冬小麦节水增产灌溉模式试验研究

针对华北高产粮区进行了冬小麦节水增产试验研究 ,随着灌水次数和灌溉水量的增加 ,冬小麦总耗水量也增加 ,冬小麦消耗土壤水的份额逐渐减少 ,主要以消耗灌溉水为主。 2 0 0～ 30 0 cm土层的土壤水随着灌溉水量的增加 ,利用率逐渐减小 ,最佳灌水模式为春季 2水 (试验年份为偏旱年型 )。冬小麦产量为 771 6.7kg/hm2 ,水分利用效率为 1 5 .92 kg/hm2·mm,灌溉水利用效率为 34 .3kg/hm2·mm。     

拔节期水氮处理对冬小麦耗水特性和水分利用效率的影响

【目的】探索黄淮地区冬小麦适宜水氮管理模式。【方法】通过田间小区试验,研究了不同灌水量(90 mm (W1)、60 mm (W2)、0 mm (W3))和施氮量(300 kg/hm2(N1)、225 kg/hm2(N2)、150 kg/hm2(N3))对冬小麦耗水特性、产量和水分利用效率的影响。【结果】灌水量从0增加到90 mm,冬小麦耗水量增加了67～106 mm,降水和土壤供水量占耗水量的比例降低;随施氮量增加,冬小麦耗水量和土壤供水占耗水量的比例增加,降水所占比例降低。相同灌水条件下,灌水量和降水量占总耗水量比例随施氮量增加而降低;施氮量从150 kg/hm2增加到300 kg/hm2,土壤贮水量消耗占总耗水量的比例从1.6%～4.9%增加到8.3%～9.9%。拔节期灌水、追施氮肥提高了拔节—开花期、开花—成熟期阶段耗水量和平均日耗水强度;与W3N3处理相比,随灌水和施氮量的增加,拔节—成熟期的耗水量增加了7.4%～63.5%;增加灌水量降低了冬小麦水分利用效率、土壤水利用效率和灌溉水利用效率,提高了降水利用效率。在W1条件下,N1、N2处理的水分利用效率、降水利用效率和灌溉水利用效率分别比N3提高了18.18%～22.98%、24.66%～26.32%和24.68%～26.32%;在W2、W3条件下,水分利用效率、降水利用效率、灌溉水利用效率随施氮量的增加逐渐增加,土壤水利用效率随着施氮量增加逐渐减小。【结论】在试验条件下,综合考虑籽粒产量和水分利用效率,拔节期灌水90 mm、施氮225 kg/hm2和拔节期灌水60 mm、施氮300 kg/hm2为产量和水分利用效率兼优的灌溉施肥组合。     

不同氮肥条件下补充灌溉对冬小麦生长、产量和WUE的影响

【目的】促进农业用水施肥增效,初步探索出适宜于陕西关中地区干旱年冬小麦高产的合理水肥区间。【方法】设置灌水次数和施氮量2个因素,灌水次数分别为全生育期不灌水(I0)、拔节期灌1次(I1)、抽穗期灌1次(I2)、拔节期和抽穗期各灌1次(I3),拔节期、抽穗期和成熟期各灌1次(I4),施氮量设置为75 kg/hm2(F1)、150 kg/hm2(F2)、300 kg/hm2(F3),研究了冬小麦生长指标、产量和水分利用效率。【结果】①随着灌水量的增加而增加,旱作雨养种植增加了作物对土壤储水量的吸收利用,在收获后腾出了相应的土壤水分库容。土壤水分的消耗量随施氮量的增加而略有增加。②在同一水分处理下,冬小麦地上部干物质量各生育期均呈高肥中肥低肥,增施氮肥能够显著增加地上部干物质量,同一氮肥水平处理下,各生育期的干物质量均随灌水量的增加而增加,且补灌拔节水对增加干物质量有着显著正效应。③灌水对产量有着极显著影响,对水分利用效率无显著性影响;施肥对产量无显著影响,与水分利用效率有着极显著的正相关关系。F1I0处理产量最低3728.00kg/hm2,F3I4处理产量最大5 905.90 kg/hm2,高出F1I0处理58.42%。F2I1处理WUE为1.88 kg/m3,产量为5 377.1kg/hm2,比F1I0处理WUE高出48.77%,比F1I0处理产量高出44.24%。【结论】在干旱年条件下,施氮量150 kg/hm2和在拔节期补灌1次(F2I1)为陕西关中地区较为适宜的高效水肥管理措施。     

不同水氮管理模式下玉米光合特征和水氮利用效率试验研究

【目的】提高水氮利用效率、玉米产量和经济效益。【方法】设置3个灌水定额水平(W0:0 mm、W1:40 mm、W2:80 mm),4个施氮量水平(N0:0 kg/hm2、N1:180 kg/hm2、N2:230 kg/hm2、N3:280 kg/hm2),分析比较了不同水氮管理模式对拔节期春玉米光合速率、叶片瞬时水分利用效率(WUEi)、成熟期地上部分干物质量、产量、水分利用效率(WUE)、氮素积累量以及对氮素利用的影响。【结果】施氮可以显著提高拔节期光合速率,当施氮量由230 kg/hm2提高到280 kg/hm2,光合速率的增幅减小。施氮对WUEi有促进作用,而灌水定额在40～80 mm之间时,增加灌水定额不利于WUEi提高。N2W1处理的成熟期地上部分干物质累积量和产量较N0W0处理分别提高54.27%和78.36%。玉米水分利用效率在2.31～3.61 kg/m3之间,在各施氮水平下WUE表现为W0水平W1水平W2水平。灌水施氮处理植株和籽粒的氮素累积量明显高于N0W0处理的,施氮对成熟期籽粒和植株的氮素累积均有显著影响(P0.05)。W1水平下植株氮素积累量与W0水平差异显著,但与W2水平差异不大。W1水平下的籽粒氮素积累量最大,与W0水平差异显著。氮肥偏生产力随施氮量的升高而减小,在同一个施氮水平下,氮肥偏生产力表现为W1水平W2水平W0水平。N2W1处理的氮素籽粒生产效率最高,除N3处理外,当灌水定额增加时,氮素籽粒生产效率有所增加,但增幅变小。【结论】增加施氮量可以提高产量和干物质量积累,提升水分利用效率,而氮素利用效率随着施氮量的增加呈先增加后减小的趋势,氮肥偏生产力与施氮量负相关。建议当地采取灌水定额40 mm,施氮量230 kg/hm2的灌水施氮方式。     

种植模式和灌溉对冬小麦生长、产量及品质的影响

为了研究不同种植模式和灌水量对冬小麦生长、产量及品质的影响,2010-2011年在陕西杨凌对垄上覆膜沟播小麦与平作播种方式进行了对比试验。结果表明,冬小麦的产量随着灌水量的增加呈现先增后减的趋势。起垄覆膜沟播的产量和水分利用效率均明显高于平作。起垄覆膜中水处理比平作中水处理增产421kg/hm2,水分利用效率提高4.95kg/(hm2.mm)。籽粒粗蛋白含量随着灌水量的增加而降低,而淀粉含量则相反。基于综合因素考虑,选择覆膜中水产量和水分利用效率都达到最高,而蛋白含量仅比低水处理低0.53%,淀粉含量比高水处理低0.268%,因此在实践中选择覆膜中水处理(总灌水量260mm)可以实现节水、高产、优质目标。     

不同氮肥增效剂和水氮用量对冬小麦产量的影响

为研究不同氮肥增效剂及水氮用量对冬小麦产量的影响,采用裂-裂区设计进行了田间试验。其中,主区设3个灌水水平（W1:30mm、W2:60mm和W3:90mm）,副区设3个施氮水平（N1:75kg/hm2、N2:150kg/hm2和N3:225kg/hm2）,每个主区下各设一个不施氮处理为对照（CK）,副-副区为脲酶抑制剂（NBPT）和双效抑制剂（NBPT+DCD）两种氮肥增效剂处理,以传统施肥处理（CO）为对照。结果表明：灌水水平、施氮水平及氮肥增效剂类型均对冬小麦产量产生极显著影响（P<0.01）;随着灌水量/施氮量的增大,不同氮肥增效剂下冬小麦产量都呈现出先增加、后减小的趋势。NBPT和NBPT+DCD处理均在灌水量60mm、施氮量75kg/hm2时较CO的增产率达到最大,分别为20.23%和38.96%。回归分析和频率分析表明,NBPT处理在施氮量139~183kg/hm2、灌水量47~67mm的范围内,冬小麦可获得较高产量,在施氮量162kg/hm2、灌水量为48mm时,理论最高产量为7409kg/hm2;〖JP3〗NBPT+DCD处理在施氮量149~185kg/hm2、灌水量为50~65mm时,冬小麦可获得较高产量,在施氮量为158kg/hm2、灌水量51mm时,理论最高产量为8329kg/hm2;CO处理获得最高产量时的灌水量、施氮量区间分别为49~63mm、143~247kg/hm2,相应产量为5912~6443kg/hm2。综上,脲酶抑制剂和双效抑制剂均有明显的增产节肥效果,且以双效抑制剂效果更优。     

水氮耦合条件下冬小麦生长和氮素营养诊断

基于2年大田试验,对比研究了不同施氮量(N1:80 kg/hm2,N2:160 kg/hm2,N3:240 kg/hm2)和水分(W1:拔节期和抽穗期分别补灌30 mm,W0:不灌溉)处理对冬小麦地上部生物量累积、产量和水氮利用效率的影响。此外,构建了2种水分条件下的冬小麦临界氮浓度稀释曲线模型,并据此建立氮营养指数模型对冬小麦进行氮素营养诊断。结果表明,一定水分条件下,中氮处理的地上部生物量显著高于低氮处理,且与高氮处理差异不显著;一定施氮水平下,适当补充灌溉可提高冬小麦地上部生物量累积。2种水分处理的冬小麦地上部最大生物量与临界氮浓度间符合幂函数关系,拟合度均达到极显著水平,且在年际间具有较好的稳定性。综合氮营养指数和施氮量与产量的拟合曲线得出,W0和W1条件下,冬小麦获得最高产量时对应的施氮量分别为171和186 kg/hm2。2个冬小麦生长季,W1N2处理的平均水分利用效率分别较W0N2和W1N3处理提高10.57%和14.01%;平均氮肥利用效率分别较W0N2和W1N3处理提高10.97%和55.77%,是合理的灌水施肥处理。     

秸秆覆盖对冬小麦产量及水分生产效率的影响研究

为实现豫西半旱地区冬小麦节水高产栽培,提高水分利用效率,利用农田秸秆覆盖试验技术,研究了3种灌水模式下不同秸秆覆盖量对冬小麦生育期耗水量、作物产量以及水分利用效率（WUE）的影响。研究结果表明：秸秆覆盖对千粒重、穗粒数和产量的增长具有明显的促进作用,对公顷穗数的增长具有抑制作用。灌3水处理与灌4水处理相比较,产量与水分利用效率随覆盖量增加明显提高,产量和水分利用效率提高1.0%和1.6%,耗水量减少4%,实现了节水与高产的统一。灌2水处理下不同覆盖量的耗水量和水分利用效率都有所提高,但对产量影响不显著。试验最佳分配方案为灌3水处理与4 500 kg/hm2覆盖量。     

不同种植模式麦田水资源利用率及边际效益分析

选用山东省当前推广面积较大的"20+40"大小行、"20+40"沟播、"20+40"垄作以及常规等行距模式,研究不同种植模式对冬小麦农田水资源利用效率和边际效益的影响.结果表明,等行距、大小行、沟播和垄作种植模式的最大产量分别为7 778.6、7 624.8、8 684.6和8 893.7 kg/hm2,表明沟播和垄作都具有提高冬小麦产量的潜力,但在获得最大产量时,垄作的蒸散量比沟播提高了76.6 mm.沟播和垄作的最大水分利用效率均低于等行距和大小行,但沟播的最大水分利用效率在产量和蒸散量分别为7 858.8 kg/hm2和407.5 mm时获得,均显著高于其余3种种植模式.综合考虑各种种植模式的水资源利用效率和边际效益,以灌拔节和抽穗水条件下沟播的净收益最高,其产量为8 186.3 kg/hm2,灌溉量为120 mm,蒸散量为423.5 mm,水分利用效率为19.3 kg/(hm2·mm).表明在亏缺灌溉条件下,沟播是最适合在山东省推广的冬小麦节水种植模式.     

水氮耦合对滴灌春小麦根系时空分布及产量的影响

为明确新疆干旱区滴灌春小麦水氮耦合对小麦根系的时空分布、水氮利用率及产量的影响,以新春19号为试验材料,利用田间定位试验研究了4个灌水量处理(W0:0 m3/hm2、W1:1 500 m3/hm2、W2:4 500 m3/hm2、Wck:3 750m3/hm2)、4个施氮量处理(N0:0kg/hm2、N1:150kg/hm2、N2:450kg/hm2、Nck:300kg/hm2)对拔节期、抽穗期、开花期及成熟期小麦根系根长密度、根体积、根质量等在0~100cm土层的垂直分布、动态变化和产量及其构成因素的影响。结果表明,0~20cm是各处理根量值(根质量、根体积、根长密度)最大的土层,也是根系活动最为旺盛的区域;土壤水氮适宜(WckNck)时,表层根量增加;水氮过多会导致根系生长受抑(W2N2),根系活力下降,根系衰亡提前,影响水分吸收,导致水分、氮素利用率低且产量下降;水氮亏缺(W1N1)虽然有助于提高小麦水分、氮素利用率,但产量较低;土壤水分严重缺乏(W0N0),根系吸水困难,对表层土壤根系数量的增加不利,导致减产。建议在水资源相对充沛条件下滴灌小麦采用WckNck处理,更有利于实现节水、节肥和高产统一。     

黄河下游水情变化特征与引黄灌溉的可持续发展

自 2 0世纪 70年代以来 ,黄河下游年径流量逐渐减少 ,年最大流量亦在减少 ,1 990～ 1 995年本区引黄水量达到 1 0 7.8亿 m3 ,实灌面积达到 2 2 2 .3万 hm2 。1 995～ 1 999年全区用水量为 1 3 0 .5亿 m3 ,其中 ,流域内占3 1 .7% ,流域外占 68.3 %。本区河南段以引黄渠系自流灌溉为主 ,井灌为辅 ;山东段则是渠系自流、河网调蓄提灌和机井提灌相结合的综合引黄模式。本区作物灌溉定额 ,小麦为 2 66～ 3 3 5 mm,玉米为 1 1 5～ 1 3 9mm,大豆为 1 75～ 2 0 3 mm,棉花为 1 96～ 2 49mm,水稻为 699～ 75 4mm。引黄灌溉的发展潜力为 1 1 5 .8亿 m3 ,冬春占3 3 .4% ,夏秋占 66.6%。通过发展工程节水 (将综合节水率提高 7.6% )、实施适水种植 (将小麦播种面积下调1 0 .1 % ) ,则可节水 1 4.8%。     

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。     

不同灌水定额对冬小麦耗水规律及产量的影响

对比分析了不同灌水定额下冬小麦生长、产量及耗水特性。结果表明,冬小麦拔节至抽穗阶段,灌水定额较小时对株高增长不利。播种—拔节期和灌浆—成熟期阶段耗水量较大,但日耗水量较小;拔节—抽穗期和抽穗—灌浆期阶段耗水量较小,但日耗水量较大;不同灌水定额对穗粒数和穗长的影响较小,灌水定额越大,千粒质量和产量越高,但亩穗数和水分利用效率越低。综合考虑,灌水定额以900m3/hm2为宜。     

泾惠渠灌区冬小麦夏玉米连作需水量及灌水模式研究

为了寻求冬小麦-夏玉米连作下的节水高效灌溉制度,采用大田小区试验,在连作种植模式下,统筹分析了冬小麦和夏玉米的需水量及生育期内降雨量,并与当地传统灌溉制度进行了产量对比。结果表明,连作种植模式下,泾惠渠灌区冬小麦、夏玉米全生育期需水量分别为410 mm和400 mm。在年降雨量为490 mm时,连作种植1 a内的经济灌溉定额为305 mm,相比于传统灌溉能节水8.9%。连作条件下作物总产量为12 010 kg/hm~2,产量相对于传统单作种植增加了6.2%,达到了增产目的。在冬小麦抽穗期和夏玉米播种期减少灌水,可在保证产量的基础上有效提高水分利用效率,是更为优化的连作灌水模式。     

基于Meta分析的中国灌溉冬小麦产量及水分利用效率影响因素研究

【目的】目前针对灌溉冬小麦产量与水分利用效率影响因素的研究大多集中于某一特定区域,研究结果零散,针对上述问题,揭示宏观尺度下灌溉冬小麦产量和水分利用效率的影响因素。【方法】综合已发表的田间试验数据,采用Meta分析方法得出灌溉在不同地区的增产效应和水分效应,在异质性检验的基础上,通过Meta亚组分析探究灌溉定额、降雨量和平均气温等对冬小麦产量和水分利用效率的影响机制。【结果】与生育期不灌溉相比,灌溉使冬小麦总体增产39.34%,水分利用效率提高3.39%;增产率随灌溉定额的增加而增大,增幅最终趋于稳定,水分利用效率随灌溉定额的增加呈先增加后减少的趋势,当灌溉定额>240 mm时,冬小麦相对水分利用效率变化率显著降低11.29%;随着生育期平均温度上升,灌溉冬小麦增产效应显著提高,生育期均温>9℃时,冬小麦增产率高达45.81%;生育期降雨量对灌溉冬小麦产量影响显著,生育期降雨量处于干旱年份时灌溉增产效应最明显,增产率为72.48%。【结论】灌溉定额为60~120 mm更有利于提高冬小麦产量和水分利用效率。     

不同滴灌灌水定额对小麦的耗水特性和产量的影响

通过大田试验,探究滴灌条件下不同灌水定额的小麦耗水规律。结果表明,各处理间小麦的日均耗水量都呈双峰曲线变化,总耗水量呈先增大后减小的趋势。在灌水相对充足的条件下,耗水强度从小到大依次为完熟期拔节期抽穗扬花期孕穗期乳熟期灌浆期。拔节期一定的水分胁迫有益于小麦水分利用效率和单穗粒数的提高,灌浆期的耗水量对最终产量尤为重要。研究表明,T1(225m~3/hm~2)、T2(300m~3/hm~2)、T3(375m~3/hm~2)处理由于耗水量过低造成小麦减产。综合比较T4(450m~3/hm~2)、T5(525m~3/hm~2)、T6(600m~3/hm~2)处理,T5处理是最有利于节水增产的处理。该试验结果可为北疆地区滴灌小麦探究最优的灌溉制度提供合理的参考依据。     

套播夏玉米滴灌条件下的适宜水肥调配

麦行间套播夏玉米,采用滴灌方式和适宜灌水量、分期追肥、水肥结合、氮磷肥适宜调配等有效技术措施,全生育期追施氮（折纯Ｎ）、磷（Ｐ２Ｏ５）肥量分别保持在１６８～１８６ｋｇ／ｈｍ ２ 和１３２～１５９ｋｇ／ｈｍ ２ 水平时,可获取９４５０ｋｇ／ｈｍ ２ 以上产量,水分生产效益达到１．９ｋｇ／ｍ ３ 以上,显示出良好的节水增收效益     

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。