深松和灌水次数对春玉米耗水特性及产量的影响

试验设置深松条件下灌水3次和4次(SI3和SI4)两个处理,以常规浅旋耕灌水3次和4次(RI3和RI4)为对照,研究深松及灌水次数对超高产春玉米生育期耗水规律、灌浆特性及产量的影响。结果表明,与常规浅旋耕相比较,深松处理可显著改善40~100 cm深层土壤水分条件,为深层根系的水分吸收提供保障,促进春玉米生长发育。深松处理较浅旋耕处理生产单位玉米平均节水量为0.149 m~3/kg,节水6.66%,单位耗水量增产量为0.322 kg/m~3,增产7.17%。相同灌水次数条件下,深松处理显著提高春玉米产量构成因素,增产达12.47%。     

灌水时期对强筋小麦产量和品质的影响

为了提高小麦的水分利用效率,并为小麦高产优质栽培提供参考,以强筋小麦品种皖麦38为材料,按小麦叶龄指标设计了9个时期的灌水试验,研究了灌水时期对强筋小麦产量和品质的影响。结果表明,皖麦38主穗的籽粒粗蛋白含量随灌水时期的推迟逐渐降低,主要分蘖穗籽粒粗蛋白含量随灌水时期的变化趋势与主穗一致;皖麦38各主要分蘖(1蘖～3蘖)穗的籽粒粗蛋白含量高于主茎穗。春4叶前的灌水处理对穗数的增加有利,春5叶至孕穗期的灌水处理对提高穗粒数有利,孕穗期至灌浆前期的灌水处理更有利于千粒重的提高,灌水时期推迟至灌浆中期会对籽粒产量造成不利影响。籽粒产量随灌水时期推迟呈增加趋势,但灌水推迟至灌浆中期会对籽粒产量造成不利影响。灌浆期进行灌水处理会使沉降值和干、湿面筋含量下降。     

灌水对强筋小麦籽粒产量及营养品质的影响

为明确水地强筋冬小麦高产、优质、高效的灌溉技术,试验设3个灌水时期8个灌溉处理［越冬期灌1水（W₁）,拔节期灌1水（W₂）,孕穗期灌1水（W₃）,越冬期和拔节期灌2水（W₁₂）,越冬期和孕穗期灌2水（W₁₃）,拔节期和孕穗期灌2水（W₂₃）,越冬期、拔节期和孕穗期灌3水（W₁₂3）,全生育期不灌水处理（CK）］,于小麦成熟期测定籽粒产量、总蛋白及其组分含量和淀粉含量。结果表明,与不灌水的CK比较,所有灌水处理的籽粒产量、有效穗数、穗粒数、千粒重、蛋白质产量以及籽粒淀粉含量均显著增加,但籽粒的总蛋白及其组分含量均呈不同程度降低（W₁处理除外）。越冬期灌水对有效穗数、籽粒产量、总蛋白及其组分含量、淀粉含量的提升作用较大;拔节期灌水对穗粒数的提升作用较大,但对淀粉含量的提升作用较小,对总蛋白及其组分含量的降低作用较大;孕穗期灌水对千粒重的提升作用较大,对蛋白质产量的提升作用较小。随着灌水次数增加,小麦籽粒产量显著提高,淀粉含量先显著提高后基本不变,而籽粒总蛋白及其组分含量降低。W₁₂3处理籽粒产量最高,其次是W₁₃处理;W₁处理籽粒蛋白质及其组分含量最高,其次是W₁₂及W₁₃处理;W₂₃处理淀粉含量最高,其次是W₁₂或W₁₃处理。综合各项指标,最好的灌水组合是越冬期和孕穗期灌2水（W₁₃）。     

拔节后补灌对不同穗型冬小麦耗水和籽粒产量的影响

为探究拔节期和开花期不同补灌方案对不同穗型冬小麦耗水特性、籽粒产量和水分利用效率的影响,于2017-2019年在山东省泰安市以大穗型品种山农23和中多穗型品种山农29为试验材料,以拔节后无灌水(T1)为对照,设置拔节期补灌目标为0~20 cm土层相对含水率达100%田间持水率(T2)、拔节期和开花期补灌目标为0~20 cm土层相对含水率达100%田间持水率(T3)和拔节期补灌目标为0~40 cm土层相对含水率达100%田间持水率(T4) 3种补灌方案。结果表明,拔节后不同补灌方案对大穗型和多穗型小麦品种影响基本一致。与T1处理相比,T4处理显著提高了0~100 cm土层土壤相对含水率,使60~100 cm土层土壤相对含水率在开花期仍保持较高水平;T3处理显著提高了拔节期0～60 cm和开花期0~40 cm土层土壤相对含水率。与T3处理相比,T4处理的拔节至开花阶段耗水量增加了28.9%,其中对上层土壤总供水的表观消耗量增加了66.4%;T4处理在开花至成熟阶段对深层土壤总供水的表观消耗量增加了68.0%,对上层土壤总供水的表观消耗量降低了37.4%。在开花至成熟期降水较多(121.2 mm)的年份,T4处理的开花至成熟阶段耗水量、开花后旗叶净光合速率和籽粒产量相对于T3处理均无显著变化,但总耗水量较高,水分利用效率显著降低;在开花至成熟期降水较少(45.2 mm)的年份,T4处理的开花至成熟期的阶段耗水量、开花后旗叶净光合速率、籽粒产量和水分利用效率较T3处理均显著降低。因此,在小麦全生育期降水量为111.6~220.2 mm、开花后降水量为45.2~121.2 mm的条件下,大穗型和中多穗型小麦品种均以在拔节期和开花期将0~20 cm土层补灌至100%田间持水率的补灌方案最优,可同时实现高产和高水分利用效率。     

灌水对超高产麦田小麦灌浆期旗叶和籽粒糖含量与产量的影响

为确定超高产麦田适宜的灌水时期和数量,在小麦超高产试验田设置不同的灌水处理,研究了灌水量和灌水期对超高产小麦灌浆期旗叶、籽粒中蔗糖、可溶性糖动态变化及产量的影响。结果表明,与不灌水对照相比,灌水可提高超高产小麦灌浆期旗叶、籽粒中蔗糖和可溶性糖的代谢活性,显著增加籽粒产量。在2009-2010年度小麦生长季降雨量为291.7 mm的条件下,灌冬水、拔节水和灌浆水各60 mm的灌水处理（T5）灌浆期旗叶和籽粒中蔗糖和可溶性糖含量最高,转移和转化最完全,同时其产量也最高,达到超高产水平（9 923.58 kg.hm-2）,与其他灌水处理差异显著。在T5处理基础上继续增加灌水量的T7和T8处理旗叶和籽粒中蔗糖和可溶性糖代谢活性降低,穗粒数、千粒重和水分利用率下降显著,最终导致小麦减产。在本试验条件下,灌冬水、拔节水和灌浆水各60 mm是超高产麦田适宜的用水方案。     

追氮时期对不同小麦品种光合特性和产量的影响

为了给小麦的优质高产栽培提供依据,以强筋小麦烟农19、中筋小麦皖麦52和弱筋小麦安农0305为材料,研究了追氮时期对小麦产量及光合特性的影响。结果表明,追氮时期对叶面积、叶绿素含量和光合速率影响显著,不同处理间均差异显著。另外,追氮时期对于小麦产量的影响显著,表现为拔节、孕穗期追氮比返青、起身期追氮更能提高小麦产量,其中拔节期追氮对小麦产量的提高尤为明显。     

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。     

不同灌水模式对小麦产量、形态和生理特性的影响

为了探寻快速筛选节水高产小麦品种的形态和生理指标,以黄淮冬麦区2003-2013国审或省审及两个对照品种共102份小麦品种为材料,设全生育期不灌水(T_0)、灌拔节水(T_1)、灌拔节+灌浆水(T_2)三种灌水模式,检测了不同灌水模式下小麦的产量、形态和生理特性及其关系。结果表明,T_1较T_0处理通过增加穗数和穗粒数提高产量,T_2较T_1处理通过增加粒重提高产量。T_1明显增加株高、旗叶的面积、周长、长和宽;T_2处理小幅增加株高,对旗叶形态影响年度间不一致。T_1和T_2处理明显增加冠层温差。T_1处理对灌浆后期小麦旗叶叶绿素含量影响年度间不一致,T_2处理提高叶绿素含量。T_0条件下,产量与冠层温差呈显著正相关;T_1条件下,产量与旗叶宽和冠层温差呈显著正相关;在T_2条件下,产量与旗叶宽、叶绿素含量和冠层温差呈显著正相关,与株高呈显著负相关。因此,冠层温差、旗叶宽和叶绿素含量可以用作筛选和鉴定相应灌水模式下节水高产小麦品种的形态或生理指标。     

不同灌水模式对小麦籽粒抗氧化物含量和产量的影响

为明确灌水对小麦产量和营养品质的调控效应,在池栽条件下,以河南主推品种矮抗58为材料,研究了不同灌水模式对籽粒中抗氧化物含量、积累量和籽粒产量的影响。结果表明,小麦生育期间灌水可提高籽粒中抗氧化物含量和积累量,其中类胡萝卜素、类黄酮含量和抗氧化活性均以灌拔节水1水处理最高;类黄酮和类胡萝卜素积累量则以灌拔节水+孕穗水+灌浆水3水处理最高。灌水显著提高了小麦产量,较不灌水处理平均提高37.5%(2012-2013年)和37.2%(2013-2014年),差异达显著水平。相关分析表明,籽粒类胡萝卜素和类黄酮含量与土壤的硝态氮含量呈显著正相关,而与土壤含水量相关不显著,表明较高土壤氮素含量有助于提高小麦籽粒中类胡萝卜素、类黄酮含量,促进抗氧化物积累。     

小麦蒙头水对耗水特性和产量的影响

为了解蒙头水在小麦生产中的作用,以大面积种植的小麦品种矮抗58为材料,结合耕作方式研究了灌蒙头水对小麦水分利用特征和产量形成的影响。结果表明,蒙头水对水分利用特征、籽粒产量及其构成因素影响较大,耕作方式效应较小。与不灌蒙头水相比,灌蒙头水处理的拔节前和全生育期耗水量分别增加38.15%和15.35%,降水利用效率和土壤水利用效率分别提高20.70%和20.94%,灌溉水利用效率降低31.18%。灌蒙头水显著提高穗数、穗粒数和籽粒产量,对千粒重影响较小。建议在播前土壤墒情不足时补充蒙头水。     

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。     

微喷带灌溉下带长对小麦耗水特性和籽粒产量的影响

为探讨测墒补灌下微喷带灌溉在小麦节水灌溉中的应用,在带宽80 mm下设置60 m(T1) 、80 m(T2) 和100 m(T3)3个带长处理,研究了微喷带灌溉下带长对小麦耗水特性和籽粒产量的影响。其中,T1处理沿畦长方向设置0~6 m(A)、14~20 m(B)、34~40 m(C)、54~60 m(D)4个取样区段,T2处理在T1处理的基础上增设74~80 m(E)取样区段,T3处理在T2处理的基础上增设94~100 m(F)取样区段。结果表明, T1处理拔节期和开花期灌水后不同取样区段0~60 cm土层土壤质量含水量均无显著差异;T2处理拔节期灌水后表现为A、B、C、D>E,开花期灌水后表现为A、B、C>D>E;T3处理拔节期和开花期灌水后均表现为A、B、C>D>E>F。小麦拔节至开花期耗水量、耗水强度和耗水模系数均表现为T3>T2>T1,开花至成熟期耗水量、耗水强度和耗水模系数均表现为T1、T2>T3。小麦籽粒产量和水分利用效率均表现为T1、T2>T3,灌溉水利用效率表现为T1>T2>T3。综上来看,在带宽80 mm条件下微喷带灌溉的带长为60 m时小麦产量和水分利用效率最高,而且水分分布均匀,应用效果最优,带长80 m的效果也较好。     

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。     

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%。     

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。     

氮肥基追比对测墒补灌小麦耗水特性和籽粒产量的影响

为明确氮肥基追比对测墒补灌小麦耗水特性和籽粒产量的调控效应,以济麦22为材料,在总施氮量为240 kg·hm^-2条件下,设置0∶10（N₁）、3∶7（N₂）、5∶5（N₃）、7∶3（N₄）、10∶0（N₅）5个氮肥基追比,研究了氮肥基追比对测墒补灌小麦耗水特性和干物质积累及籽粒产量的影响。结果表明,N₃处理显著提高了160~200 cm土层土壤贮水消耗量、灌水量及降水量占总耗水量的比例和开花后耗水量;降低了总耗水量、土壤贮水消耗量及其占总耗水量的比例和开花前耗水量。N₃处理比N₁、N₂、N₄和N₅处理开花至成熟期干物质积累强度分别高20.97%、8.61%、10.37%、23.81%,成熟期植株总干物质积累量和干物质在籽粒中的分配量分别高9.92%、5.39%、7.75%、12.73%和11.57%、5.29%、5.75%、16.19%。N₃处理的水分利用效率、土壤水利用效率和降水利用效率均最大,分别为18.88、62.65和37.07 kg·hm^-2·mm^-1;灌水利用效率较高。综合考虑小麦耗水特性和籽粒产量,在本试验条件下,氮肥基追比为5∶5最优。