节水灌溉方式下作物需水量和灌溉需水量研究综述

中国是一个严重缺水的国家,农业用水浪费严重,发展节水农业势在必行。作物生长需水量与灌溉需水量密切相关,作物生长需水量估算方法各异,并以彭曼公式为主,该公式与参照作物需水量(ET0)和作物生长系数(Kc)有关。计划灌溉需水量是节水灌溉管理的一个重要因素,其定额方式各有利弊,仍然以农田水量平衡方程为主要评估手段。     

黔中地区玉米作物系数及作物需水量研究

[目的]观测贵州省黔中地区主要农作物之一玉米的作物系数及需水量,为该地区节水农作制度的引进和建立提供理论依据。[方法]通过对玉米划分不同的处理方式,观测不同处理方式下玉米各生育阶段的相关因子变化,并计算出该地区玉米作物系数和作物需水量。[结果]黔中地区玉米脱粒晒干后净产量为4758.3kg/hm^2,需水量为520.56mm,玉米各生育阶段作物系数分别为：苗期—拔节0.71,拔节—抽穗0.80,抽穗—灌浆0.91,灌浆—成熟0.66。玉米水分生产力K=1.09m3/kg。[结论]黔中地区玉米需水量处于我国春玉米需水量中间值;玉米水分生产力较之贵州省平均水分生产力小0.23m3/kg。     

云南蒙自坝子主要作物需水量及灌溉需水量研究

根据蒙自坝子中部蒙自气象站1980—2010年逐月气象资料和相应的作物数据及CROPWAT软件,计算了蒙自坝子近31年来的作物需水量和灌溉用水量,通过排频,确定了不同作物在相应保证率下的灌溉用水量。研究结果表明,水稻、玉米、马铃薯、烤烟、花生等大春作物的多年平均作物需水量分别为696．2、427．7、517．8、414．0和469．0mm,作物需水量离差系数较小。大春作物生育期有效降雨量较多,故灌溉需水量很少,但水稻因为泡田用水、秧田用水、生长期渗漏等,导致灌溉用水量很大,成为灌溉需水量最大的作物;小春作物蚕豆、小麦、油菜的多年平均作物需水量分别为394．8、412．5、476．2mm。因为生育期内有效降雨量相对较少,小春作物灌溉需水量很大;甘蔗、蔬菜为全年种植（生长）作物,作物需水量分别为1308．3和1186．9mm,灌溉需水量分别为675．2和523．51／11／1,成为仅次于水稻的第2和第3位灌溉需水量最大的作物。该研究为蒙自坝子灌溉制度制定、作物种植结构调整提供了理论依据。     

宁夏中部干旱带气候变化及其对春玉米气候生产潜力的影响

根据宁夏中部干旱带盐池县、同心县和海原县气象站1961—2011年平均气温和降水量资料,分析该区域气候变化特征和规律,应用Miami和Thornthwaite Memorial模型探讨该区域春玉米生产潜力及其变化特征,并深入研究气候变化对春玉米气候生产潜力的影响。结果表明:1)研究区气候呈气温明显升高、降水波动减少的"暖干型"趋势变化。2)春玉米温度生产潜力呈逐年增加,降水和气候生产潜力呈波动中减少的趋势。3)研究区春玉米气候生产潜力平均值为5 037kg/(hm2·年),气候生产潜力与年平均降水量有着极其显著的线性相关,与年平均气温没有明显的线性相关,表明降水条件是制约研究区春玉米气候生产潜力的关键因子。未来气候变化显著影响着春玉米气候生产潜力,其中降水量变化对春玉米气候生产潜力的影响远大于气温变化的影响,降水的多少及变率对其限制作用将更明显。因此,应大力发展农业技术,合理安排农作物布局来适应气候变化,以保证春玉米产量和品质。     

云南禄丰干旱地区春玉米节水灌溉制度研究

干旱是制约春玉米产量提高的主要影响因素,禄丰县地处低纬高原,海拔1300—2754米,属中亚热带季风气候,年均气温16.2℃,年平均降雨量930～950毫米,县境内2平方公里以上的坝子25个,坝区面积占国土面积的8%,由于海拔的高差和降雨量分布不均,县境内部分乡镇在春季节干旱情况尤为突出。春玉米节水灌溉制度的合理制定与正确执行,对于充分发挥灌溉工程效益和解决因水资源缺乏对春玉米种植发展困境有着十分重要的指导意义。     

作物需水量与灌溉农业、气候变化的关系

本文论述发展灌溉农业的重要性和发展途径,把作物需水量的规律作为灌溉农业的科学依据,而作物需水量又受控于气候条件,特别是受人为气候变化的影响,需要引起重视。     

精确灌溉中作物需水量的研究进展

主要概述了作物需水量及影响因素以及作物需水量、作物蒸发蒸腾量测定方法、作物需水量理论模型研究进展。     

吉林省中西部地区玉米需水量的计算分析

根据Thornthwaite计算土壤蒸散量的方法,求算了吉林省中西部地区十市(县)玉米生育期的土壤潜在蒸散量及其生育期间逐月和不同生育阶段玉米的需水量。通过对同期实际降水及与土壤和蒸散有关的有效降水的分析,讨论了玉米各主要生育阶段的日耗水强度及需水量。同时计算了各地区玉米生长期间需水及土壤供水之间的平衡关系。结果表明,中部地区土壤供水基本能满足玉米生长的需要,而西部地区土壤供水远不能满足玉米生长的需要。     

微咸水灌溉对土壤盐分和春玉米生长发育的影响

通过田间小区试验,研究了3 g/L微咸水灌溉对土壤盐分动态和春玉米生长发育的影响。结果表明,用矿化度为3 g/L的微咸水灌溉可在土体中积累较多的盐分,对春玉米叶面积、株高、叶绿素含量、干物质、产量均有不良影响,玉米叶面积在玉米生长后期减少速度较快,干物质积累相对减少,玉米产量下降。在干旱年份微咸水灌溉致使玉米产量下降了28.0%,多雨年份玉米产量下降了10.4%,井渠混灌在干旱和多雨年份玉米产量则分别下降了14.0%和7.4%。     

宁夏引黄灌区春小麦节水灌溉模式的研究

黄河流域缺水将是一个长期的态势,今后有可能成为制约宁夏引黄灌区种植业生产发展的瓶颈。本研究在引黄灌区小麦套种玉米种植方式上小麦产4500 kg/hm2左右的生产水平下,模拟了5种灌水方式对小麦产量的影响.结果表明,在早灌头水的前提下,小麦全生育期灌4次水能够满足小麦正常生长发育对水分的要求,获得最高产量,在水资源正常情况下,应采用此灌水模式。在水资源短缺的情况下,从节水和提高水效益的角度考虑,可采取全生育期灌3水的控灌方式。全生育期灌水超过4次,不但浪费水资源,而且不利于产量的提高.     

灌水量和滴灌频率对甘肃省河西地区春玉米生长和水分利用的影响

为探究适合河西地区春玉米生长的灌水量和滴灌频率的最佳组合,采用‘咸科858’为试验材料,设置作物蒸发蒸腾量(ETc)60%(W_1)、80%(W_2)和100%(W_3)3个灌水水平和间隔4(D_1)、8(D_2)和12d(D_3)3个滴灌频率,共9个处理。生育期内,对春玉米株高、茎粗、叶面积指数(LAI)、干物质累积量和产量等进行测定。结果表明:同一滴灌频率下,W_3处理的株高、茎粗、LAI和干物质累积量均显著高于W_1和W_2处理,灌水量对春玉米产量、水分利用效率(WUE)和灌溉水利用效率(IWUE)影响极显著,其中产量在W_3最高,平均达到15 769kg/hm~2,比W_1和W_2分别提高29.68%和8.90%,而其IWUE最低,较W_1和W_2分别减少22.17%和12.68%,灌水量对春玉米耗水量有显著影响,且春玉米耗水量随灌水量增加而增加;同一灌水量下,亏缺灌溉(W_1和W_2)中D_1处理的生长指标、产量、WUE和IWUE最大;充分灌水(W_3)水平下,春玉米产量、WUE和IWUE均在D_2处理达到最大,分别为16 658kg/hm~2、3.16kg/m~3和4.3kg/m~3;灌水量和滴灌频率二者交互作用对春玉米株高、产量、WUE和IWUE有极显著影响;主成分分析法得出W_3D_2处理得分最高。综上,W_3D_2(100%ETc,间隔8d)处理高产且WUE较高,可作为河西地区春玉米生产的最佳滴灌灌水组合。     

气象因子对吴忠市利通区主要农作物灌溉制度的影响研究

从气象因素方面,分析了影响灌溉蒸发的温度、降雨、风速等因素,确定了春小麦、玉米、水稻的适宜播种、收获时期.春小麦的播种至收获适宜时间为3月11日至7月15日;玉米为4月20日至9月19日;水稻育秧至收获的时间为4月12日至10月4日.通过FAO-PM公式,对宁夏吴忠市利通区全年净水面蒸发量的实际观测结果与作物蒸散量(ET0)的变化趋势进行了分析,并对主要农作物春小麦、玉米、水稻的蒸散量(ETc)进行了计算,得出了灌水量、灌水时间等具体指标,以供实践参考.     

灌溉定额对半干旱区春玉米生长发育的影响

【目的】系统研究玉米光合生理特性和产量、水分利用特性对灌溉的响应,为吉林省西部半干旱地区提供有效的灌溉方式。【方法】2016-2017年,采用2年的大田试验,以华农887和先玉335为供试品种,设置T1、T2、T3和CK 4个灌溉处理,其玉米生育期内灌溉定额分别为200,120,40和0 mm,研究灌溉定额对玉米不同时期叶片光合特性、叶绿素荧光特性和产量及产量形成因素、水分利用特性的影响。【结果】T1处理2个玉米品种叶片的净光合速率(P_n)、胞间CO_2浓度(Ci)、气孔导度(Gs)和表观叶肉导度(AMC)在玉米4个发育时期中均显著高于CK,气孔限制值(Ls)均呈CKT3T2T1的变化趋势。T1处理的光系统Ⅱ的最大光合效率(F_v/F_m)、光系统Ⅱ的实际光合效率(ΦPSⅡ)在灌浆期和乳熟期中均显著高于CK;T1处理的光化学猝灭(qP)显著性高于CK,非光化学猝灭(NPQ)在灌浆期和乳熟期显著性低于CK。T1与T2处理间叶片光合特性和叶绿素荧光特性均无显著差异。灌溉定额条件下,2个玉米品种的产量、百粒质量显著高于CK。各灌溉处理玉米的耗水量表现为T1T2T3CK;T2处理的水分利用效率(WUE)最高,华农887和先玉335 2个玉米品种在2016年分别达到26.69和29.11 kg/(mm·hm~2),2017年分别达到33.29和26.41 kg/(mm·hm~2)。【结论】在吉林省半干旱区水分是限制玉米产量形成的重要因素,有效灌溉保持了叶片较旺盛的光合生理代谢水平,为其干物质生产奠定了生理基础,在生育期内灌溉定额为120 mm时,其产量、水分利用效率和光合生理特性均表现最佳,120 mm为吉林省西部半干旱地区的最佳灌溉定额。     

水分处理及覆膜历时对春玉米生理特性的影响

【目的】探究不同水分处理模式及不同覆膜历时对春玉米光合特性与根系活力的影响,为春玉米节水高产栽培提供参考。【方法】在移动式遮雨棚下,以"隆玉58"为供试材料,采用子母桶栽土培法和一般桶栽相结合的方法,研究全生育期充分灌水和分生育期调亏灌水2种水分处理模式,以及覆膜到拔节期、覆膜到抽雄期和全生育期覆膜3种覆膜历时对春玉米苗期、拔节期和抽雄期净光合速率、蒸腾速率、水分利用效率以及根系活力的影响。【结果】调亏灌水期间的土壤水分亏缺降低了春玉米叶片的净光合速率和蒸腾速率,抽雄期恢复充分灌水后,两者均有一定程度的改善。相对于叶片的净光合速率,蒸腾速率对土壤水分亏缺更为敏感。与充分灌水相比,调亏灌水有利于叶片水分利用效率的提高。充分灌水下根系活力大于调亏灌水,抽雄期复水后,除覆膜到抽雄期处理外,其余2个处理均与充分灌水无显著性差异。【结论】叶片蒸腾速率对土壤水分状况较净光合速率更为敏感,水分亏缺可提高叶片的水分利用效率,覆膜到抽雄期可获得较高的净光合速率和叶片水分利用效率。     

限量灌溉和施氮水平对春玉米生长及生理特性的影响

以春玉米品种金穗2号为材料,研究限量灌溉和施氮对春玉米生长及生理指标的影响。结果表明,较低的灌水量和施氮水平对春玉米苗期的叶面积和冠层的生长有一定的促进作用,但严重缺水会抑制其生长发育。灌水量适中（1012 m3/ha）,春玉米苗期平均叶面积显著高于其他处理;施氮水平达75 kg/ha可以满足春玉米苗期生长的需要,而大量施氮会造成烧苗,说明高氮和充分供水不一定利于玉米的生长。     

河西内陆灌区春小麦、玉米膜上灌水技术和地膜覆盖效应试验

2003 年和 2004 年在甘肃省张掖市甘州区二十里堡乡七号村进行了膜上灌条件下的覆膜春小麦和玉米的灌水技术及地膜覆盖效应的试验研究。结果表明地膜覆盖具有明显的增温保墒效应,在作物苗期增温效应尤为显著。覆膜农田地表下 5cm、10 cm、15 cm、20 cm 和 25 cm 在 8:00,14:00 和 18:00 三个时刻,苗期平均地温比露地玉米分别高 3.3 ℃,2.9 ℃,3.2 ℃,2.2 ℃和 2.1 ℃。在灌溉定额和畦长相同的条件下,春小麦整个生育期内,单宽流量为 1.3L/(m·s),在膜宽为 1.25 m的畦田内水流推进速度是露地畦灌的 1.64 倍,并且不会发生冲苗冲埂现象。在当地气候条件、土壤质地和作物栽培方式下,覆膜春小麦、玉米在全生育期内较当地露地节水灌溉系统的灌溉量(4 800m3/hm2和 9 000 m3/hm2)分别节水 2 000～2 400 m3/hm2和 4 000～4 500 m3/hm2,产量分别提高了 10 %～20 %和12 %～45 %。     

灌溉方式对西辽河平原玉米产量和水氮利用效率的影响

为科学选择适于西辽河平原春玉米生产的灌溉方式,于2018—2020年在通辽市、赤峰市、兴安盟,采用3种灌溉方式——浅埋滴灌、膜下滴灌和传统畦灌开展试验,探究其对春玉米产量和水、氮利用效率的影响。结果表明,在玉米吐丝后,通辽市和赤峰市浅埋滴灌的干物质积累量显著(P<0.05)高于传统畦灌。浅埋滴灌下,玉米茎鞘干物质转运率和转运贡献率较膜下滴灌、传统畦灌分别高9.31%、15.25%和13.45%、29.07%,叶片干物质转运率和转运贡献率分别提高15.17%、32.38%和6.93%、47.82%。在3种灌溉方式下,春玉米吐丝前、吐丝后的干物质积累量均与产量呈显著(P<0.05)正相关。总的来看,浅埋滴灌下春玉米的产量较膜下滴灌和传统畦灌平均增产3.43%和7.43%,膜下滴灌较传统畦灌平均增产3.87%。在灌溉水利用效率上,浅埋滴灌和膜下滴灌均显著(P<0.05)高于传统畦灌;在氮肥偏生产力上,除2018年兴安盟试验点外,浅埋滴灌均显著(P<0.05)高于传统畦灌。综合产量、水氮高效利用等因素,浅埋滴灌的灌溉方式为西辽河平原和拟生态区适宜的灌溉方式。     

减氮对引黄灌区春玉米氮素吸收利用和淋失的影响

为探究不同减氮水平下春玉米产量及氮素吸收利用和氮素淋失损失特征,为宁夏引黄灌区春玉米氮肥合理施用提供理论依据,本研究于 2021—2022年在宁夏引黄灌区基于渗漏池进行了连续两年的田间定位试验,以先玉 1225为供试玉米品种,设置了5个氮水平,施氮量分别为常规施氮420 kg·hm^-2 （N-420）、减氮14.29%（N-360）、减氮35.71%（N-270）、减氮57.14%（N-180）、不施氮处理（CK）,对春玉米产量、氮素吸收利用和氮素淋失损失量进行测定分析。两年数据均表明,农户常规施肥与减氮14.29% 处理籽粒产量没有显著差异（P＜0.05）,减氮 35.71% 处理较常规施肥处理产量降低。2021年减氮 35.71%、减氮 14.29% 处理较常规施肥处理籽粒产量分别降低了 8.60%和 3.59%,2022年减氮 35.71%处理籽粒产量较常规施肥处理降低 11.46%,而减氮14.29%处理与常规施肥处理相比籽粒产量增加1.42%。氮肥表观利用率、氮肥农学效率、地上部氮素收获指数两年数据均显示减氮 35.71% 处理高于减氮 14.29% 处理和常规施肥处理。氮肥偏生产力随着施氮量的增加逐渐降低,与减氮 57.14% 处理相比,减氮35.71%、减氮14.29%和常规施肥处理分别降低19.57%、33.81%、42.59%。总氮淋失量随施氮量的增加而升高,减氮35.71%、减氮 14.29% 处理总氮淋失损失量较常规施氮处理降低 42.51% 和 18.09%。各处理氮素淋失中,硝态氮是主要形式,占总氮的45.50%~54.68%。相关性分析表明,施氮量与总氮淋失量呈正相关,随着施氮量的增加,总氮淋失量呈指数型增加（R²=0.998 6）。研究表明,与常规施氮量相比,减少35.71%施氮量下,春玉米产量平均减少10.03%,总氮淋失量平均降低42.51%,氮肥表观利用率、农学效率和偏生产力均提高。综合考虑认为,施氮270 kg·hm^-2可作为协调引黄灌区春玉米产量和环境安全的合理选择。