微喷限水灌溉对冬小麦产量及水氮利用效率的影响

为探究微喷限水灌溉对冬小麦产量及水氮利用效率的影响,在山西南部麦区设置正常微喷(S_(0))、限水微喷(S_(1))、过量微喷(S_(2))、漫灌(F_(0))4个灌溉处理,比较分析不同灌溉水平下麦田土壤贮水耗水特性、籽粒产量构成因素、植株氮素分配及水氮利用的差异化表现规律。结果表明,过量灌溉(S_(2)、F_(0))处理0~200 cm土层贮水量显著高于S_(0)、S_(1)处理,而S_(0)和S_(1)处理间无显著差异;不同处理各土层贮水量均随灌水量增加而增加,0~100 cm土层贮水量低于100~200 cm。4种灌溉方式下麦田0~200 cm土壤水耗水量在生育期总耗水量的占比区间为8.95%~48.48%,该比例随灌水量增加而减小;0~200 cm土壤水耗水最高处理为S_(1),而灌溉水耗水最高处理为F_(0);F_(0)、S_(2)处理的100~200 cm土层耗水量显著低于S_(0)和S_(1)。在产量构成因素中,F_(0)、S_(2)处理的穗数显著低于S_(0)和S_(1),而千粒重高于S_(0)和S_(1);各处理冬小麦籽粒产量S_(0)>S_(1)>S_(2)>F_(0),S_(0)和S_(1)处理间产量差异较小,均显著高于F_(0)和S_(2)。各处理水分利用效率随灌水量增多而降低,限水微喷S_(1)处理水分利用效率较其余灌溉处理高1.39~7.36 kg hm–2 mm–1。与正常微喷S_(0)相比,S_(1)处理的氮素吸收效率、氮素收获指数分别高1.64%和1.91%,氮肥偏生产力略低(P>0.05),但两处理氮肥偏生产力均显著高于F_(0)和S_(2)。S_(1)处理的土壤氮素表观盈余量较其余灌溉处理低2.46%~21.01%,而籽粒氮素积累量较其余处理高3.64%~31.39%。综上所述,限水微喷灌溉能促进冬小麦对深层土壤水分的吸收和籽粒氮素积累,优化灌溉制度,提高水氮利用效率,稳产增效,同时可减少麦田土壤氮素盈余,降低无机氮向下淋溶风险,推进节水农业可持续健康发展。

夏闲期玉米压青对旱地麦田土壤水分周年变化的影响

[目的]揭示旱地麦田土壤水分对夏闲期玉米压青的周年适应变化规律,阐明压青模式对小麦产量提高及优化的水分驱动机制,为旱作压青蓄水技术提供理论参考。[方法]通过晋南旱地麦田夏闲期玉米压青还田试验,采用大区对比方法,以夏闲期免耕处理为对照,研究夏闲期玉米压青模式下麦田土壤周年贮水耗水变化规律,分析了其对后茬小麦产量的影响及水分利用效率。[结果]与免耕模式相比,夏闲期玉米压青处理可显著提高0—200 cm土壤周年贮水量,且对100—200 cm较深层土壤的蓄水能力更强;玉米压青处理0—200 cm土壤周年耗水量及耗水百分比均显著低于免耕处理;与免耕相比,压青处理可提高夏闲期0—200 cm土层盈水量,减少小麦季0—100 cm浅土层的水分耗散量;压青处理小麦穗数、穗粒数显著高于免耕,而千粒重差异较小;压青处理夏闲期0—200 cm土壤对降雨的蓄水效率显著高于免耕;在夏闲期玉米压青还田生物量显著高于免耕处理条件下,小麦季和周年阶段,压青处理生物产量及籽粒产量的降水、水分利用效率均显著高于免耕处理。[结论]在旱地麦田丰水年份,夏闲期玉米压青可显著提高旱地麦田土壤贮水,降低作物周年耗水量,优化小麦产量三要素,蓄水增产。

低山丘陵区土壤肥力梯度及其指标对小麦产量、品质性状的影响

为提升旱地小麦产量和品质,明确土壤肥力梯度及其指标与小麦产量、品质性状的相关性,2019—2020年在山西乡宁低山丘陵区开展土壤肥力梯度及其指标对小麦产量和品质性状影响的研究。结果表明,土壤肥力梯度对穗数、穗粒数、千粒重有显著影响。硝态氮、全氮、有机质、速效钾与产量、穗数、千粒重呈正相关;有效磷与产量、穗数呈线性正相关,而与千粒重的相关不显著;硝态氮、全氮、有机质、速效钾、有效磷与穗粒数的相关不显著;不同土肥力指标与产量、产量三因素的相关程度总体表现为硝态氮>全氮>有机质>速效钾>有效磷。土壤肥力梯度显著影响蛋白质含量、湿面筋含量、延展性、稳定时间、形成时间;土壤全氮、速效钾、硝态氮与蛋白质含量、湿面筋含量、延展性、稳定时间、形成时间呈正相关;有机质与延展性呈正相关,而与其他品质性状的相关不显著;有效磷与蛋白质含量、湿面筋含量、延展性、稳定时间、形成时间的相关不显著;不同肥力指标与品质性状的相关程度总体表现为硝态氮>速效钾>全氮>有机质>有效磷。产量与蛋白质含量、湿面筋含量、延展性、形成时间呈正相关,而与稳定时间的相关性不显著。

山西旱地小麦栽培技术体系的形成及其发展战略

系统论述了山西旱地小麦在山西小麦生产中的地位、现状及其与降雨的相关性 ,回顾了山西旱地小麦栽培技术体系的形成与发展 ,提出了山西旱地小麦再上新台阶的

茬口和灌水对小麦产量及水分利用效率的影响

为高效利用水分资源以及不同茬口冬小麦栽培提供合理的灌水制度,在山西临汾采用小区试验设计方法研究了茬口和灌水对小麦产量及水分利用效率的影响。结果表明:各茬口3个灌水处理的小麦平均产量以玉米茬口>油葵茬口>休闲茬口>大豆茬口,水分利用效率则为油葵茬口>玉米茬口>大豆茬口>休闲茬口;各茬口均随灌水量的增加产量和水分利用效率提高,大豆茬口的灌浆水、其他3个茬口的拔节水分别较拔节水、灌浆水更有利于提高小麦产量和水分利用效率。同时明确了不同灌水处理条件下,各茬口在不同生育时段贮水和耗水的动态特征。

田间微集雨种植方式及播种行距对小麦产量和水分利用效率的影响

为高效利用天然降水资源,提高自然降水水分利用效率,在山西临汾采用随机区组设计方法研究了田间微集雨种植方式及其播种行距对小麦产量及水分利用效率的影响。结果表明:集雨产流带覆盖面积与种植带面积比例为1:1.5和1:1的种植方式平均产量均较对照(露地种植)显著增产,1:1.5、1:1和露地种植的播种行距分别以11.3cm、15cm和15cm具有较好的增产效应;1:1.5和1:1种植方式在拔节期的个体生物学性状株高、单株分蘖和单株绿叶数优于露地栽培;1:1.5、1:1和露地栽培的水分利用效率分别为19.8kg·mm-1·hm-2、17.4kg·mm-1·hm-2、14.3kg·mm-1·hm-2。该项研究同时明确了不同田间微集雨种植方式在各生育时段的土壤水分变化动态特征。

黄土高原旱地小麦最佳土壤库容深度模拟研究

在山西浮山人工模拟建立不同土壤库容系统,对不同库容蓄水供水效应及水分生产效率进行了研究,明确了黄土高原旱地小麦的最佳库容深度(ds)为1.5～2.0m,为黄土高原旱地小麦建立适宜的土壤库容提供了理论依据。1.5～2.0m深的土壤库容改善了小麦全生育期土壤水分状况,特别在小麦需水关键期(拔节期)能最大限度地供给小麦水分,从而有效地增加小麦成穗数及穗粒数。该系统可增产小麦2137.5～2617.5kg/hm2,增产率高达63.3%～78.7%。

半干旱地区冬小麦地膜覆盖穴播技术研究

1994～1996年，在山西浮山以露地条播等为对照，就冬小麦地膜覆盖穴播技术进行了研究。结果表明：全生育期地膜覆盖穴播技术在冬前、拔节期之前有较好的增温效果，有效地促进了小麦生育进程，延长了幼穗分化时间，使单株分蘖、次生根、绿叶数优于对照；在生长中后期有效利用深层水，使水分生产效率较对照提高0．11kg／mm，较好地协调了高产小麦水热规律需求，达到小麦公顷产量4521．0kg。该项技术有效地改善了半干旱地区冬小麦水热环境，是半干旱地区冬小麦实现高产稳产的一项战略性措施。

茬口和施氮水平对小麦品质性状及其变异系数的影响

通过在山西省临汾市尧都区建立夏季小麦收获后复播大豆、油葵、玉米和夏季休闲4个茬口,进行不同茬口、施N水平对下季种植的小麦品质性状及其变异系数的研究。结果表明:小麦千粒重、容重、蛋白质含量、沉降值及湿面筋品质性状等各茬口间存在差异,大豆茬口可较好地协调各品质性状。千粒重和容重在休闲茬口中均以高N水平(E、F)较高,而在其他茬口中则以低N水平较高;蛋白质含量、沉降值和湿面筋3个性状在4个茬口中的平均值则以高N水平(E)较高;茬口和施氮水平对各品质性状的变异系数影响分别为沉降值>湿面筋>蛋白质含量、沉降值>蛋白质含量>湿面筋。该项研究为专用小麦标准化生产提供了理论依据。

晋南土壤质地、耕作方式及茬口对小麦播前土壤贮水量的影响

在山西临汾、襄汾采用大区对比法研究了土壤质地、耕作方式及茬口对小麦播前土壤贮水量的影响。结果表明：夏闲制不同土壤质地的传统土壤耕作方式,小麦播前0-200cm的各主要土壤层面的贮水量为中粘土〉中壤土〉轻壤土;夏季复播制的土壤质地和复播作物对小麦播前贮水量的影响以土壤质地〉复播作物种类;夏闲制不同土壤耕作方式的小麦播前贮水量以浅旋灭茬〉免耕〉隔行深松〉传统耕作〉全耕层深松。不同春播作物茬口小麦播前的贮水量以地黄茬贮水量最高,其次为丹参茬,棉花茬较差。该项研究为小麦播前土壤贮水量的恢复选择夏季复播制的土壤质地、夏闲制合理的土壤耕作方式和春播作物茬口提供了理论依据。

晋南旱垣土壤质地和茬口对小麦产量及水分利用效率的影响

在山西临汾、襄汾采用大区对比法研究了土壤质地和茬口对小麦产量及水分利用效率的影响。结果表明：小麦产量轻壤土质夏季复播作物茬口低于夏季休闲茬口,而中壤土质夏季复播作物茬口高于夏季休闲茬口;小麦播前贮水量轻壤土质夏季复播作物茬口低于夏季休闲茬口,而中壤土质夏季复播作物茬口高于夏季休闲茬口;轻壤土质全生育期0～100 cm,0～200 cm,100～200 cm的耗水量均以休闲茬口〉大豆茬口〉绿豆茬口,中壤土质拔节期贮水量、拔节至成熟阶段0～100 cm,0～200 cm,100～200 cm的耗水量均以花生茬口〉谷子茬口〉休闲茬口;水分利用效率中壤土质明显高于轻壤土质,各茬口间的极差中壤土质大于轻壤土质。该项研究为以旱地小麦为主要作物的轮作制度选择土壤质地和夏季复播（春播）作物茬口提供了理论依据。

不同下垫面降雨产流与旱地小麦集水补灌的产量及水分利用效率研究

在山西洪洞建立了农膜、公路、农田小路、农田下垫面产流场,对不同下垫面的自然降雨产流及旱地小麦集水补灌的产量和水分利用效率进行了研究。结果表明:在观测的27次降雨中,不同下垫面的产流量存在较大差异,农膜、公路、农田小路和农田下垫面的产流系数分别为81 4%,73 6%,41 6%,2 7%。旱地小麦集水补灌研究表明:旱地型品种应作为集水补灌旱地小麦的主干品种;补灌量愈大产量愈高,拔节期补灌优于扬花期;同一补灌量集中补灌优于分次补灌;不同播期密度在集水补灌条件下其产量和水分利用效率存在差异。该项研究为开展集水工程及集水补灌提供了理论和技术依据。

微孔膜覆盖穴播小麦生态效应研究

微孔膜小麦在冬前、拔节期有较好的生物学效应 ;在小麦全生育期有较好的温度效应 ;有效抑制了土壤水分的无效蒸发 ,较好地满足了小麦主要生育阶段水分需求 ,水分生产效率 (1 0 4 1kg/mm)较对照提高 39 5% ,产量达 4 4 6 1kg/hm2 。

作物苗期中耕保墒追肥机的研制与应用

依据中耕保墒的农艺节水理论基础,提出了作物苗期中耕保墒追肥机研制的指导思想,研制出了中耕保墒追肥机,并提出了合理的工作参数。各项功能经两年10余种作物苗期应用效果良好,单项和多项作业较传统人工作业可提高功效4～6倍,生产成本和作业成本降低,且灵活轻便。

农作物出苗板结表土破解器的研制与应用

针对目前农作物出苗板结表土破解机具缺乏及现有机具存在的问题,提出了农作物出苗板结表土破解器研制的指导思想。研制出的农作物出苗板结表土破解器主要包括底板、疏松装置和牵引装置3部分,可满足同一作物的不同播种行距及不同作物同一行距的需求,并提出了合理的工作参数。该机具可较传统人工破板结提高功效10～15倍,并克服了牲畜带耙破板结伤苗重的缺点;经多种作物应用效果良好,灵活轻便,无需配套动力,生产和作业成本低。

不同小麦品种(系)对Ar^+注入的敏感性

本文就不同小麦品种(系)对Ar+注入的敏感性进行了研究。研究结果表明:6×1016Ar+cm2注入对参试的21个品种(系)的存活率影响可分为5种类型:极敏感型、敏感型、过渡型、迟钝型和极迟钝型;Ar+注入对高水肥型、中水肥型和旱地型小麦品种(系)的敏感性依次为高水肥型>中水肥型>旱地型。本项研究可为Ar+注入不同小麦品种(系)发生诱变的半致死剂量提供实验依据。

黄土丘陵区不同下垫面降雨产流与蓄水窖工艺技术

在山西洪洞建立了农膜、公路、农田小路、农田下垫面产流场,对不同下垫面的降雨产流量及蓄水窖主要工艺技术体系进行了研究。结果表明:在观测的27次降雨中,在同一坡度、同一降雨量条件下,不同下垫面的产流量存在较大差异。农膜、公路、农田小路和农田下垫面的产流量分别占总降雨量的81.4%、73.6%、41.6%、2.7%。表明前三者均有较好的集水效果,而农田产流效果较差。研究提出的蓄水窖主要工艺技术体系经大面积示范收到了较好的效果。

旱地冬小麦覆盖黑色液膜生态效应研究

对旱地冬小麦覆盖黑色液膜的增产效应研究结果表明,枯水年型旱地冬小麦覆盖黑色液膜具有较好的生态效应,冬小麦产量达2188.5kg/hm2,较对照增产17.95%;水分利用效率达0.78kg/m3,较对照提高22.26%。

地膜小麦集水有限补灌技术研究

１９９７～１９９８ 年，在山西临汾、洪洞两地就地膜小麦集水有限补灌技术进行了研究。结果表明，不同时期、不同补灌量处理间产量存在显著差异。从补灌时期看，以拔节期补灌产量最高，其次为扬花期，再次为冬前。从补灌量看，在同一补灌时期，补灌量高者产量高，每公顷每次应不低于１５０ｍ３ 。

黄土高原旱地小麦最佳根层蓄水供水系统模拟研究

在山西浮山人工模拟建立不同土壤库容系统，对不同库容的生物学效应、蓄水供水效应及水分生产效率进行了研究，明确了黄土高原旱地小麦的最佳土壤库容深度为1．5－2．0m，为黄土高原旱地小麦建立适宜的土壤库容提供了理论依据。1．5－2．0m深的土壤库容改善了小麦全生育期土壤水分状况，特别在小麦需水关键期（拔节期）能最大限度地供给小麦水分，从而有效地增加小麦成穗数及穗粒数。该系统每亩可增产小麦142．5－174．5kg，增产率高达63．3％－78．7％。