春玉米行间覆膜田间土壤水分时空动态及水分高效利用机理研究

在不同覆膜方式下对春玉米田间土壤水分时空运移规律、耗水特征和水分利用效率进行了系统研究。结果表明:行间覆膜全生育期0～100cm土层土壤贮水量明显高于行上覆膜和不覆膜。不同覆膜方式下,春玉米全生育期土壤水分状况可分为土壤水分大量损耗期和土壤水分收支平衡期,且0～100cm土层可分为急变层、活跃层和相对稳定层;不同覆膜方式下膜内外土壤水分差异主要体现在0～60cm土层,行间覆膜使玉米根系长期生长在土壤含水量较高的区域,促进了玉米的生长发育和土壤水分的直接有效利用;不同覆膜方式的土壤水分利用效率、产量和产量水平的水分利用效率皆表现为行间覆膜>行上覆膜>不覆膜。行间覆膜较高的水分利用效率主要是充分有效地运用了降水和灌溉水。     

夏玉米耗水特性与灌水指标的研究

夏玉米经济产量与耗水量呈二次函数关系。玉米苗期阶段吸水范围主要在0～20cm土层，中、后期吸水范围主要在0～40cm土层。大口期以后缺水，穗粒数和千粒重与0～100cm深土层绝对含水量的关系呈二次函数变化。夏玉米耗水量前期少，后期多，9000kg/hm²产量水平，全生育期总耗水量6750mm/hm²左右，平均耗水强度69.5mm/hm²·d，拔节期～大口期67.7mm/hm²·d，大口期～开花期81.2mm/hm²·d，开花期～乳熟期78.5mm/hm²·d。乳熟期～成熟期65.7mm/hm²·d．阶段耗水量动态分布为：苗期阶段990mm/hm²，穗期阶段2175mm/hm²，花粒期阶段3639mm/hm²，生育前半期耗水量占总耗水量的46.5%，后半期占53.5%。模系数分布动态为：苗期阶段14.6%，穗期阶段31.8%，花粒期阶段53.5%。各生育阶段适宜的土壤水分指标为：播种～拔节田间相对持水量70%～60%，拔节～大口70%～75%，大口～开花70%～80%，开花～乳熟80%左右，乳熟～成熟80%～705。夏玉米灌溉水分生产效率表现为报酬递减规律，底墒水水分生产效率最高，其次为开花水，9000kg/hm²夏玉米的水分生产效率为60kg/mm·hm²。夏玉米灌水最佳经济效益有一个适度，9000kg/hm²左右的适度值为1800～2400mm/hm²左右。正常年份夏玉米全生育期浇4水为宜，灌水定额以底墒水450mm/hm²，开花水、乳熟水、蜡熟水各675mm/hm²为宜。     

行间覆膜对内蒙古河套灌区春玉米水分利用效率及土壤排盐量的影响

试验于2009～2010年在内蒙古河套灌区进行,设行上覆膜、行间覆膜和不覆膜(CK)3个处理,分析河套灌区盐渍化土壤覆膜对春玉米土壤水分运移及利用的影响,挖掘春玉米农艺节水机制。结果表明,行间覆膜显著减少土壤供水消耗,提高灌水利用率和降水利用率,总耗水量降低。行间覆膜通过改变春玉米阶段耗水量、日耗水量和耗水模系数,达到各时期土壤水分最适比例;行间覆膜处理水分利用效率较对照分别提高了20.05%和57.13%;覆膜能很好地抑制土壤返盐,行间覆膜处理0~80 cm土层可溶性盐分降低了1.30 g/kg,可有效预防土壤板结,显著提高灌水效率和灌水均匀度。     

风沙半干旱区玉米抗旱高产栽培技术研究

风沙半干旱区（阜新）年平均降水423mm。各月降水分布不均，70％集中在7－8月份，该区的土壤水分在0－100cm垂直范围的内呈规律性变化，在时空分布上呈季节性变化，旱灾发生频率达到70％以上，针对以上特点，我们提出了玉米高产抗旱栽培6项技术措施；（1）筛选高产品种；（2）选择适宜的;(3) 种植密度；（4）合理的施肥方式及施肥量；（5）合理的耕作技术；（6）地膜覆盖技术，从而充分利用了自然降水，保证了玉米 水高峰与自然降水同步，实现抗旱增产的目的。     

东北北部黑土区玉米耗水特征的分析

本文根据1992～1994年3年的试验数据，分析了在北部黑土区特定环境条件下，春玉米的耗水特征。结果表明，玉米耗水强度最大时期为乳熟期──成熟期，阶段耗水量占总耗水量的20%。在北部旱作农区，降水量基本能够满足春玉米生育阶段对水分的需求，关键是苗期，应注意土壤水分的调空。     

东北地区沟垄和地膜覆盖对土壤水分分布及利用的影响

定量化分析沟垄和地膜覆盖对玉米根区0～100 cm土壤水分分配、耗水量和玉米水分利用效率的影响。结果表明,与平作不覆膜(NRF)相比较,沟垄不覆膜(RF_0)没有提高出苗前玉米根区0～20 cm土壤含水量,沟垄覆膜(RF_(100)和RF_(58))提高玉米种子周围0～10 cm土壤水分含量。RF_0处理没有使玉米最大日耗水量提前,覆膜处理提前10 d。沟垄种植(RF_(100)、RF_(58)和RF_0)没有降低花期最大日平均耗水量,提高玉米产量水分利用效率和干物质水分利用效率,覆膜处理进一步提高。沟垄和覆膜处理对水分吸收和利用受降水年型的影响,这种提高效应在少雨年份尤为明显。沟垄覆膜处理可有效规避作物生长发育过程中由于降水分布不均引起的干旱风险,确保作物高产、稳产。     

黄土高原旱地马铃薯田土壤水分动态变化及供需研究

为掌握甘肃黄土旱塬地区马铃薯田土壤水分变化动态、需水特征及需水关键期,通过测定不同栽培方式下马铃薯田主要生育期不同土层含水量,从而分析不同处理土壤水分动态变化及耗水量。结果表明,半干旱地区黄土高原旱地马铃薯田季节水平变化与垂直层次变化是土壤水分变化的主要运行规律。随时间变化,传统露地对照呈"降—升"、覆膜种植呈"升—降—升"变化趋势;随深度垂直变化,总体上露地对照呈"降—升"、覆膜种植呈"升—降—升"变化趋势。0~20 cm土层变化剧烈,是马铃薯田的速变层;40~80 cm土层变化活跃,是马铃薯田的活跃层;20~40 cm与80~100 cm土层变化较缓,是马铃薯田的渐变层与缓变层。马铃薯田耗水量与年型密切相关,随着降雨的增多而增大。传统露地种植一生耗水258.6 mm、地膜覆盖种植一生耗水264.1 mm,以块茎形成期耗水强度最大,日均耗水分别为2.2 mm与2.8 mm,是半干旱地区马铃薯的需水关键期,此时期间降雨69.8 mm,土壤可用水基本耗尽,缺水7.0~29.6 mm,集雨补灌将是应对关键期旱灾,获得稳产的必要应变措施。     

中国玉米需水量与需水规律研究

中国春玉米需水量变化在400～700mm,自东向西逐渐增加,低值区在东部牡丹江一带,高值区在新疆哈密一带。夏玉米需水量变化在350～400mm,济南附近为高值区;春玉米需水高峰期为7月中旬至8月上旬,即拔节-抽穗阶段,日耗水量达4.5～7.0mm/d。夏玉米需水高峰期为7月中下旬至8月上旬,同样在拔节-抽穗阶段,日耗水量达5.0～7.0mm/d。春玉米和夏玉米生长期棵间蒸发量分别占需水量的50%和40%。     

水分胁迫对不同基因型夏大豆冠层发育及耗水量的影响

在防雨棚条件下研究了不同阶段水分胁迫对4个夏大豆品种五星3号、冀豆15、冀豆16和冀豆17冠层发育和耗水特性影响.结果表明:大豆耗水规律为出苗后20 d内日耗水强度较低,初花期～鼓粒初期较高,最高峰出现在初花期前后,鼓粒中后期较低.最大叶面积指数(LAI)出现在盛花期,不同阶段水分胁迫使多数品种的LAI明显下降.从冠层发育角度,冀豆16苗期抗旱性较强,五星3号花期和鼓粒期抗旱性较强,冀豆15鼓粒期抗旱性较强.五星3号、冀豆15和冀豆16的LAI相近,但五星3号的耗水量较低,冀豆17 LAI和耗水量均较高.大豆主要耗水层在0～100 cm,尤其0～50 cm土层土壤水分状况对大豆的生长发育影响效应更大.     

紧凑型夏玉米高产需水规律研究

本文通过对紧凑型玉米亩产700～800公斤耗水量研究，明确了该产量水平需水量为280～300立方米，其产量与耗水量呈二次函数关系。通过对耗水系数、水分生产率分析，明确了紧凑型玉米用水经济，对水分利用效益高。通过研究，明确了高产水平后期阶段耗水量大、耗水强度高，抽雄后耗水量占总耗水量的一半；籽粒形成期耗水强度与开花期近似，平均日耗水分别为3.81和3.95立方米／亩，灌浆期日耗水仍较高，达到2.5立方米／亩左右。故高产栽培必须重视后期灌水。     

夏玉米耗水规律及水分胁迫对其生长发育和产量的影响

依据灌溉试验资料,研究夏玉米生育期内的耗水规律及植株蒸腾与棵间蒸发变化规律,分析水分胁迫对其生长发育和产量形成的影响。结果表明,水分适宜处理的夏玉米,生育期耗水量425.25mm,各时段耗水量占全生育期耗水量的百分比分别为14.34%、10.49%、10.43%、15.70%、27.16%、13.63%和8.25%,相应的日平均耗水强度分别为4.064、2.973、2.958、4.452、7.699、3.860和2.192mm/d;玉米田的棵间蒸发量较大,约占其整个生育期总耗水量的35%～38%;各生育时段遭受水分胁迫均会引起一系列不良后果,其中尤以抽雄吐丝前后40d左右缺水影响最大,其次是拔节期缺水。     

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。     

基于称重式蒸渗仪的鲜食玉米耗水规律及影响因素研究

以鲜食玉米主导品种农科玉(NKY368)与农科糯(NKN336)为研究对象，开展基于称重式蒸渗仪的不同品种鲜食玉米耗水特征研究。结果表明，NKN336全生育期耗水量为358.99 mm，日均耗水量为4.79 mm/d，作物系数为0.272～1.611；NKY368全生育期耗水量为370.88 mm，日均耗水量为4.95 mm/d，作物系数变化范围为0.269～1.559。NKY368与NKN336均在抽雄吐丝期达到耗水高峰，耗水模数占比在52%左右。通过分析农田气象因素发现，太阳辐射、空气湿度与风速是影响鲜食玉米耗水的关键因素。综合产量、水分生产效率和品质多因素评价，NKN336产量、水分生产效率分别为9 052.80 kg/hm²、2.52 kg/m³，子粒中含有更高的可溶性总糖、可溶性蛋白及还原型VC。     

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.     

黄淮海区域夏玉米生育期水分供需矛盾与抗旱种植技术研究

通过分析黄淮海地区的水资源供需现状,阐述了夏玉米产量与降水的关系及夏玉米耗水量和耗水规律,并提出了结合中长期天气预报、秸秆覆盖和＂双行交错＂种植技术等措施,为解决黄淮夏玉米高产过程中水分利用等问题提出了新思路。     

灌水时期对花生生育后期土壤剖面水分变化和产量的影响

通过对防雨旱棚池栽条件下,花生生育后期土壤剖面水分、产量的测定,研究了不同灌水时期对花生生育后期土壤水分时空变化以及花生产量的影响.结果表明,花生生育期内,0～120cm土壤剖面含水量的分布以其变异系数大小可分成激变层、次活跃层、相对稳定层和活跃层4个层次.浇水时期影响土壤水分垂直分布;花生结荚至结荚后20d,苗期浇水和全生育期浇水处理的0～20cm土层土壤含水量随深度增加而降低;结荚后期除全生育期浇水处理外,其余生育期浇水处理0～30cm土层土壤含水量随深度增加而增加;30～70cm土层为花生根系吸水贮存层,土壤含水量随深度增加相对稳定;70cm以下土层含水量均随深度增加而增加,为水分补给层.在花生生育期内土壤水分时间变化特征与灌水时期有密切关系,浇水可明显提高0～20cm土层土壤含水量,70cm以下土层土壤含水量的变化滞后于灌水时期20d左右;结荚期浇水可明显提高花生水分生产效率和产量.     

灌水和非灌水条件下冬小麦水分的利用特点研究

为了探讨灌水和非灌水条件下冬小麦对水分的利用特点,在大田条件下研究了灌水与非灌水两种处理对冬小麦的耗水结构、土壤水分利用程度及水分与产量之间的关系。结果表明,在非灌溉条件下,冬小麦主要利用20~60 cm土层中的水分,冬小麦对土壤贮水的消耗量增加,平均多耗水96.84 mm;土壤水分利用程度提高,较灌水区提高26.8个百分点;耗水系数增加,水分利用效率增大;冬小麦的产量与0~100 cm土层的含水量有密切的关系,这些土层内的含水量变动对产量的影响最大。     

灌水量与夏玉米光合性能及产量的关系

利用大型防雨设施池栽,研究灌水量与夏玉米光合性能及产量的关系。结果表明,灌水量与夏玉米光合性能及产量呈高度正相关,不同灌水量对群体光合速率、单叶光合速率、光合速率日变化、叶面积发展动态、干物质积累量及干物质生产率产生显著差异,并随生育进展而加剧。根据产量与耗水量的关系,夏玉米13 500 kg/hm²产量水平的耗水量在630 mm左右,9 000 kg/hm²产量水平的耗水量在490 mm左右,200 mm左右为夏玉米经济产量形成的耗水临界值。穗期、花粒期土壤水分状况不同是导致产量及光合性能差异增大的重要原因之一,保证夏玉米中、后期水分适宜是提高光合性能及产量的重要条件之一。     

土壤水分变化动态对夏玉米生理代谢的影响

利用大型活动式防雨旱棚,人工控制土壤不同的含水量,对夏玉米生育期间叶片ABA含量,硝酸还原酶的含量以及夏玉米生物性状与土壤水分含量的关系进行研究.结果表明,土壤水分胁迫,导致叶片ABA含量增高,硝酸还原酶的含量降低,不同土壤含水量处理,ABA含量和硝酸还原酶的变化趋势基本一致,高产夏玉米生育期间植株叶片ABA含量维持在120～250μg/@FW,硝酸还原酶含量在5～40 μg/g@FW@h,土壤相对含水量80%左右为宜。     

玉米苗期叶片主要生理生化指标对土壤水分的响应

以玉米品种龙单57为试验材料,通过人为供水和自然耗水相结合的方法获得多级土壤水分梯度,探究其生理生化指标(叶绿素、脯氨酸、可溶性糖及丙二醛)对土壤水分的响应规律。结果表明,玉米叶绿素含量对土壤水分(SWC)的变化具有阈值响应,维持玉米叶片叶绿素含量较高水平的SWC范围在15.2%～25.6%,相对含水量(RWC)为51.6%～87.2%,SWC在20.4%左右是对玉米叶片叶绿素含量有效性最高的土壤水分。随着水分胁迫程度的增加,脯氨酸累积量和可溶性糖含量总体上均呈现上升趋势,表明脯氨酸和可溶性糖为玉米的主要渗透调节物质,但在不同的水分条件下,增加的幅度有所差异。丙二醛含量随着土壤含水量的减少呈现先减少后增多的趋势,SWC>17%时丙二醛的含量变化不明显,SWC<17%时丙二醛的含量随着水分胁迫程度的加重急剧上升,叶片质膜膜脂过氧化作用也随之加剧。