覆膜集雨补灌对冬小麦产量和水分利用效率的影响

为确定半湿润易旱区垄沟集雨种植模式下冬小麦拔节期的适宜补灌量及探究不同地膜对土壤蓄水保墒和节水增产效果的差异,设置垄上覆普通地膜(P)和生物降解膜(J) 2种处理,并结合雨养(I0)、拔节期补灌20 mm(I_1),40 mm(I_2),60 mm(I_3),对比分析不同地膜不同补灌量下0～200 cm土层土壤贮水量、冬小麦产量和水分利用效率的变化.结果表明:覆膜可显著提高0～100 cm土壤贮水量,处理J在苗期保墒性与P相当,之后显著低于处理P;覆膜使苗期后100～200 cm土壤贮水量显著低于CK,但P,J间差异不具有统计学意义.补灌能显著增加0～200 cm土壤贮水量,处理I_3的土壤贮水量最高,I_2次之.覆膜处理的产量和水分利用效率均显著大于CK,P略大于J,但差异不具有统计学意义.2种不同膜覆盖下处理I_2的平均籽粒产量比处理I_3低1. 50%,但处理I_2的平均水分利用效率与灌溉水利用效率较I_3分别提高2.4%和37.5%.因此,垄覆生物降解膜,沟内种植,结合冬小麦拔节期补灌40 mm(I_2)是缓解残膜污染、增产节水的最优处理.     

限量单次补灌对套作冬小麦产量的影响

在作物生长的不同时期分别对各处理进行了35 mm限量单次滴灌,测定了土壤水分、籽粒产量及产量构成要素千粒重、穗粒重、株高等,并计算了水分利用效率和土壤水势。结果表明,小麦灌浆期限量单次滴灌对套作冬小麦增产效果最好,水分利用效率亦是如此。套作小麦灌水处理大多数产量构成要素及其它经济性状表现出明显差异。回归分析发现,WUE与籽粒产量间的关系可用幂函数来描述:WUE=-12.262+0.276Ye1/2(R2=0.912**,p<0.05)。土壤水势是降雨量和补灌量的函数。灌水后的第2个测定生育期所有套作小麦2个土层土壤水势均高于未灌水处理,且30~60 cm土层土壤水势比0~30 cm土层下降更为剧烈。     

补灌量和覆盖量耦合变化下旱地春小麦叶面积指数对产量的影响

[目的]免耕覆盖中补灌量和秸秆覆盖量耦合变化下春小麦叶面积指数对产量有较大影响。[方法]本研究以甘肃省定西市安定区1979—2019年历史气象数据为基础，运用APSIM模型对补灌量与覆盖量耦合变化时旱地春小麦的叶面积指数和产量及其构成因素进行模拟，并采用DPS软件进行分析实验，研究补灌量和覆盖量耦合下旱地春小麦叶面积指数对产量的影响机制。[结果]结果表明：在试验设计范围内, 不同春小麦叶面积指数对春小麦千粒质量的影响效应在开花-灌浆期为向上的二次抛物线变化。其他时期，不同春小麦叶面积指数对春小麦产量和千粒质量的影响效应为向下的二次抛物线变化, 不同春小麦叶面积指数对春小麦籽粒数的影响效应为向上的二次抛物线变化。试验变化范围内，各个时期春小麦千粒质量均未出现阈值，分蘖—拔节期，春小麦产量未出现阈值，春小麦籽粒数出现阈值，春小麦叶面积指数为1.72时春小麦籽粒数出现最小值为8716.59/m2 。其他时期，春小麦产量和籽粒数出现阈值，在春小麦叶面积指数为0.94，2.31，1.67，1.18，1.24，0.79时春小麦产量出现最大值为3818.71kg/hm2，3827.06kg/hm2，3851.41kg/hm2，3904.35kg/hm2，3819.03kg/hm2，3853.72kg/hm2。春小麦叶面积指数为0.77，2.01，1.44，1.07，1.00，0.70时春小麦籽粒数出现最小值为9579.34/m2，8745.26/m2，9638.01/m2，9050.71/m2，8554.04/m2，9038.38/m2。春小麦叶面积指数对产量和千粒质量呈正效应，对籽粒数呈负效应。[结论]合理调节春小麦叶面积指数，可以促进透光性速率的提高、光合产物的产生，对春小麦产量的提高具有积极的意义。     

阶段性缺水对冬小麦耗水特性和叶面积指数的影响

为了缓解华北平原淡水资源的不足,合理调配水资源,在中国科学院南皮生态农业试验站进行了淡水阶段性缺水灌溉试验研究,结果表明,当某生育阶段灌水被取消时,不但使作物在本生育阶段受水分胁迫,而且在后续生育阶段也受到一定程度的水分胁迫。相比阶段性缺水来说,旱作对叶面积指数和产量的影响程度最大。与充分灌溉的叶面积指数相比,缺水阶段的减小并不是最大的,缺水阶段之后的叶面积指数减少更大,从节水和对作物生长的影响2个方面综合考虑,缺灌浆水对叶面积指数和产量的影响程度最小。在淡水资源缺乏的区域采用阶段性缺水灌溉是节约水资源的重要途径。     

微润灌对冬小麦生长和水分利用效率的影响

【目的】探明微润灌对大田密植型作物生长与灌溉水利用效率的影响。【方法】以冬小麦为研究对象,采用大田完全随机试验,通过微润灌与滴灌(地下滴灌、地表滴灌)、无灌溉对比,研究了微润灌对冬小麦生长、旗叶特性、产量及水分利用效率的影响。【结果】微润灌冬小麦株高、干物质质量、群体增长率、旗叶特性、产量、作物水分利用效率及灌溉水分利用效率均高于未灌溉处理,与滴灌对冬小麦生长的影响具有相似性,在灌溉大田密植型作物冬小麦方面具有较强的适用性。与滴灌相比,微润灌节水效果显著,灌水量约为滴灌的3/4,微润灌可延长冬小麦生育期约5 d,也可提高冬小麦株高、干物质量、群体增长率、旗叶特性、产量、作物水分利用效率及灌溉水分利用效率。【结论】为确保冬小麦生长指标及产量达最优,建议实践应用中,在作物关键需水期(抽雄期、灌浆成熟期)应适当增大微润灌工作压力。     

限量灌溉对冬小麦光合与叶绿素荧光的影响

对限量灌溉条件下冬小麦光合与叶绿素荧光变化规律进行了分析,并探讨了冬小麦光合的气孔与非气孔限制情况.结果表明:轻度限量灌溉对冬小麦光合与叶绿素荧光没有显著影响;在开花期、灌浆初期,中度、重度限量灌溉造成的气孔限制是降低光合速率的主要原因;灌浆末期,中度、重度限量灌溉导致PSⅡ最大光化学效率显著降低,非气孔限制成为降低光...     

种植模式和补灌对玉米生长发育及产量的影响

为探明全膜双垄沟播技术和集雨补灌对玉米生长发育及产量的影响,采用完全随机区组设计,分别在不同全膜双垄沟播种植模式与补灌措施下对玉米干物质积累、叶面积指数、叶片 SPAD 值、0~200 cm土壤水分等指标进行对比分析。结果表明:在欠水年补灌条件下,全膜双垄沟播(FMRF70)种植模式不仅能够显著促进玉米的生长发育,还有利于玉米籽粒性状表现。干物质积累增加2.51%~26.88%,叶面积指数增加5.06%~14.37%,叶片 SPAD 值增加1.56%~8.75%,穗长增加0.3%~13.3%、百粒重增加3.3%~4.7%。全膜双垄沟播(FMRF70)种植模式能够充分利用有限的水资源,使0~200 cm土壤平均贮水量增加8.0 mm^23.54 mm,经济产量和水分利用效率均表现为FMRF70>FP>FMRF60>FMRF50,产量增加19.20%~78.96%, WUE 提高15.97%~70.00%,差异显著( P <0.05)。可见,全膜双垄沟播(FMRF-70)种植模式结合灌浆期适量补灌是半干旱区适宜的种植模式。     

微喷补灌对夏玉米产量和水分利用效率的影响

[目的]提高夏玉米用水效率.[方法]2018—2019年设置4个微喷补灌处理,分别以0～10(W10)、0～20(W20)、0～30(W30)和0～40(W40)cm为目标湿润土层,补灌的目标土壤含水率为相应土层的田间持水率,补灌时期均为夏玉米播种时、拔节期开始时和抽雄期开始时;以传统畦灌模式(CK)为对照,研究了不同...     

畦田节灌对冬小麦光合特性、产量和水分利用效率的影响

【目的】充分利用土壤贮水和自然降水,减少灌溉水投入,研究依据自然供水状况确定最佳畦灌时期和次数的畦田节灌技术。【方法】试验在播种期水分管理一致的基础上,设置4个水分处理,W0为不灌水处理,W1为灌3水处理(越冬水+拔节水+开花水),W2为灌2水处理(拔节水+开花水),W3为灌1水处理(开花水),研究了畦田节灌对冬小麦开花后旗叶SPAD值、光合特性、产量及水分利用效率的影响。【结果】与W2处理相比,W3处理开花后旗叶SPAD值、净光合速率、干物质同化量及其对籽粒的贡献率均降低,穗数、穗粒数和籽粒产量减少,但水分利用效率较高;W1处理籽粒产量及其构成因素没有明显变化,但水分利用效率显著降低。与W0处理相比,W3处理的籽粒产量增幅达16.2%～20.7%。结合关键生育时期土壤相对含水率分析,冬小麦越冬期0～20 cm和0～40 cm土层土壤相对含水率分别不低于65%θf(θf为田间持水率)和66.8%θf时,灌溉越冬水对籽粒产量无明显增益作用。拔节期0～20 cm土层土壤相对含水率降至50.6%θf及以下,即使0～200 cm土层土壤含水率接近80%θf,仍不能满足拔节后冬小麦对水分的需求,应及时灌溉拔节水。开花期0～20 cm和0～200 cm土层土壤相对含水率分别为24.8%θf～35.6%θf和57.9%θf～58.8%θf,及时灌水增产幅度较大。【结论】在冬小麦播种期供水适宜的条件下,于拔节期和开花期实施畦灌,生长季内灌2水,能获得较高的籽粒产量和水分利用效率,避免过量灌溉。     

覆膜集雨及行距配置对冬小麦灌浆特性的影响

为了探究覆膜集雨及行距配置对冬小麦灌浆特性的影响,在大田冬小麦起垄沟播模式下设置裸地(LD)、普通膜(PM)、降解膜(JM)处理,在沟内设置两种种植行距20 cm(L4)、30 cm(L3)。采集灌浆期籽粒粒重变化数据,运用logistic方程模拟,进而分析灌浆特性。试验结果表明:JM处理灌浆速率变化幅度小且具有较小的平均灌浆速率,但其明显延长灌浆持续时间。行距配置对灌浆速率影响较小,但整体显示为前期L3大,后期L4大。快增期对冬小麦籽粒积累干物质的贡献最大,其次为渐增期。达到最大灌浆速率的时间与粒重呈极显著正相关。灌浆时间参数较速率参数变异系数大,易受环境影响,覆膜集雨较行距配置对灌浆参数的影响大。覆盖降解膜行距20 cm是对提高籽粒粒重有益的种植模式。     

覆膜与施氮对花生生育中期叶绿素和光合特性的影响

为探究覆膜与施氮对花生生育中期叶绿素、光合特性的影响,设置不覆膜(B)和覆膜(F)与施氮水平(N0、N1、N2、N3、N4、N5)组合,研究不同组合处理对花生生育中期叶绿素、光合特性的影响规律。结果表明,花针期,与不施氮相比,施氮能提高叶绿素含量,B处理下叶绿素含量随施氮水平提高而提高,F处理下叶绿素含量随施氮水平提高呈先提高后保持稳定的变化趋势;施氮能提高净光合速率、气孔导度、蒸腾速率,施氮水平N4均达到峰值;相同施氮水平,覆膜能显著提高净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、胞间二氧化碳浓度;此时期施氮影响的效果较弱,覆膜发挥主导作用。结荚期,与不施氮相比,施氮能显著提高叶绿素、净光合速率、蒸腾速率和气孔导度,施氮水平N2均达到峰值,说明0～120 kg/hm~2内,施氮水平和叶绿素、净光合速率、蒸腾速率、气孔导度成相互促进的关系,而超过此范围,四者与施氮水平成抑制的关系。胞间二氧化碳浓度随施氮水平的增加先减小后增加,与净光合速率随施氮水平的变化趋势相反。相同施氮水平,覆膜能提高净光合速率、气孔导度、蒸腾速率,但较施氮影响更加微弱,远低于花针期内的提高效果,覆膜影响的效果减弱,施氮水平发挥主导作用。     

大力发展和推广集水补灌技术

文章简述了集水补灌技术的特点、应用范围和适用方式，论述了大力发展和推广集水补灌技术对发展干旱地区农业生产的作用和意义。     

集雨限量补灌对小麦土壤水分及生长发育的影响

对旱地小麦／玉米带田集雨限量补灌条件下小麦带0～90cm土层土壤水分时空动态及其生长发育进行了分析,建立了0～30cm、30～60cm、60～90cm及0～90cm土层土壤含水量随时间变化的数学模型,并就旱地发展小麦／玉米带田提出了建议。     

垄沟集雨补灌对冬油菜根系、产量与水分利用效率的影响

为确定垄沟集雨栽培条件下冬油菜蕾薹期的适宜补灌量,设置垄沟集雨雨养(T1)、垄沟集雨补灌60 mm(T2)和120 mm(T3)3个处理,并设平作补灌120 mm作为对照(CK),通过2年田间试验,系统地对比分析了不同补灌处理对冬油菜0~30 cm和30~100 cm土层的平均土壤含水率、地上部干物质量、主根性状和侧根密度、产量构成及水分利用效率的影响。结果表明,T2和T3处理不同时期0~30 cm土层的平均土壤含水率、花期和角果期地上部干物质量均明显高于T1和CK处理,T2和T3处理角果期的主根直径和干质量、0~10 cm和10~20 cm侧根密度显著增加,且T2和T3处理间不存在显著差异。T2和T3处理能显著增加油菜籽粒产量和水分利用效率,T2和T3处理2年平均分别比T1增产50.99%和58.15%,比CK增产53.89%和61.19%;T2和T3处理2年平均水分利用效率比T1分别提高37.28%和25.98%,比CK分别提高92.77%和76.90%。2年中T3处理均能获得最高的籽粒产量,但T3与T2处理间产量不存在显著差异,T3较T2仅增产4.74%,但T2比T3能够减少灌水量60 mm,减少耗水量45.5 mm,水分利用效率提高8.97%。从节水和农业可持续发展的角度来看,垄沟集雨种植并在蕾薹期补灌60 mm(T2)为较优的冬油菜栽培灌溉措施。     

基于小波能量系数和叶面积指数的冬小麦生物量估算

生物量是评价作物长势及产量估算的重要指标,科学、快速、准确地获取生物量信息,对于监测冬小麦生长状况以及产量预测等具有重要意义.以冬小麦为研究对象,通过相关性分析,选取相关性较好的小波能量系数,同时耦合叶面积指数,基于支持向量回归算法、随机森林算法、高斯过程回归3种算法构建冬小麦生物量估算模型.结果 显示,基于小波能量系...     

陇中半干旱地区地膜覆盖和补灌对玉米及土壤温湿度的影响

在陇中半干旱地区对玉米进行集雨补灌和不同覆膜栽培方式试验研究,结果表明,在该地区覆膜玉米进行集雨补灌和不同覆膜栽培方式的最优组合模式为全膜平作在大喇叭口期进行一次性补灌,在试验当年玉米全生育期降水262.5mm条件下补灌300m~3/hm~2,产量可达到6 277.69kg/hm~2,水分利用效率达21.90kg/(mm·hm~2)。     

免耕条件下推迟灌拔节水对冬小麦叶片水分利用效率和产量的影响

为了在冬小麦节水栽培中寻找一种合适的耕作模式,于2015-2016年冬小麦生育期间,在山东农业大学农学实验站设置了耕作方式(免耕与常规耕作)与灌溉时间(拔节期灌溉60 mm与拔节期推迟10 d灌溉60 mm)相结合的裂区试验。研究表明,与常规耕作相比,免耕降低了冬小麦的有效穗数,导致减产。但冬小麦在免耕条件下,旗叶的叶片水分利用效率(WUEL)却高于常规耕作方式。免耕条件下,拔节期推迟10 d灌溉显著增加冬小麦最终收获时的穗数和穗粒数。结果表明,免耕与拔节后10 d灌溉60 mm相结合可补偿由于免耕而引起的冬小麦籽粒产量损失。     

补灌对旱作集雨下麦田微生物呼吸与熵值的影响

为探明沟垄集雨条件下限量补灌对麦田土壤质量的影响,在冬小麦生育期设置3种降雨年型(丰水年P1:275 mm、平水年P2:200 mm、干旱年P3:125 mm)和4个补灌量水平,以传统畦灌(Traditional flat planting, TF)为对照,对沟垄集雨补灌(Ridge-furrow mulching system, RF)条件下不同土层土壤微生物呼吸、土壤有机碳含量、微生物量碳含量及其熵值(土壤代谢熵和微生物熵)进行研究。连续3年的研究结果表明,与深层土壤相比,沟垄集雨补灌对表层土壤微生物呼吸强度和微生物熵影响更为显著。在冬小麦生育期降雨量和补灌量相同的情况下,沟垄集雨较传统畦灌表层和深层土壤微生物呼吸强度分别增加2.47%～21.67%和3.28%～24.59%,且均在干旱年(降雨量125 mm)达到显著性差异;而土壤有机碳含量分别降低0.42%～15.49%和3.34%～11.52%。微生物熵分别增加9.09%～27.05%和11.9%～24.76%;对同一降雨量下不同补灌处理进行显著性分析结果表明,与传统畦灌对比,沟垄集雨补灌对土壤代谢熵影响不显著。研究结果可为沟...     

起垄覆膜沟播对冬小麦土壤水分利用效率及土壤温度的影响

2009～2010年在陕西杨凌进行了冬小麦覆膜沟播和传统平作播种方式的对比试验,结果表明,沟播较平播极显著增产,其成穗率较平播高3.8%,水分利用效率高5.06%。在拔节期前沟播的小麦群体分蘖数较平播少．在挑旗期至成熟期沟播群体高于平播,干物质积累量返青期较平播低,返青拔节后干物质积累量迅速上升,且较平播高。用曲管地温表观测了地膜覆盖和传统平作不同深度(0、5、l0、15、20和25cm)的土壤温度,分析了不同处理条件对地温影响的差异。试验结果表明,传统平作的地温变化比较快,地温的日振幅比较大,昼夜温差大。而地膜覆盖增温快,保温效果好,并且温度变化趋向平缓。     

水分亏缺对冬小麦株高、叶绿素相对含量及产量的影响

通过冬小麦小区试验,在不同时期给以不同程度的亏水灌溉处理,以研究不同生长时期水分亏缺和亏缺程度对冬小麦生理生态及产量的影响。冬小麦生长发育过程被划分为4个阶段:苗期、拔节期、抽穗期和灌浆成熟期。每个生育阶段设置不同水分水平,结果表明:土壤水分调控对冬小麦株高、叶片叶绿素相对含量,产量和水分利用率均有影响;冬小麦株高以及叶片叶绿素相对含量在拔节期、抽穗期以及灌浆成熟期前期均存在一定的补偿效应。