喷灌和地面灌溉条件下冬小麦的生长过程差异分析

采用作物生长分析的方法,研究了喷灌和地面灌溉条件下冬小麦生长动态的变化规律。结果表明:与对照地面灌溉相比,在分蘖~抽穗期,喷灌条件下冬小麦的生物产量较小,抽穗后,喷灌有利于植株对干物质的积累,成熟时其生物产量比地面灌溉条件下高8.9%;在分蘖~拔节期,净同化率较低,孕穗~成熟期比地面灌溉高15.7%~30.9%;从第一次灌水处理至成熟,群体生长率平均比地面灌溉高10.1%;在生长前期(分蘖~孕穗期)叶面积指数增长较慢,在生长后期(抽穗~成熟期)叶面积指数衰减率低,从而使生长后期的叶面积持续时间比地面灌溉高15.5d。综上所述,喷灌对冬小麦群体生长的影响具有前控后促的特点,其生长优势主要表现在生长后期。考种结果显示,喷灌条件下冬小麦的结实率、千粒重、产量分别较地面灌溉提高了5.9%、2.8%、11.3%,二者差异显著。     

喷灌条件下冬小麦灌浆期叶水势日变化及其影响因子研究

研究了冬小麦灌浆期叶水势在喷灌和地面灌溉(对照)条件下的日变化规律, 并探讨了其与农田生态因子(冠层空气温度、冠层空气相对湿度)和生理因子(气孔导度、蒸腾速率、细胞间隙 CO2浓度和光合速率)之间的关系.结果表明:与对照相比,喷灌条件下叶水势日变化曲线的变化趋势没有改变,但两种灌溉方式下叶水势的大小有显著差异,喷灌条件下冬小麦叶水势明显高于地面灌溉,在一天中8∶00～18∶00期间的不同时刻,两种灌溉方式下叶水势的差异大小表现为:在灌浆前期,喷灌和地面灌溉条件下叶水势的差异以在 8∶00时最大;在灌浆中期,差异以12∶00～16∶00期间最大;在灌浆后期,两种灌溉方式下一天中各时刻的差异微小,相对稳定.喷灌条件下冬小麦叶水势日变化的影响因子与地面灌溉条件下相比没有改变:灌浆前期,叶水势日变化均主要受生态因子冠层空气相对湿度、冠层空气温度的影响;灌浆中期,主要受生态因子冠层空气相对湿度、冠层空气温度和生理因子蒸腾速率的影响;灌浆后期,主要受生理因子光合速率的影响.但喷灌条件下各影响因子对叶水势的影响程度较地面灌溉条件下降低,表明喷灌条件下叶水势对影响因子变化的敏感性降低.     

干旱区不同灌溉模式和播期对玉米干物质积累分配的影响

在武威荒漠生态与农业气象试验站,设滴灌、喷灌、漫灌三种灌溉模式和4月10、20、30日三个播期,共九种处理,分析了不同灌溉模式和播期对干物质积累分配的影响,并从中找出最适宜当地玉米节水、增产的灌溉模式和播期。试验结果表明:滴灌、喷灌、漫灌3种灌溉方式中喷灌最有利于提高玉米干物质总量(较滴灌提高11.2%~26.2%,较漫灌提高13.9%~53.9%),且喷灌模式下的器官干物质转移分配率较高,果穗重最大(较滴灌提高9.0%~25.9%,较漫灌提高19.2%~59.3%)。3个播期中第二播期是试验区最适宜的播种时期,其干物质总量较第一播期提高0.1%~53.5%,较第三播期提高8.8%~22.0%;这一播期下的叶片转移分配率较高,果穗干物质积累较高(较一期提高0.2%~54.7%,较三期提高10.4%~18.8%)。     

天水冬小麦光能利用率的气候影响及动态变化

利用甘肃天水农业气象试验站1995~2009年冬小麦试验资料及中国西北地区太阳能资源综合区划总辐射资料,对冬小麦整株及各器官全生育期、各生育期光能利用率进行计算,并分析了期间气候因素对其的影响。结果表明,叶、鞘、茎、穗和籽粒在内的总干物质的光能利用率为1.30%~2.18%,且光能利用率愈大,对产量贡献愈大;各器官的光能利用率按大小排序为穗茎叶鞘。整株各生育期的光能利用率返青前均较低,低于0.5%,返青后迅速升高,且在乳熟期达到高峰,为4%左右;叶、鞘两器官各生育期的光能利用率均较小,小于0.5%,茎与穗的则较大,至抽穗时茎达最大,为1.5%,乳熟时穗达最大,为2.3%。说明茎、穗对冬小麦整株的光能利用率贡献较大。气候的变化对冬小麦光能利用率的影响十分明显,尤以降水表现突出,说明降水量的不足是限制冬小麦光能利用率提高的主要因子;提出了提高冬小麦光能利用率的有效途径和对策措施。     

喷灌冬小麦农田土壤水分分布特征及水量平衡

以传统地面灌溉(畦灌)为对照,分析了喷灌条件下,冬小麦农田土壤水分分布特征和水量平衡。结果表明:喷灌条件下土壤水分运动表现出明显的非饱和土壤水运动特征,地面灌溉条件下土壤水分运动具有饱和土壤水运动的特征。喷灌条件下灌溉水主要分布在土壤表层0~50 cm范围内,地面灌溉条件下灌溉水可达地表以下150 cm处。喷灌条件下,没有明显的土壤水分渗漏发生;地面灌溉条件下,土壤水分渗漏量占灌溉水量的10%左右。2003年和2004年试验期间,喷灌蒸散量分别为312.2 mm和324.4 mm,分别比地面灌溉蒸散量少13.1 mm和35.1mm。     

中度盐碱地氮、磷肥对蓖麻生育特性和产量的影响

以淄蓖8号为试验品种,研究了中度盐碱地蓖麻在不同施氮量和施磷量条件下的生长特性、干物质积累、产量构成和产量。结果表明,氮肥、磷肥和两者互作对各时期主茎真叶数的影响不显著,氮肥、磷肥和两者互作从蕾期开始对株高和地上部干重的影响达显著或极显著水平,从苗期开始对叶干重和茎干重的影响达显著或极显著水平,对花序干重的影响达显著或极显著水平;氮肥对每株穗数的影响达到显著水平,磷肥及二者互作的影响未达到显著水平;氮肥、磷肥及二者互作对每穗粒数、百粒重和籽粒产量的影响达到显著或极显著水平;开花期、花后和灌浆成熟期群体地上部干物质积累与籽粒产量均呈显著线性正相关关系,提高开花后干物质的积累有利于籽粒产量的提高。在本试验条件下,施氮量225 kg·hm－2、施磷量90 kg·hm－2,苗期和蕾期各施用氮、磷肥的50％获得的籽粒产量最高,达3568．4 kg·hm－2。     

不同水分处理对胡麻干物质积累与分配及水分利用效率的影响

在大田试验条件下,以陇亚杂1号为材料,设置不灌水(CK)、分茎水80 mm(T1)、分茎水60 mm+盛花水40 mm(T2)、分茎水80 mm+盛花水40 mm(T3)、分茎水60 mm+现蕾水40 mm+盛花水40 mm(T4)5个处理,研究了不同水分处理对胡麻干物质积累与分配、籽粒产量及其水分利用效率的影响。结果表明:与CK相比,灌水处理显著提高开花后干物质的积累量和开花后干物质积累量对籽粒的贡献率,以T2处理最高,分别增加了91.37%、45.09%;灌水量过多显著减少光合产量向籽粒的分配,使籽粒产量降低;随灌水量增加,胡麻全生育期耗水量显著增大,籽粒产量先升高后降低,灌水利用效率显著降低;T2处理的产量和水分利用效率显著高于其他处理,分别比CK增加了40.72%、11.71%。综合考虑胡麻的籽粒产量和水分利用效率,T2处理为本试验条件下高产节水的最佳灌水处理。     

喷灌冬小麦农田土壤NO-3-N分布特征及作物吸氮规律

以传统地面灌溉（畦灌）为对照，2002～2003和2003～2004两个生产年度田间试验分析喷灌对冬小麦农田土壤NO3^-—N分布和作物吸氮的影响。试验结果表明：喷灌与地面灌溉相比，土壤NO3^-—N含量蜂值迁移较浅，土壤NO3^--N主要分布在冬小麦主要根系分布层0～40cm土层内。与喷灌相比，在冬小麦根系层下部，地面灌溉土壤NO3^-N存在不同程度的累积。试验期间地面灌溉土壤NO3^-—N累积淋失量分别为8．68kg／hm^2和7．70kg／hm^2，喷灌条件下没有明显的土壤NO3^-—N淋失，最大累积淋失量只有地面灌溉条件下的3％。2003和2004年喷灌冬小麦地上部分吸氮量分别为235．7kg／hm^2和161，7kg／hm^2，分别比地面灌溉高7．0kg／hm^2和34．7kg/hm^2。与地面灌溉相比，喷灌有利于冬小麦后期吸收氮素，喷灌不同生育期冬小麦吸氮量年际之间的差异都小于地面灌溉。     

覆盖栽培模式对冬小麦花后旗叶 光合特性及产量的影响

为探究旱地小麦秸秆带状覆盖栽培增产的光合特性和干物质积累转运的特征,在甘肃省半干旱雨养农业区以“陇中2号”为材料,研究了秸秆带状覆盖栽培（BS）、地膜覆盖栽培 （PF）和无覆盖露地栽培（CK）3种栽培模式下冬小麦花后旗叶光合特征、叶绿素荧光动力参数、干物质积累转运及产量的差异。结果表明：与CK相比,BS和PF显著提高了花后旗叶光合势、叶绿素和类胡萝卜素含量及叶绿素/类胡萝卜素比率,且BS在生育后期优于PF。BS整个生育期的净光合速率、气孔导度均高于CK,而PF仅生育前期发挥正效应,生育中、后期出现了负效应。BS生育前中期胞间CO₂浓度、生育中后期旗叶瞬时水分利用效率均高于PF和CK,前者分别高出2.8%~8.2%和6.7%~11.3%,后者分别高出30.3%~44.8%和27.5%~39.3%。PF在灌浆中期以前,BS在整个花后生育期显著提高了小麦花后旗叶F_v/F_m、F′_v/F′_m、ΦPSⅡ、qP、ETR,降低了NPQ。BS较PF和CK显著提高了花后干物质输入籽粒量和对籽粒粒重的贡献率,2个指标分别增加2.6%、1.0%和14.2%、8.6%。BS显著增加了单位面积穗数,提高了产量,较CK增产35.4%。说明秸秆带状覆盖能显著改善旱地冬小麦花后光合效率,促进干物质积累转运,从而达到增产的效果。     

模拟犁底层对春玉米物质积累及转运与分配的影响

采用PVC管栽的方法,研究了模拟犁底层和深松处理对春玉米物质积累、转运与分配的影响。结果表明:采用Richards方程可较好地模拟(拟合度r=0.9987~0.9991)玉米出苗后不同天数干物质积累量动态,犁底层处理下玉米最大生长速率以及活跃生长持续期均低于深松处理,表明犁底层限制了玉米的发育进程,同时,也影响了地上干物质积累及其在器官中的分配。犁底层处理成熟期干物质在各器官的分配量显著低于深松处理,但茎的物质分配比例显著高于深松,说明犁底层的存在降低了茎器官向籽粒的转移量和转移率,并最终导致玉米的单株籽粒产量下降。因此,采取深松处理,打破犁底层是当前条件下东北春玉米实现再高产的重要措施。     

土壤干旱对冬小麦生理特性和干物质积累的影响

试验用盆栽和防雨池栽２种方法研究了不同土壤水分对小麦生长发育和产量的影响。结果表明,小麦生育中后期随着土壤干旱程度的加剧和干旱时间的延长,小麦叶片的光合强度、冠层蒸腾强度降低,生长明显受到抑制,导致籽粒产量减少。起身期改善土壤水分状况,显著地增加植株和各器官的干物质含量,延缓了绿叶干重的急剧降低。穗脖长（穗基部与旗叶鞘顶部之间的距离）、穗粒数,绿叶干重、植株生长速率对土壤水分反应较敏感,可作为小麦     

不同旱地春小麦新品种（系）干物质积累和产量形成的特点

为了探明不同旱地春小麦新品种(系)干物质积累与分配规律及其产量形成特点,以2016年甘肃省春小麦区域试验中07001-2-5、06044-3-7-12、06004-5-3、06005-4-1、04013-1-3-5、甘春25号和西旱2号等7个参试品种(系)为材料,研究和比较了不同春小麦新品种(系)干物质积累运转及产量形成的规律。结果表明:随着生育进程的推进,不同春小麦新品种(系)的叶面积指数在抽穗期达到峰值。小麦成熟期的干物质积累量和籽粒干物质分配量均以06044-3-7-12最大,明显较对照西旱2号高10.08%和12.84%。干物质分配比例籽粒茎秆+叶鞘+叶片穗轴+颖壳。甘春25号、06044-3-7-12和06004-5-3花后干物质积累量分别较对照显著高出33.39%、24.46%和14.37%。花后干物质同化量对籽粒的贡献率占到72.84%～83.60%,其中甘春25号最高,较西旱2号显著高出4.43%。不同旱地春小麦新品种(系)的籽粒千粒重和产量均以甘春25号最高,其次是新品系06044-3-7-12,分别比西旱2号增产6.15%和3.17%,差异显著。可见,在本试验条件下,各小麦干物质积累量在籽粒中的分配比例最高;花后干物质积累量和对籽粒的贡献率均高于花前。其中,甘春25号花后干物质积累量显著高于其它新品种(系),对籽粒的贡献率较其它品种(系)高出2.89%～29.38%,千粒重和籽粒产量显著高于其它新品种(系)。     

不同生育期灌水和施氮对河西地区春小麦生长和产量的影响

通过大田小区试验,设置4个氮肥水平和6个不同生育期灌水处理,研究了不同生育期灌水和施氮对河西地区春小麦的生长及产量的影响。结果表明:与春小麦各个生育期都灌水(CK)相比,苗期、拔节期、抽穗期以及苗期+灌浆期不灌水对春小麦的株高、叶面积指数(LAI)和干物质的累积都有显著的影响,其中苗期、苗期+灌浆期不灌水对株高、叶面积指数(LAI)和干物质的累积量影响最大。在平均氮肥水平下,苗期、拔节期、抽穗期、灌浆期以及苗期+灌浆期不灌水春小麦的产量与对照相比分别降低25.63%、11.88%、13.67%、10.38%及34.06%。因此,苗期不灌水和苗期+灌浆期不灌水对春小麦的产量影响最大,其次为抽穗期不灌水、拔节期不灌水和灌浆期不灌水。施氮对不同生育期灌水的春小麦的株高、叶面积指数(LAI)、干物质的累积量、收获指数(HI)、穗粒数、有效小穗数和产量都有显著的促进作用。     

不同灌溉模式对中麦349生长发育的影响

在田间限量灌溉条件下,以小偃22为对照,研究了4种灌溉模式对中麦349干物质转移效率、籽粒灌浆速率、产量及其构成因素、土壤含水率等方面的影响.结果表明,不同灌溉后各营养器官干物质转移量及对籽粒的贡献率均降低,叶源的光合性能提高,花后光合产物向籽粒的分配量增加;籽粒灌浆期延长,中后期灌浆速率提高,粒重增大;穗数、穗粒教、千粒重以及产量均提高.相同灌溉模式下,中麦349较对照干物质转移量及对籽粒的贡献率均较大,但各灌溉模式干物质转移量及对籽粒贡献率均较对照下降幅度较大;对照模式下,中麦349较对照营养器官干物质向籽粒运输量大,对籽粒贡献率较大,产量较多次灌溉减产较少,耐旱程度较强.中麦349两水与三水处理无显著差异,以浇越冬水+拨节水+灌浆水产量最高,小偃22以浇越冬水+拔节水模式产量最高.在浇一水模式中,两品种均以浇拔节水产量较高.     

不同水氮处理对滴灌冬小麦生长、产量和耗水特性的影响

通过滴灌小麦大田试验,研究了不同灌水下限(灌水下限为田间持水量的45%、60%、75%)和施氮处理(45、111、146 kg·hm~(-2))对田间冬小麦生长、产量和耗水特性的影响。结果表明:灌水下限对小麦株高、叶面积指数和干物质的影响是显著的,且比施氮量影响更大。W3(灌水下限为田间持水量45%)和N3(施氮量45 kg·hm~(-2))处理不利于小麦株高、叶面积的增长。在小麦生长后期,增加灌水量和施氮量有利于小麦株高的生长。小麦的产量随着灌水下限的增大而增加;施氮量在0~111 kg·hm~(-2)时,冬小麦产量随着施氮量的增加而增加,超过111 kg·hm~(-2)时不再显著增加甚至抑制产量的增长;灌水下限和施氮量相对较小的处理有利于提高水分利用效率。不同水肥处理,小麦各生育期内耗水量和耗水模数都表现为灌浆完熟抽穗扬花期拔节孕穗期返青起身期。在此试验条件下,W2N2的处理(灌水下限为田间持水量的60%,灌溉定额为290 mm,施氮量为111 kg·hm~(-2))的干物质、产量和水分利用效率最大,是产量和效益兼优的最佳组合。     

基于控墒补灌的春小麦滴灌制度研究

为优化北疆绿洲区滴灌春小麦的灌溉制度,采用控墒补灌法研究了不同灌水量对滴灌春小麦光合特征、干物质分配及水分利用效率的影响。结果表明,拔节～开花期小麦株高、干物质积累量和叶面积指数均随着灌水量的增加显著（P＜0．05）升高。小麦旗叶各时期净光合（Pn）、气孔导度（Gs）和蒸腾速率（Tr）增加显著（P＜0．05）升高,而胞间CO2浓度（ Ci ）变化趋势相反;过量灌溉T5各时期 Gs均有所降低,Pn和Tr成熟期下降显著（ P＜0．05）;亏缺灌溉（T1） Pn峰值提前至孕穗期,各时期WUE均最低、LS最高。干物质向籽粒的分配、花前同化物转运率和对籽粒的贡献率随墒度随灌水量增加显著（ P＜0．05）降低。二次曲线拟合表明,灌水量为371 mm时可取得7450 kg·hm－2的高产,灌溉频率约每7 d灌1次是本地区春小麦的最佳灌溉方案。     

Quantifying the impacts of soil water stress on the winter wheat growth in an arid region, Xinjiang

Wheat growth in response to soil water deficit play an important role in yield stability. A field experiment was conducted for winter wheat (Triticum aestivum L.) during the period of 2002-2005 to evaluate the effects of limited irrigation on winter wheat growth. 80%, 70%, 60%, 50% and 40% of field capacity was applied at different stages of crop growth. Photosynthetic characteristics of winter wheat, such as photosynthesis rate, transpiration rate, stomatal conductance, photosynthetically active radiation, and soil water content, root and shoot dry mass accumulation were measured, and the root water uptake and water balance in different layer were calculated. Based on the theory of unsaturated dynamic, a one-dimensional numerical model was developed to simulate the effect of soil water movement on winter wheat growth using Hydrus-1 D. The soil water content of stratified soil in the experimental plot was calculated under deficit irrigation. The results showed that, in different growing periods, evapotranspiration, grain yield, biomass, root water up- take, water use efficiency, and photosynthetic characteristics depended on the controlled ranges of soil water content. Grain yield response to irrigation varied considerably due to differences in soil moisture contents and irrigation scheduling between seasons. Evapotranspiration was largest in the high soil moisture treatment, and so was the biomass, but this treatment did not produce the highest grain yield and root water uptake was relatively low. Maximum depth of root water uptake is from the upper 80 cm in soil profile in jointing stage and dropped rapidly upper 40 cm after heading stage, and the velocity of root water uptake in latter stage was less than that in middle stage. The effect of limited irrigation treatment on photosynthesis was complex owing to microclimate. But root water uptake increased linearly with harvest yield and improvement in the latter gave better root water uptake under limited irrigation conditions. Appropriately controlled soil wate