基于APSIM模型的高寒地区燕麦灌溉制度优化

提出青海海西地区燕麦生产优化灌溉制度,为当地燕麦优质高效生产提供技术参考。大田试验于2017-2018年在青海省乌兰县金泰牧场开展,2017年无灌溉处理,2018年设置4个灌溉处理,分别为仅开花期灌溉(I₁),在分蘖期和拔节期灌溉(I₂),在分蘖期、拔节期和开花期灌溉(I₃),无灌溉(N_I),灌溉处理每次的灌溉量均为50 mm。采用2018年I₃处理的数据校准APSIM模型,用2018年其他灌溉处理和2017年的数据验证模型,然后模拟不同降水年型下不同灌溉情景的产量和水分利用,并提出青海海西地区燕麦草地优化灌溉制度。试验结果表明,2018年处理I₃的产量和耗水量最高,且与其他处理差异显著,处理I₂的水分利用效率最高。2017年无灌溉处理的干物质高于2018年的处理I₂、I₁和N_I,并且水分利用效率比2018年的4个处理均高。模型校准过程中干物质产量和土壤水分的模拟值与实测值的均方根误差(RMSE)分别为0.94 t·hm^-2和4.96 mm,4个关键物候期(出苗期、开花期、灌浆期和收获期)的模拟值与实测值的RMSE分别为1、3、4和8 d。验证过程中2018年I₁、I₂和N_I干物质产量和土壤储水量模拟值与实测值的RMSE分别为1.03 t·hm^-2和7.13 mm;2017年4个关键物候期的模拟值与实测值的RMSE为1、1、5和10 d。表明调参之后的“APSIM-燕麦”模拟水分和产量的可靠性较高。利用校准后的模型模拟了10种灌溉情景下燕麦的干物质产量、水分利用效率和灌溉水生产效率,结果表明,在2017(降水低于年平均降水量)和2018年(降水高于年平均降水量),情景8(在分蘖期和拔节期灌溉,每次的灌溉量为50 mm)均为最优灌溉方案。研究结果对于研究区的燕麦人工草地的节水灌溉管理具有一定的参考价值。     

高寒地区灌溉对建植当年紫花苜蓿产量、水分和光能利用效率的影响

在青海省海西州寒旱地区,以紫花苜蓿为材料,开展了不同补充灌溉水平下的大田试验,测定了牧草产量、生长特性、水分及光能利用效率等,以揭示高寒地区灌溉对紫花苜蓿的影响。结果表明:在高寒地区,补充灌溉能改善苜蓿的生长。随灌水水平的提高,苜蓿的干物质和粗蛋白产量、水分和光能利用效率、叶茎比等均提高,灌水量60mm/次、灌水时期为苗期、分枝期和开花期处理下苜蓿的年干物质产量最高,达6205kg/hm~2。因此,在青海省海西州高寒地区紫花苜蓿草地管理中,可采取灌水量60mm/次、年内全生育期灌水3次的补充灌溉模式,在这种灌溉模式下的紫花苜蓿草地可表现出较优的生产性能。     

施氮及间作对燕麦干物质积累、分配和氮素吸收利用的影响

2019年在甘肃省通渭县开展田间试验,采用随机区组试验设计,设N0(不施氮)、N1(基肥20%+分蘖期追肥20%+开花期追肥60%)、N2(基肥20%+分蘖期追肥30%+开花期追肥50%)和N3(基肥20%+分蘖期追肥40%+开花期追肥40%)4个施氮制度;3种种植模式(燕麦间作豌豆、燕麦和豌豆分别单作)。结果表明：施氮制度和种植模式对燕麦干物质积累和氮素吸收利用影响显著;随着燕麦生育期的不断推进,其干物质积累量在不同处理条件下均呈现出直线上升的变化趋势,燕麦拔节期、抽穗期、灌浆期和成熟期间作燕麦地上部干物质积累量比单作分别提高了28.50%、15.00%、10.10%和19.10%。燕麦间作和单作模式下干物质积累量都以N2制度下最高,灌浆期间作燕麦茎、叶和穗在N2制度下干物质积累量较单作分别提高了14.80%、29.10%和14.90%。间作系统的氮肥利用率显著高于单作,间作燕麦较单作高47.33%～140.98%,间作优势明显。不同施氮处理下燕麦相对于豌豆的氮素营养竞争比率随生育期的延长呈先增后减再增的变化规律,抽穗期在N2制度下最大,竞争优势明显。总体而言,在N2施氮制度下燕麦/...     

带幅设计对玉米/苜蓿间作群体光环境特征及光能利用效率的影响北大核心CSCD

探究间作带幅设计对玉米/苜蓿间作群体光环境特征、产量及光能利用效率(LUE)的影响,提出黄土高原旱作条件下玉米/苜蓿间作群体最佳带幅比例。研究设置了玉米单作(SM)、紫花苜蓿单作(SA)以及玉米/紫花苜蓿1∶2(I_(12))、2∶2(I_(22))和2∶4(I_(24))间作5种种植模式,并采用田间试验和数学模拟相结合的方法,分别测定了玉米和苜蓿的干物质产量及作物冠层光合有效辐射(PAR)等指标;建立了考虑光线入射角度和群体冠层结构几何关系的玉米/苜蓿间作群体辐射传输模型,并用实测值对其进行了验证。试验结果表明,在2018年,单作处理的苜蓿干物质产量显著高于间作处理(P<0.05),而在2019年各间作处理苜蓿的干物质分别比单作高197.8、180.3和197.0 g·m^(-2);处理I_(12)、I_(22)和I_(24)两年总的玉米生物量比SM处理高12.1%、0.9%和23.9%。所有间作处理的土地当量比在2019年均大于1.0,表现出间作优势。辐射传输模型可准确模拟玉米/苜蓿间作群体冠层底部的光合有效辐射,间作群体光合有效辐射模拟值与实测值的平均绝对误差和均方根误差分别为59.0和66.6μmol·m^(-2)·s^(-1)。除玉米和苜蓿生育前期及玉米收获后,不同间作处理苜蓿群体冠层上方的PAR均低于单作苜蓿。2018和2019年I_(12)、I_(22)和I_(24)间作处理玉米的光能利用效率分别比单作处理高52.5%、9.3%、51.7%和28.5%、9.6%、21.0%,而间作苜蓿的LUE仅在2019年显著高于单作19.2%、32.4%和20.9%(P<0.05)。因此,合理的玉米/苜蓿间作带幅搭配可改善苜蓿的光照环境,提高其光能利用效率,尤其是玉米/紫花苜蓿2∶4间作群体光能利用效率和产量优势显著,建议在具有类似气候的地区推广种植。     

不同降水年型下饲用燕麦产量对降水变化的响应研究

[目的] 探究不同年型下饲用燕麦产量对各生育期降水变化的响应,为饲用燕麦抗旱与高效生产提供参考。[方法] 利用作物生长机理模型APSIM（agricultural production systems simulator）,以山西省朔州市右玉县1980—2009年的历史气候气象数据作为原始情景,将饲用燕麦生育期划分为4个阶段[阶段1（播种—拔节）、阶段2（拔节—抽穗）、阶段3（抽穗—灌浆）、阶段4（灌浆—收获）],并提取典型气候条件（干旱、平水、丰水）建立12个新的气候情景并进行模拟,分析饲用燕麦产量受降水变化的影响。[结果] 在干旱情景（DS）中,产量与水分利用效率（water use efficiency,WUE）较原始情景分别下降了38.0%~60.9%与31.8%~16.9%（P<0.01）,其中,抽穗—灌浆期采用历史数据时,指标的下降幅度最小。对于平水情景（NS）来说,产量相对原始情景的变化为-3.4%~20.0%,WUE为0~10.0%,拔节—抽穗期及灌浆—收获期采用历史数据时指标的变化显著（P<0.05）。丰水情景（WS）中,饲用燕麦产量与WUE相对原始情景均显著提升（P<0.01）,幅度分别达到33.3%~60.5%与6.8%~14.8%,且播种—拔节期的降水变化对指标有相对明显的影响（R²=0.377 7,P<0.01）。[结论] 饲用燕麦产草量和水分利用效率WUE在干旱、平水、丰水年型中都对灌浆—收获期的降水变化没有明显的敏感性;在干旱和平水年型下,饲草产量对抽穗—灌浆期的干旱更为敏感,WUE则对拔节—抽穗期及抽穗—灌浆期的干旱更为敏感;在丰水年型下,燕麦饲草产量对干旱最敏感的时期是播种—拔节期。有限的灌溉条件下,可将灌溉集中于WUE对降水变化最为敏感的阶段3（抽穗—灌浆）。     

京郊平原区苜蓿生产能力与耗水规律的研究

根据北京地区气候与苜蓿Medicago sativa生产特点通过定量灌溉控制,设置水分相对充足(WS)、水分中度 (WM)和水分亏缺(WD)3个水分梯度处理,对苜蓿各茬次与全年干草产量、土壤含水量以及干草产量与耗水量、水分利用效率的相关关系进行测定与分析.结果显示,苜蓿干草产量与耗水量和水分利用效率呈正线性相关关系,当灌溉量较大、水分充足时,可增加苜蓿各茬次与全年干草产量,其耗水量与水分利用效率也相应增加,表明相对充足灌水有利于植株的生长发育,特别是在北京相对干旱的2003年,生长时期的自然降水为285.6 mm,仅依靠自然降水并不能获得苜蓿高产以满足生产需要,适当的灌水是有必要的,按返青和每次刈割后灌溉60 mm/次(以保持土壤含水量75%时),全年耗水量530.33 mm,全年可获得苜蓿干草产量17 927.48 kg/hm2.     

施氮制度对燕麦‖豌豆间作体系产量及种间竞争力的影响

于2019年在甘肃省通渭县以燕麦‖豌豆间作和燕麦单作为研究对象,在总施氮量相同且基肥占总施氮量20%的条件下,设不施氮(N0)、氮肥后移(N1：基肥20%+分蘖期追肥20%+开花期追肥60%)、拔节期前、后均匀配施(N2：基肥20%+分蘖期追肥30%+开花期追肥50%)和氮肥前移(N3：基肥20%+分蘖期追肥40%+开花期追肥40%)4个施氮制度,探讨不同氮处理对燕麦//豌豆间作体系产量及其种间关系的影响。结果表明：燕麦//豌豆间作系统的地上生物量和籽粒产量均高于相应单作,基于地上生物量的LER在施氮处理下均大于1;籽粒产量计算所得的LER在所有处理下均大于1,间作优势明显。间作燕麦籽粒产量和地上生物量在N2处理下最大,分别为3 705.3 kg/hm²和8.53 t/hm²,较N1和N3分别增产5.11%和22.48%,18.47%和22.03%。间作豌豆在N1处理(分枝期追肥20 kg N/hm²)下籽粒产量最高(2 073.7 kg/hm²)。间作系统中燕麦相对豌豆的种间竞争力随生育期和施氮处...     

施氮制度及间作对燕麦氮素吸收和土壤氮素的影响

【目的】研究不同的施氮制度对燕麦/豌豆间作体系中燕麦的吸收情况以及对土壤氮素的影响。【方法】采用随机区组试验设计,设N0(不施氮)、N1(基肥20%+分蘖期追肥20%+开花期追肥60%)、N2(基肥20%+分蘖期追肥30%+开花期追肥50%)和N3(基肥20%+分蘖期追肥40%+开花期追肥40%)4个施氮制度;3种种植模式(燕麦/豌豆间作、燕麦单作和豌豆单作),研究施氮制度对间作燕麦氮素吸收和土壤氮素的影响。【结果】施氮制度和间作对燕麦籽粒产量、氮素吸收和土壤氮素影响显著。间作燕麦籽粒产量在N2处理下最大,较N3增产22.48%。随着生育期的推进,在拔节期、抽穗期、灌浆期和成熟期间作燕麦的吸氮量较单作燕麦分别提高了26.5%、15.8%、7.3%和17.1%;间作燕麦在N2处理下吸氮量最大,为71.2 kg/hm²,较N0增加了49.9%。在0～20 cm土层间作燕麦的土壤全氮含量在N0、N1、N2和N3处理下分别较单作提高12.9%、11.2%、15.4%和6.9%;间作燕麦在拔节期、抽穗期、灌浆期和成熟期的土壤硝态氮含量和铵态氮均高于单作燕麦。【结论】在20～...     

调亏灌溉对高寒荒漠区人工混播草地土壤环境与牧草生长的影响

针对中国高寒荒漠草原区牧草种植模式单一、产量水平低下的草业畜牧业生产现状,探究更为有效的灌水模式以提高牧草产量,以实现区域水土资源高效利用。以燕麦和箭筈豌豆混播草地为研究对象,采用大田试验对比分析了7种调亏灌溉模式（拔节期轻度亏水BW₁：65%~75%,拔节期中度亏水BW₂：55%~65%,拔节期重度亏水BW₃：45%~55%,开花期轻度亏水KW₁：65%~75%,开花期中度亏水KW₂：55%~65%,开花期重度亏水KW₃：45%~55%,以全生育期充分灌水QW₀：75%~85%为对照）对混播草地土壤水分、土壤温度和土壤养分及牧草株高、茎叶比、产量和水氮利用效率的影响。结果表明：1）平均土壤贮水量随灌水亏缺程度的提高呈降低趋势,同一亏缺度条件下,拔节期亏水与开花期亏水间无显著差异。2）水分亏缺处理的平均土壤温度显著高于充分灌水处理,且水分亏缺度一定时,拔节期亏水处理的平均土壤温度显著高于开花期亏水处理。3）收获后各处理的土壤养分含量较播种前呈降低趋势。与充分灌水相比,开花期轻度亏水可显著提高土壤速效氮含量,而中度或重度水分亏缺不利于牧草对土壤速效磷和钾的吸收。4）同一灌水模式下,燕麦株高、茎叶比和产量均显著高于箭筈豌豆。7种灌水模式的草地耗水量为386.1~502.6 mm,与处理QW₀相比,处理KW₂的灌水量减少20.6%,牧草总产量无显著差异,可获得较高的水分利用效率（31.5 kg·hm^-2·mm^-1）、灌水利用效率（81.0 kg·hm^-2·mm^-1）、氮素吸收效率（0.99 kg·kg^-1）和氮肥偏生产力（191.1 kg·kg^-1）,是高寒荒漠区燕麦与箭筈豌豆混播人工草地节水、增产和高效的水分管理模式。     

张掖黑河灌区苜蓿高效灌溉模式研究

通过对黑河流域大满灌区灌溉试验,测定了不同生育年龄甘农3号苜蓿Medecago sativacv.GannongNo.3地上生物量,经统计分析建立了苜蓿地上生物量年际动态和不同生育年内各茬间动态变化规律,结果表明,不同年际间各茬产量在不同水分处理下水分利用效率存在明显差异。不同水分处理下产量的变化呈高-低-高的“S”型变化,确定了苜蓿地的高效灌溉时期为现蕾-开花期,优化灌溉定额为520 mm,为苜蓿高产节水灌溉模式提供了理论依据。     

灌溉量对科尔沁沙地紫花苜蓿产量和水分利用效率的影响

为探讨科尔沁沙地紫花苜蓿适宜灌溉量,以指针式喷灌机下建植两年紫花苜蓿为试验材料,根据联合国粮农组织推荐的Penman-Monteith方法,以日为步长计算紫花苜蓿实际需水量(ET_C)。基于ET_C设置四个灌溉水平W1(60%ET_C)、W2(80%ET_C)、W3(100%ET_C)、W4(120%ET_C),研究不同灌溉量对科尔沁沙地紫花苜蓿产量和水分利用效率的影响。结果表明:2018年刈割三茬的紫花苜蓿产量和水分利用效率随灌溉量增加呈现先增加后降低的趋势。其中第一茬内株高、生长速度、分枝质量随灌溉量的增加而增加,分枝数、地上生物量和水分利用效率随灌溉量增加变现为先增加后降低;第二茬产量在各处理间无显著性差异(P0.05),水分利用效率随灌溉量的增加逐渐降低;第三茬产量、水分利用效率在W2、W3处理下无显著性差异(P 0.05)。综合考虑产量、水分利用效率,建议生育期内采用W3的灌溉水平进行灌溉。     

山西晋中盆地紫花苜蓿生产对水分和气温的响应

为验证农业生产系统模型(Agricultural Production Systems sIMulator, APSIM)—苜蓿模型对山西晋中盆地地区的适应性,本研究基于晋中市太谷区6个紫花苜蓿(Medicago sativa)品种的田间观测数据和同期气象资料对模型进行校准,并设置不同水分处理与降水/气温梯度进行情景模拟,分析各品种的生产力及适应性。结果表明：APSIM模拟各茬紫花苜蓿干草产量的决定系数(Correlation coefficient,R²)为0.82～0.98,均方根误差(Root mean square error,RMSE)为440～633 kg·hm^-2,均一化均方根误差(Normalized root mean square error,NRMSE)为10.57%～14.98%,D指数(Index of agreement)为0.90～0.96,拟合度较高;情景模拟中,不同水分处理和降水梯度对紫花苜蓿产草量的效应极显著(P<0.01),但气温梯度间紫花苜蓿产草量的差异不显著;各紫花苜蓿品种的产量损失率(Yiel...     

基于APSIM模型小麦生育期需水量的模拟分析

为探讨小麦(Triticum aestivum)生育期水资源的合理利用,本研究运用APSIM模型模拟不同生育期降水量变化条件下小麦的产量,并求得不同生育期小麦需水量的阈值。结果表明,区域降水年型基本呈旱涝交替出现;小麦生育期总需水量为325.3mm;其中,出苗期、拔节期、抽穗期、旗叶期、开花期和灌浆期需水量分别为34.72、80.6、67.1、43.81、58.67和30.4mm,分别占小麦生育期降水总量的10.67%、27.85%、20.63%、13.47%、18.04%和9.35%。出苗期、拔节期、抽穗期、旗叶期、开花期和灌浆期平均降水亏缺率分别为70.78%、48.83%、46.22%、40.35%、75.66%和-121.05%;春小麦需水关键期为出苗期、拔节期、开花期。     

基于APSIM模型的黄土旱塬区苜蓿——小麦轮作系统深层土壤水分及水分利用效率研究

黄土高原地区降水较少且季节性分配不均,苜蓿连续种植所导致的深层土壤干燥化问题已经引起普遍关注,苜蓿与粮食作物轮作是恢复苜蓿草地土壤水分、提高粮草种植系统可持续性的有效方式。但是长期轮作对土壤水分环境和水分利用效率的影响仍然缺乏研究,农业生产系统模拟模型（APSIM）具有广泛的适应性,可准确模拟耕作管理对作物系统资源利用的影响。首先根据黄土旱塬区庆阳、长武、镇原3个试验区试验数据验证APSIM模型模拟苜蓿长期连作和苜蓿-小麦轮作系统深层土壤水分和苜蓿产量的可行性,然后设置历时38年的81组轮作情景,评估不同轮作模式对农田深层土壤水分、系统干物质产量、氮素吸收和水分利用效率的影响。结果表明：APSIM模型模拟苜蓿产量的精度较高,模拟结果的决定系数（R²）为0.65,均方误差（RMSE）和平均绝对误差（MAE）分别为0.23 t·hm^-2和0.17 t·hm^-2,归一化均方误差（NRMSE）为29.2%;模型能够精确模拟长期苜蓿连作和苜蓿轮作小麦农田0~1000 cm的土壤含水量,长期连作模拟结果的R²为0.73,RMSE、MAE及NRMSE分别为0.021 t·hm^-2、0.017 t·hm^-2和11.7%,轮作系统模拟结果的决定系数为0.83,RMSE、MAE及NRMSE分别为0.024 t·hm^-2、0.018 t·hm^-2和11.8%。情景模拟结果表明,随着苜蓿在系统中轮作年限的增加,0~1000 cm土壤剖面水分极度缺乏（含水量在0.10~0.15）的区域以400~600 cm土层为起点不断扩大,当苜蓿轮作年限大于12年时,所有轮作周期的处理土壤都出现了大范围水分缺乏。81个情景中12年苜蓿轮作14年小麦（L12W14）、L12W16和L8W16这3个处理的总产量最大;系统吸氮量随着苜蓿加入年限的增加而增加,小麦轮作年限大于10年以后系统吸氮量急剧下降;苜蓿轮作大于8年以后系统水分利用效率随着苜蓿年限的增加而降低。综合考虑土壤水分环境和水分利用效率,建议研究区苜蓿-小麦轮作系统中苜蓿轮作年限为4~6年,小麦轮作年限大于4年。研究结果可为黄土旱塬区苜蓿草地管理及草田轮作实践提供一定的参考。     

灌溉与施氮对留茬免耕春小麦耗水规律、产量和水分利用效率的影响

在甘肃省石羊河流域绿洲灌区,研究了不同灌溉量(常规灌溉327 mm,节水20%灌溉261 mm和节水40%灌溉196 mm)和施氮量 (0,140,221和300 kg N/hm²) 对留茬免耕绿洲农田0～120 cm 土壤水分动态、小麦耗水规律、籽粒产量和水分利用效率的影响。结果表明,灌溉影响灌水前24 h深层(80～120 cm)土壤含水量和灌水后24 h浅层(0～80 cm)土壤含水量,施氮处理对深层(0～120 cm)土壤含水量影响不显著。就全生育期而言,土壤贮水量和植株耗水强度随灌水量增加而增加,不施氮处理的土壤贮水量高于施氮处理,施氮对植株耗水强度影响不显著。当施氮量达到221 kg N/hm²时,春小麦水分利用效率(14.51 kg/hm²·mm)和春小麦籽粒产量(6 365 kg/hm²)达到最大值。春小麦籽粒产量随灌溉量增加而增加,常规灌溉的平均籽粒产量比节水20%灌溉和节水40%灌溉分别增加8.2%和32.2%。不同灌溉之间的水分利用效率相差不显著。     

宁夏中部半干旱带不同灌溉量下的禾豆混播效果

以紫花苜蓿(Medicago sativa)和沙打旺(Astragalus adsurgens)两种豆科牧草与无芒雀麦(Bromus inermis)、披碱草(Elymus dahuricus)、扁穗冰草(Agropyron cristatum)3种禾本科牧草为材料,在宁夏中部半干旱地区开展禾本科和豆科牧草单播及禾豆混播试验,设置3种水分梯度处理,即低灌溉量(484 mm)、中灌溉量(707 mm)、高灌溉量(1 160mm),对不同水分处理条件下单混播组合的产量、整株的碳同位素分辨率(Δ~(13)C)及光合作用参数等生理指标进行测定分析。结果表明,在宁夏中部干旱带有灌溉条件下进行禾豆牧草混播可以提高群体的产量和水分利用效率,其中沙打旺+披碱草混播组合产量及水分利用效率表现最好且Δ~(13)C值最高。不同水分处理对禾、豆牧草的株高、光合生理参数、产量及Δ~(13)C等有显著影响(P0.05)。牧草混播组合在高灌溉量时的产量、水分利用效率(WUE)及Δ~(13)C最高,低灌溉量条件下最低。在高灌溉量时Δ~(13)C、气孔导度(Gs)、叶温、株高等与产量和WUE的关系最为密切。因此,在高灌溉量时可将高Δ~(13)C作为筛选高产组合的标准,在低灌溉量时可将低Δ~(13)C作为筛选抗旱节水组合的理想指标。     

灌溉和施氮对种植第2年紫花苜蓿产量、水分利用效率及土壤全氮含量的影响

在甘肃省河西绿洲灌区石羊河流域进行大田试验,研究不同灌溉量,分别为常规灌溉(330mm)、节水20%灌溉(264mm)和节水40%灌溉(198mm)和施氮量0、40、80和120kg/hm2对种植第2年紫花苜蓿(Medicago sativa)干草产量、水分利用效率(WUE)以及土壤全氮的影响。结果表明:紫花苜蓿全生育期总干草产量随灌溉量增加而显著增加,他们的次序是常规灌溉总干草产量(15 575kg/hm2)>节水20%(14 763kg/hm2)>节水40%灌溉(14 017kg/hm2)。节水20%灌溉的水分利用效率为27.49kg/(mm.hm2),显著高于常规灌溉25.96kg/(mm.hm2),节水40%灌溉的水分利用效率为26.89kg/(mm.hm2),与常规灌溉和节水20%灌溉之间相差不显著。各处理全氮主要富集于表层土壤(0～60cm),土壤全氮含量随土层深度的增加而减少。在0～120cm土层,灌溉对各土层全氮含量的影响没有出现规律性变化;施氮40kg/hm2土壤全氮含量显著高于不施氮和施氮80、120kg/hm2。当施氮量为40kg/hm2时,第2年紫花苜蓿干草产量15 905kg/hm2、WUE为28.62kg/(mm.hm2)以及土壤全氮含量达到最大值。在河西绿洲灌区石羊河流域种植第2年紫花苜蓿,从经济、生态和环境方面考虑,节水20%灌溉(灌溉量为264mm,不包括生育期降水量)和施氮40kg/hm2处理是较高干草产量、较高WUE及较高土壤肥力取得一致的处理,应大面积推广。     

灌溉制度对科尔沁沙地紫花苜蓿生产性能的影响

为制定适合在科尔沁沙地种植紫花苜蓿（Medicago sativa L.）的灌溉制度,本试验设2个单因素处理,分别为5个灌溉定额和4个灌溉频率处理,通过分析其产量、品质和水分利用效率等指标,以期制定最合适的灌溉制度。结果表明：不同灌溉定额对紫花苜蓿粗蛋白和酸性洗涤纤维含量的影响差异显著（P<0.05）,对产量和水分利用效率的影响差异显著（P<0.05）,当灌溉定额为546 mm时,土壤的相对含水量为39.43%,苜蓿的年产量、水分利用效率最高,为最佳灌溉定额。不同灌溉频率对产量和水分利用效率的影响差异显著（P<0.05）,2 d灌水1次土壤相对含水量维持在42.45%左右,年产量和水分利用效率最高,为最佳灌溉频率。可以通过0～20 cm土壤相对含水量来判断是否缺水,该地区土壤的最佳相对含水量应保持在40%左右。     

西北绿洲灌区饲用燕麦耗水特性及产量变化对水氮耦合的响应

灌水和施肥是调控作物生长和产量形成的两大重要技术措施,研究水氮互作对燕麦耗水特性及产量的影响,对于优化燕麦高产高效栽培理论和技术具有重要意义。2014-2015年连续两个生长季,在甘肃河西绿洲灌区,田间试验设置3个定额灌溉和3个施氮(纯N)水平,研究水氮耦合对陇燕3号农田0~150 cm土层耗水量、棵间蒸发、产量及水分利用效率的影响。3个灌溉处理的灌水量分别为270.0 mm (I₁)、337.5 mm (I₂)和405.0 mm (I₃),3个施N水平分别为90 kg/hm² (N₁)、120 kg/hm² (N₂)和150 kg/hm² (N₃)。在全生育期内,棵间蒸发量(E)及E/ET(总蒸散量)的比例表现先降后升趋势,且相同施氮量下,拔节至灌浆期随灌水量的增大而增大,而灌浆至成熟期则随灌水量的增大而减小。相同施氮量下,燕麦耗水量与籽粒产量随着灌水量的增加而显著增加,水分利用效率却随着灌水量的增加而降低。所有处理中,N₃I₃产量最高(5466.0~5727.5 kg/hm²),N₃I₂次之(5428.5~5678.5 kg/hm²),N₁I₁最小(4504.5~4804.3 kg/hm²),而N₃I₂的水分利用效率最大[12.11~12.82 kg/(mm·hm²)],N₃I₁次之[12.04~12.63 kg/(mm·hm²)],N₁I₃最小[9.79~10.58 kg/(mm·hm²)]。由此表明,水氮耦合对燕麦水分利用及产量具有显著互作效应,施氮量150 kg/hm²、灌溉定额337.5 mm是西北绿洲灌区燕麦种植较佳的节水、高产水氮管理模式。     

不同水分处理对冬小麦产量和水分利用效率的影响

为探明甘肃河西走廊地区不同水分处理对冬小麦产量和水分利用效率的影响,以冬小麦临抗2号为试验材料,在冬灌水(180mm)相同的条件下,其他生育期以灌水量和灌水次数不等共设置5个处理。结果表明,返青期各层土壤有效含水量(AWC)均较低(2.37mm),至拔节期突增(9.88mm),随着生育期的推进,逐渐降低,成熟期降至2.54mm,特别是处理W1和W2在成熟期0～60cm层处于萎蔫点以下。处理间AWC的差异在灌浆期表现最为明显,尤其处理W1和W3,在0～60cm层AWC呈显著(P<0.05)和极显著(P<0.01)差异。冬小麦日耗水强度最大的时期是抽穗～开花期,阶段耗水量最大的时期是播种～返青,冬灌水充足是保证出苗率和后期冬小麦的正常生长基本条件。处理W3具有最高籽粒产量(6296.52kg/hm²)、千粒重(53.12g)和单位面积穗数(61.83万穗/hm²),但相对灌水较少的处理W4(籽粒产量6240.37kg/hm²)而言,其水分利用效率(WUE)和灌溉水利用效率(IWUE)均较低。相关分析表明,产量与千粒重(R=0.99^**)、WUE(R=0.97^**)、开花期～成熟期耗水量(CA_m)(R=0.88^*)、全生育期耗水量(CA_t)(R=0.88^*)呈极显著(P<0.01)正相关,表明生育后期水分胁迫,加速了冬小麦的衰老进程,灌浆期缩短,千粒重下降,最终表现为产量下降。综合考虑各种因素,处理W4具有重要的推广价值。