水分胁迫对不同耐旱性玉米土壤水分消耗、水分利用和产量的影响

以郑单958(耐旱性强)和驻玉309(耐旱性弱)为供试材料,通过池栽试验研究水分胁迫对两个玉米品种的吐丝前后土壤水消耗、水分利用和子粒产量的影响。正常供水下,两个品种吐丝前和吐丝后土壤水消耗量、生育期耗水量、水分利用效率和子粒产量均无显著差异。水分胁迫下,全生育期各土层(0.2～1.6 m)水分消耗量均为郑单958少于驻玉309,吐丝前和吐丝后郑单958土壤水消耗量分别比驻玉309少12 mm和21mm,且分别以0.2～0.4 m(吐丝前)和0.8～1.0 m(吐丝后)土层品种间差异最大。水分胁迫下,郑单958和驻玉309的生育期耗水量分别为454 mm和487 mm,子粒产量分别为8 320 kg/hm~2和7 290 kg/hm~2,表明水分胁迫条件下,耐旱品种郑单958以较少的水分消耗生产更多子粒,表现出较高的水分利用效率。     

滴灌量对新疆高产春玉米产量和水分利用效率的影响研究

通过设置不同灌溉量处理,研究新疆滴灌高产玉米(≥15 000 kg/hm2)的需水规律及其灌溉量对产量和水分利用效率(WUE)的影响。结果表明,两年两地(伊宁县、奇台)均表现为玉米产量随着灌水量增大而显著增加,灌水量显著影响穗粒重,而对收获穗数无显著影响;相同灌水量不同基因型间的耗水量无显著差异,但同一基因型不同灌水量处理间的耗水量均表现为随着灌水量增大而显著增大;同一灌水量不同基因型的水分利用效率有差异,不同基因型间均表现出较低灌量处理的水分利用效率较高。综合考虑产量和水分利用效率,现行高产田灌溉量减少10%或20%,可在不影响产量的同时达到节水的目的。     

不同时期干旱和干旱程度对夏玉米生长发育及耗水特性的影响

通过防雨棚下测坑试验,研究不同生育期干旱,设轻度干旱和重度干旱对夏玉米生长状况、耗水规律、产量以及水分利用效率的影响。结果表明,不同生育期干旱均会抑制植株株高和叶面积指数增长,受旱越重,株高和叶面积指数越小。适宜水分处理的植株株高与叶面积长势优于其他处理;与适宜水分处理相比,随着干旱时期的后移,产量呈先降后升的趋势,其中,苗期轻度干旱的处理减产最少,为9.88%,抽雄期重度干旱穗粒数最少,为349.98粒,减产最多,达32.67%;夏玉米拔节期重度干旱处理的耗水量最低,为258.09 mm,任何生育阶段受旱,其日耗水量随着干旱程度的加重而降低。对各处理产量和耗水量进行分析,两者呈良好的二次曲线关系,拔节期轻度干旱处理的水分利用效率(WUE)最高,为2.202 kg/m3,其次是苗期重度干旱的处理,后期干旱处理由于减产幅度超过节水的幅度,WUE降低。通过对各处理的产量和WUE综合分析,确定了夏玉米节水高产的灌溉控制指标。     

不同时期亏水对糯玉米产量和水分利用的影响

通过盆栽试验,研究苗期-拔节前期、拔节后期-孕穗期和孕穗期-开花期不同亏水水平即重度缺水(35%～45%θf,θf为田间持水量)、中度缺水(45%～55%θf)、轻度缺水(55%～65%θf)和正常灌水(CK,65%～80%θf)以及拔节后期-孕穗期和孕穗期-开花期不同亏水水平组合对糯玉米产量、耗水量和水分利用效率(WUE)的影响。结果表明,与CK处理相比,苗期-拔节前期各亏水处理,拔节后期-孕穗期、孕穗期-开花期轻度、中度亏水处理耗水量减少10.8%～19.8%,干子粒产量降低不显著,对WUE无显著影响;拔节前期-孕穗期中度和轻度亏水组合与孕穗期-开花期中度或轻度亏水组合耗水量减少15.8%～22.8%,总干物质量显著降低,产量降低不显著,对WUE无显著影响。     

施用生物炭对华北平原土壤水分和夏玉米生长发育的影响

2014～2017年在中国农业大学吴桥实验站设每年施用生物炭7 200 kg/hm~2(T1)、3 600 kg/hm~2(T2)、1 800 kg/hm~2(T3)和不施生物炭(CK)4个处理,探究施用生物炭对土壤水分和夏玉米生长发育的影响。结果表明,与CK处理相比,T1和T2处理的子粒产量分别降低10.59%～10.80%和6.30%～7.76%(P0.05)。施用生物炭显著降低全生育期的耗水量,提高水分利用效率。与T3和CK处理相比,T1和T2处理显著降低主要生育时期的SPAD值、光合速率、气孔导度和蒸腾速率,花后的叶面积指数也较低,从而降低花后的干物质积累。施用生物炭可以增加土壤含水量,减少夏玉米耗水量,进而提高水分利用效率;中高量的施用降低夏玉米和周年的子粒产量。因此,在华北平原生物炭施用量建议以低量为宜。     

种植密度对旱地玉米植株性状及耗水特性的影响

以紧凑型玉米品种先玉335为试材,在半干旱区研究种植密度对旱地玉米植株性状、产量性状、耗水量和水分利用效率的影响。结果表明,2010年（平水年）玉米拔节期株高在密度间没有差异,抽雄期株高随密度增加显著降低;2011年（丰水年）拔节期和抽雄期株高均随密度增加有明显增加趋势;穗位高随密度增加呈直线增加。平水年产量随密度增加先增加后显著减少,呈抛物线型,收获指数随密度增加呈明显直线下降趋势;丰水年产量随密度增加而增加,当密度增加至7.5万株/hm²时,产量不再显著增加,收获指数随密度增加变化不大。不同密度生育期总耗水量相差不大,平水年密度间总耗水量极差值为4.1 mm;丰水年总耗水量随密度增加呈增加趋势,极差值仅为17.8 mm,播种-拔节期耗水量随密度增加呈明显增加趋势,其变异系数在整个生育期中最大。平水年玉米水分利用效率随密度增加先增加后降低,当种植密度为7.5万株/hm²时达到最大值;丰水年适宜密度为7.5万株/hm²,其水分利用效率为26.7 kg/（hm²·mm）。     

春玉米行间覆膜田间土壤水分时空动态及水分高效利用机理研究

在不同覆膜方式下对春玉米田间土壤水分时空运移规律、耗水特征和水分利用效率进行了系统研究。结果表明:行间覆膜全生育期0～100cm土层土壤贮水量明显高于行上覆膜和不覆膜。不同覆膜方式下,春玉米全生育期土壤水分状况可分为土壤水分大量损耗期和土壤水分收支平衡期,且0～100cm土层可分为急变层、活跃层和相对稳定层;不同覆膜方式下膜内外土壤水分差异主要体现在0～60cm土层,行间覆膜使玉米根系长期生长在土壤含水量较高的区域,促进了玉米的生长发育和土壤水分的直接有效利用;不同覆膜方式的土壤水分利用效率、产量和产量水平的水分利用效率皆表现为行间覆膜>行上覆膜>不覆膜。行间覆膜较高的水分利用效率主要是充分有效地运用了降水和灌溉水。     

保水剂不同施用深度对玉米产量及土壤水分利用效率的影响

利用pvc管进行保水剂施用深度筛选试验,供试保水剂品种为MP3005KB、US和XM,每个品种4个施用层次,分别为土表下10、20、30和40 cm,以不施保水剂为对照,探讨不同保水剂及施用深度对玉米产量性状及土壤水分利用效率的影响,以确定最佳施用深度。结果表明,保水剂MP3005KB施用深度30~40 cm,保水剂US和XM施用深度20~40 cm,玉米产量和土壤水分利用效率均极显著高于同品种的其他处理和对照。保水剂施用深度30~40 cm效果最佳。     

辽西半干旱区种植密度对丹玉12生长发育和耗水量的影响

以丹玉12为材料,研究辽西半干旱区控制灌溉条件下种植密度对玉米生长发育和耗水量的影响.结果表明,种植密度对株高影响不大,茎粗和单株叶面积随种植密度的增加而减小,叶面积指数、日耗水量、阶段耗水量和全生育期耗水量均随着种植密度的增加而增大,全生育期高密度处理玉米总耗水量高出低密度处理22％;玉米产量和水分利用效率均随种植密度的增加先增大后减小.综合考虑节水和增粮目的,在辽西半干旱地区控制灌溉条件下,丹玉12种植适宜密度为5.25万株/hm2.     

土壤水分与覆盖对夏玉米生长及水分利用效率的影响

在防雨棚下的测坑中,采用裂区试验设计,研究土壤高水分(75%田间持水量,下同)、中水分(65%)和低水分(55%)条件下地膜覆盖、秸秆覆盖和不覆盖对夏玉米生长发育、产量性状和水分利用效率的影响。结果表明,在不同土壤水分条件下,地膜覆盖、秸秆覆盖处理的株高和叶面积指数均高于不覆盖的处理;在玉米生长前期地膜覆盖处理的株高和叶面积指数最高,在玉米生长的中后期秸秆覆盖处理的株高和叶面积指数最高。地膜和秸秆覆盖均具有显著的增产作用,与不覆盖相比,平均分别增产8.89%和22.26%。水分利用效率(WUE)随着土壤水分的降低而增加;在相同的土壤水分条件下,秸秆覆盖处理的WUE最高,地膜覆盖的次之,不覆盖的最低;当土壤水分控制下限为田间持水量的65%时,覆盖处理的节水增产效果最好,其中地膜和秸秆覆盖处理产量比不覆盖处理分别增加12.69%和28.47%,WUE分别提高21.78%和34.65%。     

不同耕作方式对土壤水分及玉米生长发育的影响

针对辽宁省中北部地区土壤耕层变浅、犁地层变硬等问题,以当地传统的耕作方式秋季旋耕为对照,设置秋季旋耕后翻耕25 cm、秋季旋耕后深松30 cm、秋季旋耕后隔年深松30 cm 3种耕作方式,探讨不同耕作方式对土壤水分和玉米生长发育的影响。结果表明,翻耕或深松处理均有利于土壤含水量的提高,其中以秋季旋耕后深松30 cm和秋季旋耕后翻耕25 cm的保墒效果最佳;翻耕或深松处理均增加了根冠比和产量,提高了玉米叶片酶活性,延缓了玉米生育后期叶片的衰老,其中以秋季旋耕后翻耕25 cm效果最佳。秋季旋耕后翻耕25 cm的耕作方式较好。     

不同耕作方式对土壤水分及玉米生长发育的影响

针对辽宁省中北部地区土壤耕层变浅、犁底层坚硬的问题,以当地习惯的耕作方式秋季旋耕为对照,设置苗期垄沟深松30 cm、秋季翻耕25 cm、秋季深松30 cm 3种耕作方式,分析各处理对土壤水分及玉米生长发育的影响。研究结果表明：翻耕或深松处理均提高土壤含水量,其中以秋季深松30 cm和秋季翻耕25 cm的保墒效果最佳;翻耕或深松处理均增加了叶面积、根冠比、百粒重、产量,降低了倒伏率和空秆率,其中以秋季翻耕25 cm效果最佳。在研究设定的3种耕作措施中,以秋季旋耕耙地的基础上再翻耕的耕作方式比较适宜。     

华北平原不同种植模式的水氮利用

2007～2009年在河北省中国农业大学吴桥实验站进行两年的田间定位试验,试验设3个种植模式,分别为冬小麦-夏玉米一年两熟常规模式、春玉米一熟优化管理模式和冬小麦-夏玉米-春玉米两年三熟优化管理模式,探讨在华北地区通过调整种植模式的途径实现农业节水减氮的潜力。结果表明,冬小麦-夏玉米一年两熟常规模式（对照）具有显著产量优势,但水分利用率和氮肥利用率均较低,水氮浪费较为严重,不利于华北平原地区农业的可持续发展;与对照相比,春玉米一熟模式水氮消耗量最小,水氮利用率均显著提高,具有良好的环境效应,但其产量降低较多,不适宜在生产中单独推广;两年三熟模式两年总灌溉用水量降低了63%,氮肥用量降低了75%,产量降低了21%,节水减氮效果明显,水氮利用效率显著提高,该模式进一步完善后可适当推广。     

水肥管理对东北不同密度春玉米产量及水氮利用效率的影响

采用大田试验,研究自然降雨+氮肥底施、表施氮肥+大水漫灌、滴灌水氮一体化不同水肥管理对东北地区低、中、高不同密度下春玉米产量、干物质及水氮利用的影响。结果表明,滴灌水氮一体化处理在各密度下均较自然降雨+氮肥底施显著提高玉米产量,在高密度时滴灌水氮一体化处理产量最高为14 268.9 kg/hm2,显著高于表施氮肥+大水漫灌处理。在高密度时,与表施氮肥+大水漫处理相比,滴灌水氮一体化处理可获得较高的总干物质积累量,显著提高花后氮素积累量,总氮量增加78.2%,进而提高氮肥偏生产力和水分利用效率。滴灌水氮一体化处理能够在高密度下提高东北玉米产量的同时提高水氮利用效率。     

半干旱区不同秋覆盖方式对农田土壤水温效应及玉米水分利用效率的影响

2013～2015年在黄土高原半干旱区以传统平作不覆盖为对照(CK)、地膜全覆盖(PA)、可降解膜全覆盖(BA)、玉米秸秆全覆盖(SA)和沟垄集雨半膜覆盖(RH)4种覆盖方式,研究不同秋季覆盖方式的土壤水分保蓄效果及对春玉米生长的影响。结果表明,在冬春休闲期,PA、BA、SA、RH处理均能有效提高播种前土壤水分,SA和RH处理在整个生育期土壤蓄水量显著高于CK,PA和BA处理仅在生育前期有较高的土壤水分;PA、BA和RH处理均有增温效果。不同处理中,PA处理产量最高,2年平均较CK提高58.17%,RH与BA处理分别较CK提高34.16%和27.05%,SA处理低于CK;水分利用效率与产量规律一致,PA、BA和RH处理分别较CK提高36.89%、14.34%和29.51%。     

耕作方式对三江平原玉米生长发育及水分利用影响

2018～2019年三江平原云山农场设置旋耕(RT)、隔行深松(GS)、深松(ST)、浅翻(CT)、深翻(SF)5种耕作方式,以旋耕(RT)为对照,研究不同耕作处理对玉米各生育期土壤水分变化、耗水量及产量和水分利用率的影响。结果表明,各耕作处理较旋耕处理相比能够改善土壤水分条件,受降雨量影响各耕作处理表现不同,2018年(生育期降雨量505.3 mm),隔行深松、深松、浅翻和深翻4种耕作处理蓄水量分别提高3.67、2.87、2.23、2.68 mm;2019年(生育期降雨量833.6 mm),深松处理土壤含水量和蓄水量最低,表现为浅翻>深翻>旋耕>隔行深松>深松。玉米干物质积累量和叶面积指数(LAI)呈“S”型曲线,各处理表现为深松>隔行深松>深翻>浅翻>旋耕,在大喇叭口期至灌浆期干物质积累量最大,深松处理平均比旋耕提前5 d到达干物质最快积累时间。4种耕作方式与旋耕相比均能改善耕层土壤水分状况,增加玉米干物质积累量和LAI,显著提高产量和水分利用率。     

东北黑土不同耕作方式对玉米苗情的影响

吉林中部旱作玉米地区,春旱和冷害是制约苗情的关键气候因素。2004年在吉林东部旱作玉米上,采取不同耕作方式的比较发现,深松的玉米株高和叶面积最大,而翻耕的玉米出苗率较高。地温最高的是翻耕处理,土壤含水量最高的是深松处理,土壤容重最小的是深松处理。与出苗相关性最高的指标是土壤容重,与株高和叶面积相关性最高的指标是土壤含水量,相关系数依次为-0.940,0.878和0.796。深松是有利于玉米出苗的耕作方式。     

施肥措施对黄土高原旱作玉米资源利用效率的影响

依托在黄土高原半干旱旱农区建立的不同培肥措施的田间定位试验,以不施肥(NA)为对照,研究4个等氮量的不同培肥措施单施化肥(CF)、单施商品有机肥(SM)、商品有机肥+化肥(SC)和单施玉米秸秆(MS)对旱作玉米水氮利用效率及经济效益的影响。结果表明,单施化肥和有机无机配施显著提高了玉米产量及水氮利用效率,与不施肥相比,单施化肥和商品有机肥+化肥配施处理子粒产量、生物产量和水分利用效率分别增加了148.8%、136.5%、70.8%和105.7%、70.8%、81.6%。与单施化肥相比,商品有机肥+化肥、单施商品有机肥、单施玉米秸秆处理氮肥农学利用效率和氮肥偏生产力分别降低了20.37%、83.97%、12.19%和50.18%、73.78%、44.14%。单施化肥处理和施商品有机肥+化肥处理均可提高玉米产量、生长期耗水量、水分利用效率、氮肥农学利用效率和氮肥偏生产力,施商品有机肥+化肥产投比低于单施化肥。