灌水方式对华北不同品种玉米产量形成和水分利用的影响

【目的】发展华北地区高效节水灌溉技术,探索华北地区主栽玉米品种的产量与水分利用对灌水量和灌溉方式响应,筛选不同灌溉模式下抗旱稳产玉米品种。【方法】设置了3种灌溉方式(地面灌溉、滴灌和微喷灌)、3种灌水量(高、中、低灌溉水平)和5~6个玉米品种处理,研究了不同玉米品种在不同灌溉模式和灌水量条件下的产量与水分利用特征。【结果】地面灌溉模式下,低灌水处理产量显著低于中灌水和高灌水处理,低灌水和中灌水处理水分利用效率显著大于高灌水处理;农华101品种夏玉米产量和水分利用效率最高,其次为浚单20和郑单958。微喷灌溉模式下,高灌水处理产量显著高于中灌水和低灌水处理,但后二者差异不显著;灌水处理对水分利用效率影响不显著;农华101品种夏玉米产量和水分利用效率显著高于其他品种,其次为先玉335和郑单958。滴灌灌溉模式下,灌水处理对夏玉米产量影响不显著,对水分利用效率影响显著,低灌水处理水分利用效率显著高于高灌水处理;浚单20、先玉335和登海605品种夏玉米产量显著高于中单909和郑单958品种的。因此,低灌水量可显著提高夏玉米水分利用效率,但3种灌溉模式下低灌水处理品种间产量差异显著。【结论】综合来看,华农101较适于地面灌溉和微喷灌,浚单20、先玉335和登海605适于喷灌技术。     

山前平原区夏玉米对水分和密度的响应

通过田间试验,以郑单958和浚单20为试材,研究了不同密度和不同灌水处理对玉米产量和水分利用效率的影响。结果表明:不同灌水处理对产量构成影响较小;不同密度下玉米两品种的穗数和穗粒数差异显著;两品种玉米高密度比低密度处理产量平均增加16.89%;抗旱品种郑单958产量受灌水量的影响较小;浚单20灌水比不灌水处理平均增产11.40%。玉米两品种处理水分利用效率一般以不灌水处理较高,灌水处理水分利用效率均值比0水处理降低30.37%。因此,在水资源较缺乏的太行山山前平原区,选用抗旱品种进行合理密植并灌一水,对实现玉米节水与高产的统一有着重要意义。     

不同灌水策略对夏玉米水分利用效率和产量构成要素的影响

于2013—2014年在河南商丘开展了5个灌水处理(T1:苗期水45 mm+拔节水60 mm+灌浆水60 mm+成熟期水45mm,T2:苗期水45 mm+拔节水60 mm+灌浆水60 mm,T3:拔节水60 mm+灌浆水60 mm,T4:拔节水60 mm,T5:灌浆水60 mm)的田间试验,研究了不同灌水处理对夏玉米阶段耗水量、总耗水量、产量、水分利用效率、收获穗数、穗粒数、百粒质量、行粒数的影响。结果表明,夏玉米不同生长阶段灌水处理的耗水量均显著大于不灌水处理(P0.05),且随着整个生育期灌水次数和灌水量的增加,总耗水量显著提高。2013年和2014年,灌拔节水和灌浆水处理(T3)的总耗水量显著低于T1处理(P0.05),产量分别下降8.0%和8.9%,水分利用效率则分别提高5.3%和0.5%。灌水显著影响了夏玉米的收获穗数、穗粒数和百粒质量。2 a的苗期灌水处理(T1和T2)显著提高了夏玉米的收获穗数(P0.05),拔节期和灌浆期灌水处理(T3)的穗粒数和百粒质量均显著大于只灌拔节水(T4)和只灌灌浆水(T5)的处理(P0.05),但收获穗数差异不显著。在节水灌溉的条件下,黄淮海平原夏玉米主产区要实现较高的产量和水分利用效率,灌拔节水和灌浆水是最基本的灌水策略。     

膜下滴灌不同玉米品种水分利用效率及产量研究

选择近年来吉林省西部半干旱松原地区广泛种植的玉米品种作为试验材料,对膜下滴灌玉米产量和水分利用效率进行了系统分析。结果表明,在20个玉米品种中,全生育时期内耗水高峰均出现在拔节—抽雄期和抽雄—灌浆期。其中,郑单958、先玉335、铁研24、良玉66和良玉99整个生育时期内耗水量较低,在465mm以下;农大364、禾玉3和宏育29耗水量较高,均在500mm以上。群体水分利用率(WUE)和籽粒产量以良玉99和良玉66较高,而穗位叶水分利用率(LWUE)则以先玉335和郑单958最高。在实际生产中,可优先选择良玉99和良玉66玉米品种。     

播期对不同玉米品种生长发育及产量的影响

通过调整播期,研究影响玉米生长发育和产量形成的气候因素,尤其是高温条件。试验选取京农科728、登海618、郑单958和先玉335共4个主栽玉米品种为材料,分别在2019年6月5日（T1）、6月15日（T2）和6月25日（T3）3个播期处理种植。结果表明,4个玉米品种的生育期,随着播期的推迟均不同程度延长。成熟期干物质积累量,4个玉米品种的叶片和茎秆在不同的播期没有明显差别,但籽粒和穗4个品种干物质积累量早播处理比晚播处理积累量大,可能是因为早播处理比晚播处理时段的温度要高。在玉米穗粒数、百粒质量和产量上,品种和播期处理对其影响达极显著水平。品种和播期处理对穗粒数、百粒质量和产量表现出极显著的交互作用。京农科728、登海618、郑单958和先玉335品种的穗粒数、百粒质量和产量最大值均为T2处理,最低均为T1处理,在产量性状上可能是因为T1处理在开花授粉阶段正好遇到连续高温天气,导致T1处理结实性较差。由此可见,在玉米生长发育和产量形成时,高温对其影响较大,在没有遇到高温的情况下,适时早播对玉米产量的提高将更有利。      

不同灌水量对绿洲春玉米农田耗水特征及产量的影响

利用中子仪结合烘干称重法连续监测了绿洲春玉米农田土壤水分,分析了玉米农田土壤水分时空变异特征,研究了不同灌水量对作物阶段耗水量与耗水模系数、叶面积指数和产量的影响。结果表明,玉米生长季所有灌水处理不同土层深度土壤水分全生育期变化趋势基本一致,土壤水分空间变异很大,但各层间的变异又表现出明显的层次性。不同灌水量下玉米阶段耗水量与耗水模系数在生育阶段的连续递变中都是先增大后减小,其峰值均出现在吐丝-灌浆期,灌浆期之前充足的灌水有利于玉米叶面积的发展。合理的有限水分管理(拔节水102 mm+大喇叭口期水93 mm+孕穗水93 mm+抽雄水90 mm+吐丝水90 mm+灌浆初期水75 mm+灌浆中期水75 mm)不会降低玉米产量,可实现节水与高产的双赢。     

播期对玉米生长发育和产量的影响

以郑单958、丹玉39为试材,研究播种期对玉米生育期、籽粒灌浆速率、农艺性状和产量的影响。结果表明：在不同播期条件下,郑单958均比丹玉39生育期少12d左右,且播种越晚,生育期越短;两品种相同播期的灌浆速率变化规律一致;郑单958的千粒质量、穗粒数、株高、穗位均低于丹玉39;5月14日播种的玉米产量最高。     

播期对玉米生长发育和产量的影响

以郑单958、丹玉39为试材,研究播种期对玉米生育期、籽粒灌浆速率、农艺性状和产量的影响.结果表明:在不同播期条件下,郑单958均比丹玉39生育期少12 d左右,且播种越晚,生育期越短;两品种相同播期的灌浆速率变化规律一致;郑单958的千粒质量、穗粒数、株高、穗位均低于丹玉39;5月14日播种的玉米产量最高.     

民勤地区畦灌春玉米改水成数田间试验研究

为探究适合甘肃省民勤地区畦灌条件下改水成数对春玉米生长的影响,2018年选用玉米品种‘先玉335’设置田间试验。畦灌试验设置4种处理Q1(改水成数0.85)、Q2(改水成数0.90)、Q3(改水成数0.95)和Q4(灌水周期数为2的波涌灌溉与改水成数0.85组合)。结果表明:畦灌土壤水分和硝态氮分布随改水成数增大而越均匀,改水成数通过影响畦灌玉米土壤储水量和硝态氮而影响玉米的生长。处理Q3、Q4灌水均匀度与灌水效率较高,水氮分布均匀,畦灌改水成数会造成田间首、尾段玉米产量差异,改水成数越小,尾段玉米产量越低。Q3产量和水分利用效率最高,分别为13 563.6 kg/hm~2和2.7 kg/m~3,处理Q3比Q1产量高17.9%,比Q2产量高9.7%。考虑土壤储水量、土壤硝态氮分布和玉米的产量,改水成数0.95可作为民勤地区春玉米畦灌灌水参数。如果从节水效果和玉米产量考虑,采用波涌灌溉灌水方式可以选择0.85改水成数。     

玉米品种籽粒机收质量和指标相关性影响的研究

为明确内蒙古中西部地区春玉米籽粒直接收获对玉米品种籽粒机收质量、产量和指标相关性的影响,选择主栽品种和苗头品种共7个,分别测定籽粒直接收获时各品种的田间植株性状、籽粒含水量、破碎率、杂质率、损失率以及机收籽粒产量和净收籽粒产量。结果表明:郑单958的倒伏倒折率最大,达30%以上,其次是先玉335,其他品种的倒伏倒折率基本为0。籽粒含水量以东单6531最大,KWS9384最小。而破损率以丰垦139最大,郑单958最小;杂质率最大的品种是丰垦139,其次是KWS9384,华美1号和郑单958的杂质率最小。郑单958的落穗粒率最大,其落穗粒率达29.64%,其次是广德5,而KWS9384、华美1号、丰垦139的落穗粒率为0。籽粒总损失率以郑单958最大,KWS9384最小。其中产量与倒伏率、落穗粒率、总落粒率呈显著负相关关系(P0.05),与其他指标的相关关系不显著。根据籽粒产量和净收益率来看,由于华美1号的品质较差,因此,各品种选择种植的优先序为:丰垦139、KWS9384、广德5、先玉335、东单6531、华美1号、郑单958。     

分期定量春灌一水对麦田蒸散量与产量构成的影响

于2013—2017年冬小麦生长季,选用节水高产小麦品种衡4399,开展麦田分期定量(75 mm)灌溉(春灌一水,设置拔节后0 d、拔节后5 d、拔节后10 d、拔节后15 d、拔节后20 d、拔节后30 d灌溉6个处理,记为AJ0、AJ5、AJ10、AJ15、AJ20、AJ30),进行单因素试验。结果表明:不同灌水处理麦田蒸散量范围为361. 1～505. 8 mm;随灌水时间推移,麦田蒸散量呈先增加后减小的趋势,以AJ15或AJ20最高。扬花前营养器官同化物运转量、运转率及对籽粒贡献率均随灌水时间的推移而呈先增加后减小的变化趋势,以拔节后5～15 d灌水处理的较高。扬花后输入籽粒的生物产量,以AJ10和AJ15较高,AJ0最低。各处理小麦扬花后同化物运转量对籽粒的贡献率均高于60%,是籽粒产量的主要构成部分。小麦籽粒产量范围为6 620. 4～8 650. 5 kg/hm~2,以拔节后5～15 d灌水处理较高。籽粒产量水分利用效率为1. 32～2. 54 kg/m~3,除2017年外,以AJ0处理为最优。产量与灌前土壤含水率、土壤供水量及蒸散量正相关。在本研究生产条件下,小麦拔节后10～15 d灌水,既能够充分利用土壤蓄水,也有利于提高产量和水分利用效率。     

春玉米不同品种耗水特性及水分利用效率差异研究

优选节水高产型品种是农艺及生物节水的重要措施;试验在半干旱区大田条件下,选用生产上主推的10个密植型春玉米杂交种,对丰水年型下不同品种的耗水特性、产量及水分利用效率差异进行分析研究,结果表明,品种间耗水特性及水分利用效率差异较大,全生育期耗水量以潞玉36最高,利民33最低;各品种对拔节期至抽雄期的土壤供水能力最敏感,且此阶段是造成品种间耗水量差异的主要时期;不同品种的水分利用效率与产量之间有较好的一致性,因此,大丰30、富友968、先玉335为高产、高水分利用效率、低耗水型品种,迪卡M9和利民33为低产、低水分利用效率、低耗水型品种;康地4574、郑单958、潞玉36、晋单65、京科968则产量较为接近,但均为高耗水型品种。研究为该区选择节水、高产型玉米品种提供基础,并对灌溉制度提供依据。     

干旱-复水对不同玉米品种冠层结构与水分利用效率的影响

以抗旱性不同的二个玉米品种('郑单958'和'户单四号')为材料,采用防雨池栽的方式控制土壤水分,研究扬花期干旱-复水对玉米冠层结构、产量、耗水量和水分利用效率的影响.结果表明,扬花期干旱-复水后二个玉米品种的叶面积指数和株高均出现补偿效应,'郑单958'补偿效应优于'户单四号';'郑单958,的群体透光系数在干旱-复...     

泾惠渠灌区冬小麦夏玉米灌溉制度优化研究

为了提高农业生产用水效率,降低农业灌溉水资源的浪费,2013-2016年,在陕西省泾惠渠灌区进行了连续3年的冬小麦夏玉米连作非充分灌溉制度试验,研究其灌溉制度优化。试验设置8个非充分灌水处理,每个处理重复2次。通过分析3年冬小麦夏玉米生育期的降雨量、灌水量,及其在产量、水分利用效率、益损比方面的影响,进而确定不同降雨频率年型下的冬小麦、夏玉米合理灌溉制度。试验结果表明:冬小麦、夏玉米生长发育阶段不同灌水期和灌水量对其产量影响显著。产量和水分利用效率两者相协调的最优灌溉制度是T4(冬灌+返青灌)与H4(压茬灌+抽雄灌),全年四次灌水,灌溉定额为4800 m~3/hm~2。     

泾惠渠灌区冬小麦合理灌溉制度研究

确定合理的冬小麦灌溉制度,可以达到增产节水的效果。在泾惠渠灌区进行了3 a的大田冬小麦灌溉制度试验,试验设置8个灌水处理,每个处理重复2次。基于试验数据分析不同生育期灌水处理,对冬小麦的产量及水分利用效率的影响,确定了不同降雨年型冬小麦的适宜灌溉制度。研究结果表明:在一定灌溉定额内,灌水期及灌水量对冬小麦的产量影响显著,生育前期出现旱象的情况下,冬灌是冬小麦丰产的基本保证;拔节期和抽穗期间,土壤水分对冬小麦生长影响较大,是其生长发育需水关键期。2013-2014年降雨年型(75%枯水年),最优灌溉制度为压茬灌+冬灌+返青灌全生育期灌水3次组合,灌溉定额2 700 m~3/hm~2;2014-2015年与2015-2016年降雨年型相似,属50%中水年,最优灌溉制度为冬灌+拔节灌+抽穗灌浆灌全生育期灌水3次组合,灌溉定额3 412.5 m~3/hm~2。研究成果为泾惠渠灌区农田合理灌溉,农业节水增产提供一定指导依据。     

泾惠渠灌区秸秆还田条件下夏玉米节水灌溉制度试验

泾惠渠灌区主要粮食作物已经实现了秸秆还田,但秸秆还田条件下作物的节水灌溉制度却还是空白。在泾惠渠试验站通过2年的大田和小区试验相结合,通过分析不同灌水处理下对夏玉米植株生理指标、水分利用效率和产量的影响,确定了不同降雨年型秸秆还田条件下夏玉米适宜的灌溉制度。研究结果表明:在一定灌溉定额内,灌水期不同对夏玉米农艺性状和产量影响显著,压茬灌和拔节灌有利于生长发育,拔节灌和抽雄灌是影响产量的重要灌水时期。秸秆还田方式可以显著提高产量和水分利用效率,并促进作物农艺性状生长。2013年降雨年型条件下最优的灌溉制度是压茬灌+拔节灌+抽雄灌3水组合,灌溉定额3 000m3/hm2;2014年的降雨年型条件下,适宜的灌溉制度是拔节灌+抽雄灌2水组合,灌溉定额1 800m3/hm2。研究成果为泾惠渠灌区合理配置水量和推广秸秆还田条件下夏玉米节水灌溉制度具有一定的指导意义。     

山西省部分主推玉米品种对大斑病抗性的研究

通过对山西省6个主推玉米品种对大斑病抗性差异的研究,结果表明：不同品种玉米对大斑病抗性存在明显差异,先玉335对玉米大斑病的抗性较差,晋单42的抗性较高;大斑病发病率和病情指数增长率由高到低的玉米品种依次为：先玉335〉农大108〉农大3138〉晋单38〉并单5号〉晋单42;不同年份,先玉335的发病情况也有所不同,在严重发病年份,其病情指数高达65.8±7.68,较轻发病年份的病情指数为53.2±4.23。     

种植密度和滴头间距 对民勤春玉米产量及土壤水氮影响

探究种植密度和滴头间距对膜下滴灌春玉米生长的影响。以玉米"先玉335"在甘肃省民勤地区进行大田试验。玉米膜下滴灌设置3种种植密度(A1:97 500株/hm~2、A2:105 000株/hm~2、A3:112 500株/hm~2)和3种滴灌带滴头间距(B1:20 cm、B2:30 cm、B3:40 cm)9种组合试验处理,分析玉米不同处理的土壤水氮分布、产量及水分利用效率等,得到适宜的灌水技术参数。玉米种植密度对土壤水氮分布规律影响并不显著,但玉米产量随着密度增加呈先增大后减小的趋势,"先玉335"最佳种植密度在105 000株/hm~2左右,A2玉米产量最高,达到14 585.8 kg/hm~2,比A1、A3的产量分别大4.8%、3%。滴头间距对土壤水氮分布影响显著,不同滴头间距为玉米生长提供的土壤水氮环境有所差异,进而影响春玉米的耗水规律、产量。在本试验条件下,滴灌带滴头间距大,土壤水和硝态氮呈窄深型分布;滴头间距小,土壤水和硝态氮呈宽浅型分布。滴头间距B3的玉米产量最高为15 615.0 kg/hm~2,比B1、B2产量分别大17.8%、11.6%。A2B3在各处理中玉米产量和水分利用效率最大。玉米"先玉335"种植密度105 000株/hm~2和滴头间距40 cm组合效果最佳,更适宜在甘肃民勤地区推广应用。     

调亏模式下灌水定额对夏玉米生长及产量的影响

为寻求合理的夏玉米调亏灌溉控制指标,通过防雨棚下测坑试验,对比分析不同灌水控制下限和灌水定额组合下夏玉米生长发育、耗水及产量形成的差异.结果表明:夏玉米生育前期的叶面积指数LAI值随灌水定额增大呈上升变化,重旱条件下其LAI和株高均较低,受轻旱后及时复水仍可保证正常株高;夏玉米的总耗水量和籽粒产量随干旱程度加剧呈下降趋势,灌水定额变化对二者影响明显,但无趋势性变化;灌水定额为75,90,105 mm处理的水分利用效率WUE普遍较高,同一灌水定额下中旱处理的WUE均高于轻旱处理.结合生产实际,以高产兼顾高水分生产率为目标,推荐拔节前60 mm、拔节后75 mm为节水高效的灌水定额,苗期45%田间持水量FC、拔节期50%~55%FC、抽雄期60%FC、灌浆期50%FC为合理灌溉控制下限标准.     

基于SWAP模型的桓台县主要农作物灌溉制度优化

为实现节水增产,以山东省桓台县冬小麦和夏玉米为例,运用SWAP模型模拟了不同灌溉方案组合下的土壤含水率以及作物产量,优化了灌溉制度.研究结果表明:SWAP模型能够较好地模拟桓台县冬小麦和夏玉米的生长过程,模拟效果理想;通过利用率定好的SWAP模型模拟3种ETc条件下不同降雨年型的作物相对产量和水分利用效率,结果发现,小麦灌3水和玉米灌2水的模式能够提高作物产量,并且能明显提升水分利用效率;根据模拟结果获得最优灌溉制度为:80％ETc下,不同生育期冬小麦平、枯水年的灌水额应为,拔节(87.3、92.9 mm)、抽穗(124.7、132.7 mm)和灌浆(62.4、66.4 mm);不同生育期夏玉米的灌水定额为,拔节(19.8、40.2 mm)和抽雄(29.8、60.6 mm).优化后的方案可保证研究区冬小麦和夏玉米的产量,并且能提高作物灌溉水利用效率.