辽西半干旱地区春小麦农田水分循环特征的研究

一、研究地区的生态条件概述辽西属暖温带半干旱低山丘陵区,自然条件差,干旱少雨,干燥度为1.2左右,年均降水量为480.1mm,可能蒸散量为551.7mm,水分亏缺严重,而且70—75%的雨水降子6—8月份,春季偏少。舂季气温回升快,风速大,土壤水分蒸发损失严重,因此春旱频繁,并经常     

微灌与播前深松对根际土壤酶活性和夏玉米产量的影响

为探明微灌与播前深松耕作对夏玉米根际土壤酶活性和产量的影响,以大田夏玉米为研究对象,设计微灌灌溉方式(地表滴灌、地下滴灌和微润灌)、灌水量(分别控制土壤含水量下限为田间持水率的50%、65%和80%)和深松深度(20、40、60 cm)3因素、3水平正交田间试验.结果表明: 夏玉米全生育期内,土壤过氧化氢酶和脲酶活性均呈先增加后减小趋势,磷酸酶活性则呈先减小后增加趋势.地下滴灌0~80 cm生育期平均土壤含水率比地表滴灌和微润灌高6.3%和1.8%,且显著提高土壤脲酶活性、夏玉米根系体积和产量;随着灌水量的增加,土壤磷酸酶活性呈先减小后增加趋势,脲酶活性和产量均呈先增加后减小趋势,生育期平均土壤含水率与根系体积均呈增加趋势;深松40 cm比20 cm的产量和根系体积增加量大于深松60 cm比40 cm的增加量,深松40 cm土壤酶活性较高.从提高水资源、氮肥利用率及作物产量角度考虑,该地区夏玉米种植的最优组合应为地下滴灌、灌水下限为田间持水率的65%与播前深松40 cm.     

辽西半干旱地区冬灌后覆盖的抗旱增产作用

辽西半干旱地区冬灌后覆盖的抗旱增产作用王仕新,庄季屏（中国科学院沈阳应用生态研究所,１１００１５）ＥｆｆｅｃｔｏｆＭｕｌｃｂｉｎｇＡｆｔｅｒＷｉｎｔｅｒＩｒｒｉｇａｔｉｏｎｏｎＤｒｏｕｇｂｔＲｅｓｉｓｔａｎｃｅａｎｄＹｉｅｌｄＩｎｃｒｅｍｅｎｔｉｎＳ...     

有限供水对复玉米产量及其水分利用效率的影响

在人工控制水分的测试坑条件下,对玉米全生育期的研究表明;随供水量减少则根系耗水深度明显加深,土壤各层次含水量变化较大。当供水量从适宜供水下降到中度亏缺供水时,则耗水深度由８０ｃｍ增加到１２０ｃｍ;在各生育期蒸腾速率,光合速率及产量和水分利用效率均随供水量的下降而下降;研究单叶水分利用效率表明：顶层第二叶在各叶层中最高;其日变化是９：００－１１：００时单叶ＷＵＥ最高。     

深松和秸秆还田对甘肃引黄灌区土壤物理性状和玉米生产的影响

通过在甘肃引黄灌区灰钙土2015—2017年的田间试验,研究深松35 cm秸秆还田、深松35 cm秸秆不还田与传统旋耕秸秆不还田对土壤紧实度、容重、入渗率和0～100 cm土层土壤水分、玉米产量、养分吸收量的影响.结果表明: 与深松35 cm秸秆不还田及旋耕秸秆不还田相比,深松35 cm秸秆还田使0～40 cm土层土壤紧实度和容重降低最明显,2017年收获后紧实度与容重较2015年试验前分别下降42.6%、7.0%,且2016和2017年播种前与收获后0～40 cm土层紧实度和容重的变幅最小,紧实度变异系数平均为6.1%,容重为3.2%,土壤入渗率较旋耕秸秆不还田提高33.6%;深松35 cm秸秆还田可显著提高春秋两季0～100 cm土层剖面含水量,降低剖面水分变异,0～100 cm土层土壤贮水量较旋耕秸秆不还田春季增加15.5%,秋季增加5.6%,水分利用效率提高32.4%;此外,深松35 cm秸秆还田能促进玉米生产,较旋耕秸秆不还田的经济产量两年平均分别增产25.6%,生物产量提升33.3%,玉米氮、磷、钾养分吸收量分别提高49.6%、51.5%和37.6%.综上,深松35 cm秸秆还田能改善物理土壤特性,稳定耕层物理性状,提高0～100 cm土层剖面水分含量及春秋两季土壤平均贮水量,降低水分变异,是促进玉米水肥高效利用,实现高产的最优措施,为甘肃引黄灌区耕层构建技术的深入研究提供理论依据.     

土壤深松和补灌对小麦干物质生产及水分利用率的影响

研究一次深松耕作后土壤水分对冬小麦籽粒产量和水分利用率的影响,为小麦节水高产栽培提供理论依据.于2008-2009和2009-2010两个小麦生长季,选用高产小麦品种济麦22,采取测墒补灌的方法,研究了深松+旋耕和旋耕2种耕作方式下土壤水分对小麦0-200 cm土层土壤含水量、干物质积累与分配、籽粒产量及水分利用率的影响.结果表明,(1)深松+旋耕40-180 cm土层土壤含水量低于旋耕处理;旗叶光合速率和水分利用率,开花后干物质积累量及其对籽粒的贡献率显著高于旋耕处理.(2)W3(补灌至0-140 cm土层土壤相对含水量播种期为85％,越冬期80％,拔节和开花期75％)成熟期0-200cm土层土壤含水量与W1(播种期80％,越冬期80％,拔节和开花期75％)和W2处理(播种期80％,越冬期85％,拔节和开花期75％)无显著差异;W3和W'3(播种期85％,越冬期85％,拔节和开花期75％)60-140 cm土层土壤含水量分别低于W4(播种期85％,越冬期85％,拔节和开花期75％)和W'4(播种期90％,越冬期85％,拔节和开花期75％)处理;W3和W'3灌浆中后期旗叶光合速率较高,开花后干物质积累量及其对籽粒的贡献率显著高于其他处理,获得高的籽粒产量和水分利用率.综合考虑籽粒产量、水分利用率和灌溉效益,在深松+旋耕条件下,两年度分别以W3和W'3为节水高产的最佳处理.     

黄土高原半干旱区农田水肥条件对作物生态位适宜度和产量的影响

将生态位理论引进作物生长系统研究中,探讨了作物生态位适宜度的内涵,建立了其数学模型;并依据大田水肥控制实验,对作物生态位适宜度值进行了定量分析。结果表明：在水分梯度上随着土壤水分含量的增加,作物生态位适度值呈上升趋势;适量施肥和播种后地膜覆盖均有增加叶面积指数,提高适宜度值和增加产量的效果。其中水平条件下施低肥、中肥和高肥,比不施肥样区的叶面积指数最大值分别增加了43.5％、80.7％和88.8％;适宜度值分别提高了6.4％、17.9％和23.0％;籽粒产量分别增加了25.0％、69.9％和90.9％。地膜覆盖30d和50d,作物适宜度值上升了13.9％和17.7％,作物产量增加了55.3％和70.3％。作物产量与其适宜度值之间呈现显著的线性相关关系。     

辽西半干旱地区农田水分循环特征的研究Ⅰ.农田供水状况研究

探讨辽西半干旱地区的农田供水状况．分析表明该区大田作物的耗水来源主要为生长期内大气降水和土壤储水,由于大气降水不足,特别是生长前期的严重缺水是该地区作物减产的一个重要原因,而且还经常出现伏旱和“秋吊”,大气降水占作物耗水量的７５．６％以上,而土壤供水量最高达作物耗水量的２４．４％,作物耗水量与生长期内大气降水呈直线关系．     

辽西半干旱地区农田水分循环特征的研究 Ⅰ. 农田供水状况研究

探讨辽西半干旱地区的农田供水状况。分析表明该区大田作物的耗水来源主要为生长期内大气降水和土壤储水,由于大气降水不足,特别是生长前期的严重缺水是该地区作物减产的一个重要原因,而且还经常出现伏旱和“秋吊”, 大气降水占作物耗水量的75.6%以上,而土壤供水量最高达作物耗水量的24.4%, 作物耗水量与生长期内大气降水呈直线关系。     

有限供水对夏玉米产量及其水分利用效率的影响

在人工控制水分的测试坑条件下,对玉米全生育期的研究表明;随供水量减少则根系耗水深度明显加深,土壤各层次含水量变化较大。当供水量从适宜供水下降到中度亏缺供水时,则耗水深度由８０ｃｍ增加到１２０ｃｍ;在各生育期蒸腾速率,光合速率及产量和水分利用效率均随供水量的下降而下降;研究单叶水分利用效率表明：顶层第二叶在各叶层中最高;其日变化是９：００－１１：００时单叶ＷＵＥ最高。     

半干旱区立式深旋耕和有机无机肥配施对饲用玉米水分利用效率和产量的影响

合理的耕作和施肥管理措施是提高黄土高原半干旱区饲用玉米产量和水分利用效率的关键。本研究于2017—2019年在甘肃省农业科学院定西试验站开展大田试验,设置了传统旋耕+有机无机肥配施(TOF)、深旋耕+有机无机肥配施(DOF)和立式深旋耕+有机无机肥配施(VROF)3个处理,并以传统旋耕+单施无机肥(TF)为对照,测定了饲用玉米干物质量、土壤含水量、产量,计算了土壤耗水量、水分利用效率和经济效益等指标,探究不同处理对饲用玉米产量、水分利用效率和经济效益的影响。结果表明: 与其他处理相比,VROF花期0～300 cm土层土壤贮水量降低了16.9～79.9 mm,干旱年份花前耗水量增加了9.7～22.4 mm、花后耗水量增加了11.0～19.8 mm,总土壤耗水量提高了8.6%～12.4%;立式深旋耕+有机无机肥配施能够促进饲用玉米生育期耗水,使得成熟期干物质量增加3.9%～13.4%,株高、穗长、穗粒数、百粒重和双穗率也明显增加,秃顶长显著降低,籽粒产量增加4.3%～51.5%、生物产量增加4.3%～25.7%,籽粒和生物量水分利用效率分别提高2.7%～36.9%和3.6%～13.5%,单位总产值增加5.1%～32.9%、纯收益提高6.9%～80.5%。可知,立式深旋耕结合有机无机肥配施能够调控饲用玉米生育期耗水,使饲用玉米干物质积累、株高、百粒重等农艺和经济性状指标明显增加,显著提升产量和水分利用效率,并提高总产值和纯收益,是适宜于西北黄土高原半干旱区饲用玉米种植的抗旱增产增效技术。     

Screening a cucumber crop during leaf area development reduces yield

In order to reduce heat energy consumption in greenhouse cucumber production, (transparent) screens may be used also during the day, particularly in the early growth phase when high temperatures are required to achieve rapid leaf area development. However, energy savings must be optimised against light reduction‐induced yield loss. For this reason, two experiments were conducted to quantify the effect on photosynthesis and growth of screening cucumber plants during their early growth phase, and on yield in the following generative phase. Screening with different light transmission coefficients was simulated using shading nets. Shading the plants during the first 5 weeks under Central European winter conditions reduced the leaf area by 0.40% per 1% reduction in photosynthetic active radiation (PAR). Moreover, potential leaf net photosynthesis decreased by 0.46% per 1% PAR reduction. A major impact was that the leaf dry matter content, leaf starch content and leaf sugar content of shaded plants diminished significantly. In the course of the following 2 weeks under full light, the leaf photosynthesis of the plants previously shaded recovered fully and the leaf area index rose to 3.3 m² m^?2, considered sufficient for optimal crop photosynthesis. The yield from plants previously shaded diminished slightly as early as from the first harvest week on. These yield losses increased further over the next few weeks, measuring approximately 0.8 kg m^?2 per 1 mol m^?2 day^?1 PAR reduction in the early growth phase. The effect of PAR on plant growth was proportional when relating the PAR integral over the entire experimental period to the total yield and to the total dry matter production, respectively.     

辽西半干旱区农田水肥耦合作用对春小麦产量的影响

最优饱和设计试验建立的春小麦产量回归数学模型表明,水分是影响辽西半干旱区春小麦产量最为重要的因子,但在自然降水条件下,灌水量上、下限分别为４５ｍｍ和３６０ｍｍ时,Ｎ对春小麦产量影响更为敏感,其次为水与Ｐ因子,三因子对小麦产量影响统计分析达显著水平,并且其对小麦产量的影响符合报酬递减率,获得最大利润时,Ｎ、Ｐ和水三因素最佳经济配比模式为施Ｎ量１８６ｋｇ．ｈｍ＾－２,施Ｐ量６３ｋｇ．ｈｍ＾－２,灌水量     

滨海半干旱地区海水灌溉对土壤安全和作物产量的影响

2001至2003年,连续3a在山东莱州地区布置田间试验,研究海水灌溉对土壤安全和作物产量的影响。试验共设4个处理,即CK(未灌溉处理)、25%、50%、75%的海水灌溉处理。结果表明:未灌溉处理土壤中的总盐量呈明显积累趋势,2003年较2001年增加了1.3倍;25%和50%的海水灌溉处理,2001年土壤盐分明显积累,此后两年有逐年脱除的趋势。2003与2001年相比,脱盐率分别达到34.9%和41.0%。连续3a海水灌溉后,除CK外,各处理耕层中的盐分较为稳定,且处于较低水平;CK和50%的海水灌溉处理,60~100cm的土层中的盐分明显积盐,而其它处理均未表现出积盐趋势。25%的海水灌溉处理土壤钠吸附比明显高于50%、75%的海水灌溉处理,但仍然未达到10mmol/L。2001和2002年,25%和50%的海水灌溉处理,较未灌溉处理增产效应显著。因此,25%和50%的海水灌溉耐盐作物菊芋,能够保证土壤安全和作物高产高效。     

Effects of varying levels and frequencies of irrigation on growth,yield, nutrient uptake and water use efficiency of maize and cowpeas on a sandy loam ultisol

Summary A greenhouse study was carried out on an Nsukka sandy loam Ultisol having low soil moisture retention capacity to investigate the soil moisture regime and irrigation frequency required for optimum growth, yield, nutrient uptake and water use efficiency of maize (Zea mays L.) and cowpeas (Vigna unguiculata L. Walp). Four irrigation amounts (400 cm³, 300 cm³, 200 cm³ and 100 cm³ equivalent to 100, 75, 50 and 25% of field capacity, respectively) and four irrigation frequencies (daily, 2-day, 3-day and 4-day intervals) were tested in a factorial randomized design with three replications.Growth of maize was best when irrigation with water equivalent to 75% field capacity at daily interval but the optimum yields and nutrient uptake of both crops as well as cowpea nodulation were obtained when irrigating with water equivalent to 100% field capacity at daily or 2-day interval. The optimum water use efficiency was, however, achieved when irragating with amount equivalent to 100% field capacity at a 2-day interval. Irrigation with water equivalent to 50 or 25% field capacity at any interval resulted in various degrees of moisture stress which manifested in poor crop performance.     

田间不同条件下玉米叶片的气孔阻力及与光合、蒸腾作用的关系

以玉米17个自交系和10个杂交种为试材,在田间条件下研究了不同光强、不同叶位、不同生育期、不同源库比例和株间差异状态下的气孔阻力及其与光合(PH)、蒸腾(TR)和叶片水分利用效率(WUE)的关系,结果表明,不同自交系之间RS具有显著的差异,相差最大可达2.3倍以上;光照条件变弱、穗叶位差增加、生育期推延和源/库比例改变等均可引起RS值的增加;在各种情况下导致RS变化的同时也引起TR和PH产生相应的变化,RS与TR、PH表现出显著或极显著的负相关,且相关系数r_RS-TR>r_RS-PH;RS与WUE的相关关系在不同的条件下表现出不稳定性.     

黄腐酸拌种对春小麦产量和水分利用效率的影响

在大田研究了黄腐酸拌种对春小麦产量形成和水分利用效率的影响。实验设４个处理：对照（ＣＫ）,播种前种子不处理;ＦＡ处理：播种前用ＦＡ拌种;ＷＭ处理：浇３０ｍｍ底墒水,覆膜;处理ＷＭＦＡ：浇３０ｍｍ底墒水,覆膜,播种前用ＦＡ拌种。２个覆膜处理均在播种后６２ｄ揭膜。同ＣＫ相比,ＦＡ拌种后,根系生长良好,吸收利用了更多的土壤水分,增加了穗重、单穗籽粒重和收获指数,产量和水分利用效率均显著提高。ＷＭ和ＷＭＦ     

田间不同条件下玉米叶片的气孔阻力及与光合,蒸腾作用的关系

以玉米 1 7个自交系和 1 0个杂交种为试材 ,在田间条件下研究了不同光强、不同叶位、不同生育期、不同源库比例和株间差异状态下的气孔阻力及其与光合 (PH)、蒸腾(TR)和叶片水分利用效率 (WUE)的关系 ,结果表明 ,不同自交系之间RS具有显著的差异 ,相差最大可达 2 .3倍以上 ;光照条件变弱、穗叶位差增加、生育期推延和源 /库比例改变等均可引起RS值的增加 ;在各种情况下导致RS变化的同时也引起TR和PH产生相应的变化 ,RS与TR、PH表现出显著或极显著的负相关 ,且相关系数rRS TR>rRS PH;RS与WUE的相关关系在不同的条件下表现出不稳定性     

作物光合、蒸腾与水分高效利用的试验研究

通过田间试验,对作物光合、蒸腾、气孔行为及其影响因素进行了研究。结果表明,光合与蒸腾的非线性关系可以用抛物线方程表述,其中光合速率最高时的蒸腾速率为临界值,超出该值即为奢侈蒸腾,干旱处理的临界值较低,通过合适的调控措施,抑制奢侈蒸腾并不影响光合生产,综合分析光合速率、蒸腾速率与气孔导度的关系,气孑L导度大于0．12mol·m^-2·s^-1,实施提高气孔阻力并抑制蒸腾的措施,既节约水分又促进光合作用,增加产量．光合速率基本上随光合有效辐射的增加而提高,并有光饱和点存在,水分条件影响叶片光合作用达到饱和的早晚,干旱处理的光饱和点远远低于湿润处理,强光需要水分充足相耦合,才能充分发挥光能利用率,蒸腾与辐射的线性关系十分显著。从光合有效辐射入手,在光合有效辐射大于1000μmol·m^-2·s^-1时实施措施,既可大大降低蒸腾,又可改善光合,节水增产效果不言而喻。     

CO2浓度增加对半干旱区春小麦生产和水分利用效率的影响

为了解CO₂浓度升高条件下春小麦生产和水分利用效率(WUE)的响应特征,在典型半干旱区定西,利用开顶式气室(OTC)试验平台开展了CO₂浓度增加模拟试验.试验设对照(390 μmol·mol^-1)、480 μmol·mol^-1和570 μmol·mol^-1 3个CO₂浓度.结果表明: CO₂浓度升高使春小麦冠层空气温度小幅上升,10 cm深处的土壤环境温度下降;CO₂浓度增加对春小麦各器官生物量和总生物量都有明显促进作用,在480和570 μmol·mol^-1浓度下,地上干物质量平均增长20.6%和41.5%,总干物质量平均增长19.3%和39.6%.生物量增加主要是由茎叶干物质量增加所致,与生育中期物质生产能力明显增强有关;在两种CO₂浓度处理下,植株根冠比分别降低7.3%和11.8%,CO₂浓度增加对春小麦地上部分干物质积累的贡献大于地下部分;CO₂浓度升高主要通过影响穗粒数来影响最终产量,在480和570 μmol·mol^-1浓度下,小麦产量分别增加了8.9%和19.9%;大气CO₂浓度升高对春小麦光合作用影响的长期效应不明显,随CO₂浓度升高,光合速率显著提高,蒸腾速率降低,蒸发蒸腾量减小.随CO₂浓度升高,叶片、群体和产量3个水平的WUE都增加,其中群体水平的WUE增幅最大,产量水平的WUE增幅最小.