小麦玉米间作和氮肥对作物耗水特性及水分利用的影响

通过大田试验,在半湿润区雨养条件下研究小麦玉米间作种植与单作种植在两个氮肥水平下的阶段耗水量、土面蒸发特征及水分利用效率,探究间作系统中各组成作物的耗水特性以及氮肥对水分利用的调节作用。研究结果表明,间作种植模式可增加小麦耗水量、全生育期土面蒸发量与土面蒸发量占耗水量的比例(E/ET),而降低玉米耗水量。在同一种植模式下,施氮处理增加作物耗水量,同时降低全生育期土面蒸发量与土面蒸发量占耗水量的比例,说明施氮能适当地增加土壤水分的有效性。与单作相比,间作使小麦在施氮时产量、水分利用效率分别提高33.20%与12.15%,在不施氮时较单作小麦产量、水分利用效率分别提高26.97%与23.81%;玉米间作与单作种植对产量的差异不显著,但显著提高水分利用效率,在施氮时和不施氮情况下分别提高8.37%和10.06%。在同一种植模式下,施氮处理同时增加小麦和玉米的产量与水分利用效率。因此,可在半湿润区适当发展施氮处理的间作种植模式,以提高作物的水分利用效率和达到作物高产。     

辽西半干旱区播种期对春小麦生长发育·产量和耗水规律的影响

[目的]为了保障和提高半干旱区春小麦(Triticum aestivum Linn.)粮食生产,增强春小麦对旱情的抵御能力。[方法]研究不同播种期对春小麦生长和耗水规律的影响,通过作物形态指标、产量和水分利用效率等确定半干旱区春小麦适宜播种期。[结果]随着播种期的推迟,春小麦生育期缩短,苗期最为明显;叶面积指数、千粒重和全生育期耗水量等均随着播种期的延迟而减小,早播产量和灌溉水利用系数显著高于其他处理,分别达到6 907.5 kg/hm2和6.2 kg/m3。[结论]建议在辽西半干旱区采用适时早播种植春小麦。     

氮素后移技术对春小麦北麦6号产量影响试验研究

为探索黑龙江西部雨养农业区优质春小麦北麦6号氮素后移与春小麦产量的变化关系。以形成黑龙江省西部雨养农业区春小麦栽培模式。2011年进行了此项研究试验。通过在本区域平丰年条件下春小麦氮素后移与产量关系的研究表明。以分蘖期施用氮素增产效果较佳，通过项目研究初步形成优质春小麦氮素后移高产栽培模式，为春小麦北麦6号在本区域种植应用提供了依据。     

氮素后移技术对春小麦产量及品质影响试验研究

为探索黑龙江省西部雨养农业区春小麦氮素后移与春小麦产量品质的变化关系,形成黑龙江省西部雨养农业区春小麦栽培模式,2009年进行了此项研究试验。通过在本区域平丰年条件下春小麦氮素后移与产量品质关系的研究,初步形成优质春小麦氮素后移与产量品质的高产栽培模式,为春小麦在本区域种植应用提供了依据。     

旱地全膜覆土穴播对春小麦耗水、产量和土壤水分平衡的影响

【目的】干旱、降水供需错位和春季低温是制约西北黄土高原丘陵沟壑区春小麦生产的主要因子,如何最大限度保蓄自然降水、实现水分的跨季节利用,则是该区春小麦产量稳定提高的根本途径。本文在大田定位观测的基础上,揭示全膜覆土穴播对西北黄土高原旱作春小麦季节性耗水特征、产量、水分利用效率和休闲期土壤水分补给的影响,并评判其年际土壤水分平衡效应。【方法】试验于2011-2013年在西北黄土高原半干旱区的甘肃省农业科学院定西试验站进行 （104°36′ E,35°35′ N）,以春小麦陇春27号为试验材料,设全膜覆土穴播（FMS）、地膜覆盖穴播（FM）和露地穴播（CK）3个处理,测定春小麦不同生育时期的土壤含水量、生物量、产量和产量构成因子,计算休闲效率、耗水量、水分利用效率、收获指数等指标。【结果】2011和2012年3个处理的春小麦耗水量无显著差异,但2013年FMS耗水量显著高于CK。FMS和FM可增加春小麦苗期到孕穗期耗水,且此阶段的耗水量在干旱年份分别较CK增加27.2%和9.6%,在丰水年份分别较CK增加52.2%和44.6%。虽然FMS和FM在各生育期的耗水量无显著差异,但FMS在丰水年（2012年和2013年）的耗水量较FM有增加趋势,且这一效果在2013年尤为明显。FMS和FM在休闲期可补充0-80 cm土层土壤水分25.4和18.3 mm,比CK分别低2.2和9.3 mm;补充80-200 cm土层土壤水分78.0和71.0 mm,比CK分别高30.0和23.1 mm;与2011年播前相比,种植3年春小麦后0-200 cm土层的土壤贮水量FMS增加了23.8 mm、FM增加了22.5 mm、CK增加了12.4 mm。FMS的休闲效率为30.5%-52.6%,比CK高12.8%-109.5%,比FM高4.5%-40.9%。FMS的穗粒数、千粒重等产量构成因子均显著高于CK（P＜0.05）;收获指数为0.4-0.5,比CK高32.5%。FMS的产量为1 750-3 180 kg·hm^-2,水分利用效率为5.5-11.5 kg·hm^-2·mm-1,分别比CK增加40%-220%、27%-239%,而且干旱年份的增加幅度更高。在干旱的2011年,FMS处理的产量较FM增加26.2%,水分利用效率提高28.2%;在丰水的2013年,FMS处理的产量较FM增加20.9%,水分利用效率提高14.8%,两年均达到显著差异水平,表明FMS较FM具有更明显的丰水年份增产、干旱年份适应干旱胁迫的潜力,能够实现该区春小麦生产稳产高产的目标。【结论】西北黄土高原半干旱区FMS种植模式有效提高了春小麦播前和生长前期的土壤贮水量,并使春小麦苗期-孕穗期的作物耗水量显著升高,增加春小麦穗粒数,扩大籽粒产量库容和促进灌浆,显著提高春小麦产量和水分利用效率;并在休闲期完全补充春小麦生育期消耗的0-200 cm土壤水分,保持春小麦田的土壤水分年际平衡。     

AquaCrop模型在北疆滴灌春小麦生产中的校准及验证

为精确模拟干旱区不同灌溉制度下的小麦耗水量,进一步提高水分利用效率,在北疆春小麦生产中引进FAO推荐的AquaCrop作物水分生产力模型,基于实测资料对模型进行校验。结果表明,校准后的模型能够准确模拟北疆滴灌春小麦蒸散量,以此为基础得到的冠层覆盖度、地上部干生物量及籽粒产量具有良好的模拟精度。因此,在干旱区应用AquaCrop模型模拟滴灌春小麦蒸散量指导精准灌溉是可行的。     

黄土高原南部地膜覆盖小麦产量及水分利用效应分析

综合评价地膜覆盖的产量以及水分利用效应,有利于干旱半干旱地区合理利用地膜覆盖技术。本研究收集1997─2017年间黄土高原南部地膜覆盖小麦产量及水分利用已发表文章的数据,分析地膜覆盖对小麦产量、水分利用及水分利用效率的影响,同时利用边界函数方法求得区域小麦潜在蒸腾效率。研究表明,与不覆膜相比,半膜覆盖平均增产率为29%（-21%～97%）,全膜覆盖平均增产率为34%（-14%～153%）。半膜与全膜覆盖间小麦产量相似,无显著差异。半膜与全膜覆盖小麦蒸散量较不覆膜显著增加,但两种覆膜措施蒸散量差异不显著。黄土高原南部覆膜条件下小麦潜在蒸腾效率为22.5 kg·hm^-2·mm^-1,最低土壤蒸发量为35 mm;不覆膜小麦潜在蒸腾效率为18.5 kg·hm^-2·mm^-1,最低土壤蒸发量为54.4 mm。半膜覆盖与全膜覆盖较不覆膜显著增加了小麦水分利用效率,半膜覆盖水分利用效率平均增加24%（-21%～84%）,全膜覆盖平均增加率为31%（-15%～152%）。半膜与全膜覆盖间水分利用效率也相似。覆膜显著增加小麦产量及水分利用效率与其降低土壤蒸发量及提高小麦潜在蒸腾效率有关。基于半膜覆盖与全膜覆盖对小麦产量、蒸散量及水分利用效率具有等效性,考虑到地膜的环境污染与经济成本因素,黄土高原南部小麦栽培推荐半膜覆盖。     

不同密度及施肥比例对春小麦产量及品质的影响

为探索黑龙江西部雨养农业区优质春小麦不同密度及施肥比例与产量品质的关系,形成黑龙江省西部雨养农业区春小麦栽培模式,在平丰年份进行了此项研究试验。通过在该区域平丰年气候条件下春小麦不同肥密与产量关系的研究,初步形成优质春小麦密度及施肥比例与产量品质的高产栽培模式,为该区域春小麦种植应用提供了科学依据。     

春小麦膜上灌最佳覆膜宽度和单宽流量试验研究

研究了河西内陆灌区膜上灌在不同覆膜宽度和单宽流量条件下对春小麦全生育期耗水量、产量构成要素以及产量和水分利用效率的影响,得出该区春小麦膜上灌采用覆膜宽度和单宽流量分别为125 cm和1.3 L/(s.m)时节水增产效应明显.     

耕作方式与秸秆还田对冬小麦-夏玉米耗水特性和水分利用效率的影响

【目的】黄淮海地区是中国粮食主产区之一,但农业生产中旱涝频繁发生,同时还存在土壤紧实、耕层变浅和土壤蓄水保墒能力低等问题,严重影响了该区的粮食生产。耕作方式和秸秆还田作为农业生产中两项重要的技术措施,对改善土壤结构、提高土壤蓄水能力和水分利用效率有显著作用。本文旨在探索耕作方式、秸秆还田以及二者交互对冬小麦-夏玉米耗水特性和水分利用效率的影响,为优化黄淮海地区的土壤耕作方式提供依据。【方法】采用土壤耕作方式与秸秆还田相结合的方法,设置常规耕作＋秸秆还田、常规耕作＋无秸秆还田、深耕＋秸秆还田、深耕＋无秸秆还田、深松＋秸秆还田、深松＋无秸秆还田6个处理,研究耕作方式与秸秆还田对冬小麦-夏玉米一年两熟农田耗水量、耗水模系数、土壤贮水消耗量、株间蒸发量、籽粒产量和水分利用效率的影响,分析不同耕作方式、秸秆还田以及二者交互对冬小麦-夏玉米耗水特性和水分利用效率的影响。【结果】耕作方式、秸秆还田对土壤容重、农田耗水量、土壤贮水消耗量、株间蒸发量、籽粒产量和水分利用效率均存在显著或极显著影响。与常规耕作相比,深耕和深松主要降低了20-40 cm土层的土壤容重,增加了冬小麦、夏玉米和周年总农田耗水量,提高了0-100 cm土层的土壤贮水消耗量,同时降低了休闲期无效农田耗水量。此外,深耕和深松还降低了夏玉米的株间蒸发量,但深耕显著增加了冬小麦的株间蒸发量,深松则相反。秸秆还田也可以降低土壤容重,提高土壤贮水消耗量,增加冬小麦农田耗水量,降低夏玉米和休闲期农田耗水量,增加冬小麦的株间蒸发量,降低夏玉米的株间蒸发量。与常规耕作相比,深耕和深松处理的周年作物产量分别提高了10.7%和9.8%,周年水分利用效率分别提高了8.8%和6.3%。秸秆还田处理的周年作物产量和水分利用效率分别比秸秆不还田处理提高了6.3%和7.6%。耕作方式与秸秆还田对冬小麦-夏玉米的耗水特性、籽粒产量和水分利用效率存在显著交互作用。与常规耕作＋无秸秆还田处理相比,深耕＋秸秆还田和深松＋秸秆还田处理的周年农田耗水量分别提高3.3%和2.4%,冬小麦-夏玉米的农田耗水量分别提高了4.2%和3.3%,休闲期的农田耗水量分别降低了7.0%和9.9%,周年作物产量分别提高了18.0%和19.3%,水分利用效率分别提高了15.9%和15.1%。【结论】在几种耕作模式中,深耕＋秸秆还田、深松＋秸秆还田的周年作物产量和水分利用效率最高,且二者无显著性差异,表明深耕或深松结合秸秆还田有利于作物产量和水分利用效率的提高。因此,在本试验条件下,在秸秆还田的基础上深松或深耕是黄淮海地区适宜的耕作方式。     

不同耕作措施对小麦水分利用的影响及机制

为探明在旱作雨养农业条件下不同耕作措施对小麦水分利用机制的影响,依托长期定位大田试验,于2012年比较研究了传统耕作(T)、免耕(NT)、免耕秸秆覆盖(NTS)和免耕地膜覆盖(NTP)条件下春小麦的阶段耗水量、抽穗期和灌浆期7∶00时旗叶水势和各土壤层次的水分含量随不同生育期的变化及其对水分利用效率的影响.结果表明:免耕秸秆处理(NTS)相对于传统耕作处理(T)能提高全生育期0~30cm的土壤含水量和全生育期的作物耗水量(较传统耕作(T)提高5.45%),免耕秸秆覆盖(NTS)处理的抽穗期和灌浆期的7∶00时旗叶水势相对于传统耕作(T)增加6.2%和4.6%,水分利用效率和籽粒产量高于传统耕作(T)处理11.2%和17.3%.采用免耕秸秆覆盖在增加作物耗水量的同时也提高了作物产量,所以免耕秸秆覆盖处理的水分利用效率最高.因此,在本试验条件下实施免耕秸秆覆盖的保护性耕作措施,有利于作物对有限降水的高效合理利用,提高作物产量.     

基于DSSAT模型的河南省冬小麦需水量分析

为定量评估河南省不同生态地点冬小麦需水量变化特征,应用DSSAT模型模拟了充分灌溉、雨养不灌溉条件下河南省15个地点连续10 a(2003—2012年)冬小麦产量、田间蒸散量、作物蒸腾量、土壤蒸发量等,分析了灌溉增产以及水分生产率的分布规律,并计算河南省不同地点平均需水量和缺水量。结果表明:充分灌溉条件下,河南省15个生态地点10 a间冬小麦平均产量介于7 847~9 565 kg/hm~2,作物蒸腾量介于319~380 mm,土壤蒸发量介于96~166 mm,田间蒸散量介于445~539 mm,水分生产率介于1.67~1.98 kg/(hm~2·m~3);雨养不灌溉条件下,15个生态地点10 a间冬小麦平均产量介于1 927~6 260 kg/hm~2,作物蒸腾量介于66~244 mm,土壤蒸发量介于120~195 mm,田间蒸散量介于209~370 mm,水分生产率介于0.79~2.17 kg/(hm~2·m~3)。15个生态地点10 a间灌溉增产介于1 594~6 698 kg/hm~2,总体呈中北部较高南部较低。15个生态地点10 a间需水量介于395~452 mm,河南省中东部及南部需水量相对较低;缺水量介于76~282 mm,整体呈北高南低。研究结果可为河南省冬小麦水分定量化管理措施的制定提供参考。     

优质春小麦龙麦33不同播期对产量影响研究初探

2010-2011年度通过对优质春小麦新品种龙麦33不同播期试验研究,探讨优质春小麦晚熟品种在黑龙江西部雨养农业区不同年份播期与产量的关系,为品种寻求最佳经济播期及优质春小麦龙麦33生态效益型栽培生产模式形成提供依据。     

深施肥对立式深旋耕马铃薯水分利用效率及产量的影响

肥料深施可提高养分利用效率、降低环境污染风险，立式深旋耕为肥料深施提供了土壤条件。在半干旱雨养农业区，以立式深旋耕全膜覆盖马铃薯为研究对象，设置不施肥（VP）、15 cm处施肥（VPF）和30 cm处施肥（VPD）3个处理，测定了土壤含水量、马铃薯叶片SPAD值、干物质量、产量等指标。结果表明：VPD提高了马铃薯生育后期的叶片SPAD值，尤其在淀粉积累期较VPF增加了0.2%~13.8%；同时降低了0—200 cm的土壤贮水量，较VPF下降13.4%~39.0%，差异显著。VPD处理的马铃薯花前耗水量较VPF和VP下降，而花后耗水量增加，其中2018年的花前耗水量较VP和VPF降低了36.5%~43.3%；花后增加49.8%~58.7%。VPD提高了马铃薯单株结薯数、单株块茎重、大中薯所占比例，提高了商品率。VPD的块茎产量较VPF和VP增加7.7%~56.9%；VPF和VPD的水分利用效率无显著差异，但较VP分别提高12.2%~28.2%和16.8%~27.1%。因此，在西北半干旱区立式深旋耕条件下，肥料深施可提高马铃薯的产量和水分利用效率，能够实现作物增产和资源高效利用的目标。     

滴灌水量对中国西北地区土壤水分、盐分和小麦生长的影响

正我国西北地处干旱与半干旱区,水资源短缺、土壤盐渍化严重。通过节水灌溉高效利用水资源对减少土壤盐渍化对作物生长的影响和提高水分利用效率(WUE)有十分重要的意义。本文通过测坑试验研究了4个灌溉定额水平(315 mm,360 mm,405 mm,450 mm)对滴灌春小麦土壤水分、盐分分布和春小麦生理生长、光合作用、产量和水分利用效率的影响,通过分析土壤剖面中水盐累积情况     

棉花甜瓜间作棵间蒸发及水分利用效率研究

为了建立高效节水的间作种植模式,通过大田试验研究了不同土壤水分水平下棉花间作甜瓜的棵间蒸发特性和水分利用效率。结果表明,高土壤水分处理的日均棵间蒸发量和总棵间蒸发量都明显大于其他处理;随着土壤含水量的提高,总耗水量明显增加;作物的日均棵间蒸发量与0~30 cm的土壤含水量呈正相关关系;棉花甜瓜间作全生育期的棵间蒸发量、耗水量随土壤水分的提高而增加,但WUE随土壤含水量的增加而降低。总的来看,保持土壤含水量为田间持水量的65% (IM)可以在不影响总体产量和经济效益的情况下,减少无效蒸发,提高水分利用效率。     

保水剂对不同作物水分利用效率及产值的影响

为鉴别保水剂对不同作物水分利用效率及产值的影响,以便于保水剂的应用与推广,在干旱半干旱区选择了西瓜、马铃薯和玉米3种作物,在干旱区选择了春小麦、向日葵、玉米和番茄4种作物,以不同作物不施保水剂为对照,分析比较了不同作物施用保水剂的水分利用效率、水分产出率、产量和产值。结果表明干旱半干旱区西瓜的增产值最大,但马铃薯的增值率最高且节水效果最好。干旱区向日葵的增产值最大,但玉米的增值率略高于向日葵且有很好的节水效果。根据不同作物施用保水剂的水分利用效率和增产值情况,建议干旱半干旱区推广、应用保水剂应优先选择马铃薯、西瓜,干旱区应优先选择向日葵、玉米。     

冀西北半干旱区作物与茬口的土壤水分效应

针对冀西北坝上半干旱区水源匮乏、土地瘠薄、作物低产的现状,采用交叉式种植方法,设置区域5种主栽作物的倒茬定位试验,比较不同作物及其茬口对0~80cm土体耗水的影响,以为水分平衡的作物配置方式提供技术依据。研究结果表明:生长季莜麦(Avena sativa)、甜菜(Beta vulgaris)田呈耗亏土体贮水趋势,且对40cm以下土壤贮水消耗明显;蚕豆(Vicia faba)田累积土体贮水;马铃薯(Solanum tuberosum)、玉米(Zea mays)田耗水量介于两者之间。甜菜、莜麦生物产量与水分利用效率(WUE)均最高,蚕豆最低。适宜的倒茬方式其生长季作物WUE是连作莜麦、甜菜和马铃薯的1.96~3.00倍,是连作蚕豆、玉米的1.11~1.13倍。利用作物间耗水特性差异进行茬口适应种植,是提高作物水分利用效率、促进坝上半干旱区农田可持续生产的重要途径。     

半干旱农田生态系统覆膜进程和施肥对春小麦耗水量及水分利用效率的影响

在年降水量 4 15 m m的黄土高原中部黄绵土上 ,以春小麦 (Triticum aestivum)为供试作物进行大田试验 ,研究了地膜覆盖 (设不覆膜、播种后覆膜 30 d、覆膜 6 0 d和全程覆膜 )和施氮 (设不施氮和施氮 75 kg/hm2 )对春小麦耗水量和水分利用效率的影响。结果表明 ,地膜覆盖对春小麦耗水量和水分利用效率的影响与底墒和覆膜进程有关。增加底墒和施肥 ,春小麦全生育期耗水量显著增加。高底墒处理的平均耗水量 (32 7.7m m)比低底墒(2 85 .4 mm)高 4 2 .3m m,差异达显著水平 (P<0 .0 5 ) ;施氮后 ,耗水量也显著增加 ,不施氮时 ,平均耗水量为2 99.0 m m,施氮后平均为 314 .1mm,施氮比不施氮增加 15 .1m m。在降水相对丰富年份 ,对低底墒处理 ,不同覆膜进程对春小麦全生育期耗水量没有显著影响 ,而对高底墒处理 ,覆膜 30 d和 6 0 d作物全生育期耗水量显著高于对照和全程覆膜 ,但覆膜 30 d和 6 0 d间、全程覆膜和不覆膜间的差异均不显著。因此在降水丰富年份 ,全程覆膜并没有使作物全生育期耗水量减少 ,同时也并没有使作物收获后的残留底墒增加。从总体上看 ,覆膜处理比底墒和施肥对作物耗水量的影响小。无论是用地上干物质计算 ,还是用籽粒计算 ,施氮后水分利用效率明显增加。地膜覆盖对水分利用效率的影响与底墒     

吐鲁番地区成龄葡萄滴灌水分利用效率研究

[目的]研究吐鲁番地区成龄葡萄滴灌水分利用率。[方法]采用对比法,共设6个处理,研究吐鲁番地区成龄葡萄滴灌条件下产量、边际产量、水分利用与耗水量效率之间的关系,并拟合了葡萄产量、水分利用效率与全生育期耗水之间的关系。[结果]葡萄水分利用效率和产量与耗水量均呈二次抛物线关系,吐鲁番地区成龄葡萄合理耗水区间为783~905 mm。[结论]葡萄产量、水分利用效率与全生育期耗水量之间的相关性较高,可定量描述吐鲁番地区成龄葡萄滴灌条件下葡萄产量、水分利用效率与全生育期耗水的关系。