灌溉与施氮对黑河中游新垦沙地春小麦生长特性、耗水量及产量的影响

在黑河中游边缘绿洲新垦沙地设计大田试验,研究了不同灌溉量(估算春小麦生育期需水量的0.6、0.8、1.0倍)与施氮量(0、140、221和300 kg/hm2)对春小麦生长特性、耗水量及产量的影响.结果表明,灌溉与施氮对春小麦植株高度产生一定的影响,但其效果不明显.高灌溉量加大作物的耗水量,春小麦全生育期,高灌溉处理的耗水量比中等灌溉处理与低灌溉处理分别增加16.68%与36.88%.当施氮量小于221 kg/hm2时,增加施氮量可以提高地上部干物质量、单位面积粒数、单穗粒重与产量,从而提高水分利用效率(WUE);当施氮量大于221 kg/hm2时,高施氮量使大量干物质滞留于营养器官,导致成熟前物质的转移不充分,同时在土壤水分亏缺的条件下,高施氮处理加重干旱胁迫,从而使221 kg/hm2处理的地上部干物质量(4 159 kg/hm2)、单位面积粒数(3 774)、单穗粒重(259.42 mg)、产量(2 132.83 kg/hm2)与WUE(3.85 kg·mm-1·hm-2)在各施氮处理中最高.地上部干物质量、籽粒产量及产量构成要素随灌溉量的增加而增加.低灌溉处理的WUE显著高于中等灌溉处理与高灌溉处理处理,中等灌溉处理与高灌溉处理之间的WUE差异不显著.结果表明,低灌溉处理(春小麦全生育期灌溉量378 mm)与221 kg/hm2施氮是黑河中游边缘绿洲新垦沙地农田可以获得相对较高的经济产量与高WUE的最佳组合.     

玉米秸秆带状覆盖对西北旱地土壤温度及马铃薯产量的影响

设黑膜大垄（M1）、玉米秸秆带状平覆（M2）、玉米秸秆带状垄沟覆杆（M3）和不覆盖露地平作（CK）4个处理进行田间小区试验,对比研究不同覆盖方式对西北旱地土壤温度及马铃薯产量的影响。结果表明：M1较CK提高全生育期土壤温度0.98℃,主要提高了块茎膨大期5 cm土层（2015年）及淀粉积累期10 cm土层（2016年）的土壤温度;M2、M3较CK降低全生育期土壤温度1.06℃、0.59℃,主要降低了块茎形成期10 cm土层的土壤温度。两年M1、M2、M3分别平均较CK增产11.68%、21.74%、16.88%。产量与淀粉积累期至收获期单株结薯数、单株产量正相关（r=0.064~0.766）,覆盖处理显著较CK提高淀粉积累期单株结薯数及单株产量,平水年以M1最好,偏旱年以M2最好。     

灌溉和施氮对甜叶菊(Stievia rebaudiana)光合作用和产量的影响

为了解水、氮供应水平对河西绿洲灌区甜叶菊(Stievia rebaudiana)光合作用和产量的调控效应,研究了灌溉量(常规灌溉,320mm;节水20%,灌溉256mm;节水40%,灌溉192mm)和施氮量(0、100、200、300kg·hm-2)对甜叶菊光合特性和产量的影响。结果表明:与不施氮相比,施氮可显著提高甜叶菊不同生育期光合速率和产量,施氮处理间光合速率和产量差异均不显著;灌溉量从192mm增加到320mm,甜叶菊产量随灌溉量的增加先增加后降低。施氮100、200、300kg·hm-2下甜叶菊产量分别较不施氮增产6.00%、9.17%、9.76%,256mm灌溉量和300kg·hm-2施氮量为甜叶菊高产的最优组合,产量达到4 177.50kg·hm-2。     

膜下滴灌条件下不同灌溉量对番茄根系分布和产量的影响

采用分层挖掘法,对膜下滴灌5 426 m³·hm^-2（W1)、4 419 m³·hm^-2（W2）、3 700 m3·hm^-2（W3）3个灌溉量下番茄根系分布特征和产量进行了研究。结果表明：随灌水量的减少,番茄根系表现出向深层发展的趋势,符合“水大根小”的特征,根长、根表面积、根长密度随着土壤深度的增加均呈“单峰型”曲线：即灌水量愈少,根长、根表面积、根长密度的峰值愈位于土壤的深层;番茄根冠比也随着灌水量的减少而呈增大的趋势,W2处理、W3处理分别比W1处理提高了26.53%和70.71%;适度的控制灌溉水量可以促进根系的生长发育,扩大水分吸收空间,有利于番茄增产,4 419 m³·hm^-2灌溉量是膜下滴灌最适宜灌溉水量。     

半干旱地区播前灌溉和地膜覆盖对春小麦产量形成的影响

两年大田试验研究了播前灌溉和地膜覆盖对春小麦产量形成及水分利用的影响。试验设4个处理, 对照(CK)、播种前灌水30mm(W), 覆膜60d(M)和播种前灌水30mm加覆膜60d(WM)。结果表明, 播前灌溉后土壤水分状况得到明显改善, 但由于土壤温度显著下降, 播前灌水会影响春小麦苗期的干物质积累。地膜覆盖在作物生育前期可以改善土壤水温条件, 促进干物质积累, 在后期则会导致土壤水分状况恶化, 导致收获指数的下降, 影响产量的形成和水分利用。在春小麦生产中将播前灌溉与地膜覆盖相结合: 一方面可以在作物出苗时及苗期改善土壤水温条件, 促进作物生长发育; 另一方面在产量形成的关键时期可以通过更好的水分条件去除覆膜的负效, 获得产量和水分利用效率的显著提高。     

干旱胁迫下秸秆覆盖增强玉米耐旱性的研究

田间试验于1994- 2000年在吉林省西部半干旱地区洮南市幸福乡实施,试验田包括露地栽培和秸秆覆盖栽培两个处理,覆盖区于玉米植株5叶期用粉碎的长度为2~3的玉米和小麦秸秆全面覆盖,随机区阻设计,重复4次,试验区每年重新安排,以免上一年的覆盖物对试验结果产生影响。于5叶期在每个小区的中部连续标记10株,以后跟踪调查记录,子粒达生理成熟时收获。研究结果表明:秸秆覆盖前处理与对照的土壤含水量无差异,而5叶期实施秸秆覆盖处理的土壤含水量显著高于对照,这种效应一直持续到7月的第二周。6月10日、6月25日和7月15日秸秆覆盖处理的土壤含水量分别比对照高12.86%、7.17%和2.86%,这就保证了玉米植株的根系和地上部生长发育对水分的需求。在半干旱地区及干旱年份实施秸秆覆盖处理可提高田间土壤水分含量、促进玉米植株中后期的生长发育、提高单株叶面积和干物质重、有利于雌穗分化发育、改善穗部性状、增加单穗粒数和粒重、最终增加子粒产量。因此,可把秸秆覆盖作为玉米综合抗旱栽培措施中的一项措施加以实施。     

荒漠绿洲区间作和密植对作物产量和水分利用效率的影响

针对间作种植模式下密植潜力薄弱、水资源不足、生产实践中难以同步提高产量和水分利用效率(WUE)的问题,在河西荒漠绿洲区通过大田试验研究了4个(5.25、6.00、6.75、7.50万株·hm^-2)玉米密度水平下玉米间作豌豆群体的产量和水分利用效率,以期为构建禾豆间作在密植条件下的高效节水技术提供理论依据。结果表明:玉米间作豌豆的土地当量比(LER)平均达到1.16,且LER随玉米密度的增大而增大。单位面积间作玉米的产量平均达到了相应单作的74.87%;随玉米密度的增大,作物产量的最大值均出现在高密度(6.75、7.50万株·hm^-2)处理中。间作0~120 cm土层平均土壤含水量平均低于单作玉米1.60%,但平均高于单作豌豆6.70%;两年内单作玉米和间作0~120 cm土层平均土壤含水量均在高密度(7.50万株·hm^-2)处理时最大。由于土壤贮水量、降雨量、灌水等诸多因素的影响,间作较单作增加了耗水量(ET),上述间作的ET比单作高19.23%~23.66%。与单作WUE加权平均相比较,间作的WUE分别高于单作11.08%、13.32%、18.86%和28.06%;不同玉米密度处理中,密度3(6.75万株·hm^-2)的WUE表现出了优势。因此,在河西荒漠绿洲区,同步提高作物产量和水分利用效率的有效措施之一是间作和密植条件。     

干旱区绿洲不同种植模式作物的耗水特征

研究了限量交替灌溉条件下小麦间作玉米的产量效应和水分利用效率(WUE),并采用微型蒸渗仪测定了小麦间作玉米的棵间蒸发量,分析了影响间作棵间蒸发量的主要因素。结果表明,在低、中、高3个灌水水平下,小麦间作玉米的土地当量比分别达到了1.25、1.22、1.28,WUE较单作小麦和单作玉米的加权平均分别提高了5.8%、7.2%、16.9%。间作的日棵间蒸发量较单作加权平均分别高10.75%、8.53%、4.41%,棵间蒸发量占蒸散量比重间作较单作高6.0%～11.7%,降低表土层的土壤含水量是降低间作棵间蒸发的可行措施之一。间作通过叶日积的增大提高了作物产量和WUE,但其全生育期较低的叶面积指数不利于无效蒸发的抑制。     

玉米(Zea mays)幼苗对风吹的生理响应

在中国东北半干旱风沙区,春季玉米(Zea mays)幼苗经常受到大风危害。为了解玉米幼苗受到大风吹袭危害时逆境生理特征的变化,2012年在内蒙古东部科尔沁沙地研究了在0(CK)、6、9、12、15、18m·s~(-1)等6个风速、10min风吹对其幼苗相对含水量、丙二醛、膜透性、保护酶活性和渗透调节物质含量的变化。结果表明:(1)风吹后玉米幼苗相对含水量均显著高于CK,增加幅度10.10%~26.52%,说明风吹未造成水分胁迫;(2)各风吹处理丙二醛含量均高于CK,膜透性均低于CK,但与CK的差异均未达到显著水平,说明风吹后玉米幼苗膜脂过氧化程度并不严重;(3)随着风速的增加,过氧化氢酶(CAT)和超氧化物歧化酶(SOD)活性均先增加后下降,CAT含量在9m·s~(-1)达到最大,较CK显著增加了35.53%,在15 m·s~(-1)、18 m·s~(-1)处理时分别较CK显著下降了40.98%和52.46%,SOD含量在6~15m·s~(-1)呈显著上升趋势,较CK增加了40.49%~140.61%,过氧化物酶(POD)含量在6m·s~(-1)和18m·s~(-1)时较CK分别显著增加了97.69%和106.41%;(4)风吹后可溶性糖和脯氨酸含量分别只在6m·s~(-1)和18m·s~(-1)时较CK显著增加了26.58%和35.08%,起到渗透调节作用,其余各处理可溶性糖和脯氨酸均未发挥渗透调节作用。     

沙土地夏玉米灌溉方式的试验研究

在豫北耕作层保水能力较差的砂壤土地带,围绕节水和增收,开展了夏玉米沟灌、常规畦灌及减少生育期内灌水次数的试验研究,每次畦灌定额控制在630~682.5m³·hm^-2,而沟灌条件下平均灌水量仅为442.5m³·hm^-2。研究结果表明,反映夏玉米生长速率的株高、叶面积指数等性状均是以抽雄期为界,之前增长迅速;抽雄时植株高度达2.50m左右,之后增长速率明显减慢;而抽雄至灌浆初期,叶面积指数保持在5.40~5.92的最高值,往后急剧地下降。不同灌水处理下生长速率的变化则是随着供水总量的增加呈同步增长趋势。在干旱年份,畦灌夏玉米全生长期耗水4278m³·hm^-2,沟灌及减少灌水次数的处理,耗水量分别为3762m³·hm^-2和3348m³·hm^-2。按生长阶段比较,抽雄~开花期日耗水强度最大,为66.75~76.50m³·hm^-2;其次是拔节~抽雄期,平均为65.50m³·hm^-2;播种~出苗期间日耗水强度仅为13.35m³·hm^-2。不同的灌溉方式与灌水量对夏玉米的穗粒重、千粒重及粒占穗重的百分比都有影响。对于宽行稀植作物采用沟灌方式,灌溉用水量小(平均为442.5m³·hm^-2),所供的水能集中于植株的根际附近,棵间蒸发的无效损耗少,穗粒重和千粒重都较高,产量达9616.5 kg·hm^-2,比畦灌条件下节省22.8%的灌溉用水,水分生产率提高16.9%。减少夏玉米生长期内的灌水次数,在降低水量消耗的同时,易造成较大幅度的减产(13.7%),因此,在夏玉米生长过程中,遇到偏旱年份,要特别注意防止缺水而引起的水分胁迫。     

秸秆覆盖下的夏玉米蒸散、水分利用效率和作物系数的变化

农业用水占华北水资源的70%以上,提高农业用水的效率对华北水资源安全具有重要意义。在节水农业研究中,利用农艺节水提高农田水分利用效率是节水农业的重要组成部分,其中减少农田无效棵间蒸发耗水和优化供水制度是主要的农艺节水措施。夏玉米是华北太行山山前平原的主要作物之一,一般在冬小麦收获前的5～7天套种在其中,以延长夏玉米的生育期。随着联合收割机的广泛应用,冬小麦收获后的秸秆直接覆盖夏玉米,对夏玉米的农田蒸散特别是苗期的蒸散产生影响;夏玉米生长在6～9月的雨季,一般年份降水能够满足夏玉米的需水要求,但夏季降水的分布变异较大,再加上近6年来的夏季干旱,使灌水对夏玉米的高产至关重要。为了提高夏玉米的农田水分利用效率,本研究的目的是建立秸秆覆盖下的夏玉米优化供水制度和研究秸秆覆盖对减少棵间无效耗水的影响及秸秆覆盖下的夏玉米作物系数的变化,为制定秸秆覆盖下的夏玉米优化供水制度提供依据。2年的实验结果显示,秸秆覆盖下的夏玉米产量在8000kg/ha,总蒸散量在390mm,水分利用效率在2.2kg/m3。干旱年份,夏玉米在灌四水的条件下产量最高,再增加灌水量,产量减少。水分利用效率随着灌水量的增加有所递减。     

Impact of soil conditions on the physiological characteristics of maize plants in an arid region,Northwest China

Overuse of irrigation water to ensure the crop yield of maize plants has caused serious water shortage problems in the middle reach of Heihe River, China. Thus, further research on the physiological characteristics, i.e., photosynthetic rate and leaf transpiration rate, are urgently needed to develop an efficient irrigation management system. In this paper, we selected two common soil textures (sandy loam, sand) and three one-time irrigation volumes (60 mm, 20 mm, 0 mm) in order to analyze the impact of soil conditions on the physiological characteristics of maize plants. Physiological and meteorological factors, soil water content and plant growing parameters were synchronously monitored on Jun. 30, Jul. 25 and Aug. 27 of 2012. The results indicate that sandy loam is better than sand for the growth of maize plants and single irrigation may provide limited influence on the physiological characteristics. Thus, increasing irrigation times and decreasing one-time volume is suggested for an efficient irrigation system.     

灌溉与施氮对留茬免耕春小麦产量、水分利用效率及氮肥表观利用效率的影响

在甘肃省石羊河流域绿洲灌区,研究了不同灌溉量(常规灌溉327 mm、节水20%灌溉261 mm和节水40%灌溉196 mm)和施氮量(0、140、221 kg·hm-2和300 kg·hm-2)对留茬免耕春小麦籽粒产量、秸秆产量、收获指数、水分利用效率和氮素表观利用效率的影响。结果表明,在各施氮处理中,春小麦籽粒产量、秸秆产量、收获指数随灌溉量增加而增加,水分利用效率和氮素利用效率随灌溉量增加先增加后降低。节水20%灌溉的水分利用效率和氮素表观利用效率最高。就各灌溉水平平均值而言,当施氮达到221 kg·hm-2,春小麦籽粒产量(6 365 kg\5hm-2)、收获指数 (0.49)、水分利用效率 (14.51 kg·mm-1·hm-2) 和氮素表观利用效率(21.8%)达到最大值。在与该试验条件相似地区,综合考虑籽粒产量、水分利用效率和氮素表观利用效率,节水20%灌溉和221 kg·hm-2施氮量为最优组合。     

咸水灌溉对黄河蜜瓜产量和品质的影响

分析了不同矿化度(0.8 g·L^-1、2 g·L^-1和5 g·L^-1)灌溉水灌溉对黄河蜜瓜产量、作物抗性和果实品质的影响.结果表明:随着灌溉水矿化度的增加,作物耗水量逐渐降低,间苗后第49天之前耗水量明显降低,但随着高矿化度水持续使用,耗水量在定植后第49天有所增加;作物叶面积指数和叶面积持续时间不断降低;果实上市产量不断降低,但果实个数没有明显变化;收获指数不断增加;果实的可溶物总量明显增加;单个果实的种子数量明显增加;果实形状指数明显增加,灌溉水矿化度越高瓜形越接近球形.土壤电导率超过2.7 dS·m^-1时每增加单位土壤电导率作物总产量降低12.7%.     

干旱气候条件下灌溉方式与灌水定额对辣椒生长的影响

以色素辣椒“美国红”为试验材料,研究了干旱气候条件下两种灌溉方式（畦灌和膜下滴灌）和6种灌水定额（30.0、37.5、45.0、52.5、60.0、67.5 mm）对辣椒生长的影响。结果表明：采用畦灌方式时,45.0 mm灌水定额下的辣椒株高、茎粗、地上部干重、产量等指标综合表现较好,最终产量达到12 655.890 kg·hm-2,比52.5、60.0、67.5 mm灌水定额下的产量分别高11.7%、14.2%、27.1%;采用膜下滴灌方式时,45.0 mm灌水定额下的辣椒长势最好,最终产量高达14 843.295 kg·hm-2,比52.5、60.0、67.5 mm灌水定额下的产量分别高10.0%、12.3%、15.4%。相同灌水定额（45.0 mm）下两种灌溉方式比较结果显示,膜下滴灌方式下的辣椒株高、茎粗和产量分别比畦灌方式下高出11.39%、3.79%和17.28%。这说明在干旱气候条件下,色素辣椒全生育期采用“膜下滴灌,45.0 mm灌水定额,灌水五次”的灌溉组合方式较为适宜。     

不同施肥对黑河中游边缘绿洲沙地农田玉米产量及土壤硝态氮积累影响的初步研究

在黑河中游边缘绿洲的沙地农田进行不同施肥对玉米产量及土壤硝态氮积累的试验研究表明,有机肥与化肥配合施用增加作物产量。不同肥料处理,玉米籽粒产量由高到低的顺序依次为NPK3M1（高量氮磷钾肥低量有机肥配施:N-P2O5-K2O-M,300-225-225-15 000 kg·hm-2）>NPK2M2（中量氮磷钾肥中量有机肥配施:N-P2O5-K2O-M,225-135-135-22 500 kg·hm-2）>NPK3（高量氮磷钾肥配施:N-P2O5-K2O-M,300-225-225-0 kg·hm-2）>NP1M3（低量氮磷肥高量有机肥配施:N-P2O5-K2O-M,150-90-0-30 000 kg·hm-2）>NP3（高量氮磷肥配施:N-P2O5-K2O-M,300-225-0-0 kg·hm-2)>NPK1M3（低量氮磷钾肥高量有机肥配施:N-P2O5-K2O-M,150-90-90-30 000 kg·hm-2）>NPK2（中量氮磷钾肥配施:N-P2O5-K2O-M,225-135-135-0 kg·hm-2）>NPK1（低量氮磷钾肥配施:N-P2O5-K2O-M,150-90-90-0 kg·hm-2）>M3（单施有机肥:N-P2O5-K2O-M,0-0-0-30 000 kg·hm-2）。高量氮磷钾肥配合低量有机肥处理玉米产量最高,单施有机肥处理产量最低。与只施有机肥处理相比,各处理产量分别增加37.68%、33.43%、28.32%、25.10%、24.60%、23.84%、21.46%、11.30%。在不施有机肥的3个氮磷钾施肥处理中,玉米产量和氮肥农学利用效率（AE）随施肥量的增加而增加,但当施肥量超过225-135-135 kg·hm-2（N-P2O5-K2O）时,玉米产量和AE不再随施肥量的增加而增加。与不施有机肥处理不同,在氮磷钾配施有机肥的3个处理中,AE随化肥施用量的增加而减少,有机肥的施用使得化肥利用效率增加。不同施肥处理对土壤硝态氮的积累与分布有显著的影响,土壤硝态氮受土壤质地影响主要分布于0~40 cm土壤层次内,与化肥单施相比,有机肥导致土壤中硝态氮的积累。因此,从持续农业发展及保护生态环境等方面考虑,有机无机肥配合施用是增加绿洲农田土壤生产力,维持和提高土壤质量的有效途径,与当地农户普遍采用的施肥量相比,有机无机配施的情况下,适度减少化肥投入33%是合理的施肥对策。