不同土壤容重条件下水分亏缺对作物生长和水分利用的影响

为探究不同土壤容重和不同程度水分亏缺条件下冬小麦-夏玉米生长指标及产量的变化。采用桶栽土培法,分别设置3种土壤容重(1.2,1.4,1.6 g/cm^3)和3个土壤水分控制下限(低水分50%田间持水量、中水分60%田间持水量和高水分70%田间持水量),研究不同土壤容重和水分亏缺对冬小麦—夏玉米根系、生长指标、耗水量、产量和水分利用的影响。结果表明:随水分亏缺程度的加剧,冬小麦和夏玉米生长指标、生物量、耗水量和产量均呈降低趋势。随土壤容重增加,冬小麦生物量和产量呈先升高再降低的趋势,冬小麦耗水量和水分利用效率呈降低趋势;而夏玉米产量、耗水量和水分利用效率均呈降低趋势。试验中,1.4,1.2 g/cm^3分别为冬小麦和夏玉米生长的最适土壤容重。土壤容重与水分处理互作对夏玉米株高、耗水量和水分利用效率有极显著影响,而对冬小麦和夏玉米生物量及产量无显著影响。研究结果可为黄淮海地区作物绿色增产增效及水土资源高效利用提供理论参考。     

黄淮井灌区冬小麦-夏玉米连作喷灌模式综合评价与优选研究

为探究黄淮井灌区冬小麦-夏玉米连作体系适宜喷灌技术模式。选取半固定式喷灌、智能化灌溉、中心支轴式喷灌机、地埋自动伸缩一体化喷灌、自驱动绞盘式喷灌等5种喷灌模式,构建基于"AHP+熵权法"组合赋权的Topsis模型,在冬小麦-夏玉米连作周期试验基础上,从经济、社会、技术、农业生态、资源等5个方面开展不同喷灌类型方案优化分析研究。地埋自动伸缩一体化喷灌节能省工效益明显,比中心支轴喷灌节能57.1%,省工效益是半固定式喷灌的4.8倍,农民欢迎程度最高。半固定式喷灌较智能化喷灌和地埋自动伸缩一体化喷灌工程投资减少了64.3%和33.3%,年维修养护费用较智能化喷灌和中心支轴喷灌机减少了73.7%和28.6%,缺点是省工效益差。中心支轴式喷灌机作物适应性最强,但是耗电量比地埋自动伸缩一体化喷灌增加300 kWh/hm~2。种植周期内,智能化喷灌节水量为1 920 m~3/hm~2,较自驱动绞盘式喷灌节水26.3%,节水效果最好。省工效益、效益费用比和节水量是排在前三位的权重指标,分别为0.187、0.152和0.135。灌溉技术模式决策和实施前应优先考虑效益费用和节水程度。黄淮井灌区冬小麦-夏玉米连作体系节水喷灌模式排序为:地埋自动伸缩一体化喷灌中心支轴式喷灌机自驱动绞盘式喷灌智能化喷灌(半固定式喷灌)。"AHP+熵权法"组合赋权的Topsis综合模型评价结果科学合理且符合农业生产实际情况。在当前经济和技术条件下,黄淮井灌区采用地埋自动伸缩一体化喷灌可获得最佳综合效益,建议在该区域适度推广和应用。     

不同地下水埋深下冬小麦和春玉米非充分灌溉制度研究

根据山西省中心灌溉试验站多年灌溉试验资料,首先,分析计算无地下水的条件下(地下水埋深3.0m)冬小麦和春玉米的经济灌溉定额,在此基础上,参考当地作物关键灌水期、地下水补给量及降水等试验资料,进一步确定两种作物在6种不同地下水埋深条件下不同水文年型的非充分灌溉制度。研究结果可为当地农业实际生产提供参考,具有较高的实际应用价值。     

新乡地区冬小麦耗水量与产量关系研究

依据中国农业科学院农田灌溉研究所2005-2006年度田间试验数据,研究了新乡地区冬小麦耗水量与产量的关系。结果表明,冬小麦全生育期耗水量与产量之间基本呈二次函数关系,经济灌水量为374.9mm,冬小麦适宜耗水量区间为374.9～551.7mm;采用Jensen模式,建立了冬小麦分生育期耗水量与产量的关系模型,模型中敏感指数的变化规律为:冬小麦在抽穗-灌浆期缺水敏感指数(λ)最大,对缺水最为敏感,拔节期次之,然后是苗期,而越冬期和返青期的敏感性最小。     

豫西北几种ET_0计算方法的比较及Hargeaves公式的修正

根据豫西北地区30年的气象资料,选用辐射法中的Makkink公式和Priestley-Taylor公式以及温度法的Hargreaves公式和McCloud公式计算了ET0,并以Penman-Monteith公式为标准,分别对各公式年值和旬均值的绝对误差、相对误差和累计误差进行分析,结果显示Hargreaves公式的精度最高。为了进一步提高Hargreaves公式的应用精度,建立了线形回归方程,并对其进行了修正。     

春玉米品种和种植密度对植株性状和耗水特性的影响

品种和种植密度是辽西地区春玉米节水高产栽培的参考依据。以稀植型品种丹玉12(DY12)和密植型品种中地77(ZD77)为试验材料,各设4个种植密度处理,研究了种植密度对玉米植株性状、耗水量、产量性状、水分利用效率(WUE)的影响,同时比较两类型品种之间的差异。结果表明:随着种植密度增加,两品种茎粗、单株叶面积均逐渐降低,株高、群体叶面积指数(Leafarea index,LAI)逐渐增加,DY12茎粗和ZD77株高差异分别达到显著水平(P<0.05);同一种植密度条件下,DY12的茎粗、株高均大于ZD77,而ZD77的LAI大于DY12表现出较强的耐密性。玉米全生育期耗水量随种植密度的增加而增加,同一种植密度条件下,ZD77小于DY12。产量随着种植密度的增加先增加后减少。除穗粗、穗行数及百粒质量外,种植密度对DY12其余产量性状的影响达到显著水平(P<0.05);而种植密度对ZD77各产量性状的影响均不显著。在WUE方面,DY12随种植密度的增加先增大后减小,当种植密度为45000株/hm2时,WUE达到最大值(2.48kg/m3);ZD77则随种植密度的增加而减少。该地区生产上应选择密植型春玉米品种进行合理密植,可以达到明显的节水增产效果。     

中国主要农作物全生育期耗水量与产量的关系

首先简要介绍了作物全生育期耗水量与产量关系的研究现状,通过国内外相关资料的分析表明,两者之间基本呈二次函数关系。在此基础上,以中国农业科学院农田灌溉研究所2001年度夏玉米田间试验资料为实例,对模型参数的确定和特性进行了详细地分析。最后,利用中国灌溉试验资料数据库和一些地区灌溉试验站有关灌溉制度资料,建立了中国各地区主要农作物全生育期耗水量与产量函数关系模型,并且对模型的特点以及在应用中可能存在的一些问题进行了探讨。     

冬小麦生育期有效降水量计算模式研究

根据田间试验数据,建立了冬小麦叶面积指数随有效积温变化的增长模型,实际腾发量模型及土壤入渗模型。并以土壤水分平衡法为基础,综合考虑作物蒸散、降水和灌溉等因素影响,利用新乡地区1951~2001年冬小麦连续50个生长年度的逐日气象资料,模拟了各年度冬小麦生长期土壤水分供需状况。通过模拟结果分析冬小麦生长期降水量和有效降水量相互关系及变化趋势,确定了该地区不同时长尺度下冬小麦生育期有效降水量适宜计算模式,以满足区域农业发展规划及水资源优化配置管理的需求。     

局部恢复供水对苗期玉米生长、根系吸收能力及解剖结构的影响

【目的】作物对局部灌溉的响应研究已受到广泛关注,能否采用局部灌溉还需考虑局部灌溉前的土壤水分状况。研究水分亏缺后局部恢复供水下玉米生长、水分吸收的动态变化以及补偿效应的生理机制有重要意义。【方法】以聚乙二醇6000(polyethylene glycol 6000,PEG-6000)调控营养液的渗透势模拟水分亏缺,采用分根技术,通过水培试验模拟前期水分亏缺后局部根区恢复供水,设置3个水分亏缺程度(-0.2、-0.4、-0.6 MPa)和1个对照(无PEG),于处理后0、0.25、0.5、1、3、5、7、9 d连续动态监测各根区根系的生长和导水率状况,玉米干物质累积以及叶水势。并在此基础上,于处理后0、1、5、9 d连续动态测定对照和-0.2 MPa两个处理各根区根系解剖结构特征。【结果】水分亏缺6 d后局部恢复供水,恢复供水区根干重和导水率平均增长速率显著大于持续胁迫区(P0.05);-0.2 MPa亏缺后局部恢复供水下,0—0.25 d时,恢复供水区根干重平均增长速率较对照明显增大(P0.05),且持续到局部恢复供水后5 d,表现出根系生长的补偿效应;-0.4和-0.6 MPa亏缺后局部恢复供水处理分别于0.25—0.5 d和0.5—1 d时恢复供水区根干重平均增长速率较对照明显增大(P0.05),产生根系生长的补偿效应,可见,根系生长的补偿效应发生随水分亏缺程度增大而延迟;-0.2 MPa亏缺后局部恢复供水5 d时,恢复供水区根系导水率平均增加速率恢复到对照水平,产生根系吸水的补偿效应,继续增大亏缺程度或延长恢复供水时间,补偿效应均消失,说明局部恢复供水有效刺激恢复供水区根系吸水补偿效应的临界水分亏缺程度为≥-0.2 MPa。此外,-0.2 MPa亏缺后局部恢复供水5 d,恢复供水区根系直径与导管直径显著小于1 d(P0.05),但仍维持或超过对照水平,皮层厚度占根系直径的比例与对照无显著差异(P0.05),9 d时,根系直径与导管直径明显减小(P0.05),较对照减小19%,皮层厚度占根系直径的比例仍显著大于对照(P0.05),与根系吸水补偿效应的产生与消失同步,从根系解剖结构特征方面揭示了恢复供水区根系吸水补偿效应的生理机制。【结论】局部恢复供水可有效刺激恢复供水区根系生长和吸水的补偿效应,但与局部恢复供水前水分亏缺程度和局部恢复供水时间有关,恢复供水区根系解剖结构的变化是补偿效应产生或消失的一个生理机制。该研究可为更好的发挥局部灌溉在农业节水中的作用提供理论依据。     

中国主要农作物分生育期Jensen模型研究

通过对农作物分生育期水分生产函数研究分析,明确了Jensen模型在反映分生育期耗水量与产量关系中有较好的表现形式。在此基础上,利用中国灌溉试验资料数据库和一些地区灌溉试验站有关灌溉制度资料。建立了中国各地区主要农作物的Jensen模型,并且对模型的特点以及在应用中可能存在的一些问题进行了探讨。