不同种植模式麦田水资源利用率及边际效益分析

选用山东省当前推广面积较大的"20+40"大小行、"20+40"沟播、"20+40"垄作以及常规等行距模式,研究不同种植模式对冬小麦农田水资源利用效率和边际效益的影响.结果表明,等行距、大小行、沟播和垄作种植模式的最大产量分别为7 778.6、7 624.8、8 684.6和8 893.7 kg/hm2,表明沟播和垄作都具有提高冬小麦产量的潜力,但在获得最大产量时,垄作的蒸散量比沟播提高了76.6 mm.沟播和垄作的最大水分利用效率均低于等行距和大小行,但沟播的最大水分利用效率在产量和蒸散量分别为7 858.8 kg/hm2和407.5 mm时获得,均显著高于其余3种种植模式.综合考虑各种种植模式的水资源利用效率和边际效益,以灌拔节和抽穗水条件下沟播的净收益最高,其产量为8 186.3 kg/hm2,灌溉量为120 mm,蒸散量为423.5 mm,水分利用效率为19.3 kg/(hm2·mm).表明在亏缺灌溉条件下,沟播是最适合在山东省推广的冬小麦节水种植模式.     

不同灌溉方式下冬小麦耗水规律及产量的试验研究

分析了传统平作畦灌和垄作沟灌对冬小麦耗水规律、产量和水分生产率的影响.结果表明,与传统平作相比,垄作冬小麦降雨利用率提高11.08％～13.19％;同一水分处理,垄作沟灌冬小麦日耗水量明显小于传统平作;2种灌溉方式下,拔节-抽穗期和返青-拔节期耗水量最多,约占全生育期耗水量的50％;日耗水量在抽穗-灌浆期达到峰值;随灌水次数和灌溉量增加,各处理下耗水量显著增加,产量和水分生产率先增加后减少;垄作种植模式节水40％,增产392～776 kg/hm2,水分生产率以灌3水处理下最大(2.08 kg/m3).     

种植模式和灌溉对冬小麦生长、产量及品质的影响

为了研究不同种植模式和灌水量对冬小麦生长、产量及品质的影响,2010-2011年在陕西杨凌对垄上覆膜沟播小麦与平作播种方式进行了对比试验。结果表明,冬小麦的产量随着灌水量的增加呈现先增后减的趋势。起垄覆膜沟播的产量和水分利用效率均明显高于平作。起垄覆膜中水处理比平作中水处理增产421kg/hm2,水分利用效率提高4.95kg/(hm2.mm)。籽粒粗蛋白含量随着灌水量的增加而降低,而淀粉含量则相反。基于综合因素考虑,选择覆膜中水产量和水分利用效率都达到最高,而蛋白含量仅比低水处理低0.53%,淀粉含量比高水处理低0.268%,因此在实践中选择覆膜中水处理(总灌水量260mm)可以实现节水、高产、优质目标。     

绿洲灌区覆膜方式对制种玉米产量和水分利用效率及灌溉效益的影响

研究了额定灌水量下,不同覆膜方式对制种玉米物候期、经济性状、产量、水分利用效率及灌溉效益的影响.结果表明,全膜垄作沟灌种植、全膜平作种植和宽行覆膜平作种植与窄行覆膜平作种植相比,在孕穗期之前各处理对作物的物候期没有影响,抽雄期以后其他处理较对照晚成熟,生育期延长了2～5 d;全膜垄作沟灌和全膜平作种植的经济性状表现较好;全膜垄作沟灌种植的产量和水分利用效率表现最好,分别为7 633.4 kg/hm2和12.5 kg/(hm2·mm),全膜平作种植产品纯收入及灌溉效益表现最好,分别为43 676元/hm2和12.6元/m3.     

灌溉频次与种植模式对冬小麦产量及水分利用效率的影响

为解决黄淮海地区冬小麦高产与节水的矛盾,需寻求一种兼顾产量与节水的种植模式。试验设置了宽幅精播和常规种植2种种植模式,每种种植模式设拔节期1次灌溉120mm,拔节期和抽穗期各灌溉60mm,以及拔节期、抽穗期和灌浆期各灌溉40mm三种灌溉处理,研究了种植模式和灌溉频次对冬小麦群体动态变化、产量以及水分利用效率(WUE)等的影响。结果表明,和常规种植模式相比,宽幅精播种植模式的分蘖消亡显著减少。宽幅精播较常规种植的产量显著提高。减少灌溉频次显著降低了土壤水消耗量和耗水量。和常规种植模式相比,宽幅精播种植模式下拔节期1次灌溉120mm处理和拔节期与抽穗期各灌溉60mm处理的WUE均显著提高。统筹考虑冬小麦的籽粒产量和WUE,在总灌溉量为120mm条件下,宽幅精播种植模式下拔节期和抽穗期各灌溉60mm是一种适宜在黄淮海地区推广的节水种植模式。     

垄作沟播喷灌对油葵土壤水热调控及高效利用机理

垄作沟播喷灌技术对降水及灌溉水叠加利用效果明显，适用于北方井灌农业区。通过测定不同灌水处理下土壤水分变化、土壤温度变化、干物质积累与分配、产量、水分利用效率及效益等指标，分析了不同灌水处理对油葵土壤水分、土壤温度的调控、水热高效利用机理与效应。研究表明，垄作沟播处理可减少棵间蒸发，充分利用土壤中的冬季灌溉储水量和有限的灌溉水资源，提高了水分利用效率；其土壤温度变化幅度较CK(覆膜平作喷灌)小，且较为平缓，对土壤水热的调控效果明显，提高了水热利用效率，对油葵产量形成有促进作用。垄沟处理T3(垄作沟播喷灌，灌水定额36mm)、T4(垄作沟播喷灌，灌水定额42 mm)干物质积累量均高于其他垄沟处理和CK处理，在提高总体光合产物的同时提高了经济产品的积累量。在适宜灌水定额(T3)条件下，两年油葵产量较CK分别高6.1%和8.3%，水分利用效率分别提高0.34 kg/m³和0.54 kg/m³，净产值分别提高6.7%和10.2%。在实际油葵种植生产中若采取垄作沟播喷灌技术，建议灌水定额以36mm为宜，灌水频率依据气候条件保持在3～5次。     

不同灌水处理对冬小麦生长及水分利用效率的影响

1998～ 1 999年在山东省桓台县进行了冬小麦节水灌溉试验。通过对冬小麦生长动态观测表明 :减少灌水量可以促进冬小麦发育。起身拔节水对冬小麦株高有显著影响。叶面积指数、冠层干物重、根系总量随着灌水量的增加而增加。各处理冬小麦根系总量的 80 %以上分布在 0～ 2 0 cm土层内。随着灌水次数的增加 ,灌水量的增多 ,灌溉水的利用效率逐渐减小。全生育期浇越冬水、起身拔节水、开花水的处理经济产量最高 ,达到 771 6.7kg/hm2 ,水分利用效率最大 ,达到 1 5 .92 kg/(hm2· mm) ,单位水资源量的边际效率也最大 ,达43 .1 2 kg/mm,单次灌水的最大平均产量为 85 1 .65 kg/hm2。     

宁南旱地垄覆沟作对土壤水分及马铃薯产量的影响

以庄薯3号为试验材料,研究了不同栽培方式对宁南旱地土壤水分、马铃薯产量及水分利用效率的影响。结果表明,垄覆沟播栽培方式生育期较CK提前4d,淀粉累积延长5d,提高了马铃薯生育期内干物质累积量。垄覆集雨有效提高了马铃薯现蕾期—盛花期40cm以下土壤含水率,并增加了1m土体贮水量(P0.05)。垄覆沟播处理马铃薯产量最高为34 908.0kg/hm2,较CK增产39.1%,差异显著,同时增加马铃薯单株个数,提高单株产量和单薯重。垄覆沟播处理马铃薯水分利用效率为69.0kg/(hm2·mm),较CK增加43.5%,但与覆膜垄作无显著差异,其趋势为垄覆沟作覆膜垄作裸地垄作裸地平作。垄覆沟播可作为宁南旱地解决马铃薯高产高效的技术途径。     

不同灌溉定额及施氮量对西瓜产量及水分利用效率的影响

针对宁夏干旱地区水资源贫乏,作物产量低的问题,采用膜下滴灌灌水和施肥的方式种植西瓜,研究不同灌溉定额及施氮量对西瓜生长、产量和水分利用效率的影响。试验结果表明:灌溉定额900 m3/hm2、施氮量225 kg/hm2的处理条件下茎粗最大为7.45 mm、产量最大为43.80t/hm2、水分利用效率为24.01 kg/m3;灌溉定额900 m3/hm2、施氮量300 kg/hm2的处理条件下株高最大为254.7 cm。综合考虑茎粗、株高、产量、水分利用效率和经济效益等多种因素,最优处理为T5(灌溉定额900 m3/hm2、施氮量225 kg/hm2),该处理最高产量可达43.80t/hm2,取得的经济效益最大。该研究结果能够为宁夏干旱地区节水种植西瓜提供理论依据和技术指导。     

针叶豌豆不同间作模式对产量及水分利用效率影响

以平作栽培为对照,研究了河西绿洲灌区垄作沟灌栽培条件下玉米/针叶豌豆、马铃薯/针叶豌豆和油葵/针叶豌豆3种间作模式对作物产量和水分利用效率的影响。结果表明:垄作沟灌栽培5～25cm土层的日均地温较平作提高0.87～0.95℃,随土层加深,土壤增温效果先递增后递减。玉米/针叶豌豆产量和水分利用效率最高,分别为15 795.3kg/hm2和22.94kg/hm2.mm,比马铃薯/针叶豌豆和油葵/针叶豌豆提高9 273.3kg/hm2和8 717.7kg/hm2,水分利用效率分别提高10.55kg/(hm2.mm)和10.87kg/(hm2.mm)。垄作沟灌栽培产量比平作栽培增加1 649.4kg/hm2,水分利用效率提高5.11kg/(hm2.mm)。从增产节水角度来看,玉米/针叶豌豆垄作栽培模式最优、平作栽培模式其次。