灌水对滴灌红枣产量、品质及水分利用的影响

为了获得南疆沙区红枣适宜的滴灌灌溉制度,以新疆第一师沙区骏枣为试验材料,考虑灌水量(W1:900 mm,W2:1 050 mm,W3:1 200 mm)和灌水次数(F1:10次、F2:14次、F3:18次)2个因素,设置9个滴灌处理和一个漫灌(CK:1 500 mm)处理进行大田试验,结果表明,灌水量和灌水次数对沙区红枣产量、品质、水分利用效率、土壤水分分布和土壤贮水量均具有一定的影响.灌水量对土层深度100 cm以下土壤贮水量相对100 cm以上影响更加显著,灌水次数主要影响土层深度100 cm以上的土壤贮水量,土壤贮水量垂直变化整体上随着灌水量、灌水次数的增加而增加.红枣耗水量、产量和水分利用效率受灌水量和灌水次数影响均呈规律性变化,1 050mm灌水量各处理产量、水分利用效率显著高于其他滴灌处理;相似产量和品质条件下,滴灌比漫灌节约灌水量30%,有效提高水分利用效率43%.     

滴灌条件下水肥耦合对青花菜生理特性及产量和品质的影响

设置灌水、施肥二因素,研究了滴灌条件下水肥耦合效应对青花菜产量、水分利用效率、品质、生理特性及土壤全氮的影响。结果表明,灌水量相同条件下,叶绿素和水势均值的基本趋势为F2水平F1水平F3水平F4水平;施肥量相同,叶绿素、水势均值表现为W1水平W2水平W3水平。产量、水分利用效率和品质以W2F2处理较高,且水肥互作对产量和水分利用效率有显著影响。不同水肥耦合处理下,随土层加深,全氮逐渐减小;且在相同施肥水平下,随灌水量减少而减少;在相同水分条件下,土壤全氮随施肥量的减小呈先增加后降低趋势。综合评价,在滴灌条件下,W2F2处理为最优组合。     

痕量灌溉不同灌水量对大棚茄子生长及水分利用效率的影响

试验以大棚茄子为供试作物,以常规滴灌为对照,研究痕量灌溉不同灌水量对茄子生长特性、产量品质和水分利用效率以及土壤水分的影响。结果表明:随着灌水量的降低,植株茎粗呈下降趋势。在不同生长阶段,痕灌灌水定额降比20%处理茄子的茎粗均大于其他处理。痕灌不同灌水量条件下,灌水量对叶片长宽有影响。痕量灌溉在茄子上应用,在保持稳定经济产量的情况下,与常规滴灌相比可节水20%~40%,水分利用效率提高6.27~23.94 kg/m~3,具有很大的节水潜力。滴灌处理的土壤含水量较大。痕灌处理土壤含水量随灌水量减小而减小;含水量分布趋势是随土层深度的增加先增大后减小。     

滴灌冬小麦抽穗期旗叶对水分的生理响应

为研究滴灌条件下冬小麦抽穗期水分对旗叶叶片相关生理状况的影响,以新冬22号和新冬43号小麦品种为供试材料,采用单因素随机区组实验设计,进行大田实验,分别设置225mm(W1)、375mm(W2)、525mm(W3)、675mm(W4)和825mm(W5)5个灌水处理,在灌水前后监测土壤水势的变化,同时测定冬小麦旗叶中的叶绿素、丙二醛、可溶性糖、脯氨酸等生理指标以及计算各生理指标在不同灌量下的补偿系数。试验结果表明:相同灌量条件下,土壤水势的恢复能力表现为0~20cm土层最好,20~40cm次之,40~60cm最弱。不同灌量条件下,超过W3灌量的处理均能恢复的较好,而低于W3灌量的W1、W2处理则表现出水分的过度消耗;不同的生理指标对水分的敏感度不同,各指标表现为丙二醛>可溶性糖>脯氨酸>叶绿素;不同土壤水分条件下,可溶性糖、脯氨酸等生理指标均在W3处理下产生的补偿效应最大,其中脯氨酸会有一定的滞后性。因此建议在冬小麦抽穗期,20~60cm土层距离滴灌带15cm处的土壤水势灌前应维持在-85.5^-68.0kPa。     

不同节水灌溉方式对小麦产量及水分利用效率的影响

为探讨不同节水灌溉方式对小麦产量及水分利用效率的影响,在通许试验基地进行了节水灌溉方式(滴灌、微喷灌、喷灌和小白龙)及灌水量(45、90、135mm)的大田试验,分别于拔节和灌浆前期灌水。结果表明:小麦收获时土壤储水量表现为滴灌微喷灌喷灌小白龙,总耗水量以滴灌和微喷灌方式下较少;小麦千粒重随灌水量增加有降低趋势,且在微喷灌方式下明显高于其他处理,而小麦群体、穗长、小穗数和穗粒数均以滴灌方式下表现较佳;灌水能增加小麦产量,水分利用效率随灌水量的增加而降低;以滴灌135 mm的产量最高,水分利用效率以滴灌45mm处理为最高。4种节水灌溉方式中,滴灌更有利于增产和节水,其次为微喷灌。     

垄沟集雨补灌对冬油菜根系、产量与水分利用效率的影响

为确定垄沟集雨栽培条件下冬油菜蕾薹期的适宜补灌量,设置垄沟集雨雨养(T1)、垄沟集雨补灌60 mm(T2)和120 mm(T3)3个处理,并设平作补灌120 mm作为对照(CK),通过2年田间试验,系统地对比分析了不同补灌处理对冬油菜0~30 cm和30~100 cm土层的平均土壤含水率、地上部干物质量、主根性状和侧根密度、产量构成及水分利用效率的影响。结果表明,T2和T3处理不同时期0~30 cm土层的平均土壤含水率、花期和角果期地上部干物质量均明显高于T1和CK处理,T2和T3处理角果期的主根直径和干质量、0~10 cm和10~20 cm侧根密度显著增加,且T2和T3处理间不存在显著差异。T2和T3处理能显著增加油菜籽粒产量和水分利用效率,T2和T3处理2年平均分别比T1增产50.99%和58.15%,比CK增产53.89%和61.19%;T2和T3处理2年平均水分利用效率比T1分别提高37.28%和25.98%,比CK分别提高92.77%和76.90%。2年中T3处理均能获得最高的籽粒产量,但T3与T2处理间产量不存在显著差异,T3较T2仅增产4.74%,但T2比T3能够减少灌水量60 mm,减少耗水量45.5 mm,水分利用效率提高8.97%。从节水和农业可持续发展的角度来看,垄沟集雨种植并在蕾薹期补灌60 mm(T2)为较优的冬油菜栽培灌溉措施。     

畦田节灌对冬小麦光合特性、产量和水分利用效率的影响

【目的】充分利用土壤贮水和自然降水,减少灌溉水投入,研究依据自然供水状况确定最佳畦灌时期和次数的畦田节灌技术。【方法】试验在播种期水分管理一致的基础上,设置4个水分处理,W0为不灌水处理,W1为灌3水处理(越冬水+拔节水+开花水),W2为灌2水处理(拔节水+开花水),W3为灌1水处理(开花水),研究了畦田节灌对冬小麦开花后旗叶SPAD值、光合特性、产量及水分利用效率的影响。【结果】与W2处理相比,W3处理开花后旗叶SPAD值、净光合速率、干物质同化量及其对籽粒的贡献率均降低,穗数、穗粒数和籽粒产量减少,但水分利用效率较高;W1处理籽粒产量及其构成因素没有明显变化,但水分利用效率显著降低。与W0处理相比,W3处理的籽粒产量增幅达16.2%～20.7%。结合关键生育时期土壤相对含水率分析,冬小麦越冬期0～20 cm和0～40 cm土层土壤相对含水率分别不低于65%θf(θf为田间持水率)和66.8%θf时,灌溉越冬水对籽粒产量无明显增益作用。拔节期0～20 cm土层土壤相对含水率降至50.6%θf及以下,即使0～200 cm土层土壤含水率接近80%θf,仍不能满足拔节后冬小麦对水分的需求,应及时灌溉拔节水。开花期0～20 cm和0～200 cm土层土壤相对含水率分别为24.8%θf～35.6%θf和57.9%θf～58.8%θf,及时灌水增产幅度较大。【结论】在冬小麦播种期供水适宜的条件下,于拔节期和开花期实施畦灌,生长季内灌2水,能获得较高的籽粒产量和水分利用效率,避免过量灌溉。     

地下滴灌带类型对玉米根系生长和产量的影响

包膜滴灌带是一种新型的地下滴灌带。通过大田试验,研究了3种灌水量(80%ETc、100%ETc和120%ETc)条件下,包膜和传统地下滴灌带对土壤含水率、春玉米根系和产量的影响。结果表明,与传统地下滴灌带相比,包膜地下滴灌带增加了20~40cm土层的土壤含水率,减小了40~60cm土层的土壤含水率;促进了玉米根系的生长,在80%ETc和100%ETc灌水条件下,土层包膜地下滴灌带处理0~15、15~30、30~45和45~60cm吸水根长分别比传统地下滴灌带处理平均增加40.2%、77.92%、28.82%和35.03%。但随着灌水量的增加,包膜地下滴灌带对玉米根系的促进作用逐渐减弱,120%ETc条件下仅增加了15~45cm土层根系总量。另外,滴灌带类型对玉米产量有显著影响,100%ETc灌水量条件下,包膜地下滴灌带处理玉米产量比传统地下滴灌带提高了5.2%。     

灌溉处理对冬小麦-夏玉米不同品种土壤水分和WUE的影响

在冬小麦-夏玉米轮作下,于2008—2010年采用不同小麦和玉米品种,研究不同灌溉处理下土壤水分动态及对冬小麦和夏玉米水分利用效率(WUE)的影响。2a试验结果均表明,灌水在不同土层的入渗是一个缓慢的过程,大致以1a为周期,冬小麦生长期间,0~60 cm土层土壤水分变异较大,60 cm以下土层土壤水分夏玉米无法利用是导致灌水利用效率低的原因。通过分析冬小麦和夏玉米的WUE表明,抗旱节水品种的WUE随着灌溉次数的增加而减小,而非抗旱节水品种的WUE则相反;抗旱节水品种的产量在适度水分胁迫下变化不大,而耗水量有所减少,非抗旱节水品种在适度水分胁迫时,产量减少幅度较大,致使WUE有减小趋势。因此,在冬小麦-夏玉米轮作的华北地区,选用抗旱节水品种,适度减少灌水次数,可以减少无效灌水的入渗,在不影响产量的情况下,提高WUE。     

新型灌溉模式下测墒补灌对农田水氮及小麦产量的影响

【目的】研究新型灌溉模式对农田水氮及小麦产量的影响。【方法】选用鲁麦21为试验对象进行大田试验,采用二因素裂区设计,灌水量为主区,设拔节期和扬花期均测墒补灌至田间持水率的65%(W₆₅)、75%(W₇₅)、85%(W₈₅)3个水平;灌溉方式为副区,设滴灌(D)、微喷灌(WP)和拔节期微喷灌扬花期滴灌(WP+D)共3种灌溉方式,研究灌水量和灌溉方式对土壤水氮分布、小麦产量、水分利用效率及经济效益的影响。【结果】低于田间持水率的灌溉只对0～40 cm土层产生影响,小麦全生育期内40～100 cm土层土壤含水率没有波动,即0～40 cm土层为主要的供水层及持水层,土壤含水率表现为W₈₅处理>W₇₅处理>W₆₅处理;0～60cm土层土壤硝态氮量在W₆₅、W₇₅灌水量及微喷灌模式下较高,且随着灌水量增多硝态氮淋溶风险增大;成熟期,灌水量、灌溉方式及二者交互作用对40～100 cm土层土壤硝态氮量产生了极显著影响...     

集雨补灌条件下旱塬小麦玉米带田节水灌溉试验研究

对旱塬地区小麦套作玉米带田集雨限量补灌条件下带田产量、水分利用效率、叶日积(LAD)及作物复合群体生长率(CGR)进行了分析研究,认为该区发展小麦玉米带田限量补灌(35mm)的最佳生育时期为小麦抽穗期和玉米抽雄开花期,有条件时灌2水以小麦抽穗期、玉米抽雄开花期和小麦扬花期、玉米吐丝期为宜。这与各处理0～90cm土层水分利用效率的大小表现一致。带田复合群体总LAD、平均CGR灌水与不灌水处理间差别不明显,说明LAD、CGR并非单一水分因素所致,水分条件的改善对此二者的作用仅为其中一个方面,今后的栽培管理中也应重视其它方面如增施有机肥等。     

微咸水灌溉对土壤EC值及冬小麦产量的影响

通过测坑试验,在"咸淡淡"、"淡咸淡"、"淡淡咸"3种微咸水-淡水交替灌溉方式和1、3、5 g/L三种微咸水矿化度水平条件下,监测并分析了各生育期灌水前后及生育期结束后土壤0~20、20~40、40~60 cm土层EC值,测定并分析了冬小麦产量及其构成因子。结果表明,整个生育期内,各层土壤EC值呈波动周期性变化趋势;微咸水-淡水交替灌溉方式主要影响土壤盐分的垂直分布,盐灌越靠前,盐分聚集层越深;灌水矿化度主要影响土壤总体EC值,随灌水矿化度增加,土壤总EC值变大。冬小麦产量和产量构成因子随灌水矿化度升高而呈减小的趋势,冬小麦的产量构成因子及产量在"咸淡淡"与"淡淡咸"2种轮灌方式下差异性显著,表现为"咸淡淡""淡淡咸"。     

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...     

不同土壤肥力条件下水肥运筹对滴灌冬小麦生长发育与产量品质的影响

为提高冬小麦水肥利用效率,旨在探索滴灌冬小麦最佳水肥运筹模式,为滴灌条件下冬小麦优质高产的水肥高效管理提供科学依据。本研究选择两块不同土壤基础肥力的田块,进行冬小麦不同生育阶段的水氮组合处理对比试验研究,通过对冬小麦生长、产量和品质等指标的测定,分析不同土壤肥力条件、不同水氮运筹方案对滴灌冬小麦产量及品质的影响。结果表明:土壤基础肥力对滴灌冬小麦株高的影响显著,再适当增加返青-拔节期灌水量,对滴灌冬小麦株高有更好的调控效应;增施基肥能提高冬小麦光合产物从而提高冬小麦产量。土壤基础肥力提高对滴灌冬小麦籽粒容重、蛋白质含量、维生素B1、氨基酸含量和吸水率具有负效应。推荐高肥力田滴灌冬小麦水肥运筹方式为W2N2即灌浆期水分调控和氮肥后移的组合方式,低肥力田滴灌冬小麦水肥运筹方式为W1N3即返青-拔节期水肥调控的组合方式为宜。     

滴灌施肥下水氮供应对夏玉米产量、硝态氮和水氮利用效率的影响

【目的】寻找滴灌夏玉米最佳施氮量。【方法】本试验在测坑-防雨棚设施条件下进行,试验设置2个灌水定额,分别为50 mm(WH为充分灌溉)25 mm(WL为限水灌溉);4个氮肥水平,即0、90、180、270 kg/hm~2,分别以N0、N1、N2和N3表示。采用完全区组设计,共计8个处理,3次重复。研究了滴灌施肥条件下,灌水定额和氮肥互作对土壤水分消耗、NO3--N运移积累以及夏玉米产量和水氮利用效率的影响。【结果】灌水、氮肥及其交互作用均显著影响夏玉米地上部干物质量、籽粒产量和水氮利用效率。限水灌溉条件下,玉米拔节期—灌浆初期发生中轻度水分亏缺,对后期产量形成产生显著影响,但限水灌溉显著提高了土壤贮水的消耗量和水分利用效率。在2种灌溉水平下,施氮量与产量均成抛物线关系,充分灌溉条件下施氮量264.3 kg/hm~2时为转折点,限水灌溉条件下施氮量176.9 kg/hm2为转折点。充分灌溉条件下,随着施氮量的增加氮肥农学利用率呈增加趋势;但在限水灌溉条件下,随着施氮量的增加氮肥农学利用率表现出降低的趋势。随着施氮量增加,各土层土壤硝态氮量显著增加,且60～100 cm土层硝态氮累积所占比例增加。与充分灌溉相比,限水灌溉作物吸氮量降低,各生育期土壤中硝态氮残留增加。【结论】玉米产量对氮素的响应与供水量相关,水分亏缺下,产生最大产量需要的氮素用量随之降低。因此,生产中应根据土壤含水率调整施氮量,以实现最高产量和水肥利用效率。     

Root growth, available soil water, and water-use efficiency of winter wheat under different irrigation regimes applied at different growth stages in North China

Field experiments were conducted at the Luancheng Agro-Ecosystem Experimental Station of the Chinese Academy of Sciences during the winter wheat growing seasons in 2006-2007 and 2007-2008. Experiments involving winter wheat with 1, 2, and 3 irrigation applications at jointing, heading, or milking were conducted, and the total irrigation water supplied was maintained at 120 mm. The results indicated that irrigation during the later part of the winter wheat growing season and increase in irrigation frequency decreased the available soil water; this result was mainly due to the changes in the vertical distribution of root length density. In ≤30-cm-deep soil profiles, 3 times irrigation at jointing, heading, and milking increased the root length density, while in >30-cm-deep soil profiles, 1 time irrigation at jointing resulted in the highest root length density. With regard to evapotranspiration (ET), there was no significant (LSD, P < 0.05) difference between the regimes wherein irrigation was applied only once at jointing; 2 times at jointing and heading; and 3 times at jointing, heading, and milking. Compared with 1 and 3 times irrigation during the winter wheat growing season, 2 times irrigation increased grain yield and 2 times irrigation at jointing and heading produced the highest water-use efficiency (WUE). Combining the results obtained regarding grain yield and WUE, it can be concluded that irrigation at the jointing and heading stages results in high grain yield and WUE, which will offer a sound measurement for developing deficit irrigation regimes in North China.     

黄淮海平原播前土壤水分对冬小麦产量的影响

通过2个生长季的田间试验,研究了黄淮海平原播前土壤水分对冬小麦生长发育、籽粒产量及水分利用的影响。结果表明,在播前不灌水条件下,越冬期或返青期灌水都可以获得较高的籽粒产量和水分利用效率,表明播前土壤贮存的水分可以满足冬小麦返青以前对水分的需求。在播前储水灌溉条件下,越冬期不需要灌溉,返青期是适宜的灌水时间;在拔节期或灌浆期灌水都会降低冬小麦的产量和水分利用效率。     

Impact of drip and level-basin irrigation on growth and yield of winter wheat in the North China Plain

A field experiment was conducted for 3 consecutive years (2007–2009) to study the effects of two different irrigation methods, that is, level-basin irrigation (BI) and drip irrigation (DI), and different treatment levels on crop growth, yield, and WUE of winter wheat (Triticum aestivum L.) in the North China Plain (NCP). The results indicate that irrigation methods and treatment levels had significant effects on crop growth and yield of winter wheat. Irrigation amounts significantly influenced plant heights, LAI, and winter wheat grain yields (P < 0.05 level) for both irrigation methods. Further, the DI method significantly improved yield and WUE compared with the BI method (P < 0.05 level) under conditions of deficit irrigation. Without irrigation system investment consideration, crop water productivity was highest when DI was used and irrigations were scheduled when soil water was depleted to 60 and 50 % of field capacity.     

Water–yield relationships and optimal water management for winter wheat in the Loess Plateau of China

High evaporative demand and limited precipitation restrict the yield of winter wheat (Triticum aestivum L.) grown in the Loess Plateau of China under semiarid climatic conditions. Grain yield can be improved by effective water management practices. A 13-year field experiment was conducted at the CERN Changwu Agro-ecological Experimental Station of the Loess Plateau to determine optimal irrigation strategies under limited water supply and to develop relationships among grain yield (Y), seasonal evapotranspiration (SET) and water-use efficiency (WUE). The experiment consisted of five irrigation treatments and three blocks. Measurements included grain yield, soil water content at various depth intervals in the 0–3,000 mm layer, irrigation amount, and precipitation. Results showed that winter wheat grown in this area experienced serious water stress during critical growth stages for the no-irrigation treatment. The amount and timing of irrigation had an important effect on grain yield, but significant differences in yield were not observed between the three-irrigation and the four-irrigation treatments. Grain yield was linearly related (R²=0.66) to SET, but differences in WUE were not significant for any of the treatments. The relationship between WUE and Y was best represented by a second order polynomial (R²=0.65) consisting of a nearly linear portion between 1.5 and 5.0 Mg ha^–1. Optimum water management of winter wheat in the Loess Plateau should consist of three 87.5 mm irrigations applied at stem elongation, booting, and anthesis.Communicated by J.E. Ayars