灌水和施肥对垄作沟灌啤酒大麦产量及水分利用效率的影响

为给甘肃河西绿洲灌区啤酒大麦垄作沟灌栽培的水肥管理提供参考,通过裂区试验,设置4个不同灌溉定额(1 500 m·hm^-2、2 100 m·hm^-2、2 700 m·hm^-2和3 300 m·hm^-2)和3个不同施肥水平（N 75 kg·hm^-2+P₂O₅56.25 kg·hm^-2、 N 150 kg·hm^-2+P₂O₅112.5 kg·hm^-2、N 225 kg·hm^-2+P₂O₅168.75 kg·hm^-2）,研究了灌水和施肥对垄作沟灌栽培啤酒大麦产量及水分利用效率的影响。结果表明,灌溉定额、施肥量及水肥互作对啤酒大麦的产量和水分利用效率均有明显影响。当灌溉定额从1 500 m·hm^-2增大到2 700 m·hm^-2时,啤酒大麦千粒重提高5.36 g,成穗数增加1.16×10⁶·hm^-2,增产57.99%,水分利用效率提高24.12%;灌水量超过2 700 m·hm^-2时,增产效果不明显。在N 75～150 kg·hm^-2、P₂O₅56.25～112.5 kg·hm^-2范围内,增施肥料有利于啤酒大麦千粒重和穗粒数增加,并显著提高产量和水分利用效率。在灌溉定额2 700 m·hm^-2、纯N 150 kg·hm^-2、P₂O₅ 112.5 kg·hm^-2条件下,垄作沟灌栽培啤酒大麦的产量和水分利用效率分别为6 239.84 kg·hm^-2和13.33 kg·mm^-1·hm^-2,水肥利用效果和经济效益相对较优。     

黄土旱塬施肥对土壤水分和冬小麦产量的影响

为给旱地农业水肥管理以及科学施肥提供参考依据,通过对长期定位试验条件下不同施肥处理的土壤水分和小麦产量变化进行研究,探讨了黄土高原旱地施肥对土壤水分及冬小麦产量的影响。结果表明,施肥对土壤剖面含水量有较大影响,各处理0~20 cm土层土壤水分含量较播前下降了4个百分点左右,20~60 cm土层剖面水分急剧下降。长期施有机肥和肥料配施均可使冬小麦加强对深层土壤水分的吸收利用,致使土壤总储水量下降,下降幅度最大的是氮肥与有机肥配施(NM)、氮磷与有机肥配施(NPM)、有机肥单施(M)和磷肥与有机肥配施(PM),较对照分别下降了28%、24%、21%和20%。施肥对小麦产量影响极显著,单施有机肥或肥料配施可使冬小麦产量增产75%以上,其中氮磷配施(NP)、有机肥单施(M)和磷有机肥配施(PM)三处理增产在90%以上。磷肥与有机肥配施(PM)水分利用效率最高,较对照提高了106.6%。     

垄作栽培对小麦生理特性和产量的影响

为明确垄作栽培对小麦生理特性和产量的影响,以豫麦50（弱筋）、郑麦975（中筋）和藁麦8901（强筋）3个小麦品种为材料,分析了2种栽培方式（平作、垄作）下小麦生理特性和产量的差异。结果表明,垄作小麦灌浆后期旗叶生理活性高于平作。藁麦8901和豫麦50及郑麦975在灌浆后期旗叶SPAD值均是垄作高于平作,同时垄作栽培也有助于增强旗叶游离氨基酸含量和NR(硝酸还原酶)的活性,提高旗叶氮素同化能力,促进生育后期旗叶氮素向籽粒的再运转。垄作栽培小麦产量较传统平作有显著提高,增产幅度达9.26%～14.52％。垄作栽培主要通过增加小麦穗粒数或单位面积穗数来提高小麦产量,而对千粒重无显著影响。     

氮肥运筹对垄作小麦生育后期光合特性及产量的影响

为给垄作小麦生产提供理论依据与技术支持,采用正交设计的试验方法,研究了氮素运筹对垄作小麦生育后期旗叶光合特性及产量的影响。结果表明,适当增加施氮量,能够显著提高垄作小麦生育后期旗叶的光合速率及产量。在施氮量（纯氮）为每公顷250kg左右时,小麦旗叶光合速率最高,产量也最高。在氮肥用量一定的情况下,33％播种前基施,67％拔节期追施,小麦后期光合速率和产量最高。垄作小麦在开花期光合速率略低于平作小麦,但自灌浆开始旗叶光合速率一直高于传统平作小麦,且差异显著。虽然垄作小麦的公顷穗数显著小于平作小麦,但是前者的穗粒数和千粒重却都显著大于后者,因而垄作小麦的产量也显著高于平作小麦。在较高肥力条件下,小麦采用垄作栽培方式,氮肥总用量250kg／ha左右,基追比为1：2时,可以获得较高的籽粒产量。     

垄作栽培对小麦植株形态和产量性状的影响

为了明确不同栽培方式对小麦生长发育的影响,采用比较研究的方法,研究了传统平作和垄作对小麦植株形态和经济性状的影响。结果表明,与传统平作麦田相比,垄作小麦旗叶和倒二叶变小,而倒四和倒五叶变大,有利于构建“松塔型”的理想株型;灌浆中期垄作小麦各叶位叶片干重高于传统平作小麦的相应叶位叶片,而收获前又低于传统平作小麦的相应叶位叶片;垄作小麦开花期茎秆的干重高于传统平作小麦,而收获前又低于传统平作小麦,表明垄作小麦的茎秆和叶片对籽粒的贡献大于传统平作小麦;垄作栽培使小麦各节间,尤其是基部节间缩短,株高降低,有利于提高小麦的抗倒伏能力;垄作栽培提高了小麦的经济系数和经济产量以及籽粒容重。与传统平作相比,小麦垄作栽培更有利于构建理想株型,更好地发挥群体功能,提高产量。     

绿洲灌区垄作沟灌栽培对春小麦生长和产量的影响

针对绿洲灌区水资源供需矛盾突出的问题,采用春小麦垄作沟灌的方法,研究了垄作沟灌栽培对春小麦生长和产量的影响。结果表明,垄作沟灌栽培促进了春小麦根系的发育和地上部的生长。与平作相比,0～20、20～50和50～100cm土层内根长分别增加39.21%～40.60%、26.99%～27.58%和39.43%～59.49%,叶面积系数增加0.22～1.16,地上部分干物质积累量增加9.56%～42.68%,株高降低6.41cm。在相同灌溉定额下,垄作春小麦增产7.18%～34.97%,平均穗粒数和千粒重分别增加10.35%和5.05%,水分利用效率提高0.31～0.16kg·mm-1,说明垄作栽培具有明显的节水增产效果。     

绿洲灌区垄作沟灌啤酒大麦的产量及节水效应研究

为了提高绿洲灌区的水资源利用效率,研究了啤酒大麦垄作沟灌栽培的产量效应及节水效果。结果表明,垄作栽培方式有较好的增产、节水、增温效应,与平作栽培相比,4、5月份5cm土层的温度分别提高1.27℃和1.39℃,垄作沟灌栽培啤酒大麦田间长势优于平作栽培,对土壤水分的消耗相对增大,水分对产量的贡献率提高,增产节水效果显著。在相同的灌溉定额下,垄作沟灌较平作栽培啤酒大麦千粒重增加2.10～5.37g,穗粒数增加0.7～7.2粒,产量增加480.5～1 983.6kg.hm-2,增幅6.86%～55.05%,水分利用效率提高5.18%～35.40%,节水1 500m3.hm-2,节水增产效果显著。     

自然降水条件下耕作方式对小麦生长、产量及土壤水分的影响

为探寻小麦高产节水耕作技术,在2011-2013小麦生长季,通过定位试验,以安徽大面积主推小麦品种济麦22为材料,比较分析了在自然降水条件下秸秆还田+深耕+播后镇压、深松+播后镇压、旋耕+播后镇压、旋耕和复式播种作业5种耕作方式下淮北地区小麦生长发育、产量及土壤水分的差异。结果表明,各耕作处理下小麦田间出苗率均在70%以上,基本可以满足小麦生产对田间出苗的要求。在5个处理中,旋耕+播后镇压处理出苗率最高,达83%;复式播种作业处理的单株次生根数最高,2年在生育后期分别达到24.2和28.9条;旋耕+播后镇压处理2年平均及各年度的籽粒产量均最高,分别为8 206.8、8 175.5和8 238.0kg·hm-2,复式播种作业次之,秸秆还田+深耕+播后镇压最低,处理间差异显著。深松和旋耕处理在小麦生育后期0~20cm土层土壤水分含量较低,而40~60cm土层土壤水分含量较高。本试验条件下,旋耕+播后镇压是小麦兼顾高产节水的最优耕作播种方式。     

多年固定道保护性耕作对土壤有机碳和小麦产量的影响

为了研究固定道保护性耕作对土壤有机碳和小麦产量的影响,通过自2005年开始在河西绿洲灌区设置的田间定位试验,以传统平作（CT）为对照,分析了垄作固定道（PRB）和平作固定道（ZT）2种保护性耕作方式下土壤总有机碳（TOC）、土壤微生物量碳（SMBC）和小麦产量的变化及其相关性。结果表明,不同耕作方式下TOC 和 SMBC含量均表现为PRB>ZT>CT,且PRB、ZT与CT的差异达到显著水平,TOC和SMBC的土壤剖面垂直分布特征相似,耕层土壤TOC 和 SMBC 差异显著,随着土壤深度增加,各处理之间差异逐渐减小;PRB处理小麦产量是CT处理的1.14倍,ZT处理小麦产量是CT处理的1.11倍,PRB处理比ZT处理小麦产量高219 kg·hm^-2;TOC 和 SMBC之间及其与小麦产量之间存在极显著相关性。本研究结果说明,在河西绿洲灌区实施垄作固定道保护性耕作措施,有利于提高土壤固碳能力,是持续增加小麦产量的主要耕作方式。     

氮肥运筹对垄作小麦生育后期光合特性及产量的影响

为给垄作小麦生产提供理论依据与技术支持,采用正交设计的试验方法,研究了氮素运筹对垄作小麦生育后期旗叶光合特性及产量的影响.结果表明,适当增加施氮量,能够显著提高垄作小麦生育后期旗叶的光合速率及产量.在施氮量(纯氮)为每公顷250 kg左右时,小麦旗叶光合速率最高,产量也最高.在氮肥用量一定的情况下,33%播种前基施,67%拔节期追施,小麦后期光合速率和产量最高.垄作小麦在开花期光合速率略低于平作小麦,但自灌浆开始旗叶光合速率一直高于传统平作小麦,且差异显著.虽然垄作小麦的公顷穗数显著小于平作小麦,但是前者的穗粒数和千粒重却都显著大于后者,因而垄作小麦的产量也显著高于平作小麦.在较高肥力条件下,小麦采用垄作栽培方式,氮肥总用量250 kg/ha左右,基追比为1∶2时,可以获得较高的籽粒产量.     

干旱灌区固定道耕作对土壤水热效应及春小麦产量的影响

为提高干旱灌区小麦节水生产技术,依托2005年开始的定位试验,以传统耕作（CT）为对照,对固定道平作（ZT）和固定道垄作（PRB）下土壤温度、土壤水分和春小麦产量的变化进行了分析。结果表明,PRB可增加0～80 cm土层土壤水分含量,小麦出苗期至收获期不同土层土壤含水量为PRB>ZT>CT。在小麦播种期至出苗期,PRB土壤升温较慢,拔节期至收获期0～15 cm土层土壤温度变化趋势为PRB>ZT>CT。随着种植年限的增加,PRB保护性耕作对小麦具有明显的增产效应,穗粒数的增加是其增产的主要因素。PRB和ZT处理4年平均水分利用效率分别比对照提高了46.88%和12.96%。PRB处理节水增产效果明显,可作为干旱灌区小麦节水栽培新技术进行推广。     

播种期补灌对土壤含水量和小麦籽粒产量的影响

为明确播种期0~200 cm土体贮水量及其纵向分布对小麦出苗、群体发育和籽粒产量的调节作用,于2013-2014年度小麦生长季,在土壤容重、田间持水量和肥力条件一致,而小麦播前土壤贮水量不同的A、B两个地块,在播种期设置不同的计划湿润层深度和目标土壤含水量进行补灌。结果表明,在地块A和地块B 0~100 cm土层土壤贮水量分别为201.5和266.3 mm、0~200 cm土层土壤贮水量分别为554.2和586.4 mm的条件下,播种期补灌,土壤水分平衡后,灌溉水在地块B下渗的深度较大,但主要集中在60 cm以上土层,其中0~10和0~20 cm土层土壤含水量提高的幅度最大;小麦出苗率主要受播种期0~10 cm土层土壤含水量的影响,而群体发育、干物质积累和产量形成则受播前土壤贮水量和播种期补灌水平的共同影响。播种期上部土层土壤含水量过低不利于幼苗发育,显著减少越冬至拔节期间的单位面积茎数。播种前0~100 cm土层土壤贮水量过低,即使播种期在一定范围内增加补灌水量,并于拔节期和开花期再补灌,仍会制约小麦生育中后期的生长,导致成穗数和干物质积累量减少,产量降低。在同一底墒条件下,小麦总耗水量和籽粒产量均随播种期补灌目标土壤相对含水量的提高呈增加趋势,但补灌水量过多,籽粒产量不再增加,水分利用效率降低。     

高产条件下不同小麦品种耗水特性及籽粒产量的差异

为给高产条件下小麦生产提供合理的节水灌溉方案,以山农15和烟农21为材料,设置3个水分(0~140 cm土层平均相对含水量)处理［W0：拔节(60%)+开花(55%);W1：拔节(75%)+开花(65%);W2：拔节(75%)+开花(75%)］,研究了不同小麦品种耗水特性、籽粒产量及水分利用效率的差异及对水分供应的响应。结果表明,两品种在W1处理下灌溉水利用效率最高;W2处理获得最高的籽粒产量和水分利用效率;在W1和W2条件下,山农15籽粒产量和水分利用效率显著高于烟农21。山农15各水分处理的总耗水量显著高于烟农21。在W0和W1条件下,山农15播前土壤贮水利用量和比例显著高于烟农21,而生育期降水利用比例低,灌溉水利用量无显著差异;在W2条件下,山农15播前土壤贮水利用量高于烟农21,生育期降水利用比例无显著差异,灌溉水利用量和比例高。在W0和W1条件下,山农15对20~60、60~100、140~200 cm土层的播前土壤贮水利用量均高于烟农21,说明山农15利用中下层播前土壤贮水的能力高。在本试验条件下,山农15为高产和高水分利用效率品种,两个品种均以W2为兼顾高产和高水分利用效率的最佳水分处理。     

播前贮墒量对黑龙港平原旱作冬小麦产量及水分利用的影响

为明确黑龙港平原正在推广应用的冬小麦贮墒旱作栽培的播前土壤适宜墒情,研究了不同贮墒水平对小麦产量和水分利用效率的影响。试验于2014-2015和2015-2016年在河北吴桥进行,通过播前补灌设置5个贮墒水平,即2 m土体含水量分别为田间持水量的75%(W1)、80%(W2)、85%(W3)、90%(W4)、100%(W5)。结果表明,随贮墒量的增加,小麦全生育期耗水量显著增大,以W5处理的耗水量最大;提高贮墒量可促进小麦增产,但在贮墒量达到一定程度后产量变化不再明显,两年平均产量以W4处理最大;在W1、W2和W3处理间小麦水分利用效率差异不显著,而W4和W5处理显著低于前三个处理。在本试验土壤及降雨条件下,把播前2m土壤含水量调整为田间持水量的85%~90%是贮墒旱作最适宜的贮墒水平。     

灌水方式对不同小麦品种水分利用效率和产量的影响

为给冬小麦生产中合理灌溉提供依据,以河农859和豫麦49为材料,设置三种灌水方式,即S1(冻水 拔节水)、S2(拔节水)和S3(拔节水 灌浆水),主要研究了不同水分处理下2个品种各生育时期土壤含水量的变化动态、水分利用效率和产量性状.结果表明,在拔节期、灌浆前期和生育后期,S1、S2处理0～80 cm土层分别处于不同程度的水分胁迫条件下,S3处理0～40 cm处于不同程度胁迫.豫麦49 的水分利用效率以S3处理最高,且显著高于S1和S2;河农859的水分利用效率以S2、S3较高,且显著高于S1,同时S2与S3的产量差异不显著,说明适度水分胁迫在不影响河农859产量的同时还可以提高水分利用效率.河农859籽粒产量以浇2水的S3较高,但与浇1水的S2产量差异不显著;而豫麦49在S3处理下的产量显著高于S2和S1.表明河农859抗旱性较强,只浇拔节水即可以在基本满足产量形成需要前提下提高水分利用效率;而豫麦49只有在供水充足条件下才能发挥其高产潜力.     

测墒补灌对冬小麦耗水特性、旗叶水势、籽粒产量和水分利用率的影响

为了解土壤相对含水量对小麦耗水特性和籽粒产量的影响,以小麦品种济麦22为材料,在田间试验条件下,设置5个土壤水分处理(W0～W4),其中各处理在0～140cm土层越冬、拔节和开花期土壤相对含水量分别为:80%、60%和52%(W0),80%、70%和65%(W1),85%、70%和65%(W2),80%、70%和70%(W3),85%、70%和70%(W4),比较分析了不同土壤水分条件下小麦耗水特性、旗叶水势和相对含水量及籽粒产量的差异。结果表明,W2处理的降水量占总耗水量的比例显著高于W3和W4处理,与W1处理无显著差异;灌水量及其占总耗水量的比例低于W4处理,与W3处理无显著差异;土壤耗水量占总耗水量的比例显著高于W4处理,低于其他处理。灌浆前期W2处理旗叶水势低于W3和W4处理,与W1处理无显著差异,旗叶相对含水量与其他处理无显著差异;灌浆后期W2处理旗叶水势和相对含水量均显著高于W1和W3处理,与W4处理无显著差异。W2和W4处理的籽粒产量无显著差异,均高于其他处理;W2处理的水分利用效率和灌溉效益高于W4处理。综合来看,本试验条件下,W2处理为冬小麦兼顾高产和节水的最佳测墒补灌模式。     

小麦叶片蜡质含量与水分利用效率和产量的关系

为了进一步了解植物叶片蜡质含量与植物抗旱节水性的关系，本试验对6个小麦品种在灌浆后期的旗叶蜡质含量与抗早生理指标进行了相关分析，结果表明，干早条件下小麦灌浆后期叶片蜡质含量与光合速率、叶温、叶片水分利用效率和产量呈显著正相关．蜡质含量高的品种叶片温度高、蒸腾速率大，这与传统现点不同．分析认为蜡质含量高的品种在干早胁迫条件下可能叶片细胞膜稳定性强，气孔不容易发生关闭，因此其叶片水分利用效率和产量较高．蜡质含量除了受遗传因素决定外，还受环境因素影响．     

水分管理对免耕抛秧水稻根系生长及产量的影响

研究了水分管理对免耕水稻根系生长和产量的影响。结果表明,干湿交替灌溉对根系的伸长、生长、生理及分布具有较大影响,水稻各生育期干湿交替灌溉处理水稻单株根干质量、单株生物量、根半径、根表面积、总根数、根系活力、超氧化物歧化酶活性均显著高于淹水淹灌。干湿交替灌溉处理实收产量显著高于淹水淹灌,增产主要因子是有效穗数、每穗粒数和结实率。灌浆盛期干湿交替灌溉处理单株生物量、根半径、根表面积、总根数、超氧化物歧化酶活性均显著高于湿润淹灌,水稻产量差异则不显著。     

土壤水分对玉米秸秆还田腐解率、土壤肥力及小麦籽粒蛋白质产量的影响

为提高玉米秸秆还田效果,通过防雨棚微区控水设施,研究了土壤水分对还田玉米秸秆腐解、土壤肥力及小麦籽粒蛋白质产量的影响,3个土壤水分水平分别为田间持水量的50%～55%(干旱)、60%～65%(轻旱)和70%～75%(适宜水分)。结果表明,小麦季还田玉米秸秆腐解速率表现为"快-慢-快"的变化趋势。随着土壤水分含量的增加,秸秆量减少率逐渐增加。秸秆腐解前期(0～70 d),干旱条件下秸秆量累计减少率、氮素释放率显著降低(P0.05);成熟期,不同土壤水分条件下秸秆量累计减少率及氮素释放率分别为66.50%～69.51%和75.88%～77.31%,不同土壤水分处理间差异不显著。与播前相比,成熟期不同处理0～25 cm耕层土壤有机质含量基本表现为降低趋势,但秸秆还田(RS)处理土壤有机质含量下降幅度较对照(CK)显著降低。与CK相比,RS处理0～25 cm耕层土壤有机质含量显著提高(16.1%～17.2%);不同生育时期土壤0～25 cm耕层的碱解氮含量显著提高(11.65%～23.10%);小麦籽粒蛋白质含量略有降低,籽粒蛋白质产量显著降低(4.63%)。在秸秆还田条件下,干旱处理的小麦籽粒蛋白质含量均显著高于轻旱和适宜水分处理。综上,还田玉米秸秆的腐解和氮素释放需要较好的土壤水分条件;土壤水分适宜时进行秸秆粉碎翻压还田有利于提高土壤有机质和碱解氮含量;干旱条件下秸秆还田导致小麦籽粒产量和蛋白质产量均显著降低。