集雨节灌旱地春小麦最佳补灌时期的研究

在宁夏南部半干旱地区，对春小麦不同时期灌水对小麦产量及水分利用效应进行了研究，得出覆膜春小麦不同生育期灌水30mm，与不灌水相比，均有增产效果。其中在拔节期灌水30mm产量可增加371.1kg/hm^2，水分利用率提高11.2%。考虑降雨分布等因素，认为拔节期是地膜春小麦集雨节灌最佳补水时期。     

喷灌灌水与施肥对春小麦水分动态及产量的影响

为了探索河西走廊春小麦适宜的喷灌灌溉施肥制度,以当地畦灌模式为对照对比分析了不同灌水方式、灌溉施肥水平下土壤水分动态分布及产量效应并对春小麦产量进行了回归分析.研究了喷灌条件下灌水前后土壤水分分布动态、不同生育期内土壤含水率变化特征及不同灌水量水平下土壤水分下渗状况,分析了不同灌水、施肥水平对产量及产量构成要素的影响.结果表明,喷灌灌水定额为75 mm时,有部分水分下渗至春小麦主要根系活动层以下,但较畦灌量小;喷灌灌水定额在45~60 mm时,灌水后大部分水分储存在0~40 cm土层;春小麦整个生育期内,中等灌溉水平40~80 cm土层土壤水分变化不明显;春小麦产量及其构成要素对灌溉量响应大于施肥量,灌溉量过大时,产量有下降趋势;喷灌条件下,中等灌溉、追肥水平下产量较畦灌高1105%,节水增产效果显著.另外,根据产量拟合方程并结合水分利用效率,喷灌中等灌水、施肥水平为该地区适宜发展的灌溉施肥制度.     

沙漠边缘地区春小麦前期调亏灌溉试验研究

依据2004年试验资料,采用SAS统计分析软件,研究了在不同灌水量、灌水时间处理下,春小麦生长前期生长状况、干物质积累、最终产量及其组成、春小麦田的耗水量和水分利用率。结果显示:分蘖拔节期适当减少灌水量并推迟灌水时间,能抑制春小麦地上部分的生长,促进根系生长,减少总耗水量,提高水分利用率。     

不同灌溉模式对春小麦产量及水分利用效率的影响

选用15个春小麦品种(系),设3个灌溉处理,通过田间试验研究了不同灌溉模式下春小麦在产量和水分利用效率方面的差异。结果表明:在适度灌水条件下春小麦产量和水分利用效率最高。生育期2次灌水处理(T2)产量和水分利用效率分别比1次灌水处理(T1)和3次灌水处理(T3)高4.47%,15.76%和10.24%,25.31%。随着灌水量的减少,春小麦生育期缩短,各品种平均生育期T1比T2和T3分别缩短1.33~6.33 d和5~11.33 d,但对不同品种的影响有所不同,张96-49和选920-1生育期对水分差异的反应较其它品种敏感,在3个水分处理间的差异比较大。     

银北灌区春小麦节水灌溉制度试验研究

通过田间试验研究了灌水次数对春小麦产量的影响,研究结果表明:减少灌水和灌水次数对春小麦产量并无显著影响,但随着灌水次数的减少,春小麦的灌溉水生产率却大幅度上升。从水资源高效利用的角度而言,综合考虑春小麦不同生育时期对水分的需求特点和土壤水分的消耗规律,春小麦以全生育期灌2水(分蘖水和灌浆水)为宜。     

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.     

拔节期水氮处理对冬小麦耗水特性和水分利用效率的影响

【目的】探索黄淮地区冬小麦适宜水氮管理模式。【方法】通过田间小区试验,研究了不同灌水量(90 mm (W1)、60 mm (W2)、0 mm (W3))和施氮量(300 kg/hm2(N1)、225 kg/hm2(N2)、150 kg/hm2(N3))对冬小麦耗水特性、产量和水分利用效率的影响。【结果】灌水量从0增加到90 mm,冬小麦耗水量增加了67～106 mm,降水和土壤供水量占耗水量的比例降低;随施氮量增加,冬小麦耗水量和土壤供水占耗水量的比例增加,降水所占比例降低。相同灌水条件下,灌水量和降水量占总耗水量比例随施氮量增加而降低;施氮量从150 kg/hm2增加到300 kg/hm2,土壤贮水量消耗占总耗水量的比例从1.6%～4.9%增加到8.3%～9.9%。拔节期灌水、追施氮肥提高了拔节—开花期、开花—成熟期阶段耗水量和平均日耗水强度;与W3N3处理相比,随灌水和施氮量的增加,拔节—成熟期的耗水量增加了7.4%～63.5%;增加灌水量降低了冬小麦水分利用效率、土壤水利用效率和灌溉水利用效率,提高了降水利用效率。在W1条件下,N1、N2处理的水分利用效率、降水利用效率和灌溉水利用效率分别比N3提高了18.18%～22.98%、24.66%～26.32%和24.68%～26.32%;在W2、W3条件下,水分利用效率、降水利用效率、灌溉水利用效率随施氮量的增加逐渐增加,土壤水利用效率随着施氮量增加逐渐减小。【结论】在试验条件下,综合考虑籽粒产量和水分利用效率,拔节期灌水90 mm、施氮225 kg/hm2和拔节期灌水60 mm、施氮300 kg/hm2为产量和水分利用效率兼优的灌溉施肥组合。     

春小麦免储水灌全膜覆盖穴播与保水剂配合节水技术研究

通过对甘肃河西地区春小麦免储水灌全膜覆盖穴播与保水剂配合节水技术的试验研究,测定了春小麦地土壤水分变化规律、小麦耗水规律及产量效应,分析配套施用保水剂对春小麦地土壤水分的影响。研究结果表明,在河西地区,小麦采用免储水灌全膜覆盖施用保水剂穴播技术能有效地减少农田在休闲期的土壤蒸发量,提高农田的水分利用效率,可减少首次灌水量30mm,全生育期耗水量减少80.0mm,节水16.60%,增产4.37%,水分利用效率提高21.70%。     

不同水氮管理模式下玉米光合特征和水氮利用效率试验研究

【目的】提高水氮利用效率、玉米产量和经济效益。【方法】设置3个灌水定额水平(W0:0 mm、W1:40 mm、W2:80 mm),4个施氮量水平(N0:0 kg/hm2、N1:180 kg/hm2、N2:230 kg/hm2、N3:280 kg/hm2),分析比较了不同水氮管理模式对拔节期春玉米光合速率、叶片瞬时水分利用效率(WUEi)、成熟期地上部分干物质量、产量、水分利用效率(WUE)、氮素积累量以及对氮素利用的影响。【结果】施氮可以显著提高拔节期光合速率,当施氮量由230 kg/hm2提高到280 kg/hm2,光合速率的增幅减小。施氮对WUEi有促进作用,而灌水定额在40～80 mm之间时,增加灌水定额不利于WUEi提高。N2W1处理的成熟期地上部分干物质累积量和产量较N0W0处理分别提高54.27%和78.36%。玉米水分利用效率在2.31～3.61 kg/m3之间,在各施氮水平下WUE表现为W0水平W1水平W2水平。灌水施氮处理植株和籽粒的氮素累积量明显高于N0W0处理的,施氮对成熟期籽粒和植株的氮素累积均有显著影响(P0.05)。W1水平下植株氮素积累量与W0水平差异显著,但与W2水平差异不大。W1水平下的籽粒氮素积累量最大,与W0水平差异显著。氮肥偏生产力随施氮量的升高而减小,在同一个施氮水平下,氮肥偏生产力表现为W1水平W2水平W0水平。N2W1处理的氮素籽粒生产效率最高,除N3处理外,当灌水定额增加时,氮素籽粒生产效率有所增加,但增幅变小。【结论】增加施氮量可以提高产量和干物质量积累,提升水分利用效率,而氮素利用效率随着施氮量的增加呈先增加后减小的趋势,氮肥偏生产力与施氮量负相关。建议当地采取灌水定额40 mm,施氮量230 kg/hm2的灌水施氮方式。     

不同氮肥条件下补充灌溉对冬小麦生长、产量和WUE的影响

【目的】促进农业用水施肥增效,初步探索出适宜于陕西关中地区干旱年冬小麦高产的合理水肥区间。【方法】设置灌水次数和施氮量2个因素,灌水次数分别为全生育期不灌水(I0)、拔节期灌1次(I1)、抽穗期灌1次(I2)、拔节期和抽穗期各灌1次(I3),拔节期、抽穗期和成熟期各灌1次(I4),施氮量设置为75 kg/hm2(F1)、150 kg/hm2(F2)、300 kg/hm2(F3),研究了冬小麦生长指标、产量和水分利用效率。【结果】①随着灌水量的增加而增加,旱作雨养种植增加了作物对土壤储水量的吸收利用,在收获后腾出了相应的土壤水分库容。土壤水分的消耗量随施氮量的增加而略有增加。②在同一水分处理下,冬小麦地上部干物质量各生育期均呈高肥中肥低肥,增施氮肥能够显著增加地上部干物质量,同一氮肥水平处理下,各生育期的干物质量均随灌水量的增加而增加,且补灌拔节水对增加干物质量有着显著正效应。③灌水对产量有着极显著影响,对水分利用效率无显著性影响;施肥对产量无显著影响,与水分利用效率有着极显著的正相关关系。F1I0处理产量最低3728.00kg/hm2,F3I4处理产量最大5 905.90 kg/hm2,高出F1I0处理58.42%。F2I1处理WUE为1.88 kg/m3,产量为5 377.1kg/hm2,比F1I0处理WUE高出48.77%,比F1I0处理产量高出44.24%。【结论】在干旱年条件下,施氮量150 kg/hm2和在拔节期补灌1次(F2I1)为陕西关中地区较为适宜的高效水肥管理措施。     

储水灌溉及覆膜对土壤水分及小麦出苗的影响

对不同储水灌溉定额和覆膜时期的研究结果表明,储水灌溉可增加0～120cm土层土壤贮水量,适度降低储水灌溉定额,对播种期和出苗期0～10cm土层土壤含水率影响不明显,头水期0～40cm土层土壤含水率与对照之间的差异不显著,春小麦出苗率提高;及早覆膜,有利于提高播种期和出苗期0～10cm土层、头水期0～40cm土层土壤含水率,以及播种至三叶期0～25cm土层地温。春小麦全膜覆土穴播栽培的适宜储水灌溉定额为600m3/hm2,覆膜时期为储水灌溉前覆膜,与对照相比,播种期及出苗期0～10cm土层土壤含水率分别提高7.36%和8.29%,头水期0～40cm土层土壤含水率提高2.78%,基本苗及出苗率分别增加26.34万株/hm2和5.44%,节水900m3/hm2。     

膜上灌春小麦调亏效应研究

在膜上灌水方式下覆膜和露地处理全生育期不同水分处理调亏下,膜上灌高产处理耗水量比对照减少了310.3mm却增产1363.69kg/hm2,同一水分处理下膜上灌丰水处理F(FM)比露地丰水处理F(B)增产40.99%,WUE提高了4.67kg/(mm.hm2);膜上灌中度处理M(FM)比露地中度处理M(B)增产52.55%,WUE提高了6.86kg/(mm.hm2)。相同水分条件下覆膜处理具有明显的增温、保墒增产作用,最高产量所需的土壤适宜水分下限较露地下降10%~15%。结果表明同一水分处理下覆膜小麦不仅具有较高的生物产量,而且具有较大的库容,因而开花后干物质积累量,茎、叶器官的输出率、分配率、转换率均高于露地小麦,最终表现为粒重增加经济产量提高。     

Effect of different water supply regimes on growth and size hierarchy in spring wheat populations under mulched with clear plastic film

This study was conducted to determine the effect of water supply regimes and plastic film mulching on the harvest index (HI), reproductive allocation (RA) and size hierarchy in spring wheat (Triticum aestivum L.) populations, and to explore their mechanism in relation to size hierarchy and life-history strategies.The grain yield, biological yield (aboveground biomass), HI and RA of spring wheat decreased significantly (p < 0.001) along the water control gradient (irrigative amount decreased 132 → 66 → 0 mm) either mulching or non-mulching, size hierarchy (as measured by the Gini coefficient (G) of aboveground biomass per plant) always increased. HI and RA in mulching treatment were significantly lower than non-mulching (p < 0.05). Meanwhile, the number and weight of barren shoots and the ratio of barren shoot biomass to total shoot biomass were significantly greater (p < 0.05) in mulched populations than non-mulched controls both at booting, flowering and ripening stages. RA and HI were both negatively correlated to average G of the populations. These results suggested that size hierarchies in spring wheat populations are closely correlated with the water regime in the field, and that under greater drought stress there are relatively smaller plants with lower HI (size-dependent reproductive allocation). Size hierarchy is an index of competitive status in plant populations under stress environments. Agriculturally, greater size hierarchy may result in growth redundancy, which is detrimental to reproductive allocation and consequently, grain yield. The results support the view that stand uniformity in field crops is an important mechanism for increasing grain yield.From tilling to ripening stages, the tendency of Gini coefficient (G) shows obvious differences between mulched populations and non-mulched controls. At booting and flowering, the G was significantly higher in mulched populations than non-mulched controls, and it was just contrary at ripening.Appreciable growth redundancy occurred in spring wheat populations mulched with plastic film, which may result from the exacerbated interplant competition and self-thinning. Thus, spring wheat cultivation with plastic film mulching does not always mean high-efficiency, although there is a remarkable increase in grain yields.     

膜上灌作物需水量和地膜覆盖效应试验研究

1998年和 1 999年在新疆自治区乌兰乌苏农业气象实验站内进行了膜上灌条件下的覆膜棉花和玉米的需水规律及地膜覆盖效应的试验研究。结果表明地膜覆盖具有明显的增温保墒效应 ,在苗期增温效应尤为显著 ,覆膜农田地表下 5 cm、1 0 cm、1 5 cm、2 0 cm和 2 5 cm在 8:0 0、1 4:0 0和 2 0 :0 0等 3个时刻 ,苗期平均地温比露地棉田分别高 5 .7℃、3 .3℃、3 .5℃、1 .5℃和 1 .2℃。同一灌水下限条件下 ,在整个生育期内覆膜棉花、玉米耗水较未覆膜棉花、玉米分别减少水分蒸发损失 73 .6mm和 60 .1 mm。在当地气候条件、土壤质地和作物栽培方式下覆膜棉花、玉米在全生育期内分别耗水 3 74.5 mm和 3 74.81 mm,平均耗水强度为 2 .2 6mm/d和 2 .97mm/d。     

水分亏缺对覆膜玉米生长发育及产量的影响

通过系统的覆膜玉米亏水灌溉试验 ,研究了不同生育期内不同程度的水分亏缺对覆膜玉米生长发育、光合作用、产量及水分利用效率等的影响。结果表明 ,拔节期受旱对玉米株高及叶面积指数影响最大 ,抽雄后的水分亏缺对玉米生长发育影响不明显。各处理产量资料表明 ,覆膜春玉米的需水临界期为抽雄开花期 ,此期轻度的水分亏缺可造成产量大幅度下降 :灌浆期较抽雄开花期玉米产量对水分亏缺敏感程度低 ,但在这个阶段的水分亏缺也可使玉米减产 ;拔节期玉米产量对水分胁迫敏感程度较差 ,该阶段为对玉米进行水分亏缺处理的适宜时期     

种植模式和灌溉对冬小麦生长、产量及品质的影响

为了研究不同种植模式和灌水量对冬小麦生长、产量及品质的影响,2010-2011年在陕西杨凌对垄上覆膜沟播小麦与平作播种方式进行了对比试验。结果表明,冬小麦的产量随着灌水量的增加呈现先增后减的趋势。起垄覆膜沟播的产量和水分利用效率均明显高于平作。起垄覆膜中水处理比平作中水处理增产421kg/hm2,水分利用效率提高4.95kg/(hm2.mm)。籽粒粗蛋白含量随着灌水量的增加而降低,而淀粉含量则相反。基于综合因素考虑,选择覆膜中水产量和水分利用效率都达到最高,而蛋白含量仅比低水处理低0.53%,淀粉含量比高水处理低0.268%,因此在实践中选择覆膜中水处理(总灌水量260mm)可以实现节水、高产、优质目标。     

覆盖种植方式和施氮对甘肃庆阳冬小麦产量和水分利用的影响

通过连续2 a田间试验,研究了覆盖种植方式和施氮对庆阳地区冬小麦土壤水分动态变化和产量及水分生产效率的影响。结果表明,不同栽培模式下各土层含水率在不同生育期变化趋势基本一致。垄沟、覆膜和覆草在小麦生育前期具有很好的保墒集水作用,水分主要集中在0~60 cm土层,并且在小麦生育前期效果显著。2 a间不同种植模式对小麦产量的影响不同,2 a中覆膜种植冬小麦籽粒产量均最高,而不同年度间覆草、垄沟种植模式表现出不同效果;与常规模式相比,2009年覆草和垄沟种植模式均减产,其中覆草模式减产幅度最大,较常规栽培减产10.4%;而2010年这几种种植模式的冬小麦籽粒产量较常规模式均有所增加,增产幅度平均在4.5%~6.9%之间。合理的氮肥施用量能显著提高水分生产效率,施氮120和240 kg/hm~2的水分生产效率分别比不施氮肥高1.1和2.0 kg/(hm~2·mm)。不同种植模式的水分利用效率差异显著,覆膜处理和垄沟处理具有较高的水分生产效率。     

覆膜与水分控制对宁夏设施滴灌番茄产量与品质的影响

【目的】探索宁夏设施滴灌番茄覆膜的效果和适宜的灌溉制度,为宁夏地区设施滴灌番茄节水高产种植提供理论依据。【方法】通过2 a试验,在覆膜(M)与不覆膜(NM)条件下,设定4种水分控制水平,灌水频率为7~10 d,W1、W2和W3处理的灌水上限分别为100%FC(田间持水率)、80%FC和70%FC,以当地灌水量为对照(CK,灌水上限为123%FC),研究了覆膜和水分控制对设施滴灌番茄生长、产量、品质与水分生产效率的影响。【结果】番茄株高和茎粗在苗期―开花坐果期生长迅速,受覆膜处理影响显著(P<0.01),受水分控制影响不显著(P>0.05)。随着灌水量的增加,番茄产量先增加后降低,W2M处理的产量和水分生产效率均为最大值,分别为89844.88 kg/hm2和502.5 kg/(hm²·mm),相比覆膜CK分别增加21.4%和63.7%。相比于不覆膜处理,覆膜番茄产量平均增加18.1%,差异达到显著水平(P<0.05),其还原性维生素C和可溶性固形物量分别提高28.9%和22.8%(P<0.05)。覆膜和水分控制均对番茄还原性维生素C量、可溶性固形物和可溶性总糖量的影响达到显著水平(P<0.01),覆膜处理还对可滴定酸量和糖酸比的影响达到显著水平(P<0.05)。【结论】对于宁夏设施滴灌番茄,采用覆膜栽培与80%FC的灌水上限可以获得较高产量和较好品质。     

Effects of gravel-sand mulch, plastic mulch and ridge and furrow rainfall harvesting system combinations on water use efficiency, soil temperature and watermelon yield in a semi-arid Loess Plateau of northwestern China

In the northwestern Loess Plateau of China, low precipitation results in poor crop yields, with a great fluctuation from year to year. The adoption of gravel-sand mulching has shown improvements in the growth of crops such as watermelon. The ridge and furrow rainwater harvest system (RFRHS) has been shown as an easy and efficient way to collect rainwater. A field experiment was conducted from 2007 to 2009 at Gaolan, Lanzhou, Gansu, China, to measure the effects of RFRHS, plastic mulch and gravel-sand mulch combinations on soil temperature, evapotranspiration (ET), water use efficiency (WUE) and watermelon yield. There were eight treatments: (1) flat gravel-sand mulched field, (2) RFRHS with a sand mulched furrow, entire plastic mulch and the ratio 1:1 of ridge and furrow, (3) RFRHS with a sand mulched furrow, entire plastic mulch and the ratio 4:3 of ridge and furrow, (4) RFRHS with a sand mulched furrow, entire plastic mulch and the ratio 5:3 of ridge and furrow, (5) RFRHS with a sand and plastic mulched furrow, bare ridge and the ratio 4:3 of ridge and furrow, (6) RFRHS with an entire plastic mulch and the ratio 4:3 of ridge and furrow, (7) conventional ridge planting with a plastic mulched ridge, and (8) flat gravel-sand mulched field plus 23 mm supplementary irrigation. Soil temperature for RFRHS with a gravel-sand plus plastic mulched furrow was slightly lower than that of flat gravel-sand mulch. The RFRHS caused a significant increase in watermelon yield and WUE. The increase in watermelon yield and WUE was greatly influenced by the ratio of ridge and furrow when RFRHS was combined with gravel-sand mulch. Watermelon yield was highest for the 1:1 ratio, and WUE was highest for the 5:3 and 1:1 ratios of ridge:furrow, and these were significantly greater than that of flat gravel-sand mulch, without or with irrigation. The use of ridge with plastic film mulch increased the beneficial effect of RFRHS on yield. The watermelon yield and WUE for non-plastic-mulched ridge were even lower than that of flat gravel-sand mulch. In summary, the findings suggest that RFRHS with gravel-sand mulched furrow plus plastic film mulch, and 1:1 ratio of ridge:furrow, would facilitate the use of limited rainfall most efficiently in improving watermelon yield, by reducing ET and increasing WUE in this semiarid region.