干旱胁迫对辽西半干旱区玉米生长和产量的影响

以玉米丹玉77为材料,研究了干旱胁迫对辽西半干旱区玉米不同生育期作物生长、产量和水分利用效率等的影响.结果表明,各生育期干旱处理均不利于玉米生长和产量形成;且随着干旱程度增大,作物生长受抑加重,减产加剧;苗期、拔节期和抽穗期玉米生长和最终产量较容易受干旱影响,而灌浆期受旱影响相对较小;苗期轻旱处理下水分利用效率(WUE)高于对照处理,但其他处理WUE均降低,且随着干旱的加重而减小.因此,在研究区当水资源难以得到保证时,建议在玉米苗期轻旱控制或灌浆期干旱胁迫,避免拔节期和抽穗期受旱.     

井灌区控制灌溉模式水稻灌水规律研究

在考虑降水蒸发蒸腾等影响一致的情况下,研究了常规灌溉、控制灌溉Ⅰ、控制灌溉Ⅱ、控制灌溉Ⅲ4种不同灌溉模式下水稻各生育期灌水量、产量性状,通过方差分析研究了不同灌溉模式对水稻产量的影响、灌溉水利用率并拟合得到灌水量与产量的回归方程。试验结果表明:各灌溉模式灌溉水利用率为控制灌溉Ⅰ控制灌溉Ⅲ控制灌溉Ⅱ常规灌溉,图表中看出返青到分蘖末为需水非敏感期、拔节孕穗期和抽穗开花期为需水敏感期,不同灌溉模式对产量影响显著。控Ⅰ灌溉水利用率最高,能够达到节水增产的目的,合理利用水资源。     

加强防渗渠道的管理工作

(一) 徐州市地处江苏省北部,是全省水资源最缺乏的地区,目前全市工农业年总需水量约50亿米~3,而平水年份,供水量仅30亿米~3,如遇干旱年份,缺水量高达43亿米~3,遇特殊干旱年份,缺水量更大.在南水北调东线工程未实施前,农业灌溉用水难以保障,近几年来,水资源供需矛盾更为突出.目前,我市水资源约80%用在农业灌溉上,从近几年水稻的种植面积表明,     

基于标准化降雨蒸散指数的水稻生育期干旱特征分析

基于气候变化下南方干旱灾害发生频繁和影响不断加剧的事实,收集了典型水稻种植区高邮站点1951—2015年65 a逐月的降雨、气温数据资料,基于标准化降雨蒸散指数(standardized precipitation evaporation index,SPEI)和Mann-Kendall(MK)趋势检验方法,研究和分析了水稻作物不同生育期内干旱发生频率、影响程度及其变化规律,结果表明:整个生育期内轻度干旱发生率最大,其中返青期和拔节抽穗期各为轻度干旱和重度干旱发生概率最大的生育期;从70年代至今干旱生育期次比呈上升趋势且集中在14%～28%波动,干旱生育期次数增多,干旱发生影响范围加大;在SPEI指数时间分布特征上,返青期、分蘖期和拔节抽穗期均呈现上升的趋势,乳熟期和黄熟期则均呈现下降的趋势,说明除乳熟期干旱程度呈现加强的趋势,返青期、分蘖期和拔节抽穗期干旱程度均呈现减小趋势;显著性分析表明,除拔节抽穗期为极显著性,乳熟期为显著性外,其余均呈不显著变化.研究成果可以有效地指导抗旱和灌溉,对水稻需水期尤其是关键需水期受旱影响评估提供参考,尽早做出灌溉决策,避免水稻作物受旱减产.     

水稻各生育阶段分别受旱条件下产量及敏感系数差异性研究

水稻整个生育期的生长需要经过不同的6个生育阶段,分别是返青期、分蘖期、拔节孕穗期、抽穗开花期、乳熟期和黄熟期,每个生育阶段的需水量不尽相同.其中,返青期需要返青活苗,这个时期必须保证供应足够的水量以使得稻苗成活;黄熟期需要落干晒田,不需要进行水量补充;其他4个生育期对水量的要求各不相同.在试验的基础上,研究在中间4个生育期内给予水稻不同的受旱处理,分析其最后的产量差异及各个生育期的水分敏感系数(缺水系数)的大小,结果表明,对于缺水最为敏感的时期是抽穗开花期,其次是拔节抽穗期,最后是分蘖期和乳熟期.试验的研究可以为今后灌区水稻的分阶段灌溉提供合理的依据,把宝贵的水资源用在最重要的环节,为灌区制定合理的灌溉制度提供参考.     

黑龙江省抗旱节水灌溉集成技术模式研究

黑龙江省水资源总量为810.33亿m3,人均占有量和耕地亩均占有量都低于全国平均水平,水资源时空分布不均、季节性干旱频发、作物生育期内水量分布不均等因素加剧了农业灌溉用水短缺,严重影响了旱作区作物种植面积的发展和产量的稳定与提高。分析了机械化暗式注水灌溉技术、中耕补水技术、喷滴灌技术等抗旱节水灌溉技术的特点效果,根据玉米调亏水分灌溉指标、作物受旱生态表现及土壤干旱状况分级,提出了抗旱节水灌溉集成技术模式,缓解了水资源供需矛盾,减少了干旱带来的损失,为实现粮食持续稳产高产提供技术支持。     

基于GLUE和PEST的CERES-Maize模型调参与验证研究

作物模型已逐渐成为干旱和半干旱地区优化农田水肥管理和实施节水灌溉的有力决策支持工具。为了探讨CERES-Maize模型模拟不同生育期受旱情况下夏玉米的生长发育、产量形成和土壤水分状况的模拟精度,进行了2013和2014年连续两季夏玉米田间分段受旱试验。试验将夏玉米整个生育期划分为苗期、拔节、抽雄和灌浆4个主要生长阶段,采用单个生育期受旱其他生育期灌水的方式,形成4个不同的受旱时段水平(D1~D4),又根据夏玉米多年生育期降雨量,设置了70和110 mm两个灌水水平(I1和I2),共形成8个处理,每个处理3次重复,在遮雨棚内按照裂区试验布设,此外设置1个各生育期均灌水110 mm的对照处理(CK)。利用两年试验数据,采用DSSAT-GLUE和PEST两种不同的模型参数估计工具,对CERES-Maize模型的遗传参数进行估计,并对该模型的模拟精度和可靠性进行验证,此外还使用交叉验证法对CERES-Maize模型的整体模拟精度进行评估。结果表明,GLUE和PEST两种调参工具所得的模型参数均有较好的稳定性和收敛性,但PEST调参工具耗时较少,效率较高;CERES-Maize模型能较好地模拟充分灌水条件下夏玉米的生长发育、产量和土壤水分变化,绝对相对误差(ARE)和相对均方根误差(RRMSE)均在6%~8%之间;但是现有CERES-Maize模型无法模拟由于不同生育期受旱造成的夏玉米物候期的差异。此外,交叉验证结果发现夏玉米生长前期(特别是拔节期)受旱处理的数据参与模型校正时,模型的总体平均模拟误差较大,精度较低。CERES-Maize模型模拟前期受旱对玉米籽粒产量的影响时结果不够准确,这可能是由于该模型低估了早期水分胁迫条件下的LAI值,进而使得ET模拟不准确所造成的。总之,CERES-Maize模型对生育期前期(特别是拔节期)受旱条件下夏玉米生长发育、产量形成和土壤水分变化的模拟还存在一定的不足,若将CERES-Maize模型应用于我国干旱和半干旱地区水分胁迫条件下玉米的生产管理和科学研究,应对模型进行相应的修正。     

分蘖期不同程度水分胁迫对水稻需水规律及生长发育的影响

试验在黑龙江水稻灌溉试验中心进行,通过对水稻分蘖时期实施不同程度的受旱,初步研究了庆安地区水稻在不同水分条件下的需水规律、生理特性以及其产量形成。结果表明:不同土壤水分条件与水稻需水量及产量的关系密切;分蘖时期不同程度受旱对水稻生长发育的影响不尽相同,轻度受旱可以获得较高的各项产量指标产量。     

不同灌溉模式水稻需水规律研究

试验研究了浅湿型灌溉、控制灌溉Ⅰ、控制灌溉Ⅱ等3种不同灌溉模式下水稻各生育期需水量、模比系数、需水强度及全生育期腾发过程、产量性状,通过方差分析研究了不同灌溉模式对水稻产量的影响、水分利用率、拟合得到需水量与产量的回归方程。试验结果表明:各灌溉模式需水量及各生育期需水强度均表现为浅湿型灌溉控制灌溉Ⅱ控制灌溉Ⅰ,模比系数表明拔节期和抽穗期为需水敏感期,蒸发蒸腾量随温度、灌水情况及生育期变化,不同灌溉模式对产量影响显著,控Ⅱ水分利用率最高,能够达到节水高产的目的。     

湖北省早稻灌溉定额修订方法研究

湖北省现行灌溉用水定额标准颁布于2003年,已难以适应当前及今后的水资源管理需求。早稻作为湖北省主要灌溉作物,修订其灌溉定额,对于实现总量控制、定额管理及落实最严格水资源管理制度具有重要意义。分析了湖北省不同分区早稻作物系数、稻田渗漏量、泡田期水面蒸发量、饱和需水量、生育期、水层控制标准等灌溉定额计算参数,基于早稻灌溉定额影响主因子,提出了不同耕作方式与灌溉模式组合下不同分区不同频率早稻灌溉定额,能够更全面真实地反映湖北省早稻灌溉用水水平,对其他地区水稻灌溉定额修订工作具有重要指导与借鉴意义。     

遗传算法在河西绿洲菘蓝灌溉决策优化中的应用

为缓解河西绿洲菘蓝种植水资源供需矛盾,解决灌溉过程中存在的灌溉决策粗放问题,提高灌溉水利用效率。本文通过参照Jensen模型、水量平衡方程等,根据河西绿洲干旱少雨的环境特征及菘蓝种植过程中各生育期耗水强度不同的生长规律,构建菘蓝灌溉决策模型并利用遗传算法对有限水资源在菘蓝灌溉中的合理分配进行求解。同时综合考虑各生育期灌溉水量约束条件、有效降水量、灌溉成本、产量等因素,在非充分灌溉理论指导下利用遗传算法结合现有菘蓝种植数据对灌溉决策进行优化,以达到节水、高效高产的目的,优化结果显示肉质根轻度水分亏缺可以显著提高灌溉水利用效率,同实际种植灌溉情况相符。     

棉花水分生产函数及灌溉源制度研究

根据实验资料,通过不同受旱处理确定了棉花的水分敏感指数及水分生产函数,结果表明对水分最敏感的阶段是花铃期,其次是蕾期,吐絮期最小.并运用动态规划方法制定了灌溉制度,可有效提高作物生育期内水分利用效率,对优化配置水资源,实现农业高效用水具有重要作用.     

宁夏中部干旱区油葵畦灌优化灌溉制度研究

基于田间试验,分析了水平畦灌条件下不同灌溉制度对土壤水分、油葵生长生理指标、产量及水分利用效率(WUE)的影响。结果表明,油葵生育期内灌溉计划湿润层为0～40cm时,可满足其水分需求;在2012年生长季降雨量较大(247mm)的情况下,较低灌水定额对作物的生长生理指标并无显著负面影响;丰水年宁夏中部干旱带油葵畦灌的优化灌溉制度为灌水4次,每次灌水定额600m3/hm2,在保证产量的基础上,作物耗水量可降低20%以上,WUE提高约20%。     

水稻节水灌溉技术

我国北方严重干旱,威胁水稻生产;南方水资源相对丰富,但大多数水稻产区用水季节性矛盾突出.因此,水稻节水灌溉技术倍受人们青睐.目前,水稻节水灌溉技术已普及南北产区15个省区,产生了良好的社会效益和经济效益.归纳起来,水稻节水灌溉技术要点如下.     

不同生育时期土壤干旱后复水对水稻生长发育的补偿效应

以丰华占为水稻供试品种,通过盆栽实验,在水稻生长的不同生育时期分别进行水分胁迫处理,研究其对水稻植株形态、叶绿素含量、干物质积累及产量的影响。结果表明,不同生育期干旱胁迫后株高、分蘖有所下降,尤以分蘖期控水影响较大,恢复灌溉后大多可恢复到对照水平。各生育期遭受水分胁迫后,水稻地上部干重均有不同程度的降低,均达到显著水平,且复水后均始终低于对照处理。叶绿素含量控水处理后显著下降,恢复供水后除分蘖期可恢复到对照水平,其它处理则始终下降。干旱胁迫后水稻根系活力均显著上升,其中穗分化期、抽穗期干旱处理在复水后均仍然显著高于对照。不同生育期干旱对产量的影响强弱顺序为抽穗期>穗分化期>分蘖期>结实期。分蘖期控水主要影响有效穗数,穗分化期控水影响有效穗数、每穗粒数和结实率,抽穗期控水影响每穗粒数、结实率和千粒重,结实率控水影响结实率和千粒重。     

考虑未来降雨的风险灌溉决策评价

提高降雨利用效率是农业节水的有效途径.根据天气预报中的未来降雨情况制定灌溉决策尽管可提高降雨利用效率,减少灌水浪费,但同时也存在因预报不准确而使作物受旱减产的风险.以赣抚平原灌区为例,根据2014—2015年早稻和晚稻生育期间的天气预报近期天气的温度及降雨量,预报水稻需水量,推求水稻灌溉制度,制定基于考虑未来降水的风险灌溉决策,并对风险决策和常规决策进行定量的节水效果、产量及灌水次数评价.结果表明:相对于常规灌溉,考虑天气预报的风险灌溉决策,除2014年早稻灌溉用水量一致外,可节水7.8%~16.7%.由于早稻生育期降水量大,产量基本不受干旱影响;晚稻风险灌溉决策的产量尽管有所下降,但降低幅度均在0.3%以内,并且灌溉次数可减少1~2次,因此风险灌溉决策可在一定程度上提高降雨利用率,减少灌水次数,节约灌溉用水.     

三江平原不同灌溉模式水稻需水规律及水分利用效率试验研究

在三江平原宝清县三江试验站进行了试验,研究了不同灌溉模式下水稻在发育过程中的需水规律及水稻的水分利用效率.结果表明,拔节孕穗期和抽穗开花期是水稻全生育期中需水强度最大的时期;控制灌溉节水效果最好,且水稻灌溉水分利用效率最大,但其产量最低;湿润灌溉水稻产量最高,其水稻水分利用效率也最大,其水稻灌溉水分利用效率仅次于控制灌溉;淹灌产量高于控制灌溉但灌溉水分利用效率最小.应综合考虑产量效益和水分利用效率,选择合适的灌溉模式,以期为三江平原灌溉模式的选择提供参考.     

基于Meta分析的中国灌溉冬小麦产量及水分利用效率影响因素研究

【目的】目前针对灌溉冬小麦产量与水分利用效率影响因素的研究大多集中于某一特定区域,研究结果零散,针对上述问题,揭示宏观尺度下灌溉冬小麦产量和水分利用效率的影响因素。【方法】综合已发表的田间试验数据,采用Meta分析方法得出灌溉在不同地区的增产效应和水分效应,在异质性检验的基础上,通过Meta亚组分析探究灌溉定额、降雨量和平均气温等对冬小麦产量和水分利用效率的影响机制。【结果】与生育期不灌溉相比,灌溉使冬小麦总体增产39.34%,水分利用效率提高3.39%;增产率随灌溉定额的增加而增大,增幅最终趋于稳定,水分利用效率随灌溉定额的增加呈先增加后减少的趋势,当灌溉定额>240 mm时,冬小麦相对水分利用效率变化率显著降低11.29%;随着生育期平均温度上升,灌溉冬小麦增产效应显著提高,生育期均温>9℃时,冬小麦增产率高达45.81%;生育期降雨量对灌溉冬小麦产量影响显著,生育期降雨量处于干旱年份时灌溉增产效应最明显,增产率为72.48%。【结论】灌溉定额为60~120 mm更有利于提高冬小麦产量和水分利用效率。     

非充分灌溉对冬小麦产量及水分利用效率影响研究

通过田间试验,研究冬小麦在不同生育期缺水以及不同程度的缺水对其生长发育及产量的影响,为半干旱区冬小麦建立优化灌溉制度提供理论依据。通过试验观测:枯水年份,冬小麦各生育期耗水比例相差较大,0~80cm土层的耗水量占总耗水量的绝大部分,总耗水量随灌水量的增加而增大,非充分灌溉对冬小麦叶面积、产量和水分利用率均会产生显著影响,灌水可显著提高植株叶面积,不灌水会显著降低作物产量与耗水量;灌1水的灌溉水利用效率明显高于灌2水和灌3水的灌溉水利用效率,其中以T2处理的灌溉水利用效率最高,边际效益最大;灌冬浇水与拔节水可获得较理想的产量和水分利用效率,在半干旱区水资源不足时,可作为冬小麦最佳灌水模式。     

毛乌素沙地水肥耦合对玉米的生长发育及产量的影响

通过对毛乌素沙地大田玉米在不同水肥耦合处理下的生长发育、产量以及水分生产率响应的研究,表明:各生育期水分亏缺均会抑制玉米生长,导致株高、茎粗和叶面积指数减小。充分灌溉+高肥处理的株高、茎粗和叶面积指数均优于其他处理;同一施肥处理水平下,随着受旱时期的推移,产量表现为充分灌溉灌浆期受旱苗期受旱拔节期受旱抽雄期受旱,其中抽雄期受旱减产最多,高、中、低3种施肥处理,抽雄期受旱的减产率分别为27.37%、25.78%、45.88%。而同一施肥处理水平下玉米拔节期受旱水分生产率最高,苗期次之,其中拔节期受旱+中肥处理水分生产率最高,达到了2.61kg/m3。综合分析各处理的产量和水分生产率,提出毛乌素沙地玉米节水高产水肥适宜调控指标。