不同灌水和施氮对河西绿洲春玉米生长、产量和水分利用的影响

通过大田小区试验,设置8个不同生育期灌水处理:各生育期都灌水(CK)、苗期不灌水(I1)、拔节期不灌水(I2)、抽穗期不灌水(I3)、灌浆成熟期不灌水(I4)、苗期+抽穗期不灌水(I13)、苗期+灌浆期不灌水(I14)、拔节期+灌浆期不灌水(I24)和4个氮肥水平:不施氮(ZN)、低氮(LN,60 kg N/hm2)、...     

灌水量对全膜垄作沟灌玉米产量及水分利用效率的影响

针对河西灌区水资源紧缺的问题,探索玉米合理的灌溉量,以期指导区域玉米合理灌溉。通过在石羊河流域设置不同的灌水量梯度,研究不同灌水量对全膜垄作沟灌玉米产量及水分利用效率,以及土壤含水率、产量要素的影响。结果表明:全膜垄作沟灌玉米灌水量从4 500 m~3·hm~(-2)增加到4 725 m~3·hm~(-2)、4 950 m~3·hm~(-2)时,产量并没有随着灌水量的增加而增加,灌水量增加到5 175 m~3·hm~(-2)时,在水分利用效率没有降低的情况下,产量相对于4 500、4 725 m~3·hm~(-2)和4 950 m~3·hm~(-2)处理明显增加11.46%、8.39%和8.54%,其中果穗长度、穗粒数和百粒重平均增加4.88%、3.27%和4.31%是其产量增加的主要原因。对于土壤含水率,玉米需水盛期的7月16日至8月3日,5 175 m~3·hm~(-2)处理显著高于其他三个处理,而灌浆期各处理间则差异不显著。与播前期相比,收获期土壤含水率降低层主要集中在20~80 cm土层,土层贮水量平均降低6.72 mm,且各处理0~110 cm土层贮水量差异并不明显。因此,本研究表明5 175 m~3·hm~(-2)为石羊河流域全膜垄作沟灌条件下的适宜灌溉量,但灌浆中后期的最后一次灌水应考虑适当降低灌水量。     

海河平原秸秆覆盖和春季灌水对小麦玉米产量和水分利用的影响

针对海河平原水资源短缺和小麦-玉米水分利用现状,通过2013—2015年大田试验,设置春季不灌水、春季不灌水+秸秆覆盖、春季1水、春季1水+秸秆覆盖四个处理,研究了春季灌水和秸秆覆盖对小麦-玉米两熟作物生长、产量和水分利用的影响。结果表明:灌水和秸秆覆盖效应主要体现在小麦拔节到开花期。小麦拔节~开花期,由于灌溉和秸秆覆盖保温保墒作用,两个生长季中,春季1水秸秆覆盖LAI高于1水不覆盖处理,但开花期后这种效应逐渐消失,花后10天和20天覆盖LAI低于不覆盖处理,且差异显著;春季不灌水由于水分胁迫,无论秸秆覆盖与否,LAI差异不显著。2013—2014年,和不覆盖相比,春季0水覆盖产量降低了1.46%,春季1水处理覆盖后降低了2.76%;2015年春季0水覆盖降低了2.78%,春季1水覆盖降低了1.11%。但春季灌溉1水后,与不灌水相比,2014年产量差异显著,2015年差异不显著。随着灌溉水量的增加,土壤耗水量减少,两年中小麦生长季土壤耗水量都表现为春季0水大于春季1水,且差异显著;相同水分条件下不覆盖大于覆盖处理,但差异不显著。不同处理小麦生长季土壤耗水量的差异及玉米生长期间的降水量共同影响了玉米土壤耗水量,覆盖处理的耗水量小于不覆盖处理。从水分利用效率看,小麦、玉米和周年土壤水分利用效率各处理间和年份间都没有显著差异。海河平原水分有限条件下,秸秆覆盖后在小麦需水敏感期限量灌水在保证产量基础上可降低耗水量,因此春季灌溉1水结合秸秆覆盖是实现本区域小麦-玉米种植制度节水的有效措施。     

局部灌水方式对冬小麦产量与水分利用的影响

以根系对土壤水分的吸收利用规律、土壤养分在土层中的分布规律和农田土壤蒸发特征为基础,研究局部不同节水高产灌水方式,是解决水肥异位问题和实现“浇作物”的新尝试。2000～2002年连续两年的试验结果表明,测坑内灌溉5水的处理与筒栽灌溉7水的处理有最高的产量和千粒重,适宜的灌水量是30mm。提高作物产量和水分利用效率的灌溉方式应该是灌水集中在作物主要根系分布层,实施高频局部灌溉。     

绿洲灌区地膜利用方式与灌水量对玉米产量形成的协同效应

通过不同地膜利用方式(NT:前茬玉米覆膜收获后免耕,次年直接播种;RT:秋免耕春覆膜;CT:传统耕作覆膜)和不同灌水水平(I1:全生育期灌水450 mm;I2:495 mm;I3:540 mm)下玉米干物质积累和产量构成的响应规律,揭示地膜利用方式和灌溉量调控玉米产量形成的机制,为覆膜种植玉米集成利用免耕和限量灌溉技术提供理论和实践依据。结果表明,NT和RT覆膜免耕处理降低了玉米吐丝期前干物质积累量和群体生长率,分别较传统耕作覆膜处理平均降低32.4%和45.9%,但吐丝期后使干物质积累量和群体生长率分别提高7.4%和32.6%;灌水减量至495 mm未造成干物质累积量和生长率降低。NT和RT覆膜免耕处理使玉米单位面积穗数和百粒重较传统耕作覆膜处理平均分别提高13.4%和6.6%,进而使3 a平均产量提高5.4%;灌水减量至495 mm并未引起减产。通径分析进一步表明,有限灌水条件下覆膜免耕玉米主要通过增加双穗数和增大百粒重来提高籽粒产量。可见,集地膜覆盖和免耕为一体的覆膜免耕技术是干旱地区玉米生产较为理想的种植技术。     

不同深松时期对旱地春玉米水分利用状况及产量的影响

于2010—2012年在晋东南旱平地设置了春季深松、夏季深松和秋季深松3种深松处理试验,以传统翻耕为对照,研究不同处理对春玉米耗水量、干物质积累与分配、产量和水分利用效率的影响。结果表明,秋季深松处理的总耗水量最高,春季深松处理次之,且两者与传统翻耕（对照）差异均显著,表明春季和秋季深松后春玉米的总耗水量增加。夏季深松总耗水量低于对照处理,这是因为夏季深松后,对玉米根系造成一定程度的伤害。在春玉米生育后期,秋季深松和春季深松能有效促进干物质积累,增加春玉米生物干重,提高作物产量。2011年秋季深松处理的产量和水分利用效率最高,且显著高于其它处理,分别比传统深翻（对照）提高13．61％和10．26％,春季深松处理次之,分别比对照提高10．32％和7．62％,夏季深松处理低于传统深翻（对照）,且分别比对照降低3．95％和1．82％,表明秋季深松和春季深松有利于产量的提高和水分的高效利用。     

水分亏缺对膜下滴灌制种玉米生长及产量的影响

张掖国家重点灌溉试验站大田采用膜下调亏滴灌试验方法,在苗期、拔节、抽穗和灌浆期分别进行不同强度水分胁迫(土壤水分梯度:田间持水量的75%、60%、45%),观察分析制种玉米对水分亏缺的反应.结果表明,拔节～抽穗期缺水抑制叶面积的扩展,造成植株矮小,产量降低;抽穗～灌浆期胁迫影响制种玉米库容建立,籽粒小,千粒重低;苗期～拔节、灌浆～成熟期缺水对产量影响甚微;持续或交替水分胁迫严重抑制叶龄进程,显著降低产量.据此提出了在拔节～灌浆期充分供水,成熟期减小供水、保持适度的水分亏缺的制种玉米节水高产水分调控模式.     

水分胁迫和斜发沸石应用对花生产量及水分利用的影响

为探究水分胁迫和斜发沸石应用对花生产量及水分利用的影响,利用滑动遮雨棚开展了花生的盆栽试验。结果表明:水分胁迫极显著降低花生地上部干重,相比W3(轻度胁迫),W1(重度胁迫)和W2(中度胁迫)处理花生地上部干重分别降低24.00%和10.60%;随着斜发沸石的施入,花生地上部干重提高了7.74%,中度水分胁迫、施加斜发沸石处理花生地上部干重最大,中度水分胁迫下,花生产量为38.05±4.82 g,较轻度水分胁迫产量降低了7.69%,为最小降幅,且施加斜发沸石后花生产量为42.37±1.04 g,增产幅度为最大值(25.65%);中度水分胁迫(W2)花生水分利用效率最大(1.50±0.21 g·L~(-1)),且施加斜发沸石后花生水分利用效率达到1.68±0.09 g·L~(-1),成为在数值上推荐获得水分利用效率最优的处理。采用中度水分胁迫和施用斜发沸石能够实现花生节水高产的生产目标。     

施肥和降水年型对旱地玉米产量及水分利用的影响

在我国北方半湿润偏旱区的山西省寿阳旱农试验区,经过长达10a的定位试验结果表明,施肥可使水分利用效率明显提高,是不施肥处理的2.25倍;旱地玉米产量和水分利用效率,同时受生育期降水量和播前土壤贮水量两个因素的影响。干旱年份,玉米产量的提高更依赖于土壤水分、养分的协调供应,施肥的增产效果受到土壤水分亏缺的限制,合理施肥、培肥土壤、保蓄水分,可增强旱地玉米抵御干旱的能力;丰水年份和正常年份,肥料的增产作用得到充分发挥,丰水年份应注意蓄水保墒。     

根区局部灌溉水肥一体化对糯玉米产量和水分利用效率的影响

为了寻找适宜的水肥供应模式,通过盆栽试验,研究了根区局部灌溉水肥一体化对糯玉米干物质积累、产量和水分利用的影响。试验灌水方式设常规灌溉(CI),分根区交替灌溉(APRI)和固定部分根区灌溉(FPRI),施肥设100%常规施肥(F1)、100%水肥一体化施肥(F2)和80%水肥一体化施肥(F3)。结果表明,与CI处理相比,APRI处理玉米总干质量减少,耗水量显著降低,因而以干物质为基础的水分利用效率多数提高。CI和APRI处理时,与F1相比,全生育期水肥一体化玉米总干质量增加,干籽粒产量增加,因而WUEs和单位肥料水分利用效率(WUEu)提高。因此在本试验条件下,分根区交替灌溉和80%水肥一体化施肥组合是一个比较适宜的水肥供应模式。     

咸水非充分灌溉下土壤水盐动态及对制种玉米生长的影响

为了探究石羊河流域地下水资源的利用方式,在甘肃省石羊河流域开展了为期2年的制种玉米咸水非充分灌溉田间试验,试验设置3种灌水水平即w1(1ETc)、w2(2/3ETc)、w3(1/2ETc),3种盐分水平即s1(矿化度0.71 g·L~(-1),淡水)、s2(矿化度3 g·L~(-1))、s3(矿化度6 g·L~(-1)),共9个试验处理,研究咸水非充分灌溉对土壤水盐动态及制种玉米生长的影响。研究结果表明:咸水非充分灌溉条件下,由于灌溉水量和灌水矿化度不同,土壤水盐动态表现出不同的特征,非充分灌溉处理土壤含水量低于充分灌溉处理,咸水灌溉处理土壤含水量高于淡水灌溉处理;充分灌溉处理盐分累积较深,非充分灌溉处理盐分主要累积在表层土壤和根系吸水层土壤。灌溉水量采用2/3 ETc的非充分灌溉方式进行灌溉,土壤盐分随着水分运移,盐分主要累积在表层土壤和根系吸水层土壤,短时期采用灌水矿化度为3 g·L~(-1)的微咸水灌溉,盐分不会在土壤产生大量累积。因此,在研究区灌溉水量控制在2/3 ETc左右,灌水矿化度不超过3 g·L~(-1),对制种玉米生长的影响较小,减产幅度在11%以下,能够达到合理利用地下咸水资源和节水灌溉的目的。     

堆肥替代化肥对玉米产量和水分利用效率的影响

本试验研究了河西绿洲灌区在堆肥施用量为30 000 kg·hm~(-2)和60 000 kg·hm~(-2),替代化肥用量10%、20%和30%时对玉米产量和水分利用效率的影响。结果表明,在不同堆肥用量条件下,替代化肥处理均较对照提高了玉米产量和水分利用效率;其中,堆肥用量60 000 kg·hm~(-2),替代化肥用量30%的平均3年玉米经济产量和水分利用效率均最高,分别为16 609.02 kg·hm~(-2)和25.08 kg·mm~(-1)·hm~(-2),较对照分别提高29%和23.73%。因此,在堆肥施用量为60 000 kg·hm~(-2),传统化肥减量30%时,玉米的增产和节水效果最佳,为河西绿洲灌区堆肥替代化肥的最佳施用量。     

浅埋滴灌水氮运筹对春玉米产量及水分利用效率的影响

采用二因素二次饱和D-最优设计,于2016-2017年在辽西半干旱区移动遮雨棚内进行了水氮精量控制试验,设灌溉量和施氮量2个因素,灌溉量分别设145.4、271.7、348.2、436.2 mm 4个水平,施氮量分别设0、84.6、136.1、195.0 kg·hm^-2 4个水平,共6个处理。试验分析了水氮交互作用对春玉米产量和水分利用效率的影响,建立了产量回归模型。研究结果表明：浅埋滴灌条件下,灌溉量在145.4~350.5 mm时,春玉米产量随灌溉量的增加而增高至11 005.60 kg·hm^-2;灌溉量在350.5~436.2 mm时,产量随灌溉量的增加而降低至10 730.09 kg·hm^-2;施氮量在0~146.9 kg·hm^-2时,产量随施氮量的增加而增高至10 983.19 kg·hm^-2,施氮量在146.9~195.0 kg·hm^-2时,产量随施氮量的增加而降低至10 862.39 kg·hm^-2。灌溉量因素的影响大于施氮量,水氮之间有明显的正向交互效应,当灌溉量为373.1 mm,施氮量为165.6 kg·hm^-2时产量最高。作物耗水量在拔节-抽雄期和灌浆-收获期较大,分别为115.64、127.50 mm;水分利用效率随灌溉量的增加呈逐渐降低趋势,降低幅度达到52.21%,随着施氮量的增加则呈先升高后降低趋势,增幅为14.73%~20.08%;其中处理6（灌溉量348.2 mm,施氮量195.0 kg·hm^-2)最利于水分利用效率的提高。综合产量和水分利用效率两方面的因素,初步建立了春玉米浅埋滴灌水氮施用优化模式,参数组合为灌溉量348.2 mm、施氮量165.6 kg·hm^-2。     

不同灌水和施氮水平对河西春玉米水氮利用效率和经济效益的影响

通过田间试验,研究了不同灌溉水平(95%θ_f(土壤田间持水量)、80%θ_f和65%θ_f,依次记为FI、DI1和DI2)和施氮量(0、70、140 kg·hm^-2和210 kg·hm^-2,依次记为N0、N70、N140和N210)对春玉米的产量、水氮利用效率和经济效益等的影响。结果表明:灌水和施氮均可使春玉米产量增加,在FI和DI2灌溉条件下,春玉米产量随施氮量的增加而显著增加,N210处理的籽粒产量比N0处理分别高21.8%和18.8%;但在DI1灌溉条件下,N140和N210处理下的春玉米产量间无显著差异,DI1灌溉水平比FI和DI2平均增产5.5%和8.3%。增施氮肥可提高春玉米水分利用效率,但施氮量超过70 kg·hm^-2水分利用效率显著降低;相同灌溉水平下,氮肥偏生产力随施氮量的增加而显著降低,N70、N140和N210处理的氮肥偏生产力均值分别为262.59、141.52 kg·kg^-1和97.31 kg·kg^-1...     

控制性交替隔沟灌溉对夏玉米生理特性和水分生产效率的影响

2008年6～9月在河南新乡进行了不同沟灌方式和水分处理下(质量比占田间持水率的80％、70％、60％)夏玉米生理特性和生产效率的试验研究.结果表明:交替隔沟灌溉有效抑制冗余生长,使光合产物向有利于产量形成方向运转,灌水量均减小33.3％,耗水量降低22.04％、21.05％和23.88％,减产2.85％、3.99％和...     

不同灌水量对膜下滴灌冬马铃薯生长及水分利用效率的影响

通过田间试验,设置1350 m3·hm~(-2)、1650 m3·hm~(-2)、1950 m3·hm~(-2)、2250 m3·hm~(-2)4个灌水量和1个常规沟灌为对照,研究膜下滴灌对马铃薯的生长、产量和水分利用效率的影响。结果表明:膜下滴灌马铃薯生长发育快,株高、单株茎叶鲜重、单株结薯数、单株块茎鲜重高于常规沟灌,膜下滴灌较沟灌增产6 416.08 kg·hm~(-2),增产21.29%,水分利用率高79.5 kg·hm~(-2)·mm-1。膜下滴灌下不同灌水量马铃薯水分利用率随灌水量增加呈降低趋势,产量和耗水量随灌水量增加而增加,滴灌1950 m3·hm~(-2)的产量最高,为39 732.0 kg·hm~(-2),当灌水量增加到2250 m3·hm~(-2)时,产量较滴灌1950 m3·hm~(-2)处理的下降6 624.5 kg·hm~(-2),下降16.67%。从产量提高和节水方面考虑,在生育期间有效降雨量在70 mm左右时,灌水量在1650~1950 m3·hm~(-2)较为适宜。     

甘肃河西地区膜下滴灌条件下春玉米田水盐特征分析

通过对甘肃河西地区膜下滴灌春玉米种植条件下土壤水分、盐分的观测,分析了膜下滴灌春玉米生育期土壤水分、盐分动态变化及其产量和水分利用效率。结果表明:不同生育期,同一土层深度,土壤水分含量高低分布与土壤盐分含量高低分布相反,均表现出土壤不同深度盐分含量高的区域相应水分含量低,滴灌带之间土壤盐分积累较滴头之间显著;灌水定额480 m~3·hm~(-2)处理,灌溉水分在土层纵向运移显著,深层渗漏明显,灌水定额420 m~3·hm~(-2)处理,灌溉水在土壤不同深度横向层面运移显著,有利于作物吸收利用;膜下滴灌能够在滴水过程中明显降低土壤表层0~40 cm盐分含量,土壤下层40~100 cm为盐分聚集区域;灌水定额420 m~3·hm~(-2)处理,春玉米产量构成和水分利用效率较高。从作物生长水盐环境及高效节水的角度出发,灌水定额420 m~3·hm~(-2)处理的效益最优。     

灌溉量和氮肥增效剂对夏玉米产量及水肥利用的影响

为探究水分和氮肥增效剂对夏玉米生长及水肥利用的综合影响，通过设置40 mm（W1）和60 mm（W2）两个灌水水平下不施氮肥（N0）、施用氮肥（U）、氮肥+硝化抑制剂（U+DCD）、氮肥+脲酶抑制剂（U+NBPT）、氮肥+双效抑制剂（U+N+D）5种氮肥施用措施，开展夏玉米田间试验。结果表明：相较于施用氮肥处理，氮肥配施增效剂可以显著提高夏玉米产量、成熟期地上生物量、净收益、水分利用效率和氮肥偏生产力，增幅分别为5.92%~13.82%、5.85%~18.07%、11.12%~24.30%、12.35%~41.83%和5.93%~13.80%，其中氮肥配施双效抑制剂效果较优；氮肥配施脲酶抑制剂和双效抑制剂可以降低夏玉米农田土壤氨挥发累积量和成熟期土壤硝态氮残留量，前者效果最优。相比于W1，W2水平下氮肥配施双效抑制剂处理玉米产量、成熟期地上生物量、净收益、水分利用效率和氮肥偏生产力分别提高10.54%、15.51%、19.40%、20.31%和27.36%；氮肥配施脲酶抑制剂处理农田土壤氨挥发累积量和硝态氮残留量分别降低11.33%和48.46%。综合考虑夏玉米施肥灌水方案的经济效益、环境效益、水肥利用效率和玉米植株生长，构建模糊综合评价体系，得到最优处理为灌水量60 mm下氮肥配施双效抑制剂。