盈亏系数(CWSDI)和灌溉需水量,分不同生育期进行时空变化分析探讨。结果表明:近35年来,鲁中地区夏玉米全生育期和各生育期需水量均随时间变化呈减少趋势,拔节—抽雄期是需水量最大的阶段,随时间变化减少幅度最大,全生育期需水量主要空间变化规律一致,减少强度中心在中北部地区。全生育期和各生育期有效降水随时间变化呈增加趋势,2003年是突变增加的开始年份,全生育期增加强度中心在南部山区,拔节—抽雄期增加强度中心在中部平原。全生育期CWSDI随时间变化呈增加趋势,拔节—抽雄期增加幅度最大,自南向北递减。为满足夏玉米需水要求,全生育期平均灌溉需水量228 mm,拔节—抽雄期是灌溉需水量最大的阶段,随时间变化呈减少的趋势,减少强度中心在中部地区。研究结果可为鲁中地区夏玉米干旱监测评估、适时灌溉和提高水分利用效率提供数据支撑。     

丘陵旱地一年两熟制条件下小麦、玉米阶段耗水量研究

以野外定位观测的方法,对河南省辉县市张村的冬小麦耗水量进行了测定。结果表明,小麦在4500～6000kg/hm2产量水平下,耗水量216.3～345.2mm,播种-返青、返青-抽穗、抽穗-成熟不同生育阶段耗水量分别占全生育期总耗水量的25.9%～36.9%、22.0%～31.1%、31.9%～52.2%,但年际间变幅悬殊较大;夏玉米在6750～7500kg/hm2产量水平下,耗水量为299.6～462mm,分别占同期自然降水量的81.3%～97.4%,播种-拔节、拔节-大喇叭口、大喇叭口-成熟不同生育阶段耗水量分别占全生育期总耗水量的17.1%～17.3%、34.5%～39.1%、43.6%～48.4%。小麦、玉米拔节以后耗水强度明显增加,拔节期、灌浆期是小麦2个重要的水分需求期,大喇叭口期是玉米的重要水分需求期,在目前河南省中北部丘陵旱地,自然降水对玉米水分保证率较高,而对小麦保证率较低,节水补灌重点应放在夏粮作物上。     

陕西关中地区大豆作物系数试验研究

作物系数-参考作物蒸发蒸腾量法是作物需水量计算最普遍采用的方法。作物系数作为该方法的重要参数,它的确定已成为作物需水量研究的关键问题。依据2005-2007年3年田间试验资料,利用Penman-Monteith公式计算了关中地区大豆全生育期间参考作物蒸散量,并利用农田水量平衡方程及土壤水分胁迫系数计算了作物实际蒸发蒸腾量,由此计算了大豆各生育阶段的作物系数,并分析了大豆作物系数变化规律。结果表明:关中地区大豆全生育期间参考作物蒸散量平均为498.4 mm;大豆作物系数全生育期平均为0.89,在开花~结荚阶段最大,平均为1.26,其次为结荚~成熟阶段,平均为1.04,播种~幼苗阶段最小,为0.29;在关中气候背景下,大豆作物系数与>10℃积温具有较好的二次多项式关系。     

不同水分处理方式对玉米生长发育及产量的影响

为制定玉米节水高效灌溉制度,推动节水农业的发展,采用试验测桶研究了黔中地区玉米产量与水分的关系。结果表明,玉米生育期内平均水分利用效率为1.32 kg/m3,产量和灌溉水量之间的函数式y=-0.000 3x2+3.794x-2 792.7,产量与耗水量之间的函数关系式y=-0.000 6x2+7.215 4x-13 286;水分亏缺的敏感指数以抽穗-灌浆期最高,为0.178,其次是拔节-抽穗期,为0.164。     

辽宁省坡耕地作物生产潜力研究

采用机制法对辽宁省坡耕地的玉米、高粱、大豆三种主要作物生产潜力进行了估算,并分析了影响该地区现实生产力的主导因子。研究结果表明,坡耕地上作物的生产潜力玉米为6 935 kg/hm2,高粱为5 920 kg/hm2,大豆为5 627 kg/hm2。在可控环境因子中,坡度对作物生产潜力的影响最大,其次是温度和水分因子。     

河西绿洲不同灌溉条件下土壤水分对小麦叶片含水量的影响

[目的]研究河西绿洲不同灌溉条件下,春小麦不同生育时期土壤水分对植株叶片水分状况及叶面积指数的影响。[方法]设5个处理,分别为底墒水1 500 m3/hm2+拔节水1 000 m3/hm2(F1)、底墒水1 500 m3/hm2+拔节水10 00 m3/hm2+抽穗水1 000 m3/hm2(F2)、底墒水1 500 m3/hm2+拔节水1000 m3/hm2+抽穗水1 000 m3/hm2+灌浆水1 000 m3/hm2(F3)、底墒水1 500 m3/hm2+拔节水1 000 m3/hm2+抽穗水500 m3/hm2+灌浆水500 m3/hm2(F4)、底墒水1 500 m3/hm2+拔节水1 000 m3/hm2+抽穗水1 000 m3/hm2+灌浆水500 m3/hm2(F5),灌水总量分别为2 500、3 500、4 500、3 500、4 000 m3/hm2。[结果]抽穗期到开花期,各层土壤含水量与叶片相对含水量均呈正相关关系,其中20～40和60～80 cm土层土壤含水量与叶片含水量达到极显著相关;开花期至灌浆前期,各土层土壤含水量与叶片相对含水量均呈正相关,其中60～80 cm土层土壤含水量与叶片含水量达到显著相关;灌浆前期至灌浆中期,各土层土壤含水量与叶片相对含水量均呈正相关,但整个土层土壤含水量与叶片相对含水量均未达到显著相关。灌浆中期的降雨提高土壤上层含水量,因此0～40 cm耕层土壤含水量与叶片相对含水量呈显著正相关(r=0.87～0.91);而灌浆后期,二者却表现出负相关(r=-0.55～-0.97)。[结论]该研究可为春小麦节水栽培提供可靠依据。     

冬小麦喷灌水量与产量关系研究

[目的]研究喷灌模式下冬小麦耗水规律及喷灌水量与产量的关系。[方法]在冬小麦不同时期喷灌,探讨喷灌条件下冬小麦的分蘖动态及日耗水量、水分生产率的变化。[结果]各处理返青期到收割期的土壤水分变化最大,各处理拔节期后的土壤水分差异较大。各处理冬小麦的日耗水量在拔节期到灌浆期达到最大值,为4.25mm。各处理的冬小麦分蘖大体上都呈"几"字形变化,并验证了小麦分蘖动态与产量的关系。拔节-抽穗和抽穗-扬花期为冬小麦的需水关键期,此时多灌10mm水可提高产量400kg/hm2。产量最高处理的水分生产率为1.98kg/m3,不是最高但最经济。[结论]喷灌条件下需水关键期灌水和灌水量是影响冬小麦产量的主要原因。灌水量相同时拔节-抽穗期灌水更能提高小麦产量和水分利用效率。     

施氮量对玉米植株硝态氮含量及产量的影响

[目的]探讨施氮量对玉米不同时期硝态氮含量及产量的影响。[方法]通过田间小区试验研究了施氮量01、503、004、50 kg/hm2对玉米植株硝态氮(NO3--N)含量及产量的影响。[结果]随玉米生育期的延长玉米各部位中NO3--N含量总体上呈下降趋势;在苗期、拔节期和灌浆期,不施氮处理的玉米植株硝态氮含量均低于各施氮处理,且这3个时期玉米各叶位的硝态氮含量与施氮量的相关性差异较大;第3叶位和6叶位的NO3--N含量在不同生育期的表现为:苗期3位叶高于6位叶,拔节期和灌浆期6位叶高于3位叶;3个时期的植株体内硝态氮含量,叶鞘均明显高于叶肉,且均在施氮量大于300 kg/hm2时氮含量增长减缓。[结论]施用氮肥可显著提高玉米籽粒和秸秆产量,合理施氮量应控制在300 kg/hm2左右。     

抗逆型植物生长调节剂对小麦产量及产量构成的影响

[目的]设计小麦拔节期和灌浆期喷施抗逆型植物生长调节剂处理试验,探索该调节剂对豫北麦区小麦产量及产量构成所产生的影响,为合理时期喷施提供理论依据。[方法]采用随机区组设计,研究抗逆型植物生长调节剂对小麦农艺性状容重、分蘖数、产量、产量构成的影响。[结果]拔节期喷施生长调节剂和拔节期+灌浆期喷施生长调节剂促进了小麦千粒重的增加,从而提高了籽粒产量;灌浆期处理小麦产量下降。[结论]拔节期+灌浆期喷施生长调节剂的增产效果最好,该方式可推广使用。     

小麦-玉米滴灌水肥一体化的节水增产效应

在河南省通许县节水农业试验示范基地开展了滴灌和小白龙水肥一体化的对比研究,氮肥施用设置一次性底施、底施70%+拔节期追施30%、底施50%+拔节期追施50%、底施70%+灌浆期追施30%、底施50%+灌浆期追施50%和底施50%+拔节期追施30%+灌浆期追施20%,以期找出小麦-玉米周年节水增效措施。结果表明,滴灌水肥一体化更有利于改善水肥的协调供应,促进小麦-玉米的生长发育。与小白龙处理相比,滴灌处理小麦株高增加0.9~7.6 cm,穗长增加0.4~1.6 cm,小穗数增加1.1~2.8个,穗粒数增加0.6~5.2粒,不孕穗数减少1.1~3.3个,千粒质量增加0.1~1.4 g;玉米株高增加2.4~8.2 cm,叶片数增加0.2~0.8片,茎粗增加0.44~0.68 cm,穗行数增加0.2~1.2行,双行粒数增加0.8~7.3粒,有效穗长增加0.04~1.67 cm,穗周长增加0.39~1.40 cm,百粒质量增加0.2~2.1 g,总体上,小麦和玉米均以底施50%+灌浆期追施50%处理效果较好。与小白龙处理相比,滴灌水肥一体化处理小麦显著增产14.29%~18.96%,灌溉水利用效率显著提高1.93~2.79 kg/m3;玉米显著增产21.79%~47.19%,灌溉水利用效率显著提高3.97~6.07 kg/m~3;小麦-玉米周年显著增产19.98%~33.37%,灌溉水利用效率显著提高3.26~4.43 kg/m~3,均以底施70%+灌浆期追施30%效果最佳。与一次性底施处理相比,滴灌水肥一体化处理小麦、玉米及小麦-玉米周年产量及灌溉水利用效率均以底施50%+拔节期追施30%+灌浆期追施20%处理最高。由此可见,滴灌水肥一体化有利于实现节水增效,氮肥适当后移效果明显。     

冬小麦生育期降水对产量敏感性分析

[目的]研究小麦不同生育期降水对产量的敏感性。[方法]以郑州市1951~2007年的降水资料和小麦单产资料为研究对象,分析不同生育期降水量与小麦产量的关系。[结果]不同时段降水对小麦产量的敏感性不同,底墒水权重占20%,越冬期降水权重占26%,返青至开花期降水权重占32%,灌浆期降水权重占-11%;其中拔节到孕穗期间降水对小麦产量影响最大,灌浆期降水为负面影响;越冬期降水距平每提高1 mm,产量增加5.22 kg/hm2,返青至开花期降水距平每提高1 mm,增收1.545 kg/hm2。[结论]根据降水量与小麦产量的关系建立数学模型,可对小麦产量的预测提供参考。     

拔节期氮肥用量对小麦生长及产量的影响

[目的]研究花培5号拔节期适宜的氮肥用量。[方法]采用随机区组排列,研究拔节期氮肥用量对小麦生长及产量的影响。[结果]拔节期氮肥用量为37.5~225.0 kg/hm~2时,产量随氮肥用量的增加而增加。当氮肥用量超过225.0 kg/hm~2时产量下降。[结论]安徽省沿淮花培5号在拔节期的最佳氮肥用量在225.0 kg/hm~2左右为宜。     

种植密度对德美亚3号叶面积指数及产量的影响

[目的]研究种植密度对玉米叶面积指数及产量的影响,寻找最适种植密度。[方法]2015年在黑龙江省密山市八五五农场以春玉米品种德美亚3号为材料,设定5个种植密度,在拔节、大喇叭口、吐丝、灌浆、蜡熟5个时期测量其叶面积,并在收获后对产量及其构成因素进行测定与分析。[结果]种植密度为7.5万株/hm~2时产量最高(9 009.21 kg/hm~2),大喇叭口期LAI对穗数影响最大且呈正相关;灌浆期LAI、吐丝期LAI分别对穗粒数、百粒重影响最大且呈负相关。[结论]黑龙江省密山市八五五农场德美亚3号最适种植密度为7.5万株/hm~2。     

不同节水灌溉方式对水稻生长的影响

[目的]为缓解贵州省农田灌溉水资源紧张的状况,达到水资源有效利用与优化配置,通过进行连续的水稻节水灌溉试验,总结适宜贵州省水稻灌溉的模式.[方法]采用科灌、科蓄及普灌3种灌溉方式进行试验,分析了不同灌溉处理对水稻农艺性状、灌溉水量、水分生产率的影响.[结果]科蓄模式下净灌溉定额最少(3979.50 m3/hm2)、水稻产量最高(9024.00 kg/hm2)、灌溉水分生产效率最高(3.28 kg/m3),其综合效果明显优于其他2种灌溉模式.[结论]科蓄模式适合贵州省农业耕作方式,应大力推广.     

北疆麦后免耕滴灌复播青贮玉米生理特性和产量结构特点研究

[目的]研究不同生育期复播青贮玉米的生长发育规律,筛选适宜于新疆北疆麦后复播的青贮玉米品种.[方法]以3个生育期不同的玉米品种新玉15号、新玉28号和垦青129为试验材料,研究各品种的生长发育特性和产量结构特点.[结果]在北疆地区选择新玉15号、新玉28号作为麦后复播青贮玉米种植,可以正常成熟;垦青129麦后复播种植不能完全成熟.复播青贮玉米的叶面积指数在吐丝期后急速下降,干物质积累从小喇叭口期到抽雄期速度最快.[结论]新疆北疆地区种植复播青贮玉米选择生育期在95～100 d的玉米品种是达到高产优质关键,新玉15号和新玉28号可作为新疆北疆光热资源较丰富地区适宜种植的高产复播青贮玉米品种.     

玉米秸秆还田对小麦生长和土壤水分含量的影响

[目的]研究不同玉米秸秆还田量对小麦生长和砂姜黑土水分状况的影响,探讨适宜的秸秆还田量。[方法]设置0、1 500、3 000、4 500和6 000 kg/hm~2玉米干秸秆粉碎还田量,小麦主要生育期采集0~10、10~20 cm土壤样品,测定水分含量;收获期考察小麦产量结构性状。[结果]实施玉米秸秆粉碎直接还田对后季小麦生长发育具有良好的促进作用,籽粒产量增长3.49%~7.09%,平均提高4.94%,3 000 kg/hm~2的中等秸秆用量处理小麦产量最高。小麦拔节期、孕穗期和开花期0~10 cm、10~20 cm以及0~20 cm土层水分含量显著提高,减轻了土壤干旱程度。[结论]当前生产水平下,淮北平原砂姜黑土地区玉米秸秆适宜还田量为3 000 kg/hm~2。