风沙半干旱区仁用杏间作对作物产量和水分利用的影响

为了探明仁用杏与作物间作对作物产量和水分利用的影响,提出适合东北风沙半干旱区最优的农林间作模式,2012-2013年在大田试验条件下对仁用杏作物间作进行试验,设置仁用杏花生间作、仁用杏谷子间作、仁用杏甘薯间作、仁用杏单作、花生单作、谷子单作和甘薯单作7个处理,对不同处理下作物产量、水分利用效率、土壤水分和水分当量比4个指标进行观测。结果表明,仁用杏作物间作对作物产量影响显著(P0.05),间作花生、谷子、甘薯产量比单作平均减少65.1%、54.3%、64.7%,而对仁用杏的产量影响不显著。土壤水分的空间分布表明,仁用杏谷子间作水分竞争关系最小,仁用杏与甘薯间作水分竞争强烈。仁用杏作物间作系统的水分当量比均大于1,表现出较好的水分优势,其中仁用杏谷子间作系统的水分优势最明显,水分当量比达1.45,分别比仁用杏花生间作、仁用杏甘薯间作高8.2%和9.9%。综合分析认为,仁用杏谷子间作最适宜当地生态环境,在东北风沙半干旱区持续雨养农业发展中具有很好的应用前景。     

半干旱区春小麦高效利用有限灌水的研究

在宁夏南部半干旱山区的研究结果表明,满足籽粒产量最大时所需的补充灌水量为２００ｍｍ,满足作物水分利用效率最高时所需的补充水量为１００ｍｍ,灌灌水效率最高时所需的补充灌水量为６０ｍｍ。６０ｍｍ补充灌水条件下可使春小麦的耗水量从２４０ｍｍ增加到３２０ｍｍ左右,同时明显地使作物产量,水分利用主和灌水效果得以同步提高,作物对土壤储水和利用程度也相应增强。     

辽西半干旱区玉米大豆间作对作物产量及水分利用的影响

为探明玉米大豆间作的作物增产、土地生产力提升和水分高效利用机理,优化辽西半干旱区适宜的玉米大豆间作模式,于2018−2019年在国家农业环境阜新观测实验站,采用田间定位试验方法,设置了玉米大豆间作2行﹕2行（M2S2）、4行﹕4行（M4S4）、6行﹕6行（M6S6）,玉米单作（M）和大豆单作（S）5种种植模式,研究玉米大豆间作对作物产量、土地生产力、土壤水分空间分布及水分利用效率的影响。结果表明,5种单、间作模式作物总产量表现为M＞M6S6＞M4S4＞M2S2＞S,间作模式中作物对总产量的贡献率表现为玉米＞大豆,玉米贡献率为79.0%～87.3%,大豆贡献率为12.7%～21.0%;M6S6和M4S4间作模式土地当量比（LER）分别为1.13～1.19和1.06～1.07,均具有间作产量优势,其中M6S6间作优势最强;M2S2间作模式土地当量比（LER）小于1,表现为间作劣势;土壤水分空间分布结果表明,0−50cm土层间作玉米与大豆存在水分竞争,60−100cm土层玉米和大豆存在水分互补;3种间作模式均提高了单位面积的玉米水分利用效率,除M6S6间作模式外,M4S4和M2S2间作模式均降低了大豆水分利用效率;M6S6和M4S4间作模式水分当量比（WER）分别为1.18～1.21和1.05～1.06,水分生产力提高5%～21%,均具有间作水分利用优势,其中M6S6间作优势最强,M2S2间作模式水分当量比（WER）为0.99～1.01,间作水分利用优势不显著。综合分析认为,玉米大豆间作模式中M6S6间作产量优势和水分利用优势最强,能够显著提高农田土地生产力和水分利用效率,在辽西半干旱区农业生产中具有更好的应用价值。     

影响旱地作物水分利用效率的因素

提高作物水利用效率（ＷＵＥ），一直是旱地农业中最为关心的问题，由ＷＵＥ的定义：Ｙ／ＥＴ或ＤＭ／１＋Ｅｓ／Ｔ）和许多生产上的研究得知，影响旱地作物ＷＵＥ的因素不是单一的，除了施肥可以改善作和的ＷＵＥ外，适当的作物品种，残茬覆盖，耕作，补充灌水，杂草控制等措施都可能在不同程度上改善作物的ＷＵＥ；而且采取综合措施可能导致ＷＵＥ更大的提高。     

气候暖干化对半干旱区马铃薯水分利用效率的影响

基于1988~2013年黄土高原半干旱区马铃薯栽培定位试验,结合试验区域气象站1957~2013年气候要素观测资料,开展气候暖干化对黄土高原半干旱区马铃薯水分利用效率的影响研究。结果表明,1957~2013年试验区降水量呈下降趋势,气候倾向率为-10.219 mm(10a)~(-1);20世纪60年代降水量偏多,90年代降水量最少,降水量减少最多的季节为秋季。气温呈显著上升趋势,气候倾向率为0.228℃(10a)~(-1),20世纪80年代之后气温明显上升。试验区马铃薯水分利用效率呈显著下降趋势,气候倾向率为-25.602 kg hm~(-2)mm-1(10a)~(-1)。马铃薯水分利用率与6月上、中旬气温、7月上旬气温、8月下旬气温呈显著负相关,气温增高导致产量下降,水分利用效率降低。水分利用率与6月上旬降水量和9月中旬日照时数呈显著正相关。气候暖干对马铃薯发育和产量形成的负效应增加,马铃薯产量形成的不确定性因素也呈增加趋势。     

高寒半干旱区春小麦田施肥效应

高寒半干旱区旱滩草甸栗钙土土壤贫磷少氮,增施氮磷肥显著提高春小麦产量,氮磷配合施用有机肥是提高春小麦产量的关键技术措施.单施无机肥时,N、P2O5经济最佳施用量分别为56.95kg/hm2和49.23kg/hm2,施有机肥22500kg/hm2时,N、P2O5则分别为30.34kg/hm2和26.02kg/hm2.氮磷配施使春小麦水分利用效率与降水利用效率分别较未施肥增大1.98～2.49kg/(mm·hm2)和3.00～3.84kg/(mm·hm2),低量有机肥22500kg/hm2与氮磷配施分别增大2.71～3.27kg/(mm·hm2)和3.67～4.70kg/(mm·hm2),高量有机肥45000kg/hm2与氮磷配施则分别增大3.08～3.73kg/(mm·hm2)和4.29～5.05kg/(mm·hm2).氮磷与有机肥配施是充分挖掘春小麦水分生产潜力的有效途径.     

辽西半干旱区不同林龄大扁杏人工林的水分利用特征

利用稳定氧同位素技术,测定辽西地区不同林龄(5,11,17a)大扁杏枝条木质部水分、土壤水、降雨的雨水和井水的δ18 O值,结合其根系分布特征,分析不同林龄大扁杏人工林主要利用的水分来源;测定叶片δ13C值,分析不同林龄大扁杏人工林的水分利用效率。结果表明,大扁杏人工林利用土壤水的深度不同,5年和11年生大扁杏人工林主要利用0—30cm深度的土壤水,与其吸水根(d≤1mm)分布的土层深度一致,二者输导根分布在20—50cm土层深度;17年生大扁杏人工林主要利用0—20cm和50—70cm深度的土壤水,其吸收根分布在0—30cm土层深度,输导根分布在10—70cm土层深度;δ18 O值表明,3个林龄大扁杏人工林利用的土壤水均来自降雨的雨水和地下水;5年生大扁杏林的水分利用效率为-24.1‰,显著高于11年生和17年生大扁杏林(P0.05)。大扁杏人工林在不同生长发育阶段因其根系分布的差异而具有不同的水分利用特征,有助于其更好地适应辽西地区的半干旱环境。     

提高宁南半干旱区旱地春小麦产量及水分利用的综合技术途径研究

在自然降水条件下,采用化肥,有机肥,生长期覆盖,深耕等相结合的综合技术栽培春小麦可大幅度地提高其产量和水分利用效率。６年试验期间,在综合农业技术中,无论何种年型施用化肥对增产和水分利用的提高,约占５０％;充足有机肥的作用约中３０％;生长期间行间覆盖技术作用和占２０％;深耕２５ｃｍ的作用不明显。     

夏闲期不同耕作模式对土壤蓄水保墒效果及作物水分利用效率的影响

为了探讨夏闲期不同耕作模式对土壤蓄水保墒效果及小麦水分利用效率的影响,2007-2010年在宁南旱区采用免耕/深松/免耕、深松/免耕/深松、连年翻耕(传统耕作)3种耕作方式对土壤水分及冬小麦产量的影响进行了研究。结果表明,保护性耕作模式改善了麦田的土壤水分状况,且提高作物产量和水分利用效率效果显著。夏闲末期,相对于传统耕作,免耕/深松/免耕、深松/免耕/深松处理3a平均土壤蓄水量分别增加(P<0.05)3.92%和7.84%,降雨蓄水效率提高(P<0.05)13.64%和22.80%;小麦生育期,3a平均土壤蓄水量分别较传统耕作增加(P<0.05)7.96%和8.60%,平均生育期降水利用效率提高(P<0.05)9.59%和10.69%,平均年降水利用效率提高(P<0.05)9.52%和10.65%;3a平均产量分别较传统耕作提高(P<0.05)9.59%和10.69%,籽粒产量水分利用效率提高(P<0.05)7.17%和7.68%,生物产量水分利用效率提高(P<0.05)3.83%和4.34%。     

不同草粮轮作方式对退化苜蓿草地水分恢复的影响

2003－2005年在黄土高原宁南旱区10年生退化苜蓿草地上进行了连续3 a不同作物组合方式的轮作试验,轮作作物为春小麦、马铃薯和谷子,为研究比较不同轮作方式对退化苜蓿土壤水分的恢复状况和作物产量效益,优化出较为合理的草粮轮作模式。试验结果表明,轮作地0～60 cm土层土壤易受降水和地面蒸发影响,60～120 cm土层土壤水分主要被轮作作物利用,而120～200 cm土层土壤水分相对较为稳定,受降水和地面蒸发影响很小,并随轮作年限的增加,基本上表现出不断恢复趋势。通过草粮轮作可以增加苜蓿地120～200 cm土层土壤水分,且显著高于撂荒地和对照苜蓿地,同时可获得一定作物产量。相对于其他轮作方式而言,马铃薯-马铃薯-春小麦（PPW）轮作处理能够充分利用有限的降水资源,对土壤水分具有较好的恢复作用,其作物总产量和水分利用效率均较高,分别为5214.5 kg/hm2和9.38 kg/(hm2·mm-1),与轮作前苜蓿地相比,120～200 cm土层土壤水分净恢复量为24.73 mm。     

不同产业沼气作物农田净生态系统生产力和水分利用效率比较

产业沼气作物是发酵制气的重要原料,开展产业沼气作物农田净生态系统生产力(net ecosystem production,NEP)和水分利用效率(water use efficiency,WUE)的研究,为产业沼气作物的筛选和种植提供依据。采用静态钠石灰吸收法和静态箱-红外CO2分析仪法、非称重式蒸渗仪法测定了常规种植条件下4种作物农田NEP和群体水分利用效率(population water use efficiency,WUEp)、生态水分利用效率(ecosystem water use efficiency,WUEe),并设裸地进行对照。结果表明:1)观测的5个处理,NEP的大小顺序是杂交狼尾草(17 533.1 kg/hm2)曲晨9号玉米(9 172.9 kg/hm2)云瑞88玉米(8 462.7 kg/hm2)紫花苜蓿(273.6 kg/hm2)裸地(-2 377.0 kg/hm2),4种作物农田是CO2的汇,裸地是源。2)WUEp大小排序为杂交狼尾草(10.89 kg/m3)曲晨9号(7.23 kg/m3)云瑞88玉米(6.79 kg/m3)紫花苜蓿(3.46 kg/m3)。WUEe大小顺序为杂交狼尾草(4.19 kg/m3)曲晨9号(2.38 kg/m3)云瑞88(2.20 kg/m3)紫花苜蓿(0.06 kg/m3),与NEP的排序相同。以生物量、NEP、WUEp、WUEe来衡量,杂交狼尾草优于其他3种作物,可优先推广种植。     

不同灌溉制度对玉米根系生长及水分利用效率的影响

为了探讨不同灌溉制度对玉米根系生长和水分利用效率的影响及基因型间差异,在大型活动防雨棚和棚外田间条件下,利用一组玉米遗传材料杂交种户单四号、父本803和母本天四进行了研究。结果发现玉米杂交种在根系生长、分布和水分利用效率上表现出显著的杂种优势。在充分灌溉条件下,玉米杂交种在浅层的根长密度大于亲本,但在水分亏缺条件下,玉米杂交种根长密度在整个剖面上都显著大于亲本;同一玉米基因型在不同的灌溉制度下根长密度在土壤剖面的分布也不同,拔节期不灌溉条件下玉米根系在深层土壤中的分布较充分灌溉条件下大,保证了玉米对深层土壤水分的充分吸收,而后期灌水延缓了表层根系生长的衰退,产生明显的补偿效应;拔节期干旱而抽雄期和灌浆期灌水显著提高了3种基因型玉米的水分利用效率。通过合理灌溉优化玉米根系分布特性以提高玉米吸水能力和水分利用效率,是节水栽培上的可行途径。     

宁南旱区有机培肥对冬小麦光合特性和水分利用效率的影响

2007～2010年在宁夏南部半旱区,设置了有机肥的不同施用量 （90000、60000、30000 kg/hm2和不施有机肥对照）处理,对土壤贮水量、功能叶片的和水分利用效率等影响的定位试验。结果表明,随有机肥施用量由高到低,在试验第4年（2010年）冬小麦播种期0200 cm土层的土壤贮水量分别较CK提高6.46%、5.06%和2.12%,成熟期提高12.47%、9.38%和3.58%;产量分别较CK提高35.05%、20.77%和11.51%（P0.01）;作物水分利用效率分别较CK提高38.26%、22.61%和11.88%（P0.01）。施用有机肥有利于提高冬小麦旗叶的相对叶绿素含量（SPAD值）,增强冬小麦的光合效率。高、中、低3个有机肥施用量处理的净光合速率和蒸腾速率日均值分别较 CK 增加5.79、4.68、2.00 mol /(m2?s) 和1.50、1.17、0.57 mmol/(m2?s),处理间差异极显著（P0.01）。说明在宁南半干旱区长期施用有机肥对提高土壤水分的保蓄能力、冬小麦的光合效率、产量和水分利用效率有显著效果。     

阴山北麓干旱半干旱区地表土壤风蚀测试与分析

为定量评价阴山北麓干旱半干旱区不同地表土壤的抗风蚀效果，采用野外风洞原位测试方法进行试验研究。结果表明：风速一定时，退化草地、传统耕作农田的风蚀模数明显高于相应的无退化草地和保护性耕作农田；无退化草地和保护性耕作农田的风蚀模数曲线随风速变化平缓且不存在转变临界点。风速为18m／s时，无退化草地、保护性耕作农田的抗风蚀效率分别可达85．1％和90．8％，对8级大风具有较好的抗风蚀效果。     

中美主要农作物灌溉水分生产率分析

灌溉水分生产率反映了作物的灌溉用水效率,是衡量灌区的农业生产水平、灌溉工程状况、灌溉管理水平的关键指标。该文在大量的调查数据基础上,采用分类计算、加权平均方法分析了中国和美国主要农作物的灌溉水分生产率。结果表明:美国籽用粮食作物、块茎类作物、草类作物、絮状作物的平均灌溉水分生产率分别为1.98、8.90、2.54、0.26kg/m3。上述4类作物喷灌灌溉水分生产率分别为2.26、9.44、3.2和0.36kg/m3,而地面灌溉条件下的灌溉水分生产率则分别为1.55、6.96、2.15、0.23kg/m3;美国13个州玉米、小麦和水稻平均的灌溉水分生产率分别为2.94、1.24和1.39kg/m3,而中国10省市226个大中型灌区3种作物平均灌溉水分生产率分别为2.04、1.19和0.80kg/m3;灌溉技术落后、节水灌溉面积小造成的灌区灌溉水利用系数低,是导致中国灌溉水分生产率低的主要原因。     

深松深度对南疆滴灌棉田水分利用效率与产量的影响

为探明深松对南疆滴灌棉田耗水特性、水分利用效率及产量的影响。在新疆阿瓦提县棉花科研示范基地开展田间深松试验,设置3个深松深度（TD1,30 cm;TD2,40 cm;TD3,50 cm）,以不深松为对照（CK）,比对分析不同处理土壤容重、棉田耗水特征、干物质积累量、产量及水分利用效率的变化。结果表明,深松处理均能降低土壤容重,提高快速生长期深层水分的利用吸收,增加棉田土壤水分消耗量和蒸散量;与CK处理相比,TD1、TD2和TD3处理0～60 cm平均土壤容重降低1.0%、1.9%和3.3%,花铃期0～80 cm土层平均土壤质量含水率减小5.3%、11.6%和11.3%,全生育期土壤水分消耗量显著增加31.4、30.0和47.4 mm,总蒸散量则显著增大6.7%、6.3%和10.0%。深松处理对棉花干物质积累量、产量及水分利用效率具有显著促进效应,但并不随深松深度的增加呈逐渐增大趋势,当深松深度为TD2时更有利于获得最大干物质积累量、最高产量和最大水分利用效率;吐絮期TD1、TD2和TD3处理干物质积累量分别较CK增加11.6%、22.5%和20.8%,产量显著增加7.0%、15.5%和13.0%,TD2处理水分利用效率较CK和TD3提高8.9%和6.3%。可见,深松40 cm既能优化土壤耕层结构,又能协同棉花产量及水分生产力的最大化,是南疆绿洲滴灌棉田适宜的深松深度,在南疆旱作棉田合理耕层构建中具有一定的推广应用价值。     

土壤扩蓄增容肥对春玉米产量及水分利用效率的影响

通过正交试验,研究秸秆配方、绵土配方2种土壤扩蓄增容肥对春玉米的应用效果。结果表明：在春玉米品种、肥料用量及灌水量共同影响下,秸秆配方、绵土配方土壤扩蓄增容肥在减少无机肥料用量28.6%情况下,仍能起到保持产量的作用;同时秸秆配方能有效提高水分利用效率与降水利用效率。与对照相比,秸秆配方在苗期及拔节期能有效减少土壤无效蒸发,提高0～20 cm土壤水分的保蓄能力。该研究为秸秆配方土壤扩蓄增容肥的推广奠定了理论基础。     

耕作和灌水处理对冬小麦-夏玉米水分利用及产量的影响

为探索华北平原冬小麦-夏玉米复种连作合理耕层构建的技术途径和技术指标,于2015―2016年在河南新乡实施了深松(ST)、深松+秸秆还田(ST+RS)和常规旋耕(RT)3种耕作方式,在不同耕作方式中根据土壤湿润层有效含水量各设置3种灌水控制下限,高灌水控制下限为60%(H)、中灌水控制下限为50%(M)和低灌水控制下限为40%(L),通过对土壤和作物生长指标及产量的测定,分析各处理作物产量和水分利用效率的变化规律。结果表明,ST和ST+RS处理均能降低土壤容重,增加土壤孔隙度、田间持水量和饱和含水量,且以深松+秸秆还田处理效果最佳;与RT相比,ST和ST+RS处理0～40 cm平均土壤容重降低5.0%和6.0%,土壤孔隙度增加6.9%和8.0%,田间持水量增加6.2%和12.8%,饱和含水量增加6.2%和5.7%。耕作方式与灌水处理互作显著增加了冬小麦-夏玉米复种连作周年0～100 cm土层的储水量。ST和ST+RS处理0～100 cm土层储水量较RT分别增加11.0%和15.8%,高水分、中水分处理较低水分处理分别增加18.1%和11.1%。耕作方式对冬小麦、夏玉米产量和水分利用效率(WUE)影响显著,其中,ST和ST+RS处理周年产量较RT分别平均增加9.2%和15.5%,WUE平均提高11.2%和15.3%;灌水处理同样对冬小麦、夏玉米的产量和水分利用效率(WUE)影响显著,产量随灌水控制下限的增加而增加,即高水分中水分低水分,而WUE则以中水分处理最高。因此在该地区土壤和气候条件下,深松秸秆还田辅以适宜灌水控制下限是较为理想的栽培措施,有利于土壤耕层合理构建,并提高水分利用效率和作物产量。