夏玉米耗水特性与灌水指标的研究

夏玉米经济产量与耗水量呈二次函数关系。玉米苗期阶段吸水范围主要在0～20cm土层，中、后期吸水范围主要在0～40cm土层。大口期以后缺水，穗粒数和千粒重与0～100cm深土层绝对含水量的关系呈二次函数变化。夏玉米耗水量前期少，后期多，9000kg/hm²产量水平，全生育期总耗水量6750mm/hm²左右，平均耗水强度69.5mm/hm²·d，拔节期～大口期67.7mm/hm²·d，大口期～开花期81.2mm/hm²·d，开花期～乳熟期78.5mm/hm²·d。乳熟期～成熟期65.7mm/hm²·d．阶段耗水量动态分布为：苗期阶段990mm/hm²，穗期阶段2175mm/hm²，花粒期阶段3639mm/hm²，生育前半期耗水量占总耗水量的46.5%，后半期占53.5%。模系数分布动态为：苗期阶段14.6%，穗期阶段31.8%，花粒期阶段53.5%。各生育阶段适宜的土壤水分指标为：播种～拔节田间相对持水量70%～60%，拔节～大口70%～75%，大口～开花70%～80%，开花～乳熟80%左右，乳熟～成熟80%～705。夏玉米灌溉水分生产效率表现为报酬递减规律，底墒水水分生产效率最高，其次为开花水，9000kg/hm²夏玉米的水分生产效率为60kg/mm·hm²。夏玉米灌水最佳经济效益有一个适度，9000kg/hm²左右的适度值为1800～2400mm/hm²左右。正常年份夏玉米全生育期浇4水为宜，灌水定额以底墒水450mm/hm²，开花水、乳熟水、蜡熟水各675mm/hm²为宜。     

半干旱区玉米密度对产量及商品品质的影响

在吉林省西部半干旱区开展半干旱区玉米密度对产量及商品品质的影响研究。结果表明,半干旱区耐密型玉米品种郑单958、先玉335适宜播种密度在65000～75000株/hm²,稀植大穗型玉米品种吉单257、吉单137适宜播种密度在60000～65000株/hm²;郑单958、先玉335、吉单257、吉单137百粒重与密度呈负相关;4个品种的容重与密度关系呈二次抛物线,郑单958在50000株/hm²、先玉335、吉单257在57500株/hm²、吉单137在50000株/hm²时容重最高,商品等级最好;4个品种随播种密度增加,穗位叶叶绿素SPAD值降低。     

化学调控对玉米抗倒性及产量的影响

以高秆大穗型品种中单808为试验材料,研究不同种植密度下化学调控对玉米植株抗倒性及产量的影响。结果表明,在60 000株/hm²的密度下不发生倒伏;超过75 000株/hm²发生倒伏,倒伏率随种植密度的增加而增加。化学调控显著提高了玉米的抗倒伏能力,与对照相比,化学调控处理降低了拔节期至抽雄期玉米的株高,增加了地上部第3节间的粗度,显著增强了茎秆的抗拉弯强度和穿刺强度,降低了倒伏率。在密度为75 000 株/hm²以上时,化学调控处理显著增加了玉米的产量。     

超高产玉米品种穗部性状整齐度与产量的关系研究

对2个超高产玉米品种先玉335和郑单958在5个密度种植条件下的穗部性状整齐度与产量的关系进行了研究。结果表明,穗部各性状整齐度与产量均呈正相关,并且行粒数整齐度、穗粒数整齐度、穗位高整齐度均在7.5万株/hm²和9.0万株/hm²两个密度条件下最高;先玉335产量在9.0万株/hm²条件下最高,7.5万株/hm²时次之;郑单958产量在7.5万株/hm²密度下最为突出;两个品种的穗位高整齐度和行粒数整齐度均与产量的关系最为密切。行粒数整齐度和穗位高整齐度作为选择高产品种和采取适宜栽培措施的一项指标具有一定的可行性。     

种植密度对松嫩平原西部燕麦产量形成的影响

为了解种植密度对松嫩平原西部地区燕麦产量形成的影响,以裸燕麦品种白燕2号为试验材料,设置300万、450万、600万、750万、900万、1 050万株·hm^-2共6个种植密度,分析了不同种植密度下燕麦植株形态、群体质量、干物质积累、籽粒灌浆特性及籽粒产量的差异。结果表明,随种植密度的增加,燕麦的株高和茎粗均显著降低;各生育时期燕麦群体总茎数均随种植密度的增加而增加,各生育时期分蘖数和单株干物重随种植密度增加均呈降低趋势。群体干物重在分蘖期至孕穗期随种植密度的增加而增加,在开花期和成熟期随种植密度的增加呈先升高后降低的趋势,峰值均为750万株·hm^-2群体;不同种植密度下,燕麦籽粒灌浆过程均呈“S”型曲线变化,其Logisitic方程的决定系数在0.997 8~0.998 3之间,均达极显著水平,方程拟合效果较好。种植密度显著影响籽粒产量形成。随着种植密度的增加,籽粒灌浆速率和千粒重均呈下降趋势,籽粒产量呈先升后降的趋势,以450万株·hm^-2种植密度的产量最高。因此,在松嫩平原西部地区,白燕2号籽粒生产的适宜种植密度为450万株·hm^-2,饲用干草生产适宜种植密度为750万株·hm^-2。     

密度对高油玉米298产量和含油率的影响

以高油玉米298为材料,研究了密度对高油298产量和含油率的影响.结果表明:密度对高油298的产量和含油率有显著影响,随密度增加,高油298的穗粒数、百粒重、子粒的含油率降低;吐丝期光合速率随密度增加而下降;成熟期粒叶比随密度增加而减小;子粒产量均在一定范围内先升后降.在本试验条件下,获得最高子粒产量的密度为60 000株/hm²,产量为7 472.4 kg/hm²,子粒含油率为9.84%,综合考虑子粒产量和含油率二因素,密度为60 000株/hm²时油产量最高,为643.2 kg/hm²。     

化控条件下密度对夏玉米产量及产量性状的影响

品种、密度、化控剂三因素试验表明,密度是影响玉米产量的主要因素,化控条件下,不同类型玉米品种产量随密度的增加均呈先增后减的趋势。郑单958适宜密度75 000～82 500株/hm²,先玉335为67 500～75 000株/hm²,化控剂的使用并不能改变品种的适宜密度;化控条件下穗长、穗粗、行粒数与密度呈负相关,秃尖长与密度呈正相关;先玉335穗行数、千粒重随密度增加而减少,郑单958穗行数、千粒重随密度增加先增后减;化控条件下,随密度的增加穗位高增高、植株重心高度先增后降;先玉335株高降低,郑单958株高先增后降。化控剂可有效降低穗位高、植株重心、株高,降低穗位高进而降低植株重心高度增强抗倒能力是密植稳产关键因素。     

玉米和小麦间作农田水分动态变化的研究

本文讨论了清种玉米、清种小麦、玉米和小麦间种比例分别为4∶1、3∶1和2∶2农田的水分动态变化.结果表明,由于小麦和玉米的强烈竞争和相互影响使作物的农田水分动态变化和作物耗水量产生变异,以及受时空分布差异的影响,最终导致不同处理的作物产量和水分利用效率出现明显差异.其中3∶1间种具有较好的综合效果.小麦产量达到2707.2kg/hm²,玉米产量达到11191.5kg/hm²,而清种小麦和清种玉米的产量分别为2355kg/hm²和10153.5kg/hm².     

灌水量与夏玉米光合性能及产量的关系

利用大型防雨设施池栽,研究灌水量与夏玉米光合性能及产量的关系。结果表明,灌水量与夏玉米光合性能及产量呈高度正相关,不同灌水量对群体光合速率、单叶光合速率、光合速率日变化、叶面积发展动态、干物质积累量及干物质生产率产生显著差异,并随生育进展而加剧。根据产量与耗水量的关系,夏玉米13 500 kg/hm²产量水平的耗水量在630 mm左右,9 000 kg/hm²产量水平的耗水量在490 mm左右,200 mm左右为夏玉米经济产量形成的耗水临界值。穗期、花粒期土壤水分状况不同是导致产量及光合性能差异增大的重要原因之一,保证夏玉米中、后期水分适宜是提高光合性能及产量的重要条件之一。     

辽北地区增密种植对玉米机械粒收质量的影响

2019年在辽宁省铁岭市铁岭县蔡牛镇和2019、2020年在昌图县老城镇开展大田试验，探索辽北地区增加种植密度对玉米机械粒收质量的影响。结果表明，供试品种种植密度由 6.0 万株/hm²增加到 7.5 万和 9.0 万株/hm²，均表现出明显的增产趋势，其中最大增幅达15.11%。随着种植密度的增加，品种的生育期呈缩短、收获期子粒含水率呈下降趋势，其中子粒含水率下降幅度为0.1～2.6个百分点。增加种植密度对收获子粒的破碎率、杂质率和损失率没有显著影响。由此可见，在辽北地区增加玉米种植密度不仅增产，而且能够降低收获期子粒水分、有利于机械粒收。     

不同时期干旱和干旱程度对夏玉米生长发育及耗水特性的影响

通过防雨棚下测坑试验,研究不同生育期干旱,设轻度干旱和重度干旱对夏玉米生长状况、耗水规律、产量以及水分利用效率的影响。结果表明,不同生育期干旱均会抑制植株株高和叶面积指数增长,受旱越重,株高和叶面积指数越小。适宜水分处理的植株株高与叶面积长势优于其他处理;与适宜水分处理相比,随着干旱时期的后移,产量呈先降后升的趋势,其中,苗期轻度干旱的处理减产最少,为9.88%,抽雄期重度干旱穗粒数最少,为349.98粒,减产最多,达32.67%;夏玉米拔节期重度干旱处理的耗水量最低,为258.09 mm,任何生育阶段受旱,其日耗水量随着干旱程度的加重而降低。对各处理产量和耗水量进行分析,两者呈良好的二次曲线关系,拔节期轻度干旱处理的水分利用效率(WUE)最高,为2.202 kg/m3,其次是苗期重度干旱的处理,后期干旱处理由于减产幅度超过节水的幅度,WUE降低。通过对各处理的产量和WUE综合分析,确定了夏玉米节水高产的灌溉控制指标。     

聚丙烯酰胺连年施用对燕麦生产的影响

为探明聚丙烯酰胺(PAM)施用后对燕麦不同生育阶段水分利用的影响,在长城沿线旱作丘陵区,设置6个处理,分别为对照(CK)、PAM施用一年(M1)、PAM连续施用二年(M2)、PAM连续施用三年(M3)、PAM连续施用四年(M4)、PAM连续施用五年(M5),通过大田试验,研究PAM施用不同年限对燕麦不同生育阶段的土壤保水、燕麦耗水特征、水分利用效率等特性的影响。结果表明,施用PAM提高了燕麦田不同生育阶段0~60cm土层的土壤含水量,促进了燕麦生物量的积累,降低了燕麦总耗水量,提高了燕麦产量和水分利用效率。各处理中,M4和M5处理的土壤含水量及贮水量均高于其他处理,而总耗水量最低,差异均显著(P0.05);M1、M2处理的多数被测指标与CK无显著差异。苗期0~10cm、拔节期10~20cm、抽穗期20~40cm、灌浆期0~10cm、成熟期10~20cm和40~60cm土层土壤含水量对产量的影响最大。各生育阶段,除播种-苗期及抽穗-灌浆期外,M5处理耗水量均显著低于M4处理。M4处理的经济效益和水分利用效率均最高,较对照分别增加35.67%和3.67kg·hm~(-2)·mm~(-1)。综合考虑产量、经济效益、水分利用效率,燕麦旱作地区应连续4年施用聚丙烯酰胺。     

中国玉米需水量与需水规律研究

中国春玉米需水量变化在400～700mm,自东向西逐渐增加,低值区在东部牡丹江一带,高值区在新疆哈密一带。夏玉米需水量变化在350～400mm,济南附近为高值区;春玉米需水高峰期为7月中旬至8月上旬,即拔节-抽穗阶段,日耗水量达4.5～7.0mm/d。夏玉米需水高峰期为7月中下旬至8月上旬,同样在拔节-抽穗阶段,日耗水量达5.0～7.0mm/d。春玉米和夏玉米生长期棵间蒸发量分别占需水量的50%和40%。     

不同时期亏水对糯玉米产量和水分利用的影响

通过盆栽试验,研究苗期-拔节前期、拔节后期-孕穗期和孕穗期-开花期不同亏水水平即重度缺水(35%～45%θf,θf为田间持水量)、中度缺水(45%～55%θf)、轻度缺水(55%～65%θf)和正常灌水(CK,65%～80%θf)以及拔节后期-孕穗期和孕穗期-开花期不同亏水水平组合对糯玉米产量、耗水量和水分利用效率(WUE)的影响。结果表明,与CK处理相比,苗期-拔节前期各亏水处理,拔节后期-孕穗期、孕穗期-开花期轻度、中度亏水处理耗水量减少10.8%～19.8%,干子粒产量降低不显著,对WUE无显著影响;拔节前期-孕穗期中度和轻度亏水组合与孕穗期-开花期中度或轻度亏水组合耗水量减少15.8%～22.8%,总干物质量显著降低,产量降低不显著,对WUE无显著影响。     

高产条件下不同小麦品种耗水特性及籽粒产量的差异

为给高产条件下小麦生产提供合理的节水灌溉方案,以山农15和烟农21为材料,设置3个水分(0~140 cm土层平均相对含水量)处理［W0：拔节(60%)+开花(55%);W1：拔节(75%)+开花(65%);W2：拔节(75%)+开花(75%)］,研究了不同小麦品种耗水特性、籽粒产量及水分利用效率的差异及对水分供应的响应。结果表明,两品种在W1处理下灌溉水利用效率最高;W2处理获得最高的籽粒产量和水分利用效率;在W1和W2条件下,山农15籽粒产量和水分利用效率显著高于烟农21。山农15各水分处理的总耗水量显著高于烟农21。在W0和W1条件下,山农15播前土壤贮水利用量和比例显著高于烟农21,而生育期降水利用比例低,灌溉水利用量无显著差异;在W2条件下,山农15播前土壤贮水利用量高于烟农21,生育期降水利用比例无显著差异,灌溉水利用量和比例高。在W0和W1条件下,山农15对20~60、60~100、140~200 cm土层的播前土壤贮水利用量均高于烟农21,说明山农15利用中下层播前土壤贮水的能力高。在本试验条件下,山农15为高产和高水分利用效率品种,两个品种均以W2为兼顾高产和高水分利用效率的最佳水分处理。     

东北地区沟垄和地膜覆盖对土壤水分分布及利用的影响

定量化分析沟垄和地膜覆盖对玉米根区0～100 cm土壤水分分配、耗水量和玉米水分利用效率的影响。结果表明,与平作不覆膜(NRF)相比较,沟垄不覆膜(RF_0)没有提高出苗前玉米根区0～20 cm土壤含水量,沟垄覆膜(RF_(100)和RF_(58))提高玉米种子周围0～10 cm土壤水分含量。RF_0处理没有使玉米最大日耗水量提前,覆膜处理提前10 d。沟垄种植(RF_(100)、RF_(58)和RF_0)没有降低花期最大日平均耗水量,提高玉米产量水分利用效率和干物质水分利用效率,覆膜处理进一步提高。沟垄和覆膜处理对水分吸收和利用受降水年型的影响,这种提高效应在少雨年份尤为明显。沟垄覆膜处理可有效规避作物生长发育过程中由于降水分布不均引起的干旱风险,确保作物高产、稳产。     

玉米秸秆还田对砂姜黑土水分动态及冬小麦水分利用效率的影响

为给冬小麦水分高效利用提供科学依据,根据土壤-植物-大气连续体(SPAC)原理,利用野外小型蒸渗仪,以不施肥为对照(CK),原位研究了配方施肥(PF)以及配方施肥+秸秆还田(PF+JG)处理对砂姜黑土水分动态和冬小麦水分利用效率的影响.结果表明,秸秆还田主要影响0～40 cm土层土壤剖面水分含量,而40～80 cm土层土壤水分含量基本保持稳定.在小麦出苗期和拔节期,PF+JG处理的0～40 cm土层土壤含水量较PF处理分别提高50.9％和34.6％.土壤水分最大有效库容在小麦全生育期呈单峰变化趋势,峰值在返青期;PF+JG处理的出苗期土壤水分最大有效库容较CK和PF处理增加了8.25％和20.82％,拔节期增加8.07％和10.95％,且均差异显著(P＜0.05).PF+JG处理的土壤水分入渗量分别是CK和PF处理的4.53和3.55倍;小麦耗水量较PF处理降低9.2％;小麦产量和水分利用效率分别比CK和PF处理增加124.1％、18.8％和144.0％、30.8％,且差异达显著水平(P＜0.05).说明秸秆还田对冬小麦产量和水分利用效率的提高作用与增加土壤水分有效库容、水分入渗量和减少总耗水量有关.     

覆盖对喷灌夏玉米植株生长和产量的影响

在夏玉米生育期间设75%、65%、55%田间持水量3个灌水控制下限,研究地膜覆盖和不同秸秆覆盖量对喷灌夏玉米生长发育、产量、耗水量及水分利用效率的影响。结果表明,地膜覆盖能明显促进植株的生长,地膜覆盖和秸秆覆盖量大于7 500 kg/hm2处理的增产效果相当,覆盖增产效果均随着土壤水分的降低而增加。地膜覆盖处理耗水量最小,无覆盖的最大;秸秆覆盖处理的耗水量随着覆盖量的增加呈减少趋势,土壤水分越高的处理,覆盖节水量越多。地膜覆盖处理的水分利用效率(WUE)最高,比不覆盖处理提高50%以上;秸秆覆盖处理的WUE随着覆盖量的增加而增加,当覆盖量达到7 500 kg/hm2时,WUE的增加幅度变小。     

裸燕麦不同生育时期对干旱胁迫后复水的响应

为给裸燕麦(Avena nuda L.)高效节水生产提供理论和技术支持,在温室盆栽条件下,研究了裸燕麦持续性干旱胁迫后不同生育时期复水的生理响应。结果表明,拔节-抽穗期内复水较正常供水处理显著(P<0.05)提高株高6.57%～7.67%,其他时期复水株高与正常供水处理差异不显著(P>0.05);拔节-孕穗期和抽穗-灌浆期内复水,裸燕麦功能叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(Ci)、胞间CO2浓度(Gs)和蒸腾速率(Tr)等光合参数均表现出补偿或超补偿效应,灌浆期后复水无法恢复叶片正常光合能力;拔节期、孕穗期、抽穗期和灌浆期复水,较持续干旱胁迫处理显著提高裸燕麦籽粒产量,产量增幅分别为14.29%、152.38%、66.67%和32.80%;孕穗-灌浆期复水有利于提高灌溉水利用效率。说明裸燕麦持续干旱胁迫后孕穗期和抽穗期复水对植株生长、功能叶片光合能力和产量的补偿效应明显,有利于灌溉水高效利用。     

玉米拔节期水分胁迫对植株性状、光合生理及产量的影响

利用盆栽试验研究了拔节期水分胁迫对玉米植株性状、光合生理及产量的影响。结果表明,玉米拔节期轻度、中度、重度水分胁迫处理的株高、茎粗、单株叶面积、地上部风干重、根风干重和根长均低于对照,根冠比高于对照。在子粒灌浆期测量,轻度、中度、重度水分胁迫处理的光合速率低于对照,叶片水分利用效率均高于对照。拔节期轻度、中度、重度水分胁迫处理分别比对照减产7.50%、21.04%和26.19%。