调亏灌溉对西北地区不同种植密度玉米耗水和产量的影响

为研究种植密度与调亏灌溉对玉米蒸发蒸腾和产量的影响,该研究2017—2019年连续3 a设置2个种植密度（常规低密度、高密度）和不同灌溉处理开展田间试验。2017年设当地灌溉（W1）、充分灌溉（W2）、全生育期轻度亏缺（W3）、抽穗期充分灌溉其余生育期轻度亏缺（W4）4个水分处理;在2017年试验结果基础上,2018年调整了试验设计,设充分灌溉（W2）、营养生长阶段（苗期末、拔节期）轻度亏缺（W5）、营养生长阶段中度亏缺（W6）3个水分处理;2019年设充分灌溉（W2）、营养生长阶段和灌浆末期轻度亏缺（W7）、营养生长阶段和灌浆末期中度亏缺（W8）3个水分处理。测定和计算了玉米植株茎流、棵间蒸发、冠层覆盖度、产量等指标。结果表明：玉米单株茎流速率受种植密度和水分亏缺的影响明显,复水可以缓解水分亏缺造成的茎流速率降低。高种植密度下,玉米植株对水分胁迫的反映更为敏感,相同水分亏缺程度会造成更严重的减产。相较于低种植密度（当地密度）,充分灌溉下（W2）增大种植密度使2017、2018、2019年玉米产量分别提升15.82%、34.89%、22.64%;高密度处理下,相较于当地的经验灌水模式,在作物营养生长阶段后期及灌浆后期进行轻度亏水处理可在产量下降不显著的情况下节水约23.14%。因此,增大种植密度并在作物营养生长阶段后期及灌浆后期进行轻度亏水,可在显著增大产量的同时大幅减少耗水,结果为西北地区玉米节水增产提供科学依据。     

不同灌溉制度对玉米根系生长及水分利用效率的影响

为了探讨不同灌溉制度对玉米根系生长和水分利用效率的影响及基因型间差异,在大型活动防雨棚和棚外田间条件下,利用一组玉米遗传材料杂交种户单四号、父本803和母本天四进行了研究。结果发现玉米杂交种在根系生长、分布和水分利用效率上表现出显著的杂种优势。在充分灌溉条件下,玉米杂交种在浅层的根长密度大于亲本,但在水分亏缺条件下,玉米杂交种根长密度在整个剖面上都显著大于亲本;同一玉米基因型在不同的灌溉制度下根长密度在土壤剖面的分布也不同,拔节期不灌溉条件下玉米根系在深层土壤中的分布较充分灌溉条件下大,保证了玉米对深层土壤水分的充分吸收,而后期灌水延缓了表层根系生长的衰退,产生明显的补偿效应;拔节期干旱而抽雄期和灌浆期灌水显著提高了3种基因型玉米的水分利用效率。通过合理灌溉优化玉米根系分布特性以提高玉米吸水能力和水分利用效率,是节水栽培上的可行途径。     

氮肥和品种及种植密度对春玉米机械化收获性状及产量的影响

机械化收获是提高农业生产效率的重要措施,但机械化收获受倒伏、籽粒脱水特性和收获籽粒含水率等的影响。为探讨春玉米形态结构与抗倒伏性之间的关系、籽粒脱水进程和收获籽粒含水率对品种、施氮量和种植密度的响应,该研究以先玉335和陕单609为试验材料,设置0、180和225 kg/hm² 三个氮肥水平、6.5×10⁴和8.5×10⁴ 株/hm² 两个种植密度,通过2 a大田试验研究品种、种植密度和氮肥对株高、茎粗、穗位系数、抗折强度、弯曲力矩、倒伏系数、灌浆末期籽粒脱水速率、收获籽粒含水率、产量和生物量等的影响。结果表明：不施氮条件下,株高和茎粗对倒伏系数影响较大;施氮条件下,倒伏系数主要受弯曲力矩、抗折强度和株高影响。施氮显著降低陕单609的倒伏系数（P<0.05）,施氮处理下陕单609的株高和茎粗较不施氮处理分别增加8%～21%和26%～45%,抗折强度和弯曲力矩分别增加157%～277%和72%～114%,倒伏系数降低30%～47%。施氮可降低籽粒脱水速率,推迟脱水进程,显著增加收获籽粒含水率（P<0.05）。施氮处理籽粒含水率较不施氮处理提高7%～9%。高密度处理收获籽粒含水率比低密度处理低3%（P<0.05）。先玉335的籽粒脱水速率快,收获籽粒含水率比陕单609低7%（P<0.05）。与不施氮处理相比,施氮处理产量和生物量分别显著提高92%和63%（P<0.05）。与低密度处理相比,高密度处理产量显著增加12%（P<0.05）。综上所述,春玉米的倒伏性、灌浆后期籽粒脱水速率及收获籽粒含水率受品种特性影响,也受施肥、栽培措施和气候条件的显著影响。选育籽粒脱水快的品种、适当增加种植密度并合理统筹氮肥施用量可以提高春玉米机械化收获适宜性。     

半干旱地区不同年代冬小麦品种根系生长和水分利用效率对种植密度的响应

优良的品种与科学合理的种植密度是提高小麦产量的基础。试验以3个不同年代在黄土高原半干旱地区大面积推广的冬小麦品种为试验材料,设置了3个种植密度（100万株/hm²、250万株/hm²、350万株/hm²）,通过田间小区实验研究了种植密度对其根系生长,产量及其水分利用效率的影响。结果表明:不同年代冬小麦品种的根系生长,水分利用效率及其产量对种植密度的响应不同。1960s品种（丰产3号）的根系生长、产量及水分利用效率随种植密度的增加而降低;1980s品种（小偃6号）在中密度时根系生长,产量及水分利用效率最大,低密度次之,高密度最小;现代品种（长旱58）根系生长,产量及水分利用效率随种植密度的增加而提高。在本实验条件下,现代品种较前品种的最高水分利用效率和最高产量均显著增加,而相应的根重密度和根长密度却显著降低。这表明在黄土高原半干旱地区小麦品种更替过程中,小麦的根系生长可能存在对其产量和水分利用效率不利的冗余,只不过这种根系生长的冗余随品种的更替而降低,并因此提高了其水分利用效率和产量。     

作物水分敏感指数累积函数的改进及其验证

为了更好的分析整个作物生育期不同时期水分亏缺对作物产量的影响,该文在分析作物水分生产函数中水分敏感指数及其累积函数特性的基础上,对目前广泛应用的水分敏感指数累积函数进行了改进。改进后的累积函数与原累积函数在作物生长中期差异较小,而在作物生长前期和后期差异相对较大。改进后的累积函数物理概念上更符合实际,能够模拟作物水分敏感指数累积值从生长开始到生育期结束的变化过程。利用山西潇河试验站冬小麦和广西桂林试验站晚稻非充分灌溉试验数据进行了验证,改进后的累积函数模拟的水分敏感指数累积值与通过试验观测产量优化求解值吻合较好,且与原累积函数相比具有较好的模拟效果。     

不同种植模式下旱地春玉米产量对降雨和气温变化的响应

为了探究旱区气候变化及主要气象因子对不同种植模式下玉米产量的影响,该研究对AquaCrop模型玉米参数进行校准和验证,并在35a历史气象数据的基础上设计不同气温和降雨梯度,利用模拟的方法分析不同情景下玉米产量变化趋势。结果表明:AquaCrop模型在试验点模拟精度较高,3种种植模式下实测与模拟产量的均方根误差为245.34~745.10 kg/hm~2,标准均方根误差为6.94%~9.49%。在设定范围内(降雨降低15%~升高15%,气温降低1.5℃~升高1.5℃),随气温和降雨升高,3种种植模式下产量波动均呈减小趋势,其中全膜双垄沟播下产量波动最小,平均产量曲线斜率为0.083 4,适应气候变化能力较强。在A3B3(温度升高1.5℃、降雨提高15%)情景下产量均达到最大,相比历史气候,露地、单垄、全膜双垄沟播分别平均增产13.45%、11.57%、17.67%。气温对3种模式下产量均有极显著影响,降雨对露地种植产量影响为极显著,而对单垄和全膜双垄沟播产量影响显著。该研究对气候变化下作物产量预测、风险评估及制定相关管理措施提供参考。     

种植密度对玉米产量和质量的影响探究

玉米是我国重要的农作物,与小麦、水稻共称为三大粮食作物,其本身有着很强的环境适应能力,产量也相对较高,在我国很多地区都有种植.实践经验和相关研究发现,玉米种植密度会对其产量和质量会产生直接影响,想要实现玉米优质高产,需要做好种植密度的合理把控.基于此,以江西省宜春市万载县为例,分析种植密度对玉米产量和质量的影响,并就如...     

玉米种植密度对产量和品质的影响

经济的高速发展,对玉米的产量和品质提出了新的要求.为满足国家养殖业、能源工业和人们生活需求,玉米产业只有不断提升产量和质量,才能增加社会有效供给量.目前,如何提升玉米产量与品质已成为主攻方向.经过大量实际数据研究与推算,综合考量影响玉米产量和品质的各个因素,在确定对无关变量实施控制的同时,探讨种植密度对玉米产量和品质的...     

灌水对水肥一体化制种玉米产量和水分利用效率的影响

研发和推广应用高效节水技术是提升扬黄灌区制种玉米产量、支撑制种玉米产业增效和持续发展的重要途径。为了给建立制种玉米水肥一体化技术模式下的科学高效灌溉制度提供科学依据。在甘肃扬黄灌区滴灌水肥一体化条件下,研究了不同灌溉定额和灌水次数下制种玉米的产量表现和水分利用效果。结果表明,灌溉定额从2 250 m3/hm2增加到3 000 m3/hm2时,制种玉米增产幅度达33.84%,但灌溉定额高于3 000 m3/hm2并继续增大时增产效果不明显,生育期耗水量增加,水分利用效率降低明显。灌水次数从10次增加至20次时,制种玉米产量及水分利用效率均呈降低趋势,灌水次数多于15次并继续增加时,制种玉米减产显著。灌水次数和灌溉定额之间不存在互作效应。在灌溉定额偏低条件下,增加灌水次数会造成制种玉米严重减产。当生育期灌溉定额为3 000 m3/hm2、灌水次数为10次时,折合产量较高,为7 386.9 kg/hm2,较其余处理增产-2.77%～93.58%;水分利用效率最高,为17.83 kg/(mm·hm2),较其余处理提高5.32%～78.30%;种植纯收益较高,为29 683.6元/hm2,较其余处理增加-511.8～20 675.4元/hm2;产投比最高,为3.03,较其余处理增加0.07～1.38。可见,灌水10次、灌溉定额为3 000 m3/hm2时灌溉水利用效果相对优化。     

早熟区不同播期旱地玉米产量对施肥水平和种植密度的响应

为明确早熟区不同播期旱地玉米产量对施肥水平和种植密度的响应特征及趋势, 完善高产高效密植栽培技术, 采用田间试验法, 以传统耕种方式为对照, 于2010-2011年连续2年研究了不同播期[秋耕早播和正常播种(对照)]、施肥水平和种植密度对旱地玉米主要产量性状的影响。结果显示, 2010年(遭遇"卡脖旱")秋耕早播经济产量、收获指数和水分利用效率分别较对照增加9.0%、7.1%和6.4%(P<0.01), 百粒重(P<0.01)和出籽率(P<0.05)显著大于对照。2011年(丰水年)增幅明显增加, 经济产量、收获指数和水分利用效率分别较对照增加13.1%、8.8%和8.5%(P<0.01), 穗粒数(P<0.05)和百粒重(P<0.01)显著大于对照。随着施氮水平增加, 经济产量和生物产量都呈增加趋势, 但2010年秋耕早播过量施肥造成明显减产, 2011年施肥处理经济产量显著大于不施肥处理, 而不同施氮水平间无显著差异。秋耕早播较低的施肥量可获得较高的产量。随着密度增加, 2010年玉米经济产量和生物产量呈二次抛物线型, 秋耕早播获得最高经济产量的种植密度为7.5万株·hm^-2, 该年型秋耕早播可通过适当增密获得高产, 而对照增密会造成严重减产。2011年经济产量和生物产量随种植密度增加而增加, 但当密度增加到7.5万株·hm^-2时经济产量不再显著增加。受旱年份秋耕早播较对照缩小了密度效应, 为增产奠定了一定基础, 且施肥和密度对产量存在显著互作效应, 而丰水年互作效应不明显。对照该生态区目前的玉米栽培措施, 在适期早播的基础上, 减少肥料用量和适当增密是该区实现玉米高产高效栽培的技术方向。     

Effect of different irrigation intervals on water saving,water productivity and grain yield of maize (Zea mays L.) under the double ridge-furrow planting technique

Surface irrigation is the traditional irrigation method applied in about 80% of the irrigated area in Egypt with greater water losses leading to profile drainage. The double ridge-furrow planting technique (DRFI) uses a practical way to reduce the applied water quantities. Therefore, field experiments were conducted in 2010 and 2011 (maize growth seasons) to study the effects of DRFI with two irrigation intervals – 7 days and 14 days – on maize yield, water saving, water productivity and some economic parameters such as net return and investment ratio compared with the conventional ridged-furrow planting technique (RFI) with irrigation at 14-day intervals. Optimal irrigation interval for maize under DRFI was also determined. Regardless of irrigation intervals, smaller depth of applied water was observed with DRFI treatments compared to RFI treatment. Consequently, with DRFI treatments, more water could be saved compared with RFI treatment in both seasons. Double ridged-furrow planting with irrigation at 7-day intervals proved superior to increase the grain yield and water productivity compared to the 14-day interval and the conventional treatment. It also increased the investment ratio and net return of maize crop. Therefore, double ridge-furrow planting with irrigation at 7-day intervals will practically be the optimal choice under the conditions of the studied area.     

基于RAGA的PPC模型评价水分胁迫对寒区水稻生长和产量的影响

针对水分胁迫对水稻生育和产量的综合影响很难直观判断的问题,该文提出了评价水稻综合指标的投影寻踪方法,该方法可以依据样本自身的数据特性寻求最佳投影方向,利用最佳投影方向判断各评价指标对综合评价目标的贡献大小。采用实码加速遗传算法进行PPC建模,简化了投影寻踪技术的实现过程,克服了投影寻踪技术计算复杂、编程实现困难的缺点。评价结果表明,拔节期受旱对生育综合指标影响较大,分蘖期受旱由于时间较长,生育综合指标也较差。水稻生育期连旱对生理指标以及产量影响最为严重。应用RAGA算法的PPC模型评价水稻水分胁迫情况下生育综合指标排序结论比较可靠,这对制定水稻调亏灌溉制度具有应用价值。     

Effect of soil water management and different sowing dates on maize yield and water use efficiency under drip irrigation system

A 2-year field experiment (2012–2013) was conducted to evaluate the yield and water use efficiency (WUE) response of maize (Zea mays L.) to different soil water managements at different sowing dates. The experiment included three sowing dates (22 June, 6 July and 21 July) and four irrigation regimes based on maximum allowable depletion (MAD) of the total available soil water (TAW). The irrigation treatments were marked by I₁ to I₃ as 40%, 60% and 80% MAD of TAW, respectively, and with no irrigation. The results showed that grain yield reduced when planting was delayed in both years, ranging from 6105 to 4577 kg ha^?1 in 2012 and from 7079 to 5380 kg ha^?1 in 2013. However, WUE increased when planting was delayed from 22 June until 21 July. Also the highest grain yield was observed in the first irrigation treatment (MAD = 40%) in both years, and the highest WUE was obtained in the second irrigation treatment (MAD = 60%) with 1.64 and 1.61 (kg m^?3) in 2012 and 2013, respectively. These findings suggest that delay in planting date and the use of MAD = 60% treatment in Mediterranean-type region such as Golestan, Iran, can be useful in saving water that is highly important in such regions.     

不同密度下品种间作对玉米水分平衡的影响

通过玉米品种"郑单958"与"沈单16号"分别在两种密度(45 000株.hm 2,60 000株.hm 2)下隔行间作试验,测定了不同生育期玉米茎流速率及根系导水率,结合生育期蒸腾水量和耗水量变化特征,分析了不同的品种间作模式对玉米水分平衡的影响。结果表明:两品种不同密度间作可以提高玉米的根系导水率和根系活力,延长功能期,且不同间作处理下,高密度品种根系导水率提高明显;不同品种茎流速率随其间作密度的提高呈增加趋势,且高密度间作品种日变化曲线呈"M"型,低密度为单峰曲线,间作下高密度品种茎流速率的最大值较早出现;各生育期内,高密度间作品种的蒸腾量高于低密度间作品种,高密度间作品种最大日蒸腾量出现在灌浆期和蜡熟期,低密度则出现在抽雄期和乳熟期。水分利用效率(WUE)呈现低密度单作<间作<高密度单作,主要受产量的影响。不同品种间作可以有效改善玉米的根系吸水能力,延长根系功能活性;间作可提高WUE,但效果不显著,这与间作品种组合和密度水平有关。     

Enhancing maize grain yield under salt-affected field conditions using salt-resistant maize hybrids and higher planting density

Background

In arid and semiarid countries, grain yield of maize is increasingly impaired by soil salinity. Beside soil amelioration, the development of salt-resistant cultivars is a possibility to enhance crop yield on salt-affected soils.

Aims

This study aimed at testing yield performance in the field of salt-resistant maize hybrids on a salt-affected soil. In addition, planting density was optimized under the saline conditions.

Methods

Four salt-resistant maize hybrids (Zea mays L. SR-05, SR-12, SR-15, and SR-16) were grown under control (EC = 2.0–2.5 dS m⁻¹) and saline (EC = 10.0–12.0 dS m⁻¹) field conditions and compared to the salt-sensitive maize cv. Pioneer-3906. Planting density (5, 8, or 11 plants m⁻²) was optimized for saline soil conditions for SR-12 and the local hybrid EV-78.

Results

Yield of Pioneer-3906 was significantly reduced under salinity because of inhibited kernel setting, whereas the SR hybrids showed no decrease in grain yield. Based on grain yield, the optimum planting density was 8 plants m⁻² with no further increase with 11 plants m⁻². In contrast to SR-12, for cv. EV-78 no increase of harvest index with 8 relative to 5 plants m⁻² was observed.

Conclusions

Vegetative growth of Pioneer-3906 and the SR hybrids was decreased due to Phase-I effects but neither due to water deficiency nor ion toxicity. The experiment corroborated the salt resistance of the SR hybrids under field conditions. Under saline conditions, optimum planting density of salt-resistant cultivars may be higher than under nonsaline conditions when sufficient water supply by artificial irrigation is guaranteed.     

非充分灌溉条件下农田水分转化SWAP模拟

非充分灌溉改变了农田水分转化过程,以往的研究较少讨论作物根系层以下的土壤水分转化动态及其对作物耗水的影响。该文在北京市典型农田开展了冬小麦-夏玉米非充分灌溉试验,在对SWAP模型率定与验证基础上,模拟分析了非充分灌溉农田耗水规律与水分转化过程,并应用模型得到了研究区不同降水年型的最优非充分灌溉模式。结果表明:非充分灌溉的实施促使作物消耗大量土壤贮水,当降雨或灌溉量较小时,土壤水可占作物耗水量的46.1%;根区和储水区之间土壤水分交换明显,转化通量变化范围为-2.67～0.45mm/d,而储水区底部水分通量较小且无明显变化,根区土壤水分渗漏出现在灌溉或较大的降雨之后,储水区水分向上补给主要发生在作物需水关键期;与常规灌溉相比,最优非充分灌溉模式在丰水年、平水年和枯水年分别节水375、225和225mm,储水区底部深层水分渗漏量分别减少了89%、17%和2%。     

交替隔沟灌溉制度对制种玉米耗水规律和产量的影响

该文研究交替隔沟灌溉下不同灌溉制度对制种玉米耗水规律和产量的影响。以制种玉米"金西北22号"为供试材料,2014年在大田条件下采用垄植沟灌技术,设置7种灌溉制度:全生育期充分供水(CK)、仅苗期中度亏水(T1)、仅苗期重度亏水(T2)、仅穗期中度亏水(T3)、仅穗期重度亏水(T4)、仅花粒期中度亏水(T5)和仅花粒期重度亏水(T6),分析灌溉制度对玉米耗水强度、作物系数、籽粒产量和水分利用效率(wateruseefficiency,WUE)的影响。结果表明:CK下制种玉米生长期内的耗水量、平均作物系数和籽粒产量均最大,分别是494mm、0.86和6478kg/hm~2。与CK相比,任一亏水处理均降低制种玉米全生育期的平均耗水强度,且T6处理下全生育期的平均耗水强度较T5处理的相应值明显减少(P0.05);任一生育期亏水均降低该生育阶段的作物系数。T2、T3、T4、T5和T6处理的籽粒产量较CK明显降低,降幅分别是13.29%、15.48%、28.13%、14.06%和19.87%(P0.05);而T1处理的籽粒产量较CK差异不显著(P0.05),与此同时,T1处理下玉米的耗水量较CK下降20.44%,使其WUE最大(1.55 kg/m~3)、灌溉水WUE最大(2.54kg/m~3)。可见,交替隔沟灌溉下采用苗期中度亏水、其他生育期内充分供水的灌溉制度可明显提高制种玉米的水分利用效率,同时不显著降低产量。该研究结果对河西走廊地区制种玉米灌溉管理具有重要指导意义。     

不同机采棉种植模式和种植密度对棉田土壤水热效应及产量的影响

新疆机采棉生产中农机农艺的不融合是导致棉花纤维品质下降和采净率低的主要原因,优化机采棉株行距配置是实现农机农艺融合的重要途径。该研究于2018－2019年进行了\