宁夏引黄灌区滴灌条件下春小麦干物质转移与灌浆特征

为优化春小麦滴灌灌溉制度，提高水分利用效率，对宁夏引黄灌区滴灌条件下灌水对春小麦千粒质量、干物质转移和灌浆特征的影响展开研究。在总灌水量一致的条件下，分别设置增大三叶期、分蘖期和拔节期灌水量(W1)、增大分蘖期、拔节期和抽穗期灌水量(W2)、增大拔节期、抽穗期和灌浆期灌水量(W3)、各生育期灌水量平均分配(W4)和对照(CK)5个水量分配处理，研究春小麦千粒质量、各营养器官干物质转移量及籽粒灌浆特性。W3籽粒千粒质量最大，花后37 d其千粒质量为53.96 g，较CK大2.64%。W2的干物质转移总量、同化物转移总量和干物质转移对籽粒的贡献率均为最大，分别为0.67 g/株、2.992 g/株和22.165%。不同水量分配下小麦籽粒灌浆速率满足Logistic模型，经过水量优化分配，W2最大灌浆速率出现时间提前0.366 d，虽然最大灌浆速率有所降低，但是通过增加快增期时间(增加0.15 d)和活跃灌浆期时间(增加2.35 d)，可以显著提高籽粒干物质积累量，收获时穗粒质量较CK提高32.1%，该处理籽粒产量也达到最大，较CK提高6.88%。因此可以通过优化灌水量分配，增加小麦千粒质量，提高各器官对籽粒的干物质转移量及灌浆速率，进而达到高产高效的目的。     

集雨节灌旱地春小麦最佳补灌时期的研究

在宁夏南部半干旱地区，对春小麦不同时期灌水对小麦产量及水分利用效应进行了研究，得出覆膜春小麦不同生育期灌水30mm，与不灌水相比，均有增产效果。其中在拔节期灌水30mm产量可增加371.1kg/hm^2，水分利用率提高11.2%。考虑降雨分布等因素，认为拔节期是地膜春小麦集雨节灌最佳补水时期。     

集雨节灌旱地春小麦最佳补灌时期的研究

在宁夏南部半干旱地区 ,对春小麦不同时期灌水对小麦产量及水分利用效应进行了研究 ,得出覆膜春小麦不同生育期灌水 3 0 mm,与不灌水相比 ,均有增产效果。其中在拔节期灌水 3 0 mm产量可增加 3 71 .1kg/hm2 ,水分利用率提高 1 1 .2 %。考虑降雨分布等因素 ,认为拔节期是地膜春小麦集雨节灌最佳补水时期     

膜下滴灌和地下滴灌条件下玉米耗水、生长和产量对比

为比较地下滴灌与膜下滴灌对玉米的影响,以膜下滴灌为对照,开展了地下滴灌3种灌水量(膜下滴灌灌水量的70%、85%和100%)下的田间试验研究。结果表明,地下滴灌玉米耗水量随灌水量的增加而增大。灌水量相同条件下,膜下滴灌较地下滴灌多耗水2.63%。地下滴灌玉米在抽雄开花期日均耗水达到最大,平均为4.10mm/d,膜下滴灌玉米在拔节期达到最大,为5.08mm/d。膜下滴灌玉米株高和茎粗分别在抽雄开花期之前和拔节期之前显著大于地下滴灌处理,进入灌浆期后株高、茎粗与地下滴灌相差不大;地下滴灌能够显著促进玉米根系的生长。相同灌水量条件下,地下滴灌吸水根长较膜下滴灌增加了18.13%,但地下滴灌3种灌水量对玉米株高、茎粗及根系影响不显著。灌水方式及地下滴灌灌水量均对产量影响显著。膜下滴灌较地下滴灌平均增产12.59%。从产量和水分生产效率综合分析,地下滴灌适宜灌水量为膜下滴灌的85%,水分生产效率可达2.92kg/hm~2,产量达到11 154kg/hm~2。     

北方半干旱区集雨补灌技术与灌溉制度研究

内蒙古准格尔旗属于黄土高原半干旱区,该区水资源严重缺乏,年内降雨时空分配极不平衡,造成降雨与作物需水期的严重错位,修建集雨蓄水工程进行集雨补灌有效缓解了水分供需错位的矛盾且为保证作物稳产高产提供了必要条件。采用工程集水、覆膜坐水、滴灌等措施,均能在一定程度上增加土壤有效水分,减少田间土壤水分损失,增加产量,达到防旱抗旱的目的。为此探讨了集雨补灌条件下所采用的灌溉技术以及灌溉制度的拟定,为集雨补灌旱作区节水农业的发展提供基本依据。     

不同灌溉方式下冬小麦耗水规律及产量的试验研究

分析了传统平作畦灌和垄作沟灌对冬小麦耗水规律、产量和水分生产率的影响.结果表明,与传统平作相比,垄作冬小麦降雨利用率提高11.08％～13.19％;同一水分处理,垄作沟灌冬小麦日耗水量明显小于传统平作;2种灌溉方式下,拔节-抽穗期和返青-拔节期耗水量最多,约占全生育期耗水量的50％;日耗水量在抽穗-灌浆期达到峰值;随灌水次数和灌溉量增加,各处理下耗水量显著增加,产量和水分生产率先增加后减少;垄作种植模式节水40％,增产392～776 kg/hm2,水分生产率以灌3水处理下最大(2.08 kg/m3).     

秸秆还田下不同水肥对玉米气孔形态特征及其分布格局的影响

为确定黄淮海平原地区秸秆还田下玉米生长所需的最佳水肥量,通过布设秸秆还田下的大田水肥试验,探究了灌水量和施肥量对不同生育期玉米的气孔形态特征及其空间分布格局的影响.研究结果显示:①拔节期和灌浆期玉米远轴面的气孔密度均明显高于近轴面的气孔密度,表明玉米叶片的远轴面与近轴面对灌水量和施肥量的响应并不一致.②玉米拔节期气孔宽度、气孔面积和气孔形状指数均明显大于灌浆期,表明气孔形态特征在玉米不同生育期对水肥的响应存在明显差异,且玉米拔节期气孔对水肥的响应比灌浆期更敏感.③在玉米拔节期,灌水量750 m3/hm2和施肥量750 kg/hm2(W750F750)处理下玉米叶片的气孔分布最为规则,而灌浆期玉米气孔在灌水量750 m3/hm2和施肥量600 kg/hm2(W750F600)时呈现最规则的分布格局.结果表明,秸秆还田条件下,最优灌水量(750 m3/hm2)和施肥量(600 kg/hm2)处理的玉米气孔形态特征及其空间分布格局最有利于提高其气体交换效率,从而增加黄淮海平原玉米叶片的净光合速率和粮食产量.     

干旱区不同灌溉方式下棉花生长与水分利用研究

通过田间试验,研究不同灌水方式(膜下滴灌、地下滴灌与微润灌溉)和水分处理对棉花生长与水分利用的影响,结果表明:在单株叶面积方面,膜下滴灌﹥地下滴灌﹥微润灌溉,分别为0.79m2,0.7m2与0.57m2;地上部干物质积累量以膜下滴灌最大(55.3g),地下滴灌次之(38.16g),微润灌最小(18.3g);棉花根冠比,微润灌(0.6)>地下滴灌(0.52)>膜下滴灌(0.28);作物产量以膜下滴灌最大(3810kg/hm2),微润灌最小(3135kg/hm2),地下滴灌介于二者之间(为3720kg/hm2);从水分生产效率来看,微润灌高达1.43kg/m3,膜下滴灌和地下滴灌分别为0.82kg/m3和0.8kg/m3.研究结果对于指导当地棉花产业节水灌溉技术发展具有重要参考价值.     

覆膜及膜下滴灌对玉米生长发育及水分利用效率的影响

采用田间小区试验的方法,研究了雨养(对照)、覆膜、常规滴灌、覆膜常规滴灌、覆膜限量补灌等保墒及灌溉措施对玉米株高、叶面积、叶面积指数、产量和水分利用效率的影响。结果表明,覆膜及膜下滴灌使玉米生育期提前2~3d,增加生长前期株高,提高叶面积及叶面积指数,促进了玉米生长发育。与对照相比,覆膜、常规滴灌、覆膜常规滴灌和覆膜限量补灌玉米叶面积指数分别增加0.22、0.11、0.38和0.44;百粒重分别增加3.1g、2.6g、5.1g和5.5g,增产率分别为6.7%、6.1%、12.7%和13.1%。覆膜、覆膜常规滴灌、覆膜限量补灌分别比对照提高水分利用效率0.57、0.83和1.23kg/m3;提高水分生产效率0.23、0.30和0.36kg/m3。其中覆膜限量补灌在产量略有增加的基础上,灌溉水利用效率是常规滴灌和覆膜常规滴灌的2.7倍和2.5倍。因此,从农业节水和作物高产综合考虑,覆膜限量补灌是一种既节水又增产的最佳膜下滴灌措施。     

宁夏中部干旱带马铃薯膜下滴灌补灌参数试验研究

开展田间马铃薯膜下滴灌补灌试验,研究不同补灌处理对马铃薯耗水量、光合特性、产量及水分利用效率的影响,得出适宜的补灌处理方案。结果表明:全生育期耗水量随补灌定额的增大而增大;光合速率变化曲线呈双峰凸抛物线型,在块茎膨大期进行补灌有利于提高马铃薯叶片的光合速率;蒸腾速率与光合速率有相似的变化规律,在块茎膨大期进行补灌对蒸腾速率的影响较为明显;处理F5产量最高,为32790 kg/hm2,一定范围的补灌定额可以提高产量,当补灌定额超过675 m3/hm2时,产量与补灌定额不再呈正相关关系;处理F5的灌溉水利用效率和水分生产效率最大,分别为48.58 kg/m3和19.0 kg/m3;处理F8日平均水分利用效率最大,为1.55μmol/mmol,其次为处理F5,为1.25μmol/mmol。综上,处理F5是最佳的补灌方案。     

宁夏南部雨养农业区玉米生育期土壤含水率控制阈值研究

在宁夏南部雨养农业区,设置玉米不同生育期土壤含水率控制下限指标,开展以土壤含水率为灌溉控制指标的精量灌溉技术试验研究。在分析玉米各生育期灌水量、土壤含水率、作物产量、水分利用效率的基础上,推荐在丰水条件下,玉米生育期土壤含水率控制阈值为:种植期80%θf、苗期—拔节期55%θf、拔节期—抽雄期85%θf、抽雄期—灌浆期80%θf,水分生产效率可达3.35kg/m3。宁夏南部雨养农业区推荐土壤含水率控制阈值为:种植期60%θf、苗期45%θf、拔节期50%θf、抽雄前期60%θf,水分生产效率可达3.7kg/m3。     

不同灌水策略对夏玉米水分利用效率和产量构成要素的影响

于2013—2014年在河南商丘开展了5个灌水处理(T1:苗期水45 mm+拔节水60 mm+灌浆水60 mm+成熟期水45mm,T2:苗期水45 mm+拔节水60 mm+灌浆水60 mm,T3:拔节水60 mm+灌浆水60 mm,T4:拔节水60 mm,T5:灌浆水60 mm)的田间试验,研究了不同灌水处理对夏玉米阶段耗水量、总耗水量、产量、水分利用效率、收获穗数、穗粒数、百粒质量、行粒数的影响。结果表明,夏玉米不同生长阶段灌水处理的耗水量均显著大于不灌水处理(P0.05),且随着整个生育期灌水次数和灌水量的增加,总耗水量显著提高。2013年和2014年,灌拔节水和灌浆水处理(T3)的总耗水量显著低于T1处理(P0.05),产量分别下降8.0%和8.9%,水分利用效率则分别提高5.3%和0.5%。灌水显著影响了夏玉米的收获穗数、穗粒数和百粒质量。2 a的苗期灌水处理(T1和T2)显著提高了夏玉米的收获穗数(P0.05),拔节期和灌浆期灌水处理(T3)的穗粒数和百粒质量均显著大于只灌拔节水(T4)和只灌灌浆水(T5)的处理(P0.05),但收获穗数差异不显著。在节水灌溉的条件下,黄淮海平原夏玉米主产区要实现较高的产量和水分利用效率,灌拔节水和灌浆水是最基本的灌水策略。     

条带种植模式下微喷带对冬小麦产量和耗水特性的影响

【目的】缓解华北平原淡水资源匮乏与冬小麦高耗水的矛盾,解决当地水资源利用率低的问题。【方法】以济麦22为试验材料,在条带种植微喷带灌溉设置了4个灌水量处理:在小麦拔节期、灌浆初期、灌浆中期(灌浆期5月下旬)3个生育时期设灌水15 mm(W1)、22.5 mm(W2)、30 mm(W3)、37.5 mm(W4),以等行距种植常规地面畦灌在拔节期和灌浆初期各灌60mm为对照(CK),分析了不同灌溉处理的耗水特性、籽粒产量及水分利用特征。【结果】小麦生育期内总耗水量在306.46～399.4 mm,W1、W2、W3、W4处理和CK土壤水占总耗水的比例分别为44.2%、42.97%、41.24%、40.15%和38.41%;随着灌水量的增加,灌溉水占总耗水的比例增加;冬小麦拔节至灌浆初期耗水量最大,占全生育期的45.33%～53.68%,条带种植模式各处理在播种至灌浆初期耗水所占比重较大,CK则在灌浆初期至成熟期较大。微喷带灌溉条件下冬小麦籽粒产量随着灌水量的增加而增加,W4处理产量最高达9 682.66 kg/hm2;W3处理的水分利用率最高,比CK提高了7.54%。【结论】微喷带灌溉灌水量在135～157.5mm,耗水量在367.5～400 mm时,冬小麦能获得最高的产量和水分利用效率。     

Effects of rainfall harvesting and mulching technologies on water use efficiency and crop yield in the semi-arid Loess Plateau, China

In semi-arid areas, crop growth is greatly limited by water. Amount of available water in soil can be increased by surface mulching and other soil management practices. Field experiments were conducted in 2005 and 2006 at Gaolan, Gansu, China, to determine the influence of ridge and furrow rainfall harvesting system (RFRHS), surface mulching and supplementary irrigation (SI) in various combinations on rainwater harvesting, amount of moisture in soil, water use efficiency (WUE), biomass yield of sweet sorghum (Sorghum bicolour L.) and seed yield of maize (Zea mays L.). In conventional fields without RFRHS, gravel-sand mulching produced higher biomass yield than plastic-mulching or straw-mulching. In plastic-mulched fields, an increasing amount of supplemental irrigation was needed to improve crop yield. There was no effect of RFRHS without plastic-covered ridge on rainwater harvesting when natural precipitation was less than 5 mm per event. This was due to little runoff of rainwater from frequent low precipitation showers, and most of the harvested rainwater gathered at the soil surface is lost to evaporation. In the RFRHS, crop yield and WUE were higher with plastic-covered ridges than bare ridges, and also higher with gravel-sand-mulched furrows than bare furrows in most cases, or straw-mulched furrows in some cases. This was most likely due to decreased evaporation with plastic or gravel-sand mulch. In the RFRHS with plastic-covered ridges and gravel-sand-mulched furrows, application of 30 mm supplemental irrigation produced the highest yield and WUE for sweet sorghum and maize in most cases. In conclusion, the findings suggested the integrated use of RFRHS, mulching and supplementary irrigation to improve rainwater availability for high sustainable crop yield. However, the high additional costs of supplemental irrigation and construction of RFRHS for rainwater harvesting need to be considered before using these practices on a commercial scale.     

灌水模式对油葵耗水量产量及经济效益的影响

通过5种灌水处理模式和对照旱地油葵田间试验,探讨了灌水模式对油葵耗水量、产量、水分利用效率以及经济收入的影响。结果表明,油葵出盘前和灌浆后耗水量比其他时段多50％以上。在油葵不同生育阶段耗水量随着灌水量增加而增加;灌水定额120mm,灌两次水的灌水模式的产量最高,为2268kg／hm^2,而水分利用效率最大值出现在灌水定额66mm的灌水模式,灌水量增加反而使水分利用效率下降。经济分析结果表明,纯收入最高值出现在灌水模式93mm灌二水的处理,为2871元／hm^2,灌水定额增加或减少均导致经济收入下降。统计分析结果表明,干旱年份（全生育期有效降水量123mm）灌二水时,为了兼顾产量、水分利用效率以及经济收入,油葵最佳总灌水量以208-218mm为宜。全生育期有效降水量超过350mm的丰水年份不应该再灌水。     

灌水延迟对冬小麦产量及水分利用效率的影响研究

通过田间试验,研究了冬小麦关键生育期灌水延迟对其产量和水分利用效率的影响,结果表明:冬小麦冬浇水延迟20 d灌溉,与优化灌水处理相比,产量与水分利用率均无显著差异;拔节水延迟20 d灌溉,枯水年会显著降低水分利用率,丰水年会显著提高水分利用效率;灌浆水延迟20 d灌溉,枯水年会显著提高产量。冬小麦全生育期内不灌水会极显著的降低其产量和水分利用效率。通过综合分析冬小麦全生育期耗水量、产量与水分利用效率之间的关系,提出半干旱地区冬小麦最佳灌水模式:枯水年份,冬小麦灌浆水延迟20 d灌溉,丰水年份,冬小麦拔节水延迟20 d灌溉,可获得适宜的产量和较高的水分利用效率。     

水分处理对冬小麦生育期耗水分配及产量影响

【目的】探索冬小麦产量及水分利用效率对灌溉水在生育期运筹的响应过程。【方法】通过人工控水试验开展了6个生长季(2012—2018年)的测坑冬小麦灌溉试验,试验设置不同灌溉水时间和不同次灌水定额,3个处理分别为拔节90 mm(I90)、拔节45 mm+抽穗45 mm(I45*2)、拔节30 mm+抽穗30 mm+灌浆30 mm(I30*3),总灌溉额均为90 mm,重点研究了灌溉水在生育期分配对冬小麦产量和水分利用效率(WUE)的影响。【结果】6个生长季的试验数据统计分析表明,I90、I45*2和I30*3处理的平均产量分别为6 878.3、7 249.1和7 568.6 kg/hm^2;与I90处理相比,I45*2和I30*3处理的产量分别提高了4.4%和10.0%;在灌溉定额一定条件下,不同灌溉处理对生育期总耗水没有显著影响,但I45*2处理比I90处理生殖生长阶段的耗水增加了23.7%,且生育期水分利用效率提高了14.8%。【结论】有限供水条件下,小定额多次灌溉可以有效改善生育后期麦田水分状况,有利于光合产物向籽粒的转化,进一步提高冬小麦千粒质量和收获指数,最终提高了冬小麦经济产量和水分利用效率。     

不同灌溉方式对制种玉米产量及水分利用效率的影响

通过田间试验,研究了畦灌、常规沟灌、隔沟交替灌3种灌溉方式对制种玉米产量及水分利用效率的影响,结果表明,不同灌溉方式下,制种玉米产量为8.73~10.87 t/hm~2,耗水量为349.7~625.0 mm,WUE为1.40~3.01kg/m~3。隔沟交替灌溉方式耗水量最低,畦灌方式最高,常规沟灌居中。相同灌溉定额条件下,隔沟交替灌制种玉米产量较常规沟灌增减幅度在-2.43%~10.24%。常规沟灌方式若能保证作物需水关键期的灌溉,适度减少灌水不会造成制种玉米减产。产量构成要素结果表明,行粒数、出籽率、穗长、穗粗、秃尖长、千粒重产量构成要素对产量的累积贡献率达85.54%。在甘肃河西地区,制种玉米全生育期灌水8次(苗期1次,拔节期2次,抽穗期1次,灌浆期2次,乳熟期2次),灌溉定额2 250 m~3/hm~2的隔沟交替灌溉方式(T6处理)能稳定提高产量和水分利用效率。     

不同灌水处理对冬小麦生长及水分利用效率的影响

1998～ 1 999年在山东省桓台县进行了冬小麦节水灌溉试验。通过对冬小麦生长动态观测表明 :减少灌水量可以促进冬小麦发育。起身拔节水对冬小麦株高有显著影响。叶面积指数、冠层干物重、根系总量随着灌水量的增加而增加。各处理冬小麦根系总量的 80 %以上分布在 0～ 2 0 cm土层内。随着灌水次数的增加 ,灌水量的增多 ,灌溉水的利用效率逐渐减小。全生育期浇越冬水、起身拔节水、开花水的处理经济产量最高 ,达到 771 6.7kg/hm2 ,水分利用效率最大 ,达到 1 5 .92 kg/(hm2· mm) ,单位水资源量的边际效率也最大 ,达43 .1 2 kg/mm,单次灌水的最大平均产量为 85 1 .65 kg/hm2。