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。     

不同水分条件下旱稻水分利用效率的研究

田间试验研究不同水分条件下旱稻水分利用效率结果表明 ,“旱稻 50 2”、“津稻 3 0 5”拔节期和开花期净光合速率、蒸腾速率及水分利用效率日变化规律一致 ,叶片净光合速率和蒸腾速率均呈中间高、两头低变化趋势 ,水分利用效率均呈“L”型趋势。充分灌溉和水分胁迫处理“旱稻 50 2”叶片水分利用效率均大于“津稻 3 0 5”。“旱稻50 2”和“津稻 3 0 5”农业用水 (灌溉 降水 )水分利用效率均低于灌溉水水分利用效率 ,2品种水分胁迫处理下灌溉水水分利用效率均高于充分灌溉处理 ,“津稻 3 0 5”农业用水和灌溉水水分利用效率均低于“旱稻 50 2”。     

旱稻耗水特征及水分利用效率研究进展

从旱稻需水耗水规律、水分对旱稻生长发育和产量的影响以及衡量旱稻水分指标等方面综述了旱稻需水耗水特征及水分利用效率的研究进展 ,并提出今后研究的重点     

不同水分处理旱稻农田蒸散特征和水分利用效率

该文通过2001～2004年4年北京地区早稻田间试验,利用农田水量平衡方法计算了早稻农田蒸散量,用微型棵间蒸渗仪测定了不同土壤水分条件下农田土壤棵间蒸发,在此基础上分析了不同水分处理旱稻生长期间的农田蒸散特征、土壤棵间蒸发特征和水分利用效率.结果表明:北京地区早稻出苗～成熟的农田蒸散量为574～630 mm,年际间略有波动;日蒸散强度孕穗～抽穗期最高,平均为9.8 mm/d,该阶段为旱稻需水关键期;在出苗～拔节期间土壤棵间蒸发量占农田蒸散量比例最大,在此生育阶段应采取适当措施降低土壤蒸发无效消耗,提高水分利用效率;限量灌溉处理中以前期适当胁迫,后期充分灌溉处理的水分利用效率最高.     

滴灌模式对棉花根系分布和水分利用效率的影响

理解膜下滴灌参数对土壤盐分运移和作物生长的影响是制定科学滴灌制度、合理利用水资源的重要环节。毛管布置方式和滴灌水质是膜下滴灌的重要参数,为研究其对土壤盐分变化、棉花根系分布及水分利用效率的影响,设计了2种毛管布置方式（一管四行（Ms）和一管两行（Md））和3个滴灌水质水平（淡水0.24?dS/m、微咸水4.68?dS/m、咸水7.42?dS/m）。结果表明,滴管布置方式对土壤盐分变化和根系分布有显著影响。在相同滴灌水质条件下,Ms处理有利于降低棉花根区土壤含盐量。所有处理根系主要分布于0～40?cm土层内,矿质水滴灌时Md中根系受抑制程度明显高于Ms,但其主要影响根系密度δR＞0.5?kg/m3区域的分布范围,对δR＞0.2?kg/m3区域范围分布无明显影响。生育期内棉花总耗水量随滴灌水矿化度的上升而降低,与滴管布置无关。相对淡水滴灌而言,矿质水滴灌时Ms处理产量有所降低,但其水分利用效率随灌水矿化度上升而升高;而Md处理产量和水分利用效率均随灌水矿化度上升而下降。     

交替隔沟灌溉对温室黄瓜生长及水分利用效率的影响

日光温室黄瓜生产中一直存在灌水量大,水分浪费严重等现象,针对这一问题,该试验以津育5号黄瓜（Cucumis sativus L）为试材,就交替隔沟灌溉和交替隔沟亏缺灌溉对日光温室黄瓜生长、灌溉水去向、水分利用效率和节水效果等的影响进行了研究。结果表明,交替隔沟灌溉减少了土壤水分的深层渗漏、土壤表面水分蒸发,植株蒸腾速率也略有下降,而植株光合作用没有受到明显影响,使同化产物有利于向果实分配,产量与对照持平,果实商品性和营养品质也有所提高。交替隔沟灌溉可节水37%～48%,作物水分利用效率提高47%～82%。此法简便易行,控漏减蒸效果明显,节水显著,在目前日光温室生产条件下极具推广应用价值。     

灌溉对冬小麦水分利用效率的影响研究

通过设计不同的灌溉处理，从叶片水平、群体水平和产量水平3个层次系统分析了冬小麦水分利用效率(Water Use Efficiency, WUE)的变化特点及其内在联系。结果表明：叶片水平WUE或蒸腾效率(Transpiration Efficiency, TE)是群体蒸散效率基础；气孔运动机制及光合作用和蒸腾作用对环境变化响应的差异是叶片水平WUE的生理基础；而产量水平WUE是群体蒸散效率与收获指数共同决定的。随耗水量的增加，叶片光合速率、群体干物质积累及籽粒产量都呈二次曲线增长趋势，结果使叶片水平WUE     

栽培方式对玉米根系生长及水分利用效率的影响

为进一步明确我国西北地区全膜双垄沟播玉米栽培技术的增产机理,为干旱半干旱地区玉米高产栽培提供理论与技术支持,2008—2009年采用田间试验方法,研究了7种不同栽培方式对陇东地区旱地玉米根系时空分布、产量及水分利用效率的影响。结果表明:不同栽培方式下玉米根系长度和根干重均随生育期的推进逐渐增加,且随土层的加深呈逐渐下降趋势。其中,全膜双垄沟播等行距种植模式0~150 cm土层玉米根系长度显著大于半膜双垄沟播、常规地膜覆盖和露地种植模式(P<0.05);120~150 cm土层根长百分比表现为全膜双垄沟播撮苗种植模式最大,全膜双垄沟播等行距种植模式次之,露地种植模式最小;根干重主要集中在0~30 cm土层,且垄沟>垄中,全膜双垄沟播>常规覆膜>半膜双垄沟播,等行距种植>撮苗种植;与半膜双垄沟播、常规地膜覆盖和露地种植模式相比,全膜双垄沟播等行距种植玉米籽粒产量分别提高17.72%、22.01%和47.00%,水分利用效率分别提高6.41%、18.54%和43.57%,是陇东地区旱作玉米的最佳栽培方式。     

干旱区不同灌溉方式对枣树水分利用效率和果实品质的影响

为了探明不同灌溉方式对干旱区枣树灌溉水量分配、枣树生长和果实品质的影响,2009年以阿克苏试验林场成龄枣树为研究对象,研究了地面灌、滴灌和微喷灌3种灌溉方式下灌溉水的去向、枣树生长、产量、水分利用效率和果实品质。结果表明,与地面灌相比,滴灌及微喷灌有效地减少了田间水的深层渗漏,节水49%,而且对枣树生长影响并不显著。滴灌和微喷灌能够有效促进叶面积指数、叶绿素相对含量的提高,进而提高产量,滴灌增产22%,微喷灌增产16%;水分利用效率分别提高240%和230%;而且显著提高果实横径、单果质量、还原糖含量以及维生素C含量。由此可见,滴灌及微喷灌方式显著提高了枣树的果实品质和产量,研究成果为干旱区林果节水灌溉提供实践依据。     

不同供水条件对冬小麦根系分布、产量及水分利用效率的影响

通过中科院栾城农业生态试验站3种不同降水年型的田间灌水试验,研究了不同供水条件对冬小麦根系分布、产量及水分利用效率的影响,旨在为华北地区冬小麦建立优化灌溉制度,提高水分利用效率,达到节水增产目的提供理论依据。试验结果表明,冬小麦根系主要集中分布在80 cm以上土层,随土层深度的增加,根长密度呈指数下降;综合分析根系对不同土层的水分吸收、作物耗水组成及产量、水分利用效率与总耗水的关系,提出华北地区冬小麦最佳灌水方式是：丰水年灌0水、平水年灌1水(拔节水)、枯水年灌2水(拔节水和抽穗水),次灌水量60～75 mm,具有明显的节水增产效益。     

控制性分根交替灌水的节水效应

以盆栽玉米为实验材料，通过控制性分根交替灌水试验，证明当土壤含水率为田间持水率的５５％～６５％时，控制１／２根区交替灌水其用水量减少３４．４％～３６．８％，而生物产量仅下降６％～１２％，水分利用效率、根冠比、气孔阻力明显增加、叶片蒸腾速率明显下降，蒸腾效率提高而光合速率未明显变化；控制１／２根系区域交替灌水比固定１／２区域灌水的用水效率明显提高，根系总量和根冠比增加，根系分布均匀，地上部生物产量增加。初步证明控制性分根交替灌水是一种高效而可行的节水新技术。     

不同遮光度对冬小麦生长发育和水分利用效率的影响

[目的]探究不同程度遮光对冬小麦生长发育和水分利用效率的影响,分析遮光条件下小麦的生长发育状况及耗水特性,为节水灌溉提供新途径。[方法]通过小区试验,设置不遮光(CK)、20%遮光(L_(20))、40%遮光(L_(40))、60%遮光(L60)、80%遮光(L_(80))共5个处理组,分析冬小麦株高、叶面积、干物质、产量和水分利用效率的变化特征。[结果]遮光处理使冬小麦生育期延长,叶面积增加,但各处理间的株高无明显变化;L_(40),L60,L_(80)处理抑制了冬小麦茎、穗干物质的积累;遮光使得光合产物在茎、叶、穗各器官中的分配比例发生变化,但L_(20)处理对冬小麦茎、叶、穗干物质的积累和分配无明显影响;遮光使得土面蒸发量和冬小麦的总耗水量均明显降低,且遮光度越大,降低幅度越大;与CK相比,L_(20)处理的产量下降了4.23%,水分利用效率则提高了10.11%,其他处理的产量和水分利用效率均有所下降。[结论]L_(20)处理对产量无明显影响,但有效提高了水分利用效率,起到了明显的节水作用。     

水氮管理对优质杂交中稻旌优127产量及氮肥利用率的影响

为充分发挥优质稻的产量潜力并实现水氮资源的高效利用,以优质杂交中稻旌优127为材料,在大田环境下研究管水方式(W)、施氮量(N)和施氮方式(D)及其互作对水稻产量、穗粒结构和氮肥利用率的影响。结果表明:管水方式(W)、施氮量(N)、管水方式(D)与施氮方式互作(W×D)、管水方式与施氮量互作(W×N)、施氮量与施氮方式互作(N×D)以及三者互作(W×N×D)间对旌优127产量的影响达极显著水平,施氮方式(D)对产量的影响接近显著水平(P=0.050 5),旌优127产量在不同施氮量下均以浅湿管水且氮肥后移时产量最高。管水方式(W)、施氮量(N)、施氮方式(D)及其互作对水稻穗粒结构有不同程度的影响,通径分析表明影响产量的主要因子为单位面积有效穗数,其次是穗粒数。除施氮方式(D)、管水方式与施氮量互作(W×N)外的其他因子及其互作对氮肥农学利用率有显著影响;浅湿管水处理氮肥农学利用率显著低于常规管水处理;在浅湿管水下,氮肥后移时水稻氮肥农学利用效率随着施氮量的增加显著降低,常规施氮时差异较小;在常规管水下则相反。除施氮方式(D)外的其他因子及其互作对氮肥偏生产力有显著影响;浅湿管水处理氮肥偏生产力显著高于常规管水处理;氮肥偏生产力在不同的管水方式下均随施氮量的增加显著降低。浅湿管水,施氮100 kg/hm2,最高苗期适量施用穗肥是试验所在生态区最佳的水氮管理方式。     

根区温度对黄瓜生长、产量及氮肥利用率的影响

采用土壤盆栽试验,从设施土壤环境角度分析了冬季温室栽培中根区温度和氮肥用量对黄瓜生长、产量及氮素吸收的影响,综合评价了不同根区温度下的氮肥利用率。试验设置根区加温(20℃)和不加温(12℃)两个温度水平,氮肥处理设N0、N1、N2和N3共4个水平(用量分别为每1kg土含纯氮0、96、128、160 mg)。结果表明:在相同氮水平下,加温处理的黄瓜单株产量、氮肥表观利用率和氮肥农学利用率显著高于不加温处理,在N0~N3水平下,加温处理比不加温处理分别增产78.99%、120.48%、126.77%和105.56%。不加温时,增加氮肥用量,黄瓜单株产量无显著差异。加温时,黄瓜单株总氮吸收随氮肥用量的增加呈显著上升趋势。根区温度和氮肥用量对黄瓜生长、单株产量和单株总氮吸收均有显著影响,且提高根区温度比增加氮肥投入更能促进黄瓜生长,提高氮肥利用率。冬季设施栽培中,提高根区温度能够促进作物对养分的高效利用。采用增温减氮的措施既可保证蔬菜产量稳定,又可避免化肥过量施用对设施土壤的危害。     

硫包衣尿素对水稻的增产效应及氮素利用率的影响研究

采用盆栽试验比较研究了等施用量及等氮量的硫包衣尿素(SCU)和普通尿素对水稻的增产效应以及氮肥利用效率的影响.结果表明:(1)在水稻生育前期,施用等氮量的SCU处理水稻生物量低于普通尿素处理;成熟期等氮量和等施肥量下,施SCU处理的水稻籽粒产量比普通尿素处理分别高出35.7%,19.3%,等氮量SCU处理水稻的千粒重较大而有效穗数较小;(2)SCU处理较普通尿素处理较大幅度地提高了水稻的氮肥利用率和水稻氮肥偏生产力,相同肥料施用量下,SCU氮肥利用率为47.35%～57.48%,平均比普通尿素氮肥利用率高出12.5%;氮肥偏生产力也比常规尿素处理平均提高了10%;相同施氮量下,SCU处理比普通尿素处理下的水稻氮肥利用率提高了17.12%,达到51.11%.     

不同盐分和氮肥水平对菠菜水分及氮素利用效率的影响

采用土柱栽培法研究了不同盐分和氮肥水平对菠菜水分与氮素利用效率的影响。结果表明,300 kg ha-1氮水平下,菠菜增产16.6%,水分利用效率(Water Use Efficiency,WUE)提高9.6%;其中以0.87 dS m-1处理的WUE最大,为25.8 kg m-3,盐分和氮肥的交互影响使WUE提高1.55 kg m-3。同时3,00 kg ha-1氮水平比100 kg ha-1氮水平的氮素利用效率(Nitrogen UseEfficiency,NUE)平均降低40%。盐分增加,NUE降低。高盐高氮处理的氮肥回收率(Nitrogen Fertilizer Recovery Efficiency,NRE)和农业氮利用效率(Agronomic Nitrogen Use Efficiency,NAE)最低,土壤残留氮量最高,对环境造成的潜在危害最大。     

不同秸秆还田方式对春玉米产量、水分利用和根系生长的影响

为探究耕作方式和秸秆还田对春玉米产量、土壤水肥及根系分布的影响,通过连续两年设置耕作方式(旋耕、翻耕)与秸秆还田方式(秸秆还田、秸秆不还田)两因素田间定位试验,研究了春玉米产量和水分利用效率、根系及土壤水肥分布的特性。结果表明:旋耕和翻耕处理春玉米产量和水分利用效率差异不显著,但前者显著增加了干旱年份(2015年)0—30cm土层的根长密度、根表面积密度和根干重密度,而后者显著降低了10—30cm土层的土壤容重和紧实度,降低了0—40cm土层的土壤含水量、有效磷和速效钾含量,提高了干旱年份30—60cm和湿润年份(2016年)0—60cm土层的根长密度、根表面积密度和根干重密度;秸秆还田较秸秆不还田处理显著增加了春玉米产量和水分利用效率,增加幅度分别为9.5%和7.3%,促进了干旱年份0—60cm土层的根长密度和湿润年份30—60cm土层的根长密度、根表面积密度和根干重密度的增加,还提高了0—60cm土层的土壤含水量、硝态氮、有效磷和速效钾含量。因此,实施旋耕秸秆还田和翻耕秸秆还田可以改善土壤水肥分布,促进深层根系发育,提高春玉米的产量和水分利用效率。     

不同氮肥施用对双季稻产量及氮肥利用率的影响

通过田间小区试验,研究了不同氮肥处理对双季稻产量及氮肥利用率影响。结果表明:增施氮肥处理比不施氮肥处理双季稻的有效穗数、每穗粒数均显著提高,早稻产量增产77.0%~127.1%,晚稻增加62.9%~108.0%;早稻中等量控释氮肥处理较普通尿素处理水稻单位有效穗数、每穗粒数、农学利用率均增加,同时增产5.0%,氮肥利用率提高18.0个百分点;减量控释氮肥处理与普通尿素处理比有效穗数、每穗粒数、产量、氮肥农学利用率有所下降但氮肥利用率提高18.6~20.2个百分点,晚稻中各控释氮肥处理较普通尿素处理每穗粒数增加、产量增产,增产率为9.7%~27.7%,氮肥利用率提高28~31.1个百分点,且农学利用率显著提高;不同用量控释氮肥处理间早稻有效穗数、产量随氮肥用量增加而增加,晚稻中当施氮水平≤162 kg/hm2(按纯氮算)时,水稻单位有效穗、每穗粒数、结实率、产量随氮肥增加而增加;当施氮水平162 kg/hm2(按纯氮算)时,随施氮量增加而减少。     

不同深施方式对太湖地区稻田氨挥发和氮肥利用率的影响

本研究以太湖地区稻田为研究对象开展连续两年的田间试验，通过设置不施氮肥（CK）、常规施氮（CN）、减氮表施（RN）、减氮侧深施（RNS）和减氮穴施（RNP）5种施氮处理，探究不同深施方式对稻田氨挥发与氮肥利用率的影响。结果表明，与表施处理（CN和RN）相比，RNS和RNP通过降低田面水NH₄⁺-N浓度和pH分别减少30.95%~41.54%和66.71%~72.23%的氨挥发排放（P<0.05）。相较于RN处理，RNP促进水稻根系生长并增加根区土壤有效氮含量，进而增加水稻产量（6.23%），提高氮肥利用率（50.15%），降低土壤氮盈余（63.92%）（P<0.05）。与CN处理相比，RNS显著降低土壤氮盈余（29.20%）（P<0.05），但水稻吸氮量和氮肥利用率均未显著增加。相较于RNS，RNP进一步降低氨挥发损失（50.84%）和土壤氮盈余（51.07%），提高氮肥利用率（40.40%）（P<0.05）。综上所述，RNP的农学和环境效益最高，但因穴施机械及肥料造粒技术等因素的限制，尚难应用于实际生产；而侧深施肥在我国水稻大规模集约化生产中效益较高且切实可行。     

不同供磷水平对旱作条件下水稻生长、根系形态和 养分吸收的影响

通过盆栽试验,比较分析了磷素对旱作条件下不同水稻品种苗期生长、根系形态及磷素吸收利用效率的影响。结果表明,施用磷肥促进水稻地上部和根系的生长,低磷胁迫显著增大了植物的根冠比,且品种间差异明显,丛矮2在低磷水平和高磷水平下的根冠比比值为1.982,而黄华占相应的比值为1.096;随供磷浓度的增加,水稻植株含磷量增加而磷素生理利用率降低,在3种磷水平下,3345的磷素吸收效率均高于其他4个品种,磷素生理利用率却低于其他4个品种。根系形态参数与磷素吸收、利用效率的相关性分析表明:根系总长对水稻植株吸磷量影响最大。总之,适当地施用磷肥能更好地协调根系与地上部的关系,促进根系的生长和根系对磷素的吸收。