黑龙江西部玉米调亏灌溉的节水增产效应

采取测筒试验,对玉米单生育阶段、连续生育阶段和全生育期进行不同程度的水分亏缺处理,研究了调亏灌溉对玉米耗水量、产量和水分利用效率(WUE)的影响。结果表明:就单生育阶段调亏而言,产量和耗水量之间呈开口向下的二次抛物线关系,苗期中度水分亏缺(水分控制上限为60%)为最佳的灌水处理模式,玉米产量和水分利用效率分别提高了1.23%和11.95%;连续生育阶段和全生育期调亏均对作物的产量有不利影响;全生育期充分灌溉时的产量最高,但水分利用效率较低。     

隔沟调亏灌溉对冬小麦旗叶生理特性与产量形成的影响

为了解垄栽模式下隔沟调亏灌溉对冬小麦生理生化特性以及产量形成过程的影响及其机理,在移动式防雨棚测坑内进行了试验。试验设置5个处理,即T1(常规畦灌):全生育期计划湿润层土壤含水率控制在65%～75%田间持水率(FC); T2(隔沟交替灌溉,AFI):全生育期1/2交替灌,当土壤含水率下降至(55%～65%) FC区间内,即灌水至95%FC; T3、T4、T5为隔沟调亏灌溉处理:分别在返青-拔节期、拔节-抽穗期、抽穗-灌浆期将土壤含水率控制在(55%～65%) FC,其余生育阶段按T2处理控制土壤含水率。测定冬小麦花后旗叶光合特性指标、脯氨酸含量、可溶性糖含量和产量构成等指标。试验结果表明,常规畦灌方式下冬小麦旗叶具有最高的净光合速率、蒸腾速率,但隔沟交替灌溉处理和隔沟调亏灌溉方式下的各个处理表现出较高的叶片水分利用效率,其中T3在开花期和灌浆期的日均叶片水分利用效率均为各处理中的最大值。各处理的籽粒产量由大到小依次为:T1、T2、T3、T4、T5,与T1相比,T2与T3分别减产1. 98%(P 0. 05)和5. 68%(P 0. 05),但分别节水10. 01%(P 0. 01)和16. 91%(P 0. 01),产量水分利用效率分别提高9. 04%(P 0. 05)和15. 82%(P 0. 01)。本试验条件下,隔沟调亏灌溉方式在返青-拔节期施加适当的水分调亏((55%～65%) FC)是兼顾节水、稳产的最佳处理。     

调亏灌溉对冬小麦氮、磷、钾养分吸收与利用的影响

为研究调亏灌溉(Regulated deficit irrigation,RDI)对冬小麦氮、磷、钾养分吸收与利用的影响,采用防雨棚下盆栽方法,于2012—2013年和2013—2014年在黄淮海平原河南新乡连续进行了2 a试验研究。冬小麦设置5个水分调亏阶段:三叶—越冬(I)、越冬—返青(II)、返青—拔节(III)、拔节—抽穗(IV)、抽穗—成熟(V);每个生育阶段设置3个水分调亏度:轻度调亏(L)、中度调亏(M)和重度调亏(S),相对含水率(占田间持水量的百分数)分别为60%~65%FC(田间持水量)、50%~55%FC和40%~45%FC;对照(CK)相对含水率为75%~85%FC。结果表明,越冬—返青的轻度(60%~65%FC)或中度(50%~55%FC)水分调亏复水后有利于氮、磷养分向籽粒运转与分配,而水分过多或过度亏水则导致养分过多分配至茎、叶等营养器官;抽穗—成熟期的适度调亏(50%~55%FC)有利于提高籽粒中氮、磷的含量,因而提高籽粒产量,改善籽粒品质;返青—拔节及其以前阶段的轻度(60%~65%FC)、中度(50%~55%FC)水分调亏有利于提高氮、磷养分利用效率,但水分调亏不利于钾素利用效率的提高。水分调亏,尤其是越冬期的轻度调亏(60%~65%FC)或拔节期的中度水分调亏(50%~55%FC)可显著增强作物对土壤氮素的吸收利用能力,从而减少肥料氮在土壤中的残留量。说明RDI可有效调控作物养分吸收与分配,实现节水、节肥、高产、优质和高效目标。     

调亏灌溉下滴灌玉米植株与土壤水分及节水增产效应

以玉米为研究对象,进行测坑微区试验,研究了地面滴灌条件下调亏灌溉对玉米植株与土壤水分分布、根长、根长密度、根数、产量以及作物水分利用效率的影响。试验于2016年分别设苗期轻度、苗期中度、拔节期轻度、拔节期中度、苗期中度拔节期轻度5个水分亏缺处理,另设全生育期适宜灌水作为对照。结果表明,各调亏处理的玉米冠部最终湿基含水率比对照处理增加-6.03%~4.61%、根部最终湿基含水率比对照处理增加1.30%~8.15%;苗期轻度调亏处理,产量比对照处理降低了7.89%、较对照处理节水8.26%、水分利用效率较对照处理提高0.33%;苗期中度调亏处理,产量比对照处理增加了5.20%、较对照处理节水16.71%、水分利用效率较对照处理提高26.25%;拔节期轻度调亏处理,产量较对照处理增加了1.49%、较对照处理节水14.07%、水分利用效率较对照处理提高18.27%;拔节期中度调亏处理,产量比对照处理降低了23.47%、较对照处理节水28.35%、水分利用效率较对照处理提高6.64%;苗期中度拔节期轻度调亏处理,产量比对照处理降低了28.13%、较对照处理节水38.54%、水分利用效率较对照处理提高16.94%。苗期中度处理与拔节期轻度处理是促进滴灌玉米节水增产的适宜水分亏缺处理,其结果对指导黑龙江西部玉米制定合理的灌溉制度具有实质性意义。     

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     

调亏灌溉对棉花根冠生长关系的影响

以棉花(Gossypium hirsutum L.)为试验材料,采用防雨棚下桶栽土培方法,进行调亏灌溉(Regulated deficit irrigation,RDI)对棉花根、冠生长的影响研究。试验采用二因素随机区组设计,设置4个水分调亏阶段:苗期(I)、蕾期(II)、花铃期(III)和吐絮期(IV);每个调亏阶段设置3个水分调亏度:轻度调亏(L)、中度调亏(M)和重度调亏(S),土壤相对含水率(占田间持水率的百分数)控制上、下限分别为60%~65%FC(Field capacity)、50%~55%FC和40%~45%FC;另设全生育期保持适宜土壤水分处理作为对照(CK),土壤相对含水率控制下限分别为60%FC(苗期)、60%FC(蕾期)、70%FC(花铃期)和60%FC(吐絮期)。分别在水分调亏期间和复水后测定各处理根系参数和地上干物质质量。试验结果表明,RDI对植株根、冠生长发育的影响因不同水分调亏阶段和不同水分调亏度而异。水分调亏不改变棉花根系生长的原有总体趋势,但对根系生长速率具有促进作用。棉花各生育阶段的中度水分调亏(50%~60%FC)在调亏期间对根系生长有明显促进效应或维持较高的根质量,复水后有不同程度的根系补偿生长效应或延缓根系衰亡作用,后期仍保持较高的根冠比(R/S),因而是协调棉花根/冠关系的适宜水分调亏处理。RDI可以有效调控棉花根/冠生长关系。     

棉瓜间作条件下水分调控对棉花生育及水分生产效益的影响

以黄淮区种植面积相对较大的棉、瓜间作模式为研究对象,开展了不同生育阶段水分亏缺对棉花的生长发育、产量及水分生产效益的影响研究,确定棉、瓜间作的适宜土壤水分控制指标。结果表明,苗期适度亏水对棉花生育和棉、瓜产量的影响较小,节水效果较明显;蕾期缺水对棉花影响较少,节水效果最明显,但对甜瓜产量影响最大;花铃前期不同程度水分亏缺的成铃数低于其他处理且脱落率较高,棉、瓜减产幅度均较大,为棉、瓜需水关键期;花铃后期缺水仍会导致蕾铃脱落率增加,不利于产量的进一步提高。综合比较各项指标,大田棉、瓜间作高产高效的土壤水分适宜控制下限指标为:苗期土壤含水率不低于田间持水率(FC)50%,蕾期为60%FC～65%FC,花铃前期为75%FC～80%FC,花铃后期为70%FC～75%FC。     

基于博弈论组合确权的模糊物元模型决策膜下滴灌向日葵调亏模式

【目的】优选河西绿洲农区膜下滴灌向日葵适宜的水分调控策略。【方法】借助赋权的模糊物元模型,以大田向日葵为试验对象,对比评判向日葵产量、品质及水分生产率对不同水分调亏模式的响应结果。试验设置轻度（65%FC～75%FC,FC为田间持水率）、中度（55%FC～65%FC）和重度（45%FC～55%FC）3个亏水梯度,在向日葵苗期与成熟期实施不同程度调亏组合,剩余时期保持充分供水,共计6个处理,而全生育期充分（85%FC～75%FC）供水作为对照处理,各处理3次重复,采用完全随机区组试验布置。【结果】水分调亏对向日葵各指标的影响不同,建立了向日葵形态、产量、品质及水资源利用4个方面9个指标的多层次综合评价体系,采用博弈论组合赋权得出2019年株高权重最大,为0.141,粗蛋白量最小,为0.083,2020年权重最大是粗脂肪,为0.162,最小是水分生产率,为0.065;基于模糊物元耦合模型进行综合评判,连续2个生长季综合得分排序一致,其中苗期轻度或中度且成熟期轻度处理的欧氏贴近度相对最大。【结论】来水充裕时,苗期轻度且成熟期轻度调亏模式可获得较高的籽粒产量和品质;来水不足时,苗期中度且成熟期...     

调亏灌溉下滴灌玉米根冠生长与水分动态响应特征

以玉米为试验材料,在自动感应式遮雨棚下,采用测坑微区试验方法,研究黑龙江西部滴灌条件下调亏灌溉对作物根冠生长、干物质分配特征、根冠比、耗水特征及植株伤流量的影响。以土壤相对含水率(占田间持水率的百分数)为控制上下限,设置5个水分调亏处理,分别为苗期轻度(60%~70%FC)处理,苗期中度(50%~60%FC)处理,拔节期轻度(60%~70%FC)处理,拔节期中度(50%~60%FC)处理,苗期中度、拔节期轻度处理,另设全生育期保持适宜土壤水分(70%~80%FC)作为对照。试验结果表明,调亏灌溉不改变玉米根部和冠部生长的原有总趋势,也不改变冠部各器官生长的基本趋势,但是显著地增大了作物根冠比(R/S),复水后根、冠补偿生长效应明显,促进光合同化产物向生殖器官的运转与分配,增大了生育后期干物质向果穗的分配率。苗期中度处理和拔节期轻度处理的玉米,在调亏期间使根系维持较高的根质量,水分胁迫复水后根系活力明显提高,其伤流量表现出超补偿效应,在灌浆期仍保持较高的伤流量并且在生育后期仍保持有较高的根冠比(R/S),是协调玉米根冠生长关系的适宜水分调亏处理。     

绿洲灌区膜下滴灌调亏对辣椒品质及产量的影响

为揭示滴灌水分亏缺对辣椒营养品质及产量的影响,以"陇椒6号"为对象,在辣椒苗期分别施加轻度(65％～75％田间持水量)、中度(55％～65％田间持水量)和重度水分调亏(45％～55％田间持水量),在盛果期和后果期分别施加轻度水分亏缺,以全生育期充分供水(75％～85％田间持水量)为对照,分别测定各水分处理辣椒青果营养品...     

圆形喷灌机条件下不同灌水施肥量对冬小麦产量的影响

为探究圆形喷灌机条件下不同灌水施肥量对冬小麦产量、耗水量、茎数等指标的影响,本研究在北京顺义地区开展了田间试验。试验设置2个因素,3个灌水量水平S1、S2、S3(1 950、1 725、1 500m3/hm2)和2个施氮水平F1、F2(286.20、336.30kg/hm2),根据土壤含水率占田间持水量(FC)的百分率来设置灌水水平,在返青期、拔节期、灌浆期的灌水下限依次设定为75%FC、80%FC、65%FC。结果表明:当灌水量一定时,冬小麦叶面积指数、有效茎数随施肥量的增加而增加,但其耗水量、产量受肥料的影响不显著;当施肥量一定时,冬小麦产量在不同水处理下有显著性差异。试验测得最大产量的处理为S1F1,比对照组半固定式喷灌增产35%。水肥耦合对冬小麦产量的影响效应中,灌水量起主导作用,建议该地区冬小麦可以采用高水低肥的灌溉施肥模式。     

调亏灌溉对冬小麦根冠生长影响的试验研究

以冬小麦为试验材料,采用防雨棚下桶栽土培方法,就调亏灌溉(RDI)对作物根、冠生长的影响进行了试验研究。试验采用二因素随机区组设计,冬小麦设置5个水分调亏阶段,每个调亏阶段设置3个水分调亏程度,另设全生育期充分供水处理为对照(CK)。分别在水分调亏期间和复水后测定各处理根系参数和地上干物质质量。结果表明,RDI对植株根冠生长发育的影响因不同水分调亏阶段和不同水分调亏度而有所不同。在水分调亏期间冬小麦根系生长受到强烈抑制,但复水后根系具有"补偿生长效应"或"超补偿生长效应"。冬前适度水分调亏(调亏度55%FC～65%FC)对根系生长具有正效应;返青—拔节阶段不同程度水分调亏复水后均有"补偿生长效应"或"超补偿生长效应",而且这种"补偿生长效应"随水分调亏度加重呈增强趋势。冬小麦水分调亏均增大根冠比(R/S),且随水分调亏度加重,R/S明显增大。因此,RDI可以作为冬小麦根冠生长调控的有效方法。     

施肥和水分调亏对冬小麦生长和产量的影响

通过盆栽试验对不同施肥处理条件下冬小麦水分调亏效应进行了研究。设置3个施肥处理:不施肥(F0)、施复合肥(F1)和复合肥+有机肥配施(F2);2个水分处理:充分供水(W:75%FC)和水分调亏(D:50%FC～55%FC)。研究表明,在孕穗期,相同施肥条件下,调亏处理冬小麦的叶面积、株高和叶绿素均显著小于未调亏处理。到花期时,各水分调亏处理的叶绿素量与未调亏没有显著差别。F2处理的水分调亏小麦的叶面积和株高与未调亏小麦没有显著差别;F0和F1处理的水分调亏小麦的叶面积和株高均显著小于相应未调亏处理小麦。在拔节期,F0处理的水分调亏小麦的光合速率显著低于未调亏处理;F1和F2处理的水分调亏小麦的光合速率与未调亏处理没有显著差异。但复水后,到抽穗期,F2处理的水分调亏小麦的光合速率显著高于未调亏处理,表现超补偿效应。但F0和F1处理的水分调亏小麦的光合速率和未调亏小麦相比没有显著区别。抽穗后在充分供水条件下,F0和F1处理的小麦,返青-拔节期水分调亏对产量有显著负效应。F2的调亏处理小麦的产量没有受到影响;在干旱条件下,F0和F1处理的小麦,返青-拔节期水分调亏对产量没有影响,但F2处理的水分调亏小麦的产量显著高于未调亏处理的小麦。在相同施肥条件下,水分调亏处理小麦的稳产性均高于未调亏处理小麦。在各调亏处理中,F2处理小麦的稳产性最高,F1处理小麦次之,F0处理小麦的稳产性最低。     

河西绿洲不同生育期调亏灌溉对马铃薯生长、产量及品质的影响

在河西走廊张掖市甘州区党寨镇田家闸灌溉试验站开展了马铃薯不同生育期调亏灌溉的试验研究.在保持其他生育期土壤水分为正常灌溉(土壤含水率65％～ 75％)的情况下,在马铃薯的幼苗期、块茎形成期、块茎膨大期和淀粉积累期分别进行轻度(土壤含水率55％ ～ 65％)的调亏处理,以全生育期的正常灌溉作为对照,进行马铃薯生长指标、产...     

Root growth, available soil water, and water-use efficiency of winter wheat under different irrigation regimes applied at different growth stages in North China

Field experiments were conducted at the Luancheng Agro-Ecosystem Experimental Station of the Chinese Academy of Sciences during the winter wheat growing seasons in 2006-2007 and 2007-2008. Experiments involving winter wheat with 1, 2, and 3 irrigation applications at jointing, heading, or milking were conducted, and the total irrigation water supplied was maintained at 120 mm. The results indicated that irrigation during the later part of the winter wheat growing season and increase in irrigation frequency decreased the available soil water; this result was mainly due to the changes in the vertical distribution of root length density. In ≤30-cm-deep soil profiles, 3 times irrigation at jointing, heading, and milking increased the root length density, while in >30-cm-deep soil profiles, 1 time irrigation at jointing resulted in the highest root length density. With regard to evapotranspiration (ET), there was no significant (LSD, P < 0.05) difference between the regimes wherein irrigation was applied only once at jointing; 2 times at jointing and heading; and 3 times at jointing, heading, and milking. Compared with 1 and 3 times irrigation during the winter wheat growing season, 2 times irrigation increased grain yield and 2 times irrigation at jointing and heading produced the highest water-use efficiency (WUE). Combining the results obtained regarding grain yield and WUE, it can be concluded that irrigation at the jointing and heading stages results in high grain yield and WUE, which will offer a sound measurement for developing deficit irrigation regimes in North China.     

亏缺灌溉对风沙区春小麦生长发育及水分生产效率的影响

20 0 1年在内蒙风沙区对春小麦进行了各生育阶段不同程度亏缺灌溉的试验研究 ,结果表明 :春小麦不同生长时期、不同程度的水分亏缺对其生长发育、产量构成及水分生产效率会产生不同的影响。拔节—孕穗期受旱对株高、叶面积、穗粒数影响最大 ,减产最多 ,其次是抽穗—开花期干旱 ;灌浆成熟期受旱主要影响千粒重。在同一生育阶段 ,水分亏缺越严重 ,春小麦受害越深。在春小麦生长前期适度的水分胁迫不但对产量无显著影响 ,反而有利于提高水分生产效率     

调亏灌溉对日光温室青茄品质和耗水规律的影响

在日光温室滴灌条件下采用小区试验方法,研究了不同生育期不同程度调亏灌溉对青茄耗水规律、产量、品质和水分利用效率的影响。结果表明,温室青茄耗水高峰出现在成熟采摘期,该阶段耗水模系数在49.96%～64.11%之间;苗期的耗水量最小,其阶段耗水模系数在8.64%～16.68%之间。苗期和成熟采摘期适度调亏灌溉(灌水定额为适宜供水的80%)可提高青茄产量和水分利用效率,开花坐果期水分过度亏缺(灌水定额为适宜供水的60%)对青茄品质有所改善,但显著降低青茄产量和灌溉水利用效率。综合考虑产量和品质,拟定日光温室青茄滴灌条件下适宜的灌溉制度为,灌水周期10d,苗期和成熟采摘期适度亏水,灌水定额分别为12mm和20mm;开花坐果期宜充分灌溉,灌水定额为25mm。     

灌水与覆膜对春玉米生长及水分利用效率的影响

在移动式遮雨棚内采用子母桶栽土培法,研究了充分灌水和调亏灌水2种灌水模式以及拔节期揭膜、抽雄期揭膜和全生育期覆膜3种覆膜时长对春玉米生长、产量和水分利用效率的影响。结果表明,覆膜可促进春玉米早期生长,而对后期生长不利。抽雄期是春玉米需水关键期,阶段蒸散模数达41.4%~47.2%。受前期亏水锻炼,调亏灌水复水后产生补偿效应,可有效协调植株根冠比并延缓衰老。与充分灌水相比,调亏灌水处理的总蒸散量减少4.3%~7.1%,水分利用效率提高1.9%~6.7%。抽雄期揭膜处理前期(覆膜时)增温保墒,后期(揭膜后)降温透气,与拔节期揭膜处理和全生育期覆膜处理相比,其相对产量和水分利用效率分别提高19.0%~23.3%和23.2%~26.0%。综合考虑产量、水分利用和环境因素,调亏灌水+抽雄期揭膜具有较好的节水、增产和环保效应,是适宜的春玉米灌水覆膜模式。     

不同灌溉方式对制种玉米产量及水分利用效率的影响

通过田间试验,研究了畦灌、常规沟灌、隔沟交替灌3种灌溉方式对制种玉米产量及水分利用效率的影响,结果表明,不同灌溉方式下,制种玉米产量为8.73~10.87 t/hm~2,耗水量为349.7~625.0 mm,WUE为1.40~3.01kg/m~3。隔沟交替灌溉方式耗水量最低,畦灌方式最高,常规沟灌居中。相同灌溉定额条件下,隔沟交替灌制种玉米产量较常规沟灌增减幅度在-2.43%~10.24%。常规沟灌方式若能保证作物需水关键期的灌溉,适度减少灌水不会造成制种玉米减产。产量构成要素结果表明,行粒数、出籽率、穗长、穗粗、秃尖长、千粒重产量构成要素对产量的累积贡献率达85.54%。在甘肃河西地区,制种玉米全生育期灌水8次(苗期1次,拔节期2次,抽穗期1次,灌浆期2次,乳熟期2次),灌溉定额2 250 m~3/hm~2的隔沟交替灌溉方式(T6处理)能稳定提高产量和水分利用效率。