不同水分条件下冬小麦农田蒸散研究

利用大型称重式蒸渗仪研究不同水分条件下(T1自然生长,T2土壤相对湿度为50%~60%,T3土壤相对湿度为70%~80%)冬小麦农田蒸散状况,并利用气象要素建立不同水分条件下蒸散模型。结果表明,影响冬小麦农田蒸散的主要气象要素在冬小麦不同发育期、不同水分条件下均有所改变。具体表现为不同水分条件下冬小麦农田蒸散日变化总体上呈现单峰变化趋势,不同发育期出现峰值的时间点不一致,不同发育期日总蒸散量均为T3T1T2。冬小麦农田蒸散量总体表现为拔节期受气温影响较大,孕穗期及发育期T1、T3处理下总辐射对蒸散量影响较大,空气湿度对冬小麦农田蒸散量具有明显负效应;T2处理下冬小麦农田蒸散量日变化和日总蒸散量受干旱累积效应的影响,从孕穗期开始表现出对外界气象要素的变化响应不明显。建立了不同水分经验模型,可供作物蒸散量估算。     

秸秆还田下水肥管理模式对冬小麦气体交换参数及产量的影响

为探讨秸秆还田下冬小麦气体交换参数及产量对水肥处理的响应,通过大田试验研究了秸秆还田下灌水时期、施肥时期、灌水量和施肥量对冬小麦气体交换过程及产量构成的影响.研究结果表明:在抽穗期和灌浆期,无论增加灌水量还是减少灌水量均导致冬小麦叶片净光合速率上升;减少灌水量明显提高抽穗期叶片水平上的水分利用效率,但随着灌水量的增加,千粒重反而降低.抽穗期和成熟期的越冬水+拔节水+扬花水处理增加叶片净光合速率,且提高水分利用效率和千粒重.与对照相比,施肥处理叶片净光合速率呈现出增加的趋势,但增加幅度并不显著.在生长初期(拔节期+抽穗期)减少施肥量,光合速率增加;越冬期施肥较多、拔节期施肥较少(S3S1)的处理下,冬小麦的千粒重增加.本研究结果将为黄淮海平原粮食产区冬小麦水肥管理措施和政策的制定提供数据支撑和理论依据.     

不同生育期水分亏缺和施氮对冬小麦产量及水分利用效率的影响

【目的】研究不同生育期土壤水分亏缺和施氮对冬小麦产量及水分利用效率的影响,探讨小麦生长的水分亏缺敏感期和合理施氮量。【方法】以冬小麦小偃22为试验材料,设置4个氮肥水平和11个水分亏缺处理,采用盆栽试验,研究不同生育期水分亏缺和施氮水平对冬小麦水分利用效率、产量及其构成要素的影响。【结果】不同生育期土壤水分亏缺和施氮水平对冬小麦产量和水分利用效率有一定影响。与全生育期不亏水处理相比,返青期水分亏缺处理冬小麦干物质显著降低了7.70%,产量、水分利用效率显著增加了4.95%和7.56%;拔节期、抽穗期水分亏缺处理冬小麦干物质显著降低了13.69%,15.88%,产量显著降低了5.69%,8.06%,且对有效穗数、穗粒数也有显著降低作用;灌浆期水分亏缺对冬小麦产量影响不显著,但耗水量显著减少了5.44%,水分利用效率显著增加了8.02%。与全生育期不亏水处理相比,返青期+拔节期、返青期+抽穗期、返青期+灌浆期、拔节期+抽穗期、拔节期+灌浆期、抽穗期+灌浆期水分亏缺处理冬小麦干物质和产量均有显著降低,其中返青期+拔节期、拔节期+抽穗期水分亏缺处理冬小麦干物质显著降低了17.44%,17.57%,产量显著降低了11.60%和14.52%,水分利用效率显著降低了8.02%和7.56%,且对有效穗数、穗粒数也有显著降低作用。施氮对冬小麦产量和水分利用效率有显著促进作用。中氮处理(0.3 g/kg,N2)冬小麦产量最高,耗水量较低,水分利用效率较高。【结论】冬小麦对拔节期、抽穗期、返青期+拔节期、拔节期+抽穗期水分亏缺很敏感,中氮处理具有最高的产量和较高的水分利用效率。     

耕作方式和大田水分管理对水稻氮素吸收利用的影响

[目的]探讨不同耕作方式和大田水分管理模式对水稻氮素吸收利用、氮代谢酶活性和土壤氮素的影响,为优化水稻栽培技术提供参考.[方法]以水稻品种金优253和桂旱1号为材料,2008年早季和晚季采用湿润灌溉、交替灌溉、水层灌溉3种水分管理模式和免耕、常耕两种耕作方式进行田间试验,于拔节期、抽穗期和成熟期测定水稻氮素吸收和利用和各种生理指标.[结果]在相同耕作方式下,水层灌溉相对有利于提高早季水稻全氮积累量和氮素回收率,提高抽穗期早季水稻叶片GP转氨酶活性、拔节期和抽穗期晚季水稻叶片GS活性以及成熟期早晚季常耕水稻叶片GS活性.采用湿润灌溉处理相对有利于提高水稻叶片硝酸还原酶、成熟期水稻叶片GPT转氨酶活性以及水稻氮素稻谷生产效率、土壤碱解氮含量、晚季水稻氮素回收率,但降低晚季水稻产量.采用交替灌溉处理相对有利于提高拔节期早晚季水稻叶片GPT转氨酶活性、抽穗期晚季水稻叶片CP转氨酶活性及拔节期和抽穗期早季水稻叶片GS活性.在相同水分管理模式下,与常耕水稻相比,免耕利于提高交替灌溉处理水稻氮素积累量以及早、晚季土壤全氮和碱解氮含量.[结论]耕作方式和水分管理对水稻氮素吸收利用有重要的调控作用;免耕和节水互作条件下,有利于土壤供氮能力的提高,从而提高氮素利用率.     

基于AquaCrop模型的北京地区冬小麦水分利用效率

【目的】作物水分利用效率(water use efficiency,WUE)是农业水分管理与决策的重要指标。北京是严重缺水的城市,其主要种植作物冬小麦灌溉用水占比高,开展冬小麦产量水分利用效率的分析研究,可为北京地区的冬小麦节水灌溉与增产平衡提供决策信息支持。【方法】利用2011—2012、2012—2013和2013—2014年国家精准农业示范研究基地冬小麦不同生育期不同灌溉处理下的田间实测数据,对AquaCrop作物模型进行参数本地化。统计北京地区2004—2014年冬小麦生育期的日降雨量数据,利用Pearson-Ⅲ型分布划分了3种降雨年型:湿润年(2012—2013年生育期)、平水年(2009—2010年生育期)和干旱年(2005—2006年生育期)。应用AquaCrop研究分析了3种不同降雨年型、14种灌溉情景下冬小麦籽粒产量水平和产量水分利用效率特征变化。【结果】基于AquaCrop模型的产量模拟值和实测值的R 2、RMSE和d分别为0.99、0.3 t·hm~(-2)、0.99。模型模拟的冬小麦产量水分利用效率:2011—2012年正常灌溉条件下为1.72 kg·m~(-3),2012—2013年正常灌溉条件下为1.67 kg·m~(-3),2013—2014年雨养、正常灌溉和过量灌溉条件下分别为1.27、1.74和1.64 kg·m~(-3),正常灌溉条件下产量水分利用效率最高,其次是过量灌溉,雨养条件下产量水分利用效率最低。在此基础上应用AquaCrop模型模拟分析了3种不同降雨年型冬小麦籽粒产量和产量水分利用效率随灌溉量变化的响应特征,其中,湿润年产量水分利用效率和籽粒产量达到最大值时所需的灌溉量分别为35和50 mm;平水年达到最大值所需的灌溉量分别为35和40 mm;干旱年达到最大值所需的灌溉量均为65 mm。【结论】AquaCrop模型可以很好预测北京地区不同年份不同灌溉条件下冬小麦的籽粒产量和产量水分利用效率。冬小麦产量与产量水分利用效率均随着灌溉量的增加逐渐增大,至最大值后开始减小,在干旱的情况下,植物通过自身适应策略会提高水分利用效率,随着水分的增加,水分利用率将降低,因此3种不同年型的产量水分利用效率的大小顺序依次为干旱年、平水年和湿润年。因此,在制定冬小麦灌溉策略时,要做到产量和产量水分利用效率兼顾。以上研究结果表明,利用Aqua Crop模型可以为北京地区冬小麦田间灌溉和决策提供指导。关于降雨年型本研究仅对湿润年、平水年和干旱年3种年型在越冬期、返青期、拔节期、开花期和灌浆期不同灌溉量和籽粒产量和产量水分利用效率之间的关系进行模拟,对于不同时期不同灌溉量对籽粒产量和产量水分利用效率的影响没有考虑,需要进一步研究验证。     

基于ETgage法对南疆膜下滴灌棉花灌溉制度优化的研究

本研究基于模拟蒸散仪ETgage的方法对南疆膜下滴灌棉田实际蒸散量进行测定,进而制定棉花最优节水的灌溉策略。结果表明:棉田ETgage(G2#)模拟蒸散量与ET_0变化规律几乎一致,表现为显著线性正相关;灌溉定额和灌水频率的增加能够显著提高棉花的各项生长和生理指标;根据不同处理下收获的棉花产量和品质,基于ETgage的最优灌溉方式为以1.0倍的ETgage(G2#)累积蒸散量作为灌溉定额的处理,灌溉频率采用每隔5天灌溉策略,籽棉产量可达7 896.80 kg/hm~2,水分利用效率为1.76 kg/m~3。     

冬小麦节水高产灌溉模式研究初报

对新疆干旱绿洲灌溉区冬小麦进行了节水灌溉试验研究,研究了不同供水条件对产量及水分利用效率的影响,旨在为新疆冬小麦建立优化灌溉制度、提高水分利用效率和达到节水增产目的提供理论依据.试验结果表明,土壤水所占总耗水量的比例为27.8;～91.2;,灌水量所占总耗水量的比例在28.5;～68.0;,降水量所占总耗水量的比例为4.2;～8.8;.随着灌水次数和灌水量的增加,冬小麦利用土壤水逐渐减少.试验区春季灌二水的最佳组合为:拔节期+扬花期灌水,组合处理产量为6 813 kg/hm2,水分利用效率1.47 kg/m3;春季灌三水的最佳组合为:拔节期+孕穗期+灌浆期灌水,组合处理产量为7 393.5 kg/hm2.水分利用效率1.40 kg/m3.     

冬小麦农田水分循环规律及节水调控机理

根据农田土壤水分定位观测数据、作物和气象资料,运用农田水量平衡原理研究了冬小麦农田水分循环规律及其节水调控机理。结果表明,在本试验条件下冬小麦生育期间需水量远小于降雨量,必须通过灌溉才能获得较好产量;在冬小麦需水量为586～661mm,生育期内降水量为33～89mm 的条件下,需灌溉210～240mm,不但可以充分利用降雨,而且可以充分利用土壤水分,有利于冬小麦的生长发育和产量形成,水分利用效率达1.50～1.71kg·m~(-3)。     

灌水时期和灌水量对小麦耗水特性、籽粒产量及蛋白质组分含量的影响

 【目的】研究高产条件下灌水时期和灌水量对小麦的耗水特性和籽粒蛋白质组分含量的影响,为小麦节水高产优质栽培提供理论依据。【方法】设置不同灌水时期和灌水量的处理,采用反相高效液相色谱（RP-HPLC）分析方法对籽粒蛋白质进行分离量化,研究不同水分处理对小麦耗水量、水分利用率、籽粒产量、籽粒品质和籽粒蛋白质组分含量的影响。【结果】随着灌水量的增加,灌水量占农田耗水量的百分率提高,降水量和土壤贮水消耗量占农田耗水量的百分率降低。减少灌水量,促进小麦对土壤贮水的利用,提高小麦在0～100 cm各土层的土壤耗水量。降低农田耗水量、提高水分利用率是实现节水高产栽培的有效途径。拔节期和开花期分别灌水60 mm的处理在两年度生长季均获得了最高的水分利用率;在2004－2005年生长季W1处理的籽粒产量与W2无显著差异,但显著高于W0处理;在2005－2006年生长季W'2处理的籽粒产量与W'3无显著差异,但显著高于W'0、W'1处理。水分对小麦籽粒蛋白质组分含量具有重要的调控作用。在2004－2005年生长季,与W2处理相比,W1处理的籽粒醇溶蛋白含量降低,HMW-GS含量和谷蛋白含量升高,籽粒蛋白质含量和湿面筋含量升高,面团形成时间和面团稳定时间延长,有利于强筋小麦济麦20籽粒品质的改善。在2005－2006年生长季,随灌水量增加,籽粒HMW-GS含量、谷蛋白含量有先升高后降低的趋势,以W'2处理最高,与籽粒蛋白质含量、面团形成时间和面团稳定时间的变化趋势一致。【结论】本试验条件下,拔节期和开花期分别灌水60 mm是兼顾节水、高产、优质的最优处理。     

限量灌溉对冬小麦植株性状和产量的影响

[目的]以先进灌区的灌溉水平来衡量,挖掘新疆农业节水的潜力.[方法]设不同灌水处理其对冬小麦群体变化、单株生物重、株高、穗部性状、叶面积、产量等指标进行研究.[结果]水分胁迫会影响小麦的生物量、叶面积和分蘖等群体发育指标,并通过光合营养等作物生理过程的影响而限制小麦高产.[结论]对试验区冬小麦春后灌水时期而言,拔节期和孕穗期是个重要时期,孕穗期前灌水与孕穗期和孕穗期后灌水有一定的差异,春后前期灌水对产量的贡献明显高于后期灌水.     

灌水量灌水时间对麦田耗水量及小麦产量的影响

以高产、抗旱节水型小麦新品种石4185为试验材料，研究了灌水量、灌水时间对麦田耗水量、耗水强度及小麦产量的影响。试验表明：①随灌水次数增多、灌水量增加，麦田总耗水量增大，土壤水消耗量减少；耗水强度随灌水量的增大而增大，耗水强度的变化与阶段水分供应量有关，供水量越大，耗水强度也越大；②拔节水可以大幅度提高亩穗数，而孕穗、扬花和灌浆水对小麦灌浆有明显的促进作用；③小麦节水灌溉应掌握“前轻后重”或“前控后促”，生产上应重点保证关键水，以拔节、扬花和灌浆3个时期灌水最佳。     

Effects of Irrigation Schedules on Photosynthetic Carbon Assimilation of Winter Wheat （Triticum aestivum L.） in North China Plain：from Leaf to Population

A field experiment was conducted to elucidate the regulation mechanism of different irrigation schedules on population photosynthetic of winter wheat. The experiment included five irrigation schedules,...     

黄土塬区冬小麦产量及水分利用效率对播前底墒变化与生育期差别供水的响应

【目的】通过黄土塬区播前底墒变化和生育期差别供水(降水+补充灌溉)对冬小麦产量、耗水量以及水分利用效率影响的田间试验,揭示该区域农田有限水资源高效利用的调控机制,明确现有措施下冬小麦旱作生产潜力可实现水平。【方法】划设田间试验小区,在夏闲期通过覆盖保水与生物耗水措施形成底墒差异的基础上,设计如下试验:(1)由不同底墒+生育期降水形成4个冬小麦全生育期无补灌处理,以分析冬小麦产量及水分利用效率对播前底墒变化的响应。其2 m土层底墒变化范围为350—550 mm。(2)相同底墒下不同生育期灌一水处理:在平均底墒约为500 mm下分别在拔节期、孕穗期和灌浆期补充灌溉40 mm,探讨冬小麦不同生育期对等量灌溉的响应差别。(3)高底墒542.3 mm与571.6 mm下分别进行灌2水与4水处理,形成冬小麦全生育期比较充分的供水条件,研究冬小麦在低水分胁迫下产量提升的可能程度及其水分利用效率特征。【结果】(1)在黄土塬区降水季节分布特征下,播前底墒对冬小麦产量具有决定性作用,产量随底墒线性增加。在做好夏闲期蓄水保墒的基础上,旱作冬小麦产量可达到充分供水情况下能够取得产量的88%—90%水平。(2)与2 m土层底墒为500 mm且生育期无补充灌溉的处理比较,供水增加同为40 mm时,表现为底墒增加处理的产量提高了11.8%,次之是在拔节期与孕穗期分别补灌的处理,但三者间产量无显著差异;播前底墒较高并在拔节期及孕穗期补充灌溉的处理冬小麦产量达到试验年份较高水平,且作物水分利用效率(WUE)也得到提高。(3)冬小麦产量与耗水量表现为Logistic曲线关系,随着耗水量的增大,产量提升速率表现为先快后慢,边际水分利用效率(MWUE)则持续降低,而WUE表现为上升、达到峰值和下降三个阶段,且WUE到达其最高值的耗水量小于产量到达其最高值的耗水量。【结论】黄土塬区气候条件下,播前底墒差别与生育期差别供水对冬小麦产量均有影响,由底墒或不同生育时期分别增加等量供水在总供水水平相同时其增产效应基本一致;采用Logistic曲线模型可以较好地模拟冬小麦产量与耗水量之间的关系,揭示产量、耗水量及WUE间的内在联系。     

定额灌水与等氮量不同追氮时期对小麦品质的影响

大田条件下研究了定额灌水与等氮量不同追氮时期对优质强筋小麦品种郑麦9023品质的影响.结果表明,定额灌水与等氨量不同追氮时期对面团流变学特性、蛋白质含量、硬度、沉降值、千粒重均存在明显影响.增加灌水量有助于改善面团流变学特性,蛋白质含量、千粒重、沉降值及容重均以灌拔节水(W1)最好.氮肥用量相同,与氮肥全部基施相比,基追比按4:6情况下,面团流变学特性表现较好,蛋白质含量、沉降值以及千粒重均明显增加;孕穗期较拔节期追施,综合品质进一步改善.由此可知,拔节期或孕穗期追施氮肥对于进一步改善小麦品质具有重要作用.     

早春不同时期灌水对小麦耗水特性和产量的影响

为了提高小麦水分利用效率,针对小麦早春灌水较早的现象,以大面积应用的小麦品种周麦18为材料,设置早春起身期、拔节期灌第1水和全生育期不灌水3个处理,研究早春不同时期灌水对小麦水分利用和产量形成的影响。结果表明,与不灌水相比,起身期和拔节期灌水分别增加耗水量16.77%和14.70%,水分利用效率提高13.13%和19.38%,显著增加了成穗数、千粒重和籽粒产量,对穗粒数影响较小;早春灌水处理间水分利用效率和边际效应以拔节期灌水高于起身期灌水,分别提高5.52%和29.64%,产量及其构成因素差异不显著。因此,适时延迟灌早春第1水,能够改善小麦耗水特性、提高籽粒产量。     

2014年干旱对商丘冬小麦产量影响分析

利用商丘2014年冬小麦生育期间降水量、气温资料和冬小麦3个作物地段的产量资料,分析了干旱对冬小麦产量形成的不利影响。结果表明,前期干旱对冬小麦密度影响较大,拔节至抽穗期干旱会使冬小麦有效小穗数、穗粒数减少、粒重下降。因此建议在水源不足或灌溉条件困难的情况下,干旱时可偏重于孕穗抽穗期灌溉,既节约用水又可达到增产的目的。     

限水灌溉与施N时期对小麦旗叶光合作用及产量性状的影响（摘要）

[目的]实现小麦优质高产节水省肥提供科学合理的水氮运筹模式。[方法]在大田条件下,研究灌水次数及施N时期对小麦旗叶Pn、叶绿素荧光参数及产量的影响。[结果]灌水次数对旗叶Pn、Fv/Fo、Fv/Fm、qP、qN及产量的影响均达到显著或极显著水平,且不灌水与灌水处理间差异较大;N肥全部基施与返青期追施（40%）处理间旗叶的Pn、Fv/Fo、Fv/Fm、qP和qN差异不大,但2个处理的光合参数与产量均明显低于拔节期或孕穗期追施（40%）处理。[结论]灌水次数与施N方式对Pn、叶绿素荧光参数及产量性状的调控存在显著的互作效应,其中以W2N4处理组合效果最好。     

灌水时期对小麦产量及水分利用效率的影响

采用裂区设计,研究了不同灌水时期对小麦产量和水分利用效率的影响。结果表明,冬前限量灌水塌实了土壤,促进了小麦冬前分蘖和次生根喷发,提高了成穗数,从而提高了产量;配合孕穗期增量灌水小麦产量最高、水分利用效率最高;配合拔节期增量灌水产量和水分利用效率均次之,且二者间差异不显著。     

华北地区冬小麦节水栽培氮素吸收利用特征研究

为了明确华北地区冬小麦节水栽培与传统灌溉条件下氮素吸收利用特征,2008-2010年,在灌溉底墒水的基础上,设置4个水分处理：春不灌水（W0）、拔节水（W1）、拔节水+开花水（W2）和起身水+孕穗水+开花水+灌浆水（W4）,测定不同生育时期植株氮素吸收量和产量。结果表明,冬小麦最高产量2年均在节水栽培处理（W1和W2）获得,氮积累量则随着灌水量的增加而增加,传统灌溉处理最高。与传统灌溉相比,节水灌溉加快了冬小麦氮素积累进程,促进了花前积累氮素向籽粒的再分配,提高了氮收获指数和生理利用效率。可见,冬小麦节水栽培在实现节水高产的同时,也改善了氮素吸收利用特性。