晋中旱地玉米耗水规律及农田水分平衡研究

采用中子测水技术与蒸发模拟微区相结合的农业物理学法,测得晋中旱地玉米生育期耗水量为300～350mm,其中玉米蒸腾耗水占40～50%,棵间土壤蒸发耗水占50～60%.土壤湿度越大,棵间土壤蒸发越高.浅层土壤水分蒸发较强,深层蒸发较弱.130～150cm土层蒸发几乎未波及到该层.玉米蒸腾与土壤蒸发耗水虽有一定联系,但基本上属于两个独立的过程.蒸腾与产量之间呈高度正相关.农田水分平衡状况对产量有明显的影响.     

河北省低平原雨养农田因雨种植技术研究

前言河北省低平原属半湿润易旱区,有耕地4283万亩,旱地半旱地占80％以上,属中低产地区。由于水资源匮乏,地下水资源超采,使金省水浇地面积以年减少37万亩的速度下降,早地农业是农业生产的龙头。受自然降水条件限制,低平原区旱地农业有别于西北地区旱地农业,比较系统成功的旱农技术措施尚未完善。为此,我们于1984～1990年在河北省低平原枣强县,对雨养农田水分利用率进行了研究。     

豫西旱地冬小麦农田耗水特征及调控措施的研究

通过对冬小麦不同降水年型的耗水特性特征与水分调控措施研究，结果表明：无论在何种降水年型，冬小麦在不同生育期的耗水规律基本是一致的，即抽穗-成熟期为冬小麦的耗水高蜂期，且前期耗水满足不了需求，后期也仅在丰水年满足耗水需求。因此必须采取措施储水保水，同时节约用水，提高水分利用效率。在水分调控方面，免耕、深松、补灌、覆盖是目前旱区行之有效的蓄水节水保水措施。     

旱作春玉米农田Priestley-Taylor模式参数的变化

Priestley-Taylor(PT)参考作物蒸散(ET₀)估算模式系数(α)的本地化研究,对于确定水资源高效利用的半旱地农业生产措施及精准灌溉具有非常重要的意义。本文以FAO(1998)推荐的Penman-Monteith (PM)参考作物蒸散估算方法为标准,采用涡度相关技术并根据气象数据信息,监测半干旱气候条件下旱作春玉米农田尺度水、热交换传输过程,以分析Priestley-Taylor模式参数α的变化特征并确定其本地化估算参数值。结果表明,年时间尺度变化过程中高海拔半干旱气候条件下根据PT模式推荐系数α=1.26确定的参考作物蒸散量(ET_{0-PT 1.26})估算值,在11月至来年4月份非作物生长季期间平均偏低21.2%,在5月至9月份旱作春玉米生育期内平均高于PM模式的参考作物蒸散量(ET_0-PM)估算值5.5%,研究站点旱作春玉米生长季本地化适宜的PT模式系数α值为1.15±0.06。在季节变化过程中,旱作春玉米农田近正午时刻实际PT模式系数平均值呈单峰型变化趋势,春玉米抽雄抽穗开花期达到高峰,平均值为0.67±0.08,苗期最低,仅为0.26±0.13,全生育期平均值为0.50±0.21。若要在半干旱气候地区根据PT模式准确估算参考作物蒸散量,需进行PT模式参数的本地化研究。     

夏玉米耗水量和耗水规律分析

在作物与水分关系研究中,产量是确定耗水量的重要因子,但不是唯一因子,要同时考虑水分利用效率和经济效益.本文在试验资料的基础上,研究了夏玉米产量和耗水量的关系,运用最优分割理论对水水利用效率进行最优分割:同时对不同水分处理的籽粒产量、秸秆产量、水分利用效率和灌水费用等进行综合评判,进而确定夏玉米耗水量指标.然后对不同生育阶段耗水规律和降水时间分布进行了分析.为夏玉米田间水分管理和进行气候评价提供依据.     

播期对雨养旱地春玉米生长发育及水分利用的影响

为了解决陕西渭北旱塬地区玉米播种期干旱缺水造成出苗不全、不整齐,导致产量低而不稳的问题,设置6个不同播期,研究对春玉米生长发育、干物质生产、产量形成、水分利用及环境因子的影响。结果表明,随着播期的推迟,玉米的生育期明显缩短,营养生长期、营养生长与生殖生长并进期变化范围为2~19 d,生殖生长阶段则相对稳定,变化范围仅为?3~5 d。在一定的时间范围内,不同播期处理间的单株干物质生产没有明显差异,但由于受播期调整后的土壤含水量变化影响,适宜播期的玉米花后雌穗干物质积累量、籽粒产量及水分利用效率分别较早播和晚播提高4.0%~23.6%、3.9%~24.5%和6.6%~14.5%。早播影响产量的主要因素是播种期土壤含水量低而造成的出苗差,实际收获穗数不足;晚播影响产量的主要因素是生殖生长期后移,有效积温和日照时数减少造成的花后干物质积累减少、千粒重下降。适期播种可以增加田间实际收获穗数,促进雌穗花后干物质积累,提高玉米的水分利用效率。结合该区生态因素,5月4日以前适墒播种是玉米高产的有效避旱播期。研究结果可为该区春玉米抗逆避旱高产栽培提供有效的技术参考。     

春玉米春大豆间作种植技术研究

采用回归正交旋转组合设计的方法,选择春玉米间作春大豆的畦幅、春玉米密度、春大豆密度三个农艺因子,布置田间参数试验,通过对试验结果的分析,建立了春玉米间作春大豆的总产、春玉米产量、春大豆产量及净产值的三元二次回归模型。根据建立的模型,进行了因子效应分析,并结合计算机模拟寻优,对春玉米间作春大豆的畦幅及其复合群体结构进行了优化。     

不同玉米品种耗水特性及其水分利用效率的差异研究

本文通过盆栽控水试验结果表明:分4个生育时期研究,在中度水分胁迫下,12个品种以生物学产量计算的水分利用效率显著或极显著高于正常适宜供水条件.12个品种在耗水量、干物质积累和水分利用效率上存在显著或极显著差异,其中郑单958、掖单13、陕单911这3个品种属于高水分利用效率、高产、耗水型品种;中单2号属于高水分利用效率、中产、中等耗水型品种;农大60、陕单902属于高水分利用效率、中产、节水型品种;户单1号、掖单19、沈单10号这3个品种属于中等水分利用效率,生物产量表现一般、节水型品种;户单4号、陕单9号和丹玉13这3个品种属于低水分利用效率、生物学产量较低、节水型品种.     

春玉米春大豆间作的种植技术研究

采用回归正交旋转组合设计的方法,选择春玉米间作春大豆的畦幅、春玉米密度、春大豆密度三个农艺因子,布置田间参数试验,通过对试验结果的分析,建立了春玉米间作春大豆的总产、春玉米产量、春大豆产量及净产值的三元二次回归模型。根据建立的模型,进行了因子效应分析,并结合计算机模拟寻优,对春玉米间作春大豆的畦幅及其复合群体结构进行了优化。     

春玉米优质栽培初探

随着春玉米生产水平的提高和计算机的应用,许多专家、学者先后开展了作物模式化高产栽培研究。但这些研究均未涉及高产下的优质问题。近年来,江苏农科院及南京农业大学等研究了氮、磷肥对小麦籽粒品质及产量的影响。但有关玉米优质栽培的研究尚未见报道。在春玉米模式化高产栽培研究的基础上,我们进行了本项研究,旨在探讨春玉米高产条件下,栽培措施与品质间的关系,及筛选出优质栽培的最佳农艺组合方案,为春玉米优质栽培提供理论依据。     

绿洲灌区不同密度玉米群体的耗水特性研究

针对水资源不足严重制约绿洲灌区玉米生产,密植对玉米耗水特性影响研究薄弱,以及生产实践中缺乏调控种植密度以同步提高产量和水分利用效率的理论依据等问题,2012—2015年,以先玉335为参试品种,在相同施肥、灌水制度下,设75 000株hm–2(低,D1)、87 000株hm–2(中,D2)、99 000株hm–2(高,D3)3个密度水平,探讨密度对玉米耗水的时间动态、耗水结构以及利用效率的影响,以期为优化密植增产节水技术提供理论依据。结果表明,随密度增大,玉米全生育期总耗水量(ET)增大,大喇叭口期至吐丝期是耗水量增大的主要时期,高、中密度处理与低密度处理相比,全生育期总耗水量4年平均分别高22.8%、14.4%,大喇叭口期至吐丝期平均分别高28.4%、18.2%,其他生育时期不同处理的耗水量差异不显著。增加密度可降低玉米的无效耗水,提高水分利用率,高、中密度处理较低密度处理全生育期的棵间蒸发量(E)4年平均分别减少56.5 mm、27.6 mm,密植降低棵间蒸发量的主要时期在拔节至灌浆期,其中大喇叭口期至吐丝期的日均棵间蒸发量分别减少0.51 mm、0.27 mm;高、中密度与低密度处理相比,全生育期的E/ET分别降低15.8%、6.2%,其中拔节至大喇叭口期减小幅度最大,分别为22.1%、10.7%。与低密度处理相比,高、中密度处理的籽粒产量分别提高了17.9%、14.8%,但高、中密度处理间的产量差异不显著;高、中、低密度处理的水分利用效率(WUE)分别为18.2、19.3和16.8 kg hm–2 mm–1,中密度处理的WUE显著高于低密度处理;与低密度处理相比,高、中密度处理4年平均灌溉水利用效率(IWUE)分别提高了34.5%、19.6%。本研究说明,在传统供水覆膜条件下,进一步增加种植密度是干旱绿洲灌区提高玉米产量和灌溉水利用效率的可行措施。     

西北绿洲灌区水氮耦合对燕麦品种陇燕3号耗水特性及产量的影响

灌水和施肥,尤其是施氮肥,是调控作物生长和增加产量的两大重要技术措施,其互作是燕麦高产高效栽培中重要因素。2014—2015年连续2个生长季,在甘肃河西绿洲灌区的田间试验设3个定额灌溉和3个施氮(纯氮)水平,研究水氮耦合对陇燕3号农田0~150 cm土层耗水量、棵间蒸发、产量及水分利用效率的影响。3个灌溉处理的灌水量分别为270 mm(I_1)、337.5 mm(I_2)和405 mm(I_3),3个施氮水平分别为90 kg hm~(–2)(N_1)、120 kg hm~(–2)(N_2)和150 kg hm~(–2)(N_3)。从播种到成熟,燕麦阶段耗水强度呈先增后减趋势,抽穗至灌浆是最大耗水期,且同一施氮水平下,阶段耗水强度随灌水量增大而显著增加。在全生育期内,棵间蒸发量(E)及土壤水分蒸发量占总蒸发量的比例(E/ET)表现先降后升趋势,且相同施氮量下,拔节至灌浆期随灌水量的增大而增大,而灌浆至成熟期则随灌水量的增大而减小。相同施氮量下,燕麦产量随灌水量增加而显著增加,水分利用效率却随灌水量增加而降低。产量N_3I_3最高(5466.0~5727.5 kg hm~(–2)),N_3I_2次之(5428.5~5678.5 kg hm~(–2)),N_1I_1最低(4504.5~4804.3 kg hm~(–2));水分利用效率N_3I_2最大(12.11~12.82 kg mm~(–1) hm~(–2)),N_3I_1次之(12.04~12.63 kg mm~(–1) hm~(–2)),N_1I_3最小(9.79~10.58 kg mm~(–1) hm~(–2))。由此表明,水氮耦合对燕麦水分利用及产量具有显著互作效应。施氮量150 kg hm~(–2)、灌溉定额337.5 mm是西北绿洲灌区燕麦种植较佳的节水、高产水氮管理模式。     

高产小麦耗水特性及干物质的积累与分配

在2005—2006年和2006—2007年小麦生长季降水量分别为128.0 mm和246.4 mm条件下, 采用不同灌水量处理, 研究了高产条件下冬小麦的耗水特性和小麦干物质的积累与分配。结果表明, 底水和拔节水分别灌溉60 mm处理(W2)在两个生长季获得了最高的籽粒产量, 2005—2006年生长季其水分利用效率和灌溉水的利用效率均显著高于其他灌水处理; 2006—2007年生长季, 其水分利用效率较高, 降水量、灌水量和土壤供水量分别占农田耗水量的47.32%、23.04%和29.64%; 与不灌水处理(W0)相比, 灌水处理显著提高开花后干物质的积累量和开花后干物质积累量对籽粒的贡献率, 以W2处理最高, 分别达8 241.59 kg hm-2和84.18%。灌水量过多显著减少光合产物向籽粒的分配, 使产量降低。随灌水量增加, 小麦全生育期耗水量显著增大, 灌水量占农田耗水量的比例增加, 降水量和土壤供水量占农田耗水量的比例均降低, 以土壤供水量所占比例降低最大。综合考虑小麦的籽粒产量和水分利用效率, 在本试验条件下, 以底水和拔节水各60 mm的灌溉量为最优。在小麦生长季降雨量为246.4 mm条件下, 仅灌60 mm底水亦可获得较高的籽粒产量, 其土壤供水量占农田耗水量的比例和灌溉水的利用效率高于底水和拔节水处理。     

春玉米胚的建成规律

采用三因素二次饱和Ｄ－最优设计方法，对不同密度、施氮量和播期的，春玉米胚的形态建成及脂肪含量变化研究结果表明，春玉米胚建成过程中，其鲜重、干重、体积均呈直线递增变化，递增幅度以鲜重＞体积＞＞干重；而含水率则呈直线下降趋势。密度增加、施氮量增大或期延迟，均使胚的鲜重、干重、体积有不同程度的下降，含水率则有不同程度的增加。胚中脂肪含量总的变化趋势呈单峰曲线，峰值出现在授粉后第３５天。随密度增加、施氮量     

夏玉米需水及耗水规律的研究

分析了试验地区夏玉米在降雨年型为-干旱年的需水与耗水规律。结果表明，试验条件下，夏玉米全生育期需水量为359．8mm。夏玉米日需水强度呈抛物线型，苗期较小，拔节到抽雄达到最大，抽雄到酸浆后需水强度逐渐减小。土体供水在耗水来源组成中所占比例很小，甚至出现负供水。但是在某个生长发育阶段，特别是出现水分胁迫的条件下，土体供水可在玉米耗水组成中占主导地位。     

不同水肥管理方式对春玉米籽粒灌浆特性、氮素利用及产量的影响

为研究内蒙古燕山丘陵区不同水肥管理条件对春玉米籽粒灌浆特性、氮素利用和产量的影响。以京单128为供试品种,采用不施氮(N0)、农民常规施氮+漫灌(CK)、农民常规施氮+膜下滴灌(DI)、膜下滴灌水肥一体化施氮(WF)4种水肥管理方式,并对其进行了对比研究。连续2年试验结果表明,在籽粒灌浆特性方面,WF处理表现最优,能有效延长灌浆期、提高灌浆速率,持续灌浆期较对照平均延长4.4 d,平均灌浆速率提高19.5%,且灌浆速率、灌浆时间均与籽粒产量呈显著正相关;在氮素利用方面,氮肥利用率、氮肥偏生产力、氮肥农学效率以及氮肥生理利用率均以WF处理最高、DI处理次之、CK处理最低,其中WF处理氮肥利用率最高达到了60.8%,平均值较对照处理(CK)提高了33.4个百分点;在产量方面,各处理表现为:WFDICKN0,WF处理较对照平均增产47.1%。综合分析,膜下滴灌水肥一体化施氮(WF)模式较适宜在该地区应用推广。     

春玉米植株体中蔗糖含量的变化

本试验对春玉米的叶片、叶鞘、茎秆和雌雄穗等器官的蔗糖含量的变化进行了分层次的系统研究.结果表明,随着春玉米生长发育进程,叶片、叶鞘蔗糖含量变化为二次多项式模型,茎秆为三次多项式模型,而雌穗呈单峰曲线变化.茎与雌穗之间蔗糖浓度的差异是子粒灌浆的内在动力之一.下部叶片的光合产物在生长发育前期起主导作用,上、中部叶片则在后期起主导作用,两部分光合产物均参与子粒生长发育.     

北疆春玉米覆膜、滴灌技术效应研究

为了明确覆膜和滴灌对北疆密植玉米产量、田间灌溉水利用效率（IWUE）和经济效益等因素的影响,于2017-2018年在新疆奇台农场设置膜下滴灌、露地滴灌、覆膜沟灌和露地沟灌4种灌溉方式开展技术效应研究。结果表明:不同灌溉方式处理玉米产量、IWUE和经济效益均表现为膜下滴灌>露地滴灌>覆膜沟灌>露地沟灌。2017年,膜下滴灌、露地滴灌、覆膜沟灌与露地沟灌相比分别增产36.8%、27.8%和16.8%;2018年,在600mm灌溉量下膜下滴灌、露地滴灌、覆膜沟灌与露地沟灌相比分别增产31.7%、22.4%和11.1%;在900mm灌溉量下,各处理产量比露地沟灌分别提高了20.7%、14.2%和7.3%。2017-2018年,滴灌处理的IWUE比沟灌提高16.9%~22.1%,经济效益提高了24.5%~35.3%;覆膜处理的IWUE比露地提高了7.8%~11.3%,经济效益提高了7.3%~13.0%。因此,在干旱灌溉区域密植结合膜下滴灌技术有利于获得高的产量、IWUE和经济效益,膜下滴灌是使得该区域春玉米高产、高效的最佳生产方式。     

节水灌溉对夏玉米蒸腾效率的影响

对高、中、低三个不同代水量下的夏玉米蒸腾效率研究结果表明，在强光照下，供水不足引起ＷＵＥ明显下降，而在北光照下，不同供水量的ＷＵＥ相差不大，灌浆期复水后则产。供水不足时ＷＵＥ由供水量和光照共同决定，这是由于在强光照下不同供水量之间Ｐｎ差异很大，Ｔｒ无差异，而在弱光照下，Ｐｎ无差异，Ｔｒ差别明显所致，在强光照下，供水４４５ｍｍ的ＷＵＥ明显高于供水３５０ｍｍ和２８０ｍｍ的ＷＵＥ；在弱光照下，上述三个供