不同产量水平下冬小麦生长发育和耗水特性研究

【目的】通过控制施肥量来模拟冬小麦不同产量水平,进而了解不同产量下冬小麦生长状况及耗水特性变化,为田间用水管理、区域农业高效用水发展战略的制定提供理论依据。【方法】试验设置4个产量水平7 500 kg/hm~2(C0),8 250 kg/hm~2(C5),9 000 kg/hm~2(C10),9 750 kg/hm~2(C15),以不施肥(CK)为对照,研究不同产量下冬小麦叶面积指数、干物质积累、耗水特性及水分利用效率差异变化。【结果】随目标产量的增加,冬小麦叶面积指数、花前及花后干物质累积量、生物量逐渐增加,干物质转移量、干物质转移率和转移干物质对籽粒的贡献率逐渐减少,产量结果基本达到预期目标。与CK相比,C15处理冬小麦叶面积指数、花前及花后干物质累积量、生物量分别平均增加52.6%、25.9%、112.6%、51.2%,而干物质转移量平均减少44.7%,说明冬小麦后期干物质的合成对籽粒高产的形成起主要作用。随目标产量的增加,冬小麦耗水量增加,土壤含水量减少,2016—2017年C0、C5、C10、C15处理冬小麦水分利用效率无显著差异,2017—2018年各处理冬小麦水分利用效率均有显著性差异,与CK相比,C15处理冬小麦耗水量和水分利用效率分别平均增加29.7%、28.5%。【结论】冬小麦随产量提升的叶面积指数、干物质累积量和耗水量显著增加,其中后期干物质的合成是产量形成的主要原因,同时高产条件下冬小麦水分利用效率显著提高。     

深松耕条件下调亏灌溉对冬小麦生长及产量的影响

为探明深松耕条件下调亏灌溉对冬小麦生长及产量的影响,采用完全随机试验设计,分别对不同水分调亏水平与深松耕深度下冬小麦的株高、叶面积等指标进行对比分析。结果表明:冬小麦株高与地上干物质质量随生育期的推进呈增加趋势,叶面积指数呈先增加后减小趋势。灌水下限在田间持水率的40%~70%范围内,随深松耕深度的增加,冬小麦株高、叶面积指数、地上干物质质量、穗长、穗粒数、千粒重、耗水量与产量均呈显著性增加趋势,灌溉水分利用效率呈显著性减小趋势(P0.05)。在深松耕土壤20~60 cm范围内,随灌水下限的增加,冬小麦株高、叶面积指数、地上干物质质量、穗长、茎粗、穗粒数、千粒重、耗水量与产量均呈显著性增加趋势,灌溉水分利用效率呈显著性减小趋势(P0.05)。从产量、水分利用效率与播前深松耕工程难易程度综合考虑,灌水下限为田间持水率的55%与播前深松耕40 cm组合处理可不显著性降低冬小麦产量,同时提高作物水分利用效率以灌溉水分利用效率,从而使冬小麦各项生理指标达最佳。该研究为深松耕条件下调亏灌溉技术的应用、冬小麦高产高效节水以及河南省水资源优化配置提供理论依据。     

春小麦耗水特征对播种方式及播种量的响应

【目的】探究不同播种方式和播种量对春小麦耗水特征及水分利用效率的影响。【方法】采用裂区试验,主区为播种方式:设宽幅匀播和传统条播2种模式;副区为不同播种量:设D1:390kg/hm~2、D2:420 kg/hm~2、D3:450 kg/hm~2、D4:480 kg/hm~2和D5:510 kg/hm~2共计5个水平,研究了不同播种方式和播种量下的春小麦耗水量、产量和水分利用效率。【结果】播种量是春小麦各阶段耗水量的主要影响因子,播种方式与播种量对春小麦拔节—乳熟、乳熟—完熟阶段的耗水量具有显著交互作用。宽幅匀播春小麦耗水量在D4处理时达到最大值,而传统条播春小麦耗水量最大值出现在D3处理;宽幅匀播D2、D4、D5处理较传统条播春小麦籽粒产量分别增加5.3%、21.0%和28.3%;宽幅匀播D4处理产量最高,较传统条播最高产量D3处理增加8.8%;播种量每增加30 kg/hm~2,宽幅匀播春小麦的平均增产率为8.4%,较传统条播增大133.2%;宽幅匀播D4处理可使春小麦获得最大水分利用效率,较传统条播最大水分利用效率的D3处理提高6.6%。【结论】播种量是春小麦各阶段耗水量及全生育期总耗水量的主要影响因子,宽幅匀播可在耗水不增加的情况下提高春小麦增密的产量效益,从而提高水分利用效率;宽幅匀播结合播种量480 kg/hm~2可作为试验区春小麦高产和水分高效利用的参考播种方式和播种量。     

分根区交替灌溉下水分亏缺对夏玉米生长和水分利用效率的影响

为探讨玉米节水灌溉方式的理论依据,通过桶栽试验研究了分根区交替灌溉(APRI)方式下,不同生育期水分亏缺对夏玉米生长、干物质累积质量、籽粒产量、总耗水量和水分利用效率(WUE)的影响.结果表明:常规灌溉(CI)方式下,苗期和全生育期水分亏缺的株高、叶面积和总耗水量均显著低于充分灌溉,但苗期水分亏缺可以提高WUE.相同的灌水方式和亏缺时期,中度亏缺的根干物质质量、地上和总干物质质量以及籽粒产量均显著高于重度亏缺;相同的灌水方式和灌水水平,苗期水分亏缺的株高、叶面积、根干物质质量、地上和总干物质质量以及总耗水量均显著的低于灌浆期,但籽粒产量和WUE均显著高于灌浆期;相同的灌水水平和亏缺时期,APRI的根干物质质量和总耗水量均显著低于CI的,但APRI的籽粒产量和水分利用效率均显著高于CI的.本研究结果表明,APRI在苗期进行中度亏缺有利于营养生长的调控,并达到节水高产,提高WUE的目的.     

玉米冠层辐射分布和产量对种植密度和水分的响应研究

【目的】探究玉米冠层光分布和产量对种植密度和水分条件的响应。【方法】试验选用石羊河流域普遍种植的先玉335为供试品种,设置D1(7万株/hm~2)和D2(9万株/hm~2)2个种植密度,以及充分灌水(W1)、轻度亏缺(W2)、中度亏缺(W3)3个水分梯度,共6个处理。观测各生育期的叶面积指数、相对叶绿素量、辐射截获率、干物质积累以及产量等指标的变化。【结果】相对叶绿素量受水分影响显著,随灌水量减少而降低,但受密度影响不显著;D2密度较D1密度有更大的叶面积指数(LAI),能显著提高玉米群体对辐射的截获率,改善群体的光能利用,增加群体的干物质积累量,促进冠层辐射利用率(RUE)的提高。2个密度下,产量均随灌水量减少而降低,但D2密度下的降幅小于D1密度。在D1密度下,充分灌溉的产量为13.39 t/hm~2,轻度亏水和中度亏水分别降低2.63%和7.03%。在D2密度下,充分灌溉的产量达到了16.39 t/hm~2,轻度亏水和中度亏水分别降低2.37%和6.73%。在3个水分条件下,D2密度较D1密度分别增产了22.44%、22.76%和22.84%,D2密度水分利用效率显著高于D1密度;在相同密度条件下,水分利用效率都呈W2处理W3处理W1处理;在低密度下轻度亏缺的收获指数最大,而高密度下,中度亏缺的收获指数要大于其他处理。【结论】适度提高种植密度有利于构建合理高效的光合群体结构,增加玉米群体干物质积累、产量和WUE。适度亏缺灌溉可以在不明显减产的情况下有效提高水分利用效率。     

保墒措施和调亏灌溉对寒区春玉米生长及产量和水分利用效率的影响

【目的】提高寒区春玉米产量和水分利用效率。【方法】设置保水剂(S)、秸秆(G)、地膜(M)保墒处理和无保墒(K)处理及W1、W2、W3、W4调亏处理和W5充分水分处理,进行测筒试验,研究了不同保墒措施和调亏灌溉条件下玉米生长生理及产量和水分利用效率对水分亏缺程度的响应。【结果】试验处理中,M-W4处理的玉米产量和水分利用效率均最大,分别为17 555.02 kg/hm2和3.77 kg/m3。与对照(K-W5处理)相比,S-调亏处理耗水量减少了12.86%~26.17%,产量亦减少了3.55%~19.42%,而水分利用效率提高了2.71%~18.24%;G-调亏处理耗水量减少了13.54%~20.98%,而产量和水分利用效率或有增减,G-W1、G-W2处理产量和水分利用效率分别减少了18.40%和0.22%、14.38%和0.84%,G-W3、G-W4处理产量和水分利用效率分别增加了2.33%和25.74%、2.31%和29.65%;M-调亏处理耗水量减少了17.45%~27.82%,M-W1、M-W2、M-W3产量分别减少了0.36%、9.38%、3.39%,M-W4处理产量增加了3.17%,而调亏处理水分利用效率提高19.36%~38.47%。【结论】保墒调亏优化处理确能提高产量和水分利用效率。     

不同种植方式和亏缺灌溉对设施黄瓜生理特性及WUE的影响

【目的】揭示滴灌水分亏缺和种植方式对设施黄瓜叶片光合特性、物质积累与水分利用效率的调控效应,筛选适宜的亏缺灌溉栽培模式。【方法】以"津优316"黄瓜为试材,在定植密度相同时,设置了"等行距+70%灌溉量"(T1)、"宽窄行+70%灌溉量"(T2)、"等行距+常规灌溉量"(T3)、"宽窄行+常规灌溉量"(T4)4个处理,定植后第5天开始不同灌溉量处理,分析了定植后6周内黄瓜叶片生理特性、光合作用、水分利用率(WUE)、形态指标和物质积累、以及全生育期黄瓜总产量对滴灌水分亏缺和种植方式的响应规律。【结果】不同种植方式对黄瓜生理特征、光合作用、形态指标、物质积累、水分利用效率的影响均不显著。亏缺灌溉黄瓜植株受到不同程度水分胁迫,可溶性物质量和脱落酸量显著增加;由于气孔限制值(Ls)增加,净光合速率(Pn)降低了10.75%,蒸腾速率(Tr)降低了15.03%,物质积累减少了15.46%,总产量降低了12.60%,但水分利用效率提高了20.97%。不同处理中,T4处理产量最高,作物水分利用效率(WUEET)最低,与T4处理相比,T1处理的黄瓜植株受到一定程度的水分胁迫,Pn显著降低了13.68%,干物质积累显著降低了9.41%,黄瓜总产量降低了9.30%,但WUEET提高了23.96%;T2处理黄瓜叶片过氧化物酶(POD)活性、丙二醛(MDA)量、可溶性蛋白量、脱落酸(ABA)量显著增加,植株受到水分胁迫,Pn显著降低了10.52%,干物质积累显著降低了23.55%,总产量显著降低了12.37%,但WUEET显著提高了23.96%;T3处理黄瓜植株未受到水分胁迫,Pn、干物质积累、总产量、WUEET差异不显著。【结论】亏缺灌溉黄瓜虽然产量降低,但由于耗水量的大幅降低,水分利用效率显著提高。T1处理虽然总产量降低了9.30%,但提高黄瓜水分利用率23.96%,是适宜的滴灌水分亏缺模式。     

滴灌施肥对华北小麦-玉米产量和水分利用效率的影响

【目的】研究不同滴灌施肥处理对华北地区小麦-玉米生长状况、产量和WUE的影响。【方法】采用二因素裂区设计,小麦和玉米试验施氮量设置低氮(60%当地通用施氮量)、中氮(当地通用施氮量)和高氮(140%当地通用施氮量)3个水平,分别用Nl、Nm、Nh表示;滴灌施肥次数小麦为0、1、2次,玉米为0、2、3次,分别用D0、D1、D2和D0、D2、D3表示,另以当地常规灌溉和施肥措施为对照(FP)。【结果】小麦试验结果表明,滴灌施肥可促进叶片生长,开花期滴灌施肥能减缓小麦叶面积指数(LAI)下降速率,增加干物质积累速率,不同施氮量处理之间干物质累积量差异不明显,表明滴灌施肥条件下在一定程度减少施氮量并不影响干物质积累;增加滴灌施肥次数可显著增加小麦产量,D2和D1处理的小麦平均产量分别较D0增加了44.4%和32.7%,但对WUE没有明显影响;滴灌施肥处理提高小麦产量的途径主要是通过促进千粒质量和穗数增加而实现。玉米试验结果显示,营养生长阶段滴灌施肥处理对LAI有显著促进作用,但滴灌施肥次数对地上部干物质积累没有显著影响;产量随滴灌施肥次数的增加而增加,D3处理显著高于D0处理,而WUE随滴灌次数增加而减少,D3处理显著低于D2和D0处理;与FP比较,滴灌施肥处理WUE显著高于FP,小麦和玉米的水分利用效率分别提高17.2%和7.2%以上。【结论】施氮量对小麦和玉米的产量和水分利用效率没有显著影响,表明在偏丰水年采用滴灌施肥一体化技术,在目前施肥水平基础上减少40%施氮量不会造成产量损失。     

水温与有机肥替代比例对滴灌骏枣产量及水分利用的影响

【目的】研究不同水温下有机肥替代比例对滴灌骏枣产量和水分利用效率的影响。【方法】通过大田试验,设置常规井水T1((13±1)℃)和增温水T2((21±1)℃)2个水温,全施化肥（CK）、有机肥替代10%(F1)、30%(F3)、50%(F5)、70%(F7)和90%(F9)的化肥6个施肥水平,共12个处理,分析不同滴灌水温下有机肥替代比例对土壤水分、骏枣耗水规律、产量以及水分利用效率的影响。【结果】在相同施肥水平下,T2处理较T1处理各生育期0～100cm土层土壤水分降低,总耗水量增加1.14%～2.83%,骏枣产量和水分利用效率提高7.15%和5.10%。在相同灌溉水温下,随有机肥替代比例的增加,各生育期0～100 cm土层平均土壤含水率和耗水量均逐渐增加;骏枣产量和水分利用效率呈先增加后减少的变化趋势,且均在F5施肥水平下达到最大。与CK相比,在T1、T2处理下,施加有机肥使骏枣产量分别平均增加15.30%、13.14%,水分利用效率平均增加8.35%、5.78%。与T1F5处理相比,T2F5处理的产量和水分利用效率分别提高了10.10%、6.95%。【结论】回归分析表明,井水灌溉...     

1957-2017年京津冀主要作物水分利用效率及节水潜力分析

水资源短缺以及农业用水效率不高制约着京津冀一体化国家战略的实施。【目的】提高主要作物水分利用效率,缓解京津冀地区农业水资源矛盾。【方法】基于FAO推荐的Penman-Monteith公式及有效降水计算公式估算了1957-2017年京津冀地区冬小麦、夏玉米的耗水量及水分利用效率以及冬小麦、夏玉米的节水潜力。【结果】冬小麦、夏玉米水分利用效率呈逐年线性增长趋势。冬小麦、夏玉米水分利用效率仍有20%~30%的提升空间,在产量不变的前提下,京津冀地区可节约水量43.6亿~60.4亿m^3。冬小麦节水潜力高于夏玉米。【结论】可通过改善土壤条件,优化灌溉管理以及秸秆覆盖等措施提高冬小麦及夏玉米的水分利用效率。     

Effect of Irrigation Frequency on Water Use Efficiency and Yield of Cotton after Loosening the Deep Soil北大核心CSCD

[Objective]The objective of this paper is to experimentally investigate the responsive change in yield and water use efficiency of cotton to irrigation frequency after soil loosening.[Method]The experiment was conducted from 2016 to 2017 after deeply loosening soil. By keeping the irrigation amount the same, we compared three irrigation frequencies: Irrigating once in each 4 day (D4), 7 days (D7) and 10 days (D10) respectively. The associated irrigation times were 17, 10 and 7 respectively. In each treatment, we measured soil moisture, dry matter accumulation, water consumption, water use efficiency and the yield of the crop.[Result]After deep loosening, keeping irrigation frequency at a moderate level (D7) significantly enhanced water-holding capacity of the 0~ 20 cm soil, thereby facilitating distribution of dry matter to different organs in the bud and boll and consequently improving the water use efficiency (WUE). Compared to D4 and D10, D7 increased WUE by 15.5% and 10.5% in 2016 and 16.5% and 9.2% in 2017, respectively. Increasing irrigation frequency promoted vegetative growth and reduced distribution of the dry matter to organs in the bud and boll. In contrast, reducing irrigation frequency reduced the accumulation of total dry matter, storage of water in the top soil and water consumption. Compared to D4 and D10, D7 increased the yield by 13.8% and 7.0% in 2016, and 17.3% and 6.1% in 2017. The main mechanism underlying in yield increase in D7 was the increase in boll number and average weight of the bolls in each plant. [Conclusion]Irrigating once after each 7 days, together with deep soil loosening, can effectively promote vegetative growth and organ production from dry matter, thereby facilitating the conversion of dry matter to organs and improving cotton yield and its water use efficiency. © 2019 TEST-ZL Publishing, LLC. All rights reserved.     

微喷补灌对夏玉米产量和水分利用效率的影响

[目的]提高夏玉米用水效率.[方法]2018—2019年设置4个微喷补灌处理,分别以0～10(W10)、0～20(W20)、0～30(W30)和0～40(W40)cm为目标湿润土层,补灌的目标土壤含水率为相应土层的田间持水率,补灌时期均为夏玉米播种时、拔节期开始时和抽雄期开始时;以传统畦灌模式(CK)为对照,研究了不同...     

不同水肥措施下的冬小麦水氮利用和生物效应研究

【目的】寻找合适的冬小麦水肥方案。【方法】采用田间试验方法,在传统畦灌和水肥一体化微喷灌下分别设置不同施氮肥处理,研究了小麦干物质积累、产量、水氮利用和土壤贮水量。【结果】与传统畦灌比,微喷灌各处理灌水量减少50%,干物质积累量、产量、氮肥生产效率、水分利用效率分别增加28.2%～41.1%、0.2%～27.3%、0.8%～76.6%和23.3%～61.7%。其中传统畦灌下,推荐施氮肥与不施氮肥、农民习惯施氮肥和推荐施氮肥减氮20%处理比较,小麦干物质积累量、产量、氮肥生产效率、水分利用效率分别增加4.0%～11.4%、1.8%～26.9%、32.1%～75.3%、0.8%～28.2%。微喷灌下,与推荐施氮肥比,推荐施氮肥减氮20%的小麦干物质积累量、产量、氮肥生产效率、水分利用效率分别提高6.4%、4.5%、0.8%、2.3%。【结论】综合比较,水肥一体化微喷灌下推荐施氮肥减氮20%表现最优,提高冬小麦水氮利用效率,稳定产量,是节水减肥可推荐的有效途径。     

水氮运筹对玉米产量及水氮利用效率的影响

[目的]确定适合豫北灌溉区玉米的高产高效和节水增效的水氮运筹模式.[方法]采用随机区组设计实施了为期3 a田间定位试验,试验设置3个灌水量:灌0水(A1),灌2水(A2)和灌3水(A3);2个氮肥运筹:B1:基肥(70％)+小喇叭口期(20％)+灌浆期(10％),B2:基肥(60％)+小喇叭口期(25％)+灌浆期(15...     

不同灌水量与每穴直播粒数对滴灌水稻生长发育及产量的影响

【目的】探索滴灌水稻高产高效的适宜灌溉定额及播种量。【方法】本试验在新疆农业科学院国家灰漠土肥力与肥料效应监测基地进行,设置3个灌溉定额水平,分别为796 mm(W1)、938 mm(W2)、1 059 mm(W3),每穴直播粒数设为每穴8粒(D1)、14粒(D2)、20粒(D3)3个水平,观测比较不同生育期株高、叶面积指数、干物质积累量等生长指标,分析不同灌水量与每穴直播粒数对滴灌水稻生长发育、产量及水分利用效率的影响。【结果】灌水量与每穴直播粒数交互作用以组合W3D1株高、叶面积指数和干物质积累量最高,分别为83.46 cm、8.46和2 962.67 g/m2,交互作用达到极显著水平(p≤0.01);W3D1处理产量最高达到6 789.00 kg/hm~2,灌水量对产量的影响达到显著水平(p≤0.05);W3D1水分利用效率为最优组合达到0.65 kg/m3。每穴直播粒数为8粒时,与W1、W2处理相比,W3处理产量增幅为54.95%、30.24%;W3处理中,D1处理与D2、D3处理相比,产量增幅分别为19.11%、23.96%。【结论】在本试验条件下,W3D1组合灌溉水量及每穴直播粒数为最佳。     

不同水盐胁迫对番茄生长发育和产量的影响研究

【目的】探究番茄植株对不同水盐胁迫情景的响应,为合理制定盐碱化土壤下的灌溉制度提供科学依据。【方法】以粉欧宝番茄品种为研究对象,开展水盐对番茄生长发育影响的盆栽试验。试验采用完全随机布置,设置3个水分水平(W1-充分灌溉、W2-1/2的W1灌水量、W3-干旱复水)和2个盐分水平(S1-无盐和S2-0.3%含盐量),每个处理4个重复,测定了番茄耗水、干物质和产量指标,分析了不同水盐胁迫对番茄植株生长发育与产量的影响。【结果】与充分灌溉W1相比,W2水平的番茄植株耗水、干物质、植株含水率、叶质量、产量、单果质量显著减少。W3水平的植株耗水量和叶茎比显著减少,但单株干质量与鲜干比所受影响不大;单果鲜质量与干质量显著减小,但坐果率提高导致产量有所增加。盐分处理的番茄植株耗水量、单株干质量、鲜干比、叶茎比、果实总产量、单果鲜质量与干质量均小于无盐处理。水分胁迫显著影响叶片生长和单个果实发育,盐分胁迫抑制植株的生长发育及产量形成。【结论】干旱复水与无盐处理组合(W3S1)下番茄植株表现出了较好的生长发育状况和产量水平,可用于最优调亏灌溉制度的制定。     

宽窄行配置一穴多株种植对膜下滴灌玉米产量和群体质量的影响

【目的】在保持种植密度和行距一定的条件下,选择适宜机械化运行的宽行距,研究1穴多株种植对膜下滴灌春玉米产量和群体质量的影响,进而实现增产、提高水肥利用效率和实现农业整体机械化的目标。【方法】试验在同一种植密度(9 900株/hm^2),等行距(30 cm)、等株距(30 cm)条件下,设置3种种植规格:1株/穴(H1,宽行37 cm)、2株/穴(H2,宽行104 cm)、3株/穴(H3,宽行172 cm)。【结果】不同种植株数下春玉米叶面积和叶面积指数(LAI)在大喇叭口期后差异显著,且H2处理叶面积显著大于H1、H3处理,分别高13.8%、7.6%;吐丝期以后H2处理干物质积累量显著高于H1和H3处理;吐丝期至成熟期H2处理的光合势、相对生长率显著高于H1、H3处理,光合势分别高4.60%~12.74%、8.97%~9.79%,相对生长率分别高21.15%、103.06%;H2处理的产量较H1、H3处理平均增产21.6%、24.6%,水分利用效率(WUE)分别提高25.0%、33.5%。【结论】春玉米膜下滴灌宽窄行配置1穴2株种植可以提高春玉米叶面积指数,延缓后期叶面积的衰老,增加光合势,有助于后期干物质的积累,提高粒重,最终提高玉米籽粒产量。与常规种植相比,玉米膜下滴灌采用1穴2株种植规格,产量提高约21.6%,WUE提高约25%。