调亏灌溉对冬小麦产量和品质及其关系的调控效应

在大型启闭式防雨棚条件下,采用筒栽土培法,以专用型冬小麦(Triticum aestivum L.)为试验材料,就调亏灌溉(regulated deficit irrigation,RDI)对冬小麦籽粒产量和品质性状及其关系的影响进行了试验研究,旨在寻求适宜的水分调亏阶段(时期)和调节亏水度,为建立节水高产优质冬小麦RDI模式与指标提供技术参数。筒栽试验采用二因素(水分调亏阶段和调节亏水度)随机区组设计,冬小麦设置3个水分调亏阶段:返青-拔节(I)、拔节-抽穗(II)、抽穗-成熟(III);每个调亏阶段设置3个水分调亏程度:轻度调亏(L)、中度调亏(M)和重度调亏(S),土壤相对含水率(绝对含水率占田间最大持水率的百分数)分别为60%~65%,50%~55%,40%~45%。结果表明:小麦籽粒蛋白质含量与土壤含水量并非总是呈负相关关系,不同生育阶段控水对蛋白质含量的影响存在明显差异性,小麦蛋白质含量仅与拔节-抽穗期土壤相对含水量呈负相关关系。在小麦拔节以前施加轻度(60%~65%)或中度(50%~55%)水分调亏,籽粒产量、蛋白质产量和氨基酸产量等不会显著降低,甚或略有增产,重度(40%~45%)调亏会导致显著减产;拔节-抽穗期,即使是轻度调亏也会导致显著减产;灌浆期轻度调亏不会导致籽粒和蛋白质产量显著减少,而氨基酸产量略有增加,并且节水效果显著。小麦籽粒产量与蛋白质含量并非总是存在显著的负相关性,在一定条件下可以减弱或改变这种关系;小麦籽粒产量与品质性状间的关系在不同阶段RDI条件下存在显著差异性。据此认为,高产与优质的矛盾并非不可协调,初步证实了RDI提高小麦籽粒品质效应的真实存在和在小麦生产中以水调质的可行性。     

冬小麦调亏灌溉制度田间试验研究初报

大田试验结果表明,拔节期为冬小麦水分最敏感的生育时期,其次为孕穗期和抽穗￣开花期,而返青￣起身期充分供水则造成冬小麦明显减产。拔节期最大调亏程度为０￣５０ｃｍ土层土壤含水量≥田间持水量的６５％,过小则导致明显减产;孕穗￣抽穗期、抽穗￣灌溉前期最大调亏程度为０￣８０ｃｍ和０￣１００ｃｍ土层土壤含水层≥田间持水量的６０％;灌浆后期最大调亏程度为０￣１００ｃｍ土层土     

调亏灌溉对冬小麦生理机制及水分利用效率的影响

在人工控制试验条件下，采用子母盆栽土培法，以冬小麦为试验材料进行了调亏灌溉试验研究。结果表明，适时适度的水分调亏显著抑制蒸腾速率，而光合速率下降不明显，复水后光合速率又具有超补偿效应，光合产物具有超补偿积累，且有利于向籽粒运转与分配；抑制营养生长，促进生殖生长。冬小麦调亏灌溉的适宜时段为三叶—返青，调亏度为40%～60%田间持水率(θ_F)，历时约55 d；平均比对照增产0.88%～8.25%，节水12.80～18.55%，水分利用效率提高15.96%～32.98%。     

喷灌与地面灌溉条件下冬小麦籽粒灌浆过程特性分析

为比较喷灌和地面灌溉条件下冬小麦籽粒灌浆过程特性的差异,进而探讨喷灌对作物产量形成的影响机制,该研究以百农矮抗58为试验材料,采用大田试验的方法,应用Richards模型对喷灌和地面灌溉条件下冬小麦强势粒、弱势粒的籽粒灌浆过程进行了模拟。建立在Richards模型基础上的籽粒生长分析显示：与地面灌溉相比,喷灌处理使冬小麦强势粒、弱势粒的千粒质量均显著性提高。灌浆特征参数的比较表明,喷灌处理使冬小麦强势粒、弱势粒的起始势增强,到达最大灌浆速率的时间提前,平均灌浆速率和最大灌浆速率均增大。阶段灌浆特征参数的比较表明,在籽粒灌浆的前期,喷灌处理使冬小麦强势粒、弱势粒的灌浆持续期缩短,平均灌浆速率增加;在籽粒灌浆的中期和后期,喷灌处理使强势粒的灌浆速率均得到了提高,但对其灌浆持续期没有显著影响,使弱势粒的灌浆持续期均延长,灌浆速率均得到了提高。总体上讲,喷灌处理对弱势粒粒质量的影响程度大于强势粒,表明喷灌提高冬小麦的千粒质量主要是通过提高弱势粒的千粒质量来实现的。     

冬小麦调亏灌溉制度田间试验研究初报

大田试验结果表明,拔节期为冬小麦水分最敏感的生育时期,其次为孕穗期和抽穗～开花期,而返青～起身期充分供水则造成冬小麦明显减产。拔节期最大调亏程度为0～50cm土层土壤含水量≥田间持水量的65%,过小则导致明显减产;孕穗～抽穗期、抽穗～灌浆前期最大调亏程度为0～80cm和0～100cm土层土壤含水量≥田间持水量的60%;灌浆后期最大调亏程度为0～100cm土层土壤含水量≥田间持水量的50%,由此建立了冬小麦调亏灌溉制度。     

调亏灌溉下菘蓝耗水量变化特征

[目的]研究膜下滴灌调亏灌溉对河西地区菘蓝耗水量和产量的影响,为干旱、半干旱区菘蓝的高产种植提供理论依据。[方法]通过大田试验分析耗水量和产量变化。[结果]在营养生长期和肉质根生长期各处理的耗水量呈现出随着水分亏缺程度的加剧逐渐降低,与CK相比显著降低(4.11%～15.71%,p0.05)。耗水强度变化规律基本呈现出苗期最小(约0.90 mm/d),肉质根成熟期较大(约1.60 mm/d),营养生长期和肉质根生长期最大(约3.00 mm/d)。WD_4(营养生长期和肉质根生长期轻度亏水)处理的菘蓝产量与CK无显著(p0.05)差异,达到8 235.32 kg/hm~2,WD_1(营养生长期轻度亏水)处理的水分利用效率最高[23.62 kg/(hm~2·mm)],WD_4处理次之,且比CK提高6.74%,即WD_4处理为最优处理。[结论]轻度水分亏缺可以有效降低菘蓝各生育期的耗水量,提高菘蓝产量和水分利用效率。而重度水分亏缺则导致土壤水分显著降低,不利于菘蓝生长。     

玉米调亏灌溉的后效性

以玉米为试验材料,根据山西省洪洞县2年大田试验结果,研究了玉米苗期调亏处理对后期生理性状及需水规律的影响。结果表明玉米苗期调亏处理能延缓后期叶片和根系衰老,保持较高的光合速率、蒸腾速率和根系活力。复水后拔节期及抽雄期叶片光合速率、蒸腾速率和作物需水量均比对照有所下降,而在灌浆期较高。作物总需水量减少     

棉花调亏灌溉效应研究

盆栽试验研究棉花调亏灌溉效应结果表明 ,棉花苗期为水分亏缺最佳时期 ,土壤含水量应维持在田间持水量的 5 0 %～ 5 5 % ,吐絮期维持在田间持水量的 5 0 %左右 ,蕾期维持在田间持水量的 6 5 %～ 70 % ,花铃期是棉花生长关键期 ,其土壤含水量应维持在田间持水量的 75 %左右 ,适当降低土壤含水量有助于提高棉株蕾铃数量 ,可减少蕾铃脱落。     

玉米调亏灌溉效应及其优化农艺措施

研究表明：玉米苗期调亏,能减少水分蒸腾,提高水分利用效率,结合施肥和密度处理,能调节玉米光合产物积累。使玉米同时达到高产、高水分利用效率的目的,同时对所建数学模型进行双目标联合仿真,获得不同决策目标下的水肥优化方案。     

作物调亏灌溉的适宜时间与调亏程度的研究

作物调亏灌溉是建立在作物与水分关系基础上的一种节水高产灌溉技术。根据陕西长武、甘肃民勤等地的田间试验资料分析了适度缺水对作物产量的有益效应,表明调亏灌溉的适宜时段应该在作物的早期生长阶段。陕西长武和甘肃民勤小麦和棉花的试验结果表明,其水分亏缺程度可达到田间持水量的45%～50%,而对作物的产量没有不利影响,但可明显提高作物水分利用效率。并且讨论了调亏灌溉目前存在的一些问题。     

不同施氮量对冬小麦籽粒灌浆特性的影响

为了解氮素对冬小麦籽粒灌浆过程的影响,2010~2011年在河南温县试验基地进行田间试验,供试品种为平安8号和豫麦49-198(分别用PA-8和YM49-198表示),在120、180、240、360 kg·hm-24个施氮水平(分别用N120、N180、N240、N360表示)下,研究不同施氮量对冬小麦籽粒灌浆特征参数的影响。结果表明:施氮显著增加粒重并具有增产效应,施氮增加粒重的原因主要是延长活跃灌浆期和增加灌浆速率。适宜施氮量对增加快增期的灌浆天数效果显著,两个品种N240处理快增期对最终粒重的贡献率达到了58%,而且提高了灌浆后期的灌浆速率,N180和N240处理表现为明显高于其他处理。说明氮素具有调节灌浆速率、灌浆活跃生长期及灌浆3期划分的作用,提高粒重效果明显。     

绿洲调亏灌溉春小麦农田生态化学计量特征

用配对样本t 检验对绿洲不同调亏灌溉下春小麦收获时土壤C∶N和C∶P生态化学计量比年际间差异及土壤碳平衡进行了分析研究, 结果表明: 小麦收获时不同调亏灌溉处理0~20 cm、20~40 cm 和0~40 cm 土层C∶N 2008 年比2007 年分别显著降低19.0%~37.3%、11.8%~27.9%和17.1%~32.8%, 而C∶P则显著增加31.9%~62.4%、16.5%~79.1%和33.6%~68.8%。两年试验表明, 拔节期轻、中度水分调亏, 孕穗~抽穗期轻度调亏或丰水处理, 而灌浆~生理成熟期中、重度调亏的处理RDI2 和RDI5 C∶N 和C∶P生态化学计量比高于其他处理。两年试验后, 不同土层调亏灌溉处理及对照土壤有机碳均增高, 其中0~20 cm 土层增幅为1.31~2.35t(C)·hm^-2, 20~40 cm 土层为2.00~4.58 t(C)·hm^-2, 0~40 cm 土层为2.18~3.07 t(C)·hm^-2。     

施肥对冬小麦的水分调亏灌溉效应的影响

为了研究冬小麦在不同施肥条件下的调亏灌溉效应,通过小区试验设置了不施肥(F0)、单施复合肥(F1)和复合肥+有机肥配施(F2)三种施肥处理,并在返青-拔节期对冬小麦进行了适当的水分亏缺处理。结果表明,与F0和F1处理相比,F2处理的小麦,在水分亏缺期间光合速率没有受到显著影响,但复水后光合速率表现超补偿效应。到花期时,F2处理的调亏灌溉下小麦的叶面积、株高、每茎干质量和成穗数与未调亏灌溉时没有显著差别。抽穗后,在充分供水条件下,返青-拔节期水分亏缺对F2处理小麦的产量没有显著影响,但对F0和F1处理小麦的产量有显著负效应;在自然干旱条件下,水分亏缺对F2处理小麦的产量有显著的正效应。F2处理下,小麦的稳产性显著高于F0和F1处理。可见,在3种施肥处理条件下,复合肥与有机肥配施处理时冬小麦的调亏灌溉效应最好。     

棉花调亏灌溉的生理响应及其优化农艺技术

在移动式防雨棚下，采用盆栽土培法和测坑微区试验相结合的方法，分析了调亏灌溉对棉花不同生育阶段蒸腾速率（Tr）、光合速率（Pn）、光合产物积累与分配、经济产量（Y）和水分利用效率（WUE）的影响，盆栽试验采用二因素（水分调亏阶段和调节亏水度）随机区组设计，测坑微区试验采用三因素（水分调亏度、施肥水平和植株密度）正交旋转组合设计。结果表明：适时适度的水分调亏使得Tr明显下降，而Pn下降不明显，复水后光合产物具有超补偿积累，且有利于向经济产品（籽棉）运转与分配。棉花调亏灌溉（RDI）的适宜指标是：苗期轻、中度调亏，0～40cm土层湿度下限为50％FC～60％FC（田间持水量）；蕾期轻度调亏，0～40cm土层湿度控制下限为60％FC；花铃期不宜调亏，0～40cm土层湿度应不低于75％FC；吐絮期可中度调亏，0～40cm土层湿度可控制在50％FC～55％FC。     

Climate change impacts modeling on winter wheat yield under full and deficit irrigation in Myandoab-Iran

In this research, impact of climate change on wheat yield was simulated using SWAP in Myandoab, Iran. Field data of wheat in 2004–2005 and 2005–2006 periods were used for calibration and validation of the SWAP, respectively. The HadCM3 outputs, for A1B, A2 and B1 scenarios and 2046–2065 periods, were used in SWAP and wheat yield in mentioned period was compared with base period. Three irrigation levels, based on meeting 100, 70 and 50% of the crop ET demand, were used to study the climate change effects on wheat yield in full and deficit irrigation conditions. The results showed that temperature and reference evapotranspiration will increase in 2055s. Temperature increase cause to decrease crop growing period and crop evapotranspiration. The results showed that the negative impact of temperature increase has dominated to the positive impact of CO₂ concentration and the yield is reduced. For full irrigation situation, the reduction will be 24.1, 22.4 and 20.8% in A1B, A2 and B1, respectively. Reduction in yield can be related to the shorter maturity period of the crop. The results showed that under deficit irrigation, the yield is also decreased but this decrease rate of yield is higher in full irrigation.     

滴灌量对冬小麦籽粒灌浆特性的影响研究

为优化滴灌冬小麦灌溉制度,于2012—2013年、2013—2014年连续两年在伊宁县采用单因子随机区组试验设计,并运用Logistic方程模拟,研究3 000（处理A）,3 750（处理B）,4 500（处理C）m³/hm²三个滴灌量对冬小麦灌浆特性的影响。结果表明:两年试验冬小麦不同处理平均千粒重分别为48.35,50.27,52.17 g,不同年份不同处理灌浆各阶段持续时间均为缓增期（T₃） > 速增期（T₂） > 渐增期（T₁）,其平均速率分别为1.25,1.92,0.54 mg/d,各阶段平均干物质累积贡献率分别为12.68%,60.90%,26.43%。随着滴灌量的增加,灌浆持续时间延长3～7 d不等,平均灌浆速率减小2.88%～16.79%。3个处理中,处理B具有较高的平均灌浆速率1.21 mg/d,较处理A仅降低了3.41%,较处理C增加了12.25%,适当延长了灌浆时间,但又不致贪青晚熟,较处理C节水750 m³/hm²,可作为大田生产参考。将灌浆参数与粒重进行相关分析得出,多数参数间存在显著或极显著相关关系,其中,平均灌浆速率、最大灌浆速率、灌浆持续期,尤其是速增期与缓增期的持续时间以及它们期间的灌浆速率都与粒重存在着显著或极显著相关性。     

调亏灌溉对番茄品质与风味组分的影响

为优化番茄调亏灌溉条件,设计了轻度、中度和重度调亏灌溉处理(浇水量分别是正常灌水的75%、50%和25%),研究不同调亏灌溉处理对番茄果实的含水量、可溶性固形物、可滴定酸、糖酸比和Vc等营养成分和风味组分的变化。结果表明,果实含水量随着调亏灌溉程度的加深而降低,重度和中度处理轻度处理对照;可溶性固形物为重度和中度处理轻度处理对照。可滴定酸是中度调亏灌溉时含量明显高于重度调亏灌溉和对照;糖酸比在重度调亏灌溉时最高,明显高于对照,但与中度和轻度调亏灌溉间差异不显著;Vc含量以重度调亏灌溉的最高。对芳香组分的测定发现,调亏灌溉程度对风味组分也有很大影响。其中,中度调亏灌溉检测出的特征效应化合物最多,正常灌水条件下最少。