滴灌模式和土壤水分对冬小麦土壤水提取量和水分利用的影响

为探索高效的灌溉策略以减少灌水量并提高作物水分利用效率以缓解黄淮海冬麦区水资源短缺。采用田间裂区试验设计,探究地表滴灌(DI)和地下滴灌(SDI)条件下不同土壤水分状况(分别为田间持水量的50%～60%,60%～70%,70%～80%,记为W₅₀、W₆₀和W₇₀)对冬小麦产量、土壤水提取量、蒸散量和水分利用效率的影响。结果表明,对于整个生长季,与DI处理相比,SDI处理降低0～0.8 m土层土壤水提取比降低11.8%～21.8%,但SDI处理0.8～1.6 m土层土壤水提取量增加28.4%～29.8%。SDI处理的平均土面蒸发量和灌溉量分别比DI处理减少23.1%,8.9%。虽然花后SDI和DI处理间蒸腾速率的差异不显著,但在W₅₀和W₆₀条件下(亏缺灌溉),SDI处理的净光合速率和叶面积指数均高于DI处理。与DI处理相比,在亏缺灌溉条件下,SDI处理的产量增加14.5%～29.3%,水分利用效率增加13.9%～25.9%。与DI处理相比,在W₇₀条件下,...     

土壤水分对冬小麦生长后期光能利用及水分利用效率的影响

通过控制不同土壤水分条件形成不同的小麦（Triticum aestivum L.）群体结构,测定了抽穗到成熟期间小麦冠层光合有效辐射（PAR）截获及垂直分布、干物质积累和产量。研究表明,不同处理小麦冠层对PAR的截获量差异较小（小于15.7%）,但冠层上部（60~80 cm）的PAR截获量和生长后期PAR转化效率差异明显（100.7%和63.7%）,与产量和光能利用效率变化一致,可见土壤水分是通过改变小麦群体内PAR垂直分布及PAR转化效率对作物产量和光能利用效率产生影响。抽穗到成熟期间维持小麦冠层上部PAR截获率在50%左右是实现高产的重要保证。随着土壤水分改善,冬小麦光能利用率和产量持续增加,但水分利用效率却先于二者提前降低,说明改善水分利用效率是提高华北地区农业气候资源利用效率的关键。在底墒充足的条件下,分别在拔节和挑旗期灌水60 mm可获得较高的光能和水分利用效率及经济产量     

不同滴灌制度对冬小麦光合特性及水分利用效率的影响

以冬小麦青麦7号为材料,设置7个不同滴灌制度处理,即按照小麦生育期分别进行不灌水（ CK1）、漫灌（CK2）、滴1水（W1）、滴2水（W2）、滴3水（W3）、滴4水（W4）和滴5水（W5）,初步研究了不同滴灌制度对冬小麦光合速率及水分利用效率的影响。结果表明：与CK1和CK2相比,滴4水和滴5水花后旗叶SPAD值、净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）和蒸腾速率（Tr）显著升高,胞间CO2浓度（Ci）显著降低;各滴灌处理中,花后0～30 d,随着滴灌次数的增加,小麦旗叶SPAD值、Pn、Gs和Tr表现为：W4＞W5＞W3＞W2＞W1,W4处理维持较高的光合速率;各处理之间产量差异显著,表现为：W4＞CK2＞W5＞W3＞W2＞W1＞CK1;滴4水的水分利用效率（22．23 kg/（mm·hm2））,显著高于其他处理。综合考虑光合及产量因素,在本半湿润易旱区条件下,以起身水＋拔节水＋开花水＋灌浆水（滴4水）为节水高产最优滴灌制度。     

土壤水分调控对滴灌紫花苜蓿作物系数和水分利用效率的影响

利用2年田间灌溉试验,研究了紫花苜蓿滴灌条件下4种土壤水分梯度(即：70%θ_fc、60%θ_fc、50%θ_fc、40%θ_fc)对作物系数(K_c)和水分利用效率(WUE)的影响,探索提高滴灌紫花苜蓿水分利用效率的途径。结果表明：分枝—现蕾期为紫花苜蓿需水关键期;紫花苜蓿耗水量(ET_a)与产量关系为二次抛物线型,相关性为0.9433;紫花苜蓿K_c在返青—拔节期为0.61～0.88,拔节—分枝期0.68～0.79,分枝—现蕾期达到最大值1.07～1.16,现蕾—开花期0.57～0.96,全生育期表现为二次抛物线型;在不同的土壤水分条件和降水量条件下时,降水量少的年份,灌水量对紫花苜蓿WUE的影响显著;反之,灌水量对紫花苜蓿WUE的影响不明显。     

保护性耕作对华北平原冬小麦水分利用的影响

以保护性耕作长期定位试验为研究对象,比较分析了华北平原保护性耕作与传统耕作冬小麦田土壤水分的动态变化、作物耗水量、水分利用效率及作物产量。结果表明：免耕冬小麦田0-180 cm土壤含水量高于翻耕,随土层深度的加深含水量之间差异减少。土体0-30 cm贮水量呈波浪状变化,其中免耕具有很好的蓄水保墒作用;耕作处理之间0-180 cm的土体贮水量虽无显著差异,但免耕处理土体贮水量高于翻耕,秸秆还田高于无秸秆处理。秸秆直立免耕（ZT1）处理作物耗水量最少,分别比翻耕（CT）,翻耕＋秸秆还田（CTR）,旋耕＋秸秆还田（RTR）,秸秆粉碎免耕（ZT2）少消耗3.8,39.6,55.8,61.8 mm的水分;ZT1处理的产量为5 139.7 kg/hm^2,比CT（7 314.8 kg/hm^2）减产29.7%;ZT1处理水分利用效率为13.9 kg/（mm.hm^2）比CT减少32.4%。     

春季灌溉制度对冬小麦产量形成及水分利用的影响

在河北省山前平原小麦一玉米两熟区，在传统的施肥种类和施肥量基础上，采用3个灌水次数处理，A1（起身拨节水）、A2（起身拨节水、孕穗水）、A3（起身拨节水、孕穗水、灌浆水），研究了春季不同灌溉制度对冬小麦籽粒产量构成和水分生产效率的关系。结果表明，春一水处理明显降低了小麦穗粒数和粒重，春二水处理与春三水处理之间差异不明显；春二水处理的水分生产效率最高。     

保护性耕作对华北平原冬小麦水分利用的影响

以保护性耕作长期定位试验为研究对象,比较分析了华北平原保护性耕作与传统耕作冬小麦田土壤水分的动态变化、作物耗水量、水分利用效率及作物产量.结果表明:免耕冬小麦田0～180 cm土壤含水量高于翻耕,随土层深度的加深含水量之间差异减少.土体0～30 cm贮水量呈波浪状变化,其中免耕具有很好的蓄水保墒作用;耕作处理之间0～180 cm的土体贮水量虽无显著差异,但免耕处理土体贮水量高于翻耕,秸秆还田高于无秸秆处理.秸秆直立免耕(ZT1)处理作物耗水量最少,分别比翻耕(CT),翻耕 秸秆还田(CTR),旋耕 秸秆还田(RTR),秸秆粉碎免耕(ZT2)少消耗3.8,39.6,55.8,61.8 mm的水分;ZT1处理的产量为5 139.7 kg/hm2,比CT(7 314.8 kg/hm2)减产29.7%;ZT1处理水分利用效率为13.9 kg/(mm·hm2)比CT减少32.4%.     

限量灌溉对冬小麦产量和水分利用的影响

在河南省丘陵旱作区,采用限量灌溉的方法,研究了灌水对冬小麦子实产量和水分利用的影响。结果表明,在不同生育期灌水0．90mm范围内,灌水平均增产13．0％-39．6％,水分利用效率提高7．0％-18．0％,且能改善冬小麦的生育性状和产量构成。在雨水偏丰的年份,满足最高作物水分利用效率的补充灌水量为45mm,满足灌溉水利用率最高时的补充灌水量为30．45mm。冬小麦拔节孕穗期灌水能增加成穗数,提高灌溉水利用率,灌浆期灌水能增加粒重,提高水分利用效率。拔节孕穗期是限量灌溉的最佳生育期。     

土壤水分胁迫对冬小麦生长的后效影响

为揭示土壤水分胁迫对冬小麦生长的后效影响及其规律,利用盆栽试验对供试冬小麦设置13种供水处理,测定作物株高、叶面积、冠干重及产量,研究水分胁迫对上述生理指标的后效影响。结果表明,中度水分胁迫对株高的后效影响大于重度水分胁迫,在重度水分胁迫下,除C5-A外,当前影响均大于后效影响;前期中度水分胁迫对叶面积的后效影响大于当前影响,后期则相反,重度水分胁迫对叶面积的当前影响大于后效影响;水分胁迫对冠重的后效影响大于当前影响;水分胁迫对冬小麦穗数的后效影响基本上表现为正效应,而对每穗粒数、千粒重、产量及WUE的后效影响则全部为负效应,拔节至孕穗阶段中度水分胁迫抽穗期复水的处理产量最高,达到对照的62%。不同程度、不同历时、不同生育阶段的水分胁迫,对作物生长均有后效应,并导致小麦减产。     

不同覆膜方式对旱地冬小麦土壤水分和产量的影响

为探讨黄土高原半干旱雨养条件下覆膜种植冬麦田土壤水分动态特征和增产效果,在2008—2009和2009—2010年生长季,以露地种植为对照(CK),研究了3种覆膜方式(全膜覆土穴播、全膜穴播、垄膜沟播)对冬小麦农田土壤水分、产量和水分利用效率的影响。结果表明,孕穗前期覆膜处理0~200 cm平均土壤含水量在2个生长季分别较CK高2.3%和1.7%,而在孕穗期至成熟期分别较CK低14.7%和7.6%。地膜覆盖可显著改善0~20 cm土壤墒情,但拔节后20~90 cm土层以及全生育期90~200 cm土层含水量普遍低于CK;2个生长季收获期0~200 cm平均土壤含水量覆膜处理较CK分别低64.7 mm和47.0 mm。在2个生长季中,覆膜处理平均耗水量分别较CK多64.6 mm和77.2 mm。2个生长季夏季休闲后,覆膜处理在秋播时0~200 cm的土壤含水量分别比CK高29.8 mm和22.8 mm,显然,覆膜有利于土壤水分的快速恢复。2个生长季覆膜处理的平均产量分别较CK高49.4%和53.2%,水分利用效率分别提高11.8%和14.3%。在3种覆膜处理中,虽然全膜穴播的产量和水分利用效率最高,但从劳动力和生产资料的投入同产出效益角度考虑,则以全膜覆土穴播最优。因此认为,全膜覆土穴播是一种高产高效、操作简单、适宜于半干旱区推广应用的冬小麦种植方式。     

黑龙港流域不同滴灌制度下的冬小麦产量和水分利用效率

针对华北黑龙港流域冬小麦–夏玉米种植制度中冬小麦灌溉水用量过大的问题,以节水和稳产为目标设计了冬小麦滴灌制度定位试验,比较了滴灌与漫灌及不同滴灌模式下的小麦产量和水分利用效率。结果表明,在实验年份的降水条件下,传统灌溉定额和次数(总量225 mm,分1~3次灌溉)的滴灌与漫灌处理的小麦产量和水分利用效率差异均不显著;在两年降水特点不同的情况下,滴灌量比对照减少45~105 mm的处理产量下降不显著,水分利用效率显著提高。相关分析结果表明,对产量的贡献表现为穗粒数>千粒重>穗数。研究结果初步表明,冬小麦滴灌技术在黑龙港流域具有节水稳产的潜力。     

循环曝气地下滴灌对冬小麦生长和耗水特性的影响研究

循环曝气地下灌溉可以改善灌溉造成的根区缺氧状况,为作物生产潜力的发挥提供了可能。为阐明循环曝气地下滴灌对不同土壤类型的适用性,选择河南省郑州潮土、洛阳红粘土、南阳黄褐土、商丘两合土4种典型土壤,以冬小麦为指示作物,利用盆栽试验研究冬小麦的耗水特性、作物生理指标及产量对循环曝气地下滴灌的响应。结果表明,4种土壤曝气处理耗水量均高于普通地下滴灌处理（对照处理）。与对照相比,郑州潮土、商丘两合土曝气处理气孔阻力下降了66.72%和61.47%,达到显著性差性水平(P≤0.05),洛阳红粘土和南阳黄褐土气孔阻力差异不显著(P>0.05)。洛阳红粘土曝气处理产量较对照处理增加了12.61%(P≤0.05),千粒重增加了12.23%(P≤0.05),而南阳黄褐土、商丘两合土和郑州潮土曝气处理与对照差异不显著(P>0.05)。综合以上考虑,循环曝气地下滴灌技术在洛阳红粘土上对冬小麦有显著性的改善效果。

     

滴灌带间距和灌水定额对春小麦产量和水分利用效率的影响

为了探究春小麦合适的滴灌灌水定额和滴灌带间距组合,2015年3—7月进行了春小麦大田试验,研究3种滴灌带间距(D1：60 cm、D2：90 cm、D3：120 cm)和3种灌水定额(I1：35 mm、I2：45 mm、 I3：55 mm)对西北旱区春小麦产量和水分利用效率的影响。试验结果表明：产量最高的处理为D1I2达到8964 kg/hm²。当滴灌带间距为60 cm和90 cm时,灌水定额从35 mm增加至45 mm时产量显著增加,灌水定额达到55 mm时产量分别下降9.5%和2.2%。灌水定额为35 mm和45 mm时,滴灌带间距60 cm的处理产量显著高于滴灌带间距120 cm的处理;灌水定额增加到55 mm时,3个滴灌带间距处理产量无显著差异。水分利用效率在1.57~2.11 kg/m³间变化,最高的为D2I2处理。综合考虑产量、灌水量、水分利用效率和滴灌带投入,D2I2处理是该地区最优的滴灌带间距和灌水定额组合。     

水氮耦合对滴灌冬小麦光合特性、产量及水氮利用效率的影响

旨在明确水氮耦合对滴灌下超高产冬小麦光合特性和产量的影响。本研究采用裂区试验,研究了3种灌水量2775 m3/hm2(W1)、3900 m3/hm2(W2)、4350 m3/hm2(W3)水平与3 种施氮量0 kg/hm2(N0)、180 kg/hm2(N1)、270 kg/hm2(N2)水平对‘新冬41 号’旗叶叶绿素和可溶性蛋白质含量、光合速率、水分利用效率以及产量的影响。结果表明,水氮同时增加对花后旗叶叶绿素和可溶性蛋白含量、旗叶光合速率,水分利用效率和产量的提高比仅增加水或氮的作用更大,均以W2N2、W3N2处理花后旗叶叶绿素（分别较W1N0增加44.5%、41.2%）和可溶性蛋白含量（分别较W1N0增加20.8%、16.85%）、光合速率（分别较W1N0增加46.4%、54.5%）、水分利用效率（分别较W1N0 增加31.9%、34.7%）和产量（分别较W1N0 增加19.05%、20.86%）较高,W2N2、W3N2处理的旗叶光合性能大幅度提高是其产量较高的重要原因。综合水氮利用效率,W2N2(3900 m3/hm2、270 kg/hm2)是本试验条件下冬小麦产量近9000.0 kg/hm2的水氮高效运筹模式。     

灌溉决策方式对冬小麦产量及水分生产效率的影响

为提高小麦水分生产效率,设置了3种灌溉决策方式:Prwin软件决策、彭曼公式决策、经验灌溉(对照),研究其对小麦产量、水分生产效率及相关性状的影响。结果表明:Prwin灌溉决策下,小麦整个生育期灌水2151.0 m3/hm2,比对照节水699.0 m3/hm2,小麦株高、旗叶性状、穗部性状与对照无明显差异,产量达7401.4 kg/hm2,比对照增产7.8%,小麦水分生产效率为1.80 kg/m3,比对照增加26.8%;彭曼公式决策下,比对照节水400.5 m3/hm2,比对照增产4.2%,水分生产效率比对照增加4.1%。     

不同生育期（阶段）有限补灌对小麦产量和水分利用效率及经济效率的影响

为高效利用灌溉水资源,提高灌溉水水分利用效率和水分经济效率,在山西临汾采用随机区组设计方法研究了不同年型各生育期（阶段）有限补灌对产量、水分利用效率及经济效率的影响。结果表明：2个年型（正常和干旱）条件下：各生育阶段灌水处理的平均产量、水分利用效率和灌溉水水分经济效率均表现为冬前灌水>春季灌水>后期灌水;各生育时期灌水处理的平均产量和灌溉水水分经济效率均表现为冬水>孕穗水>拔节水>扬花水>返青水>起身水>灌浆水>对照（不补灌）,水分利用效率为冬水>孕穗水>扬花水>返青水>起身水>拔节水>灌浆水>对照（不补灌）。降雨正常年型各生育阶段灌水处理的平均产量、水分利用效率均高于干旱年型,而干旱年型灌溉水水分经济效率却高于正常年型。此项研究同时明确了各生育期灌水处理的土壤水分动态。该项研究为发展半旱地农业提供了理论和技术支撑。     

拔节期氮肥运筹对不同滴灌量下冬小麦光合特性及产量的影响

为探明拔节期氮肥运筹对不同滴灌量下冬小麦光合特性及产量的影响,在大田滴灌技术条件下,以’新冬41号’为试验材料,研究4种拔节期氮肥运筹处理[N0(0 kg/hm²)、N1(90 kg/hm²)、N2(180 kg/hm²)、N3(270 kg/hm²)]对3种不同滴灌量[W1(1500 m³/hm²)、W2(3000 m³/hm²)、W3(3450 m³/hm²)]下冬小麦叶绿素含量(SPAD值)、叶面积指数(LAI)、叶片光合特性及产量的影响。结果表明,在3种滴灌量下各氮肥处理冬小麦拔节至乳熟期叶片SPAD值均呈"先增后降"的变化规律,最大值均在灌浆期;LAI呈现"先增后降"的变化规律,在孕穗期达最大。在同一施氮水平下,滴灌量增加,叶片的净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)均增加,而胞间CO₂浓度(Ci)则降低。滴灌量较低时(W...     

水分胁迫及复水对绿洲膜下滴灌辣椒动态生长、产量及水分利用的影响

为了研究水分胁迫对露天膜下滴灌辣椒生长、产量形成和水分利用效率的影响,在辣椒苗期和开花坐果期均分别施加轻度水分胁迫(65%~75%田间持水量)、中度水分胁迫(55%~65%田间持水量)和重度水分胁迫(45%~55%田间持水量),全生育期充分供水处理(75%~85%田间持水量)为对照,分别测定各水分处理辣椒不同生育期末生长指标(株高、茎粗、叶面积指数和单株干物质积累量)以及青果总产量和水分利用效率,并用三次曲线模拟了辣椒各生长指标在全生育期内的动态变化过程。结果表明:三次曲线能够较好地反映不同水分处理下辣椒各生长指标随时间的动态变化。苗期和开花坐果期一定程度水分胁迫能导致辣椒在水分胁迫时段株高、茎粗和叶面积指数显著(P0.05)小于CK组,后期复水后,由于辣椒产生补偿性生长,苗期轻度和中度水分胁迫处理以及开花坐果期轻度水分胁迫处理辣椒,各生长指标增长速率在一定时间内超过CK组,最终辣椒产量和单株结果数均与CK组之间无显著差异(P0.05),且辣椒平均单果重分别比CK组显著高18.48%,22.49%,14.14%。苗期和开花坐果期水分胁迫,均能提高辣椒根冠比和果实干物质分配指数并减少辣椒全生育期灌水量和耗水量,特别是苗期中度水分胁迫处理,在不显著降低产量的情况下,灌水量和耗水量分别比CK组显著低12.36%和11.51%,且水分利用效率、灌溉水利用效率均最高,分别比CK显著高8.61%和9.66%,因此,在苗期施加中度水分胁迫,后期充分灌水是实现绿洲辣椒节水、高产和高效栽培的一种较优灌溉方式。