黄土台原旱地小麦机械化保护性耕作栽培体系的水分及产量效应

针对黄土台原自然资源特点及农业生产实际，在已有研究基础上，将“高留茬”、“深松耕”和“起垄覆膜沟播”3项技术有机结合，组成旱地小麦机械化保护性耕作栽培体系。研究表明，夏闲期采用高留茬、深松耕可以把夏闲期占小麦全生产年度50%的降水最大限度地蓄积并保存于土壤之中，较传统翻耕法多蓄水约76.2 mm，蓄水率达55%以上；在此基础上，种麦时再应用起垄覆膜沟播技术，既可以把夏闲期蓄积到土壤中的水分最大限度地保住，又可把小麦生育期的降水量最大限度地蓄留，从而使旱地小麦的水分条件明显改善，增产增收效果显著，是黄土台原旱作小麦实现高产、稳产的一种比较理想的模式。     

地下水埋深对冬麦田土壤水分及产量的影响

通过6种地下水位控制处理和对照(自然地下水位)冬小麦试验,探讨了不同地下水埋深对冬麦田土壤水分季节变化规律和垂直变化规律、地下水-土壤水界面水分转化量变化过程以及对冬麦田田间土壤水分平衡的影响。结果表明,地下水埋深对冬麦田0～60cm土壤水分动态有着明显的影响。地下水埋深越浅,麦田表层和主要根层土壤储水量季节变化越强烈,地下水对土壤水分的补给量越大,冬小麦全生育期耗水量也随着增加;土壤排水量大小与灌溉量和降雨量大小有关。地下水位埋深越深,灌溉和降水后的土壤开始排水日期越滞后;无论地下水埋深深浅,冬麦田累计地下水补给量变化规律可分为4个阶段,即稳定增长期、缓慢增长期、快速增长期和趋于稳定期;地下水埋深1.5m时冬小麦产量最高,地下水位太深或太浅产量均下降。水分利用率最高值出现在地下水埋深1.0m的处理。地下水位在1.0m以下时,水分利用效率随地下水深度加深和灌水量增加而减少。     

垄膜沟灌栽培对制种玉米产量和水分利用效率的影响

对制种玉米在垄膜沟灌和条膜覆盖两种栽培方式下的产量和水分利用效率进行了对比研究,结果表明:垄膜沟灌栽培具有较好的增产、节水、增温效应,与对照条膜栽培相比,5～25 cm土层地温提高0.92℃;在相同的灌溉定额下,制种玉米千粒重增加9.94～46.01 g,穗粒数增加6.10～46.78粒,增产1.63%～40.44%,水分利用效率提高4.17%～34.16%;垄膜沟灌栽培条件下制种玉米适宜灌溉定额为450 mm,与对照相比,节水1 500 m3.hm-2,与当地大田灌溉定额720 mm相比,节水2 700 m3.hm-2,节水效果显著。     

中国苜蓿产量及水分利用效率对种植年限响应的Meta分析

为探究种植年限对苜蓿产量和水分利用效率(WUE)的影响,确定不同生境下苜蓿最适宜的种植年限,本研究以中国为研究区域,以3~5年生苜蓿为对照,通过检索文献整合已发表的相关田间试验数据,截至2019年5月共获得80篇文献、1496组苜蓿产量和220组WUE试验数据,将数据按照年降水量(<200 mm,200~400 mm,400~800 mm和≥800 mm)、施肥措施(施肥和不施肥)、水分管理(灌溉和雨养)进行分组,采用整合分析方法(Meta-analysis,包括异质性检验、综合效应量计算、发表偏倚检验和亚组分析),系统探究了种植年限对苜蓿产量和水分利用效率的时空效应与影响因素,并定量分析了环境因子与不同种植年限苜蓿产量以及WUE的关系。本研究结果表明,随种植年限的延长草产量和WUE呈现先升后降的趋势,3~5龄为苜蓿盛产期,而6~8龄苜蓿WUE最高。苜蓿种植年限受环境因素及水肥措施影响,干旱、半干旱区,苜蓿最适宜的种植年限为3~5年;半湿润区,苜蓿最适宜的种植年限可延长至6~8年,但湿润区由于温湿度过高,使得苜蓿最适宜的种植年限缩短至3~5年。施肥可适当延长苜蓿种植年限,但灌溉并不能有效延长苜蓿种植年限。     

2001—2020年黄河流域水分利用效率时空变化及其对环境因素的响应

[目的] 分析黄河流域生态系统水分利用效率(water utilization efficiency,WUE)的变化情况及其对不同环境因子的敏感度,为认识植被恢复、干旱及气候条和水资源之间的关系,预测未来陆地表面—大气相互作用和陆地生态系统的动态变化提供理论依据。[方法] 基于MODIS GPP和ET数据计算了黄河流域2001—2020年WUE,并结合Theil-Sen趋势法+Mann-Kendall检验法、Hurst指数法、偏相关分析法、结构方程模型和线性回归残差分析法探究了不同土地利用覆盖区域WUE时空动态、未来可能的持续状态以及其对温度植被干旱指数(TVDI)、太阳辐射(RS)和风速(WIN)的响应情况。[结果] ①黄河流域WUE空间分布上呈现出从上游—中游—下游逐渐增加。时间变化上总体以下降趋势为主,且未来一段时期内WUE仍以减弱趋势为主。②上游WUE与WIN,TVDI和RS为正相关性,RS主要通过影响TVDI和WIN来影响WUE;中游TVDI,WIN对WUE负影响较大,RS对WUE的影响不显著;下游WUE主要受到WIN的负影响和RS的正影响,TVDI对WUE的影响不显著。③草地和未利用地区域的WUE与RS呈正相关性,与TVDI和WIN呈负相关性。其他区域WUE与RS,TVDI为正相关性。④黄河流域上游WUE变化主要受到TVDI和WIN的负贡献;中游主要受到RS,TVDI和WIN的正贡献;下游主受到TVDI的正贡献和RS和WIN的负贡献。[结论] 黄河流域WUE未来易受到干旱和气候因素影响,后期研究应在气候因子研究基础上进一步分析月尺度干旱、极端气候等对不同土地利用区WUE的影响。     

不同灌水条件对小麦节水品种产量和水分生产效率的影响

本文对目前生产上常用的8个小麦节水品种在不同灌水条件下进行了产量、水分生产效率、形态和产量构成因素等指标的比较研究。结果表明:整个生育期中灌3水处理与灌4水处理相比,8个小麦品种的灌溉水量平均减少1050m3/hm2,而产量均无任何下降,平均水分生产效率提高0.54kg/m3。影响小麦灌1水条件下产量和水分生产效率高低的一个重要因素可能是小麦本身在水分胁迫后穗粒数是否显著增加。     

利用激发效应提高高产粮田稀缺资源生产效率的研究(I)--理论探讨

运用农学、生态学和经济学等多学科的原理,提出了作物生产系统中资源利用的"激发效应"理论,在现有理论和前人研究成果的基础上对其进行了理论阐释,利用试验数据进行了验证,并提出了利用激发效应提高资源利用效率的农艺措施的基本思路.     

膜下滴灌不同灌水处理对玉米形态、耗水量及产量的影响

以大田玉米为试验材料,采用膜下滴灌,设置不同灌水处理方案,研究不同灌水处理对玉米植株形态、耗水量、产量和水分生产效率的影响。结果表明,膜下滴灌条件下土壤水分运移变化多在60 cm土层以上。玉米株高、茎节数与灌溉定额成正比例,灌溉定额高的处理(MDI-5)具有较高的株高、茎节数;各处理间叶片数差异不明显。膜下滴灌玉米全生...     

西部黄土高原苜蓿终止时间对苜蓿-小麦轮作系统生产力及土壤水分的影响

旱作春小麦 (Triticum aestivum L.)是西部黄土高原最重要的禾谷类作物,该区苜蓿(Medicago sativa L.)分布也非常广泛。持续的作物连作和多年苜蓿种植系统都存在很多问题。雨养农业系统发展的关键是最佳水分利用策略的应用。发展合理的苜蓿-小麦轮作系统对该区农业的发展有十分重要的意义。由于苜蓿终止时间严重影响土壤水分,所以在适宜的时间终止苜蓿就显得十分重要。然而,关于苜蓿-小麦轮作中老苜蓿在一年中适宜终止时间的研究鲜见报道。本研究利用黄土高原西部典型的半干旱雨养农业区30年老苜蓿布设田间试验,旨在探索老苜蓿地土壤水分状况、苜蓿终止时间和少量氮肥施用对系统生产力及土壤水分的影响。结果表明,长期种植苜蓿后0~3 m土壤水分很少,即便遇到丰水年(2003年),3年的时间都不足以恢复土壤水分。30年苜蓿在一年中春季还是秋季终止对土壤水分状况无显著影响。种植苜蓿30年后杂草竞争力增强,苜蓿干物质和产量水平都相当低,且对1 kg hm^-2的氮肥使用无明显响应。由于土壤水分含量太低,后茬春小麦对1 kg hm^-2的氮肥使用和苜蓿终止时间也无明显响应。因此,苜蓿持续种植时间太长会耗竭土壤水分,使后茬春小麦对苜蓿在一年中的终止时间及少量的氮肥使用无响应,需要3年以上时间才有可能恢复土壤含水量。     

不同枇杷品种光合作用特性研究

在田间自然条件下对3个从日本引进的枇杷良种(3号、8号和9号)和1个当地主栽良种(4号)的 光合特性进行了比较研究。结果表明,在晴天和阴天,4个枇杷品种叶片的净光合速率(Pn)日变化均呈双峰曲线, 具有典型的“午休”特征;阴天时4个枇杷品种的Pn均比晴天时高。阴天时除9号品种外,其他3个品种的蒸腾速 率(Tr)日变化呈双峰曲线;晴天时除3号品种的Tr日变化呈双峰曲线外,其他3个品种均为单峰曲线。4个枇杷 品种细胞间CO2浓度的升降并不完全受气孔导度的影响,造成晴天和阴天出现光合“午休”现象的内在原因主要是 非气孔因素。晴天和阴天均以9号品种的日均水分利用率最高,表明9号枇杷品种最耐旱。