灌水控制下限对冬小麦产量及水分利用效率的影响

通过对冬小麦全生育期实施不同土壤水分控制下限,研究冬小麦的耗水规律,分析水分胁迫对其生长发育和产量形成的影响,并建立了产量与水分关系的数学模型。结果表明,不同水分处理的冬小麦耗水规律基本一致,但日耗水强度和总耗水量各处理间差别明显。各生育时段耗水量占全生育期总耗水量的百分比以孕穗灌浆期最大,达到45%;其次为拔节期,在20%左右;越冬期最小,只有4.0%~10.0%。土壤水分控制下限为55%的处理冬小麦水分利用效率最高,约为1.75kg/m3,对应的耗水量在350~400mm之间。     

分层施肥及供水对冬小麦生理特性、根系分布和产量的影响

以太行山山前平原冬小麦为研究对象,在中国科学院栾城农业生态试验站,用筒栽模拟试验,研究了土壤表层和深层不同施肥供水组合对冬小麦根系分布、地上部生理特性及产量的影响。结果表明：与传统表层施肥＋表层供水（CK）相比,①整层施肥＋整层供水组合处理（T3）和整层施肥＋表层供水组合处理（T1）的土壤上层（0～90cm）根系生物量都没有显著变化,深层（90～150cm）根系生物量分别增加了97．3％,57．0％,产量分别增加了46．0％,27．0％,生长后期,冬小麦旗叶净光合速率（Pn）、蒸腾速率（Tr）和水分利用效率（WUE）显著提高;②表层施肥＋整层供水组合处理（T2）的土壤上层（0～90cm）根系生物量减少了18．8％,深层（90～150cm）没有显著变化,旗叶Pn、Tr、WUE及产量没有显著差异。     

不同产量水平下冬小麦水肥利用特性研究

根据黄淮海地区冬小麦多年不同产量需肥特征进行配方施肥,来模拟冬小麦不同产量水平,进而研究不同产量下冬小麦生长发育及水肥利用等特性,为田间水肥管理和高效用水及合理施肥提供理论依据。本试验于2018—2019年在中国农业科学院新乡综合试验基地进行,试验设置4个产量水平,分别为7.50 t/hm²(C₀),8.25 t/hm²(C₅),9.00 t/hm²(C₁₀),9.75 t/hm²(C₁₅),以不施肥为对照处理(CK)。结果表明,随产量的增加,冬小麦株高、SPAD、穗数、穗长、穗粒数、千粒重和生物量均呈上升趋势,无效小穗数呈下降趋势,较CK处理相比,C₁₅处理株高、SPAD、穗数、穗长、穗粒数、千粒重和生物量分别提高17.8%、69.1%、68.6%、15.3%、16.5%、17.3%、34.9%,收获指数达到53.2%。随产量的增加,冬小麦耗水量显著增加,水分利用效率呈上升趋势,C₁₀耗水量增加22.8%,水分利用效率增加9.9%;收获后C₁₀土壤全氮全磷较播前显著增加,C₁₅显著减少,肥料贡献率随产量增加显著提高,偏生产力显著降低。冬小麦产量的提高主要依赖于较高的穗数和全生育期干物质的积累,结合冬小麦产量、耗水量,水分利用等认为C₁₀处理水肥利用最佳。     

水分对冬小麦形态、生理特性及产量的影响

对不同水处理下的冬小麦形态、生理特性及产量进行了研究。结果表明,在水分胁迫条件下,抗旱性较强的品种产量较高;在水分充足条件下,抗旱性较弱的品种产量较高。耐旱性较强的品种渗透调节能力相对较强。冬小麦对水胁迫的适应性主要通过渗透调节机制来实现。水胁迫导致叶片叶绿素含量降低,耐旱性较强的品种叶绿素含量变化较小。随着水分的减少,冬小麦叶片蔗糖含量呈上升趋势。在水分胁迫下,耐旱性较强的冬小麦品种叶片ＳＯＤ酶具有较高活性,且随水分胁迫加强提高较快。     

玉米穗期水分胁迫对产量和水分利用效率的影响

在盆栽条件下,以6个玉米杂交种为试验材料,研究了玉米穗期正常供水、轻度和中度水分胁迫下产量和水分利用效率(Water Use Efficiency,简称WUE)的变化.结果表明,6个玉米品种的产量和耗水量的水分胁迫效应均显著,随胁迫程度加大,产量和耗水量均明显降低,但不同品种对水分胁迫的反应存在差异.轻度水分胁迫下,供试品种中有两个品种表现出产量下降幅度不大、且比耗水量下降幅度小、WUE有所提高的优良特性;中度水分胁迫下,6个品种均表现为产量大幅度下降,且远高于耗水量的下降幅度,导致WUE明显降低.相关分析表明,3种供水条件下,WUE与产量均呈显著正相关,与耗水量的相关性均不显著.     

绿洲灌区不同密度玉米群体的耗水特性研究

针对水资源不足严重制约绿洲灌区玉米生产,密植对玉米耗水特性影响研究薄弱,以及生产实践中缺乏调控种植密度以同步提高产量和水分利用效率的理论依据等问题,2012—2015年,以先玉335为参试品种,在相同施肥、灌水制度下,设75 000株hm–2(低,D1)、87 000株hm–2(中,D2)、99 000株hm–2(高,D3)3个密度水平,探讨密度对玉米耗水的时间动态、耗水结构以及利用效率的影响,以期为优化密植增产节水技术提供理论依据。结果表明,随密度增大,玉米全生育期总耗水量(ET)增大,大喇叭口期至吐丝期是耗水量增大的主要时期,高、中密度处理与低密度处理相比,全生育期总耗水量4年平均分别高22.8%、14.4%,大喇叭口期至吐丝期平均分别高28.4%、18.2%,其他生育时期不同处理的耗水量差异不显著。增加密度可降低玉米的无效耗水,提高水分利用率,高、中密度处理较低密度处理全生育期的棵间蒸发量(E)4年平均分别减少56.5 mm、27.6 mm,密植降低棵间蒸发量的主要时期在拔节至灌浆期,其中大喇叭口期至吐丝期的日均棵间蒸发量分别减少0.51 mm、0.27 mm;高、中密度与低密度处理相比,全生育期的E/ET分别降低15.8%、6.2%,其中拔节至大喇叭口期减小幅度最大,分别为22.1%、10.7%。与低密度处理相比,高、中密度处理的籽粒产量分别提高了17.9%、14.8%,但高、中密度处理间的产量差异不显著;高、中、低密度处理的水分利用效率(WUE)分别为18.2、19.3和16.8 kg hm–2 mm–1,中密度处理的WUE显著高于低密度处理;与低密度处理相比,高、中密度处理4年平均灌溉水利用效率(IWUE)分别提高了34.5%、19.6%。本研究说明,在传统供水覆膜条件下,进一步增加种植密度是干旱绿洲灌区提高玉米产量和灌溉水利用效率的可行措施。     

水分胁迫对不同根型小麦幼苗水分利用率和导水率的影响

以旱地小麦晋麦47和高水肥小麦石4185为试材,比较分析了充分供水和模拟干旱胁迫条件下小麦幼苗水分利用效率(WUE)和根系导水率(Lpr)的差异。结果表明:正常供水条件下,晋麦47单株耗水量、根系干质量和单株干质量皆低于石4185,但根系水分利用率(WUEr)、茎叶水分利用率(WUEs)、单株水分利用率(WUE)以及根系导水率均高于石4185。轻度干旱胁迫下,石4185根系干质量稍有增加,晋麦47变化不明显,两者单株干质量均降低;两品种根系、茎叶和单株水分利用效率均显著提高,石4185根系水分利用效率反而高于晋麦47;但两品种根系导水率呈显著下降趋势,晋麦47下降幅度大于石4185并最终低于石4185。以上说明:水分充足条件下,晋麦47表现出“奢侈”利用水分,干旱条件下,表现出以降低水分消耗而维持地上部生长的耐旱节水机制;石4185在水分充足条件下耗水量大,表现出水地品种特点,胁迫条件下,水分利用率均升高且根系水分利用率升高相对更大,体现出干旱胁迫下依赖根系进一步发展增大吸收水分表面积来适应缺水环境。两者相比较,体现了不同根型小麦品种根系在干旱胁迫调节中的重要性和差异性。     

水分胁迫对冬小麦干物质分配的影响

试验采用盆栽方法,通过设置不同的土壤水分条件,研究不同土壤水分对冬小麦生长发育的影响,从器官水平上考察了水分条件对冬小麦物质积累、分配等的影响,并建立了产量和耗水量的关系方程。在水分适宜条件下,茎杆所占比例较小,为32%,穗部占39%,而过度灌溉和严重水分胁迫条件下,茎杆所占比例较大,分别为43%和34%,穗部所占比例较小,仅为41%和27%。在不同等级水分条件下,均以茎杆对产量的贡献最大。相对适宜的土壤水分条件(70%~60%)时,茎杆对产量的贡献最大,为0.97 g/茎,水分胁迫严重条件下,叶片对冬小麦产量贡献比适宜土壤水分条件时的叶片贡献要大一些,为0.79 g/茎。根据试验产量和耗水量回归分析表明,泰安地区在现有的肥水水平和栽培技术条件下,冬小麦的理论最大产量为0.62 kg/m2,耗水量702.35 mm,最高水分利用率17.65%,冬小麦在拔节至扬花浇水显得尤为重要,生产上应特别注意加强扬花水、灌浆期水分管理。     

土壤水分胁迫对冬小麦耗水规律及产量的影响

在温定盆栽和池栽防雨旱棚条件下，研究了土壤水胁迫对冬小麦耗水规律及产量的影响，结果表明，随土壤水分胁迫加剧，干物质积累减少，子粒千物质来自贮藏同化物的比例上升，产量下降，产量构成三因子中穗粒数，亩穗数下降均极显著，而千粒重下降较少，随水分胁迫加剧，拔节前耗水量占总耗水量的比率增高，从播种到拔节期，耗水量占总耗水量的比例愈高，拔节后植株衰老死亡愈早，产量降低就愈大，中度水分胁迫下，虽然水分生产率和经     

水分调控对小麦开花后水分利用特性及产量的影响

在全生育期防止天然降雨和人工控制灌水条件下，对豫麦34号和洛阳8716开花后不同水分处理的水分利用特性及产量进行了研究。结果表明，花后7－27d随灌水次数增多耗水量增大，水分利用率下降；耗水高峰期发生在开花期至花后14d，以后逐渐下降；花后6d至成熟期间豫麦34号和洛阳8716耗水量分别占总耗水量的33％－355和27％－30％；花后7－14d灌水，千粒重和产量增加明显。豫麦34号水分利用效率较高，生育后期节水灌溉下仍能发挥其高产潜力；要提高洛阳8716的产量，应注意保持开花后的土壤水分含量。