地膜覆盖对河套灌区春玉米耗水结构及水分利用的影响

【目的】探究不同颜色地膜覆盖对春玉米农田蒸散量及蒸散结构的影响。【方法】在内蒙古河套灌区开展了黑色地膜覆盖(M2)、透明地膜覆盖(M1)和不覆膜(M0)春玉米试验,采用微型棵间蒸渗仪法、水量平衡法,在玉米生育期内测定并计算土壤含水率、农田蒸散量、棵间蒸发量及其占比,分析了不同覆盖处理下农田水量平衡、作物产量及水分利用效率。【结果】在土壤剖面0～120cm土层内,覆膜处理土壤含水率显著高于不覆膜处理,M1、M2处理的土壤贮水能力优于M0处理,同时覆膜处理显著降低了春玉米农田蒸散量,与M0处理相比分别降低了6.10%、8.18%;主要原因在于覆膜降低了土壤棵间蒸发,与M0处理相比,M1、M2处理分别降低了28.43%、33.20%的土壤蒸发量,改善了农田的耗水结构,从而导致更多的无效水分消耗转化为作物可利用的水分,进而提高春玉米产量与水分利用效率;与M0处理相比,M1、M2处理的产量分别增大22.83%、10.31%;水分利用效率分别增加了30.79%、20.12%。此外,在河套灌区常见透明地膜与黑色地膜覆盖条件下,透明地膜消耗了更多的水分,但同时透明地膜处理可以在后期利用更多的毛管上升水且具有更高的产量与水分利用效率。【结论】在河套灌区利用覆膜技术,可以有效地改善春玉米农田的耗水结构,提高春玉米产量与水分利用效率;相比于黑色地膜,透明地膜是最适宜河套灌区的农艺措施。     

不同灌水处理对冬小麦产量及水分利用效率的影响研究

利用2001~2002年度冬小麦测坑试验资料,研究了冬小麦不同生育期灌水处理对冬小麦产量和水分利用效率的影响。在试验结果分析的基础上,提出冬小麦生育期适宜灌水时间和土壤水分控制指标,这对干旱缺水的华北地区,实现冬小麦节水与高产的统一有重要意义。     

不同生育期干旱胁迫对夏大豆耗水量和水分利用效率的影响

【目的】降低大豆旱灾减产风险。【方法】基于2015年和2016年夏大豆受旱盆栽试验,以生育期不同土壤水分为控制因素,在大豆苗期、分枝期、花荚期、鼓粒成熟期分别设置轻旱和重旱2个水平,以全生育期不旱为对照(CK),共9个水分处理,分析了大豆不同生育期不同干旱胁迫程度下的耗水规律及其对产量和水分利用效率(WUE)的影响。【结果】干旱胁迫使得生育期耗水量减少,且干旱程度越重减少比例越大,以2015年为例,与CK相比,大豆苗期、分枝期、花荚期和鼓粒成熟期轻旱处理耗水量分别减少35.60%、34.89%、35.39%、38.35%,重旱处理则分别减少62.01%、69.19%、57.83%、83.50%;各生育期不旱和轻旱处理下日耗水强度均值表现为花荚期鼓粒成熟期分枝期苗期,而重旱处理下鼓粒成熟期日耗水强度最小;各生育期干旱胁迫造成大豆产量损失均值表现为花荚期鼓粒成熟期分枝期苗期;以2016年为例,4个生育期重旱处理WUE比轻旱处理分别低4.74%、13.01%、35.90%、18.46%,说明各生育期干旱程度越严重则WUE越低,不同生育期干旱对WUE的影响程度不同,苗期和分枝期影响较小,花荚期重旱处理时WUE最低。【结论】大豆不同生育期干旱胁迫对耗水量和WUE的影响较为明显,花荚期和鼓粒成熟期是大豆产量形成的关键需水期,实际生产中,应充分保证花荚期和鼓粒成熟期的水分供应,同时在保证产量的前提下,可在苗期和分枝期适度受旱。     

干旱区分根交替膜下滴灌对棉花生长和水分利用效率的影响

为探讨干旱区农业节水的途径,以棉花为供试作物,采用2种不同的灌水方式,研究了干旱区分根交替膜下滴灌对棉花生长和水分利用效率的影响。结果表明,在大田条件下,交替滴灌与常规滴灌的光合速率相比差异未达到显著水平,棉花株高在交替滴灌处理下均大于常规滴灌处理,而交替滴灌处理下蒸腾速率在整个生育期均低于常规滴灌处理。交替滴灌使棉花根系经受一定程度的水分胁迫锻炼,从而刺激根系的生长发育,因此交替滴灌对棉花根系生长有显著促进作用。相比常规滴灌,交替滴灌抑制了棉花蒸腾速率,即交替滴灌通过减少棵间蒸发和作物蒸腾耗水来提高了棉花的水分利用效率。同等产量水平下与常规滴灌相比,干旱区棉花交替滴灌可节省20.3%的灌水量,节水效果明显。     

水分处理对冬小麦生育期耗水分配及产量影响

【目的】探索冬小麦产量及水分利用效率对灌溉水在生育期运筹的响应过程。【方法】通过人工控水试验开展了6个生长季(2012—2018年)的测坑冬小麦灌溉试验,试验设置不同灌溉水时间和不同次灌水定额,3个处理分别为拔节90 mm(I90)、拔节45 mm+抽穗45 mm(I45*2)、拔节30 mm+抽穗30 mm+灌浆30 mm(I30*3),总灌溉额均为90 mm,重点研究了灌溉水在生育期分配对冬小麦产量和水分利用效率(WUE)的影响。【结果】6个生长季的试验数据统计分析表明,I90、I45*2和I30*3处理的平均产量分别为6 878.3、7 249.1和7 568.6 kg/hm^2;与I90处理相比,I45*2和I30*3处理的产量分别提高了4.4%和10.0%;在灌溉定额一定条件下,不同灌溉处理对生育期总耗水没有显著影响,但I45*2处理比I90处理生殖生长阶段的耗水增加了23.7%,且生育期水分利用效率提高了14.8%。【结论】有限供水条件下,小定额多次灌溉可以有效改善生育后期麦田水分状况,有利于光合产物向籽粒的转化,进一步提高冬小麦千粒质量和收获指数,最终提高了冬小麦经济产量和水分利用效率。     

基于Meta分析的中国灌溉冬小麦产量及水分利用效率影响因素研究

【目的】目前针对灌溉冬小麦产量与水分利用效率影响因素的研究大多集中于某一特定区域,研究结果零散,针对上述问题,揭示宏观尺度下灌溉冬小麦产量和水分利用效率的影响因素。【方法】综合已发表的田间试验数据,采用Meta分析方法得出灌溉在不同地区的增产效应和水分效应,在异质性检验的基础上,通过Meta亚组分析探究灌溉定额、降雨量和平均气温等对冬小麦产量和水分利用效率的影响机制。【结果】与生育期不灌溉相比,灌溉使冬小麦总体增产39.34%,水分利用效率提高3.39%;增产率随灌溉定额的增加而增大,增幅最终趋于稳定,水分利用效率随灌溉定额的增加呈先增加后减少的趋势,当灌溉定额>240 mm时,冬小麦相对水分利用效率变化率显著降低11.29%;随着生育期平均温度上升,灌溉冬小麦增产效应显著提高,生育期均温>9℃时,冬小麦增产率高达45.81%;生育期降雨量对灌溉冬小麦产量影响显著,生育期降雨量处于干旱年份时灌溉增产效应最明显,增产率为72.48%。【结论】灌溉定额为60~120 mm更有利于提高冬小麦产量和水分利用效率。     

非充分灌溉对冬小麦产量及水分利用效率影响研究

通过田间试验,研究冬小麦在不同生育期缺水以及不同程度的缺水对其生长发育及产量的影响,为半干旱区冬小麦建立优化灌溉制度提供理论依据。通过试验观测:枯水年份,冬小麦各生育期耗水比例相差较大,0~80cm土层的耗水量占总耗水量的绝大部分,总耗水量随灌水量的增加而增大,非充分灌溉对冬小麦叶面积、产量和水分利用率均会产生显著影响,灌水可显著提高植株叶面积,不灌水会显著降低作物产量与耗水量;灌1水的灌溉水利用效率明显高于灌2水和灌3水的灌溉水利用效率,其中以T2处理的灌溉水利用效率最高,边际效益最大;灌冬浇水与拔节水可获得较理想的产量和水分利用效率,在半干旱区水资源不足时,可作为冬小麦最佳灌水模式。     

覆盖措施对冬小麦产量及水分利用效率的影响

为探索雨养农业区旱地冬小麦高效生产模式,通过2个生长季的田间试验重点研究了不同覆盖措施对冬小麦播前及生育期内农田土壤水分状况、作物耗水及水分利用效率的影响。试验结果表明,不同覆盖措施对于播前农田墒情以及作物耗水、产量和水分利用效率影响显著,与对照相比,地膜覆盖和秸秆覆盖处理播前土壤贮水量提高了24.41%~34.62%和14.27%~19.99%;田间耗水量增加了35.90%~44.56%和20.86%~23.65%;实收籽粒产量分别提高了33.13%~35.10%和18.46%~27.88%;有效自然降水利用效率分别增加了0.30~0.35和0.17~0.28 kg/m~3。     

辽西地区不同灌溉方式下玉米耗水规律研究

为了探究地面灌和膜下滴灌2种灌溉方式下不同生育期干旱处理对玉米生长发育以及产量的影响,通过辽宁西部朝阳市建平县试验站的测坑试验,分析了各处理对玉米生长性状、耗水量、产量和水分利用效率的影响。结果表明,充分灌溉条件下,苗期、拔节期、抽雄期膜下滴灌的株高均高于地面灌,且各生育阶段相同的干旱处理对膜下滴灌的影响较地面灌大;除苗期外,地面灌的茎粗都大于膜下滴灌;整个生育期膜下滴灌的叶面积都大于地面灌,且各生育期干旱处理对叶面积的影响不大;不同的生长阶段,玉米的耗水差别较大,且在抽雄期进行干旱处理能够有效减少玉米整个生育期的耗水量;2种灌溉方式充分灌溉条件下玉米产量差异不大,地面灌灌浆期亏水,产量显著降低,膜下滴灌苗期和灌浆期干旱处理对产量的影响都很大;膜下滴灌的水分利用效率明显高于地面灌。     

不同节水灌溉方案对冬小麦用水效率及效益的影响

以9805运种小麦为试验材料,比较了6种不同水肥耦合的节水灌溉方案对冬小麦的生育进程、田间耗水规律、土壤含水量变化、产量及其构成因素、水分利用效率及效益等方面的影响.结果表明,灌水越多的方案,小麦生育期越长(尤其灌浆～收获期越长),耗水量、耗水强度越大,施肥量增加,耗水强度略有下降;产量是"高水中肥"灌溉方案E>"中水...     

灌水延迟对冬小麦产量及水分利用效率的影响研究

通过田间试验,研究了冬小麦关键生育期灌水延迟对其产量和水分利用效率的影响,结果表明:冬小麦冬浇水延迟20 d灌溉,与优化灌水处理相比,产量与水分利用率均无显著差异;拔节水延迟20 d灌溉,枯水年会显著降低水分利用率,丰水年会显著提高水分利用效率;灌浆水延迟20 d灌溉,枯水年会显著提高产量。冬小麦全生育期内不灌水会极显著的降低其产量和水分利用效率。通过综合分析冬小麦全生育期耗水量、产量与水分利用效率之间的关系,提出半干旱地区冬小麦最佳灌水模式:枯水年份,冬小麦灌浆水延迟20 d灌溉,丰水年份,冬小麦拔节水延迟20 d灌溉,可获得适宜的产量和较高的水分利用效率。     

喷灌条件下冬小麦的水肥利用特征研究

对喷灌条件下冬小麦对水肥的利用进行了研究,探讨了不同灌溉水量对冬小麦产量、耗水规律以及对土壤中硝态氮含量的影响,提出喷灌条件下冬小麦适宜的灌水定额。试验结果表明随着灌溉水量的增加,冬小麦消耗土壤水的份额逐渐减少,主要以消耗灌溉水为主;小麦生长期间对土壤中硝态氮的吸收随土壤深度的不同而有所区别;在3个灌溉水平下,随着灌水量的减少,灌溉水的利用效率逐渐升高,经济灌溉量为209.3 mm。     

不同灌水定额对冬小麦耗水规律及产量的影响

对比分析了不同灌水定额下冬小麦生长、产量及耗水特性。结果表明,冬小麦拔节至抽穗阶段,灌水定额较小时对株高增长不利。播种—拔节期和灌浆—成熟期阶段耗水量较大,但日耗水量较小;拔节—抽穗期和抽穗—灌浆期阶段耗水量较小,但日耗水量较大;不同灌水定额对穗粒数和穗长的影响较小,灌水定额越大,千粒质量和产量越高,但亩穗数和水分利用效率越低。综合考虑,灌水定额以900m3/hm2为宜。     

华北典型区冬小麦区域耗水模拟与灌溉制度优化

以经校验Aquacrop模型模拟了不同土壤条件下冬小麦水分与产量响应关系,结合北京大兴区土壤分布及其冬小麦实际种植情况,对模型模拟结果进行区域尺度拓展,以此为基础分析了研究区不同灌溉制度下冬小麦耗水量、产量及水分生产率的变化规律,并推荐了与华北地区水资源实际情况相适宜的冬小麦亏缺灌溉制度。结果表明:应用Aquacrop模型能较好模拟冬小麦生育期内土壤墒情和冠层覆盖度的动态变化过程及其生物量与产量情况,可利用经校验后的模型进行冬小麦水分与产量响应关系研究。灌溉定额在300 mm范围内,随着灌溉量增加,耗水量增大;在灌水次数相同条件下,灌溉日期不同,因蒸腾量变化导致耗水量差异显著。在相同处理下总体上降水多年份产量较高,而不同处理之间随着灌溉量增加产量增大;在灌水次数相同情况下,灌溉关键生育时段选择对冬小麦产量形成及水分生产率提高至关重要。以冬小麦增产提效为原则,在灌1水情况下重点保障拔节-抽穗阶段的需水;灌2水情况下重点保障返青-拔节、抽穗-乳熟阶段需水;灌3水情况下重点保障返青-拔节、拔节-抽穗、抽穗-乳熟阶段需水。针对华北水资源严重短缺实际,建议北京大兴区冬小麦采用灌2水的亏缺灌溉制度,较灌4水情况下的灌溉量与耗水量分别减少140、65 mm,能确保75%产量。可见,在与华北类似的资源性缺水区域,选择适宜亏缺灌溉制度,能大幅降低区域灌溉量与耗水量,在稳定区域冬小麦产量及涵养地下水源方面具有重要的现实意义。     

咸水非充分灌溉对春小麦产量及水分利用效率的影响

通过在西北旱区石羊河流域开展的田间灌溉试验,研究了咸水非充分灌溉对春小麦产量、耗水及水分利用效率的影响。结果表明,水分胁迫和盐分胁迫都可造成春小麦不同程度的减产,但轻度盐分胁迫仅减产1%,轻度水分胁迫减产6%;水分胁迫和盐分胁迫均可造成春小麦耗水量的减少,非充分灌溉条件下,春小麦耗水中土壤水贡献的比例增大,有利于节约灌溉水;水分利用效率最高的处理矿化度为3g/L,灌水量为80%ETc,说明适度的水分亏缺和适当浓度的咸水灌溉能够在当地达到节水的效果。     

不同土壤肥力条件下水肥运筹对滴灌冬小麦生长发育与产量品质的影响

为提高冬小麦水肥利用效率,旨在探索滴灌冬小麦最佳水肥运筹模式,为滴灌条件下冬小麦优质高产的水肥高效管理提供科学依据。本研究选择两块不同土壤基础肥力的田块,进行冬小麦不同生育阶段的水氮组合处理对比试验研究,通过对冬小麦生长、产量和品质等指标的测定,分析不同土壤肥力条件、不同水氮运筹方案对滴灌冬小麦产量及品质的影响。结果表明:土壤基础肥力对滴灌冬小麦株高的影响显著,再适当增加返青-拔节期灌水量,对滴灌冬小麦株高有更好的调控效应;增施基肥能提高冬小麦光合产物从而提高冬小麦产量。土壤基础肥力提高对滴灌冬小麦籽粒容重、蛋白质含量、维生素B1、氨基酸含量和吸水率具有负效应。推荐高肥力田滴灌冬小麦水肥运筹方式为W2N2即灌浆期水分调控和氮肥后移的组合方式,低肥力田滴灌冬小麦水肥运筹方式为W1N3即返青-拔节期水肥调控的组合方式为宜。