灌溉模式对玉米生长发育及产量形成的影响

为探讨不同灌溉模式下玉米生长形态及产量差异,在降雨和前期土壤特性一定的情况下,对春玉米覆膜滴灌、覆膜漫灌、不覆膜喷灌及不覆膜不灌4种灌溉方式下的植株生育动态、植株性状和产量形成进行了分析。结果表明:覆膜滴灌条件下,玉米生育进程加快,提早成熟,比不覆膜喷灌、不覆膜不灌处理成熟期提前10～11d。覆膜滴灌有效促进玉米植株株高增加,其株高比不覆膜喷灌、不覆膜不灌的分别增加6.7%、18.5%。覆膜滴灌提高了叶片生长速度,增加了叶面积及根量,各时期叶面积平均值比不覆膜喷灌、不覆膜不灌的分别增加17.8%、21.5%;各时期根层数、根条数平均值比不覆膜不灌的分别增加1.7层/株和13.0条/株。覆膜滴灌有利于玉米果穗形成和粒籽灌浆,增加穗粒数,提高百粒重,其穗粒质量比不覆膜喷灌、不覆膜不灌的分别增加15.5%和73.3%。覆膜滴灌既具有节水增产效果,也有保墒促早熟的特点。     

黄淮海平原夏玉米需水量和缺水量时空分布特征

为提高黄淮海平原夏玉米的灌溉效率,优化农业资源配置,依据黄淮海平原27个站点70年的试验统计资料,在作物需水量模型、降雨频率分析、作物系数相关理论的基础上,分析不同水文年型夏玉米的需水量和缺水量(即需要补充灌溉的水量)的时空分布。首先,根据各代表点的多年降雨资料,利用皮尔逊—Ⅲ型曲线确定降雨频率分别为25%,50%,75%,95%的4种水文年型及其相应的有效降雨量;其次,利用Penman-Monteith模型计算参考作物需水量,并结合作物系数法估算作物需水量,进而求得在4种水文年型下夏玉米的需水量、缺水量和灌溉需求指数;最后,基于ArcMap 10.7软件对所得到的夏玉米各需水要素进行插值分析,直观地描述黄淮海平原地区夏玉米需水量、缺水量和灌溉需求指数的时空分布特征。结果表明,1951—2020年间,黄淮海平原夏玉米需水量的高值区分布受水文年型变化的影响不大,主要分布在平原中部呈带状分布的区域;缺水量与灌溉需求指数分布特征相似,高值区的范围随干旱程度的升高(水文年型由湿润到干旱)而扩大,且主要分布于平原中部偏北的区域;有效降雨量高值区主要集中在平原东南部,整体分布呈由南至北逐渐递减的趋...     

不同灌水处理对冬小麦产量及水分利用效率的影响研究

利用2001~2002年度冬小麦测坑试验资料,研究了冬小麦不同生育期灌水处理对冬小麦产量和水分利用效率的影响。在试验结果分析的基础上,提出冬小麦生育期适宜灌水时间和土壤水分控制指标,这对干旱缺水的华北地区,实现冬小麦节水与高产的统一有重要意义。     

黄淮南部平原喷灌冬小麦灌浆特性及水氮优化耦合研究

为了优化冬小麦水氮配置,实现养分水分资源高效利用,试验设计3个灌水水平(低灌水W1:25 mm;中灌水W2:40 mm;高灌水W3:55 mm)和5个氮肥水平(N0:0;N1:80 kg/hm^2;N2:180 kg/hm^2;N3:240 kg/hm^2;N4:300 kg/hm^2),共计15个处理,探究了喷灌条件下灌水、施氮及其互作对籽粒灌浆特性及水氮利用效率的影响,并通过建模求解最优水氮配置。结果表明:施氮对te(灌浆持续时间)和tm(最大灌浆速率出现时间)影响显著,两者均随施氮量的增加表现为先增加后降低。N3施氮水平下te和tm最大,均值分别为43.9,24.6天,比N0(不施氮)分别增加1.7,3.0天。W2N3处理的tm值最大,比最小处理W1N0延后5.0天。GFmax(最大灌浆速率)与AG(平均灌浆速率)呈极显著相关(r=0.841**),千粒重与产量(r=0.791**)、te(r=0.755**)和tm(r=0.717**)呈极显著正相关。W2N3组合产量和WUE(水分利用效率)均为最大,分别为8960 kg/hm^2和2.83 kg/m^3。水氮耦合通过优化灌浆过程可有效提高冬小麦产量。喷灌灌水定额26~35 mm、施氮量193~204 kg/hm^2(基施40%+拔节期追施60%)的水氮资源配置模式可实现节水增产双效目标。     

植物生长调节剂对黄淮井灌区夏玉米水分利用效率的调控

植物生长调节剂的研制和应用为实现玉米高产稳产、节水栽培提供了新的条件。试验于2018年在河南新乡研究了植物生长调节剂对京农科728、新单61、先玉335等品种水分利用效率的调控效应,试验采用裂区区组设计,品种为主区,副区为植物生长调节剂和清水对照。结果表明,不同基因型夏玉米品种产量水平、水分利用效率存在显著差异(P0.05)。植物生长调节剂能显著改善玉米水分利用效率、增加籽粒产量(P0.05),其中,水分利用效率最高增幅达3.12%,籽粒产量最高增幅达3.09%。植物生长调节剂能显著降低倒伏率(P0.05),降幅最高达90.00%,重塑了玉米株型建成。植物生长调节剂调控玉米水分利用效率的效应发生机制,可能在于改变了激素信号转导关键基因表达量,进而使其内源激素如GA_3、ABA含量发生了变化。     

基于大型蒸渗仪的冬小麦蒸散规律及其模拟

【目的】探究不同土壤水分条件下冬小麦蒸散量适宜估算模型。【方法】在华北地区,以冬小麦为研究对象,借助大型蒸渗仪,设置3个土壤含水率灌水控制下限水平(T70:70%田间持水率,T60:60%田间持水率,T50:50%田间持水率),分别采用单作物系数法,双作物系数法以及BP人工神经网络进行蒸散量估算,并结合纳什系数(NSE)和均方根误差/观测值标准差比率(RSR)等统计指标进行模型评价。【结果】随土壤水分胁迫程度的增加,冬小麦蒸散总量和各生长阶段蒸散量逐渐减少(T70处理>T60处理>T50处理);中度水分胁迫处理下(T50),仅双作物系数模型模拟结果适用(NSE=0.646,RSR=0.599);轻度水分胁迫处理下(T60),BP人工神经网络模型相对最优(NSE=0.872,RSR=0.360),双作物系数模型估算效果良好(NSE=0.729,RSR=0.523);适宜水分处理下(T70),各个模型均有较好的估算效果。【结论】双作物系数模型适宜于不同土壤水分胁迫水平。     

不同水分状况下棉花茎直径变化规律研究

利用DD型直径生长测量仪持续监测筒栽棉花茎秆直径的动态变化,对茎直径在不同天气的日变化规律、水分胁迫条件下不同生长阶段的变化规律及其与环境因素的关系进行了研究。结果表明,茎直径变化测量参数能较好地反映棉花水分状况,但茎直径变化受外界环境因素和作物自身发育特性共同影响,在不同生长阶段,宜采用不同参数作为水分诊断指标。在茎生长阶段,茎直径最大值随时间的变化能较好地反映棉花水分亏缺程度,而不同水分处理间的日最大收缩量差异不显著;在茎成熟阶段,日最大收缩量对水分亏缺的反应非常敏感,是适宜的水分诊断指标。对影响茎直径变化的环境因素进行分析后得出,土壤水分、辐射和空气饱和差影响最大,相对湿度次之,气温和风速的影响很小。在此基础上建立了棉花茎直径日最大收缩量与环境因子之间的回归模型,可为利用茎直径变化评价作物缺水状况提供依据。     

麦田降雨产流时间计算模型研究

为探讨多种因素对麦田降雨产流时间的影响及其相应的定量关系,通过模拟降雨试验,研究了麦田降雨强度、冠层覆盖及初始土壤剖面含水量对降雨产流时间的影响。结果表明,在相同初始土壤剖面含水状态条件下,降雨强度与产流时间呈显著幂函数关系(P<0.01);产流时间与叶面积指数呈极显著线性正相关(P<0.01),与株高相关性较差;0～20、0～40cm土层初始土壤剖面含水量与产流时间具有较明显的线性正相关关系(P<0.01),40cm以下土层土壤含水量对产流时间影响相对较小。通过多元回归分析建立的产流时间幂函数计算模型具有较好的模拟效果。     

灌溉试验观测仪器使用总结及发展探讨

针对目前灌溉试验站仪器配置现状,结合灌溉试验规范,重点对需水量试验与观测仪器、气象观测仪器和土壤物理性试验与常用的仪器及设施进行总结研究。同时探讨未来灌溉试验发展方向,根据此提出灌溉智能化系统组成和功能,以期为未来全国灌溉试验站网在建设、更新中参照使用和采购。     

耕作和灌水处理对冬小麦-夏玉米水分利用及产量的影响

为探索华北平原冬小麦-夏玉米复种连作合理耕层构建的技术途径和技术指标,于2015―2016年在河南新乡实施了深松(ST)、深松+秸秆还田(ST+RS)和常规旋耕(RT)3种耕作方式,在不同耕作方式中根据土壤湿润层有效含水量各设置3种灌水控制下限,高灌水控制下限为60%(H)、中灌水控制下限为50%(M)和低灌水控制下限为40%(L),通过对土壤和作物生长指标及产量的测定,分析各处理作物产量和水分利用效率的变化规律。结果表明,ST和ST+RS处理均能降低土壤容重,增加土壤孔隙度、田间持水量和饱和含水量,且以深松+秸秆还田处理效果最佳;与RT相比,ST和ST+RS处理0～40 cm平均土壤容重降低5.0%和6.0%,土壤孔隙度增加6.9%和8.0%,田间持水量增加6.2%和12.8%,饱和含水量增加6.2%和5.7%。耕作方式与灌水处理互作显著增加了冬小麦-夏玉米复种连作周年0～100 cm土层的储水量。ST和ST+RS处理0～100 cm土层储水量较RT分别增加11.0%和15.8%,高水分、中水分处理较低水分处理分别增加18.1%和11.1%。耕作方式对冬小麦、夏玉米产量和水分利用效率(WUE)影响显著,其中,ST和ST+RS处理周年产量较RT分别平均增加9.2%和15.5%,WUE平均提高11.2%和15.3%;灌水处理同样对冬小麦、夏玉米的产量和水分利用效率(WUE)影响显著,产量随灌水控制下限的增加而增加,即高水分中水分低水分,而WUE则以中水分处理最高。因此在该地区土壤和气候条件下,深松秸秆还田辅以适宜灌水控制下限是较为理想的栽培措施,有利于土壤耕层合理构建,并提高水分利用效率和作物产量。