不同生育时期干旱对夏玉米耗水及水分利用效率的影响

为了探求土壤水分变化对河南地区夏玉米耗水特性及水分利用效率的影响,通过两年测坑试验,选择土壤含水率作为灌水下限控制指标对比分析了水分胁迫条件下夏玉米不同生育阶段的耗水量、耗水强度、产量及其构成因素和水分利用效率的变化。结果显示,两季夏玉米的穗长和穗粗的处理间极差分别为2.86 cm和0.46 cm,灌浆期严重亏水不利于其果穗发育;夏玉米的穗行数基本不受土壤水分影响,其穗长、穗粗、穗粒数和百粒重随水分胁迫程度的加剧呈下降趋势,其中各重旱处理的果穗总是最短最细,其百粒重、穗粒数和籽粒产量也总是最低。夏玉米的产量与耗水量间呈良好的二次函数关系,当耗水量为538.9 mm时产量可达到最高。各生育阶段内不同程度的水分亏缺都会使夏玉米的总耗水量降低,其中轻旱处理的阶段耗水量和日耗水强度较对照处理均小幅降低,WUE则有所增加,各中旱处理的水分利用效率总是最大。     

灌水控制下限对冬小麦产量及水分利用效率的影响

通过对冬小麦全生育期实施不同土壤水分控制下限,研究冬小麦的耗水规律,分析水分胁迫对其生长发育和产量形成的影响,并建立了产量与水分关系的数学模型。结果表明,不同水分处理的冬小麦耗水规律基本一致,但日耗水强度和总耗水量各处理间差别明显。各生育时段耗水量占全生育期总耗水量的百分比以孕穗灌浆期最大,达到45%;其次为拔节期,在20%左右;越冬期最小,只有4.0%~10.0%。土壤水分控制下限为55%的处理冬小麦水分利用效率最高,约为1.75kg/m3,对应的耗水量在350~400mm之间。     

北疆干旱荒漠地区青贮玉米需水量与需水规律研究

为了确定北疆地区青贮玉米在生育期内不同阶段需水量与需水规律,提出青贮玉米合理的灌溉制度,为灌区规划、设计提供科学依据,避免水利工程设计偏大造成的浪费。于2010年在新疆北部阿勒泰地区,对青贮玉米采用非充分灌溉试验,通过对非充分灌溉试验数据进行分析,初步得到该区域青贮玉米需水量与需水规律。结果表明,在适宜水分条件下青贮玉米需水量为593 mm,需水量变化规律是生育前、后期需水量较少,生育盛期需水量多,需水过程线为抛物线型,耗水强度随气温的变化较为明显,耗水强度的高峰在气温最高的8月上旬。不同处理的苗期耗水模数均为各个生育阶段的最小值,除了孕穗—开花期受旱处理的耗水模数最大值为分蘖—拔节期外,其他处理的耗水模数最大值均为孕穗—开花期。充分灌溉条件下产量最大为54.5 t/hm2,不同生育阶段的不同程度缺水对最终产量的影响不同,拔节期和孕穗—开花期连续受旱时,产量最小为22.9 t/hm2。孕穗—开花期受轻旱的处理水分生产率最大,为12.42 kg/m3。在水量充足情况下,青贮玉米灌水量不超过YM8的灌水量;当灌溉水量十分紧缺时,为了保证有限的水资源得到充分利用,应该采用YM3处理模式。     

干旱胁迫对土壤水分动态及玉米水分利用效率影响研究

为研究干旱胁迫效应下土壤的水分动态及玉米水分利用效率,设置干旱胁迫处理和正常灌水处理2种模式,比较不同处理下土壤的水分特征、耗水规律和水分利用效率。结果表明：作物进入拔节期以后,干旱胁迫效应明显,土壤水分开始显著低于正常灌水处理;灌溉后的作物耗水量显著高于干旱胁迫处理,灌溉是影响研究区域玉米生长水分条件的主要因素,玉米进入生殖生长阶段后灌水较不灌水处理的日耗水量增长幅度达到了1.4~7.0倍;干旱胁迫对玉米产量造成严重影响,产量下降54.6%,但是水分利用效率较正常灌水处理高27.3%。     

覆盖对夏玉米产量及水分利用效率的影响

研究不同土壤水分状况下秸秆覆盖对夏玉米生长发育指标、产量和水分利用效率的影响。试验在防雨棚下的测坑中进行,设计了秸秆覆盖和土壤水分控制下限（占田间持水率的75%,65%和55%）两个因素,分析夏玉米生长指标、产量及水分利用效率的变化规律。结果表明,秸秆覆盖对夏玉米生长发育有促进作用,在不同的水分状况下,覆盖处理的夏玉米叶面积指数、产量和水分利用效率均优于不覆盖处理。中水分条件覆盖处理下的夏玉米产量较对照条件下的高水分夏玉米产量无显著降低,而且其水分利用效率最高。建议在夏玉米覆盖生产方式中采用中水分灌溉方式,可以达到节水高产的目的。     

华北平原冬小麦生长对水分胁迫的响应

通过对叶面积指数、生物量、水分利用效率、灌浆速率等数据的分析发现：拔节期胁迫对冬小麦的产量和水分利用效率有一定的影响；充分灌水处理生物产量较高但是水分利用效率低；不同生育期水分胁迫的处理对土壤储水量的消耗有明显的不同最大相差143．3mm；以棵间蒸发形式消耗的无效耗水也有明显的差异，最多相差20mm。     

不同覆盖方式对河北平原春玉米产量形成和水分利用的影响

针对河北省地下水压采区水资源严重亏缺和区域春玉米如何高效用水的问题,研究了秋季实施不同覆盖方式对春玉米产量及周年水分利用的影响,以先玉335为材料,在大口期灌水75 mm(W)和雨养旱作(R) 2种条件下,设置土下无孔地膜覆盖(PM)、有孔土下地膜覆盖(P0M)、玉米秸秆覆盖(SM)、常规露地(NP)等处理,对春玉米生长发育状况、土壤耗水及产量形成进行了研究。结果表明:雨养旱作条件下,土下地膜覆盖产量较NP提高18.0%～24.9%,SM产量和NP差异不显著。在雨养旱作条件下,PM、P0M和SM生育期水分利用效率分别比NP提高了50.5%,41.0%,12.0%,而周年水分利用效率提高了63.2%,54.6%,19.1%;PM和P0M的节水效果显著好于SM,灌水条件下的结果与雨养旱作条件下相同。灌水增加产量的同时也相应增加了耗水量,覆盖下耗水增加的幅度大于增产的幅度。农田周年土下地膜覆盖可有效降低土壤水分蒸发,非生长季对土壤水分的蓄存,达到了"秋水春用"和提高水分利用效率的目的。     

不同水分处理对春玉米水分动态和株高的影响

旨在研究区域农田春玉米干旱灾害形成的过程特征和阶段阈值。在典型干旱区武威,设置不同的控水处理,用对比分析方法研究同一品种在不同处理下的耗水规律。结果表明,玉米前期耗水强度小,中期逐渐变大,后期又减少。播种、出苗期土壤水分总贮水量最大;拔节期土壤水分总贮水量显著减少;抽雄期耗水以植株蒸腾为主,随着降水量的增加,土壤水分总贮水量均有不同程度的增加;乳熟期高温天气较多,土壤蒸发和植株蒸腾加剧,土壤水分总贮水量为全生育期最小;长期干旱胁迫使土壤极度干旱,上下层土壤重量含水率几乎趋于一致。干旱胁迫对株高的影响没有对水分的影响剧烈,干旱胁迫对拔节期玉米植株的生长影响最大,抽雄吐丝期次之,苗期影响最小。     

旱作区玉米田土壤水分变化对产量的影响及水分利用效率分析

为了应对气候变化,提高作物抵抗灾害的能力,减轻灾害对作物生长的影响,利用位于黄土高原董志塬的西峰农业气象试验站观测资料,分析0~50 cm土壤水分变化对玉米产量的影响。结果表明,该区土壤贮水量呈逐年减少,气候趋向暖干化的变化特征。玉米全生育期内土壤贮水量变化具有阶段性：稳定期—迅速下降期—上升期;土壤水分突变年发生在2000年,之后递减趋势明显;玉米发育期日耗水强度最大时段出现在拔节—乳熟期,且土壤水分发生突变后比突变前日耗水量减少0.1 mm;玉米生长期水分利用效率呈现逐年增加趋势,但该趋势并不明显,土壤水分发生突变后（2000—2012年）比突变前（1990—1999年）水分利用效率增加了0.3 mm/kg。分析不同水分年型的水分利用效率发现,平水年水分利用效率最高,产量也最高,枯水年次之,丰水年水分利用效率和产量最低。     

灰色关联综合评价法对夏玉米干旱胁迫调控指标的优选

为获得合理的夏玉米灌溉控制指标,基于2年控制试验结果,借助加权灰色关联综合评价法对夏玉米的耗水量、产量和水分利用效率(WUE)进行综合性评价。结果表明,与各处理的实测产量、耗水量、WUE从高到低排序相比,产量、耗水量、WUE的单层次评价值位次基本相同,对于优选夏玉米的干旱胁迫控制指标具有可行性。随干旱胁迫程度的增加,产量、耗水量评价值呈减小趋势;WUE评价值呈先增加后减小趋势。多层次综合评价结果显示,WUE的权重最大。随干旱胁迫程度的增加,综合评价值呈减小趋势,相同生育期内轻旱胁迫处理表现最优。2年控制试验中,对照适宜水分处理最优,灌浆期轻旱处理次之,再次为苗期轻旱处理。考虑河南地区夏玉米生产实际,建议苗期、拔节期、抽雄期与灌浆期分别控制土壤水分下限保持在田间持水率的60%、70%、75%、60%以上时,可保证夏玉米节水稳产。该结论为河南省水资源高效利用提供理论参考。     

关键生育期持续水分胁迫对春玉米土壤水分动态变化和产量的影响

为探讨关键生育期水分胁迫对春玉米土壤水分动态变化和产量的影响,在典型干旱区武威开展了关键生育期水分胁迫模拟试验,试验设置了CK(整个生育期供水充足的对照处理)、T1(拔节期持续干旱直至生育期结束)、T2(抽雄期持续干旱直至生育期结束)3种处理。结果表明,受水分胁迫影响,T1和T2干旱处理0—20cm和0—40cm土壤温度均高于CK处理,并且T2处理土壤温度高于T1处理;七叶期后,干旱处理剖面土壤含水量各层变化较大,至乳熟期,T1和T2处理土壤贮水量较CK分别减少了72%和57%;关键生育期的水分胁迫主要通过影响春玉米营养生长和生殖生长来影响最终的产量,T1和T2干旱处理产量分别减少了66.4%和54.2%,产量水平WUE分别减少了23.4%和13.1%。研究结果可为春玉米关键生育期干旱发生进行定量评估提供依据,为生态系统响应阈值的确定提供了思路。     

不同时期干旱对玉米生长发育及产量的影响

为探明不同时期的干旱对玉米生长发育及产量的影响,以‘浚单20’为试验材料,分别在拔节—抽穗期和抽穗—乳熟期进行水分控制处理,令土壤水分分别控制在田间持水量的40%（重旱）和60%（轻旱）,以自然生长(CK1)为对照,分析了不同发育阶段不同程度的干旱对玉米生长发育及产量的影响。结果表明：不同时期的干旱对玉米的生长发育有抑制作用,具体表现为株高变矮,叶面积降低,干物重减少,玉米各个产量构成因素（穗长、穗粒数、百粒重等）在受旱时都呈下降趋势。与自然生长(CK1)相比,拔节—抽穗期遭受重旱(G1)的玉米,生长至乳熟期,株高偏低26.1%,叶面积下降30.9%,果穗长、穗粒数、百粒重分别下降27.6%、46.5%和8.7%;抽穗—乳熟期遭受重旱(G3)的玉米,生长至乳熟期,株高偏低21.7%,叶面积下降23.6%,果穗长、穗粒数、百粒重分别下降36.1%、60.5%和30.2%。说明干旱是制约玉米高产的一个关键因子,特别是抽穗—乳熟期遭受重旱,玉米产量降幅更大。     

水分胁迫效应对冬小麦生长发育的影响研究

利用温室管栽试验，研究水分胁迫效应对冬小麦生长发育的影响。结果表明：苗期水分胁迫，拔节期与开花期复水能激发冬小麦根、茎、叶、冠生物量显著增长，三叶至分蘖期控水的处理绿叶面积日增量最大；前期一直干旱灌浆期复水能明显减缓植株的衰老速率。冬小麦前期经受中度或重度水分胁迫，拔节期复水后增产效果最大，前期经受中度水分胁迫，开花期复水后水分利用效率最高。确定土壤含水量占田间持水量55％为冬小麦分蘖期水分胁迫效应增产节水的水分临界指标。     

干旱年型深翻与探墒沟播对旱地小麦产量形成的贡献

为明确旱地麦田探墒沟播增产增效机理,2015-2016年在山西农业大学闻喜小麦基地开展大田试验,研究休闲期耕作播种方式对旱地麦田土壤水分消耗、产量和水分利用效率的影响。结果表明,旱地麦田休闲期深翻利于蓄积降雨,提高底墒46.74mm,增产10.77%~13.38%,提高净收入1.62%~5.56%。探墒沟播较常规条播越冬、拔节期0~300cm土壤蓄水量显著提高,分别达11.24~22.35、17.11~25.56mm,深翻条件下显著降低播前–拔节耗水量及其所占比例,提高拔节后耗水量,提高生育期总耗水量11.89~21.13mm;降低越冬–拔节群体分蘖增加率和拔节–开花减少率,提高成穗率、穗长、小穗数和可孕小穗数;增加穗数、穗粒数和千粒重,产量和水分利用效率分别提高16.39%~19.12%和12.67%~13.15%,分别提高净收入和产投比103.25%~111.12%和30.27%~35.93%。此外,生育期探墒沟播耗水增产作用大于休闲期深翻。总之,旱地麦田休闲期深翻结合探墒沟播有利于降低生育前期耗水,减少早春无效分蘖发生,提高成穗率和可孕小穗数,实现增产增效,效果显著。     

不同保墒耕作措施对小麦、玉米耗水特征及周年水分利用的影响

为探明土壤结构改良与保墒耕作措施对小麦、玉米周年水分利用的作用机制。采用田间试验,研究了常规耕作、秸秆还田、保水剂、有机肥、免耕、深松、深松+秸秆覆盖等措施对小麦、玉米生长过程中的耗水特征、光合特征及周年水分利用的影响。结果表明:深松+秸秆覆盖在小麦生育期内储水量较高。从小麦播种-返青期,深松+秸秆覆盖处理的耗水量最低。而在返青-拔节期,该处理最大,而其在孕穗-抽穗期的耗水量却最低。在拔节-孕穗期,保水剂处理的耗水量最大,而在抽穗-灌浆期,其耗水量最小。在灌浆-收获期,秸秆还田和保水剂处理的耗水量较其他处理低。在玉米整个生育期内,保水剂和免耕处理的耗水量较其他处理低。不同措施改善了小麦和玉米的光合生理特征,促进了小麦、玉米产量和水分利用率的提高。各处理中,以免耕处理的小麦产量和水分生产效率最高,分布较常规耕作提高了18.3%和20.0%。以秸秆还田处理的玉米产量和水分生产效率最高,分别较常规耕作提高了21.6%和23.8%。而深松处理的小麦-玉米复合产量最高,其次为免耕处理,其分别较常规耕作处理增产14.9%和14.3%。而深松+秸秆覆盖处理和免耕处理的总水分生产效率较其他处理高,分别较常规耕作处理提高了18.5%和18.1%。说明深松和免耕处理更利于小麦、玉米周年节水增产。     

播期对雨养旱地春玉米生长发育及水分利用的影响

为了解决陕西渭北旱塬地区玉米播种期干旱缺水造成出苗不全、不整齐,导致产量低而不稳的问题,设置6个不同播期,研究对春玉米生长发育、干物质生产、产量形成、水分利用及环境因子的影响。结果表明,随着播期的推迟,玉米的生育期明显缩短,营养生长期、营养生长与生殖生长并进期变化范围为2~19 d,生殖生长阶段则相对稳定,变化范围仅为?3~5 d。在一定的时间范围内,不同播期处理间的单株干物质生产没有明显差异,但由于受播期调整后的土壤含水量变化影响,适宜播期的玉米花后雌穗干物质积累量、籽粒产量及水分利用效率分别较早播和晚播提高4.0%~23.6%、3.9%~24.5%和6.6%~14.5%。早播影响产量的主要因素是播种期土壤含水量低而造成的出苗差,实际收获穗数不足;晚播影响产量的主要因素是生殖生长期后移,有效积温和日照时数减少造成的花后干物质积累减少、千粒重下降。适期播种可以增加田间实际收获穗数,促进雌穗花后干物质积累,提高玉米的水分利用效率。结合该区生态因素,5月4日以前适墒播种是玉米高产的有效避旱播期。研究结果可为该区春玉米抗逆避旱高产栽培提供有效的技术参考。     

山西中北部春玉米生长季土壤水分动态及对产量的影响

为了掌握土壤水分与玉米生长发育内在关系,提高土壤水分利用率,统筹调配水资源和防灾减灾提供理论依据,利用1994—2010年山西省忻州市忻府区农业气象观测站春玉米生长季0~50 cm土壤水分和玉米产量观测资料,分析了玉米生长季土壤水分变化规律及对玉米产量的影响。结果表明：春玉米生长季土壤水分年际变化振荡明显,呈多波动变化,与年降水量相关显著;一年中土壤水分变化分为水分消耗期、水分补给期和水分平稳期3个阶段;土壤水分的垂直变化明显,在20~30 cm层含水量最大,0~20 cm为多变层,20~50 cm为缓变层,雨季土壤水分变化较干季复杂;玉米拔节—乳熟期土壤贮水量与气候产量呈正相关,抽雄期是需水临界期,此时0~50 cm土壤贮水量每增加10 mm,产量增加200~250 kg/hm²。     

玉米根、茎、叶中脱落酸含量和产量形成对土壤干旱的响应

对不同程度土壤干旱胁迫下玉米根、茎、叶中脱落酸含量与产量形成进行了试验研究。充足底墒播种后采用5个土壤水分处理（分别占土壤田间持水量>80%、70%～80%、60%～70%、50%～60%、40%～50%,代号为WT1～WT5）,并遮去自然降水。试验结果表明,拔节期从中等干旱胁迫开始,玉米根、茎、叶中ABA含量大幅度增加,干旱加剧会使根