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。     

施磷对旱地小麦土壤水分、干物质累积和转运的影响

为探明旱地小麦最佳施磷量和施磷方式,在山西省闻喜县进行了施磷量(P2O5)为75、112.5、150kg·hm-2和施磷土层深度为20、40cm的田间试验,分析了不同处理对旱地麦田土壤水分、干物质累积与转运的影响。结果表明,随着施磷量的增加,小麦花前0~100cm土层的土壤水分含量提高,且40cm土层施磷较20cm土层施磷效果显著;小麦各生育时期单株干物质量增加,且40cm土层施磷条件下差异显著。施磷150kg·hm-2时,40cm土层施磷较20cm土层施磷,小麦花前叶片和茎秆+茎鞘的干物质量增加,成熟期茎秆+茎鞘干物质量显著降低,籽粒干物质量及其所占比例增加。随施磷量的增加,小麦花后干物质累积量及其对籽粒的贡献率均显著增加,且40cm土层施磷较20cm土层施磷效果显著。施磷条件下,花后干物质累积量与小麦越冬-孕穗期土壤水分含量关系密切,与孕穗期土壤水分含量尤为密切。40cm土层施磷150kg·hm-2有利于提高旱地麦田孕穗期前0~100cm土层土壤水分含量,促进小麦茎秆+茎鞘中的干物质向籽粒转运和花后干物质累积及其对籽粒的贡献率,从而提高籽粒产量。     

测墒补灌条件下不同穗型小麦耗水特性和同化物积累与分配研究

为了解测墒补灌对小麦水分利用和干物质积累与分配的影响及与品种类型的关系,在田间条件下,以中穗型品种青农2号和济麦22、大穗型品种山农23和山农30为材料,设置小麦全生育期不灌水(W0)、节水灌溉(W1)和充分灌溉(W2)3个水分处理(W1处理拔节期和开花期0～40 cm土层土壤相对含水量分别补灌至65%和70%,W2分别补灌至85%和90%),研究了不同土壤水分下两种穗型小麦耗水特性和同化物积累与分配。结果表明,两种穗型小麦的W1处理灌水量及其占总耗水量的比例显著低于W2处理;60～140 cm土层土壤贮水消耗量显著低于W0处理,高于W2处理。W1处理开花前营养器官贮藏干物质在开花后向籽粒的转运量和对籽粒产量的贡献率均低于W0处理,而开花后干物质对籽粒产量的贡献率及成熟期干物质在籽粒中的分配量和分配比例均高于W0处理,W2处理的上述指标与W1处理均无显著差异。两种穗型小麦W1处理的籽粒产量高于W0处理,与W2处理无差异;W1处理水分利用效率和灌水利用效率高于W2处理。W1处理下两中穗型品种灌水量及其占总耗水量的比例和土壤贮水消耗量及其占总耗水量的比例的平均值分别比两大穗品种的平均值低4.95%、2.77%、7.15%和3.54%;两个中穗型品种开花前营养器官贮藏干物质向籽粒的转运量和贡献率比两个大穗型品种平均值分别高61.68%和70.33%,开花后干物质向籽粒的转运量、贡献率和成熟期干物质在籽粒中的分配量的平均值比两大穗型品种的平均值分别低13.88%、9.97%和18.08%。     

灌水与施磷对小麦氮素积累运转及水分利用效率的影响

为探讨小麦产量形成过程中灌水与施磷的作用,以黄淮南部高产麦田主导小麦品种百农207和豫麦49-198为供试材料,在大田多年定位试验条件下,研究了灌水与施磷对冬小麦干物质积累、转运及水分利用效率的影响。结果表明,与不施磷(P0)相比,施磷条件(P1,150 kg·hm~(-2))下小麦花后干物质积累量、营养器官氮素转运量、籽粒产量和水分利用效率均显著提高,其中百农207和豫麦49-198花后干物质积累量分别增加132.9%和105.9%,花后营养器官氮素转运量分别增加65.3%和51.2%,籽粒产量分别提高76.9%和51.8%,水分利用效率提高55.1%和29.2%。灌水有利于小麦花后营养器官氮素转运量及籽粒氮素积累,提高籽粒产量。与不灌水(W0)相比, W1(拔节水)和W2(拔节水+开花水)条件下百农207花后营养器官氮素转运量分别增加14.1%和17.7%,籽粒产量分别提高15.3%和28.8%;豫麦49-198氮素转运量分别增加40.1%和58.9%,籽粒产量分别提高22.8%和16.8%。水、磷对小麦籽粒产量的影响存在一定的互作效应。百农207和豫麦49-198籽粒产量分别以W2P1和W1P1处理最高,较W0P0处理分别提高116.3%和69.1%。综合考虑,施用磷肥150 kg·hm~(-2)结合灌水1～2次既能实现小麦高产,又能维持较高的水分利用效率。     

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。     

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。     

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.     

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。     

测墒补灌条件下施氮量对冬小麦耗水特性和水氮利用效率的影响

为明确黄淮麦区冬小麦高产节水条件下的适宜施氮量,以小麦品种山农23为材料,在大田拔节期和开花期0~40cm土壤含水量分别补灌至田间持水量的70%和65%条件下,设置每公顷施纯氮0kg(N0)、180kg(N1)、240kg(N2)、300kg(N3)4个施氮水平,研究小麦耗水特性和水氮利用效率对施氮量的响应。结果表明,N2处理较N0和N1处理显著提高了20~160cm土层土壤贮水消耗量,但与N3处理无显著差异。N2处理灌水量较N0和N1处理分别降低7.35%和9.51%,显著提高土壤贮水消耗量、开花至成熟阶段的耗水量和耗水模系数;N3处理的灌水量较N2处理增加9.59%,两个处理间土壤贮水消耗量、开花至成熟阶段的耗水量和耗水模系数均无显著差异。N2处理的籽粒产量、降水利用效率和灌水利用效率比N1处理分别高9.53%、9.54%和21.04%,施氮量增加至300kg·hm-2时,籽粒产量无显著变化,灌水利用效率和氮肥偏生产力分别降低7.55%和18.94%。因此,在本试验条件下,施氮240kg·hm-2的增产、水氮高效利用效果最佳。     

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。     

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。     

水分胁迫对不同耐旱性玉米土壤水分消耗、水分利用和产量的影响

以郑单958(耐旱性强)和驻玉309(耐旱性弱)为供试材料,通过池栽试验研究水分胁迫对两个玉米品种的吐丝前后土壤水消耗、水分利用和子粒产量的影响。正常供水下,两个品种吐丝前和吐丝后土壤水消耗量、生育期耗水量、水分利用效率和子粒产量均无显著差异。水分胁迫下,全生育期各土层(0.2～1.6 m)水分消耗量均为郑单958少于驻玉309,吐丝前和吐丝后郑单958土壤水消耗量分别比驻玉309少12 mm和21mm,且分别以0.2～0.4 m(吐丝前)和0.8～1.0 m(吐丝后)土层品种间差异最大。水分胁迫下,郑单958和驻玉309的生育期耗水量分别为454 mm和487 mm,子粒产量分别为8 320 kg/hm~2和7 290 kg/hm~2,表明水分胁迫条件下,耐旱品种郑单958以较少的水分消耗生产更多子粒,表现出较高的水分利用效率。     

氮肥运筹对华北平原限水灌溉冬小麦产量和水氮利用效率的影响

为了解不同氮肥运筹处理对华北平原限水灌溉条件下冬小麦产量、水分和氮素利用效率的影响,在中国农业大学吴桥试验站限水灌溉(播种前灌充足底墒水,春浇拔节水和开花水)条件下,开展了6个不同氮肥运筹处理(157.5 kg N/ha全部做基肥;基肥88.5 kg N/ha 追肥69 kg N/ha;基肥157.5 kg N/ha 追肥69 kg N/ha;基施88.5 kg N/ha 追施138 kg/ha;226.5 kg N/ha全部做基肥;基肥157.5 kg N/ha 追肥138 kg N/ha)的大田试验。结果表明,限水灌溉条件下,不同氮肥运筹处理的冬小麦经济产量和产量构成因素(有效穗数、穗粒数和千粒重)间无显著差异。冬小麦水分利用效率(1.78~1.87 kg/m3)和氮素生理利用效率(39.65~44.42 kg/kgN)随氮肥施用量加大呈下降趋势,而氮肥生产力则随施氮量增加而显著降低。冬小麦氮素转运量及其对籽粒的贡献率(%)均表现为叶片>茎鞘>穗颖。氮肥一次性基施处理的氮素转运量及其对籽粒的贡献率(%)在各氮肥运筹处理中均较高。在华北平原地区,施氮水平在157.5 kg N/ha且一次性基施,是限水灌溉冬小麦高产、高效、简化的适宜施肥方式。     

降水量与施磷量对黑土区玉米产量及磷素吸收利用的影响

在自然降水条件下采用滴灌补水措施,研究不同降水量及施磷量对黑土区玉米产量、磷素吸收积累及磷肥利用率的影响。结果表明,降水量及施磷量的增加会增加玉米植株干物质量的积累,进而促进玉米产量的形成。施磷量较降水量对玉米产量的影响更为显著,适量的降水量与施磷量有利于玉米产量的增加。各处理中以W3(自然降水+200 mm)、P3(施磷220 kg/hm~2)处理产量最高,达13 914 kg/hm~2。各处理随施磷量的增加,磷肥利用率降低,随降水量的增加磷肥利用率增加。玉米植株磷素积累在同一降水条件下,随施磷量的增加呈先增加后减小的趋势。适磷条件下,适宜降水量可显著提高玉米植株磷素积累量。W3(自然降水+200 mm)、P2(施磷110 kg/hm~2)处理为最优处理,当年降水量为508 mm,玉米产量可达13 119 kg/hm~2;磷肥利用效率最高,达19.7%。     

覆盖对喷灌夏玉米植株生长和产量的影响

在夏玉米生育期间设75%、65%、55%田间持水量3个灌水控制下限,研究地膜覆盖和不同秸秆覆盖量对喷灌夏玉米生长发育、产量、耗水量及水分利用效率的影响。结果表明,地膜覆盖能明显促进植株的生长,地膜覆盖和秸秆覆盖量大于7 500 kg/hm2处理的增产效果相当,覆盖增产效果均随着土壤水分的降低而增加。地膜覆盖处理耗水量最小,无覆盖的最大;秸秆覆盖处理的耗水量随着覆盖量的增加呈减少趋势,土壤水分越高的处理,覆盖节水量越多。地膜覆盖处理的水分利用效率(WUE)最高,比不覆盖处理提高50%以上;秸秆覆盖处理的WUE随着覆盖量的增加而增加,当覆盖量达到7 500 kg/hm2时,WUE的增加幅度变小。