滴灌量对冬小麦籽粒灌浆特性的影响研究

为优化滴灌冬小麦灌溉制度,于2012—2013年、2013—2014年连续两年在伊宁县采用单因子随机区组试验设计,并运用Logistic方程模拟,研究3 000（处理A）,3 750（处理B）,4 500（处理C）m³/hm²三个滴灌量对冬小麦灌浆特性的影响。结果表明:两年试验冬小麦不同处理平均千粒重分别为48.35,50.27,52.17 g,不同年份不同处理灌浆各阶段持续时间均为缓增期（T₃） > 速增期（T₂） > 渐增期（T₁）,其平均速率分别为1.25,1.92,0.54 mg/d,各阶段平均干物质累积贡献率分别为12.68%,60.90%,26.43%。随着滴灌量的增加,灌浆持续时间延长3～7 d不等,平均灌浆速率减小2.88%～16.79%。3个处理中,处理B具有较高的平均灌浆速率1.21 mg/d,较处理A仅降低了3.41%,较处理C增加了12.25%,适当延长了灌浆时间,但又不致贪青晚熟,较处理C节水750 m³/hm²,可作为大田生产参考。将灌浆参数与粒重进行相关分析得出,多数参数间存在显著或极显著相关关系,其中,平均灌浆速率、最大灌浆速率、灌浆持续期,尤其是速增期与缓增期的持续时间以及它们期间的灌浆速率都与粒重存在着显著或极显著相关性。     

耕作方式对冬小麦棵间蒸发及水分利用效率的影响

通过田间试验研究了华北平原的山前平原区不同耕作方式下,冬小麦田间水分变化规律及对产量的影响,分析了不同耕作方式在节水中的作用。结果表明耕作方式对田间土壤水分动态变化的影响是显著的:传统深耕(CT),旋耕(RT),全免耕(NT),秸秆粉碎免耕(SNT)四种耕作方式对棵间蒸发的影响显著;秸秆覆盖免耕对抑制小麦棵间蒸发效果明显,其日蒸发强度仅为传统耕作的59%和旋耕的74%。耕作方式对土壤蓄水的作用差异主要发生在作物生育前期,对于不同土层主要影响耕层50 cm深的土壤剖面。免耕条件下冬小麦植株高度降低,生物量增加,但产量偏低;而深耕和旋耕的田间植株密度高,最终产量也最高。从水分利用效率综合考虑,旋耕是比较理想的耕作方式。     

喷灌条件下冬小麦田棵间蒸发的试验研究

利用微型蒸渗仪研究了喷灌条件下冬小麦生长期间的土壤棵间蒸发过程,分析了3个不同灌溉量下的棵间蒸发占蒸散的比例及其随叶面积指数和表层土壤含水量的变化关系、灌溉后土壤蒸发的变化过程。通过对试验过程和实测数据的分析,总结了在喷灌条件下土壤棵间蒸发的规律,为制定喷灌的灌溉制度提供理论依据。     

华北平原冬小麦田问蒸散与棵问蒸发的变化规律研究

试验研究冬小麦田间蒸散和棵间蒸发变化规律及其影响因子结果表明 ,播种～返青期冬小麦棵间蒸发占蒸散比例 (E ET)最大 ,抽穗～灌浆期最小。整个生长期间棵间蒸发占蒸散量 31 .4 % ,棵间蒸发占蒸散比例 (E ET)与冬小麦叶面积指数 (LAI)有一定关系 ,E ET =0 .36 93× (LAI) - 0 .74 93(R2 =0 .82 36 )。     

不同基因型冬小麦冠层温度与产量和水分利用效率的关系

通过研究水分利用效率和产量之间的相关性,证明冠层温度在筛选小麦品种(系)时也是一个重要的指标。利用红外测温仪,于2006-2007年在甘肃陇东旱原研究了来自中国北方和美国的40个小麦品种(系)不同生育时期冠层温度的差异及其与产量、水分利用效率的关系。结果表明,不同基因型小麦在籽粒灌浆结实期存在着冠层温度高度分异现象,其分异程度随生育期的推后明显加大,到灌浆中后期达到最大。无论拔节期、灌浆初期还是中后期,旱地冬小麦产量、水分利用效率与冠层温度均呈极显著的负相关,并且随着生育期推移,相关性增大。灌浆中期以后不同基因型小麦冠层温度保持较高的一致性,冠层温度偏低的品种具有较高的产量和水分利用效率。灌浆中后期的冠层温度在评价小麦产量和水分利用效率上具有较高的可靠性,可作为田间选择的一个指标应用。     

两种种植密度下施肥对冬小麦生物学性状及产量的影响

以土垫旱耕人为土为供试土壤,采用大田试验,研究半湿润农田生态系统两种种植密度下不同施肥处理对冬小麦生物学性状及子粒产量的影响。试验设两种种植密度:常规密度（播种量为150.0 kg/hm2）和低密度（播种量为90.0 kg/hm2）。常规密度设7个施肥处理,即不施肥（CK）,单施磷肥（PN0）,单施氮肥（P0N135）和在施P的基础上每公顷施N 45、90、135和180 kg（即PN45,PN90,PN135,PN180）;低密度施肥处理设不施肥（CK）、单施磷（PN0）、单施氮（P0N135）和氮磷配施（PN135）。结果表明,低密度时,CK处理分蘖数最低（每株平均3.2个）,PN135分蘖数最高（每株平均6.9个）;常规密度时,仍以CK分蘖数最低（每株平均3.2个）, PN180分蘖数最大（每株平均6.8个）。低密度下,PN0和CK与P0N135和PN135间植株绿叶面积差异达显著水平（P0.05）,以PN135绿叶面积最大,PN0绿叶面积最小;常规密度下,PN180绿叶面积最大,为80.7 cm2/单茎,PN0绿叶面积最小,为44.4 cm2/单茎。低密度时,CK旗叶面积最小,PN135旗叶面积最大;常规密度下,CK和PN0处理间旗叶面积差异不显著,但均极显著小于其它施肥处理（P0.01）。绿叶面积、旗叶面积与子粒产量呈极显著正相关,相关系数分别为0.875**和0.931**（n=11）。群体全生育期,叶面积指数和透光率呈相反的变化趋势,透光率最小值出现在开花期,叶面积指数最高值也出现在开花期,透光率和叶面积指数与子粒产量密切相关,相关系数分别为0.942**和0.954**（n=11）。低密度时,PN0与CK子粒产量极显著低于P0N135及PN135（P0.01）;常规密度时,以PN135处理子粒产量最高,为7605.1 kg/hm2。以上结果揭示,在评价施氮对冬小麦生物学性状及产量影响时,还应该考虑播种密度,密度较高时影响比较显著。综合考虑群体冠层特征和经济效益,本试验条件下,在施磷（100 kg/hm2）的基础上,以每公顷施氮135 kg比较适宜。     

滴灌条件下冬小麦田间土壤蒸发的测定和模拟

田间蒸发蒸腾总量(ETa)及其各分量的变化过程是农田水分利用与管理的主要依据。该文采用微型蒸发器(micro-lysimeters,MLS)对不同滴灌制度及覆盖处理下冬小麦田间土壤蒸发(Es)进行测定及评价。研究结果表明,滴灌条件下,采用内径10 cm,高度15 cm的MLS,在无降雨时每5 d换土能满足田间Es测定的精度要求(误差5%);滴灌条件下覆盖处理Es和Es/ETa均显著低于不覆盖处理,各处理的Es均值在0.98~1.30 mm/d之间,Es/ETa在33.0%~44.5%之间。此外,构建了基于灌水后天数(Dai)为自变量的Es简易估算模型,可在不获取表层土壤含水率的情况下,实现对滴灌条件下土壤蒸发较为精准的估算。该研究所建立的Es估算模型提供了滴灌农田Es的一种量化方法,确定的Es占ETa比例及其受覆盖等农艺措施的影响可为相关农业水管理实践提供科学指导。     

水分亏缺对冬小麦冠层温度影响的研究

采用不同方法模拟冬小麦缺水状况,测定冠层温度日变化过程及不同处理叶面温度变化的结果表明,水分亏缺使冠层温度升高１．５～２．０℃。长期干旱使作物生长不良,冠层温度对土壤水分亏缺敏感程度下降。     

不同滴灌量和施氮量对马铃薯产量和品质的影响

本试验采用裂区设计方案，对“大西洋”马铃薯的水、氮二因素进行了研究，试验结果表明：马铃薯的产量、单株薯重、商品薯率和淀粉含量都随施氮量的增加而呈抛物线趋势变化；其中小水量多次灌水的灌水方式下氮水平为180kg／hm^2的处理，其产量、商品薯率和淀粉含量都表现最好，分别为：46216．4kg／hm^2、87．56％和17．71％；在小水量多次灌水的灌溉方式下，马铃薯在低氮水平就能达到高产优质，是一种较为理想的滴灌方式。     

不同滴灌量和施氮量对马铃薯产量和品质的影响

本试验采用裂区设计方案,对"大西洋"马铃薯的水、氮二因素进行了研究,试验结果表明:马铃薯的产量、单株薯重、商品薯率和淀粉含量都随施氮量的增加而呈抛物线趋势变化;其中小水量多次灌水的灌水方式下氮水平为180kg/hm2的处理,其产量、商品薯率和淀粉含量都表现最好,分别为:46216 4kg/hm2、87 56%和17 71%;在小水量多次灌水的灌溉方式下,马铃薯在低氮水平就能达到高产优质,是一种较为理想的滴灌方式。     

微咸水非充分灌溉对冬小麦生长发育及夏玉米产量的影响

为实现微咸水替代淡水, 缓解环渤海地区淡水资源紧缺的目的, 采用桶栽和大田试验相结合的方法,研究了不同矿化度咸水非充分灌溉对冬小麦产量、产量构成、生理指标及其后茬玉米产量的影响。桶栽试验表明, 小麦产量灌2 水>灌1 水>旱作, 产量差异主要由千粒重变化引起;两种灌水处理中灌水的矿化度对产量无明显影响。大田冬小麦试验设越冬后不灌水(A0), 越冬后拔节期灌淡水(A1)、2 g·L^-1 微咸水(A2)和4 g·L^-1 微咸水(A3)4 个处理。结果表明, 微咸水灌溉降低了小麦离体叶片的失水速率, 提高了小麦的比叶重;微咸水灌溉引起了小麦千粒重降低, 但对穗粒数和穗数无显著影响;不同处理小麦产量为A2>A3>A1>A0。微咸水灌溉增加了0~40 cm 土壤含盐量; 随着灌溉水矿化度的增加, 土壤含盐量呈增加趋势, 且主要增加了0~40 cm 土层的K⁺+Na⁺含量。虽然后茬玉米季未进行微咸水灌溉, 但土壤积累的盐分对玉米形成了减产效应, A2 和A3 处理的玉米产量比A1 分别降低11.8%和18.8%, A3 比A2 处理的玉米减产8.0%;全年产量为A2>A1>A3>A0。因此, 在冬小麦-夏玉米一年两熟种植区, 利用2 g·L^-1 及以下的微咸水灌溉小麦, 对全年产量无显著影响。     

灌水量对半干旱区土壤水盐分布特征及冬小麦产量的影响

通过冬小麦小区灌溉试验，研究了灌水量对水分利用效率、土壤水盐分布及冬小麦产量的影响。结果表明灌溉水量决定土壤水分含量高低，随着灌水量的增加，边际土壤含水率先增大后减小，水分利用效率递减，土壤表层含盐量先减小后增加。当表层土壤的含盐量在0.07%~0.09%范围内，产量随着表土含盐量的增加先增大后减小。综合节水、抑盐、高产等因素得出当地淡水灌溉的最优灌水量。     

滴灌灌水均匀系数与灌水量对土壤水分分布及温室番茄产量的影响

为探索灌水均匀系数与灌水量对温室番茄产量和土壤水分变化的影响,确定合理的滴灌灌水均匀系数,本研究设置65%、75%和85%3个灌水均匀度水平, 190 mm、220 mm和250 mm 3个灌水量水平,测量番茄生育期内土壤含水率及番茄产量,计算土壤含水率均匀系数和番茄灌溉水利用效率。结果表明,当灌水均匀系数为65%～85%时,土壤水分均匀系数均值(82.57%～93.76%)接近或高于设置的滴灌灌水均匀系数的最大值(85%)。滴灌灌水均匀系数对土壤含水率均匀系数影响权重最大,灌水量、灌水均匀系数、土壤初始含水率均值3个影响因素与土壤含水率均匀系数均值之间呈线性关系(P0.05),决定系数为0.918。当土壤初始含水率占田间持水量比重60%,灌水量低于15mm时,灌水均匀系数与灌水量二者的交互作用与土壤含水率均匀系数为显著线性关系(P0.05),其他情况下均无显著性关系。灌水量对产量为显著影响(P0.05),灌水均匀系数及二者的交互作用对番茄产量无显著影响,考虑产量及灌溉水分利用效率,灌水量220 mm、灌水均匀系数75%组合为最优组合。因此在西北地区,综合考虑经济性和系统的可靠性,建议下调现行滴灌灌水均匀系数标准。     

冬前不同管理措施对土壤温度和冬小麦早期生长的影响

华北平原冬小麦/夏玉米一年两作下的少免耕和秸秆还田在减少耕作投入和降低农田无效蒸发方面作用显著,但也存在一些不利影响。本研究通过详细测定镇压、冬灌、秸秆覆盖等措施对土壤温度和冬小麦早期生长的影响,明确了少免耕和秸秆还田等措施的实施效果,为农业生产提供指导。结果表明,秸秆覆盖后土壤表层和5 cm深度最低地温越冬前、越冬期间和返青后比不覆盖分别高2.37℃、3.18℃、1.68℃和0.57℃、1.28℃、0.34℃,最高温度分别低2.68℃、4.40℃、4.82℃和0.54℃、0.75℃、1.85℃;冬灌后至冬小麦返青期表层土壤和5 cm处土壤平均最低温度比不冬灌分别高0.88℃和0.93℃,返青至拔节期两个层次的最高温度相差5.35℃和5.57℃;镇压与不镇压温度差异不明显。与对照相比,越冬前后秸秆覆盖和冬灌后冬小麦的茎蘖数和生物量都较低,尤其是在返青期,秸秆覆盖和冬灌下的茎蘖数和生物量比对照分别低29.8%、27.7%和5.2%、21.2%。秸秆覆盖和冬灌在冬季可降低最低温度的降幅,但春季不利于地温回升,有延缓冬小麦生长发育的可能。     

不同滴灌水量对干旱荒漠区酿酒葡萄光合及产量的影响

在甘肃河西走廊干旱荒漠区研究了覆膜与不覆膜条件下不同滴灌水量对酿酒葡萄生长、光合特征及产量的影响。结果表明: 在不同滴灌水量下, 葡萄新梢长、二次新梢长和主蔓基部直径均随滴灌水量的增加而增大, 且覆膜处理下, 滴灌水量低于不覆膜处理时, 上述3项指标等于或略大于不覆膜处理, 说明覆膜有利于葡萄生长。不同滴灌水量下, 葡萄净光合速率和蒸腾速率、气孔导度的日变化规律相近, 均总体呈下降趋势, 而胞间CO₂浓度呈降低?升高趋势; 滴灌水量为240 mm和300 mm覆膜处理(T1和T2)的光合指标值低于灌水量为360 mm和420 mm的覆膜处理(T3和T4)和滴灌水量为360 mm的不覆膜CK处理。T1处理的水分利用效率高于T2、T3、T4和CK处理。回归分析表明, 不同滴灌水量下, 葡萄的胞间CO₂浓度与土壤水分相关性最高, 气孔导度次之, 净光合速率和蒸腾速率较低。对不同处理下葡萄产量和品质的研究结果表明, 覆膜各处理的葡萄产量高于不覆膜的CK处理, 且含糖量以不覆膜的CK处理最高, 灌水量最低(240 mm)的覆膜T1处理次之。T1处理是实现葡萄高品质、产量和水分利用效率的最优组合。     

补充灌溉、氮素营养与秸秆覆盖对冬小麦生长及产量的影响研究

大田试验研究补充灌水、施N肥与秸秆覆盖对冬小麦根系和地上部生长、产量及其构成因子的影响结果表明 ,施N肥对冬小麦生长发育和产量的效应最明显 ,单独覆盖秸秆或补充灌水基本无效甚至出现副作用。施用N肥和秸秆覆盖可促进冬小麦根系发育和地上部生物量累积。肥料供应充足时覆盖秸秆对冬小麦根系的作用与水分状况有关 ,土壤水分胁迫下秸秆覆盖效果不明显 ,此时施用N肥甚至出现一定负效应。水分充足与否 ,施N肥和秸秆覆盖均对冬小麦产量的形成有一定协同效应 ,补充灌溉与施用N肥和秸秆覆盖配合处理小麦产量最高。     

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。     

微咸水灌溉对土壤盐分平衡与作物产量的影响

河北低平原淡水资源短缺,微咸水资源丰富,合理开发利用微咸水已经成为缓解水资源供需矛盾的重要途径之一。本研究于2011—2015年在河北省沧州市中国科学院南皮生态农业试验站进行,以冬小麦和夏玉米一年两熟种植体系为研究对象,开展了河北低平原区实施微咸水灌溉对冬小麦及下茬作物夏玉米产量及灌溉对土壤盐分周年平衡的影响。2013—2014年冬小麦灌溉处理设雨养旱作处理(CK)、拔节期淡水灌溉1水(F1)、拔节期用2 g·L~(-1)、3 g·L~(-1)、4 g·L~(-1)、5 g·L~(-1)的微咸水灌溉1次(B21、B31、B41、B51)、拔节期和灌浆期用淡水灌溉(F2)、拔节期用3 g·L~(-1)的微咸水+灌浆期用淡水灌溉(B31F1)、拔节期用淡水+灌浆期用3 g·L~(-1)微咸水灌溉(F1B31)、拔节期和灌浆期都用3 g·L~(-1)的微咸水灌溉(B32)、拔节期、抽穗期和灌浆期都用淡水灌溉(F3)。2014—2015年根据上年度的试验结果对试验处理进行了精简,冬小麦灌溉处理设CK、F1、B31、B41、B51、B42(拔节期和灌浆期都用4 g·L~(-1)的微咸水灌溉)。结果表明,一般年型下冬小麦生育期灌溉2水就能获得高产和稳产,平均产量为6 593.4 kg·hm~(-2)。利用小于5 g·L~(-1)的微咸水灌溉,与淡水灌溉相比,不会造成冬小麦产量降低,灌溉1次微咸水比雨养旱作处理增产10%~30%,可用微咸水替代1次淡水。微咸水灌溉条件下冬小麦收获时土壤盐分有所积累,表层土壤含盐量大于1 g·L~(-1),影响下茬玉米的出苗和生长,但夏玉米播种后用675~750 m3·hm-2淡水灌溉可满足耕层淋盐需求,达到玉米生长的安全阈值,与淡水灌溉处理的玉米产量相比不减产。利用夏季降雨,可使土壤盐分得到淋洗,当夏季降雨量大于300 mm时,冬小麦微咸水灌溉下土壤盐分达到周年平衡。沧州地区73%以上的年份,夏季降雨量大于300 mm,为土壤淋盐创造了条件,保证了微咸水替代一次淡水灌溉的安全性。     

灌溉制度对冬小麦耗水及产量的影响

研究结果表明,随灌水量的增加,冬小麦总耗水量明显增加,土壤贮水消耗量相应减少;随总耗水量的增加,冬小麦生育后期耗水所占的比例明显增加;当灌水量相同时,灌水越早的处理耗水量越多。不同的灌溉制度对冬小麦产量结构与产量有显著影响,起身水主要增加穗数,拔节水显著增加穗粒数,而孕穗期或开花期灌水对提高千粒重有明显作用;1水以孕穗期,2水以拔节期和开花期,3水以拔节期、开花期和灌浆期灌水效果最佳。适当控制开花前耗水量,增加开花后耗水量,有利于增加产量和提高水分利用效率。