施氮量和灌水模式对小麦产量、品质和氮肥利用的影响

为探明河套灌区小麦实现高产、高效、优质相统一的施氮量范围,以中强筋小麦品种永良4号为供试材料,通过田间试验系统分析了不同施氮量和灌水模式对小麦产量、品质和氮肥利用效率的影响。结果表明,节水灌溉较常规灌溉,小麦籽粒产量并未显著降低,籽粒品质显著提升;植株吸氮量明显降低,氮素生理效率和氮素生产效率显著提高。小麦产量随着施氮量的增加呈先升高后降低的趋势,籽粒品质随施氮量增加呈增加趋势;多数氮素利用相关指标与施氮量均呈极显著负相关,过量施氮导致氮肥利用效率降低。河套灌区小麦高产、高效、优质相统一的适宜施氮量为:节水灌溉模式185.5 kg·hm~(-2)～209.5 kg·hm~(-2),常规灌溉模式212.5 kg·hm~(-2)～240.9 kg·hm~(-2)。     

不同水氮处理对小麦耗水特性及产量的影响

为给小麦高产节水栽培提供理论依据,以百农矮抗58为材料,在大田条件下设置3个灌水水平[不灌水(W0),灌1水(W1,拔节水),灌2水(W2,拔节和开花水)]和5个施氮水平[0kg·hm-2(N0)、90kg·hm-2(N1)、180kg·hm-2(N2)、240kg·hm-2(N3)、300kg·hm-2(N4)],研究水氮处理对冬小麦耗水特性及产量的影响。结果表明,随着施氮量的增加,小麦总耗水量和土壤贮水消耗量先增加后降低,以N3处理最高,各种水分利用效率也表现出相似趋势。随灌水次数的增加,总耗水量、土壤水利用效率和降水利用效率均提高,而水分利用效率和灌水利用效率则相反。阶段耗水量均随灌水次数增加而提高,施氮对阶段耗水量的影响因灌水不同而异,其中,N2和N3处理在拔节至开花期的耗水量较高,而在开花至成熟期则较低。籽粒产量随施氮量增加呈先升后降趋势,随灌水次数增加则持续提高。综合考虑产量和生产成本,W1N3处理为本试验条件下节水高产的水氮运筹推荐模式。     

限水减氮对高产麦田群体动态和产量形成的影响

为解决河北省水资源匮乏和麦田施氮量偏多问题,于2013~(-2)014和2014~(-2)015年度,在河北省石家庄市藁城区分别设置限水灌溉的单因素试验和限水减氮的二因素裂区试验,研究了限水减氮对河北省高产麦田群体动态和产量的影响。结果表明,在2013~(-2)014年度,限水灌溉处理(拔节期45mm、开花期30mm、灌浆期30mm,春季总灌水量105mm)与节水灌溉对照(拔节期60mm、开花期60mm,春季总灌水量120mm)间小麦叶面积指数、光能截获率、生物产量、穗数和穗粒数差异均不显著;限水灌溉的千粒重显著增加,籽粒产量为10 081.08kg·hm~(-2),水分利用效率为27.98kg·hm~(-2)·mm-1。在2014~(-2)015年度,限水灌溉处理中W3处理(拔节期37.5mm、开花期15mm、灌浆期15mm,春季总灌水量67.5mm)的叶面积指数、光能截获率与节水灌溉对照(拔节期67.5mm、开花期67.5mm,春季总灌水量135mm)无显著差异,穗数和穗粒数有所降低,但千粒重显著增加,籽粒产量8 903.70kg·hm~(-2),比节水灌溉对照减产7.95%,生物产量降低7.15%,但水分利用效率和灌水利用效率分别提高9.28%和84.10%,且未显著增加0~140cm和0~200cm土层贮水的消耗,是本试验条件下保证高产高效的最佳限水灌溉模式。120、180和240kg·hm~(-2)的3个施氮水平间各指标差异均不显著。综合节水高产和减氮增效的现状,以小麦拔节期灌水37.5mm、开花期15mm、灌浆期15mm的灌溉模式结合生育期施N 120kg·hm~(-2)为本试验条件下的最优限水减氮组合。     

不同灌水模式对冬小麦产量及水分利用的调控效应

为明确不同灌水次数和灌水时期对小麦产量和水分利用效率的影响,在池栽条件下,以小麦品种矮抗58为材料,设置全生育期不灌水(W0)、灌拔节水(W1)、灌拔节水+孕穗水(2水,W2)和灌拔节水+孕穗水+灌浆水(3水,W3)4个处理,通过定位试验探讨不同灌水方式对小麦产量及水分利用效率(WUE)的调控效应。结果显示,与W0处理相比,3个生长季W1、W2和W3处理的平均产量分别提高37.2%、52.9%和52.7%,而平均耗水量分别增加27.1、70.4和94.9mm;灌水的增产效果在不同年份间存在差异,干旱年份的增产幅度显著大于正常年份。小麦总耗水量和WUE、产量均呈二次曲线关系,其中WUE以W1为最大,而产量以W2最大。综合考虑小麦产量和水分利用效率,正常降水年份在拔节期灌1次水、干旱年份灌拔节水+孕穗水(2水)为小麦节水高产灌溉模式。     

拔节期和开花期测墒补灌对邯麦16号小麦产量及耗水特征的影响

为给邯郸地区小麦节水栽培提供依据,于2016-2017年选用高产小麦品种邯麦16号进行大田试验,设置了3个测墒补灌处理(分别用W70、W75和W80表示,W70处理拔节期、开花期的0～40 cm土层目标相对含水量均为70%,W75处理均为75%,W80处理均为80%),以全生育期不灌溉W0和当地常规灌溉WN为对照,研究了拔节期、开花期测墒补灌对邯麦16号小麦产量及耗水特征的影响。结果表明,与WN处理相比,W75处理的总灌水量明显降低,土壤水消耗量及其占总耗水量的比例明显提高,促进了小麦对土壤水的利用;W75处理的总耗水量明显下降,籽粒产量、水分利用效率、灌溉水利用效率、灌溉效率均显著增加。开花期依据土壤含水量补灌至目标相对含水量为75%的水分管理措施,较传统灌溉明显降低了总耗水,同时提高了小麦产量和水分利用率,实现了高产、节水及水分高效利用,是本试验条件下最优测墒补灌处理。     

滴灌量对新疆高产春玉米产量和水分利用效率的影响研究

通过设置不同灌溉量处理,研究新疆滴灌高产玉米(≥15 000 kg/hm2)的需水规律及其灌溉量对产量和水分利用效率(WUE)的影响。结果表明,两年两地(伊宁县、奇台)均表现为玉米产量随着灌水量增大而显著增加,灌水量显著影响穗粒重,而对收获穗数无显著影响;相同灌水量不同基因型间的耗水量无显著差异,但同一基因型不同灌水量处理间的耗水量均表现为随着灌水量增大而显著增大;同一灌水量不同基因型的水分利用效率有差异,不同基因型间均表现出较低灌量处理的水分利用效率较高。综合考虑产量和水分利用效率,现行高产田灌溉量减少10%或20%,可在不影响产量的同时达到节水的目的。     

栽培模式对鲁中地区小麦群体数量、产量和水分利用的影响

为筛选黄淮麦区高产麦田的水分高效利用栽培模式,以冬小麦品种泰山4241为材料,通过2010-2012年在泰安市的田间试验,比较了5种栽培模式下小麦群体数量、产量和水分利用效率的差异。结果表明,在5种栽培模式中,节水模式1(总施氮量210kg·hm-2,追氮比例为40%,灌底墒水+越冬水+拔节水,10月10日播种,基本苗225万株·hm-2)的小麦产量结构较合理,收获指数和水分利用效率相对较高,其中收获指数和水分利用效率两年平均较农户模式分别增加1.45%和3.05%,产量略高于农户模式。因此,该模式具有节水、节肥和高产的特点,在鲁中地区具有一定的推广价值。     

灌水对宁春50籽粒干物质积累、产量及水分利用效率的影响

为给春小麦节水高产栽培提供依据,以春小麦品种宁春50为材料,通过田间灌水试验,研究了不同灌水处理（W1：灌二棱水;W2：灌二棱水和拔节水;W3：灌二棱水、拔节水和开花水）对春小麦花后旗叶衰老进程、光合特性、干物质积累与分配、水分利用效率(WUE)及籽粒产量的影响。结果表明,在春小麦花后各阶段,旗叶过氧化物酶（POD）活性随着灌水次数增加而提高,W2处理花后中后期超氧化物歧化酶（SOD）活性最高,增加灌水显著降低旗叶丙二醛（MDA）含量。增加灌水次数明显延缓灌浆后期SPAD值的快速降低,W1处理的叶面积系数（LAI）显著低于W2和W3处理,开花期、灌浆中期旗叶光合特性（Ci、Ts、Gs、Pn）表现为W3＞W2＞W1,灌水次数增加量及其对籽粒产量的贡献率,提高了花后光合产物的积累,促进春小麦灌浆后期千粒重的持续快速增加。增加灌水次数明显提高春小麦籽粒产量、收获指数,但使灌水利用效率、水分利用效率降低。在本试验条件下适度的灌水可实现春小麦节水高产并举。     

灌水时期和数量对小麦耗水特性及产量的影响

为确定高产麦田的适宜灌水时期和数量,在池栽试验条件下,选用中筋小麦品种泰山23,研究了灌水时期和灌水量对小麦耗水特性及产量的影响.结果表明:(1)灌底墒水60 mm和拔节中期水30 mm的W1处理籽粒产量和水分利用效率较高,分别为7 727.10 kg·ha-1和18.69 kg·ha-1·mm-1,灌溉水利用效率最高.灌底墒水、拔节后期水和灌浆期水各60 mm的W5处理的籽粒产量最高,为8 494.50 kg·ha-1;水分利用效率与W1处理无显著差异.(2)W1处理和W5处理的总耗水量分别为413.46和464.91 mm;灌溉量、降水量、土壤贮水耗水量分别占总耗水量的比例为21.77%、41.43%、36.80%和38.72%、36.85%、24.44%,W1处理提高了对降水和土壤贮水的利用比例,而W5处理提高了对灌溉水的利用比例.(3)W1处理全生育期0～200 cm土层的土壤贮水消耗量最高,为152.16 mm,并且深层100～180 cm各土层的土壤贮水消耗量均显著高于其他处理,而W5处理全生育期0～200 cm土层的土壤贮水消耗量最低,为113.61 mm.     

微喷带补灌对冬小麦耗水特性和产量的影响

为给适于麦田精量灌溉的新型灌溉设施和方法的研发提供理论依据,于2011-2013年冬小麦生长季,选用高产冬小麦品种济麦22为材料,以全生育期不灌水处理和传统畦灌处理为对照,设置6个不同带宽(60、80、100mm)和孔径(1.0和0.8mm)配置的微喷带补灌处理,研究了微喷补灌对冬小麦耗水特性和产量的影响。结果表明,在60~100mm带宽范围内适当增大微喷带带宽,或在80mm带宽下增加内喷孔孔径均可显著提高灌溉水分布均匀系数。带宽80mm、内喷孔孔径1.0mm配置的微喷带灌溉处理(T80/1.0)下小麦拔节期至开花期对80~200cm土层贮水的消耗量低于其他处理,对0~40cm土层贮水的消耗量亦较低,其开花期补灌水量、全生育期总灌水量和总耗水量均低于其他微喷带灌溉处理。T80/1.0处理籽粒产量、水分利用效率及灌溉效益均显著高于带宽为60mm的处理及内喷孔孔径为0.8mm、带宽为80mm和100mm的处理;T80/1.0处理与传统畦灌处理相比,灌水均匀度和籽粒产量均无显著差异,但全生育期总灌水量减少33.2~70.8mm,总耗水量减少47.6~52.2mm,水分利用效率提高2.1~2.9kg·hm-2·mm-1。说明小麦生育中后期采用带宽80mm、内喷孔孔径1.0mm配置的微喷带进行按需补灌,有明显的节水高产效果。     

滴灌量对冬小麦耗水特性和干物质积累分配的影响

为给滴灌冬小麦高产栽培的水分管理提供理论依据,在播前足墒和越冬前灌水750 m33·hm-2的条件下分析了起身后不同滴灌量(2550、3150和3750 m3·hm-2,分别用W1、W2、W3表示)对冬小麦耗水及干物质积累、分配的影响.结果表明,随滴灌量的减少,冬小麦孕穗期至花后20 d的0～100 cm土层含水量明显降低,但土壤含水量沿毛管的横向差异增大,总耗水量减少,土壤贮水的消耗量明显增加;群体的叶面积指数和干物质积累量降低,尤其是远离毛管处下降更明显;开花前营养器官贮藏同化物向籽粒的转运量、运转率及对籽粒的贡献率增加,开花后干物质同化量和对籽粒的贡献率显著降低;籽粒产量降低,灌溉水利用效率呈增加趋势.3个处理中,W2的水分利用效率最高,产量与W3差异不显著.在本试验条件下,起身后滴灌冬小麦的适宜灌溉定额为3150～3750 m3·hm2.     

水肥运筹对滴灌春小麦保护酶活性及产量的影响

为了解水肥运筹对滴灌春小麦旗叶保护酶活性及产量的影响,通过大田调查和小区控制试验,测定和分析了不同水肥条件下滴灌春小麦分蘖期、拔节期、灌浆期的保护酶活性、丙二醛含量及产量差异.结果表明,从分蘖期到灌浆期,适宜的水肥条件能增加滴灌春小麦叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)的活性.重度水分胁迫和低氮条件下,丙二醛(MDA)含量较高.水肥对产量互作效应显著,增施氮肥可提高产量.说明水肥合理配施对小麦的抗旱性具有一定的调控作用,灌水量和施肥量过高或过低均不利于小麦相关生理过程.综合考虑不同指标,全生育期灌水量为2 800～4 400 m3·hm-2、氮肥施用量为450～750 kg·hm-2、磷肥施用量为225～375 kg·hm-2时,滴灌小麦膜脂抗氧化能力和产量表现最佳.     

灌水模式对冬小麦花后光合、产量及水分利用的影响

为筛选出商丘地区冬小麦高产和水分高效利用的适宜灌水模式,2011-2013年在大田条件下,以周麦18为试验材料,以全生育期不灌水作为对照(W0),研究了拔节期灌水120mm(W1)、孕穗期灌水120mm(W2)、拔节期和孕穗期各灌水60mm(W3)、拔节期和灌浆期各灌水60mm(W4)以及拔节期、孕穗期和灌浆期各灌水40mm(W5)五种灌溉模式对冬小麦花后旗叶光合、产量及水分利用效率的影响。结果表明,小麦灌浆前期(开花后15d)旗叶净光合速率日变化呈现双峰曲线,分别在11:00和15:00达到峰值。灌水促进了花后旗叶光合作用,净光合速率平均增加145.9%。与W0处理相比,灌水处理在2011-2012和2012-2013年总耗水量分别增加13.8%和18.6%,土壤贮水消耗量和降水量占总耗水中的比例分别下降了60.6%、12.4%和46.2%、15.6%。灌水增加了籽粒产量和水分利用效率,其中在平水年型(2011-2012年)下,W3处理的产量和水分利用率最高,较W0处理分别增加27.5%和8.8%;在丰水年型(2012-2013年)下,以W1处理的产量和水分利用效率最高,较W0处理分别增加65.6%和36.4%。     

水氮运筹对新疆滴灌春小麦群体质量和产量的影响

为探明水氮运筹对滴灌春小麦群体质量和产量的影响规律,2017年和2018年在田间滴灌条件下设置1 500、3 750、6 000和8 250 m~3·hm~(-2)4种灌水量(分别用W1、W2、W3和W4表示)和0、225、300和375 kg·hm~(-2)4个施氮水平(分别用N0、N1、N2和N3表示),比较分析了不同水氮处理下春小麦品种(新春6号)的茎蘖数、茎蘖成穗率、LAI、粒叶比、花后干物质生产力和产量及其构成的差异。结果表明,两年中,春小麦茎蘖数、茎蘖成穗率、LAI、粒叶比、花后干物质生产力及产量在相同氮素营养条件下随灌水量的增加均呈先增后减趋势,且以W3最大;在相同水分条件下随施氮水平的提高也均呈先升后降趋势,且以N2最大。在所有处理中,W3N2处理的春小麦茎蘖数、茎蘖成穗率、LAI、粒叶比、花后干物质生产力和产量及其构成因素值均最高。因此,在本试验条件下,灌水6 000 m~3·hm~(-2)和施氮300 kg·hm~(-2)为滴灌春小麦最佳的水氮组合。     

限量灌溉对京郊小麦产量、水分利用效率及效益的影响

为明确北京及周边地区限量灌溉下小麦适宜的灌水制度,设置5个灌水梯度,以北京平均灌溉水平2 550m3·hm-2为对照(CK),逐渐减少用水量到2 100、1 650、1 200和750m~3·hm~(-2),通过田间和盆栽试验,研究灌水对小麦生长、产量、水分利用效率及效益的影响。结果表明,与对照相比,灌水量为2 100和1 650m~3·hm~(-2)的处理下,小麦产量降幅未达显著水平,其余两个处理(1 200和750m~3·hm~(-2))的产量显著降低。减产源于有效穗数和穗粒数的减少;有效穗数的减少源于群体茎蘖数(起身、拔节)的减少,穗粒数的减少源于穗长的缩短、不孕小穗数增加和有效小穗数减少。随着灌水量的减少,小麦的水分利用效率提高,其中灌水1 650m~3·hm-2的处理水分利用效率最高。与对照相比,灌水2 100和1 650m~3·hm~(-2)的处理,每公顷效益减少290元以内,其余两个处理减少超过1 700元。综合考虑产量、效益、水分利用效率,在限制灌溉量无补贴的情况下,灌水量为1 650 m~3·hm~(-2)(越冬水750 m~3·hm~(-2)、拔节水450 m~3·hm~(-2)、灌浆水450m~3·hm~(-2))的节水灌溉模式最佳。     

地膜玉米免耕轮作春小麦水氮生产力对灌水施氮水平的响应

针对绿洲灌区春小麦生产中水氮消耗量大、连作普遍问题,2015-2018年,在河西走廊甘肃农业大学绿洲试验站进行田间试验,设两种耕作措施(玉米茬免耕一膜两年用,NT;玉米茬传统翻耕,CT)、两种灌水水平(2400m^3·hm^-2,传统水平,I2;1920m^3·hm^-2,传统灌水减量20%,I1)和三种施氮水平(225kg·hm^-2,传统施氮,N3;180kg·hm^-2,减量20%施氮,N2;135kg·hm^-2,减量40%施氮,N1),分析了不同处理下春小麦籽粒产量、灌溉水生产力和氮肥偏生产力特征。结果表明,与CT、I2相比,NT和I1均能提高春小麦的籽粒产量、灌溉水生产力和氮肥偏生产力;与N3相比,N2的氮肥偏生产力提高11.6%~30.4%,籽粒产量和灌溉水生产力在2016、2017年均无显著变化,在2018年分别降低10.7%和10.4%;N1的籽粒产量降低6.1%~23.5%,灌溉水生产力和氮肥偏生产力分别增加6.1%~23.0%和27.6%~56.5%。在所有处理中,NTI1N2和NTI2N3处理的籽粒产量三年中均较高,二者间差异不显著,但NTI1N2处理灌溉水生产力和氮肥偏生产力较NTI2N3处理分别提高7.6%~20.4%和16.5%~30.4%;NTI1N2处理的籽粒产量、灌溉水生产力和氮肥偏生产力较CTI2N3处理分别提高3.8%~22.0%、19.7%~40.8%和29.7%~52.5%。综上所述,在西北绿洲灌区以覆膜玉米为前茬,免耕穴播小麦,配套施氮180kg·hm^-2、生育期灌水1920m^3·hm^-2的种植方式是适用于小麦节约水氮的高效生产模式。     

水氮限量供给下两个高产小麦品种物质积累与水分利用特征

为给小麦节水高产高效栽培提供科学依据,以主栽小麦品种济麦22和石麦15为材料,在大田条件下,设置2个灌水水平[春灌一水(W1)和春灌二水(W2)],在每个灌水水平下设置2个施氮量处理[192kg.hm-2(N1)和270kg.hm-2(N2)],探讨了有限水氮供给条件下两品种的干物质生产与水分利用特征。结果表明:(1)在W1水平下,济麦22的N1与N2处理籽粒产量和水分利用效率无显著差异,石麦15的N1处理籽粒产量和水分利用效率显著高于N2处理;在W2水平下,两品种籽粒产量和水分利用效率均以N1处理较高;在相同施氮水平下,两品种籽粒产量和水分利用效率均以W2处理较高;在不同水氮处理下,济麦22籽粒产量和水分利用效率高于石麦15。(2)在相同灌溉水平下,两品种花后物质积累量和分配比例均以N1处理高于N2处理;在相同施氮水平下,两品种花后物质积累量和分配比例均以W2处理高于W1处理;2个品种比较,石麦15花后物质积累量和分配比例高于济麦22,而济麦22花前物质积累量及其对产量的贡献率高于石麦15。(3)在不同水氮处理下,济麦22总耗水量、土壤贮水消耗量及花后耗水比例均大于石麦15。综合上述结果认为,两小麦品种在W2N1水氮组合下可实现高产与水分高效利用的协调统一。