黄滩豫东平原冬小麦节水高产水肥耦合数学模型研究

在人工控制试验条件下,采用二次通用旋转组合设计,对影响冬小麦产量的Ｎ、Ｐ和水三因素的综合效应进行了研究,结果表明,水肥配合存在阈值反应,这个阈值是：Ｎ９０￣２４０ｋｇ／ｈｍ＾２,Ｐ２Ｏ５ ５６．２５￣２２１．２５ｋｇ／ｈｍ＾２,灌溉定额１５００￣３７５０ｍ＾３／ｈｍ＾２。低于阈值下限水平,Ｎ、Ｐ无明显增产效应,水分利用效率低,高于阈值上限,水肥互作效应呈减小趋势;在阈值范围内,水肥互作增产效应显著     

旱作农田冬小麦水肥耦合增产效应

增施肥料可明显改善旱作农田冬小麦叶片水分状况,增加光合速度,延缓叶片衰老,有利于小麦后期维持一定的光合面积和作用时间,有利于籽粒灌浆和增加每穗粒数,也减小了土壤水分不足对产量的影响。在旱作农业中,水肥具有明显的耦合关系,肥料的增产作用不仅在于肥料本身,更重要的还在于与土壤水分的互作。     

温室茄子水肥耦合数学模型及其优化方案研究

采用3因素二次回归通用旋转组合设计,研究了灌水量、钾肥、磷肥的耦合效应对茄子的影响,得到茄子产量对3因素的回归数学模型.结果表明①在本试验条件下,3因素影响茄子产量的顺序为施钾量>灌水量>施磷量.②各因素间存在交互作用,水与钾、水与磷、钾与磷在低于1.132和2.312, 0.714和0.431,-4.289和4.092水平时对产量存在正相关关系,在分别高于以上水平时又会呈负相关关系.经过计算机模拟,得到茄子最高产量达 76 459.34 kg/hm2时,相对应的灌水量、施钾量、施磷量分别为2 904.6 m3/hm2、78.6 kg/hm2、15.5 kg/hm2.对试验结果进行的验证表明,构建的模型准确可靠.     

冬小麦水肥机理试验研究

通过田间试验和统计分析,着重讨论了小麦水肥交互效应与产量的关系,不同水肥条件下土壤中铵态氮的时空分布,以及植株吸收氮素的一般规律,为合理制定水肥调控技术方案提供理论依据。     

北京地区冬小麦田渗灌高产节水技术研究初报

研究了不同灌溉方式下冬小麦田间土壤水分变化特点及对小麦产量形成的影响。结果表明,渗灌浇根不浇地,冬小麦全生育期渗灌田0～20cm土壤表层含水量较低,比喷灌0～20cm土层土壤水分消耗小,比20～120cm土层土壤水分消耗多;2种灌溉方式120cm以下土层土壤含水量为冬小麦利用较少。渗灌比喷灌增产11.6%,比少灌增产17.6%,比喷灌节水57.1%,其水分利用效率为喷灌的1.35倍。     

大面积冬小麦高产栽培实践概析

在多年小麦高产栽培研究与实践的基础上，实现了连片７万ｈｍ＾２小麦单产超７５００ｋｇ／ｈｍ＾２目标。其主要经验是找准小麦生产中存在的主要问题，明确了水肥运筹及播种密度新观点，优化和规范配套措施，全面落实技术方案。     

水肥耦合效应对辣椒产量影响初探

本文采用二次回归正交旋转组合设计,建立了灌水定额、氮肥和磷肥对辣椒产量的数学模型。研究表明:水、氮、磷三个因素对辣椒产量的影响大小基本相近。灌水量和氮肥、氮肥和磷肥对辣椒产量的耦合作用为负效应,灌水量和磷肥对产量的耦合作用为正效应;筛选出了辣椒稳产、高产的水肥管理措施。     

北京地区冬小麦田渗灌高产节水技术研究初报

研究了不同灌溉方式正道立小麦田间土壤水分变化特点及对小麦产量形成的影响。结果表明,渗灌浇根不浇地,冬小麦全生育期渗灌田０～２０ｃｍ土壤表明含水量较低,比喷灌０～２０ｃｍ土层土壤水分消耗小,比２０～１２０ｃｍ土层土壤水分消耗多;２种灌溉方式１２０ｃｍ以下土层土壤含水量为冬小麦利用较少。渗灌比喷灌增产１１．６％,比少灌增产１７．６％,比喷灌节水５７．１％,其水分利用效率为喷灌的１．３５倍。     

黄淮流域冬小麦按需补灌方法及其应用

为探索依据冬小麦需水进程和自然供水状况确定各关键生育时期最佳补灌水量的方法,实现高产高水分利用效率的最优补灌方案,为黄淮流域冬小麦节水高产栽培提供理论和技术支持,于2007—2015年度在播种期水肥管理一致的基础上,以生长季雨养(出苗至成熟期间无灌溉)处理为对照进行补灌试验。设置补灌时期和补灌量两个因子。选取各年度雨养处理与籽粒产量和水分利用效率均佳的最优补灌处理,通过对小麦生育期自然供水量、灌水量及籽粒产量等指标进行统计和回归分析。结果表明,在雨养条件下,籽粒产量与播种期主要供水量(0—100cm土层土壤贮水量+播种期灌水量)和各生育阶段自然降水量呈极显著回归关系,而在适时适量补灌的条件下,籽粒产量受播种期土壤供水量和生长季自然降水量的影响明显减小。冬小麦实现高产和高水分利用效率,从播种至各关键生育时期所需的适宜的累计供水量基本稳定。适时适量补充灌溉可有效弥补冬小麦各生育阶段自然供水的不足。在播种期供水适宜的条件下,出苗至拔节期和出苗至开花期的最优补灌水量与雨养籽粒产量分别呈极显著二次曲线关系和极显著负相关。同时发现冬小麦播种期0—20,0—40,0—60,20—40,20—60cm土层土壤体积含水量与0—100cm土层土壤贮水量均呈极显著线性相关,利用0—40cm土层土壤含水量预测0—100cm土层土壤贮水量是可行的。多年试验表明,黄淮流域冬小麦实现9 000~10 000kg/hm2高产和20.3~26.8kg/(hm2·mm)高水分利用效率的全生育期最佳灌水量平均为101.8 mm,变化范围为51.0~172.0 mm。2015—2016年在两试验点的实践验证表明,利用0—40cm土层土壤体积含水量预测0—100cm土层土壤贮水量,模拟值与实测值的一致性较好。采用按需补灌方法,与定额灌溉处理相比,不仅保持了原有的高产水平,而且减少灌溉水36.2~57.6mm,节约用水20.1%~32.0%,显著提高水分利用效率。     

喷灌条件下冬小麦水肥调控技术田间试验研究

对喷灌条件下冬小麦水肥调控进行田间试验研究,探讨了喷灌不同灌水施肥处理对冬小麦产量、耗水规律的影响,提出了不同生育期的适宜灌水计划湿润层深度。     

水氮互作对冬小麦光合生理特性和产量的影响

针对黄淮海地区农业生产中存在的水资源供应短缺,肥料利用率低等问题,设计试验研究水氮互作对冬小麦光合生理特性和产量的影响,为黄淮海地区高效利用水氮资源提供理论依据。2015-2017年以石麦15(SM15)为材料,利用水肥渗漏研究池,设计2个供水量水平(500,250 mm);2个施氮量水平(90,180kg/hm~2);2个氮肥类型(无机肥尿素,有机肥牛粪)。结果表明:2年试验内冬小麦旗叶光合生理特性变化规律相似,各处理的冬小麦旗叶光合速率,蒸腾速率,单叶水分利用效率在生育期内均呈现先上升后下降的趋势。水氮互作对小麦旗叶光合速率影响显著,W1(供水量500mm)处理的旗叶光合速率明显高于W2(供水量250mm)处理,施氮肥180kg/hm~2处理的旗叶光合速率明显高于施氮肥90kg/hm~2的处理,与施用无机肥相比,施用有机肥可保证冬小麦生育后期维持较高的旗叶光合速率。2年试验干物质积累量最多、产量最高的处理为W1M1(供水量500mm,施有机氮肥180kg/hm~2)。综合冬小麦光合生理特性,籽粒产量,本试验条件下有机肥增产效果优于无机肥,冬小麦生育期供水量500mm,施有机氮肥180kg/hm~2时冬小麦旗叶光合生理特性较优,获得较高产量。     

喷灌条件下冬小麦水肥调控技术田间试验研究

对喷灌条件下冬小麦水肥调控进行田间试验研究,探讨了喷灌不同灌水施肥处理对冬小麦产量、耗水规律的影响,提出了不同生育期的适宜灌水计划湿润层深度。     

秸秆还田替代化肥对黄土旱塬小麦产量及水肥利用的影响

为研究不同秸秆还田量替代部分化肥后对黄土高原冬小麦产量、水肥利用效率和硝态氮积累特征的影响。于2018—2021年在晋南黄土旱塬冬小麦种植区,设置秸秆不还田(S0)、秸秆半量还田(S1/2)、秸秆全量还田(S1)、秸秆2倍量还田(S2)4个还田量处理,研究不同秸秆还田量替代化肥对冬小麦产量形成、水肥利用效率及土壤硝态氮残留的影响。结果表明:在黄土旱塬麦区,秸秆还田替代8.3%~31.9% N和15.7%~63.2% P₂O₅的基础上,冬小麦产量总体随秸秆还田量增加而增加,且在降水丰沛年份,增加秸秆还田量可产生更大的产量效应。3年试验总体表明,S2处理冬小麦平均产量分别较S0、S1/2和S1处理分别高17.5%(P＜0.05),10.4%(P＜0.05),4.3%。连续3年秸秆还田均提高了冬小麦穗数,S2处理冬小麦平均单位面积穗数分别较S0、S1/2和[JP]S1处理高17.1%(P＜0.05),12.3%(P＜0.05),3.6%,不同处理间穗粒数和千粒重差异不显著。播前2 m土壤贮水量总体随着还田量的增加而增加,试验期间S2处理平均贮水量较S0提高8.3%(P＜0.05)。冬小麦生育期耗水量也表现为随着还田量的增加而增加,S2处理平均耗水量较S0处理增加了10.0%(P＜0.05)。不同处理间水分生产效率差异不显著,平均为14.9 kg/(hm²·mm)。在秸秆还田替代部分化肥基础上,旱塬冬小麦肥料利用效率随着秸秆还田量的增加而增加,其中,S2处理平均氮肥偏生产力(PFP_N)、氮肥农学效率(AE_N)、氮肥当季回收率(RE_N)和磷肥偏生产力(PFP_P)较S0处理分别提高66.4%,155.8%,113.5%,105.2%。连续3年秸秆不还田使0—2 m土壤硝态氮残留量较2018年播前提高100.6%,并随水向下淋溶在深层土壤中累积,而秸秆还田处理2 m土层硝态氮累积量均低于2018年播前,S2处理2 m土壤硝态氮残留量最低,为244.8 kg/hm²。综合考虑,晋南黄土旱塬麦区,在秸秆还田替代8.3%~31.9% N和15.7%~63.2% P₂O₅基地上,可增加播前土壤底墒,降低肥料残留,并提高肥料利用效率,进而提高冬小麦产量,其中,以2倍秸秆还田量(平均为7 477 kg/hm²)产生的产量和水肥效应最佳。研究结果可为推进旱作麦区面源污染防控和冬小麦高产高效绿色生产提供理论依据。     

半湿润偏旱区冬小麦需肥特性研究

本试验主要研究了半湿润偏旱区冬小麦的干物质积累进程和不同生育期对氮、磷、钾的需求特点。     

旱地麦田水肥关系及对产量的影响试验研究

用微区隔离遮雨棚法研究结果分析回归得出，氮肥用量、磷肥用量、供水量与冬小麦产量之间关系。固定肥料用量，在试验供水范围内水分和小麦产量呈近似直线关系；固定供水量，施肥量和小麦产量呈抛物线关系。氮肥用量和供水量之间有明显的正交互作用，磷肥用量与供水量之间交互作用不明显。大田不同降雨年份试验结果表明，施肥增产效果是降雨多＞降雨中＞降雨少的年份，在蓄墒期、生育期降雨量为355、411和523 mm的低、中、高降雨年份，冬小麦达最高产量时的氮、磷肥用量分别为每hm²施N 64.5 kg、P₂O₅52.5 kg；N 27.5 kg、P₂O₅105.0 kg和N 192.0 kg、P₂O₅157.5 kg。     

节水灌溉条件下冬小麦优化施肥研究

在东新大田生产条件下,就冬小麦只进行冬灌时的优化施肥问题进行了研究.结果发现由于东新土壤普遍缺N而富P,施用P肥无明显增产效果,低N下施P反而减产;而施N则具有明显节水增产效果.因此,在东新只灌一水(冬灌60mm)情况下,从发挥肥效和提高WUE的角度出发,施纯N150kg/hm²,N:P=2:1即可达到较优效果,过量NP肥施用无助于产量和WUE的提高.     

节水灌溉方式与磷钾肥减施对小麦产量、品质及水肥利用效率的影响

为探明滴灌、微喷灌和磷钾肥减施对小麦产量、品质及水肥利用效率的影响,通过田间试验,以漫灌常量施肥为对照（CK）,设滴灌（W₁）和微喷灌（W₂）2种节水灌溉方式,生育期均灌水4次,即越冬水+返青水+拔节水+灌浆水（越冬水、拔节水灌水量600 m³/hm²、返青水和灌浆水灌水量300 m³/hm²）;W₁和W₂下设磷钾肥常量（R_PK）和磷钾肥减施20%（R_PK-20）,30%（R_PK-30）和40%（R_PK-40）,施用方式均底肥撒施50%,返青期和拔节期水肥一体化各施25%;以磷钾肥常量全部底施为相对对照（CK_相）,11个处理,调查分析产量及其构成、品质特性和水肥利用效率等。结果表明,W₁和W₂减施处理的产量均随磷钾肥减施量增加而减少,其中滴灌在磷钾肥减施20%时显著增产,较CK增产15.49%,增产主要与成穗数和穗粒数增加有关;相同减施处理W₂产量低于W₁;W₁、W₂处理的蛋白质含量、沉降值及稳定时间均较CK显著提高,R_PK和减施处理的沉降值W₁>W₂。相同减施处理生育期耗水量W₁2,水分利用效率则相反,其中W₁较CK提高42.35%~105.24%,W₂较CK提高36.06%~56.18%。磷钾肥底施+水肥一体化追施的水分利用效率高于CK_相;W₁、W₂较CK氮磷钾肥偏生产力提高,相同减施处理氮磷钾肥偏生产力W₁>W₂,滴灌在磷钾肥减施20%时氮肥偏生产力显著提高;滴灌磷钾肥减施对0—40 cm土壤养分含量影响较小,但使有效磷含量有所提高。综合分析,山西省南部麦区,冬小麦采用滴灌浇水,生育期灌4水（1 800 m³/hm²）,磷钾肥减施且采用50%底施+返青期和拔节期水肥一体化追施25%时,减施20%产量、水分利用效率和氮肥偏生产力最高,是高产高效水肥管理模式,减施30%虽产量次高,但品质性状最好,是稳产提质水肥管理模式。     

Saving Irrigation Water for Winter Wheat with Phosphorus Application in the North China Plain

Conserving irrigation water resources is a most important measure for sustainable wheat production in the North China Plain. In the present study, the effect of phosphorus (P) application for saving irrigation water was evaluated. The application of fertilizer P increased nitrogen and phosphorus uptake, shoot biomass, head number, seed number and, consequently, grain yield, and increased soil water use and seasonal evapo-transpiration. The lower the volume of irrigation water applied, the more obvious were these effects. When winter wheat was basally fertilized with 88.5 kg P₂O₅/ha and irrigated with 90 mm at the jointing stage, the highest fertilizer P use efficiency, apparent P recovery and net profit (due to irrigation and/or fertilizer P) were obtained. The results suggested that fertilizer P should be used for saving irrigation water resources in the North China Plain.     

不同水肥组合对冬小麦产量的影响

试验于2007/2008年度在北京市昌平区进行,采用5因子4水平的田间试验方案研究不同氮磷钾、有机肥和灌水量的组合对小麦产量的影响。方差分析表明,各因素对产量的影响顺序为氮肥灌水钾肥有机肥磷肥,同时存在交互作用;水分和产量成较好的正相关,有机肥对产量的提高虽然不如氮肥、钾肥和灌水,但是对产量的影响也达到了极显著水平;在各种组合中,以施氮量为75kg.hm-2配合12000kg.hm-2的有机肥、75kg.hm-2的磷肥、150kg.hm-2的钾肥以及3000kg.hm-2灌水量处理的产量较高,为本年度最佳水肥组合。     

栽培方式对冬小麦耗水量、产量及水分利用效率的影响

为探究不同栽培方式对冬小麦生长发育、产量形成及水分利用的影响。通过田间试验,设置传统畦田种植(TC)、垄作种植(RC)和高低畦田种植(HLC)3种栽培方式,其中RC和HLC种植模式分别设置3种灌溉处理(900,720,540 m^3/hm^2),以TC的常规灌溉(900 m^3/hm^2)作为对照,研究3种栽培方式下冬小麦生育期内的土壤水分变化与耗水规律,分析栽培方式对产量构成要素和水分利用效率的影响。结果表明:不同栽培方式下冬小麦各生育期的土壤含水量变化具有显著差异,RC处理的集雨储水能力相对较强;栽培方式对冬小麦耗水特性和水分利用效率的影响也达到显著水平。冬小麦产量和耗水量间呈现极显著的正相关关系(R^2=0.86,P<0.01);栽培方式对冬小麦亩成穗数和穗粒数具有显著差异;与RC和TC栽培方式相比,HLC栽培方式下群体及个体的发育相对更好,亩成穗数和穗粒数显著提高;相比TC和RC,HLC栽培方式下冬小麦耗水总量分别提高14.16%和19.90%,产量分别提升22.63%和27.37%,水分利用效率(WUE)分别提升7.69%和6.87%。综合来看,HLC栽培方式可显著提高冬小麦的产量和水分利用效率,是研究区域较为理想的节水高产栽培模式。