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。     

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。     

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。     

测墒补灌条件下深松和耙压对冬小麦耗水特性和产量的影响

为探索适于冬小麦高产节水的耕作模式,通过裂区试验,在小麦全生育期不灌溉、拔节期和开花期测墒补灌两种水分管理方式下,设置旋耕、深松+旋耕、深松+旋耕+耙压2遍共3种耕作方式,研究了测墒补灌条件下深松和耙压对冬小麦耗水特性和籽粒产量的影响。结果表明,深松能明显促进小麦拔节后对0~200cm土层土壤贮水的吸收,显著提高产量和水分利用效率。与深松+旋耕处理相比,深松+旋耕+耙压2遍处理显著减少小麦播种至越冬前对土壤水分的消耗,在全生育期无灌水的条件下总耗水量减少,籽粒产量和水分利用效率明显提高;在小麦拔节期和开花期测墒补灌条件下,深松+旋耕+耙压2遍处理小麦在拔节至开花期和开花至成熟期的阶段耗水量和日耗水量明显提高,籽粒产量显著增加,水分利用效率无显著变化。     

不同种植模式对冬小麦产量及水分利用特性的影响

为探讨适宜河北山前平原高产限水区冬小麦节水稳产的种植模式,于2014-2015年研究了不同种植模式对最大叶面积指数、群体变化、表层土壤水分含量、耗水特性、产量及水分利用效率的影响。试验设秸秆覆盖(微喷灌)、全膜覆土穴播(不灌水)、垄上覆膜(膜侧条播,淋灌)、免耕沟播(每沟淋灌)、免耕沟播(隔沟淋灌)、微喷灌对照、畦灌对照共7个处理,畦灌对照灌水量为150mm(越冬水和拔节水各75mm),各微灌处理灌水量均为30mm(拔节水)。结果表明,秸秆覆盖处理较微喷灌对照增产2.1%,差异不显著,水分利用效率二者相同;秸秆覆盖处理冬前、返青期、拔节期表层土壤水分含量均高于微喷灌对照。秸秆覆盖处理、微喷灌对照较畦灌对照分别减产0.6%和2.6%,差异不显著,而水分利用效率同为31.7kg·hm-2·mm-1,较畦灌对照增加32.1%,差异极显著。秸秆覆盖处理成穗率显著高于微喷灌对照,微喷灌对照成穗率显著高于畦灌对照;秸秆覆盖处理冬前0~20cm土层含水量较微喷灌对照、畦灌对照分别增加6.36%和5.92%,差异均显著。秸秆覆盖处理下冬小麦生育期土壤水消耗量略低于膜侧条播处理,而高于其他微灌处理,说明秸秆覆盖模式在降水量偏少的年份有利于冬小麦利用0~2m土壤贮水。     

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。     

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.     

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。     

灌水对冬小麦品质和产量的影响

为研究水分对冬小麦籽粒产量和品质的影响,选择鲁麦22和烟农15两个品种,在防雨棚池栽条件下设置了“越冬水＋拔节水＋挑旗水”（处理A）、“越冬水＋拔节水＋挑旗水＋灌浆水”（处理B）和“越冬水＋拔节水＋挑旗水＋麦黄水”（处理C）三种灌水处理,研充不同处理下的冬小麦品质和产量性状的变化.结果表明：（1）不同灌水处理对两个冬小麦品种品质性状的影响趋势一致。浇灌浆水的（处理B）对两品种的籽粒容重、出粉率、湿面筋含量、沉淀值和粉质仪指标均无明显影响,但浇麦黄水（处理C）后两品种籽粒的容重、出粉率、湿面筋含量、沉淀值均显著降低,粉质仪指标也显著变劣;（2）不同灌水处理对两个冬小麦品种产量性状的影响不同：鲁麦22的粒重和籽粒产量均以处理B最高,处理A次之,处理C最低;烟农15粒重和籽粒产量表现为处理A与处理B无显著差异,处理C则显著降低。     

微喷灌模式冬小麦产量形成及水分利用特性研究

为了解微喷灌技术的节水潜力及其对冬小麦生理特性和产量形成的影响,采用裂区试验设计,以灌溉方式(微喷灌和畦灌)为主区,灌溉量和灌水时期为副区,微喷灌和畦灌分别设置了6个和12个灌水量水平,分析了微喷灌冬小麦部分生理指标的变化以及产量和水分利用特点。结果表明,两种灌溉模式下小麦供水量(降水+灌溉水)与产量均呈2次曲线关系,达到最高产量的微喷灌、畦灌供水量分别为228.7和325.8 mm,相应耗水量分别为386.3和449.7 mm,微喷灌的最高产量和WUE较畦灌分别提高5.8%和16.3%。供水量190.0 mm下微喷灌小麦达到最高产量,相应耗水量为348.8 mm,WUE较畦灌提高26.7%。在较低灌水量范围内,相同灌水量下微喷灌小麦叶片渗透势、叶绿素含量和光合速率均高于畦灌小麦,尤其是在生育后期;在最高产量时微喷灌小麦叶片各项生理指标明显高于畦灌或与之相当。与传统畦灌比较,在限水灌溉条件下,微喷灌能显著提高小麦生育后期叶片生理活性,增产效果突出,节水潜力较大。     

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。     

不同播种方案下补灌对冬小麦水分利用和产量的影响

为明确不同的群体结构下冬小麦的合理补灌水时间和数量,于2018-2019年冬小麦生长季,通过裂裂区试验,以品种为主区,选用大穗型品种山农23和中多穗型品种山农29;以播种方案(播期+种植密度)为副区,设10月5日播种+基本苗120×10~4株·hm~(-2)(适期精播,A1)和10月12日播种+基本苗240×10~4株·hm~(-2)(晚播增密,A2)两个水平;以补灌方案为副副区,设拔节期和开花期补灌使0～20 cm土层土壤相对含水率达100%田间持水率(W1)和拔节期补灌使0～40 cm土层土壤相对含水率达100%田间持水率(W2)两个水平,分析了拔节期和开花期补灌对不同播期和种植密度下冬小麦水分利用和籽粒产量的影响。结果表明,在A1条件下,与W2处理相比,W1处理显著降低了小麦对土壤贮水的消耗,增加了对补灌水的利用,提高了自群体总茎蘖数量达到最大值至开花期的分蘖消亡速率,增加了成熟期群体干物质积累量,显著提高穗粒数、千粒重、水分利用效率和灌水生产效率;在A2条件下,与W2处理相比,W1处理提高了拔节至开花期间的分蘖消亡速率、成熟期群体干物质积累量、穗粒数、籽粒产量和灌水生产效率,显著增加小麦对土壤贮水的消耗量和农田耗水量。上述结果说明,拔节期和开花期补灌使麦田0～20 cm土层土壤相对含水率达100%田间持水率,提高了两种播种方案下大穗型和中多穗型小麦品种的穗粒数、千粒重和灌水生产效率,尤其提高了适期精播小麦的水分利用效率和晚播增密小麦的籽粒产量,是调控不同群体结构下冬小麦实现高产和高水分利用效率的最优补灌方案。     

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。     

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%。