滴灌条件下灌水量对冬小麦、夏玉米周年水分利用的影响

为探明滴灌条件下灌水量对小麦、玉米周年水分利用的影响,采用田间试验,开展滴灌条件下灌水量(小麦季:处理W1—W6,分别为0、20、40、60、80、100 mm/次;玉米季:处理M1—M6,分别为0、15、30、45、60、75 mm/次)对小麦生长、叶片SPAD值、光合生理特征及小麦、玉米产量和水分利用等的影响研究。结果表明:滴灌提高了小麦叶片的SPAD值、改善了小麦光合生理特征,小麦、玉米产量构成要素及产量均相应提高。随灌水量的增加,小麦叶片的SPAD值、光合速率、蒸腾速率及小麦、玉米单位面积产量及周年总产量均表现为先增加后降低的趋势。小麦、玉米周年总耗水量随灌水量的增加而增加,小麦叶片水分利用效率在灌浆期随灌水量的增加呈逐渐降低的趋势,小麦、玉米籽粒水分利用效率及灌水利用率随灌水量的增加均表现为先降后增再降的趋势。不同灌水量处理中,处理W3和W4更利于提高小麦叶片的SPAD值,处理W5对光合速率的提高更为显著,处理W4更利于提高小麦的产量,而处理W3对小麦的水分利用效率的提高更为有利。处理M5的玉米产量和灌水利用率显著高于其他处理,且籽粒水分利用效率也相对较高。对于小麦、玉米周年产量而言,处理W5+M5增产效果最佳。

不同灌溉方式氢、氧同位素分布与夏玉米水分利用特征

利用氢氧稳定同位素示踪法,研究了人工控水条件下小白龙常规灌溉(X)与滴灌(D)不同灌水量(X1、D1:15 mm;X2、D2:30 mm;X3、D3:45 mm)夏玉米土壤水稳定同位素分布特征,以及土壤耗水量、光合作用及水分利用特征。结果表明:随生育期的推进,根系吸水逐渐加深。在拔节期,均以0~20 cm土层的水分贡献率最大,达60%以上。在D1和D2条件下,60~80 cm和20~40 cm土层的贡献率分别占21.4%和23.8%。到灌浆期,与常规灌溉相比,滴灌条件下更利于促进根系对40 cm以下土层水分的利用,从而减少水分的无效蒸发。随生育期的推进与灌水量的增加,玉米的日耗水量明显增加,滴灌低于传统灌溉。与常规灌溉相比,滴灌D2处理更利于提高玉米光合速率、蒸腾速率、气孔导度及叶片水分利用效率。此外,滴灌处理明显提高了收获期玉米的生物量。最终,与常规灌溉相比,滴灌降低了玉米总的耗水量,产量提高了5.3%~21.7%和水分利用效率提高了9.2%~26.8%,均以D2处理最高。相关分析表明:玉米拔节期20~40 cm和灌浆期60~80 cm土层水分更利于促进玉米产量的提高,而拔节期60~80 cm和80~100 cm土层的水分更利于促进玉米水分利用效率的提高。

不同灌溉方式下氢、氧同位素分布与小麦水分利用特征

[目的]探明不同灌溉方式对小麦水分利用的贡献率及小麦根系吸水规律,可为合理应用灌溉用水提供科学依据。[方法]利用稳定氢氧同位素示踪法,研究了防雨棚条件下常规灌溉(X)与滴灌(D)不同灌水量条件下(X_(1),D_(1)∶15 mm;X_(2),D_(2)∶30 mm;X_(3),D_(3)∶45 mm)冬小麦生长期间土壤水稳定同位素变化特征,以及土壤耗水强度、光合生理特征及水分利用特征。[结果]随小麦生育期的推进,根系吸水逐渐加深。在拔节期小麦主要利用0-20 cm深度的土壤水;在抽穗期X_(2),D_(1)和D_(2)处理主要利用了0-20 cm土层的水分,但X_(1)处理主要利用了60-80 cm土层的水分,占53.9%,X_(3)处理主要利用了40-60 cm土层的水分,占77.0%。而D_(3)处理主要利用了0-60 cm土层的水分,占80.0%;到灌浆期,X_(1)和X_(2)处理主要利用了0-60 cm土层的水分,分别占86.2%和90.6%,而X_(3)处理主要利用了40-60 cm土层的水分,占73.9%。而D_(1)和D_(2)处理不同土层的水分利用比例较均匀,分别介于7.1%~27.8%和13.0%~38.2%之间。D_(3)处理主要利用了20-40 cm土层的水分,占51.0%。除抽穗-灌浆期中水处理(D_(2))及灌浆-收获期高水处理(D_(3))外,滴灌均有效降低了小麦的日耗水量。与常规灌溉相比,滴灌D_(2)和D_(3)处理更利于提高小麦的光合速率和叶片水分利用效率。此外,滴灌处理在小麦抽穗期和收获期均有效提高了小麦的生物量。最终,滴灌较常规耕作小麦产量提高了21.6%~28.0%和水分利用效率提高了24.4%~36.7%,均以D2处理最高。相关分析表明:小麦生长过程中,抽穗期0-20 cm土层水分贡献率和灌浆期80-100 cm土层的水分贡献率的提高对于其产量与水分利用效率的提高更为有利。[结论]滴灌更利于提供均匀的水分供给作物,同时减少水分无效蒸发,提高作物产量和水分利用率。

不同灌溉方式下养分配置对冬小麦灌浆期光合特性及产量的影响

为了探索冬小麦的最佳灌溉方式、养分配置组合模式,以百农207为试验材料,研究喷灌、移动喷灌、小白龙灌溉3种灌溉方式及不同养分配置对冬小麦旗叶净光合速率、气孔导度、胞间二氧化碳浓度、蒸腾速率及产量的影响。结果表明,与一次性底施相比,底施+追施可有效提高冬小麦净光合速率和产量,喷灌、移动喷灌、小白龙灌溉3种灌溉方式下产量分别提高4.19%~5.55%、5.90%~8.01%、4.13%~7.97%。喷灌处理冬小麦光合特性和产量总体上优于移动喷灌和小白龙灌溉处理,其中产量总体表现为喷灌>移动喷灌>小白龙灌溉。喷灌方式下,产量以T8处理(底施N_(28)P_(15)K_5375 kg/hm^2+底施控释肥300 kg/hm^2+追施N 75 kg/hm^2)最高,达10 360.05 kg/hm^2;净光合速率以T7处理最大,达19.41μmol/(m^2·s),T8处理次之,两者差异不显著;气孔导度以T7处理最大,随后依次为T2、T8处理,三者间差异均不显著;胞间二氧化碳浓度以T7处理最低,其余处理间差异均不显著;蒸腾速率以T1处理最低,其余处理间差异均不显著。综合分析,冬小麦最佳的灌溉方式、养分配置组合模式为喷灌+底施N_(28)P_(15)K_5375 kg/hm^2+底施控释肥300 kg/hm^2+追施N 75 kg/hm^2。

不同灌溉方式下养分配置对小麦、玉米产量和水分利用的影响

为了寻求小麦、玉米生产的最佳水肥配置模式,在不同灌溉方式(喷灌、移动喷灌、小白龙)下设置8个不同养分配置[底施N34P6K8750 kg/hm2(T1)、底施N34P6K8750 kg/hm2+追施纯N 75 kg/hm2(T2)、底施N28P15K5750 kg/hm2(T3)、底施N28P15K5750 kg/hm2+追施纯N 75 kg/hm2(T4)、底施控释肥600 kg/hm2(T5)、底施控释肥600 kg/hm2+追施纯N 75 kg/hm2(T6)、底施N28P15K5375 kg/hm2+底施控释肥300 kg/hm2(T7)、底施N28P15K5375 kg/hm2+底施控释肥300 kg/hm2+追施纯N 75 kg/hm2(T8)],研究不同灌溉方式下养分配置对小麦、玉米产量及水分利用的影响.结果表明,与小白龙灌溉处理相比,移动喷灌和喷灌处理均可提高小麦株高、穗长、小穗数、穗粒数、千粒质量;喷灌处理小麦、玉米、小麦—玉米周年产量分别增加1.64%~14.04%、1.40%~6.89%、3.94%~10.07%,移动喷灌处理分别增加1.37%~12.88%、6.81%~16.47%、6.71%~11.21%;喷灌处理小麦、玉米、小麦—玉米周年灌水利用率分别提高0.26~2.03、0.19~0.90、0.57~1.27 kg/m3,移动喷灌处理分别提高0.21~1.96、0.82~2.08、0.91~1.63 kg/m3.喷灌和移动喷灌条件下,T8处理小麦产量高于其他处理;3种灌溉方式下,玉米及小麦—玉米周年产量均是T8处理高于其他处理.综合考虑,以移动喷灌结合底施N28P15K5375 kg/hm2+底施控释肥300 kg/hm2+追施纯N 75 kg/hm2处理节水增产效果最佳.

水肥耦合效应研究的现状与前景

我国是一个水资源短缺,水资源时空分布不均,土地资源较少以及化肥消费量较大的人口大国和农业大国。在有限的资源条件下,充分利用水肥的增产效应对我国农业发展具有重要的意义。水肥耦合是研究水肥关系,以达到更经济有效地利用水分和养分目的的一项重要技术。鉴于此,从水肥耦合的含义及其对作物生理形态、产量、生态环境的影响等方面综述了水肥耦合的研究现状和发展前景。

测墒灌溉施肥对冬小麦光合特性及产量的影响

为探讨水肥耦合的最佳配置，在通许潮土区进行测墒灌溉与施肥相结合的水（W1：不灌水；W2：田间最大持水量的55％～60％；W3：田间最大持水量的75％～80％；W4：足墒灌溉）肥（N1：一次施肥；N2：多次施肥）耦合试验，探讨了不同水肥耦合条件对冬小麦光合特性和产量的影响。结果表明，小麦旗叶净光合速率和蒸腾速率均随土壤含水量的增加而增加，叶片瞬时水分利用效率随土壤含水量的增加呈先增加后降低的趋势；氮肥对小麦旗叶净光合速率、蒸腾速率、瞬时水分利用效率的影响均受土壤水分调控，在W1水分条件下氮肥对其有抑制作用，在其他水分条件下氮肥对其有促进作用。各处理间穗长、小穗数、穗粒数、千粒重、产量均存在显著差异，产量随土壤含水量的增加先增加后减少，W3水分条件下最高；氮肥对小麦产量的影响规律同旗叶净光合速率、蒸腾速率、瞬时水分利用效率，产量以W3N2处理最高，达9293．19 kg/hm2。净光合速率和蒸腾速率与产量间呈显著正相关；成产要素与产量间均呈正相关，影响程度表现为小穗数＞穗粒数＞穗长＞千粒重。

分期施肥补灌对小麦产量和水分利用效率的影响

探讨分期施肥补灌对小麦SPAD、光合特性、群体动态、生物性状、水分利用效率及产量的影响,为豫中补灌区小麦高产高效施肥提供理论依据。通过田间试验,设灌水和施肥两因素,其中灌水设3个水平,灌水450 m^3/(hm^2·次)。施肥设5个水平。研究结果表明:三种灌水水平条件下,增施有机肥的小麦SPAD和净光合速率均高于相应不施有机肥处理;N0处理产量显著低于其他处理;N0处理水分利用效率最低。基于节本、增产、增效综合考虑,本研究推荐拔节期补灌一次,施用纯氮300 kg/hm^2+有机肥1 500 kg/hm^2(氮肥底追比为底施∶拔节肥=7∶3)处理。

耕作方式对土壤水分入渗、有机碳含量及土壤结构的影响

为探明不同耕作方式对土壤剖面结构、水分入渗过程等的作用机理,采集田间长期定位耕作措施(常规耕作、免耕、深松)试验中的原状土柱(0~100 cm)及0~10 cm、10~20 cm、…、90~100 cm环刀样、原状土及混合土样,通过室内模拟试验进行了0~100 cm土层土壤入渗过程和饱和导水率的测定,分析了不同土层的土壤有机碳含量、土壤结构特征及相互关系。结果表明:从土柱顶部开始供水(恒定水头)到水分全部入渗到土柱底部的时间为:常规耕作>免耕>深松;土柱土壤入渗速率和累积入渗量为:深松>免耕>常规耕作;土柱累积蒸发量为:常规耕作>免耕>深松。土壤的饱和导水率表现为:0~10 cm和50~60 cm土层,免耕>深松>常规耕作;20~50 cm和60~100 cm土层,深松>免耕>常规耕作。随土层的加深,>0.25 mm水稳性团聚体含量和土壤有机碳含量均表现为先增加(10~20 cm)再降低的趋势。在0~40 cm土层和80~100 cm土层,均以深松处理>0.25 mm水稳性团聚体含量最高。在60 cm以上土层,土壤有机碳含量表现为:免耕>深松>常规耕作,而60 cm土层以下土壤有机碳显著降低,均低于4 g·kg?1,且在70 cm以下土层,常规耕作>免耕>深松。综上,耕作措施能够改变土壤有机碳含量,改善土壤结构,促进土壤蓄水保墒;深松更利于水分就地入渗,而免耕则更利于有机碳的提升和水分的储存,其作用深度在0~60 cm土层。

水肥一体化对小麦干物质和氮素积累转运及产量的影响

为探讨滴灌水肥一体化对小麦干物质和氮素积累、转运与产量的影响,于2016—2018年2个小麦生长季进行田间试验,设置3个氮(N)肥水平N1(180 kg/hm^(2))、N2(240 kg/hm^(2))、N3(270 kg/hm^(2))和3个水分(W)水平W1(生育期不灌水)、W2(生育期灌2次水)、W3(生育期灌3次水),9个处理分别为:W1N1、W1N2、W1N3、W2N1、W2N2、W2N3、W3N1、W3N2、W3N3。结果表明:连续2年,小麦植株干物质积累量在开花期和成熟期达到最大,与W1N1处理相比,W3N2处理下小麦开花期植株平均干物质积累量、成熟期植株平均干物质积累量、营养器官平均干物质转运量、平均干物质转运率和干物质转运对籽粒平均贡献率分别增加32.11%、13.34%、48.66%、56.34%、42.93%;连续2年,小麦植株氮素积累量在小麦开花期和成熟期达到最大,与W1N1处理相比,W3N2处理下小麦开花期和成熟期植株平均氮素积累量分别增加21.98%和20.30%;在小麦成熟期,与W1N1处理相比,W3N2处理下小麦茎+叶鞘平均氮素积累量、穗轴+颖壳平均氮素积累量、籽粒平均氮素积累量、营养器官平均氮素转运量、平均氮素转运率和营养器官氮素转运对籽粒平均贡献率分别增加20.19%、27.65%、35.99%、47.51%、20.91%和6.04%;连续2年,与W1N1处理相比,W3N2和W3N3处理下小麦平均产量分别增加31.88%和15.28%。研究表明,滴灌水肥一体化下W3N2处理是本试验的最优处理,能够促进营养器官干物质和氮素的积累与转运,有利于实现小麦高产高效。

小麦-玉米滴灌水肥一体化的节水增产效应

在河南省通许县节水农业试验示范基地开展了滴灌和小白龙水肥一体化的对比研究,氮肥施用设置一次性底施、底施70%+拔节期追施30%、底施50%+拔节期追施50%、底施70%+灌浆期追施30%、底施50%+灌浆期追施50%和底施50%+拔节期追施30%+灌浆期追施20%,以期找出小麦-玉米周年节水增效措施。结果表明,滴灌水肥一体化更有利于改善水肥的协调供应,促进小麦-玉米的生长发育。与小白龙处理相比,滴灌处理小麦株高增加0.9~7.6 cm,穗长增加0.4~1.6 cm,小穗数增加1.1~2.8个,穗粒数增加0.6~5.2粒,不孕穗数减少1.1~3.3个,千粒质量增加0.1~1.4 g;玉米株高增加2.4~8.2 cm,叶片数增加0.2~0.8片,茎粗增加0.44~0.68 cm,穗行数增加0.2~1.2行,双行粒数增加0.8~7.3粒,有效穗长增加0.04~1.67 cm,穗周长增加0.39~1.40 cm,百粒质量增加0.2~2.1 g,总体上,小麦和玉米均以底施50%+灌浆期追施50%处理效果较好。与小白龙处理相比,滴灌水肥一体化处理小麦显著增产14.29%~18.96%,灌溉水利用效率显著提高1.93~2.79 kg/m3;玉米显著增产21.79%~47.19%,灌溉水利用效率显著提高3.97~6.07 kg/m^3;小麦-玉米周年显著增产19.98%~33.37%,灌溉水利用效率显著提高3.26~4.43 kg/m^3,均以底施70%+灌浆期追施30%效果最佳。与一次性底施处理相比,滴灌水肥一体化处理小麦、玉米及小麦-玉米周年产量及灌溉水利用效率均以底施50%+拔节期追施30%+灌浆期追施20%处理最高。由此可见,滴灌水肥一体化有利于实现节水增效,氮肥适当后移效果明显。

耕作和保墒措施对冬小麦生育时期光合特征及水分利用的影响

为探明不同耕作保墒措施下冬小麦生育期间光合生理特征及其增产机理,采用田间试验,以常规耕作为对照,采用深松、秸秆覆盖、免耕、施用有机肥及保水剂等措施,研究了不同耕作和保墒措施对冬小麦生育期间光合作用、产量及水分利用效率的影响。结果表明:冬小麦光合速率和叶片水分利用效率均以孕穗期最高,而灌浆期最低。蒸腾速率和气孔导度均以扬花期最高。对不同处理而言,在各生育时期均以深松处理的光合速率和叶片水分利用效率最高,其次为秸秆覆盖处理。在拔节期、孕穗期和扬花期以有机肥处理的蒸腾速率最高,而灌浆期以秸秆覆盖的蒸腾速率较高,在全生育期对照的蒸腾速率均较低。气孔导度与蒸腾速率表现规律基本一致。不同耕作、保墒措施均提高了小麦的穗数、穗粒数及千粒重,以及小麦籽粒产量和水分生产效率,降低了小麦总耗水量;各处理中以深松处理的效果最佳,其产量和水分生产效率分别较对照提高19.6%和38.3%。相关分析表明:各时期的小麦光合速率及叶片水分利用效率均与小麦产量和水分生产效率呈正相关,且随生育期的推进,其相关性增强,特别在扬花期,光合速率对于小麦产量和水分生产效率的影响更显著。

水肥运筹对冬小麦光合特性、产量及水分利用的影响

为探明水肥运筹对冬小麦产量及水分利用的影响,采用田间试验,研究了不同氮肥追施比例(N0:一次性底施,N1:底施40%+拔节期30%+灌浆期30%,N2:底施60%+拔节期20%+灌浆期20%,N3:底施70%+拔节期30%)与灌水量(W0:0 m3/(次·hm2),W1:225 m3/(次·hm2),W2:450m3/(次·hm2))相结合对土壤水分,冬小麦光合特性、产量及水分利用的影响。结果表明,不同水氮运筹方式改善了小麦的光合特性,促进了小麦生长、产量及水分利用的提高。在小麦需水旺盛的灌浆期,各处理间的剖面土壤水分含量差异最为显著,其中以W2N3处理较高。在所有处理中,W2N2处理净光合速率最高,W1N2和W2N2处理叶片水分利用效率均较高;W2N2处理产量和水分生产效率最高,分别较对照(W0N0)提高33.5%、23.8%。综上,水肥运筹模式以W2N2处理最优。

不同耕作保墒措施下施氮量对小麦耗水量、产量及水分生产效率的影响

采用大田试验,探讨了普通耕作、深松、秸秆覆盖、保水剂与氮肥(0、120、240 kg/hm^2N)相结合对小麦耗水量、产量及水分生产效率的影响,以期找出潮土区小麦高产的合理保墒施肥模式。结果表明:总体上氮肥用量适中时,小麦全生育期的总耗水量较大,而不施氮肥和氮肥用量较大时,小麦耗水量较低,其中以秸秆覆盖处理最低。随氮肥用量的增加,总体上小麦净光合速率、蒸腾速率均表现为先增后降的趋势,而叶片水分利用效率随氮肥用量的增加而提高。各处理以处理6(深松+120 kg/hm^2N)的净光合速率最高,以处理10(深松+240 kg/hm^2N)和处理11(秸秆覆盖+240 kg/hm^2N)的叶片水分利用效率较高。各保墒措施均显著提高了小麦产量和水分生产效率。小麦产量随氮肥用量的增加先增加后降低,以处理6最高,较对照(普通耕作)提高30.5%,其次为处理8(保水剂+120 kg/hm^2N),两者差异不显著,之后为处理7(秸秆覆盖+120 kg/hm^2N)、处理10、处理11;但水分生产效率以处理11最高,较对照提高50.4%,其次为处理10、处理8,三者差异显著。

滴灌水肥一体化对小麦产量和品质及水肥利用的影响

为探讨滴灌条件下水肥一体化对小麦产量和品质及水肥利用的影响,于2016—2018年2个小麦生长季,利用田间试验,设置3个氮(N)肥水平:N1为180 kg·hm^(-2),N2为240 kg·hm^(-2),N3为270 kg·hm^(-2);3个水分(W)水平:W1为生育期不灌水,W2为生育期灌2次水,W3为生育期灌3次水。结果表明,连续2 a,与W1N1处理相比,W3N2处理下小麦平均株高、穗长和千粒质量均表现最优,小麦平均产量以W3N2和W3N3处理下较高,分别增产31.88%和15.28%。适宜的水肥处理对滴灌小麦品质具有促进作用,可以提高小麦子粒可溶性糖、淀粉和蛋白质含量,但水和氮量过多会降低小麦子粒可溶性糖和淀粉含量。与W1N1处理相比,W3N2处理下小麦子粒平均可溶性糖、直链淀粉和支链淀粉分别提高29.69%,34.57%和18.66%;小麦子粒平均蛋白质含量在W3N2和W3N3处理下增长最多,分别增加47.03%和40.99%。从小麦水肥利用来看,小麦平均水分利用效率和氮肥利用效率以W3N2处理最高,与W1N1处理相比,分别提高11.70%和12.34%。综合考虑,滴灌水肥一体化下以W3N2处理表现最佳,即小麦施纯氮240 kg·hm^(-2),底施60%纯氮、拔节期追施25%纯氮和灌浆期追施15%纯氮,且在小麦拔节期、开花期和灌浆期进行3次灌水的处理能够实现小麦高产、高效、优质的统一。

长期免耕对不同土层土壤结构与有机碳分布的影响

为探明长期翻耕与免耕条件下不同土层深度土壤结构稳定性及其有机碳分布特征,在长期定位试验中分层(0~10 cm、10~20 cm、…、90~100 cm)采集免耕和常规耕作处理下混合土样和原状土样进行土壤结构与有机碳的测定,结果表明:(1)随着土层的加深,0.5~2.0 mm和大于2.0 mm粒级团聚体含量表现为逐渐降低的趋势,而其他粒级团聚体含量呈增加趋势。免耕更利于提高大粒级团聚体(>0.5 mm)的含量,且土壤结构的稳定性显著提高,其作用深度在50 cm以上。(2)随着土层的加深,土壤总有机碳和活性有机碳均表现为先增加后降低再趋于稳定的趋势。免耕处理在0~80 cm土层的土壤总有机碳和活性有机碳均高于常规耕作处理。(3)随着土层的加深,不同粒级团聚体总有机碳含量呈降低趋势,大粒级团聚体中含有较高的有机碳。免耕更利于0~40 cm土层不同粒级团聚体总有机碳含量的提高。随着土壤团聚体粒级的降低,土壤活性有机碳含量呈降低趋势。与常规耕作相比,除0.053~0.250 mm粒级团聚体外,免耕提高了0~20 cm土层各粒级团聚体中活性有机碳含量。(4)随着土层的加深,各粒级团聚体中有机碳对土壤总有机碳的贡献率表现为先降低后增加再降低的趋势。不同粒级团聚体中,大于2.0 mm和小于0.053 mm粒级团聚体有机碳贡献率在0~100 cm土层均低于其他粒级团聚体。在0~20 cm、30~40 cm和90~100 cm土层,免耕处理各粒级团聚体有机碳累积贡献率均高于常规耕作。

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。

土壤改良剂对镉污染土壤小麦抗性、光合特性及产量的影响

采用盆栽试验,研究不同土壤改良剂对镉(Cd)污染土壤小麦抗性、光合特性及产量的影响,以期为Cd污染区小麦安全生产提供科学依据和技术参考。结果表明,与无土壤改良剂的对照相比,添加海藻复合物处理可提高小麦叶片超氧化物歧化酶(SOD)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性,增幅分别为18. 9%和2. 2%,显著降低叶片丙二醛(MDA)含量,从而增强小麦对Cd胁迫的抗性;增加叶片总叶绿素含量,增幅为7. 1%;提高气孔导度、蒸腾速率、净光合速率和水分利用效率,增幅分别为57. 7%、38. 8%、44. 2%和3. 9%;最终促进产量显著增加30. 94%,且主要归因于有效穗数的增加。生物炭和腐植酸有机肥处理也可在一定程度上促进Cd胁迫下小麦的生长,但与海藻复合物配合施用效果不及海藻复合物单施处理,主要归因于有效穗数的下降。秸秆还田处理对小麦生育前期生长及干物质积累不利,但随生育期的推进长势渐好。综上,海藻复合物可有效降低Cd毒害,促进Cd胁迫下小麦的生长发育。

不同保墒与土壤结构改良措施对土壤结构及小麦、玉米水分利用的影响

为探明不同保墒与土壤结构改良措施对小麦、玉米水分利用等的作用机理,采用大田试验,研究了秸秆覆盖、地膜覆盖、保水剂及有机肥对小麦—玉米生长、光合生理特征、产量、水分利用效率及土壤结构等。结果表明:地面覆盖和土壤结构改良措施均改善了土壤团粒结构,且促进了土壤有机碳含量的提高。同时,不同措施改善了小麦、玉米不同生育期的光合生理特征,提高了小麦、玉米不同生育期的株高、叶面积及生物量,且成产要素也显著提高,地膜覆盖较其他措施更利于小麦产量的提高,其较普通耕作增产14.7%。对玉米而言,以秸秆覆盖和地膜覆盖处理增产效果较佳,分别较普通耕作增产10.4%和10.3%。对小麦—玉米周年而言,地膜覆盖的总产量和总水分生产效率均最高,分别较普通耕作提高了12.5%和17.1%。相关分析表明,小麦、玉米周年总产量和总水分生产效率与小麦不同生育期的土壤水分、灌浆期叶面积、小麦单产、玉米大喇叭口期的叶面积以及土壤有机碳含量密切相关。